JP5003173B2 - 交流電動機の巻線切替装置及びその巻線切替システム - Google Patents
交流電動機の巻線切替装置及びその巻線切替システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5003173B2 JP5003173B2 JP2007008926A JP2007008926A JP5003173B2 JP 5003173 B2 JP5003173 B2 JP 5003173B2 JP 2007008926 A JP2007008926 A JP 2007008926A JP 2007008926 A JP2007008926 A JP 2007008926A JP 5003173 B2 JP5003173 B2 JP 5003173B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding switching
- semiconductor switch
- full
- motor
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
従来の巻線切替装置について図5に基づいて説明する。
3相交流電動機111は、各相巻線が複数の巻線からなり、複数の巻線を互いに連結した連結端子(TU2,TV2,TW2)と各相巻線の両端子がモータ外部に設けてあり、各相巻線の1端(TU1,TV1,TW1)がインバータ117に、他端(TU3,TV3,TW3)が巻線切替部121の全波整流部122に、連結端子が巻線切替部112の全波整流部113に、各々接続される。全波整流部113の出力は、半導体スイッチ114に接続されるとともに、抵抗115とコンデンサ116から成るスナバ回路に接続される。ダイオード119,120はスナバ回路から半導体スイッチ114への逆流防止のために挿入される。半導体スイッチ114は、インバータ117の制御部からの信号を受けるドライブ回路118によってオンオフされる。ここでは、巻線切替部112に関してのみ説明したが、巻線切替部121に関しても同様の原理での接続される。
以上の構成で、3相交流電動機111の運転を行う。低速で十分に大きいトルクを得る場合は、連結端子(TU2,TV2,TW2)が接続される巻線切替部112の半導体スイッチ114をオフとし、各相巻線の他端(TU3,TV3,TW3)が接続される巻線切替部121の半導体スイッチ123をオンとする。これにより巻線数を増やすことができ、大きいトルクを発生させることができる。また、高速領域で運転する場合は、3相交流電動機巻線による逆起電力を抑えるために、連結端子(TU2,TV2,TW2)が接続される巻線切替部112の半導体スイッチ114をオンとし、各相巻線の他端(TU3,TV3,TW3)が接続される巻線切替部121の半導体スイッチ123をオフとする。
このように、従来の巻線切替装置は、巻線切替部の全波整流部出力を半導体スイッチによってオンオフし、3相交流電動機の巻線数を速度領域に応じて切替えることで、幅広い出力特性を得ているのである。
上記現象は3相交流電動機巻線の各相巻線インダクタンス(Lヘンリー)に電流iアンペアを通電した場合に蓄積した電磁エネルギーE{E=(1/2)Li2}に起因する。つまりこの電磁エネルギーEが半導体スイッチ114、122をオフ期間中に抵抗とコンデンサから成るスナバ回路に電流が流れるのである。
この問題は、例えば工作機械主軸駆動装置においては、高調波電流に起因する電流リップル、出力トルクリップル、速度リップルを生じしめ加工製品の品質に悪影響を与えてしまう。また、モータ電流の乱れを抑制するためにインバータ出力と負荷電動機との間にフィルタ等の設置が必要となりシステムの大型化、高コスト化に繋がる。さらに、フィルタ設置により電流応答が遅れ、電流制御にも悪影響を与えていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、モータ電流の乱れを無くすともに、フィルタ等の設置が不要な小形で低コストの3相交流電動機の巻線切替装置を提供することを目的とする。
インバータで駆動する交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた巻線切替装置であって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチとを備え、
前記ドライブ回路は、前記第1半導体スイッチがオンからオフに切替わるタイミング毎に前記第2半導体スイッチを所定時間オンすることを特徴とするものである。
また、インバータで駆動する交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた巻線切替装置であって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチと、
前記ドライブ回路は、前記第1半導体スイッチを開閉する短絡切替信号と前記第2半導体スイッチを開閉するスナバ切替信号をそれぞれ前記第1半導体スイッチと前記第2半導体スイッチへ出力することを特徴とするものである。
また、インバータで駆動する交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた巻線切替装置であって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチと、
前記第2半導体スイッチを開閉するスナバ切替信号は、前記第1半導体スイッチを開閉する短絡切替信号を遅延させる遅延回路を用いて作成することを特徴とするものである。
また、インバータで駆動する交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた巻線切替装置であって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチと、
前記第1半導体スイッチのオフする短絡切替信号を基準として、前記第2半導体スイッチを、任意の時間だけ遅らせてオフさせる遅延回路を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項1記載の交流電動機の巻線切替装置において、前記巻線切替部のスナバ回路を共通のスナバ回路としたことを特徴とするものである。
また、交流電動機と、前記交流電動機を駆動するインバータと、前記交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた交流電動機の巻線切替システムであって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチとを備え、
