(57)【要約】      （修正有）【課題】ブラシレスモータのステータ各相に複数の巻線を有する場合、複数の巻線を並列または直列または直並列に接続したうえで、駆動装置の各相ごとに用意された出力から電力を供給することが行なわれている。巻線の並列接続時に直流抵抗、インダクタンスがアンバランスであれば、モータ回転により巻線に誘起する電圧による環電流が流れ、効率を悪化させる。【解決手段】１巻線に対し１台の駆動装置を用意し、または各相の巻線をいくつかのグループに分けそのグループごとに１台の駆動装置を用意し、電力を供給するので、各相ごとにすべての巻線を直並列接続する場合に比べ駆動装置の出力電圧、電流はより小さくてすむことになる。したがって、この方式によれば、より大容量のモータを駆動することができる。  さらに、１巻線に対し１台の駆動出力を用意する場合は、巻線の直並列接続による電流アンバランス、電圧アンバランス、さらに前記環電流も発生しない。【選択図】  図１
2006314184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１相あたり複数個の巻線を有する、３相もしくは多相ブラシレスモータにおいて、巻線に電力を供給するための、巻線の数と同数の駆動出力と、これら駆動出力位相、振幅を制御するための制御装置からなることを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
前記モータ装置において、複数の駆動出力のそれぞれが、モータの各相の、並列または直列または直並列接続された、複数の巻線を駆動し、かつ駆動出力がモータ１相あたり複数個あることを特徴とするモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、各相に複数の巻線を有し、これらを複数の駆動出力でドライブすることができるブラシレスモータと駆動装置および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  ブラシレスモータのステータ各相に複数の巻線を有する場合、各相の複数の巻線を並列または直列または直並列に接続し、各相１巻線とみなせるように接続したうえで、各相ごとに、駆動装置の１出力から電力を供給することが、従来から広く行なわれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  前記従来の技術においては、たとえば並列接続の場合、並列接続された複数の巻線を駆動装置の１出力で駆動するので、駆動出力は１つの巻線が必要とする電流に並列回路数を乗じた電流を供給しなければならない。【０００４】  また、直列接続の場合は、駆動出力は１つの巻線が必要とする電圧に直列回路数を乗じた電圧を供給しなければならない。【０００５】  駆動装置の出力部はたとえばＩＧＢＴやパワーＭＯＳ  ＦＥＴなどの半導体素子で構成されるが、半導体メーカが一般に供給する半導体素子の最大電流、電圧定格には限界があり、モータの大出力化にともない、扱う電圧、電流が素子の電圧、電流定格の限界を超える事態が起こる。【０００６】  この事態に対処するために、電流定格の不足に対しては、複数の半導体素子を並列接続したり、電圧定格の不足に対しては、複数の半導体素子を直列接続することが、それぞれ行なわれる。【０００７】  しかし、並列接続時には各素子に流れる電流のアンバランス、または直列接続時には各素子に印加される電圧のアンバランスの問題が発生する恐れがありる。【０００８】  さらに別の問題としては、並列あるいは直列に接続される巻線それぞれの直流抵抗、インダクタンス等が異なることにより、各巻線の電流アンバランスまたは電圧アンバランスにより一部の巻線が過熱するなどの問題が発生する。【０００９】  巻線の並列接続時に直流抵抗、インダクタンスがアンバランスであれば、モータ回転により巻線に誘起する電圧による環電流が流れ、効率を悪化させる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明においては、１相あたり複数個の巻線を有する、３相もしくは多相ブラシレスモータにおいて、各相の複数の巻線をあらかじめ相互に接続することなく巻線の数と同数の駆動出力を用意し、または各相の巻線をいくつかのグループに分けそのグループごとにあらかじめ相互に接続したうえで、グループの数と同数の駆動出力を用意し、電力を供給する。【００１１】  したがって、各相ごとにすべての巻線を相互に接続する従来技術の場合に比べ、駆動出力の出力電圧、電流はより小さくてすむことになるため、本発明の方式によれば、より大容量のモータを駆動することができる。【００１２】  さらに、１巻線に対し１台の駆動出力を用意する場合は、巻線の直並列接続による電流アンバランス、電圧アンバランスの問題も、さらに前記環電流も発生しない。
【発明の効果】
【００１３】  本発明は、以上に説明したように構成されているので、以下に記すような効果を奏する。【００１４】  本発明によれば、モータの１巻線に流す電流または印加する電圧を低減することができ、駆動装置の出力回路の製作が容易になり、より大出力のモータを駆動することができる。【００１５】  また、巻線の並列接続時に発生する恐れのある環電流も発生せず、効率の低下がない。【００１６】  出力回路に使用する半導体素子は、量産効果によりローコストが期待できる標準的な定格のものを使用することができる。【００１７】  駆動装置の台数が増えても制御信号は共通の信号であるので、制御装置が出力すべき信号の種類が増えることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１８】本発明の一実施例を図１を参照して説明する。
モータ５はＵ、Ｖ、Ｗの３相ブラシレスモータであり、各相はそれぞれ３巻線からなる。各相の第１〜第３の３巻線は巻数、巻線径などは同一である。各相巻線は３相Ｙ接続されている。【００１９】  駆動装置１、２、３はＵ、Ｖ、Ｗの３相出力をもつ３相ブリッジインバータである。
駆動装置１のＳ１〜Ｓ６は半導体スイッチ素子であり、直流電源装置６から電源入力端子＋、−を経て供給される直流電力を３相交流電力に変換し、モータ５の３相各相の第１の巻線（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）に供給する。ダイオードＤ１〜Ｄ６はモータ巻線が発生する逆起電圧により導通し、巻線のインダクタンスに充電されたエネルギを直流電源装置６へ回生する。【００２０】  制御装置１、２、３内のスイッチＳ１〜Ｓ６の開閉制御は制御装置４により行なわれる。制御装置４は、駆動装置１、２、３の同じ相の出力どうしが同一の出力となるように各制御装置内のスイッチＳ１〜Ｓ６の開閉を制御する。また、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相出力は互いに１２０°の位相差をもち、各駆動装置の出力Ｕどうし、Ｖどうし、Ｗどうしは互いに同一位相、同一振幅となるように制御を行なう。この制御は、文献１に記載されている「３相１２０°通電矩形波駆動」や「３相正弦波駆動」などの従来技術がそのまま適用できる。【００２１】  駆動装置２、３は駆動装置１と同一回路構成であり、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相出力はそれぞれモータ５の３相巻線のうちの２、３番目の巻線（Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２およびＵ３、Ｖ３、Ｗ３）に電力を供給する。【００２２】  直流電源装置６は３台の駆動装置１、２、３に対し共通に１台設置されているが、駆動装置１、２、３ごとに１台計３台設置することもできる。
以上により、モータ５の各相の第１〜第３の３巻線には同一位相、同一振幅の電力が供給されることになる。この結果、第１〜第３の３巻線を並列接続し、１出力で駆動する場合に比べ、１出力あたりの電流は１／３となり、駆動装置の出力回路に使用する素子の電流定格も１／３とすることができる。さらに、巻線を並列接続しないため、前述の環電流も発生しない。
【文献１】
「モータ技術実用ハンドブック（ＩＳＢＮ４−５２６−０４７１５−５）」（２００１年３月２３日、日刊工業新聞社）第３章３．２．２項。
【産業上の利用可能性】
【００２３】  本発明は、交流電源を直流電源に変換し、これを電源とするモータに限らず、蓄電池を電源とする電気自動車向けのような低電圧大電流モータにも好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるモータ装置である。
【図２】従来のモータ装置である。
【符号の説明】
１〜３：駆動装置
Ｄ１〜Ｄ６：ダイオード
Ｓ１〜Ｓ６：半導体スイッチ素子
４：制御装置
５：モータ
Ｕ１〜Ｕ３：Ｕ相巻線
Ｖ１〜Ｖ３：Ｖ相巻線
Ｗ１〜Ｗ３：Ｗ相巻線
６：直流電源装置
【図１】
2006314184.tif 000003
【図２】
2006314184.tif 000004