JP2002095291A - Drive circuit for composite motor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive circuit for a composite motor which can suppress the occurrence of torque ripple, noise, vibration, etc., in case that wire breaking or fault in a circuit element occurs in the composite motor. SOLUTION: This is a drive circuit for a composite motor which has two rotors different in the number of the pairs of poles and stators confronting the several rotors, and in which the numbers of the electric poles of the coils provided in the several stators are made the same. The neutral point in the coil of each stator is divided into plural points, and they are connected with one another so that the current in the phase correlative with the self rotor may flow, and that the phases where the currents do not flow with the other side in the same phase may be collected as one neutral point. The circuit is equipped with a means 42 which detects the potential of the virtual neutral point of the coil of each stator stated above, and a means which detects the potential of the neutral point of the inverter circuit for sending out the drive power of the above composite motor. The above inverter circuit is driven in the direction of lessening the above difference according to the difference of potential between the detected two neutral points stated above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複合モータの駆動
回路に関し、特に断線や回路素子故障時の補償対策に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive circuit for a composite motor, and more particularly to a countermeasure against a disconnection or a failure of a circuit element.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の複合モータとしては、例えば、特
開平１１−２７５８２６号公報に記載されたものがあ
る。また、上記の複合モータをさらに発展させた例とし
て、本出願人の先願（特願平１１−２７３３０３号：未
公開）がある。これは二つのロータを軸方向に直列に並
べたものであり、ステータコイルは二つのロータに共通
の１個の場合とそれぞれのロータが独立のステータコイ
ルを有する場合とがある（後記図１２で詳細後述）。2. Description of the Related Art As a conventional composite motor, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-275826. Further, as an example of further developing the above-described composite motor, there is a prior application of the present applicant (Japanese Patent Application No. 11-273303: not disclosed). This is one in which two rotors are arranged in series in the axial direction, and the stator coil may be one common to the two rotors or may have an independent stator coil (see FIG. 12 described later). Details will be described later).

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ステー
タコイルとロータをそれぞれ独立に有する複合モータ
（１台に組合わせた構造も２台別個の構造も含む）の場
合に、二つのステータコイルにおける同極のコイルをそ
れぞれ並列に接続すれば、一つのインバータ回路から共
通の複合電流を流すことにより、二つのロータをそれぞ
れ自由な回転速度で独立に回転させることができる。し
かし、その構成では、二つのコイルを並列に接続してい
ることにより、一方を駆動するための電流成分が他方の
コイルにも流れることがあり、そのため無効な電流が大
きくなって銅損等が増加するという問題があった。その
問題を解決するため、本発明者は、自己のロータと相関
のある位相の電流は流れ、相手方は同相で電流が流れな
い相を一つの中立点としてまとめるように、各ステータ
のコイルにおける中立点を複数に分割して接続し、両方
のステータのコイルの各相をそれぞれ並列に接続するこ
とにより、無効な電流を抑制し、全体の効率を向上させ
た複合モータを既に出願している（特願平１１−３５１
６１３号：未公開）。As described above, in the case of a composite motor having a stator coil and a rotor independently of each other (including a structure in which one unit is combined and a structure in which two units are separately provided), two stator coils are used. If the coils of the same polarity are connected in parallel, the two rotors can be independently rotated at free rotational speeds by passing a common composite current from one inverter circuit. However, in such a configuration, since the two coils are connected in parallel, a current component for driving one of the coils may flow into the other coil. There was a problem of increasing. In order to solve the problem, the present inventor has proposed that a current having a phase correlated with its own rotor flows, and a counterpart collects a phase in which no current flows in the same phase as one neutral point, so that a neutral in each stator coil is obtained. A compound motor has been already filed by dividing the points into a plurality of parts and connecting the respective phases of the coils of both stators in parallel, thereby suppressing the ineffective current and improving the overall efficiency ( Japanese Patent Application No. 11-351
613: not disclosed).

【０００４】上記のような複合モータの駆動回路として
は、複合モータの相数と同じ相数のインバータ回路を設
け、そのインバータ回路の各ゲート（インバータ回路を
構成するトランジスタのベース）を例えばＰＷＭ信号で
オン、オフ制御することによって複合モータの各相の巻
線に電流を供給する回路を用いることが出来る。しか
し、複合モータの巻線に断線が生じたり、インバータ回
路等の回路素子に故障が生じた場合には、トルク変動、
ノイズ、振動等が発生するという問題がある。As a drive circuit for a composite motor as described above, an inverter circuit having the same number of phases as that of the composite motor is provided, and each gate of the inverter circuit (base of a transistor constituting the inverter circuit) is connected to, for example, a PWM signal. Thus, a circuit for supplying a current to the windings of each phase of the composite motor by performing on / off control can be used. However, if the winding of the composite motor is broken or a circuit element such as an inverter circuit fails, torque fluctuation,
There is a problem that noise, vibration, and the like are generated.

【０００５】本発明は上記のごとき問題を解決するため
になされたものであり、断線や回路素子に故障が生じた
場合に、トルク変動、ノイズ、振動等の発生を抑制する
ことの出来る複合モータの駆動回路を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is a composite motor capable of suppressing the occurrence of torque fluctuation, noise, vibration, and the like when a disconnection or a failure occurs in a circuit element. It is an object of the present invention to provide a driving circuit.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては特許請求の範囲に記載するように
構成している。すなわち、請求項１に記載の発明におい
ては、自己のロータと相関のある位相の電流は流れ、相
手方は同相で電流が流れない相を一つの中立点としてま
とめるように、各ステータのコイルにおける中立点を複
数に分割して接続し、両方のステータのコイルの各相を
それぞれ並列に接続して電源供給用のインバータ回路の
対応する相に接続し、前記インバータ回路から両方のス
テータのコイルに複合電流を供給して両方のロータを独
立に制御し、かつ、前記各ステータコイルの仮想中立点
電位を検出し、前記複合モータの駆動電力を送出するイ
ンバータ回路の中立点電位を検出し、前記の検出した二
つの中立点電位の差に応じて、前記差を小さくする方向
に前記インバータ回路を駆動する信号を変化させるよう
に構成している。上記のように構成したことにより、本
発明の駆動回路は負帰還（ネガティブフィードバック）
制御系となり、相アンバランスを抑制するように電流が
流れるので、断線や回路素子に故障が生じた場合に、ト
ルク変動、ノイズ、振動等の発生を抑制するように動作
する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as described in the appended claims. In other words, according to the first aspect of the present invention, a current having a phase correlated with its own rotor flows, and a counterpart collects a phase in which no current flows in the same phase as one neutral point, so that a neutral in each stator coil is formed. The points are divided into a plurality of parts, connected to each other, the respective phases of the coils of both stators are connected in parallel to the corresponding phases of the inverter circuit for power supply, and the inverter circuit is combined with the coils of both stators. A current is supplied to control both rotors independently, and a virtual neutral point potential of each of the stator coils is detected, and a neutral point potential of an inverter circuit for transmitting drive power of the composite motor is detected. A signal for driving the inverter circuit is changed in a direction to reduce the difference in accordance with a difference between the detected two neutral point potentials. With the above-described configuration, the drive circuit of the present invention has a negative feedback (negative feedback).
Since a current flows so as to suppress the phase imbalance, the control system operates so as to suppress the occurrence of torque fluctuation, noise, vibration, and the like when a disconnection or a failure occurs in a circuit element.

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、各ステー
タのコイルの仮想中立点電位を検出する手段の構成例を
示すものであり、それぞれ並列に接続された二つのステ
ータコイルの各相からそれぞれインピーダンス素子を介
して星型結線した点の電位を、仮想中立点電位とするよ
うに構成したものである。この構成は例えば後記図１ま
たは図４に示す実施例に相当する。Further, the invention according to claim 2 shows an example of a configuration of means for detecting a virtual neutral point potential of the coil of each stator, in which each phase of two stator coils connected in parallel is detected. Each is configured such that the potential at the point where the star connection is made via the impedance element is a virtual neutral point potential. This configuration corresponds to, for example, an embodiment shown later in FIG. 1 or FIG.

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、インバー
タ回路の中立点電位を検出する手段の構成例を示すもの
であり、各相の目標値から、ブリッジ回路を用いて或い
は算術計算によって中立点電位を求めるように構成した
ものである。このように構成することにより、インバー
タ回路の回路素子に故障が生じた場合にも相アンバラン
スを抑制するように動作することが出来る。この構成は
例えば後記図２、図３または図５、図６に示す実施例に
相当する。The invention according to claim 3 shows an example of a configuration of a means for detecting a neutral point potential of an inverter circuit, wherein a neutral value is obtained from a target value of each phase by using a bridge circuit or by arithmetic calculation. It is configured to obtain a point potential. With this configuration, it is possible to operate to suppress the phase imbalance even when a failure occurs in a circuit element of the inverter circuit. This configuration corresponds to, for example, an embodiment shown in FIGS. 2 and 3 or FIGS.

【０００９】次に、請求項４に記載の発明は、複合モー
タの具体的な構成例を示すものであり、一方のロータが
４極対で他方のロータが３極対であり、ステータコイル
の電気的極数が１２相であり、前者を３相４極対で駆動
し、後者を４相３極対で駆動する場合に、前者は３個お
きに３個のコイルを接続して一つの中立点とすることに
よって合計４個の中立点を有し、後者は２個おきに４個
のコイルを接続して一つの中立点とすることよって合計
３個の中立点を有するものである。この構成は後記図１
１の結線に相当する。Next, the invention according to claim 4 shows a specific configuration example of the composite motor. One of the rotors has four pole pairs and the other rotor has three pole pairs. When the number of electrical poles is 12 and the former is driven by a three-phase four-pole pair and the latter is driven by a four-phase three-pole pair, the former connects three coils every three and connects one coil. The neutral point has a total of four neutral points, and the latter has a total of three neutral points by connecting every other four coils to one neutral point. This configuration is shown in FIG.
1 connection.

【００１０】次に、請求項５に記載の発明は、複合モー
タの具体的な構成の他の例を示すものであり、一方のロ
ータが４極対で他方のロータが３極対であり、ステータ
コイルの電気的極数が１２相であり、前者を３相４極対
で駆動し、後者を４相３極対で駆動する場合に、前者は
３個おきに３個のコイルを接続して一つの中立点とする
ことによって合計４個の中立点を有し、後者は５個おき
に２個ずつのコイルを接続して一つの中立点とすること
よって合計６個の中立点を有するものである。この構成
は後記図１４の結線に相当する。The invention according to claim 5 shows another example of the specific structure of the composite motor. One of the rotors has four pole pairs and the other rotor has three pole pairs. When the number of electric poles of the stator coil is 12 phases, the former is driven by three-phase four-pole pairs, and the latter is driven by four-phase three-pole pairs, the former connects three coils every three. One neutral point has a total of four neutral points, and the latter has a total of six neutral points by connecting two coils every five and one neutral point. Things. This configuration corresponds to the connection in FIG. 14 described later.

【００１１】[0011]

【発明の効果】本発明においては、中立点を複数に分割
し、自己のロータと相関のある位相の電流は流れ、相手
方は同相で電流が流れない相を一つの中立点にまとめる
ように構成した複合モータにおいて、断線や回路素子に
故障が生じた場合に、トルク変動、ノイズ、振動等の発
生を抑制することが出来るという効果が得られる。According to the present invention, the neutral point is divided into a plurality of parts, a current having a phase correlated with its own rotor flows, and the other side collects a phase having the same phase and no current flowing into one neutral point. In the composite motor described above, when a disconnection or a failure occurs in a circuit element, an effect is obtained that occurrence of torque fluctuation, noise, vibration, and the like can be suppressed.