前記ドライブ回路は、前記第1半導体スイッチがオンからオフに切替わるタイミング毎に前記第2半導体スイッチを所定時間オンすることを特徴とするものである。
一方、低速運転の場合、前記第1半導体スイッチ4はオフし、前記第1半導体スイッチ15をオンとする。これにより、前記全波整流部3を通して、前記3相交流電動機1の各相巻線端子を全て使った、TU1-TU3、TV1-TV3、TW1-TW3で構成されるスター結線となり、低速で十分なトルクを得ることが可能となる。このように運転速度に応じて、前記第1半導体スイッチ4、15を制御することで広い出力特性(速度−トルク制御範囲)を得ることができる。
本発明が従来技術と異なる部分は、必要に応じて前記スナバ回路を切り離す点にある。
以上のような構成で動作させることで、モータ電流の乱れを無くすともに、フィルタ等の設置が不要で、小形低コストの3相交流電動機の巻線切替装置を提供することができる。
第1実施例と異なるのは、前記インバータ7の制御部からの、スナバ遮断信号12、22は、ドライブ回路8、18を通った後、遅延回路13,23を介して、前記巻線切替部2、13に接続される点である。第2半導体スイッチ10を駆動するスナバ切替信号は、第1半導体スイッチ4を駆動する短絡切替信号を単に遅延回路23を通すことで作成できる。第2半導体スイッチ20についても第2半導体スイッチ10と同様である。
このような構成で動作させることで、モータ電流の乱れを無くすともに、フィルタ等の設置が不要で、小形低コストの3相交流電動機の巻線切替装置を提供することができる。
図6は、第1実施例の応用変形例を示す。図6が第1実施例(図1)と異なる部分は巻線切替部(2、13)のスナバ回路を共通化した部分である。その他の部分は図1と同じである。また、交流電動機を界磁磁石を回転子鉄心内部に埋め込んだ同期電動機とすることができる。
2 巻線切替部
3 全波整流部
4 第1半導体スイッチ
5 コンデンサ
6 抵抗
7 インバータ
8 ドライブ回路
9 ダイオード
10 第2半導体スイッチ
11 短絡切替信号
12 スナバ切替信号
13 巻線切替部
14 全波整流部
15 第1半導体スイッチ
16 コンデンサ
17 抵抗
18 ドライブ回路
19 ダイオード
20 第2半導体スイッチ
21 短絡切替信号
22 スナバ切替信号
23 遅延回路
24、25 スナバ回路
111 3相交流電動機
112 巻線切替部
113 全波整流部
114 半導体スイッチ
115 コンデンサ
116 抵抗
117 インバータ
118 ドライブ回路
119 ダイオード
120 ダイオード
121 巻線切替部
122 全波整流部
123 半導体スイッチ
124 コンデンサ
125 抵抗
126 インバータ
127 ドライブ回路
128 ダイオード
129 ダイオード
Claims (6)
- インバータで駆動する交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた巻線切替装置であって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチとを備え、
前記ドライブ回路は、前記第1半導体スイッチがオンからオフに切替わるタイミング毎に前記第2半導体スイッチを所定時間オンすることを特徴とする交流電動機の巻線切替装置。 - インバータで駆動する交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた巻線切替装置であって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチと、
前記ドライブ回路は、前記第1半導体スイッチを開閉する短絡切替信号と前記第2半導体スイッチを開閉するスナバ切替信号をそれぞれ前記第1半導体スイッチと前記第2半導体スイッチへ出力することを特徴とする交流電動機の巻線切替装置。 - インバータで駆動する交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた巻線切替装置であって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチと、
前記第2半導体スイッチを開閉するスナバ切替信号は、前記第1半導体スイッチを開閉する短絡切替信号を遅延させる遅延回路を用いて作成することを特徴とする交流電動機の巻線切替装置。 - インバータで駆動する交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた巻線切替装置であって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチと、
前記第1半導体スイッチのオフする短絡切替信号を基準として、前記第2半導体スイッチを、任意の時間だけ遅らせてオフさせる遅延回路を備えたことを特徴とする交流電動機の巻線切替装置。 - 前記巻線切替部のスナバ回路を共通のスナバ回路としたことを特徴とする請求項1記載の交流電動機の巻線切替装置。
- 交流電動機と、前記交流電動機を駆動するインバータと、前記交流電動機の複数の巻線を切替える複数の巻線切替部と、前記巻線切替部を制御するドライブ回路とを備えた交流電動機の巻線切替システムであって、
前記巻線切替部は、交流入力側の各相端子を前記交流電動機の各相の巻線切替端子に接続した全波整流部と、前記全波整流部の直流出力の両端に設けた第1半導体スイッチと、
前記全波整流部の直流出力側に接続したスナバ回路と、前記スナバ回路から前記第1半導体スイッチへ逆流しない方向に設けたダイオードと、前記全波整流部と前記スナバ回路との電流経路に第2半導体スイッチとを備え、
前記ドライブ回路は、前記第1半導体スイッチがオンからオフに切替わるタイミング毎に前記第2半導体スイッチを所定時間オンすることを特徴とする交流電動機の巻線切替システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007008926A JP5003173B2 (ja) | 2007-01-18 | 2007-01-18 | 交流電動機の巻線切替装置及びその巻線切替システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007008926A JP5003173B2 (ja) | 2007-01-18 | 2007-01-18 | 交流電動機の巻線切替装置及びその巻線切替システム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008178207A JP2008178207A (ja) | 2008-07-31 |
