(57)【要約】【課題】  本発明は、大トルクであるとともに、高加速度を実現するためにモータ自体の回転子イナーシャが小さいことが求められる大容量サーボモータにおいて、決められた回転子イナーシャを実現するための固定子形状が定まった制約のもとでも、最もトルク応答の時定数が小さくなる回転電機の駆動制御を実現することを目的とする。【解決手段】  複数巻線形の回転電機において、各巻線を電気時定数が小さいクラスの巻線群と、電気時定数が大きいクラスの巻線群とにより構成し、トルク指令値、またはトルク指令値の変化信号を、電気時定数が小さいクラスの巻線群に優先的に分配して、各駆動制御回路に与える指令波形が異なる状態で運転することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動制御回路で駆動される複数巻線形の回転電機において、各駆動制御回路に対応した各巻線について、電気時定数が小さいクラスの巻線群と、電気時定数が大きいクラスの巻線群とを設けたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機において、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群が、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群よりも内径側に位置する回転電機。
【請求項３】
複数の駆動制御回路と、この複数の駆動制御回路によって駆動される複数巻線形の回転電機とを有する回転電機駆動システムにおいて、各駆動制御回路に異なる指令波形を与えることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機駆動システムにおいて、前記回転電機の各前記駆動制御回路に対応した巻線が、
電気時定数が小さいクラスの巻線群と、
前記電気時定数が小さいクラスの巻線群よりも電気時定数が大きい、電気時定数が大きいクラスの巻線群とを有してなることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機駆動システムにおいて、前記回転電機に与えるトルク指令値が小さい範囲では、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群にトルク指令を与え、該巻線の総トルクで不足する場合は、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群にトルク指令を与えることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項６】
請求項４に記載の回転電機駆動システムにおいて、前記回転電機に与えるトルク指令がゼロからの立上がりの場合には、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に与えられるトルク指令値の絶対値が、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群に与えられるトルク指令値の絶対値よりも大であることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載の回転電機駆動システムにおいて、
前記回転電機に与えるトルク指令値の変化が小さい範囲では、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に前記トルク指令値の変化に応じた指令変化を与え、
前記電気時定数が小さいクラスの巻線群のトルク指令値の変化で不足する場合は、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群にトルク指令変化を与えることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれかに記載の回転電機駆動システムにおいて、
前記回転電機に与えるトルク指令値が一定である時間が継続した場合、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群に与えるトルク指令値の絶対値が、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に与えるトルク指令値の絶対値より大となることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項９】
請求項４乃至８のいずれかに記載の回転電機駆動システムにおいて、前記電気時定数が小さいクラスの巻線のトルク値がゼロに復帰するように制御し、前記電気時定数が大きいクラスの巻線への電流指令値を増加させることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項１０】
複数の駆動制御回路と、この複数の駆動制御回路によって駆動される複数巻線形の回転電機とを有する回転電機駆動制御方法において、各駆動制御回路に異なる指令波形を与えることを特徴とする回転電機駆動制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転電機駆動制御方法において、前記回転電機の各前記駆動制御回路に対応した巻線が、