【００１２】また、請求項２においては、上記のように
中立点が複数存在し、通常では中立点電位が求められな
い複合モータにおいても、仮想中立点電位を検出し、断
線や回路素子に故障が生じた場合に、トルク変動、ノイ
ズ、振動等の発生を抑制することが出来る。また、請求
項３においては、複合モータの巻線の断線時のみなら
ず、インバータ回路の回路素子に故障が生じた場合にも
相アンバランスを抑制するように動作することが出来
る。According to a second aspect of the present invention, even in a composite motor in which a plurality of neutral points exist as described above and a neutral point potential is not normally obtained, a virtual neutral point potential is detected, and disconnection or failure of a circuit element occurs. , The occurrence of torque fluctuation, noise, vibration and the like can be suppressed. According to the third aspect, the operation can be performed so as to suppress the phase imbalance not only when the winding of the composite motor is disconnected but also when a failure occurs in a circuit element of the inverter circuit.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】まず、本発明の基礎となる複合モ
ータの例として、本出願人が以前に出願した特開平１１
−２７５８２６号公報記載の複合モータの構造、および
その駆動回路について説明する。図７は、上記公報記載
の複合モータの構造を示す図であり、（ａ）は複合モー
タ全体の概略断面図、（ｂ）はロータとステータ部分の
断面図〔（ａ）のＡ−Ａ’断面図、ただし軸や外枠部分
は除き、ロータとステータのみを示す〕である。なお、
図７は外側ロータの磁極数が４、内側ロータの磁極数が
２で、その比である磁極数比が２：１の場合を示してい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, as an example of a composite motor on which the present invention is based, Japanese Patent Application Laid-Open No.
A structure of a composite motor described in Japanese Patent Application Publication No. 275826/1995 and a drive circuit thereof will be described. FIGS. 7A and 7B are views showing the structure of the composite motor described in the above publication, wherein FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of the entire composite motor, and FIG. 7B is a cross-sectional view of a rotor and a stator portion [AA ′ in FIG. Sectional view, except for the shaft and outer frame, showing only the rotor and stator]. In addition,
FIG. 7 shows a case where the number of magnetic poles of the outer rotor is 4, the number of magnetic poles of the inner rotor is 2, and the ratio of the number of magnetic poles is 2: 1.

【００１４】図７において、中空円筒状のステータ２の
外側と内側に所定のギャップをおいて中空円筒状の外側
ロータ３と内側ロータ４が配置され、３層構造になって
いる。また、内側ロータ軸９と外側ロータ軸１０とは同
一の軸上に並ぶように設けられ、内側ロータ４と外側ロ
ータ３は同軸上でそれぞれ独立に回転出来るようになっ
ている。なお、軸受等は図示を省略している。In FIG. 7, a hollow cylindrical outer rotor 3 and an inner rotor 4 are arranged with a predetermined gap outside and inside a hollow cylindrical stator 2 to form a three-layer structure. Further, the inner rotor shaft 9 and the outer rotor shaft 10 are provided so as to be arranged on the same axis, and the inner rotor 4 and the outer rotor 3 can rotate independently on the same axis. The bearings and the like are not shown.

【００１５】内側ロータ４は半周をＳ極、もう半周をＮ
極とした一対の永久磁石で形成され、これに対して、外
側ロータ３は内側ロータ４の一極当たり２倍の極数を持
つように永久磁石が配置される。つまり、外側ロータ３
のＳ極、Ｎ極は各２個であり、９０度毎にＳ極とＮ極が
入れ替わるように構成されている。このように各ロータ
３、４の磁極を配置すると、内側ロータ４の磁石は外側
ロータ３の磁石により回転力を与えられることがなく、
この逆に外側ロータ３の磁石が内側ロータ４の磁石によ
り回転力を与えられることもない。The inner rotor 4 has an S pole for a half circumference and an N pole for another half circumference.
The permanent magnet is formed by a pair of permanent magnets having poles. On the other hand, the permanent magnets are arranged such that the outer rotor 3 has twice the number of poles per pole of the inner rotor 4. That is, the outer rotor 3
Are two S poles and two N poles, and the S pole and the N pole are switched every 90 degrees. By arranging the magnetic poles of the rotors 3 and 4 in this manner, the magnet of the inner rotor 4 is not given a rotational force by the magnet of the outer rotor 3,
Conversely, the magnet of the outer rotor 3 is not given a rotational force by the magnet of the inner rotor 4.

【００１６】たとえば、内側ロータ４の磁石が外側ロー
タ３に及ぼす影響を考えてみる。簡単のため内側ロータ
４は固定して考える。まず、内側ロータ４のＳ極とこれ
に対峙する外側ロータ３の上側磁石ＳＮとの関係におい
て、図示の状態で仮に内側ロータ４のＳ極が出す磁力を
受けて、外側ロータの上側磁石ＳＮが時計方向に回転し
ようとしたとすると、内側ロータ４のＮ極とこれに対峙
する外側ロータ３の下側磁石ＳＮとの関係においては、
内側ロータ４のＮ極により外側ロータ３の下側磁石ＳＮ
が反時計方向に回転しようとする。つまり、内側ロータ
４のＳ極が外側ロータ３の上側磁石に及ぼす磁力と内側
ロータ４のＮ極が外側ロータ３の下側磁石に及ぼす磁力
とがちょうど相殺することになり、外側ロータ３は内側
ロータ４と関係なく、ステータ２との関係だけで制御可
能となるわけである。このことは、後述するようにステ
ータコイルに発生する回転磁場とロータとの間でも同じ
である。For example, consider the effect of the magnet of the inner rotor 4 on the outer rotor 3. For simplicity, the inner rotor 4 is fixed. First, in relation to the S pole of the inner rotor 4 and the upper magnet SN of the outer rotor 3 facing the S pole, the upper magnet SN of the outer rotor receives the magnetic force generated by the S pole of the inner rotor 4 in the illustrated state. If it is attempted to rotate in the clockwise direction, the relationship between the N pole of the inner rotor 4 and the lower magnet SN of the outer rotor 3 opposed thereto is as follows.
Lower magnet SN of outer rotor 3 due to N pole of inner rotor 4
Tries to rotate counterclockwise. In other words, the magnetic force exerted by the S pole of the inner rotor 4 on the upper magnet of the outer rotor 3 and the magnetic force exerted by the N pole of the inner rotor 4 on the lower magnet of the outer rotor 3 exactly cancel each other, and the outer rotor 3 The control can be performed only by the relationship with the stator 2 irrespective of the rotor 4. This is the same between the rotating magnetic field generated in the stator coil and the rotor as described later.

【００１７】ステータ２のコイルは、外側ロータ３の１
磁極当たり３個のコイル６で構成され、合計１２個（＝
３×４）のコイル６が同一の円周上に等分に配置されて
いる。丸で囲んだ数字はそれぞれコイルの巻線を示し、
例えば１と１とが１つのコイルを形成し、それぞれ電流
の方向が逆なことを示している。すなわち、１は紙面方
向へ電流の流れる巻線であり、１はその逆方向に電流の
流れる巻線である。この場合の巻線方法は集中巻であ
る。また、７はコイルが巻回されるコアで、コイル６と
同数のコア７が円周上に等分に所定の間隔（ギャップ）
８をおいて配列されている。なお、後述するように、１
２個のコイルは番号で区別しており、この場合に６番目
のコイルという意味でコイル６が出てくる。上記のコイ
ル６という表現と紛らわしいが、意味するところは異な
っている。The coils of the stator 2 are
It is composed of three coils 6 per magnetic pole, for a total of 12 (=
3 × 4) coils 6 are equally spaced on the same circumference. The circled numbers indicate the windings of the coil, respectively.
For example, 1 and 1 form one coil, and indicate that the current directions are opposite to each other. That is, 1 is the winding of the current flow to the paper surface direction, 1 is the winding through which current flows in the opposite direction. The winding method in this case is concentrated winding. Reference numeral 7 denotes a core around which the coil is wound, and the same number of cores 7 as the coil 6 are equally spaced at predetermined intervals (gap) on the circumference.
8 are arranged. As described later, 1
The two coils are distinguished by a number, in which case the coil 6 comes out in the sense of the sixth coil. Although confusing with the above expression of coil 6, the meaning is different.

【００１８】これら１２個のコイルには次のような複合
電流Ｉ_１〜Ｉ_１２を流す。まず内側ロータ４に対する回
転磁場を発生させる電流（三相交流）を流すため、
［１，２］＝［７，８］、［３，４］＝［９，１０］、
［５，６］＝［１１，１２］の３組のコイルに１２０度
ずつ位相のずれた電流Ｉｄ、Ｉｆ、Ｉｅを設定する。こ
こで、番号の下に付けたアンダーラインは反対方向に電
流を流すことを意味させている。たとえば、１組のコイ
ル［１，２］＝［７，８］に電流Ｉｄを流すとは、コイ
ル１からコイル７に向けてＩｄの半分の電流を、かつコ
イル２からコイル８に向けてＩｄのもう半分の電流を流
すことに相当する。１と２、７と８が円周上でそれぞれ
近い位置にあるので、この電流供給により、内側ロータ
４の磁極と同数（２極）の回転磁場を生じさせることが
可能となる。The following composite currents I _{1 to} I ₁₂ flow through these 12 coils. First, in order to flow a current (three-phase alternating current) for generating a rotating magnetic field for the inner rotor 4,
[1,2] = [7, 8], [3, 4] = [9,10],
Currents Id, If, and Ie that are out of phase by 120 degrees are set for three sets of coils [5, 6] = [ 11 , 12 ]. Here, an underline attached below the number means that a current flows in the opposite direction. For example, flowing a current Id through one set of coils [1, 2] = [ 7 , 8 ] means that half the current Id flows from the coil 1 to the coil 7 , and Id flows from the coil 2 to the coil 8. Is equivalent to passing the other half of the current. Since 1 and 2, 7 and 8 are located close to each other on the circumference, it is possible to generate the same number (two poles) of rotating magnetic fields as the number of magnetic poles of the inner rotor 4 by this current supply.

【００１９】次に、外側ロータ３に対する回転磁場を発
生させる電流（三相交流）を流すため、［１］＝［４］
＝［７］＝［１０］、［２］＝［５］＝［８］＝［１
１］、［３］＝［６］＝［９］＝［１２］の３組のコイ
ルに１２０度ずつ位相がずれた電流Ｉａ、Ｉｃ、Ｉｂを
設定する。たとえば、１組のコイル［１］＝［４］＝
［７］＝［１０］に電流Ｉａを流すとは、コイル１から
コイル４にＩａの電流をかつコイル７からコイル１０に
向けてもＩａの電流を流すことに相当する。コイル１と
７、コイル４と１０がそれぞれ円周上の１８０度ずつ離
れた位置にあるため、この電流供給により、外側ロータ
３の磁極数と同数（４極）の回転磁場を生じさせること
ができる。Next, in order to supply a current (three-phase alternating current) for generating a rotating magnetic field to the outer rotor 3, [1] = [ 4 ]
= [7] = [ 10 ], [2] = [5] = [ 8 ] = [1]
1], [3] = [ 6 ] = [9] = [ 12 ] Currents Ia, Ic and Ib whose phases are shifted by 120 degrees are set for three sets of coils. For example, one set of coils [1] = [ 4 ] =
Flowing the current Ia at [7] = [ 10 ] corresponds to flowing the current Ia from the coil 1 to the coil 4 and flowing the current Ia from the coil 7 to the coil 10 . Since the coils 1 and 7 and the coils 4 and 10 are respectively located at positions 180 degrees apart on the circumference, this current supply can generate a rotating magnetic field of the same number (four poles) as the number of magnetic poles of the outer rotor 3. it can.