JP2008178207A5 JP2008178207A5 (ja) | 2011-01-20 |
JP5003173B2 true JP5003173B2 (ja) | 2012-08-15 |
Family
ID=39704804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007008926A Expired - Fee Related JP5003173B2 (ja) | 2007-01-18 | 2007-01-18 | 交流電動機の巻線切替装置及びその巻線切替システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5003173B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5396920B2 (ja) * | 2009-03-05 | 2014-01-22 | 株式会社安川電機 | 三相交流電動機駆動システムの巻線切替装置 |
JP5476407B2 (ja) * | 2012-03-14 | 2014-04-23 | 株式会社安川電機 | モータ駆動装置および車両 |
MX368611B (es) * | 2014-08-08 | 2019-10-09 | Qm Power Inc | Controlador de motor sincronico de corriente alterna, de fase dividida. |
JP6360442B2 (ja) | 2015-01-14 | 2018-07-18 | 株式会社日立製作所 | 永久磁石同期モータ、巻線切替モータ駆動装置、及び、それらを用いた冷凍空調機器、電動車両 |
JP6630561B2 (ja) * | 2015-12-15 | 2020-01-15 | 三菱重工業株式会社 | モータの巻線切替スイッチを備えたモータ用駆動制御装置、モータ、コンプレッサ、およびモータ巻線切替制御方法 |
CN108390488A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-08-10 | 西安清泰科新能源技术有限责任公司 | 一种三相电机绕组切换装置及控制方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09275674A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-21 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
JP3948009B2 (ja) * | 2001-10-03 | 2007-07-25 | 株式会社安川電機 | 3相交流電動機の巻線切換装置 |
-
2007
- 2007-01-18 JP JP2007008926A patent/JP5003173B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008178207A (ja) | 2008-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4752772B2 (ja) | 交流電動機の巻線切替装置及びその巻線切替システム | |
WO2010010711A1 (ja) | 電力変換装置 | |
CN110383677B (zh) | 电动机的驱动装置以及制冷循环适用设备 | |
JP5003173B2 (ja) | 交流電動機の巻線切替装置及びその巻線切替システム | |
KR100991923B1 (ko) | 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동장치를 위한 패시브 컨버터 | |
JP4942967B2 (ja) | インバータ装置及び冷凍サイクル装置 | |
WO2003032482A1 (fr) | Appareil de commutation d'enroulements de moteur triphase a courant alternatif | |
CN104901576B (zh) | 逆变器装置以及空调机 | |
JP2010017055A (ja) | モータ駆動装置 | |
EP3534533B1 (en) | Air conditioner | |
JP2010028894A (ja) | モータ駆動装置と制御方法 | |
JP2008182783A5 (ja) | ||
JP6253850B2 (ja) | 交流回転電機の制御装置 | |
JP6241453B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
JP4302470B2 (ja) | スイッチトリラクタンス機械とともに用いられる回路 | |
JP5396920B2 (ja) | 三相交流電動機駆動システムの巻線切替装置 | |
JP2018042297A (ja) | モータ制御装置および空気調和機 | |
JP2008259348A (ja) | モータ制御装置 | |
JP2018117448A (ja) | 回転電機システム | |
JP4798638B2 (ja) | 同期モータの制御装置 | |
JP4736155B2 (ja) | インバータ装置 | |
CN113491065B (zh) | 电动机驱动装置以及空调机 | |
JP6177034B2 (ja) | エレベータ装置 | |
JP2012217277A (ja) | モータの駆動装置 | |
JP2020191753A (ja) | モータ駆動装置用の回路基板およびモータ駆動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100112 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120424 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120507 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5003173 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |