JP2012060748A - Magnetic flux waveform calculation device - Google Patents

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訓久 久保田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate the magnetic flux waveform of each stator winding without leading a neutral point potential to the outside.SOLUTION: A magnetic flux waveform calculation device includes a voltage detection unit 2 which detects a line voltage generated between three phase windings when, while AC drive voltages to three phase windings of a motor 51 having stator windings composed of Y-connected three phase windings are not supplied, a rotor 54 of the motor 51 is rotated and also A/D converts the line voltage to output it as voltage data D1s, D2s, and D3s, and a processing unit 3 which executes in order a Δ-Y conversion process which, upon accepting the voltage data D1s, D2s, and D3s as its input, Δ-Y converts them to calculate phase voltage data Du1, Du2, and Du3 indicating phase voltages with regard to the phase windings and a magnetic flux waveform calculation process which integrates the calculated phase voltage data Du1, Du2, and Du3 to calculate the waveform data of each phase winding Dsu, Dsv, and Dsw.

Description

本発明は、モータの特性試験に際して巻線の磁束波形を測定する磁束波形算出装置に関するものである。   The present invention relates to a magnetic flux waveform calculating apparatus for measuring a magnetic flux waveform of a winding during a motor characteristic test.

モータの特性試験装置として、下記の特許文献１に開示されたＰＭモータの特性試験装置が知られている。この特性試験装置では、被試験機であるＰＭモータを試験用のモータに直結して回転子を回転させるか、またはＰＭモータを他の駆動源によって駆動し、駆動後にその駆動源よりの制御を遮断して回転子をフリーラン状態にさせ、この回転子の回転状態において固定子巻線に誘起される誘起電圧を電圧検出器で検出し、Ａ／Ｄ変換器を経由して誘起電圧の波形をデジタルデータ（波形データ）に変換した後、この波形データをパソコンに収録している。また、下記の特許文献１には、この収録した波形データに基づいて、回転子の回転速度と誘起電圧との関係を示すモータの特性図を作成する例について記載されているが、モータの特性試験では、これ以外のモータの特性として、この波形データに基づいて固定子巻線の磁束波形を算出して、表示装置などに表示させることが行われている。   As a motor characteristic test apparatus, a PM motor characteristic test apparatus disclosed in Patent Document 1 below is known. In this characteristic test apparatus, a PM motor, which is a device under test, is directly connected to a test motor to rotate the rotor, or the PM motor is driven by another drive source, and control from the drive source is performed after the drive. The rotor is cut off and the rotor is set in a free-run state, and the induced voltage induced in the stator winding in the rotating state of the rotor is detected by the voltage detector, and the waveform of the induced voltage is passed through the A / D converter. Is converted to digital data (waveform data), and then this waveform data is recorded on a personal computer. Patent Document 1 below describes an example of creating a motor characteristic diagram showing the relationship between the rotational speed of the rotor and the induced voltage based on the recorded waveform data. In the test, as other motor characteristics, a magnetic flux waveform of the stator winding is calculated based on the waveform data and displayed on a display device or the like.

特開２００２−２６７７２７号公報（第２−３頁、第１，６図）JP 2002-267727 A (page 2-3, FIGS. 1 and 6)

ところが、上記モータの特性試験装置には、以下のような解決すべき課題が存在している。すなわち、図６に示すように、固定子巻線５２としてＹ結線された３つの相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗ（Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線）を備え、相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの端部に接続された電圧入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに三相交流電圧（交流駆動電圧）を供給することで回転するように構成された三相のモータ５１における各相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの上記した磁束波形は、各相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの両端に発生する誘起電圧Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３の波形、つまり相電圧の波形を積分することで算出される。このため、上記モータの特性試験装置では、相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの中性点Ａの電位をモータ５１の外部に配線５３で引き出すと共に、この中性点Ａの電位を基準として相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの両端に発生する誘起電圧Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を測定している。   However, the motor characteristic test apparatus has the following problems to be solved. That is, as shown in FIG. 6, three phase windings 52u, 52v, 52w (U phase winding, V phase winding, W phase winding) Y-connected as the stator winding 52 are provided. Each of the three-phase motors 51 configured to rotate by supplying a three-phase AC voltage (AC drive voltage) to voltage input terminals U, V, and W connected to ends of the lines 52u, 52v, and 52w. The above-described magnetic flux waveforms of the phase windings 52u, 52v, 52w are calculated by integrating the waveforms of the induced voltages U1, U2, U3 generated at both ends of the phase windings 52u, 52v, 52w, that is, the phase voltage waveforms. Is done. For this reason, in the motor characteristic test apparatus, the potential of the neutral point A of the phase windings 52u, 52v, and 52w is pulled out by the wiring 53 to the outside of the motor 51, and the phase winding is based on the potential of the neutral point A. The induced voltages U1, U2, U3 generated at both ends of the lines 52u, 52v, 52w are measured.