【００２０】この結果、１２個のコイルには次の各複合
電流Ｉ_１〜Ｉ_１２を流せばよいことになる。 I_１＝(1/2)Id＋Ia I_２＝(1/2)Id＋Ic I_３＝(1/2)If＋Ib I_４＝(1/2)If＋Ia I_５＝(1/2)Ie＋Ic I_６＝(1/2)Ie＋Ib I_７＝(1/2)Id＋Ia I_８＝(1/2)Id＋Ic I_９＝(1/2)If＋Ib I_１０＝(1/2)If＋Ia I_１１＝(1/2)Ie＋Ic I_１２＝(1/2)Ie＋Ib ただし、電流記号の下につけたアンダーラインは逆向き
の電流であることを表している。As a result, the following composites are included in the 12 coils.
Current I₁~ I₁₂It should just flow. I₁＝ (1/2) Id ＋ Ia I₂= (1/2) Id +I c  I₃= (1/2)If+ Ib I₄= (1/2)If+Ia  I₅= (1/2) Ie + Ic I₆= (1/2) Ie +Ib  I₇= (1/2)Id+ Ia I₈= (1/2)Id+I c  I₉＝ (1/2) If ＋ Ib I₁₀= (1/2) If +Ia  I₁₁= (1/2)Ie+I c  I₁₂= (1/2)Ie+ Ib However, the underline below the current symbol is reversed
Of the current.

【００２１】さらに図８を参照して複合電流の設定を説
明すると、図８は、図７との比較のため、ステータ２の
内周側と外周側に各ロータに対して別々の回転磁場を発
生させる専用のコイルを配置したものである。つまり、
内周側コイルｄ、ｆ、ｅの配列が内側ロータに対する回
転磁場を、また外周側コイルａ、ｃ、ｂの配列が外側ロ
ータに対する回転磁場を発生する。この場合に、二つの
専用コイルを共通化して、図７に示した共通のコイルに
再構成するには、内周側コイルのうち、コイルｄに流す
電流の半分ずつをコイルｄの近くにあるコイルａとｃに
負担させ、同様にして、コイルｆに流す電流の半分ずつ
をコイルｆの近くにあるコイルｂとａに、またコイルｅ
に流す電流の半分ずつをコイルｅの近くにあるコイルｃ
とｂに負担させればよいわけである。上記複合電流Ｉ_１
〜Ｉ_１２の式はこのような考え方を数式に表したものあ
る。なお、電流設定の方法はこれに限られるものでな
く、前記特開平１１−２７５８２６号公報に記載のよう
に、他の電流設定方法でもかまわない。The setting of the composite current will be further described with reference to FIG. 8. FIG. 8 shows, for comparison with FIG. 7, a separate rotating magnetic field for each rotor on the inner and outer peripheral sides of the stator 2. A dedicated coil to be generated is arranged. That is,
The arrangement of the inner peripheral coils d, f, and e generates a rotating magnetic field for the inner rotor, and the arrangement of the outer coils a, c, and b generates a rotating magnetic field for the outer rotor. In this case, in order to share the two dedicated coils and reconstruct the common coil shown in FIG. 7, half of the current flowing through the coil d is located near the coil d among the inner circumferential coils. In the same way, half of the current flowing through the coil f is applied to the coils b and a near the coil f, and
A half of the current flowing through the coil c near the coil e
And b. The composite current I ₁
Expression ~I ₁₂ are those represented such ideas in the formula. The method for setting the current is not limited to this, and another method for setting the current may be used as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-275826.

【００２２】このように電流設定を行うと、共通のコイ
ルでありながら、内側ロータ４に対する回転磁場と外側
ロータ３に対する回転磁場との二つの磁場が同時に発生
するが、内側ロータ４の磁石は外側ロータ３に対する回
転磁場により回転力を与えられることがなく、また外側
ロータ３の磁石が内側ロータ４に対する回転磁場により
回転力を与えられることもない。この点は前記特開平１
１−２７５８２６号公報に記載のように、理論解析で証
明されている。When the current is set in this manner, two magnetic fields, a rotating magnetic field for the inner rotor 4 and a rotating magnetic field for the outer rotor 3, are generated simultaneously, even though they are a common coil. Neither is the rotational force applied to the rotor 3 by the rotating magnetic field, nor is the magnet of the outer rotor 3 applied to the inner rotor 4 by the rotating magnetic field. This point is described in
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-275826, it has been proved by theoretical analysis.

【００２３】上記Ｉｄ、Ｉｆ、Ｉｅの電流設定は内側ロ
ータ４の回転に同期して、また上記Ｉａ、Ｉｃ、Ｉｂの
電流設定は外側ロータ３の回転に同期してそれぞれ行
う。トルクの方向に対して位相の進み遅れを設定する
が、これは同期モータに対する場合と同じである。The current setting of Id, If, Ie is performed in synchronization with the rotation of the inner rotor 4, and the current setting of Ia, Ic, Ib is performed in synchronization with the rotation of the outer rotor 3. The phase lead / lag is set for the direction of the torque, which is the same as for the synchronous motor.

【００２４】図９は上記複合モータを制御するための回
路のブロック図である。上記複合電流Ｉ_１〜Ｉ_１２をス
テータコイルに供給するため、バッテリなどの電源１１
からの直流電流を交流電流に変換するインバータ回路１
２を備える。瞬時電流の全ての和は０になるためこのイ
ンバータ回路１２は、図１０に詳細を示したように、通
常の３相ブリッジ型インバータ回路を１２相にしたもの
と同じで、２４（＝１２×２）個のトランジスタＴｒ１
〜Ｔｒ２４とこのトランジスタと同数のダイオードから
構成される。インバータ回路１２の各ゲート（トランジ
スタのベース）に与えるＯＮ、ＯＦＦ信号はＰＷＭ信号
である。FIG. 9 is a block diagram of a circuit for controlling the composite motor. In order to supply the composite currents I _{1 to} I ₁₂ to the stator coil, a power supply 11 such as a battery is used.
Inverter circuit 1 that converts DC current from AC to AC current
2 is provided. Since the sum of all the instantaneous currents becomes 0, as shown in detail in FIG. 10, this inverter circuit 12 is the same as a normal three-phase bridge-type inverter circuit having 12 phases, and has 24 (= 12 × 2) transistors Tr1
Tr24 and the same number of diodes as this transistor. The ON and OFF signals applied to each gate (base of the transistor) of the inverter circuit 12 are PWM signals.

【００２５】各ロータ３、４を同期回転させるため、各
ロータ３、４の位相を検出する回転角センサ１３、１４
が設けられ、これらセンサ１３、１４からの信号が入力
される制御回路１５では、外側ロータ３、内側ロータ４
に対する必要トルク（正負あり）のデータ（必要トルク
指令）に基づいてＰＷＭ信号を発生させる。In order to rotate the rotors 3 and 4 synchronously, rotation angle sensors 13 and 14 for detecting the phases of the rotors 3 and 4 are provided.
The control circuit 15 to which signals from the sensors 13 and 14 are input includes an outer rotor 3 and an inner rotor 4.
A PWM signal is generated based on data (necessary torque command) of required torque (positive or negative) with respect to.

【００２６】このように、前記特開平１１−２７５８２
６号公報に記載の複合モータにおいては、二つのロータ
３、４と１つのステータ２を三層構造かつ同一の軸上に
構成すると共に、ステータ２に共通のコイル６を形成
し、この共通のコイル６にロータの数と同数の回転磁場
が発生するように複合電流を流すようにしたことから、
ロータの一方をモータとして、残りをジェネレータとし
て運転する場合に、モータ駆動電力と発電電力の差の分
の電流を共通のコイルに流すだけでよいので、効率を大
幅に向上させることができる。As described above, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the composite motor described in Japanese Patent Application Publication No. 6-203, two rotors 3 and 4 and one stator 2 are formed in a three-layer structure and on the same axis, and a common coil 6 is formed on the stator 2. Since a composite current is caused to flow through the coil 6 so as to generate the same number of rotating magnetic fields as the number of rotors,
When one of the rotors is operated as a motor and the other is operated as a generator, only the current corresponding to the difference between the motor drive power and the generated power needs to flow through the common coil, so that the efficiency can be greatly improved.

【００２７】また、二つのロータに対してインバータ回
路が１つでよくなり、さらにロータの一方をモータとし
て、残りをジェネレータとして運転する場合には、上記
のように、モータ駆動電力と発電電力の差の分の電流を
共通のコイルに流すだけでよくなることから、インバー
タ回路の電力スイッチングトランジスタのキャパシタン
スを減らすことができ、これによってスイッチング効率
が向上し、より全体効率が向上する。When only one inverter circuit is required for the two rotors, and one of the rotors is operated as a motor and the other is operated as a generator, as described above, the motor drive power and the generated power are used. Since only the difference current needs to flow through the common coil, the capacitance of the power switching transistor of the inverter circuit can be reduced, thereby improving the switching efficiency and further improving the overall efficiency.

【００２８】上記の構成においては、二つのロータを内
側と外側に設けているが、二つのロータを直列方向に設
けることも出来る。図１２（ａ）は直列方向に設けた場
合の概略図であり、本出願人の先願（特願平１１−２７
３３０３号：未公開）の図３に相当する。また、図１２
（ｂ）は上記の構造をさらに発展させたものであり、図
１２（ａ）の構造を二つに分割し、一つのロータと一つ
のステータコイルを持つモータを２個設けたものであ
る。このようにロータとステータコイルとの組が二つ別
々に存在する構成でも、両方のステータコイルを並列接
続して前記のごとき複合電流を流すことにより、二つの
ロータを一つのインバータ回路を用いて独立に制御する
ことが出来る。ただし、ロータの極対数（磁極対の数：
ＮとＳで１対）とステータコイルの相数が二つのモータ
で同じであれば、両モータに同じ電流が流れることにな
り、各ロータを独立に制御することは出来ない。したが
って上記のような構成では、二つのロータは極対数の数
が異なっていることが必要であり、かつ並列接続するた
めにはステータコイルの電気的極数（極対数×相数）が
同じである必要がある。例えば一方のモータが３相４極
対で他方のモータが４相３極対であれば電気的極数は双
方とも３×４＝４×３＝１２相となり、並列接続するこ
とが出来る。In the above configuration, two rotors are provided inside and outside, but two rotors can be provided in series. FIG. 12 (a) is a schematic view of a case in which they are provided in a serial direction.
(No. 3303: undisclosed). FIG.
(B) is a further development of the above structure, in which the structure of FIG. 12 (a) is divided into two parts and two motors having one rotor and one stator coil are provided. In this way, even in a configuration in which two sets of the rotor and the stator coil are separately provided, by connecting the two stator coils in parallel and passing the composite current as described above, the two rotors can be connected using one inverter circuit. Can be controlled independently. However, the number of pole pairs of the rotor (the number of magnetic pole pairs:
If the number of phases of the stator coil is the same between the two motors (N and S), the same current flows in both motors, and it is not possible to control each rotor independently. Therefore, in the above configuration, the two rotors need to have different numbers of pole pairs, and in order to connect them in parallel, the stator coils have the same number of electrical poles (the number of pole pairs x the number of phases). Need to be. For example, if one motor has a three-phase four-pole pair and the other motor has a four-phase three-pole pair, the number of electrical poles is 3 × 4 = 4 × 3 = 12 phases, and the motors can be connected in parallel.

