[go: up one dir, main page]

JP2011130525A - Electric motor drive system - Google Patents

Electric motor drive system Download PDF

Info

Publication number
JP2011130525A
JP2011130525A JP2009283928A JP2009283928A JP2011130525A JP 2011130525 A JP2011130525 A JP 2011130525A JP 2009283928 A JP2009283928 A JP 2009283928A JP 2009283928 A JP2009283928 A JP 2009283928A JP 2011130525 A JP2011130525 A JP 2011130525A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motors
phase
drive system
voltage
electric motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009283928A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Oguchi
英樹 大口
Hideo Hirose
英男 廣瀬
Akio Toba
章夫 鳥羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2009283928A priority Critical patent/JP2011130525A/en
Publication of JP2011130525A publication Critical patent/JP2011130525A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

【課題】複数台の交流電動機を1台の駆動装置(電力変換器)により駆動可能とし、かつ、巻線の巻き方が同じ固定子を使用可能としてシステム全体のコスト上昇を抑えると共に、横流の発生を抑制して銅損を低減させた電動機駆動システムを提供する。
【解決手段】n(nは2以上の整数)台の交流電動機を1台のインバータ400により駆動する電動機駆動システムにおいて、例えば、インバータ400の出力可能な電圧の1/2以下の端子電圧を印加可能な2台の交流電動機101,201をタンデム結合し、かつ、これらの交流電動機101,201の巻線を相ごとに直列に接続すると共に、誘起電圧の位相を一致させる。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To drive a plurality of AC motors by a single drive device (power converter), and to use a stator having the same winding method to suppress an increase in the cost of the entire system and An electric motor drive system that suppresses occurrence and reduces copper loss is provided.
In a motor drive system in which n (n is an integer of 2 or more) AC motors are driven by a single inverter 400, for example, a terminal voltage less than or equal to 1/2 of the voltage that can be output by the inverter 400 is applied. Two possible AC motors 101 and 201 are connected in tandem, the windings of these AC motors 101 and 201 are connected in series for each phase, and the phases of the induced voltages are matched.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、直列に結合(タンデム結合)された複数台の交流電動機をインバータ等の電力変換器により駆動する電動機駆動システムに関するものである。   The present invention relates to a motor drive system that drives a plurality of AC motors coupled in series (tandem coupling) with a power converter such as an inverter.

電動機の寸法、定格等には製造上制約があり、1台の電動機で必要な出力が得られない場合には、複数台の電動機をタンデム結合して必要な出力を得ることが知られている。
図8は、2台の交流電動機をタンデム結合した場合の概略的な構成図であり、101’,201’は例えば三相の永久磁石型電動機、102,202は各電動機101’,201’の回転軸、300は負荷(カップリング)を示している。図8において、例えば1台の電動機の出力が100〔kW〕であれば、2台合計で200〔kW〕の出力を得ることができる。
It is known that there are manufacturing restrictions on the dimensions, ratings, etc. of the motor, and when the required output cannot be obtained with one motor, the required output is obtained by tandemly coupling a plurality of motors. .
FIG. 8 is a schematic configuration diagram when two AC motors are connected in tandem. For example, 101 ′ and 201 ′ are three-phase permanent magnet motors, and 102 and 202 are motors 101 ′ and 201 ′. A rotating shaft 300 indicates a load (coupling). In FIG. 8, for example, if the output of one motor is 100 [kW], a total of 200 [kW] can be obtained.

ここで、特許文献1には、一軸に2台の回転電機子を固着させたものを複数組タンデム結合した回転電機が開示されている。しかし、この従来技術は、もっぱら回転電機の構造に関する発明であってその駆動方法については何ら記載されておらず、通常は回転電機子と同数の駆動装置が必要となると推測される。   Here, Patent Document 1 discloses a rotating electrical machine in which a plurality of sets of two rotating armatures fixed to one shaft are coupled in tandem. However, this prior art is an invention related exclusively to the structure of a rotating electrical machine and does not describe any driving method thereof, and it is presumed that normally the same number of driving devices as the rotating armature are required.

