(57)【要約】【課題】高出力の三相同期型モータを安価に駆動する方法を提供する。【解決手段】１組目の独立した三相巻線回路は、Ｕ１相コイル，Ｖ１相コイル，Ｗ１相コイルの４つの同相コイルを並列接続した後にスター結線し、その電源線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１をモータ駆動装置１に接続している。２組目の独立した三相巻線回路も同様であり、Ｕ２相コイルＶ２相コイル，Ｗ２相コイルの４つの同相コイルを並列接続した後にスター結線し、その電源線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２をモータ駆動装置２に接続している。固定子巻線は全２４個の突極に個別に集中巻回され、各組の各相コイルは、全部で２４個のコイルで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの固定子に対して独立して結線された三相巻線回路を複数組有するモータと、前記モータを駆動するモータ駆動装置を複数備え、前記独立したそれぞれの三相巻線回路に対して前記モータ駆動装置をそれぞれ接続して同期運転することを特徴とする三相同期型モータの駆動方法。
【請求項２】
三相巻線回路は、固定子鉄心の突極に集中巻回され、同相を並列接続したスター結線で構成した請求項１に記載の三相同期型モータの駆動方法。
【請求項３】
モータ容量が６０ｋＷから１２０ｋＷ程度であり、１つのモータ駆動装置の容量が２０ｋＷから４０ｋＷ程度である請求項１に記載の三相同期型モータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高出力の三相同期型モータの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの大出力化に対応するために、固定子の積厚を長くするか固定子内外径を大きくすることが一般的に実施されている。
【０００３】
固定子巻線は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる電源線とそれぞれの相をまとめて短絡接続する１箇所の中性点を設けたスター結線が一般的である（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、モータ駆動装置は、大容量のスイッチング素子が必要となり、大容量のスイッチング素子は需要が少なく入手性に難点があった。また、他のパワー素子や配線も大型化するため、モータ駆動装置も大型化していた。
【特許文献１】特開２００３−２４４９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、三相同期型モータの大出力化に伴い巻線径が太くなり、巻線の作業性が大幅に悪化する点、大容量のモータ駆動装置を準備しなければならない点である。
【０００６】
すなわち、巻線作業の悪化は巻線占積率の低下につながり、高出力化に課題があった。また、大容量のスイッチング素子は需要が少なく、製造コストの大幅アップ、調達の長期化などに課題があった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、高出力の三相同期型モータを安価に駆動する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、１つの固定子に対して独立して結線された三相巻線回路を複数組有するモータと、前記モータを駆動するモータ駆動装置を複数備え、前記独立したそれぞれの三相巻線回路に対して前記モータ駆動装置をそれぞれ接続して同期運転する駆動方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の三相同期型モータによれば、独立した複数の三相巻線回路を備えたモータに、小容量のモータ駆動装置複数台を接続して同期運転するため、高出力のモータであっても安価に駆動することが可能となる。
【００１０】
また、固定子鉄心の突極に集中巻回され、同相を並列接続したスター結線で構成するため巻線径を細くすることができ、巻線作業が容易となり巻線占積率を向上させることができる。
【００１１】
さらに、従来の大容量のスイッチング素子を用いながら従来の２倍から４倍程度の高容量のモータを安価に駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の三相同期型モータは、１つの固定子に対して独立して結線された三相巻線回路を複数組有するモータと、前記モータを駆動するモータ駆動装置を複数備え、前記独立したそれぞれの三相巻線回路に対して前記モータ駆動装置をそれぞれ接続して同期運転することを特徴としており、三相巻線回路は、固定子鉄心の突極に集中巻回され、同相を並列接続したスター結線で構成し、モータ容量が６０ｋＷから１２０ｋｗ程度であり、１つのモータ駆動装置の容量が２０ｋＷから４０ｋＷ程度である。
【実施例１】
【００１３】
実施例１では、１つの固定子に独立して結線された三相巻線回路を２組有した三相同期モータについて説明する。
【００１４】
図１において、１組目の独立した三相巻線回路は、Ｕ１相コイル，Ｖ１相コイル，Ｗ１相コイルの４つの同相コイルを並列接続した後にスター結線し、その電源線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１をモータ駆動装置１に接続している。２組目の独立した三相巻線回路も同様であり、Ｕ２相コイル，Ｖ２相コイル，Ｗ２相コイルの４つの同相コイルを並列接続した後にスター結線し、その電源線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２をモータ駆動装置２に接続している。
【００１５】
固定子巻線は全２４個の突極に個別に集中巻回され、各組の各相コイルは、全部で２４個のコイルで構成されている（２組（回路数）×３相×４コイル＝２４コイル）。
【００１６】
例えば、モータ容量が６０ｋＷの三相同期モータ（２４個の突極を有した固定子）の場合、１つの突極にΦ２．７ｍｍのコイルを２本持ちで１７回巻き、ロータ磁極数は１６極である。
【００１７】
より具体的なコイル配置についてＵ相コイルを用いて説明する。図２において、Ｕ相コイルの１組目のＵ１相コイルは、４つのＵ１コイルからなり、Ｕ１−１コイルを基準にして、機械角９０°間隔でＵ１−２コイル、Ｕ１−３コイル、Ｕ１−４コイルを配置している。また、２組目の４つのＵ２相コイルは、Ｕ１−１コイルを基準にして、機械角４５°離れた位置にＵ２−１コイルを配置し、Ｕ２−１コイルを基準にして、Ｕ１相コイルと同様に９０°間隔に配置しており、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルも同様に配置している。
【００１８】
このように各組の同相コイルを１８０°対向配置することで、磁気吸引力の均等化を図っている。
【００１９】
独立した三相巻線回路のそれぞれ一方は、独立した３０ｋＷ容量のモータ駆動装置に個別に接続する。３０ｋＷ容量のモータ駆動装置は、６４０Ａのスイッチング素子を６個備えており、モータ容量が３０ｋＷの三相同期モータを駆動することができる。
【００２０】
そして、２組の独立した三相巻線回路の各相コイルに対して同時に同期した通電タイミングで駆動することで、１台の三相同期モータ（６０ｋＷ容量）の駆動が可能となる。
【実施例２】
【００２１】
実施例２は、１つの固定子に独立して結線された三相巻線回路を４組有した三相同期モータについて説明する。
【００２２】
実施例１と異なる点は、三相巻線回路の回路数が２から４になり、１組の同相コイルが４から２になる点、モータ駆動装置の台数が２から４になる点であり、便宜上、各突極に集中巻回するコイル径および巻数が同じで結線のみが異なる６０ｋｗ容量のモータとして説明する。
【００２３】
図３において、１組目の独立した三相巻線回路は、Ｕ１相コイル，Ｖ１相コイル，Ｗ１相コイルの２つの同相コイルを並列接続した後にスター結線し、その電源線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１をモータ駆動装置１１に接続している。２組目の独立した三相巻線回路も同様であり、Ｕ２相コイルＶ２相コイル，Ｗ２相コイルの２つの同相コイルを並列接続した後にスター結線し、その電源線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２をモータ駆動装置１２に接続しており、３組目の三相巻線回路および４組目の三相巻線回路も同様に、モータ駆動装置１３およびモータ駆動装置１４に接続されている。
【００２４】
より具体的なコイル配置についてＵ相コイルを用いて説明する。図４において、Ｕ相コイルの１組目のＵ１相コイルは、２つのＵ１−１コイルとＵ１−２コイルとを１８０°対向して配置している。また、２組目のＵ２相コイルから４組目のＵ４相コイルも同様であり、Ｕ１−１コイルを基準にして、機械角４５°離れた位置にＵ２−１コイル、９０°離れた位置にＵ３−１コイル、１３５°離れた位置にＵ４−１コイルを配置し、残りの一方を１８０°対向位置にそれぞれ配置している。Ｖ相コイル、Ｗ相コイルも同様に配置接続される。
【００２５】
４台のモータ駆動装置は、実施例１の３０ｋＷ容量のモータ駆動装置に比べて半分の１５ｋＷ容量でよく、スイッチング素子の容量も半分でよく、モータ駆動装置以外の共通する制御回路は１つにまとめてもよい。
【００２６】
本実施例では、６０ｋＷ容量の三相同期モータと３０ｋＷ容量あるいは１５ｋＷ容量のモータ駆動装置で説明してきたが、より高出力のモータを同様の構成にて駆動することができる。また、マグネット磁極数が１６極、突極が２４の固定子のモータで説明したが、磁極数が８以上、巻線数が１２以上であれば、同様に実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の三相同期型モータの駆動方法は、高出力のモータであっても小容量のモータ駆動装置を複数台接続して同期運転するため安価に駆動することが可能であり、大型産業用機械の用途などにも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１における結線図
【図２】本発明の実施例１における三相同期型モータの固定子巻線の配置図
【図３】本発明の実施例２における結線図
【図４】本発明の実施例２における三相同期型モータの固定子巻線の配置図
【符号の説明】
【００２９】
１，２，１１，１２，１３，１４  モータ駆動装置
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４  電源線（Ｕ相）
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４  電源線（Ｖ相）
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４  電源線（Ｗ相）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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