【００２９】上記の構成では、ステータコイルの各コイ
ルの一端をインバータ回路のそれぞれの相の出力端子に
接続し、他の一端は共通に接続して中立点とする。そし
て二つのモータを並列接続する場合には、二つのモータ
の各コイルの一端をインバータ回路の同じ相の出力端子
に共通に接続する（例えば前記特願平１１−２７３３０
３号の図４）。In the above configuration, one end of each coil of the stator coil is connected to the output terminal of each phase of the inverter circuit, and the other end is commonly connected to be a neutral point. When two motors are connected in parallel, one end of each coil of the two motors is commonly connected to an output terminal of the same phase of an inverter circuit (for example, Japanese Patent Application No. 11-27330).
No. 3 Figure 4).

【００３０】上記のように二つのモータのステータコイ
ルを並列にインバータ回路の出力に接続した場合には、
一方のロータを駆動すべき電流が他方のステータコイル
にも流れる。この電流はロータの回転と相関がないの
で、当該モータの駆動力発生には寄与しない。そしてこ
のような無効な電流が流れると銅損等の損失が発生する
ので、モータ全体の効率が低下し、かつ発熱の増大等の
悪影響が生じる。When the stator coils of the two motors are connected in parallel to the output of the inverter circuit as described above,
Current to drive one rotor also flows through the other stator coil. Since this current has no correlation with the rotation of the rotor, it does not contribute to the generation of the driving force of the motor. When such an ineffective current flows, a loss such as copper loss occurs, so that the efficiency of the entire motor decreases and adverse effects such as an increase in heat generation occur.

【００３１】上記の問題を解決するため、中立点の接続
を変えた構成について説明する。図１１はステータコイ
ルの結線図、図１２は複合モータの概略断面図、図１３
は駆動回路の全体の構成を示すブロック図である。ま
ず、図１２に基づいて構造の概略を説明する。図１２
（ａ）は二つのステータと二つのロータが一体のモータ
として組み合わされた場合、図１２（ｂ）はそれぞれ一
つのステータと一つのロータを有するモータを２台用い
る場合を示す。A description will be given of a configuration in which the connection at the neutral point is changed to solve the above problem. 11 is a connection diagram of a stator coil, FIG. 12 is a schematic sectional view of a composite motor, and FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the entire configuration of the drive circuit. First, the outline of the structure will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 12A shows a case where two stators and two rotors are combined as an integral motor, and FIG. 12B shows a case where two motors each having one stator and one rotor are used.

【００３２】図１２（ａ）に示す構造は、一つのケース
内に左モータと右モータとの二つのモータが組み込まれ
たものであり、左モータは左ロータ２１、左ステータコ
イル２２、左モータ軸２３からなり、右モータは右ロー
タ２４、右ステータコイル２５、右モータ軸２６からな
る。左モータ軸２３と右モータ軸２６とは同軸上に並ん
でいる。なお、軸方向から見た正面図は前記図７（ｂ）
から外側ロータ３を除いたものと同じである。また、ス
テータコイル内にはステータコアがあり、ロータには磁
極（例えば永久磁石）が設けられているが、図示を省略
している。The structure shown in FIG. 12A is one in which two motors, a left motor and a right motor, are incorporated in one case, and the left motor is composed of a left rotor 21, a left stator coil 22, and a left motor. The right motor includes a right rotor 24, a right stator coil 25, and a right motor shaft 26. The left motor shaft 23 and the right motor shaft 26 are arranged coaxially. In addition, the front view seen from the axial direction is the same as FIG.
Is the same as that except for the outer rotor 3. Further, a stator core is provided in the stator coil, and a magnetic pole (for example, a permanent magnet) is provided in the rotor, but is not shown.

【００３３】図１２（ｂ）は図１２（ａ）の構造を二つ
に分けたものと同じであり、ロータ２７、ステータコイ
ル２８、モータ軸２９からなるモータを２台用いるもの
である。ただし、前記のように両モータは極対数（磁極
対の数：ＮとＳで１対）の数が異なっていることが必要
であり、かつ並列接続するためにはステータコイルの電
気的極数（極対数×相数）が同じである必要がある。例
えば一方のモータが３相４極対で他方のモータが４相３
極対である。このような構成のモータは、例えば１個を
車両の前輪駆動用、他の１個を後輪駆動用として用いる
ことが出来る。FIG. 12B is the same as the structure shown in FIG. 12A divided into two parts, and uses two motors each including a rotor 27, a stator coil 28, and a motor shaft 29. However, as described above, both motors need to have different numbers of pole pairs (the number of magnetic pole pairs: one pair of N and S), and in order to connect them in parallel, the number of electric poles of the stator coil is required. (The number of pole pairs x the number of phases) must be the same. For example, one motor is a 3-phase 4-pole pair and the other motor is a 4-phase 3
It is a pole pair. For example, one motor having such a configuration can be used for driving the front wheels of the vehicle, and the other motor can be used for driving the rear wheels.

【００３４】上記のように、図１２（ａ）に示した複合
モータは、二つのロータとそれぞれに対峙するステータ
とが２軸のモータとして一つの構造に組み合わされてい
るものであり、また、図１２（ｂ）に示した複合モータ
は、二つのロータとそれぞれに対峙するステータが、そ
れぞれ一つのロータとステータからなる２個のモータと
して独立の構造となっている。As described above, in the composite motor shown in FIG. 12A, two rotors and stators facing each other are combined into one structure as a two-axis motor. In the composite motor shown in FIG. 12B, the two rotors and the stator facing each other have independent structures as two motors each including one rotor and the stator.

【００３５】図１３は、全体の結線を示すブロック図で
あり、前記図９に対応する。図１３において、３０と３
１は前記図１２（ｂ）に示したような２台のモータであ
り、３０は３相４極対、３１は４相３極対である。ま
た、３４と３５はそれぞれのモータのロータの位相を検
出する回転角センサであり、それぞれの位相信号Ｓ３、
Ｓ４は制御回路３３へ送られる。制御回路３３は上記の
位相信号Ｓ３、Ｓ４および外部から与えられるトルク指
令信号Ｓ１、Ｓ２を入力し、それらに対応した複合電流
を流すための１２相のＰＷＭ信号（一般的には１相につ
いて正相信号と逆相信号の２信号からなる）を演算し、
それをインバータ回路３２へ送る。インバータ回路３２
は１２相のインバータ回路を有し、それぞれの出力を各
モータ３０、３１のステータコイルへ送る。両モータの
各ステータコイルは並列に接続されているが、中立点は
次の図１１で説明するように従来の接続とは異なってい
る。FIG. 13 is a block diagram showing the overall connection, and corresponds to FIG. In FIG. 13, 30 and 3
Reference numeral 1 denotes two motors as shown in FIG. 12B, reference numeral 30 denotes a three-phase four-pole pair, and reference numeral 31 denotes a four-phase three-pole pair. Reference numerals 34 and 35 denote rotation angle sensors for detecting the phases of the rotors of the respective motors.
S4 is sent to the control circuit 33. The control circuit 33 receives the phase signals S3 and S4 and the torque command signals S1 and S2 given from the outside, and outputs a 12-phase PWM signal (generally positive for one phase) for flowing a composite current corresponding thereto. Phase signal and opposite phase signal)
It is sent to the inverter circuit 32. Inverter circuit 32
Has a 12-phase inverter circuit and sends respective outputs to the stator coils of the motors 30 and 31. The respective stator coils of both motors are connected in parallel, but the neutral point is different from the conventional connection as described in FIG.

【００３６】図１１は、ステータコイルの接続と流れる
電流の位相を示す図であり、（ａ）は３相４極対のモー
タ、（ｂ）は４相３極対のモータを示す。図１１におい
て、Ｌはステータコイルであり、番号１〜１２は１２相
の各ステータコイルの入力端子を示す。これらの入力端
子は、（ａ）の番号１と（ｂ）の番号１とが共通にイン
バータ回路の出力端子１へ接続され、図１３に示したよ
うに並列接続になっている。また、図１１（ａ）のａ、
ｂ、ｃ、ｄおよび図１１（ｂ）のＡ、Ｂ、Ｃは中立点を
示す。また、０°、１２０°、−１２０°、９０°、１
８０°、−９０°等の度数は自己のコイルに流れる電流
の位相を示し、（０°）のように括弧付きの度数は相手
方のモータの対応する端子に流れる電流の位相を示す。FIGS. 11A and 11B are diagrams showing the connection of the stator coils and the phases of the flowing currents. FIG. 11A shows a three-phase four-pole motor, and FIG. 11B shows a four-phase three-pole motor. In FIG. 11, L indicates a stator coil, and numbers 1 to 12 indicate input terminals of each of the 12-phase stator coils. As for these input terminals, the number 1 of (a) and the number 1 of (b) are commonly connected to the output terminal 1 of the inverter circuit, and are connected in parallel as shown in FIG. In addition, a in FIG.
b, c, d and A, B, C in FIG. 11B indicate neutral points. Also, 0 °, 120 °, -120 °, 90 °, 1
The degrees such as 80 ° and −90 ° indicate the phase of the current flowing through the own coil, and the degrees in parentheses such as (0 °) indicate the phase of the current flowing through the corresponding terminal of the other motor.

【００３７】図１１（ａ）に示すように、３相４極対の
モータでは、１相、５相、９相が中立点ａに接続され、
２相、６相、１０相が中立点ｂに接続され、３相、７
相、１１相が中立点ｃに接続され、４相、８相、１２相
が中立点ｄに接続されている。つまり３個おきに３個の
コイルを接続して一つの中立点とすることによって合計
４個の中立点を設けている。As shown in FIG. 11A, in a three-phase four-pole motor, the first, fifth and ninth phases are connected to the neutral point a.
Two-phase, six-phase, and ten-phase are connected to neutral point b, and three-phase, seven-phase
The phases 11 and 11 are connected to a neutral point c, and the phases 4, 8, and 12 are connected to a neutral point d. That is, a total of four neutral points are provided by connecting three coils every three coils to form one neutral point.

【００３８】一方、図１１（ｂ）に示すように、４相３
極対のモータでは、１相、４相、７相、１０相が中立点
Ａに接続され、２相、５相、８相、１１相が中立点Ｂに
接続され、３相、６相、９相、１２相が中立点Ｃに接続
されている。つまり、２個おきに４個のコイルを接続し
て一つの中立点とすることよって合計３個の中立点を設
けている。On the other hand, as shown in FIG.
In a pole pair motor, phases 1, 4, 7, and 10 are connected to neutral point A, phases 2, 5, 8, and 11 are connected to neutral point B, and phases 3, 6, Nine phases and twelve phases are connected to the neutral point C. That is, a total of three neutral points are provided by connecting four coils every two coils to make one neutral point.

【００３９】上記のように接続すると、３相４極対のモ
ータでは、中立点が共通に接続された各コイルには０
°、１２０°、−１２０°の電流が流れて回転磁界が発
生するが、それぞれの端子に対応する４相３極対のモー
タでは、全て同位相となるので電流が流れない。例え
ば、３相４極対のモータの端子１、５、９では０°、１
２０°、−１２０°となるが、４相３極対のモータの同
じ端子１、５、９では全て０°になる。逆に４相３極対
のモータの端子１、４、７、１０では０°、−９０°、
１８０°、９０°となるが、３相４極対のモータの同じ
端子１、４、７、１０では全て０°となる。このように
同じ位相となるコイルを一つの中立点に纏めると電流は
流れない。したがって、図１１に示すように結線する
と、二つのモータにはそれぞれ自己と相関のある電流、
すなわち自己のロータを駆動する回転磁界を発生するた
めの電流成分のみが流れ、相手と相関のある電流成分は
流れないことになる。すなわち、無効電流が流れないこ
とになり、それによって銅損や発熱の増大を防止するこ
とが出来る。When connected as described above, in a three-phase four-pole motor, each coil whose neutral point is connected in common has 0
Although currents of °, 120 °, and -120 ° flow, a rotating magnetic field is generated. However, in a four-phase, three-pole motor corresponding to each terminal, no current flows because all of them have the same phase. For example, at terminals 1, 5, and 9 of a three-phase four-pole motor, 0 °, 1
20 ° and −120 °, but all 0 ° at the same terminals 1, 5, and 9 of a four-phase three-pole motor. Conversely, at terminals 1, 4, 7, and 10 of a four-phase three-pole motor, 0 °, -90 °,
Although they are 180 ° and 90 °, they are all 0 ° at the same terminals 1, 4, 7, and 10 of a three-phase four-pole motor. When the coils having the same phase are combined into one neutral point, no current flows. Therefore, when the connection is made as shown in FIG.
That is, only the current component for generating the rotating magnetic field for driving the own rotor flows, and the current component correlated with the partner does not flow. That is, a reactive current does not flow, thereby preventing an increase in copper loss and heat generation.

【００４０】上記の説明は、３相４極対のモータと４相
３極対のモータとの場合を例として説明したが、これに
限られるものではなく、両モータが極対数が異なってお
り、かつステータコイルの電気的極数（極対数×相数）
が同じであれば可能である。例えば、上記と同じ電気的
極数が１２相の場合でも３相４極対のモータと６相２極
対のモータでもよい。さらに、３相５極対のモータと５
相３極対のモータ（電気的極数は１５相）、３相６極対
のモータと６相３極対のモータ（電気的極数は１８
相）、４相６極対のモータと６相４極対のモータ（電気
的極数は２４相）のような組合せも可能である。要する
に、中立点を複数に分割し、自己のロータと相関のある
位相の電流は流れ、相手方は同相で電流が流れない相を
一つの中立点にまとめればよい。このようにすれば、自
己のロータに同期した回転交流には中立点として動作
し、同期しない回転交流（相手方）には同相となって電
流が流れない。したがって並列接続ではあるが、それぞ
れのモータに同調する電流しか流れなくなり、一つのイ
ンバータ回路から二つのモータに電流を供給しても全く
別個のインバータ回路とモータとの組合せと同様の効率
が実現出来る。そしてインバータ回路が１個で済むの
で、インバータ回路の熱容量を大幅に減少させることが
出来る。In the above description, the case of a three-phase four-pole motor and a four-phase three-pole motor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and both motors have different numbers of pole pairs. And the number of electrical poles of the stator coil (number of pole pairs x number of phases)
Are possible if are the same. For example, even when the number of electric poles is the same as the above, the motor may be a three-phase four-pole motor or a six-phase two-pole motor. In addition, a three-phase five-pole motor and five
Motor with 3 pole pairs of phase (the number of electric poles is 15 phases) Motor with 3 poles and 6 pole pairs and motor of 6 phase with 3 pole pairs (the number of electric poles is 18
A combination such as a four-phase six-pole motor and a six-phase four-pole motor (24 electric phases) is also possible. In short, the neutral point may be divided into a plurality of parts, and a current having a phase correlated with its own rotor may flow, and the other party may collect the phases having the same phase and no current flowing into one neutral point. In this way, the rotating AC that is synchronized with its own rotor operates as a neutral point, and the rotating AC that is not synchronized (the other party) has the same phase and no current flows. Therefore, although it is a parallel connection, only the current tuned to each motor flows, and even if current is supplied from one inverter circuit to two motors, the same efficiency as a combination of completely separate inverter circuits and motors can be realized. . Since only one inverter circuit is required, the heat capacity of the inverter circuit can be greatly reduced.

【００４１】本発明は、上記のごとき特別な並列接続を
行った複合モータにおける駆動回路に関するものであ
る。以下、説明する。図１および図２は本発明の駆動回
路の第１の実施例を示す回路図であり、前記図１１に示
した接続を行った複合モータの駆動回路に適用した場合
を示す。図１は複合モータの結線部分を示す回路図、図
２は駆動回路部分を示す回路図であり、図１と図２の回
路はＡとＢの個所で接続されている。The present invention relates to a drive circuit in a composite motor in which the above special parallel connection is performed. This will be described below. FIGS. 1 and 2 are circuit diagrams showing a first embodiment of a drive circuit according to the present invention, and show a case where the present invention is applied to a drive circuit of a composite motor having the connection shown in FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a connection portion of the composite motor, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a drive circuit portion. The circuits of FIGS. 1 and 2 are connected at points A and B.

【００４２】まず、図１において、４０は前記図１１
（ａ）に示した３相４極対のモータの各ステータコイ
ル、４１は前記図１１（ｂ）に示した４相３極対のモー
タの各ステータコイルである。各ステータコイルの中立
点は、前記図１１で説明したごとく、自己のロータと相
関のある位相の電流は流れ、相手方は同相で電流が流れ
ない相を一つの中立点としてまとめるように接続されて
いる。また、４２は仮想中立点電位検出回路であり、４
０や４１と同じ電気的極数（１２相）のインピーダンス
Ｚを星型接続し、中点をＡとしている。各相のインピー
ダンスの他端は並列に接続された二つのモータのステー
タコイルの一端に接続されている。なお、図１において
はインピーダンスＺの１、２、３のみに接続した状態を
記載し、他の相は省略している。また、並列に接続され
た二つのモータのステータコイルの一端は、それぞれイ
ンバータ回路の対応する相の出力端子に接続されている
が、図１では記載を省略している。First, in FIG.
The stator coils 41 of the three-phase four-pole motor shown in FIG. 11A and the stator coils 41 of the four-phase three-pole motor shown in FIG. As described with reference to FIG. 11, the neutral point of each stator coil is connected so that a current having a phase correlated with its own rotor flows, and the other side collects a phase in which no current flows in the same phase as one neutral point. I have. Reference numeral 42 denotes a virtual neutral point potential detection circuit.
The impedance Z having the same number of electrical poles (12 phases) as 0 and 41 is star-connected, and the middle point is A. The other end of the impedance of each phase is connected to one end of stator coils of two motors connected in parallel. Note that FIG. 1 shows a state where only the impedance Z is connected to 1, 2, and 3, and other phases are omitted. One end of each of the stator coils of the two motors connected in parallel is connected to the corresponding phase output terminal of the inverter circuit, but is not shown in FIG.

【００４３】本発明を適用する複合モータは、中立点が
複数存在するため、通常の方法では中立点電位を検出す
ることが出来ないが、上記のような仮想中立点電位検出
回路４２を設けることにより、中立点電位に相当する値
を検出することが可能となった。In the composite motor to which the present invention is applied, the neutral point potential cannot be detected by the ordinary method because there are a plurality of neutral points, but the virtual neutral point potential detecting circuit 42 as described above is provided. This makes it possible to detect a value corresponding to the neutral point potential.

【００４４】次に、図２において、５１は直流電源（例
えば自動車駆動用のバッテリ）、５２はインバータ回路
（図９の１２に相当する部分）、５３はインバータ回路
の中立点電位検出回路、５４は差動増幅器、５５はロー
パスフィルタ、５６はＰＷＭ信号発生回路（図９の１５
に相当する部分）である。また、図１の仮想中立点電位
検出回路４２の中点Ａは負荷抵抗Ｒｍを介して接地され
ている。インバータ回路５２は実際には前記図７に示し
たように１２相分設けられているが、本図では１相分の
みを示している。また、インバータ回路の中立点電位検
出回路５３は相数と同数個のインピーダンス素子Ｚ１、
Ｚ２、Ｚ３、…、と抵抗Ｒｉからなり、各インピーダン
ス素子Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、…、の一端は、各相の目標電
圧入力端子に接続され、他の一端は一つに纏められて
（星型結線）負荷抵抗Ｒｉに接続されている。このよう
に各相の目標電圧からインバータ回路の中立点電位を検
出することが出来る。Next, in FIG. 2, reference numeral 51 denotes a DC power supply (for example, a battery for driving an automobile); 52, an inverter circuit (corresponding to 12 in FIG. 9); 53, a neutral point potential detection circuit for the inverter circuit; Is a differential amplifier, 55 is a low-pass filter, 56 is a PWM signal generation circuit (15 in FIG. 9).
). The middle point A of the virtual neutral point potential detection circuit 42 in FIG. 1 is grounded via a load resistor Rm. Although the inverter circuit 52 is actually provided for 12 phases as shown in FIG. 7, only one phase is shown in FIG. Further, the neutral point potential detection circuit 53 of the inverter circuit has the same number of impedance elements Z1 as the number of phases,
, And a resistor Ri. One end of each of the impedance elements Z1, Z2, Z3,... Is connected to a target voltage input terminal of each phase, and the other end is integrated into one (star). Connection) connected to the load resistance Ri. Thus, the neutral point potential of the inverter circuit can be detected from the target voltage of each phase.

【００４５】モータの仮想中立点電位検出回路の中点Ａ
の電圧とインバータ回路の中立点Ｎｉの電圧は差動増幅
器５４に送られてその差が求められる。そしてローパス
フィルタ５５で高周波成分（主としてインバータ回路の
スイッチングノイズ成分）を除いた後、ＰＷＭ信号発生
回路５６へ送られ、外部から与えられる目標値（必要ト
ルクに対応する指令信号、具体的には電圧値または電流
値）に応じたＰＷＭ信号演算に加味される。ＰＷＭ信号
発生回路５６から送出される（＋）ＰＷＭ信号と（−）
ＰＷＭ信号は相互に逆位相の信号であり、インバータ回
路５２へ送られて、各相のトランジスタＴ１とＴ２を逆
位相で開閉する。なお、ＰＷＭ信号発生回路５６に与え
られる目標値は各相毎に与えられ、それぞれのＰＷＭ信
号が対応する相のインバータ回路に送られる。Midpoint A of virtual neutral point potential detection circuit of motor
And the voltage at the neutral point Ni of the inverter circuit are sent to the differential amplifier 54 to determine the difference between them. After the high-frequency component (mainly the switching noise component of the inverter circuit) is removed by the low-pass filter 55, the high-frequency component is sent to the PWM signal generating circuit 56, and the target value (command signal corresponding to the required torque, specifically, the voltage Value or current value). The (+) PWM signal sent from the PWM signal generation circuit 56 and the (-) PWM signal
The PWM signals are signals having phases opposite to each other, and are sent to the inverter circuit 52 to open and close the transistors T1 and T2 of each phase in opposite phases. The target value given to the PWM signal generating circuit 56 is given for each phase, and each PWM signal is sent to the inverter circuit of the corresponding phase.