さて、図8に示したようなシステムにおいて、負荷300を一方向に回転させるには、電動機101’と電動機201’との回転方向を逆にしなければならない。その際、各電動機101’,201’を個別の駆動装置によって駆動するようにすれば、各駆動装置によって回転方向を決定できるので、電動機101’,201’の巻線の相順は問題にならない。すなわち、巻線の巻き方が同じ固定子を有する電動機を用いることが可能である。しかし、その反面、電動機(固定子)の台数分の駆動装置が必要になるので、コストの上昇を招く懸念がある。   In the system as shown in FIG. 8, in order to rotate the load 300 in one direction, the rotation directions of the electric motor 101 'and the electric motor 201' must be reversed. At that time, if each motor 101 ′, 201 ′ is driven by an individual drive device, the rotation direction can be determined by each drive device, so the phase sequence of the windings of the motor 101 ′, 201 ′ does not matter. . That is, it is possible to use an electric motor having a stator with the same winding method. However, on the other hand, as many drive devices as the number of electric motors (stators) are required, there is a concern that costs increase.

これに対し、2台の電動機を1台の駆動装置によって駆動する場合には、各電動機の巻線の相順を逆にしなくてはならない。
例えば、図9は、図8に示した2台の電動機101’,201’の巻線の例(集中巻)であり、図8の負荷300側から各電動機101’,201’を軸方向に見た状態を示している。この図9から明らかなように、一方の電動機101’では三相各相の巻線U,V,W,U,V,Wを反時計方向に巻き、他方の電動機201’では巻線U,V,W,U,V,Wを時計方向に巻く。すなわち、巻線の巻き方が異なる固定子を2台製作する必要がある。
なお、図9において、103,203は回転子コア、104,204は永久磁石、105,205は固定子コアを示す。
On the other hand, when two electric motors are driven by one drive device, the phase sequence of the windings of each electric motor must be reversed.
For example, FIG. 9 is an example (concentrated winding) of the windings of the two electric motors 101 ′ and 201 ′ shown in FIG. 8, and the electric motors 101 ′ and 201 ′ are arranged in the axial direction from the load 300 side in FIG. It shows the state as seen. As is apparent from FIG. 9, in one motor 101 ′, windings U 1 , V 1 , W 1 , U 2 , V 2 , W 2 of the three phases are wound counterclockwise, and the other motor 201 In ', the windings U 1 , V 1 , W 1 , U 2 , V 2 , W 2 are wound clockwise. That is, it is necessary to manufacture two stators with different winding methods.
In FIG. 9, 103 and 203 denote rotor cores, 104 and 204 denote permanent magnets, and 105 and 205 denote stator cores.

また、2台の電動機を1台の駆動装置によって駆動する場合には、図10に示すように、駆動装置としての三相インバータ400に対して2台の電動機101’,201’の固定子巻線を並列に接続する方法が考えられる。しかし、電動機101’,201’が永久磁石型電動機の場合には、電動機101’,201’の誘起電圧の位相が合致しないと、電動機101’,201’間に横流が発生するという問題がある。   Further, when two electric motors are driven by one driving device, as shown in FIG. 10, the stator windings of the two electric motors 101 ′ and 201 ′ with respect to the three-phase inverter 400 as the driving device. A method of connecting lines in parallel is conceivable. However, in the case where the motors 101 ′ and 201 ′ are permanent magnet type motors, there is a problem in that a cross current occurs between the motors 101 ′ and 201 ′ if the phases of the induced voltages of the motors 101 ′ and 201 ′ do not match. .

特開平4−190665号公報(第1図〜第4図等)Japanese Patent Laid-Open No. 4-190665 (FIGS. 1 to 4 etc.)

前述したように、2台の電動機を個別の駆動装置によってそれぞれ駆動する場合には、コストの上昇につながる。
また、1台の駆動装置により2台の電動機を駆動する場合には、巻線の巻き方が異なる固定子を2台製作する必要がある。更に、2台の永久磁石型電動機を並列接続して1台の駆動装置により駆動する場合には、各電動機において誘起電圧の位相が合致していないと横流が発生し、銅損の増加を招くという問題があった。
As described above, when each of the two electric motors is driven by an individual driving device, the cost increases.
Further, when two electric motors are driven by one driving device, it is necessary to manufacture two stators with different winding methods. Furthermore, when two permanent magnet type motors are connected in parallel and driven by a single drive unit, a cross current occurs if the phase of the induced voltage does not match in each motor, resulting in an increase in copper loss. There was a problem.

そこで、本発明の解決課題は、複数台の交流電動機を1台の駆動装置(電力変換器)により駆動可能とし、かつ、巻線の巻き方が同じ固定子を使用可能としてシステム全体のコスト上昇を抑えると共に、横流の発生を抑制して銅損を低減させた電動機駆動システムを提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that a plurality of AC motors can be driven by a single drive device (power converter), and a stator having the same winding method can be used, which increases the cost of the entire system. It is providing the electric motor drive system which suppressed copper loss by suppressing generation | occurrence | production of a cross current.

上記課題を解決するため、請求項1に係る電動機駆動システムは、n(nは2以上の整数)台の交流電動機を1台の電力変換器により駆動する電動機駆動システムにおいて、
前記電力変換器の出力可能な電圧の1/n以下の端子電圧を印加可能なn台の交流電動機をタンデム結合し、かつ、これらの交流電動機の巻線を相ごとに直列に接続すると共に、すべての交流電動機の誘起電圧の位相を一致させるものである。
In order to solve the above problem, an electric motor drive system according to claim 1 is an electric motor drive system in which n (n is an integer of 2 or more) AC motors are driven by a single power converter.
Tandem coupling of n AC motors capable of applying a terminal voltage of 1 / n or less of the voltage that can be output from the power converter, and connecting the windings of these AC motors in series for each phase, The phase of the induced voltage of all AC motors is matched.

請求項2に係る電動機駆動システムは、請求項1記載の電動機駆動システムにおいて、固定子の巻線の巻き方が同一である2台の交流電動機の回転軸同士を、負荷を介して連結すると共に、前記負荷から見た各電動機の巻線の相順が互いに逆向きであることを特徴とする。   The electric motor drive system according to claim 2 is the electric motor drive system according to claim 1, wherein the rotating shafts of two AC electric motors having the same winding method of the stator winding are connected to each other through a load. The phase sequence of the windings of each motor viewed from the load is opposite to each other.

本発明によれば、複数台の交流電動機をインバータ等の1台の電力変換器により駆動することができ、巻線の巻き方が同じ固定子を使用可能としてシステム全体のコストを低く抑えることができる。また、各電動機の巻線を相ごとに直列に接続することで、横流の発生も抑制可能である。   According to the present invention, a plurality of AC motors can be driven by a single power converter such as an inverter, and a stator having the same winding method can be used, thereby reducing the cost of the entire system. it can. Further, by connecting the windings of each motor in series for each phase, it is possible to suppress the occurrence of cross current.

本発明の第1実施形態に係る電動機駆動システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an electric motor drive system according to a first embodiment of the present invention. 図1における2台の電動機の固定子巻線の概念的な結線図である。FIG. 2 is a conceptual connection diagram of stator windings of two electric motors in FIG. 1. 図1におけるインバータの主要部の回路図である。It is a circuit diagram of the principal part of the inverter in FIG. 正弦波変調時におけるインバータの出力電圧指令及びキャリアの波形図である。It is an output voltage command of an inverter at the time of sine wave modulation, and a waveform diagram of a carrier. 2アーム変調時におけるインバータの出力電圧指令及び線間電圧指令の波形図である。It is a wave form diagram of the output voltage command and line voltage command of an inverter at the time of 2 arm modulation. 台形波変調時におけるインバータの出力電圧指令及び線間電圧指令の波形図である。It is a wave form diagram of the output voltage command and line voltage command of an inverter at the time of trapezoidal wave modulation. 本発明の第2実施形態に係る電動機駆動システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the electric motor drive system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 2台の電動機をタンデム結合した場合の概略的な構成図である。It is a schematic block diagram at the time of combining two electric motors in tandem. 図8の各電動機の巻線の説明図である。It is explanatory drawing of the coil | winding of each electric motor of FIG. 2台の電動機を並列に接続して駆動する場合の概略的な構成図である。It is a schematic block diagram in the case of connecting and driving two electric motors in parallel.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図1、図2は本発明の第1実施形態を示すものであり、図1は電動機駆動システムの全体構成図、図2は2台の電動機の固定子巻線の概念的な結線図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric motor drive system, and FIG. 2 is a conceptual connection diagram of stator windings of two electric motors. .

図1において、101,102はタンデム結合された三相の永久磁石型電動機であり、これらの回転軸102,202は負荷(カップリング)300を介して同軸上に結合されている。
400は電動機駆動装置としての電力変換器(三相インバータ)であり、その出力端子U,V,W(図3参照)に一端が接続されたケーブル501の他端は、第1の電動機101の巻線入力端子111に接続されている。また、電動機101の巻線出力端子112は、ケーブル502を介して第2の電動機201の巻線入力端子211に接続されている。
In FIG. 1, reference numerals 101 and 102 denote tandem-coupled three-phase permanent magnet type motors, and these rotary shafts 102 and 202 are coaxially coupled via a load (coupling) 300.
Reference numeral 400 denotes a power converter (three-phase inverter) as an electric motor drive device. The other end of the cable 501 whose one end is connected to its output terminals U, V, W (see FIG. 3) is connected to the first electric motor 101. It is connected to the winding input terminal 111. Further, the winding output terminal 112 of the electric motor 101 is connected to the winding input terminal 211 of the second electric motor 201 via the cable 502.

次に、図2において、U1,V1,W1は第1の電動機101の固定子の各相巻線であり、添字にinを付した端子は前記巻線入力端子111に接続され、添字にoutを付した端子は前記巻線出力端子112に接続されている。また、U2,V2,W2は第2の電動機102の固定子の各相巻線であり、添字にinを付した端子は前記巻線入力端子211に接続され、更に、前記ケーブル502を介して第1の電動機101の各相巻線U1,V1,W1の端子U1out,V1out,W1outにそれぞれ接続されている。
すなわち、電動機101,201の巻線U1,V1,W1,U2,V2,W2は相ごとに直列接続されている。
Next, in FIG. 2, U1, V1, and W1 are the respective phase windings of the stator of the first motor 101, and the terminal with the suffix in is connected to the winding input terminal 111, and the suffix is out. The terminals marked with are connected to the winding output terminal 112. U 2, V 2, and W 2 are the phase windings of the stator of the second motor 102, and the terminal with the suffix “in” is connected to the winding input terminal 211, and further via the cable 502 The first motor 101 is connected to terminals U1 out , V1 out , and W1 out of the phase windings U1, V1, and W1, respectively.
That is, the windings U1, V1, W1, U2, V2, and W2 of the electric motors 101 and 201 are connected in series for each phase.

次いで、この実施形態における三相インバータ400の出力可能な電圧について説明する。
図3はインバータ400の主要部の回路図であり、直流中間回路に接続されたコンデンサC,Cと、三相ブリッジ接続されたIGBT等の半導体スイッチング素子S〜Sとを備え、PWM制御により所望の電圧を出力するように構成されている。
なお、図3では、直流中間回路の正負母線間電圧をedcとしてある(コンデンサC,C同士の接続点の電位を0とし、正側直流母線の電位を+edc/2、負側直流母線の電位を−edc/2とする)。また、交流出力端子U,V,Wの電圧をそれぞれv,v,vとする。
Next, the voltage that can be output from the three-phase inverter 400 in this embodiment will be described.
FIG. 3 is a circuit diagram of the main part of the inverter 400, which includes capacitors C 1 and C 2 connected to a DC intermediate circuit, and semiconductor switching elements S 1 to S 6 such as IGBTs connected in a three-phase bridge, A desired voltage is output by PWM control.
In FIG. 3, the voltage between the positive and negative buses of the DC intermediate circuit is e dc (the potential at the connection point between the capacitors C 1 and C 2 is 0, the potential of the positive DC bus is + e dc / 2, the negative side The potential of the DC bus is -edc / 2). Further, the voltages of the AC output terminals U, V, and W are set as v u , v v , and v w , respectively.

図4は、通常の正弦波変調時におけるインバータ400のU相の出力電圧指令v とキャリア三角波の波形をそれぞれ示している。ここで、図4におけるU相電圧指令v は最大となっている。
図4より、U相電圧指令v のピーク値はedc/2であるため、出力電圧実効値vurmsは数式1によって表される。
FIG. 4 shows the U-phase output voltage command v u * of the inverter 400 and the waveform of the carrier triangular wave, respectively, during normal sine wave modulation. Here, the U-phase voltage command v u * in FIG. 4 is the maximum.
From FIG. 4, since the peak value of the U-phase voltage command v u * is e dc / 2, the output voltage effective value v urms is expressed by Equation 1.

Figure 2011130525
Figure 2011130525

直流中間回路の入力側にダイオード整流器を備えたインバータの場合、直流中間電圧edcと入力電圧実効値vinとの間にはedc=√2vinの関係があるため、交流出力端子U,V間の線間電圧実効値vuvrmsは、数式2となる。 For inverter having an input side to a diode rectifier DC intermediate circuit, since between the DC intermediate voltage e dc input voltage effective value v in is related to e dc = √2v in, the AC output terminal U, The line voltage effective value v uvrms between V is expressed by Equation 2.

Figure 2011130525
Figure 2011130525

従って、通常の正弦波変調におけるインバータの出力可能な線間電圧は、入力電圧(電源電圧)の約0.866倍となる。
以上より、通常の正弦波変調を用いたインバータにより、タンデム結合された2台の交流電動機を駆動する場合には、各電動機の端子電圧を電源電圧の約0.433倍以下とする必要がある。
Therefore, the line voltage that can be output from the inverter in normal sine wave modulation is about 0.866 times the input voltage (power supply voltage).
From the above, when driving two AC motors connected in tandem with an inverter using normal sine wave modulation, the terminal voltage of each motor needs to be about 0.433 times or less of the power supply voltage. .

ここで、三相PWMインバータの電圧利用率を向上させる手法として、2アーム変調や台形波変調、3倍調波重畳等が知られている(例えば、社団法人電気学会発行の「半導体電力変換回路(第2版)」,P.124〜125等を参照)。これらの手法を用いると、出力線間電圧を電源電圧と等しくすることができる。これらの手法は、相電圧指令を正弦波とせずに一定期間ひずませることにより、直流電圧の利用率を高め、線間電圧波形を正弦波にする方法である。   Here, as a technique for improving the voltage utilization rate of the three-phase PWM inverter, two-arm modulation, trapezoidal wave modulation, triple harmonic superposition, and the like are known (for example, “Semiconductor power conversion circuit published by the Institute of Electrical Engineers of Japan” (2nd edition) ", P.124-125 etc.). When these methods are used, the output line voltage can be made equal to the power supply voltage. These methods are methods in which the phase voltage command is distorted for a certain period without making it a sine wave, thereby increasing the utilization rate of the DC voltage and making the line voltage waveform a sine wave.