しかしながら、一般的なモータでは、完成品の状態において、この中性点の電位を簡単に外部に引き出せる構造のものは少なく、また、中性点の電位を引き出せたとしても、引き出すまでに要する作業時間が長くなる。このため、上記のモータの特性試験装置では、モータの特性試験を実施し難いことがあるという解決すべき課題が存在している。   However, in general motors, there are few structures that can easily extract the neutral point potential to the outside in the state of the finished product, and even if the neutral point potential can be extracted, the work required to pull it out The time will be longer. For this reason, the above-described motor characteristic test apparatus has a problem to be solved that it may be difficult to perform a motor characteristic test.

本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、中性点の電位を外部に引き出すことなく各固定子巻線の磁束波形を算出し得る磁束波形算出装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and mainly provides a magnetic flux waveform calculation device capable of calculating the magnetic flux waveform of each stator winding without drawing the potential at the neutral point to the outside. Objective.

上記目的を達成すべく請求項１記載の磁束波形算出装置は、Ｙ結線された３つの相巻線で構成された固定子巻線を有するモータの当該３つの相巻線のうちの少なくとも１つの相巻線の磁束波形を算出する磁束波形算出装置であって、前記３つの相巻線への交流駆動電圧の非供給状態において前記モータの回転子を回転させた際に当該３つの相巻線間に発生する線間電圧を検出すると共に当該線間電圧をＡ／Ｄ変換して線間電圧データとして出力する電圧検出部と、前記線間電圧データを入力すると共にΔ−Ｙ変換して、前記少なくとも１つの相巻線についての相電圧を示す相電圧データを算出するΔ−Ｙ変換処理、および当該算出した相電圧データを積分して当該少なくとも１つの相巻線の前記磁束波形データを算出する磁束波形算出処理をこの順に実行する処理部とを備えている。   In order to achieve the above object, a magnetic flux waveform calculating apparatus according to claim 1 is characterized in that at least one of the three phase windings of a motor having a stator winding composed of three phase windings that are Y-connected. A magnetic flux waveform calculating device for calculating a magnetic flux waveform of a phase winding, wherein the three phase windings are rotated when a rotor of the motor is rotated in a state where an AC drive voltage is not supplied to the three phase windings. A voltage detecting unit that detects a line voltage generated between the lines, A / D converts the line voltage and outputs the line voltage data, and inputs the line voltage data and performs Δ-Y conversion; Δ-Y conversion processing for calculating phase voltage data indicating a phase voltage for the at least one phase winding, and integration of the calculated phase voltage data to calculate the magnetic flux waveform data of the at least one phase winding. The magnetic flux waveform calculation process And a processing unit that executes in this order.

また、請求項２記載の磁束波形算出装置は、請求項１記載の磁束波形算出装置において、前記処理部は、前記入力した線間電圧データをフーリエ変換すると共に、当該フーリエ変換によって得られた各周波数成分のうちから直流成分を除去し、かつ当該直流成分が除去された当該各周波数成分に対して逆フーリエ変換を実行して新たな線間電圧データを生成する直流除去処理を前記Δ−Ｙ変換処理に先立って実行し、次いで、当該新たな線間電圧データに対して前記Δ−Ｙ変換処理を実行する。   Moreover, the magnetic flux waveform calculation device according to claim 2 is the magnetic flux waveform calculation device according to claim 1, wherein the processing unit performs Fourier transform on the input line voltage data and obtains each of the obtained Fourier transforms. The DC-removing process for removing the DC component from the frequency components and performing inverse Fourier transform on each frequency component from which the DC component has been removed to generate new line voltage data is the Δ−Y. Prior to the conversion process, the Δ-Y conversion process is executed on the new line voltage data.

また、請求項３記載の磁束波形算出装置は、請求項１または２記載の磁束波形算出装置において、前記処理部は、前記算出した磁束波形データに基づいて前記少なくとも１つの相巻線の前記磁束波形を表示部に表示させる表示処理を実行する。   The magnetic flux waveform calculation device according to claim 3 is the magnetic flux waveform calculation device according to claim 1 or 2, wherein the processing unit is configured to generate the magnetic flux of the at least one phase winding based on the calculated magnetic flux waveform data. Display processing for displaying the waveform on the display unit is executed.

請求項１記載の磁束波形算出装置によれば、モータを構成する相巻線の中性点の電位をモータの外部に引き出すことなく、外部から接続可能な電圧入力端子のみを使用して、各相巻線の磁束波形を算出（測定）することができる。したがって、中性点の電位を外部に引き出すことができないモータについても、その各相巻線の磁束波形を算出することができる。   According to the magnetic flux waveform calculation apparatus of claim 1, each of the voltage windings using only the voltage input terminals connectable from the outside without drawing out the potential of the neutral point of the phase winding constituting the motor to the outside of the motor. The magnetic flux waveform of the phase winding can be calculated (measured). Therefore, the magnetic flux waveform of each phase winding can be calculated even for a motor that cannot extract the neutral potential to the outside.

請求項２記載の磁束波形算出装置によれば、線間電圧データに直流成分が加わった場合においても、処理部が直流除去処理を実行して、この線間電圧データに含まれているこの直流成分を除去する。したがって、この磁束波形算出装置によれば、磁束波形算出処理において行われる積分（順次加算）によって積分値である磁束波形データが直流成分に起因して発散するといった事態を確実に回避することができるため、正確な磁束波形データに基づいて相巻線の正確な磁束波形を算出することができる。   According to the magnetic flux waveform calculating apparatus of the second aspect, even when a direct current component is added to the line voltage data, the processing unit executes the direct current removal process, and the direct current included in the line voltage data. Remove ingredients. Therefore, according to this magnetic flux waveform calculation device, it is possible to reliably avoid a situation in which the magnetic flux waveform data that is an integral value diverges due to the DC component due to the integration (sequential addition) performed in the magnetic flux waveform calculation processing. Therefore, an accurate magnetic flux waveform of the phase winding can be calculated based on accurate magnetic flux waveform data.

請求項３記載の磁束波形算出装置によれば、処理部が表示処理を実行して、算出した磁束波形データに基づいて磁束波形を表示部に表示させるため、磁束波形を目視にて測定（確認）することができる。   According to the magnetic flux waveform calculating apparatus of claim 3, the processing unit executes display processing, and displays the magnetic flux waveform on the display unit based on the calculated magnetic flux waveform data. )can do.

磁束波形算出装置１の構成図である。1 is a configuration diagram of a magnetic flux waveform calculation device 1. FIG. 固定子巻線５２の構成を説明するためのモータ５１の構成図である。4 is a configuration diagram of a motor 51 for explaining a configuration of a stator winding 52. FIG. 固定子巻線５２の各線間電圧Ｕ１ｓ，Ｕ２ｓ，Ｕ３ｓの波形図である。4 is a waveform diagram of line voltages U1s, U2s, U3s of the stator winding 52. FIG. 固定子巻線５２の各相電圧Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３の波形図である。6 is a waveform diagram of phase voltages U1, U2, U3 of the stator winding 52. FIG. 相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの各磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each magnetic flux waveform Su, Sv, Sw of phase winding 52u, 52v, 52w. 中性点Ａの電位をモータ５１の外部に引き出して各相電圧Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を測定する構成を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a configuration in which each phase voltage U1, U2, U3 is measured by drawing the potential of a neutral point A to the outside of a motor 51.

以下、添付図面を参照して、磁束波形算出装置１の実施の形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a magnetic flux waveform calculating apparatus 1 will be described with reference to the accompanying drawings.

まず、磁束波形算出装置１の試験対象となるモータ５１の構成について、図１，２を参照して説明する。モータ５１は、Ｙ結線された３つの相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗ（Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線）を有する固定子巻線５２と、回転子５４と、各相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの各端部（中性点Ａとは異なる側の端部）に接続されて各相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗに駆動用の三相交流電圧（交流駆動電圧）を供給するための電圧入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ（モータ５１の外部から接続（アクセス）可能な端子）とを備えている。   First, the configuration of the motor 51 to be tested by the magnetic flux waveform calculating apparatus 1 will be described with reference to FIGS. The motor 51 includes a stator winding 52 having three phase windings 52u, 52v, 52w (U-phase winding, V-phase winding, W-phase winding) Y-connected, a rotor 54, and each phase. Three-phase AC voltage (AC drive voltage) for driving each phase winding 52u, 52v, 52w connected to each end of windings 52u, 52v, 52w (end on the side different from neutral point A) Voltage input terminals U, V, and W (terminals that can be connected (accessed) from the outside of the motor 51).

次いで、磁束波形算出装置１の構成について、図面を参照して説明する。   Next, the configuration of the magnetic flux waveform calculation device 1 will be described with reference to the drawings.