電気時定数が小さいクラスの巻線群と、
前記電気時定数が小さいクラスの巻線群よりも電気時定数が大きい、電気時定数が大きいクラスの巻線群とを有してなり、
前記回転電機に与えるトルク指令値が小さい範囲では、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群にトルク指令を与え、該巻線の総トルクで不足する場合は、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群にトルク指令を与えることを特徴とする回転電機駆動制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の回転電機駆動制御方法において、前記回転電機に与えるトルク指令がゼロからの立上がりの場合には、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に与えられるトルク指令値の絶対値が、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群に与えられるトルク指令値の絶対値よりも大であることを特徴とする回転電機駆動制御方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の回転電機駆動制御方法において、
前記回転電機に与えるトルク指令値の変化が小さい範囲では、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に前記トルク指令値の変化に応じた指令変化を与え、
前記電気時定数が小さいクラスの巻線群のトルク指令値の変化で不足する場合は、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群にトルク指令変化を与えることを特徴とする回転電機駆動制御方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれかに記載の回転電機駆動制御方法において、
前記回転電機に与えるトルク指令値が一定である時間が継続した場合、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群に与えるトルク指令値の絶対値が、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に与えるトルク指令値の絶対値より大とすることを特徴とする回転電機駆動制御方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれかに記載の回転電機駆動制御方法において、前記電気時定数が小さいクラスの巻線のトルク値がゼロに復帰するように制御し、前記電気時定数が大きいクラスの巻線への電流指令値を増加させることを特徴とする回転電機駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機、回転電機駆動システム及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の性能において巻線の特性を考慮した例として特許文献１の技術が知られている。この例では、３相電動機の占積率向上を目的とし、抵抗値、挿入性を考慮して、断面積が異なる巻線を用いている。また、複数巻線を有する電動機において、極数を切り替えて運転する技術が知られている。このような例として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2002-315248号公報
【特許文献２】特開2001-327132号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、従来の機械的動力源からの電気的動力源への置換えの需要が増大している。そのため、モータやドライバーにおいては大出力化、高トルク化の要求が高まりつつあり、また、追従性を高めるための制御性能の向上が従来に増して求められてきている。
【０００５】
例えば、近年、大出力や大トルクが必要な射出成形機の射出軸やプレス機械の加圧スライド駆動などにおいても、制御性能の向上や高加速動作などを目的にサーボモータを用いる需要が多くなってきている。これらの用途では機械への給電は通常の商用電源系統からが前提であるため、モータに給電する駆動制御回路であるサーボアンプが出力できる電圧は、いわゆる２００Ｖ級や４００Ｖ級と呼ばれる電圧系統に従ってインバータが出力可能な電圧範囲となり、この結果大出力に伴い必要とする電流値は比例的に増大する。このような場合に、駆動回路であるサーボアンプにおいては、使用する電力用半導体の素子容量を抑えるために、複数台の電流制御回路からの協調給電とすることが一般的である。これに対応してモータは、複数個の電流制御回路から個別駆動できるように、複数個の三相巻線を同一モータ内部に備えた複数巻線モータとする場合が多い。
【０００６】