【００４６】ＰＷＭ信号発生回路５６において、５７は
キャリアを発生する発振器、５８は発振器５７の信号か
ら三角波を発生する三角波発生器である。ローパスフィ
ルタ５５を介して与えられる中立点の差分電圧と前記目
標電圧とを加算器５９で加算し、その結果を比較器６０
で前記三角波と比較することにより、ＰＷＭ信号を発生
する。そしてそのＰＷＭ信号をそのまま（＋）ＰＷＭ信
号として出力し、また、反転器６１で反転した信号を
（−）ＰＷＭ信号として出力する。なお、中立点の差分
電圧と三角波とを加算器５９で加算し、その結果と前記
目標電圧とを比較器６０で比較することによってＰＷＭ
信号を発生してもよい。In the PWM signal generating circuit 56, 57 is an oscillator for generating a carrier, and 58 is a triangular wave generator for generating a triangular wave from the signal of the oscillator 57. The difference voltage at the neutral point given through the low-pass filter 55 and the target voltage are added by the adder 59, and the result is added to the comparator 60.
A PWM signal is generated by comparing with the triangular wave. Then, the PWM signal is output as it is as a (+) PWM signal, and the signal inverted by the inverter 61 is output as a (-) PWM signal. The difference voltage at the neutral point and the triangular wave are added by the adder 59, and the result is compared with the target voltage by the comparator 60, so that the PWM is obtained.
A signal may be generated.

【００４７】なお、図２の回路においては、電圧フィー
ドバック回路としているので、次の構成が追加されてい
る。すなわち、図１のＢ点（ステータコイル１と仮想中
立点電位検出回路４２のインピーダンスＺとの接続点、
すなわちインバータ回路の出力端）の電圧は、バッファ
回路６２を介して差動増幅器６３に与えられ、加算器５
９の出力との差電圧を求め、それを比較器６０に与えて
三角波と比較することにより、ＰＷＭ信号を作る。この
回路は、インバータ回路５２の出力電圧をＰＷＭ信号に
加味したものであり、電圧フィードバックを構成してい
る。このようにインバータ回路の実際の出力電圧を検出
してそれをフィードバックすることにより、さらに正確
な制御を行うことが出来る。なお、電圧フィードバック
を行わない場合は、バッファ回路６２、差動増幅器６３
の部分を削除し、加算器５９の出力を直接に比較器６０
へ与えればよい。In the circuit shown in FIG. 2, since the voltage feedback circuit is used, the following configuration is added. That is, the point B in FIG. 1 (the connection point between the stator coil 1 and the impedance Z of the virtual neutral point potential detection circuit 42,
That is, the voltage of the output terminal of the inverter circuit) is applied to the differential amplifier 63 via the buffer circuit 62,
A PWM signal is generated by obtaining a difference voltage from the output of No. 9 and supplying the difference voltage to the comparator 60 and comparing it with a triangular wave. This circuit is obtained by adding the output voltage of the inverter circuit 52 to the PWM signal, and forms a voltage feedback. As described above, by detecting the actual output voltage of the inverter circuit and feeding it back, more accurate control can be performed. When voltage feedback is not performed, the buffer circuit 62 and the differential amplifier 63
And the output of the adder 59 is directly output to the comparator 60.
Should be given to

【００４８】また、図２ではステータコイル１の相のフ
ィードバック回路のみを示しているが、他の相について
もそれぞれ同様の回路を設ける。同様に、ＰＷＭ信号発
生回路５６とインバータ回路５２も１相分のみを示して
いるが、実際には各相についてＰＷＭ信号発生回路とイ
ンバータ回路が存在し、それぞれのＰＷＭ信号に応じて
動作する。ただし、中立点電位検出回路５３、差動増幅
器５４、ローパスフィルタ５５は共通であり、また、Ｐ
ＷＭ信号発生回路５６内の発振器５７と三角波発生器５
８も共通に使用することが出来る。Although FIG. 2 shows only the feedback circuit for the phase of the stator coil 1, similar circuits are provided for the other phases. Similarly, the PWM signal generation circuit 56 and the inverter circuit 52 also show only one phase, but in actuality, a PWM signal generation circuit and an inverter circuit exist for each phase, and operate according to the respective PWM signals. However, the neutral point potential detection circuit 53, the differential amplifier 54, and the low-pass filter 55 are common, and P
The oscillator 57 in the WM signal generation circuit 56 and the triangular wave generator 5
8 can also be used in common.

【００４９】以下、作用を説明する。一例として、複合
モータの多相巻線のうちの１相が断線した場合を考え
る。この場合、インバータ回路の中立点電位検出回路５
３の各インピーダンス素子の星型結線の方には、インバ
ータ回路による多相電圧が発生する。この星型結線の中
立点Ｎｉはインバータ回路発生電圧の中立点になるか
ら、巻線が断線した相にも電圧が発生している。そして
断線のため電流が流れないので、電圧変化は顕著にな
る。The operation will be described below. As an example, consider a case where one of the multi-phase windings of the composite motor is disconnected. In this case, the neutral point potential detection circuit 5 of the inverter circuit
A polyphase voltage is generated by the inverter circuit in the star connection of each of the impedance elements 3. Since the neutral point Ni of the star connection becomes the neutral point of the voltage generated by the inverter circuit, a voltage is also generated in the phase where the winding is broken. Since no current flows due to disconnection, the voltage change becomes remarkable.

【００５０】一方、モータの仮想中立点電位検出回路４
２の中点Ａは、１相分の電流が流れないので、断線相が
（＋）電圧であれば中立点電位は（−）電圧となり、断
線相が（−）電圧であれば中立点電位は（＋）電圧とな
る。すなわち、多相交流の相電流の和は常にゼロである
から、中立点電位の変化は断線した１相分の変化と符号
は反対でスカラー量は等しくなる。On the other hand, the virtual neutral point potential detecting circuit 4 of the motor
Since the current of one phase does not flow at the middle point A of 2, the neutral point potential becomes (−) voltage if the disconnection phase is (+) voltage, and the neutral point potential if the disconnection phase is (−) voltage. Is a (+) voltage. That is, since the sum of the phase currents of the polyphase alternating current is always zero, the change in the neutral point potential is opposite in sign to the change in one disconnected phase, and the scalar amount is equal.

【００５１】上記のインバータ回路の中立点Ｎｉの電圧
とモータの仮想中立点電位検出回路４２の中点Ａの電圧
との差を差動増幅器５４で求め、その差分だけＰＷＭ信
号発生回路５６にオフセットを与える。具体的には、例
えばＰＷＭ信号演算の三角波に上記差分に対応したオフ
セットを与える。例えばモータの中点Ａの電位がインバ
ータ回路の中立点Ｎｉの電位よりも低い場合には、三角
波のオフセット方向を（＋）ＰＷＭ信号のデューティ比
を増加させ、（−）ＰＷＭ信号のデューティ比を減少さ
せる方向に上記差分に対応して移動させる。すなわち、
二つの中立点電位の差に応じて、その差を小さくする方
向にＰＷＭ信号のデューティ比を変化させる。なお、上
記の（＋）ＰＷＭ信号と（−）ＰＷＭ信号とは相互に逆
位相の信号である。The difference between the voltage at the neutral point Ni of the inverter circuit and the voltage at the neutral point A of the virtual neutral point potential detecting circuit 42 of the motor is obtained by the differential amplifier 54, and the difference is offset to the PWM signal generating circuit 56 by the difference. give. Specifically, for example, an offset corresponding to the above difference is given to the triangular wave of the PWM signal calculation. For example, when the potential of the middle point A of the motor is lower than the potential of the neutral point Ni of the inverter circuit, the offset direction of the triangular wave is increased by increasing the duty ratio of the (+) PWM signal and increasing the duty ratio of the (-) PWM signal. It is moved corresponding to the above difference in the decreasing direction. That is,
According to the difference between the two neutral point potentials, the duty ratio of the PWM signal is changed in a direction to reduce the difference. Note that the (+) PWM signal and the (-) PWM signal are signals having phases opposite to each other.

【００５２】上記のように構成した回路は、負帰還（ネ
ガティブフィードバック）制御系となり、断線した相の
トルクを補償するように他の相のトルクベクトルが変化
するので相アンバランスを抑制するように動作する。そ
のためモータ巻線や接続線が断線した場合に、トルク変
動、ノイズ、振動等の発生を抑制することが出来る。The circuit configured as described above becomes a negative feedback (negative feedback) control system, and since the torque vectors of the other phases change so as to compensate for the torque of the disconnected phase, the phase imbalance is suppressed. Operate. Therefore, when the motor winding or the connection wire is broken, it is possible to suppress the occurrence of torque fluctuation, noise, vibration, and the like.

【００５３】なお、図２の回路において、インバータ回
路の中立点電位検出回路５３を構成する各インピーダン
ス素子Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、…、としては、例えば抵抗ま
たはコンデンサを用いることが出来る。上記のインピー
ダンス素子としてコンデンサを用いた場合は、直流分を
カットするので、電圧の変化分のみが現われる。位相ず
れが生じても多相交流の和（ゼロ）は変化しないから中
立点は常時ゼロになる。この場合、上記インピーダンス
素子として用いたコンデンサはノイズカット用のコンデ
ンサＣ１を兼ねることが出来る。そしてこの場合には負
荷抵抗Ｒｉは比較的小さな値とし、両者で時定数ＲＣの
ハイパスフィルタが構成される。このハイパスフィルタ
と前記のローパスフィルタ５５とでバンドパスフィルタ
を構成することになり、両フィルタのカットオフ周波数
で定まる通過帯域成分をフィードバックすることにな
る。In the circuit of FIG. 2, each of the impedance elements Z1, Z2, Z3,... Constituting the neutral point potential detection circuit 53 of the inverter circuit can be, for example, a resistor or a capacitor. When a capacitor is used as the impedance element, the DC component is cut off, so that only a change in voltage appears. Even if the phase shift occurs, the sum (zero) of the polyphase alternating current does not change, so that the neutral point is always zero. In this case, the capacitor used as the impedance element can also serve as the noise cutting capacitor C1. In this case, the load resistance Ri is set to a relatively small value, and a high-pass filter having a time constant RC is formed by the two. The high-pass filter and the low-pass filter 55 constitute a band-pass filter, and a pass-band component determined by the cut-off frequency of both filters is fed back.

【００５４】また、図２の回路は、インバータ回路の中
立点電位検出回路５３として、外部から与えられる目標
電圧からブリッジ回路を用いてインバータ回路の中立点
電位を検出するように構成している。すなわち、中立点
電位検出回路５３の各インピーダンス素子Ｚ１、Ｚ２、
Ｚ３、…、の一端は、各相の目標電圧入力端子に接続さ
れ、他の一端は一つに纏められて負荷抵抗Ｒｉに接続さ
れている。このように構成すると、インバータ回路の回
路素子（例えばトランジスタ）が故障してその相の出力
が異常になった場合には、モータの仮想中立点電位検出
回路４２の中点Ａの電位には変動が現われるが、インバ
ータ回路の中立点電位は正常値に保たれるので、両者の
差電圧を確実に検出することが出来る。したがって、こ
の構成ではインバータ回路の回路素子等が故障した場合
にもトルク変動等を抑制することが出来る。The circuit of FIG. 2 is configured as a neutral point potential detecting circuit 53 for the inverter circuit so as to detect the neutral point potential of the inverter circuit using a bridge circuit from a target voltage supplied from the outside. That is, each of the impedance elements Z1, Z2,
One end of each of Z3,... Is connected to a target voltage input terminal of each phase, and the other ends are united and connected to a load resistor Ri. With this configuration, when a circuit element (eg, a transistor) of the inverter circuit fails and the output of the phase becomes abnormal, the potential of the virtual neutral point potential detection circuit 42 at the middle point A fluctuates. However, since the neutral point potential of the inverter circuit is maintained at a normal value, the difference voltage between the two can be detected reliably. Therefore, with this configuration, even when a circuit element or the like of the inverter circuit fails, torque fluctuation and the like can be suppressed.