磁束波形算出装置１は、図１に示すように、一例として、電圧検出部２、処理部３、記憶部４および表示部５を備え、モータ５１の固定子巻線５２を構成する各相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗ（図２参照）の各磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ（図５参照）を算出すると共に、表示可能に構成されている。   As shown in FIG. 1, the magnetic flux waveform calculation device 1 includes, as an example, a voltage detection unit 2, a processing unit 3, a storage unit 4, and a display unit 5, and each phase winding constituting the stator winding 52 of the motor 51. The magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw (see FIG. 5) of the lines 52u, 52v, 52w (see FIG. 2) are calculated and displayed.

電圧検出部２は、図２に示すように、一対の入力端子間に入力された電圧信号をＡ／Ｄ変換して、電圧信号の振幅を示す電圧データとして出力する３系統のＡ／Ｄ変換回路２ａ，２ｂ，２ｃを備えている。この場合、各Ａ／Ｄ変換回路２ａ，２ｂ，２ｃは、一例として増幅器およびＡ／Ｄコンバータ（いずれも不図示）を備えて構成されて、共通のサンプリングクロックに同期してそれぞれの入力端子間に入力された電圧信号をサンプリングすることにより、電圧データをそれぞれ出力する。本例では、後述するように、１つのＡ／Ｄ変換回路２ａの一対の入力端子が、モータ５１の電圧入力端子Ｕ，Ｖに接続され、他の１つのＡ／Ｄ変換回路２ｂの一対の入力端子が、モータ５１の電圧入力端子Ｖ，Ｗに接続され、残りの１つのＡ／Ｄ変換回路２ｃの一対の入力端子が、モータ５１の電圧入力端子Ｗ，Ｕに接続される。   As shown in FIG. 2, the voltage detection unit 2 performs A / D conversion on a voltage signal input between a pair of input terminals, and outputs it as voltage data indicating the amplitude of the voltage signal. Circuits 2a, 2b and 2c are provided. In this case, each of the A / D conversion circuits 2a, 2b, and 2c is configured to include an amplifier and an A / D converter (both not shown) as an example, and between each input terminal in synchronization with a common sampling clock. The voltage data is output by sampling the voltage signal input to. In this example, as will be described later, a pair of input terminals of one A / D conversion circuit 2a is connected to voltage input terminals U and V of the motor 51, and a pair of other A / D conversion circuits 2b is connected. The input terminals are connected to the voltage input terminals V and W of the motor 51, and the pair of input terminals of the remaining one A / D conversion circuit 2 c are connected to the voltage input terminals W and U of the motor 51.

このため、電圧入力端子Ｕ，Ｖに接続されたＡ／Ｄ変換回路２ａは、図２に示す線間電圧Ｕ１ｓをＡ／Ｄ変換して、電圧データ（線間電圧データ）Ｄ１ｓとして出力する。また、電圧入力端子Ｖ，Ｗに接続されたＡ／Ｄ変換回路２ｂは、図２に示す線間電圧Ｕ２ｓをＡ／Ｄ変換して、電圧データ（線間電圧データ）Ｄ２ｓとして出力する。また、電圧入力端子Ｗ，Ｕに接続されたＡ／Ｄ変換回路２ｃは、図２に示す線間電圧Ｕ３ｓをＡ／Ｄ変換して、電圧データ（線間電圧データ）Ｄ３ｓとして出力する。   Therefore, the A / D conversion circuit 2a connected to the voltage input terminals U and V performs A / D conversion on the line voltage U1s shown in FIG. 2 and outputs it as voltage data (line voltage data) D1s. The A / D conversion circuit 2b connected to the voltage input terminals V and W performs A / D conversion on the line voltage U2s shown in FIG. 2 and outputs it as voltage data (line voltage data) D2s. The A / D conversion circuit 2c connected to the voltage input terminals W and U performs A / D conversion on the line voltage U3s shown in FIG. 2 and outputs it as voltage data (line voltage data) D3s.

処理部３は、一例としてＣＰＵを備えて構成されて、記憶部４に記憶されている動作プログラムに従って作動して、電圧検出部２から出力された各電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓを入力して、記憶部４に記憶させる。また、処理部３は、直流除去処理、Δ−Ｙ変換処理、磁束波形算出処理および表示処理を実行する。   The processing unit 3 includes a CPU as an example, operates according to an operation program stored in the storage unit 4, and inputs each voltage data D1s, D2s, D3s output from the voltage detection unit 2. And stored in the storage unit 4. Further, the processing unit 3 executes a direct current removal process, a Δ-Y conversion process, a magnetic flux waveform calculation process, and a display process.

記憶部４は、ハードディスク装置や半導体メモリで構成されて、処理部３のための上記した動作プログラムが予め記憶されている。また、記憶部４は、処理部３によってワークメモリとして使用されて、電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓなどを記憶する。   The storage unit 4 is configured by a hard disk device or a semiconductor memory, and stores the above-described operation program for the processing unit 3 in advance. The storage unit 4 is used as a work memory by the processing unit 3 and stores voltage data D1s, D2s, D3s, and the like.

表示部５は、本例では一例として、磁束波形算出装置１の１つの構成要素として液晶ディスプレイ装置などのディスプレイ装置を用いて構成されている。また、表示部５は、処理部３において算出された各磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを画面上に表示する。なお、各磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗについては、磁束波形算出装置１の使用者が、目視可能な状態で表示されればよいため、ディスプレイ装置に代えて、プロッタ装置やプリンタ装置で表示部５を構成することもできる。   As an example in this example, the display unit 5 is configured using a display device such as a liquid crystal display device as one component of the magnetic flux waveform calculation device 1. The display unit 5 displays the magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw calculated by the processing unit 3 on the screen. The magnetic flux waveforms Su, Sv, and Sw need only be displayed in a state that the user of the magnetic flux waveform calculation device 1 can see, and therefore, the display unit 5 is replaced with a plotter device or a printer device instead of the display device. Can also be configured.

続いて、磁束波形算出装置１の動作について、図面を参照して説明する。なお、モータ５１の各電圧入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗと、電圧検出部２の各Ａ／Ｄ変換回路２ａ，２ｂ，２ｃとは、上記した対応関係で予め接続されているものとする。   Next, the operation of the magnetic flux waveform calculation device 1 will be described with reference to the drawings. It is assumed that the voltage input terminals U, V, W of the motor 51 and the A / D conversion circuits 2a, 2b, 2c of the voltage detector 2 are connected in advance with the above correspondence.

交流駆動電圧の非供給状態において、例えば回転子５４に直結された出力軸５５が不図示の駆動モータによって駆動されることにより、回転子５４が一定の回転数で回転させられている状態において、モータ５１の固定子巻線５２を構成する相巻線５２ｕには相電圧Ｕ１（図４において極太線で示す電圧）が発生し、相巻線５２ｖには相電圧Ｕ２（図４において太線で示す電圧）が発生し、相巻線５２ｗには相電圧Ｕ３（図４において細線で示す電圧）が発生している。また、これにより、モータ５１の電圧入力端子Ｕ，Ｖ間には線間電圧Ｕ１ｓ（図３において極太線で示す電圧）が発生し、電圧入力端子Ｖ，Ｗ間には線間電圧Ｕ２ｓ（図３において太線で示す電圧）が発生し、電圧入力端子Ｗ，Ｕ間には線間電圧Ｕ３ｓ（図３において細線で示す電圧）が発生している。   In the state where the AC drive voltage is not supplied, for example, the output shaft 55 directly connected to the rotor 54 is driven by a drive motor (not shown), so that the rotor 54 is rotated at a constant rotational speed. A phase voltage U1 (voltage indicated by a very thick line in FIG. 4) is generated in the phase winding 52u constituting the stator winding 52 of the motor 51, and a phase voltage U2 (indicated by a thick line in FIG. 4) is generated in the phase winding 52v. Voltage) is generated, and a phase voltage U3 (voltage indicated by a thin line in FIG. 4) is generated in the phase winding 52w. As a result, a line voltage U1s (voltage indicated by a thick line in FIG. 3) is generated between the voltage input terminals U and V of the motor 51, and a line voltage U2s (FIG. 3) is generated between the voltage input terminals V and W. 3 is generated between the voltage input terminals W and U, and a line voltage U3s (a voltage indicated by a thin line in FIG. 3) is generated.

この状態において、磁束波形算出装置１では、電圧検出部２の各Ａ／Ｄ変換回路２ａ，２ｂ，２ｃが、この線間電圧Ｕ１ｓ，Ｕ２ｓ，Ｕ３ｓを入力すると共にＡ／Ｄ変換して、電圧データ（線間電圧データ）Ｄ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓを出力している。処理部３は、この電圧データ（線間電圧データ）Ｄ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓを少なくとも線間電圧Ｕ１ｓの一周期分入力して、記憶部４に記憶させる。   In this state, in the magnetic flux waveform calculation device 1, each A / D conversion circuit 2a, 2b, 2c of the voltage detection unit 2 inputs the line voltages U1s, U2s, U3s and performs A / D conversion to obtain a voltage. Data (line voltage data) D1s, D2s, and D3s are output. The processing unit 3 inputs the voltage data (line voltage data) D1s, D2s, D3s for at least one cycle of the line voltage U1s and stores the data in the storage unit 4.

次いで、処理部３は、直流除去処理を実行する。この直流除去処理では、処理部３は、まず、各電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓをそれぞれフーリエ変換すると共に、フーリエ変換によって得られた各電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓの各周波数成分のうちから直流成分（０次成分）をそれぞれ除去する。次いで、処理部３は、直流成分が除去された各電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓの各周波数成分に対して逆フーリエ変換をそれぞれ実行して、新たな電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓを生成する。これにより、直流除去処理が完了する。   Next, the processing unit 3 executes a direct current removal process. In this direct current removal process, the processing unit 3 first performs a Fourier transform on each of the voltage data D1s, D2s, and D3s, and at the same time, outputs a direct current from the frequency components of the voltage data D1s, D2s, and D3s obtained by the Fourier transform. Each component (0th order component) is removed. Next, the processing unit 3 performs inverse Fourier transform on each frequency component of the voltage data D1s, D2s, and D3s from which the DC component has been removed to generate new voltage data D1s, D2s, and D3s. This completes the direct current removal process.

続いて、処理部３は、Δ−Ｙ変換処理を実行する。このΔ−Ｙ変換処理では、処理部３は、新たな電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓの同時刻のデータ（Ａ／Ｄ変換回路２ａ，２ｂ，２ｃにおいて同じタイミングでサンプリングされたデータ）を、下記のΔ−Ｙ変換演算式（１）、（２）、（３）を用いることにより、図４に示す相電圧Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を表す相電圧データＤｕ１，Ｄｕ２，Ｄｕ３に変換して、記憶部４に記憶させる。
Ｄｕ１＝（Ｄ１ｓ−Ｄ３ｓ）／３ ・・・（１）
Ｄｕ２＝（Ｄ２ｓ−Ｄ１ｓ）／３ ・・・（２）
Ｄｕ３＝（Ｄ３ｓ−Ｄ２ｓ）／３ ・・・（３） Subsequently, the processing unit 3 executes Δ-Y conversion processing. In this Δ-Y conversion process, the processing unit 3 uses the same time data of the new voltage data D1s, D2s, D3s (data sampled at the same timing in the A / D conversion circuits 2a, 2b, 2c) as follows. Are converted into phase voltage data Du1, Du2, and Du3 representing the phase voltages U1, U2, and U3 shown in FIG. 4 and stored, using the Δ-Y conversion arithmetic expressions (1), (2), and (3). Store in part 4.
Du1 = (D1s−D3s) / 3 (1)
Du2 = (D2s−D1s) / 3 (2)
Du3 = (D3s−D2s) / 3 (3)

次いで、処理部３は、磁束波形算出処理を実行する。この磁束波形算出処理では、処理部３は、記憶部４に記憶されている相電圧データＤｕ１を積分（順次加算）することにより、相巻線５２ｕに発生する磁束波形Ｓｕ（図５参照）を示す波形データ（磁束波形データ）Ｄｓｕを算出して、記憶部４に記憶させる。また、処理部３は、同様にして、相巻線５２ｖに発生する磁束波形Ｓｖ（図５参照）を示す波形データ（磁束波形データ）Ｄｓｖ、および相巻線５２ｗに発生する磁束波形Ｓｗ（図５参照）を示す波形データ（磁束波形データ）Ｄｓｗをそれぞれ算出して、記憶部４に記憶させる。   Next, the processing unit 3 executes a magnetic flux waveform calculation process. In this magnetic flux waveform calculation process, the processing unit 3 integrates (sequentially adds) the phase voltage data Du1 stored in the storage unit 4 to generate a magnetic flux waveform Su generated in the phase winding 52u (see FIG. 5). The indicated waveform data (magnetic flux waveform data) Dsu is calculated and stored in the storage unit 4. Similarly, the processing unit 3 uses the waveform data (magnetic flux waveform data) Dsv indicating the magnetic flux waveform Sv (see FIG. 5) generated in the phase winding 52v and the magnetic flux waveform Sw (see FIG. 5) generated in the phase winding 52w. Waveform data (magnetic flux waveform data) Dsw is calculated and stored in the storage unit 4.

最後に、処理部３は、表示処理を実行する。この表示処理では、処理部３は、記憶部４に記憶させた波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗを読み出すと共に、この波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗで表される磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを表示部５の画面上に、図５に示すように表示させる。なお、図５において、磁束波形Ｓｕは極太線で表され、磁束波形Ｓｖは太線で表され、磁束波形Ｓｗは細線で表されている。   Finally, the processing unit 3 executes display processing. In this display process, the processing unit 3 reads the waveform data Dsu, Dsv, Dsw stored in the storage unit 4, and displays the magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw represented by the waveform data Dsu, Dsv, Dsw. 5 is displayed as shown in FIG. In FIG. 5, the magnetic flux waveform Su is represented by a very thick line, the magnetic flux waveform Sv is represented by a thick line, and the magnetic flux waveform Sw is represented by a thin line.

このように、この磁束波形算出装置１によれば、モータ５１を構成する相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの中性点Ａの電位をモータ５１の外部に引き出すことなく、外部から接続可能な電圧入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗのみを使用して、各相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを算出（測定）することができる。したがって、中性点Ａの電位を外部に引き出すことができないモータについても、その各相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを算出することができる。   As described above, according to the magnetic flux waveform calculating apparatus 1, the voltage that can be connected from the outside without extracting the potential of the neutral point A of the phase windings 52 u, 52 v, 52 w constituting the motor 51 to the outside of the motor 51. Using only the input terminals U, V, W, the magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw of the phase windings 52u, 52v, 52w can be calculated (measured). Therefore, the magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw of the phase windings 52u, 52v, 52w can be calculated even for a motor that cannot extract the potential of the neutral point A to the outside.

また、この磁束波形算出装置１では、例えば電圧検出部２において、各電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓに直流成分が加わった場合においても、処理部３が直流除去処理を実行して、各電圧データＤ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓに含まれているこの直流成分を除去する。したがって、この磁束波形算出装置１によれば、磁束波形算出処理において行われる積分（順次加算）によって積分値である各波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗが直流成分に起因して発散するといった事態を確実に回避することができるため、正確な波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗを算出することができる結果、この波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗに基づいて相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの正確な磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを算出することができる。   Further, in this magnetic flux waveform calculating apparatus 1, for example, in the voltage detection unit 2, even when a DC component is added to each voltage data D1s, D2s, D3s, the processing unit 3 executes a DC removal process, and each voltage data This DC component included in D1s, D2s, and D3s is removed. Therefore, according to the magnetic flux waveform calculating apparatus 1, it is possible to reliably prevent the waveform data Dsu, Dsv, Dsw that are integrated values from divergence due to the DC component by integration (sequential addition) performed in the magnetic flux waveform calculation processing. Therefore, accurate waveform data Dsu, Dsv, Dsw can be calculated. As a result, the accurate magnetic flux waveform Su of the phase windings 52u, 52v, 52w is based on the waveform data Dsu, Dsv, Dsw. , Sv, Sw can be calculated.

また、この磁束波形算出装置１によれば、処理部３が表示処理を実行して、算出した磁束波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗに基づいて磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを表示部５に表示させるため、磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを目視にて測定（確認）することができる。なお、上記の磁束波形算出装置１においては、表示部５を磁束波形算出装置１の１つの構成要素として有しているが、表示部５を構成要素として有する構成に代えて、図示はしないが、表示部５を外部装置として接続可能な構成に磁束波形算出装置を構成することも可能である。この構成の磁束波形算出装置では、処理部３は、表示処理として、外部装置として伝送路（不図示）を介して接続された表示部に対して、この伝送路を経由して各磁束波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗを出力する。一方、外部装置として磁束波形算出装置に接続された表示部は、この磁束波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗを入力すると共に、この磁束波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗに基づいて磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを画面上に表示する。   Further, according to the magnetic flux waveform calculation device 1, the processing unit 3 executes display processing, and displays the magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw on the display unit 5 based on the calculated magnetic flux waveform data Dsu, Dsv, Dsw. Therefore, the magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw can be measured (confirmed) visually. In addition, in the magnetic flux waveform calculation device 1 described above, the display unit 5 is included as one component of the magnetic flux waveform calculation device 1, but it is not illustrated in place of the configuration having the display unit 5 as a component. It is also possible to configure the magnetic flux waveform calculating device in such a configuration that the display unit 5 can be connected as an external device. In the magnetic flux waveform calculating apparatus having this configuration, the processing unit 3 performs, as a display process, each magnetic flux waveform data via the transmission path with respect to a display unit connected as an external device via the transmission path (not shown). Dsu, Dsv, and Dsw are output. On the other hand, the display unit connected to the magnetic flux waveform calculation device as an external device inputs the magnetic flux waveform data Dsu, Dsv, Dsw, and based on the magnetic flux waveform data Dsu, Dsv, Dsw, the magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw. Is displayed on the screen.

なお、上記の磁束波形算出装置１では、処理部３が直流除去処理を実行することにより、直流成分に起因した各波形データＤｓｕ，Ｄｓｖ，Ｄｓｗの発散を防止する構成を採用しているが、直流成分の重畳の虞のない場合には、直流除去処理を省略する構成を採用することもできる。また、上記の磁束波形算出装置１では、すべての相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの磁束波形Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを算出して、表示部５に表示させる構成を採用しているが、相巻線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗのうちから予め選択された１つまたは２つの磁束波形を算出して、表示部５に表示させる構成を採用することもできる。   In the magnetic flux waveform calculation device 1 described above, the processing unit 3 performs a direct current removal process, thereby adopting a configuration that prevents the divergence of the waveform data Dsu, Dsv, and Dsw due to the direct current component. If there is no possibility of superimposing DC components, a configuration in which DC removal processing is omitted can be adopted. Further, the above-described magnetic flux waveform calculation device 1 employs a configuration in which the magnetic flux waveforms Su, Sv, Sw of all the phase windings 52u, 52v, 52w are calculated and displayed on the display unit 5. A configuration in which one or two magnetic flux waveforms selected in advance from the lines 52u, 52v, and 52w are calculated and displayed on the display unit 5 may be employed.

１ 磁束波形算出装置
２ 電圧検出部
３ 処理部
５ 表示部
５１ モータ
５２ 固定子巻線
５２ｕ，，５２ｖ，５２ｗ 相巻線
５４ 回転子
Ｄ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ３ｓ 電圧データ
Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ 磁束波形
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３ 相電圧
Ｕ１ｓ，Ｕ２ｓ，Ｕ３ｓ 相関電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic flux waveform calculation apparatus 2 Voltage detection part 3 Processing part 5 Display part 51 Motor 52 Stator winding 52u, 52v, 52w Phase winding 54 Rotor D1s, D2s, D3s Voltage data Su, Sv, Sw Magnetic flux waveform U1, U2, U3 phase voltage U1s, U2s, U3s correlation voltage

Claims (3)

Ｙ結線された３つの相巻線で構成された固定子巻線を有するモータの当該３つの相巻線のうちの少なくとも１つの相巻線の磁束波形を算出する磁束波形算出装置であって、
前記３つの相巻線への交流駆動電圧の非供給状態において前記モータの回転子を回転させた際に当該３つの相巻線間に発生する線間電圧を検出すると共に当該線間電圧をＡ／Ｄ変換して線間電圧データとして出力する電圧検出部と、
前記線間電圧データを入力すると共にΔ−Ｙ変換して、前記少なくとも１つの相巻線についての相電圧を示す相電圧データを算出するΔ−Ｙ変換処理、および当該算出した相電圧データを積分して当該少なくとも１つの相巻線の前記磁束波形データを算出する磁束波形算出処理をこの順に実行する処理部とを備えている磁束波形算出装置。 A magnetic flux waveform calculating device for calculating a magnetic flux waveform of at least one phase winding of the three phase windings of a motor having a stator winding composed of three phase windings connected in Y-direction,
The line voltage generated between the three phase windings when the rotor of the motor is rotated in a state where the AC drive voltage is not supplied to the three phase windings is detected and the line voltage is set to A A voltage detection unit that performs / D conversion and outputs as line voltage data;
The line voltage data is input and Δ-Y converted to calculate phase voltage data indicating the phase voltage of the at least one phase winding, and the calculated phase voltage data is integrated. And a processing unit that executes a magnetic flux waveform calculation process for calculating the magnetic flux waveform data of the at least one phase winding in this order. 前記処理部は、前記入力した線間電圧データをフーリエ変換すると共に、当該フーリエ変換によって得られた各周波数成分のうちから直流成分を除去し、かつ当該直流成分が除去された当該各周波数成分に対して逆フーリエ変換を実行して新たな線間電圧データを生成する直流除去処理を前記Δ−Ｙ変換処理に先立って実行し、次いで、当該新たな線間電圧データに対して前記Δ−Ｙ変換処理を実行する請求項１記載の磁束波形算出装置。   The processing unit performs a Fourier transform on the input line voltage data, removes a DC component from each frequency component obtained by the Fourier transform, and applies the frequency component from which the DC component has been removed. A DC removal process for performing inverse Fourier transform to generate new line voltage data is performed prior to the Δ-Y conversion process, and then the Δ-Y is applied to the new line voltage data. The magnetic flux waveform calculation apparatus according to claim 1, wherein the conversion process is executed. 前記処理部は、前記算出した磁束波形データに基づいて前記少なくとも１つの相巻線の前記磁束波形を表示部に表示させる表示処理を実行する請求項１または２記載の磁束波形算出装置。   3. The magnetic flux waveform calculation device according to claim 1, wherein the processing unit executes display processing for displaying the magnetic flux waveform of the at least one phase winding on a display unit based on the calculated magnetic flux waveform data.
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