この場合のモータの電気設計は、必要とされる複数巻線数を並列回路として実現可能なスロットコンビネーションとするのが合理的である。その際、多岐にわたる機械側の仕様への適合を考慮して、スロットコンビネーションとしては多種類の並列回路数が可能なものに定めるとメリットが大きい。例えば１、２、３、６組のいずれをも実現可能なスロットコンビネーションを採れば、同一の基本設計で容量展開上４種類の場合をカバーできるので有利になる。これを実現するにはスロット数はある程度大きいことが適する傾向があり、例えば１２極５４スロットであれば、巻線組数は１、２、３、６組の４種類がとれるなど、メリットがある。
【０００７】
次に巻線について考えてみると、大容量サーボモータの場合は巻線間アンバランスの影響が応用機械特性に顕著化する惧れもあり、各巻線間のバランスの面で優れている重ね巻方式が通常採用される。しかし重ね巻は自動化には適しておらず大量生産に不向きなため、準等価変換を行い同心巻のパターンを求め、これを採用する場合もある。このような場合、巻線作業はインサータ化され、全巻線を数回の挿入回次に分けたうえで、予め治具上に巻回した当該挿入回次の全コイルを一括組線する。この方法から判るように、挿入回次の古いコイルほどスロットの底すなわち外側に配置されるため、跨り部の長さが長めになり、巻線総長が大きくなる。このため、挿入回次が若くてスロット入口側すなわち内側に配置されたコイルに比べて抵抗値が大きくなり、バランスが悪化するほか、効率低下や無効電力増加が起きる。
【０００８】
このような場合に対して従来例である特許文献１では、電線配置上長い周長になるコイルには大きい断面積を割当てて電線径を太くし、抵抗値を調整してバランスよい３相巻線を実現する技術内容が開示されている。
【０００９】
ところが、スロット内での電線位置による巻線特性の相違を調べてみると、スロット入口側に電線がある場合に比べてスロット底側に電線がある場合は通常の設計内容では大半の場合は以下のようになる。（１）誘起電圧係数は同一。これは磁石の磁束がティースに効率よく流れる設計にできていれば差が発生しないことを表している。（２）トルク定数は同一。これは決められたトルク成分電流を流すことができさえすれば同じ出力トルクが期待できることを表している。（３）インダクタンスが大きくなる傾向が発生する。すなわち、コイルによる磁束がティースの間で隣接ティースに漏れやすいことを表す。これはいかに良い設計にできていても、大なり小なり差が出る性質のものである。この結果、スロット底側に配置された挿入回次が古いコイルにより構成された巻線は、挿入回次が若いコイルにより構成された巻線に比べて電気時定数が大きく、電流応答性に劣ることになる。
【００１０】
このため、複数巻線モータの駆動制御として各巻線を同一の制御方式で駆動すると、結果としてその特性は最も劣る巻線の特性が現れることになり、制御性能の悪いモータとなっていた。特許文献２は複数巻線からなるモータにおいて複数の制御方式を採用しているが、巻線の特性による影響を考慮したものではない。
【００１１】
本発明はこのような制約条件下においても、トルク指令値の変化に対しての応答性を改善する駆動方式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】
【００１２】
上記目的を解決するための本発明の構成は次のとおりである。
【００１３】
すなわち、複数の駆動制御回路で駆動される複数巻線形の回転電機において、各駆動制御回路に対応した各巻線について、電気時定数が小さいクラスの巻線群と、電気時定数が大きいクラスの巻線群とを設けたことを特徴としている。また、この例にあっては、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群が、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群よりも内径側に位置していることも特徴となっている。
【００１４】
また、本発明の回転電機駆動システム及び制御方法は、複数の駆動制御回路と、この複数の駆動制御回路によって駆動される複数巻線形の回転電機とを有する例において、各駆動制御回路に異なる指令波形を与えることを特徴としている。
【００１５】
この回転電機駆動システム及び制御方法における下記の具体的態様も本発明の特徴となっている。
（１）前記回転電機の各前記駆動制御回路に対応した巻線が、電気時定数が小さいクラスの巻線群と、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群よりも電気時定数が大きい、電気時定数が大きいクラスの巻線群とを有してなること。
（２）前記回転電機に与えるトルク指令値が小さい範囲では、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群にトルク指令を与え、該巻線の総トルクで不足する場合は、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群にトルク指令を与えること。
（３）前記回転電機に与えるトルク指令がゼロからの立上がりの場合には、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に与えられるトルク指令値の絶対値が、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群に与えられるトルク指令値の絶対値よりも大であること。
（４）前記回転電機に与えるトルク指令値の変化が小さい範囲では、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に前記トルク指令値の変化に応じた指令変化を与え、
前記電気時定数が小さいクラスの巻線群のトルク指令値の変化で不足する場合は、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群にトルク指令変化を与えること。
（５）前記回転電機に与えるトルク指令値が一定である時間が継続した場合、前記電気時定数が大きいクラスの巻線群に与えるトルク指令値の絶対値が、前記電気時定数が小さいクラスの巻線群に与えるトルク指令値の絶対値より大となること。
（６）前記電気時定数が小さいクラスの巻線のトルク値がゼロに復帰するように制御し、前記電気時定数が大きいクラスの巻線への電流指令値を増加させること。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば複数巻線モータの電流応答性が改善でき、応答性に優れた回転電機及び回転電機駆動システムが提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本実施形態の特徴を表す模式図である。
【図２】図２は図１と対比するための従来例の模式図である。
【図３】図３は本実施形態の指令波形パターンの一例を示す図である。
【図４】図４は図３と対比するための従来例の指令波形パターンの一例を示す図である。
【図５】図５は本実施形態の指令波形パターンの異なる例を示す図である。
【図６】図６は本実施形態の回転電機の構造説明図である。
【図７】図７は回転電機とサーボアンプとの接続状態を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態は、複数巻線モータにおける一定の制約条件下においても、トルク指令値の変化に対しての応答性を改善する駆動方式を提供することを主たる目的としている。また、必要な平均トルク値がゼロでないような運転状態においても、トルク指令値の変化に対しての応答性を効果的に改善する駆動方式を提供することを第２の目的としている。さらには、トルク指令値がより大きな変化を生じる運転状態に対してもその応答性を改善する駆動方式を提供することを第３の目的としている。
【００１９】
そして、本発明の実施形態は次の点を特徴とするものである。まず第一には、複数巻線モータの駆動制御として、各巻線をスロット内配置が略同一の巻線、すなわち電気時定数が略同一の巻線ごとにクラス分けして、別々に電流指令値を制御できるようにする。そして指令電流値が小さい範囲では、電気時定数が最も小さいクラスの巻線だけに電流指令を与える。最も電気時定数が小さいクラスの総電流値で不足する場合、２番目に電気時定数が小さいクラスの巻線に、電流指令を分配する。中間区間、最大電流区間と電流指令値が増大していくにつれて、電気時定数がより大きいクラスの巻線に電流指令を分配する。
【００２０】
また、第２の特徴としては、複数巻線モータの駆動制御として、各巻線をクラス分けして、別々に電流指令値を制御できるようにする。そして指令電流値の変化が小さい範囲では、電気時定数が最も小さいクラスの巻線だけに電流指令変化を与える。最も電気時定数が小さいクラスの総電流値で不足する場合、２番目に電気時定数が小さいクラスの巻線に、電流指令を分配する。
【００２１】
また、第３の特徴としては、複数巻線モータの駆動制御として、最も電気時定数が小さいクラスの巻線の電流値に関しては、常時中心値であるゼロに復帰するように、機械時定数程度の時定数で、最も電気時定数が小さいクラスの巻線の電流指令値から他の巻線の電流指令値に電流指令値を分配する。
【００２２】
上記の形態によれば複数巻線モータの電流応答性が改善でき、最も有利な回転電機駆動システムが提供可能となる。以下では、本実施形態に係る具体的一例を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施形態の特徴を表す模式図を図１に示す。ここで１は指令信号パターンであり、本実施形態のサーボモータが用いられる機械の動作仕様をもとに、想定されるトルクのパターンなどが該当する。詳細は図３から図５において説明する。２は指令波形分配器、３は第１の指令波形、４は第１の指令波形で動作させる巻線（以後Ｆ巻線と称する）の駆動回路、５はＦ巻線、６は第２の指令波形、７は第２の指令波形で動作させる巻線（以後Ｓ巻線と称する）の駆動回路、８はＳ巻線である。図に示すように、本実施形態は、複数の駆動制御回路によって駆動する構成となっている（符号３、４、６、７参照）。駆動制御回路によって回転が制御される回転電機も、Ｆ巻線５及びＳ巻線８を有し、複数の駆動制御回路によって駆動が可能な構成となっている。
【００２４】
ここで指令信号パターン１は種々の波形が与えられるが、これを２において、変化が速い信号成分を含む第１の指令波形３と変化が遅い信号成分だけから成り立っている第２の指令波形６に分配する。そのそれぞれを、時定数の小さいＦ巻線５と時定数が大きいＳ巻線８とに、別々の駆動回路４、７を介して入力してモータの駆動を行なう。
【００２５】
巻線の電気時定数、及び、回転電機駆動システムにおけるＦ巻線とＳ巻線の認識は下記のように行う。
【００２６】
第一は、回転電機の巻線の電気時定数の特性を予め測定しておき、それに基づいた電流制御回路定数を制御装置あるいは制御装置内の記憶部に記憶しておく例である。この例では予め特性を把握した状態で電流制御回路定数を定めているため、時定数の小さい巻線をＦ巻線、時定数の大きい巻線をＦ巻線として指令波形分配器２によって各巻線への指令波形を与えることができる。
【００２７】
第二には、回転電機が接続された回転電機駆動システムにおいて、回転電機の応答性を測定し、この測定に基づいて電流制御回路定数を定める例である。例えば、複数巻線を有する回転電機において、一の巻線にのみ既知の所定パターンのトルク指令を発する。回転電機の運転状態をセンサによって検出することで時定数を測定する。次に、他の巻線にのみトルク指令を発し、同じくセンサを用いて時定数を測定する。両者の時定数を対比することで、いずれがＦ巻線であるのか（同時に他の巻線がＳ巻線であるのか）、及び、両巻線における電流制御回路定数を演算し、制御装置あるいは制御装置内の記憶部に記憶する。これによって、時定数の小さい巻線をＦ巻線、時定数の大きい巻線をＦ巻線として認識し、指令波形分配器２によって各巻線への指令波形を与えることができる。
【００２８】
なお、上記のセンサ測定にあっては、一の巻線にのみトルク指令を発する例を説明したが、必ずしもこれに限定されず、一の巻線と他の巻線とに異なるトルク指令を発し、その際の応答性を測定しても良い。この場合も複数のセンシングのパターンから、各巻線の応答性を把握し、いずれの巻線がＦ巻線であるか（同時に他の巻線がＳ巻線であるか）、及びその巻線の時定数を測定すればよい。また、正反対のトルク指令を同時に両者に発し、その際の応答をセンシングしても差し支えない。
【００２９】
図２は、これに対して、従来公知の実施方法であり、１、９、１０、４、１１、１２、７、１３はそれぞれ図１の１から８と対応した機能部分を表している。従来は指令波形分配器９においては指令信号パターン１を巻線数で等分するだけであり、この結果、第２の指令波形１２にも変化が速い信号成分が含まれることになっていた。このため時定数が大きいＳ巻線１３に対しても変化が速い信号成分を含む指令波形での駆動が行なわれる結果、Ｓ巻線は指令に追従できず、大きな遅れを発生しており、動作性能を満足しないもとになっていた。
【００３０】
次に図３により指令波形パターンの一例とそのときの動作を説明する。同図（Ａ）のグラフは、対象機械の動作仕様から導出された総トルクの時間波形の例である。実線は速い立ち上がりでＴmaxまで変化した後、所定時間の間でＴmax一定、その後速い立ち下がりで０まで変化するものである。また、追記の破線は、後半区間で更に倍である２・Ｔmaxまで速い立ち上がりで変化した後、速い立ち下がりでＴmaxまで戻るパターンが追加された例である。
【００３１】
同図に対して、指令波形分配器２により、同図（Ｃ）及び（Ｂ）に示す、第１および第２の指令波形パターンが生成される。ここで、該分配器２は、総トルク指令値の波形パターンに対して、速い変化部分だけを抜き出して、第１の指令パターンに割当てる。続いてこの結果において、Ｔmaxを超えてしまう指令値が生じていないか調べて、超えている部分を第２の指令パターンに割当てる。第２の指令パターンには早い時定数での変化は含ませないため、上記超えた部分に備えて十分前方から第２の指令パターンの立上がりを開始させるように、再計画を行い、第２の指令パターンを決める。更に、決定した第２の指令パターンを総トルク指令値のパターンから差引いて、第１の指令パターンとする。このように、総トルク指令値に基づいて第１、第２の指令パターンを決定するが、分配された指令パターンの総和が総トルク指令値となるように制御されるものとしている。
【００３２】
この図３の例では、まず実線のみの場合は、第１の指令パターンだけで対応可能であり、「第２の指令パターン≡０」で問題はない。こうすることで、応答が速いＦ巻線だけが動作して、必要な速い変化に追従する。
【００３３】
次に、図３（Ａ）に破線で示すように、Ｆ巻線では対応ができない程度の総トルク指令値が加わった場合について述べる。総トルク指令がＴmaxを超えるため（図の例では２・Ｔmax）、Ｓ巻線による対応が必須となる。このような破線が加わった場合だが、全体で２・Ｔmaxのトルクが必要なため、Ｆ巻線のトルクが常に０に戻るように、Ｓ巻線のトルク指令が緩やかに追いかけるようにされている。これにより、Ｔmaxから２・Ｔmaxへの変化開始時点では、Ｆ巻線のトルクは０に戻っており、再度０からＴmaxへの速い変化を実現可能であり、これがＴmaxから２・Ｔmaxへの速い変化を実現する。
【００３４】
このように、本発明によれば、図３の各指令波形のとおりに実際のトルク波形が実現できるので、応答性が改善し、機械の動作誤差が小さくなるなどの特徴が実現できる。
【００３５】
上述のように、ゼロからの立上がりの場合には、Ｆ巻線へのトルク指令の絶対値がＳ巻線へのトルク指令の絶対値との対比において必ず大となるように制御される。また、総トルクがいわゆる安定領域に入る場合、Ｆ巻線へのトルク指令の絶対値との対比において、Ｓ巻線へのトルク指令の絶対値が時系列的に逆転するように制御される。これによって、次なるトルク指令の変化に対する待機状態を実現し、トルク変化への応答性向上へ寄与することができる。換言すれば、総トルクの安定領域が維持される限り、Ｓ巻線へのトルク指令の絶対値は常にＦ巻線へのトルク指令の絶対値を上回っており、この間にＦ巻線へのトルク指令値を０とすることが好ましいといえる。
【００３６】
図４は、同じ動作に対して、従来の方法で実施した場合の、実際のトルク波形を模式的に示したものである。Ｆ巻線、Ｓ巻線のそれぞれに対する指令パターンは、同図（Ａ）の丁度１/２の波形になる。この場合はＦ巻線は指令どおりに動作可能だが、Ｓ巻線が遅れる。この結果として（Ａ）に太線で示す実際のトルク波形では、遅れ１４だけでなく、速い変化が続く時点では未達１５の状況が発生し、機械性能を著しく阻害する。
【００３７】
図５は別の指令パターンの例である。このパターンの特徴は、終盤において２・Ｔmaxから０への大振幅の速い変化を含むものであるが、この場合は、(Ｃ)にあるようにＦ巻線が+Ｔmaxから-Ｔmaxに変化することで、対応することができる。
【００３８】
次に本実施形態による回転電機の構造を説明する。図６は固定子を回転軸に垂直な一平面で断面図としたものを表しており、例えば１２極の回転子（図示せず）と組合せて用いることができる５４スロットの固定子を示している。ここで１６は固定子コアのヨーク部、１７は５４個あるスロットのうちのひとつ、１８は同じくひとつのティース部であり、巻線は１９に示す小コイル（図ではＶＢ相に対応）ならびに、２０に示す大コイル（図では同じくＶＢ相に対応）を基本単位として構成する。２１は、これらの各小コイルと各大コイルの間を跨ぐコイルエンド部を表現したものであり、２２は口出し線、２３は中性点接続線をそれぞれ示す。図中にはＵＡ，ＶＡ，ＷＡから成る巻線Ａと、ＵＤ，ＶＤ，ＷＤから成る巻線Ｄのみを明示しているが、同様に１２０度ごとに、巻線Ｂ、巻線Ｃ、巻線Ｅ、巻線Ｆが配置されている。ここで、小コイルに関しては、スロット内に２巻線分が上下に分けて配置できるが、巻線Ａ、巻線Ｂ、巻線Ｃは、小コイルが上コイル即ち内径側の配置であり、巻線Ｄ、巻線Ｅ、巻線Ｆは、小コイルが下コイル即ち外径側の配置としている。大コイルについても、先に組線する巻線Ｄ、巻線Ｅ、巻線Ｆをスロット内の底近くまで挿入配置し、巻線Ａ、巻線Ｂ、巻線Ｃはスロットの入口近くに電線材が配置される状態を確保する。
【００３９】
これにより、巻線Ａ、巻線Ｂ、巻線Ｃは、巻線Ｄ、巻線Ｅ、巻線Ｆに比べて総じてスロット内での電線分布が内径より、即ち回転子に近くされており、各巻線において、巻き回数、電線径などを同一とする設計とした場合には、インダクタンスが小さく、電気時定数が小さくなる。また、こうして製作した場合の巻線Ａ、巻線Ｂ、巻線Ｃは、本モータを２巻線、６巻線とした場合の、時定数が最も小さいコイルを実現可能である。一方、巻線Ｄ、巻線Ｅ、巻線Ｆは、平均より時定数が大きいコイルとなる。なお本明細書では便宜上、スロット内に配置する絶縁物については図示を省略している。
【００４０】
図７は、本モータのコイル部を模式的に回路表現して、対応するサーボアンプとの接続状態を表したものである、ここで２４は本モータの固定子の巻線全体を表しており、その内部は２５のＦ巻線と２６のＳ巻線とにクラス分けされる。図６との関連で言うと、２５は巻線Ａ、巻線Ｂ、巻線Ｃであり、２６は巻線Ｄ、巻線Ｅ、巻線Ｆである。２７、２８はそれぞれサーボアンプであり、内部の制御的な動作定数以外は同一の仕様のものでもよい。一例は、電流制御回路定数だけを、Ｆ巻線とＳ巻線とでそれぞれの最適値に設定したものを使用できる。
【００４１】
以上のように本実施形態によれば、大トルクや大容量を要するサーボモータ用途においても、同一の形状のモータ固定子のまま、電気時定数が最小となる動作が可能であり、機械動作性能上に悪影響を来たす動作速度限界の改善や制御遅れ低減による精度改善が見込める。
【００４２】
なお、本明細書では５４スロットのモータについて記載したが、本構成は一般的に多相モータにおいて採用可能なものであり、限定はされない。また、対応可能な指令波形パターンについても、特定の波形に限定されるものではなく、一般的に適用が可能なものである。
【符号の説明】
【００４３】
１…指令信号パターン、２…指令波形分配器、３…第１の指令波形、４…第１の指令波形で動作させる巻線（以後Ｆ巻線と称する）の駆動回路、５…Ｆ巻線、６…第２の指令波形、７…第２の指令波形で動作させる巻線（以後Ｓ巻線と称する）の駆動回路、８…Ｓ巻線、９…指令波形分配器、１０…第１の指令波形、１１…Ｆ巻線、１２…第２の指令波形、１３…Ｓ巻線、１４…遅れ、１５…未達、１６…固定子コアのヨーク部、１７…スロット、１８…ティース部、１９…ＶＢ相小コイル、２０…ＶＢ相大コイル、２１…コイルエンド部、２２…口出し線、２３…中性点接続線、２４…巻線全体、２５…Ｆ巻線、２６…Ｓ巻線、２７、２８…サーボアンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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