【００５５】また、上記のようにアナログ回路を用いる
方法の他に、各相の目標電圧から算術計算を用いてイン
バータ回路の中立点電位を検出することも出来る。例え
ば、コンピュータ等の演算装置で各相の目標電圧を単純
に加算してその時点における瞬時電圧を求め、それをア
ナログ電圧に変換してそれをインバータ回路中立点電位
とすればよい。In addition to the method using an analog circuit as described above, the neutral point potential of the inverter circuit can be detected from the target voltage of each phase using arithmetic calculation. For example, an arithmetic unit such as a computer may simply add the target voltages of the respective phases to obtain an instantaneous voltage at that time, convert the instantaneous voltage to an analog voltage, and use that as an inverter circuit neutral point potential.

【００５６】次に、図３は図２の回路の変形である。こ
の回路は、図２の回路において、二つの中立点電位の差
と目標電圧とを加算する加算器５９の出力を制限するリ
ミッタ回路６５を設けたものである。なお、リミッタ回
路６５は加算器５９の出力を所定の上限値以下に制限す
るか、或いは出力の変化速度（時定数）を所定値以下に
制限する。この構成によれば、加算器５９から出力され
る制御の指令値が急激に大きくなるのを制限するので、
動作の安定性を向上させることができる。このようにリ
ミッタ回路６５による制限を設けた場合でも、制限した
分は他相が補うので、性能の低下は生じない。なお、こ
の回路において上記リミッタ回路６５以外の部分は前記
図２と同じであり、回路の変形例（電圧フィードバック
の有無、ＰＷＭ信号の作成方法等）も図２と同じであ
る。FIG. 3 shows a modification of the circuit shown in FIG. This circuit differs from the circuit of FIG. 2 in that a limiter circuit 65 for limiting the output of the adder 59 for adding the difference between the two neutral point potentials and the target voltage is provided. Note that the limiter circuit 65 limits the output of the adder 59 to a predetermined upper limit value or less, or limits the output change speed (time constant) to a predetermined value or less. According to this configuration, the control command value output from the adder 59 is limited from increasing rapidly.
Operation stability can be improved. Even when the limitation by the limiter circuit 65 is provided in this manner, the limited amount is compensated by another phase, so that the performance does not decrease. In this circuit, parts other than the limiter circuit 65 are the same as those in FIG. 2, and modified examples of the circuit (whether there is voltage feedback, how to generate a PWM signal, etc.) are also the same as those in FIG.

【００５７】次に、図４および図５は本発明の駆動回路
の第２の実施例を示す回路図であり、前記図１１に示し
た接続を行った複合モータの駆動回路に適用した場合を
示す。図４は複合モータの結線部分を示す回路図、図５
は駆動回路部分を示す回路図であり、図４と図５の回路
はＡ、Ｂ、Ｃの個所で接続されている。FIGS. 4 and 5 are circuit diagrams showing a second embodiment of the drive circuit according to the present invention. FIG. 4 and FIG. 5 show a case where the present invention is applied to the drive circuit of the composite motor having the connection shown in FIG. Show. FIG. 4 is a circuit diagram showing connection portions of the composite motor, and FIG.
4 is a circuit diagram showing a drive circuit portion, and the circuits of FIGS. 4 and 5 are connected at points A, B, and C. FIG.

【００５８】図４において、仮想中立点電位検出回路４
２の各相のインピーダンスの一端は、抵抗Ｒを介して並
列に接続された二つのモータのステータコイルの一端に
接続されている。そしてステータコイルと抵抗Ｒの接続
点（インバータ回路に接続される点）をＣとする。In FIG. 4, virtual neutral point potential detecting circuit 4
One end of the impedance of each of the two phases is connected to one end of stator coils of two motors connected in parallel via a resistor R. A connection point between the stator coil and the resistor R (a point connected to the inverter circuit) is denoted by C.

【００５９】また、図５の回路は、インバータ回路５２
の各相の出力端子とモータの各ステータコイル間に挿入
した電流検出用の抵抗Ｒの両端の電圧を差動増幅器６４
で検出し、それを差動増幅器６３に与えるように構成し
たものである。なお、前記図２で説明した回路の変形例
（ＰＷＭ信号の作成方法や電流フィードバックの有無）
は同様に適用出来る。この回路は、インバータ回路５２
の出力電流をＰＷＭ信号に加味したものであり、電流フ
ィードバックを構成している。このように実際の電流を
検出してフィードバックしても図２と同様の効果が得ら
れる。なお、図５では１相についてのフィードバック回
路のみを示しているが、他の相についてもそれぞれ同様
の回路を設ける。The circuit shown in FIG.
The voltage across the resistor R for current detection inserted between the output terminal of each phase and each stator coil of the motor
, And supplies it to the differential amplifier 63. Note that a modification of the circuit described with reference to FIG. 2 (the method of creating a PWM signal and the presence / absence of current feedback)
Is similarly applicable. This circuit includes an inverter circuit 52
Is added to the PWM signal, and constitutes a current feedback. Thus, even if the actual current is detected and fed back, the same effect as in FIG. 2 can be obtained. Although FIG. 5 shows only a feedback circuit for one phase, a similar circuit is provided for each of the other phases.

【００６０】次に、図６は図５の回路の変形である。こ
の回路は、図５の回路において、二つの中立点電位の差
と目標電圧とを加算する加算器５９の出力を制限するリ
ミッタ回路６５を設けたものである。この回路において
は、前記図３と同様の効果が得られる。なお、この回路
において上記リミッタ回路６５以外の部分は前記図５と
同じであり、回路の変形例（電流フィードバックの有
無、ＰＷＭ信号の作成方法等）も図５と同じである。FIG. 6 shows a modification of the circuit shown in FIG. This circuit differs from the circuit of FIG. 5 in that a limiter circuit 65 for limiting the output of the adder 59 for adding the difference between the two neutral point potentials and the target voltage is provided. In this circuit, the same effect as in FIG. 3 can be obtained. In this circuit, parts other than the limiter circuit 65 are the same as those in FIG. 5 described above, and modified examples of the circuit (whether there is current feedback, a method of creating a PWM signal, and the like) are also the same as those in FIG.

【００６１】次に、図１４は本発明を適用する複合モー
タの他の結線図である。図１４の構成も３相４極対のモ
ータと４相３極対のモータの組合せを示し、（ａ）は３
相４極対のモータ、（ｂ）は４相３極対のモータとの結
線を示す。図１４において、（ａ）の３相４極対のモー
タの結線は図１１と同じであるが、（ｂ）の４相３極対
のモータにおいては、対角線上のコイル同士を接続して
おり、中立点はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６個所とな
る。このように接続した場合には、対角線同士でも位相
が１８０°異なるので、電流は流れる。そして相手方の
電流成分は同位相であるから電流が流れない。したがっ
て図１１の場合と同様の効果が得られる。Next, FIG. 14 is another connection diagram of the composite motor to which the present invention is applied. FIG. 14 also shows a combination of a three-phase four-pole motor and a four-phase three-pole motor.
(B) shows the connection with a four-phase three-pole motor. In FIG. 14, the connection of the three-phase four-pole motor shown in FIG. 14A is the same as that in FIG. 11, but the four-phase three-pole motor shown in FIG. , The neutral points are A, B, C, D, E and F. In such a connection, the current flows since the phases differ by 180 ° between the diagonal lines. Since the current components of the other party have the same phase, no current flows. Therefore, the same effect as in the case of FIG. 11 can be obtained.

【００６２】次に、図１５は、本発明を適用する複合モ
ータのさらに他の結線図である。図１５においては、図
１１のように、相手の電流が全く流れない結線ではない
が、実用的構造として結線が容易な例を示す。図１５
（ａ）は３相４極対のモータ、（ｂ）は４相３極対のモ
ータを示す。図のように、隣合った３個または４個のコ
イルを接続する方が実際のモータを組み立てる場合に、
コイル間の結線長が短くなるので銅損を減少させること
が出来、かつ結線が容易になるので実用的に有利であ
る。この場合には、図１１等に記載したステータコイル
の中立点の接続を近似的に満足するように、隣合った複
数のコイルを接続している。FIG. 15 is still another connection diagram of the composite motor to which the present invention is applied. FIG. 15 shows an example in which the connection is not a connection in which the current of the other party does not flow at all as shown in FIG. 11, but the connection is easy as a practical structure. FIG.
(A) shows a three-phase four-pole motor, and (b) shows a four-phase three-pole motor. As shown in the figure, connecting three or four coils adjacent to each other makes it easier to build an actual motor.
Since the connection length between the coils is shortened, copper loss can be reduced, and the connection is facilitated, which is practically advantageous. In this case, a plurality of adjacent coils are connected so as to approximately satisfy the connection of the neutral point of the stator coil described in FIG. 11 and the like.

【００６３】図１６は、図１５の回路における無効電流
の大きさを示すベクトル図である。図１６において、ａ
〜ｄ、Ａ〜Ｃは図１５の同符号を付した個所のベクトル
を示し、矢印は２相分の電流値を示す。また、×印は逆
方向のベクトルで相互に打ち消す成分を示している。図
１６のａ〜ｄに示すように、３相４極対のモータでは、
１２相のベクトル成分のうち８相分が相互に打ち消すの
で、４／１２だけの無効電流が流れる。また、４相３極
対のモータでは、Ａ〜Ｃに示すように、１２相のベクト
ル成分のうち、９相分が相互に打ち消すので、３／１２
だけの無効電流が流れることになる。FIG. 16 is a vector diagram showing the magnitude of the reactive current in the circuit of FIG. In FIG. 16, a
To d and A to C indicate vectors at the same reference numerals in FIG. 15, and arrows indicate current values for two phases. The crosses indicate components that cancel each other out with vectors in opposite directions. As shown in FIGS. 16A to 16D, in a three-phase four-pole motor,
Since 8 phases of the 12-phase vector components cancel each other, only 4/12 reactive current flows. In a four-phase three-pole motor, as shown in A to C, nine phases out of twelve-phase vector components cancel each other out.
Only the reactive current flows.