例えば、図5は、2アーム変調時のU相,V相の電圧指令v ,v 及び線間電圧指令vuv の波形図である。すなわち、一相の電圧指令の半周期において60度の期間は常時オンとし、三相すべての電圧指令にゼロ相分を重畳することにより、図5に示すような相電圧指令v ,v を得る。
また、図6は、台形波変調時のU相,V相の電圧指令v ,v 及び線間電圧指令vuv の波形図である。この場合、相電圧指令は正弦波を基準として、60度の期間にわたって一定値に保つことにより、図6に示すような相電圧指令v ,v を得る。
図5,図6共に、相電圧指令v ,v は正弦波ではないが、線間電圧指令vuv (=v −v )は正弦波となっていることがわかる。
以上より、2アーム変調や台形波変調等によってインバータの出力線間電圧を電源電圧と等しくすることが可能な場合には、交流電動機の端子電圧を電源電圧の0.5倍以下とする必要がある。
For example, FIG. 5 is a waveform diagram of the U-phase and V-phase voltage commands v u * and v v * and the line voltage command v uv * during two-arm modulation. That is, the phase of the phase voltage commands v u * , v as shown in FIG. 5 is set to be always on during a half cycle of the voltage command of one phase and the zero phase component is superimposed on the voltage commands of all three phases. Get v * .
FIG. 6 is a waveform diagram of the U-phase and V-phase voltage commands v u * and v v * and the line voltage command v uv * during trapezoidal wave modulation. In this case, the phase voltage commands v u * and v v * as shown in FIG. 6 are obtained by maintaining the phase voltage commands at a constant value over a period of 60 degrees with reference to the sine wave.
5 and 6, the phase voltage commands v u * and v v * are not sine waves, but the line voltage command v uv * (= v u * −v v * ) is a sine wave. Recognize.
From the above, when the output line voltage of the inverter can be made equal to the power supply voltage by 2-arm modulation, trapezoidal wave modulation, etc., the terminal voltage of the AC motor needs to be 0.5 times or less of the power supply voltage. is there.

なお、上述したインバータの出力可能な電圧は、理想的な条件における値である。すなわち、インバータの上下アーム短絡防止のために設けるデッドタイムの影響や、デバイスのオン電圧の影響、電源電圧の変動等を考慮すると、インバータの出力可能な電圧は変動する。従って、交流電動機の端子電圧はこのような影響や電流歪みの影響等を含めて決定することが必要である。   Note that the voltage that can be output from the inverter described above is a value under ideal conditions. In other words, the voltage that can be output from the inverter varies in consideration of the effect of dead time provided to prevent the short circuit between the upper and lower arms of the inverter, the effect of the on-voltage of the device, and the fluctuation of the power supply voltage. Therefore, it is necessary to determine the terminal voltage of the AC motor including such effects and the effects of current distortion.

次いで、各電動機101,201の巻線について説明する。
図2に示したように、第1の電動機101側はスター結線やデルタ結線を行わず、各相の巻線U1,V1,W1の一端を入力端子、他端を出力端子とする。一方、第2の電動機201側は、各相の巻線U2,V2,W2を中性点にて接続することにより、スター結線とする。なお、各電動機101,201の巻線の相順は、先の図9に示したように逆とする。
上記構成により、タンデム結合された2台の電動機101,201を1台のインバータ400によって駆動することができる。このため、電動機ごとに駆動装置を備える場合に比べてコストが低く抑えられると共に、各電動機の巻線を相ごとに直列接続することによって横流の発生も抑制可能である。
Next, the windings of the electric motors 101 and 201 will be described.
As shown in FIG. 2, the first motor 101 side does not perform star connection or delta connection, and uses one end of each phase winding U1, V1, W1 as an input terminal and the other end as an output terminal. On the other hand, the second electric motor 201 side is connected in a star connection by connecting the windings U2, V2, W2 of each phase at a neutral point. Note that the phase sequence of the windings of the electric motors 101 and 201 is reversed as shown in FIG.
With the above configuration, the two motors 101 and 201 that are tandemly coupled can be driven by the single inverter 400. For this reason, it is possible to reduce the cost as compared with the case where a drive device is provided for each motor, and it is possible to suppress the occurrence of cross current by connecting the windings of each motor in series for each phase.

なお、本実施形態では、各電動機101,201の巻線の相順を逆にする必要があるが、この点は後述する第2実施形態により改善可能である。
更に、この第1実施形態では、電動機101,201の誘起電圧の位相を合致させる必要がある。これらの位相が合致しない場合、両電動機101,201に同じ電流が流れると、各電動機101,201の出力トルクに差が生じて必要な出力を得られなくなるおそれがある。これを防ぐためには、電動機101,201の回転軸102,202にそれぞれ印をつけ、これらの印を合わせて両者を結合すればよい。
In this embodiment, it is necessary to reverse the phase order of the windings of the electric motors 101 and 201, but this point can be improved by a second embodiment to be described later.
Furthermore, in the first embodiment, the phases of the induced voltages of the electric motors 101 and 201 need to be matched. If these phases do not match, if the same current flows through both motors 101 and 201, there is a possibility that the output torque of each motor 101 and 201 will be different and the required output cannot be obtained. In order to prevent this, it is only necessary to mark the rotating shafts 102 and 202 of the electric motors 101 and 201, and combine these marks together.

次に、図7は本発明の第2実施形態に係る電動機駆動システムの全体構成図である。
本実施形態では、巻線の巻き方が同じ固定子を備え、かつ、図7に示すように、巻線入力端子111,211が何れも例えば右側に配置されるように2台の電動機101,201Aを構成する。すなわち、図7における第2の電動機201Aは、図1における第2の電動機201の回転軸202を反対側(図1における左側)に突出させて負荷300に連結した状態に相当する。これにより、巻線の巻き方が同じ固定子を有する2台の電動機101,201Aを用いて、図9と同様に相順を逆にした構造を得ることができる。
よって、巻線の巻き方か異なる異種の固定子を使用せずに、タンデム結合された2台の電動機101,201Aを運転することができ、コストの低減に寄与することができる。
Next, FIG. 7 is an overall configuration diagram of an electric motor drive system according to a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the two electric motors 101, 210 are provided so that the windings are provided with the same stator and the winding input terminals 111, 211 are arranged on the right side, for example, as shown in FIG. 201A is configured. 7 corresponds to a state in which the rotating shaft 202 of the second electric motor 201 in FIG. 1 protrudes to the opposite side (left side in FIG. 1) and is connected to the load 300. Thereby, the structure which reversed the phase sequence similarly to FIG. 9 can be obtained using the two electric motors 101 and 201A having the same winding method.
Therefore, the two electric motors 101 and 201A coupled in tandem can be operated without using different types of stators with different winding methods, which can contribute to cost reduction.

上記各実施形態において、駆動対象である交流電動機としては、速度センサ、位置センサ等の有無を問わない共に、永久磁石を回転子表面に備えたSPMモータ、または回転子内部に備えたIPMモータの何れであっても良く、永久磁石の種類(希土類磁石、フェライト磁石等)も特に限定されるものではない。
更に、交流電動機の巻線方式は、図9に示したような集中巻のほか、分布巻であっても良い。
In each of the above embodiments, the AC motor to be driven is an SPM motor having a permanent magnet on the rotor surface or an IPM motor having a rotor inside, regardless of the presence or absence of a speed sensor, a position sensor, or the like. Any of them may be used, and the kind of permanent magnet (rare earth magnet, ferrite magnet, etc.) is not particularly limited.
Furthermore, the winding method of the AC motor may be distributed winding in addition to concentrated winding as shown in FIG.

101,201,201A:電動機
102,202:回転軸
111,211:巻線入力端子
112:巻線出力端子
300:負荷(カップリング)
400:三相インバータ
501,502:ケーブル
U1,V1,W1,U2,V2,W2:巻線
U1in,V1in,W1in,U1out,V1out,W1out,U2in,V2in,W2in:端子
C1,C2:コンデンサ
〜S:半導体スイッチング素子
U,V,W:交流出力端子
101, 201, 201A: electric motor 102, 202: rotating shaft 111, 211: winding input terminal 112: winding output terminal 300: load (coupling)
400: Three-phase inverter 501, 502: Cables U1, V1, W1, U2, V2, W2: Windings U1 in , V1 in , W1 in , U1 out , V1 out , W1 out , U2 in , V2 in , W2 in : terminals C1, C2: capacitor S 1 to S 6: semiconductor switching elements U, V, W: AC output terminal

Claims (2)

n(nは2以上の整数)台の交流電動機を1台の電力変換器により駆動する電動機駆動システムにおいて、
前記電力変換器の出力可能な電圧の1/n以下の端子電圧を印加可能なn台の交流電動機をタンデム結合し、かつ、これらの交流電動機の巻線を相ごとに直列に接続すると共に、すべての交流電動機の誘起電圧の位相を一致させることを特徴とする電動機駆動システム。
In a motor drive system for driving n (n is an integer of 2 or more) AC motors by one power converter,
Tandem coupling of n AC motors capable of applying a terminal voltage of 1 / n or less of the voltage that can be output from the power converter, and connecting the windings of these AC motors in series for each phase, An electric motor drive system characterized by matching the phases of induced voltages of all AC electric motors.
請求項1に記載した電動機駆動システムにおいて、
固定子の巻線の巻き方が同一である2台の交流電動機の回転軸同士を、負荷を介して同軸上に連結すると共に、前記負荷から見た各電動機の巻線の相順が互いに逆向きであることを特徴とする電動機駆動システム。
In the electric motor drive system according to claim 1,
The rotating shafts of two AC motors having the same winding method for the stator windings are connected coaxially via a load, and the phase sequence of the windings of each motor viewed from the load is reversed. An electric motor drive system characterized by being oriented.
JP2009283928A 2009-12-15 2009-12-15 Electric motor drive system Pending JP2011130525A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009283928A JP2011130525A (en) 2009-12-15 2009-12-15 Electric motor drive system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009283928A JP2011130525A (en) 2009-12-15 2009-12-15 Electric motor drive system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011130525A true JP2011130525A (en) 2011-06-30

Family

ID=44292484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009283928A Pending JP2011130525A (en) 2009-12-15 2009-12-15 Electric motor drive system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011130525A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011147258A (en) * 2010-01-14 2011-07-28 Fuji Electric Co Ltd Motor drive system
JP2015023607A (en) * 2013-07-16 2015-02-02 株式会社アイエイアイ Actuator and driving method for the same
WO2020196310A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 ダイキン工業株式会社 Electric motor system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000116097A (en) * 1998-09-30 2000-04-21 Hitachi Ltd Electric motor device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000116097A (en) * 1998-09-30 2000-04-21 Hitachi Ltd Electric motor device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011147258A (en) * 2010-01-14 2011-07-28 Fuji Electric Co Ltd Motor drive system
JP2015023607A (en) * 2013-07-16 2015-02-02 株式会社アイエイアイ Actuator and driving method for the same
WO2020196310A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 ダイキン工業株式会社 Electric motor system
JP2020162350A (en) * 2019-03-27 2020-10-01 ダイキン工業株式会社 Electric motor system
CN113632369A (en) * 2019-03-27 2021-11-09 大金工业株式会社 Motor system
JP7299477B2 (en) 2019-03-27 2023-06-28 ダイキン工業株式会社 electric motor system
US11909346B2 (en) 2019-03-27 2024-02-20 Daikin Industries, Ltd. Electric motor system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2412091B1 (en) Electric motor system
CN107112838B (en) Rotating electric machine and vehicle equipped with the same
KR101015916B1 (en) Electric motor
US8299674B2 (en) Electric rotating machine drivable with a single three-phase inverter
JP6194113B2 (en) Motor drive device
JP5733326B2 (en) Current source inverter device
US10193428B2 (en) Electric rotating machine
JP2003009486A (en) Variable speed motor
WO2018029989A1 (en) Variable speed motor device
US20150097505A1 (en) Current source inverter device
JP5466742B2 (en) Generator winding
JP5301905B2 (en) Multi-phase rotating electrical machine drive device, multi-phase generator converter, multi-phase rotating electrical machine, and rotating electrical machine drive system
Lin et al. An innovative multiphase PWM control strategy for a PMSM with segmented stator windings
JP2011130525A (en) Electric motor drive system
JP2011041420A (en) Motor control system
JP2014039446A (en) Pole change motor device
JP2011015587A (en) Motor control system
US10027252B2 (en) Rotating electric machine system
JP4476585B2 (en) 2Y motor stator structure
JP2008125233A (en) Apparatus and method for driving motor
CN213990327U (en) High-efficiency permanent-magnet DC generator
JP5696438B2 (en) Permanent magnet type motor
JP2004096940A (en) Permanent magnet type synchronous motor
CN113422560A (en) Vehicle-mounted integrated charger driving circuit based on double three-phase permanent magnet synchronous motor driving system
WO2018207719A1 (en) Variable speed motor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121015

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140410