【００６４】次に、図１７は本発明を適用する複合モー
タのさらに他の結線図である。これまでの説明では、Ｙ
結線に付いて説明したが、この実施の形態は、Δ結線に
適用したものである。図１７は前記図１１に示したＹ結
線をΔ結線に変換したものであり、（ａ）は３相４極対
のモータ、（ｂ）は４相３極対のモータを示す。作用効
果は図１１と同様である。また、図１８は図１５に示し
た構成をΔ結線に変換したものであり、（ａ）は３相４
極対のモータ、（ｂ）は４相３極対のモータを示す。作
用効果は図１５と同様である。すなわち、図１７、図１
８に示した構造は、図１１や図１５に示したＹ結線と等
価なΔ結線である。Next, FIG. 17 is still another connection diagram of the composite motor to which the present invention is applied. In the description so far, Y
Although the connection has been described, this embodiment is applied to a Δ connection. FIG. 17 shows the Y-connection shown in FIG. 11 converted to Δ-connection. FIG. 17A shows a three-phase four-pole motor, and FIG. 17B shows a four-phase three-pole motor. The function and effect are the same as those in FIG. FIG. 18 is a diagram in which the configuration shown in FIG. 15 is converted into a Δ connection, and FIG.
A pole pair motor, and (b) shows a four-phase three-pole motor. The operation and effect are the same as those in FIG. That is, FIG.
The structure shown in FIG. 8 is a Δ connection equivalent to the Y connection shown in FIG. 11 or FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施例における複合モータの結
線部分を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a connection portion of a composite motor according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第１の実施例における駆動回路部分を
示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a drive circuit portion according to the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第１の実施例における他の駆動回路部
分を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing another driving circuit part in the first embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第２の実施例における複合モータの結
線部分を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a connection portion of a composite motor according to a second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第２の実施例における駆動回路部分を
示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing a driving circuit portion according to a second embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第２の実施例における他の駆動回路部
分を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing another driving circuit portion according to the second embodiment of the present invention.

【図７】複合モータの一例の構造を示す図であり、
（ａ）は複合モータ全体の概略断面図、（ｂ）はロータ
とステータ部分の断面図。FIG. 7 is a diagram showing a structure of an example of a composite motor;
(A) is a schematic sectional view of the entire composite motor, and (b) is a sectional view of a rotor and a stator part.

【図８】駆動システムの一例のブロック図。FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a drive system.

【図９】複合モータを制御するための回路のブロック
図。FIG. 9 is a block diagram of a circuit for controlling the composite motor.

【図１０】インバータ回路の一例の回路図。FIG. 10 is a circuit diagram of an example of an inverter circuit.

【図１１】ステータコイルの結線図。FIG. 11 is a connection diagram of a stator coil.

【図１２】複合モータの概略断面図。FIG. 12 is a schematic sectional view of a composite motor.

【図１３】駆動回路の全体の構成を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram illustrating an entire configuration of a driving circuit.

【図１４】ステータコイルの他の結線図。FIG. 14 is another connection diagram of the stator coil.

【図１５】ステータコイルのさらに他の結線図。FIG. 15 is still another connection diagram of the stator coil.

【図１６】図１５の回路における無効電流の大きさを示
すベクトル図。16 is a vector diagram showing a magnitude of a reactive current in the circuit of FIG.

【図１７】図１１の結線に相当するΔ結線の結線図。FIG. 17 is a connection diagram of a Δ connection corresponding to the connection of FIG. 11;

【図１８】図１５の結線に相当するΔ結線の結線図。FIG. 18 is a connection diagram of a Δ connection corresponding to the connection of FIG. 15;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…複合モータ ２…ステータ ３…外側ロータ ４…内側ロー
タ ５…外枠 ９…内側ロー
タ軸 １０…外側ロータ軸 １１…電源 １２インバータ回路 １３、１４…
回転角センサ １５…制御回路 ２１…左ロータ ２２…左ステ
ータコイル ２３…左モータ軸 ２４…右ロー
タ ２５…右ステータコイル ２６…右モー
タ軸 ２７…ロータ ２８…ステー
タコイル ２９…モータ軸 ３０…３相４
極対モータ ３１…４相３極対モータ ３２…インバ
ータ回路 ３３…制御回路 ３４、３５…
回転角センサ Ｓ１、Ｓ２…トルク指令信号 Ｓ３、Ｓ４…
位相信号 Ｌ…ステータコイル Ｚ…インピー
ダンス ａ、ｂ、ｃ、ｄ…中立点 Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆ…中立点 ５１…電源 ５２…インバ
ータ回路 ５３…インバータ回路中立点電位検出回路 ５４…差
動増幅器 ５５…ローパスフィルタ ５６…ＰＷＭ
信号発生回路 ５７…発振器 ５８…三角波
発生器 ５９…加算器 ６０…比較器 ６１…反転器 ６２…バッフ
ァ ６３、６４…差動増幅器 ６５…リミッ
タ回路 Ｚ１〜Ｚ３…インピーダンス Ｎｉ…インバ
ータ回路中立点 Ｒｍ、Ｒｉ…負荷抵抗 Ｔ１、Ｔ２…
トランジスタ Ｄ１、Ｄ２…ダイオード Ｃ１…コンデ
ンサ Ｒ１…抵抗DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Composite motor 2 ... Stator 3 ... Outer rotor 4 ... Inner rotor 5 ... Outer frame 9 ... Inner rotor shaft 10 ... Outer rotor shaft 11 ... Power supply 12 Inverter circuits 13, 14 ...
Rotation angle sensor 15 Control circuit 21 Left rotor 22 Left stator coil 23 Left motor shaft 24 Right rotor 25 Right stator coil 26 Right motor shaft 27 Rotor 28 Stator coil 29 Motor shaft 30 3-phase 4
Pole pair motor 31 ... 4 phase 3 pole pair motor 32 ... Inverter circuit 33 ... Control circuit 34, 35 ...
Rotation angle sensor S1, S2 ... torque command signal S3, S4 ...
Phase signal L: stator coil Z: impedance a, b, c, d: neutral point A, B, C,
D, E, F ... Neutral point 51 ... Power supply 52 ... Inverter circuit 53 ... Inverter circuit neutral point potential detection circuit 54 ... Differential amplifier 55 ... Low pass filter 56 ... PWM
Signal generating circuit 57 Oscillator 58 Triangular wave generator 59 Adder 60 Comparator 61 Inverter 62 Buffer 63, 64 Differential amplifier 65 Limiter circuit Z1 to Z3 Impedance Ni Inverter circuit neutral point Rm Ri: Load resistance T1, T2 ...
Transistors D1, D2 ... diodes C1 ... capacitors R1 ... resistors

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H560 AA08 CC03 DA07 DC12 DC13 DC20 EB01 EC01 RR10 TT05 TT08 TT15 TT20 XA02 XA03 XA12 5H572 AA02 BB04 BB07 DD09 EE10 GG04 GG05 HA08 HB09 HC08 JJ01 JJ03 JJ25 JJ26 JJ28 LL22 LL24 LL32 LL50 MM11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H560 AA08 CC03 DA07 DC12 DC13 DC20 EB01 EC01 RR10 TT05 TT08 TT15 TT20 XA02 XA03 XA12 5H572 AA02 BB04 BB07 DD09 EE10 GG04 GG05 HA08 HB09 HC08 JJ22 JJ24 LL11

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】極対数が異なる二つのロータと、それぞれ
のロータに対峙するステータとを有し、それぞれのステ
ータに設けるコイルの電気的極数を同一とし、自己のロ
ータと相関のある位相の電流は流れ、相手方は同相で電
流が流れない相を一つの中立点としてまとめるように、
各ステータのコイルにおける中立点を複数に分割して接
続し、両方のステータのコイルの各相をそれぞれ並列に
接続して電源供給用のインバータ回路の対応する相に接
続し、前記インバータ回路から両方のステータのコイル
に複合電流を供給して両方のロータを独立に制御する複
合モータの駆動回路であって、 前記各ステータコイルの仮想中立点電位を検出する手段
と、 前記複合モータの駆動電力を送出するインバータ回路の
中立点電位を検出する手段と、 前記の検出した二つの中立点電位の差に応じて、前記差
を小さくする方向に前記インバータ回路を駆動する信号
を変化させる手段と、 を備えたことを特徴とする複合モータの駆動回路。The present invention has two rotors having different numbers of pole pairs and a stator facing each rotor, wherein the coils provided on each stator have the same number of electric poles, and have a phase which is correlated with its own rotor. The current flows, and the other party puts the phase in which the current does not flow in the same phase as one neutral point,
The neutral point of each stator coil is divided into a plurality of parts and connected, and the respective phases of both stator coils are connected in parallel to each other and connected to the corresponding phase of the power supply inverter circuit. A composite motor drive circuit that supplies a composite current to the coils of the stator to independently control both rotors, and that detects a virtual neutral point potential of each of the stator coils; and Means for detecting a neutral point potential of the inverter circuit to be transmitted; and means for changing a signal for driving the inverter circuit in a direction to reduce the difference in accordance with a difference between the two detected neutral point potentials. A drive circuit for a composite motor, comprising: 【請求項２】前記各ステータコイルの仮想中立点電位を
検出する手段は、前記ステータコイルの各相からそれぞ
れインピーダンス素子を介して星型結線した点の電位
を、仮想中立点電位とするものである、ことを特徴とす
る請求項１に記載の複合モータの駆動回路。2. The means for detecting a virtual neutral point potential of each stator coil sets a potential at a star-connected point from each phase of the stator coil via an impedance element to a virtual neutral point potential. The drive circuit for a composite motor according to claim 1, wherein: 【請求項３】前記インバータ回路の中立点電位を検出す
る手段は、各相の目標値から、ブリッジ回路を用いて或
いは算術計算によって中立点電位を求めるものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合モータの駆動回
路。3. The means for detecting the neutral point potential of the inverter circuit obtains the neutral point potential from a target value of each phase by using a bridge circuit or by arithmetic calculation.
The drive circuit for a composite motor according to claim 1, wherein: 【請求項４】前記複合モータは、一方のロータが４極対
で他方のロータが３極対であり、ステータコイルの電気
的極数が１２相であり、前者を３相４極対で駆動し、後
者を４相３極対で駆動する場合に、前者は３個おきに３
個のコイルを接続して一つの中立点とすることによって
合計４個の中立点を有し、後者は２個おきに４個のコイ
ルを接続して一つの中立点とすることよって合計３個の
中立点を有することを特徴とする請求項１に記載の複合
モータの駆動回路。4. The composite motor according to claim 1, wherein one rotor has four pole pairs and the other rotor has three pole pairs, the number of electric poles of the stator coil is 12 phases, and the former is driven by three phases and four pole pairs. However, when the latter is driven by a four-phase three-pole pair,
Has a total of four neutral points by connecting one coil to one neutral point, and the latter has a total of three neutral points by connecting every fourth coil to one neutral point. The drive circuit for a compound motor according to claim 1, wherein the drive circuit has a neutral point. 【請求項５】前記複合モータは、一方のロータが４極対
で他方のロータが３極対であり、ステータコイルの電気
的極数が１２相であり、前者を３相４極対で駆動し、後
者を４相３極対で駆動する場合に、前者は３個おきに３
個のコイルを接続して一つの中立点とすることによって
合計４個の中立点を有し、後者は５個おきに２個ずつの
コイルを接続して一つの中立点とすることよって合計６
個の中立点を有することを特徴とする請求項１に記載の
複合モータの駆動回路。5. The composite motor according to claim 1, wherein one rotor is a four-pole pair and the other rotor is a three-pole pair, the number of electric poles of the stator coil is 12 phases, and the former is driven by a three-phase four-pole pair. However, when the latter is driven by a four-phase three-pole pair,
By connecting two coils to one neutral point, a total of four neutral points are obtained, and the latter is connected by connecting two coils every five coils to form one neutral point, thereby obtaining a total of 6 neutral points.
The drive circuit for a composite motor according to claim 1, wherein the drive circuit has a plurality of neutral points.