JP4662316B2 - 交流電動機の巻線切替装置およびその巻線切替システム - Google Patents
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Description
本発明は、三相交流電動機の巻線を切替えることによって、速度制御範囲を拡大する三相交流電動機の巻線切替装置に関するものであり、車両駆動、工作機械主軸駆動、サーボ装置を含む産業分野を対象とするものである。
インバータで駆動される工作機械の主軸や車両の駆動装置において、低速領域で十分に大きいトルクを得るとともに、高速領域での運転を可能にするための手段として、巻線切替方法が採用されている。（例えば特許文献1参照）
図５は、従来の三相交流電動機の巻線切替装置の一例を示す図である。従来の巻線切替装置について図５に基づいて説明する。
三相交流電動機１１１は、各相巻線が中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）と各相巻線の巻き始め端子と巻き終り端子がモータ外部に設けてあり、各相巻線の巻き始め端子（ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１）がインバータ１１７に、巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）が巻線切替部１２１の全波整流部１２２に、中間タップが巻線切替部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、抵抗器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、三相交流電動機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、中間タップ（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、各相巻線の巻き終り端子（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、三相交流電動機巻線による逆起電力を抑えるために、中間タップ（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、各相巻線の巻き終り端子（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、三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。
特開２００３−１１１４９２号公報（第６頁、図１）
図５は、従来の三相交流電動機の巻線切替装置の一例を示す図である。従来の巻線切替装置について図５に基づいて説明する。
三相交流電動機１１１は、各相巻線が中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）と各相巻線の巻き始め端子と巻き終り端子がモータ外部に設けてあり、各相巻線の巻き始め端子（ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１）がインバータ１１７に、巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）が巻線切替部１２１の全波整流部１２２に、中間タップが巻線切替部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、抵抗器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、三相交流電動機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、中間タップ（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、各相巻線の巻き終り端子（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、三相交流電動機巻線による逆起電力を抑えるために、中間タップ（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、各相巻線の巻き終り端子（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、三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。
従来の巻線切替装置は、例えば、低速巻線から高速巻線に巻線を切替えた場合に、モータ巻線ＴＵ２‐ＴＵ３、ＴＶ２‐ＴＶ３、 ＴＷ２‐ＴＷ３に残っている電流が速やかにゼロにならないために、全波整流器１２２と半導体スイッチ１２３を介してモータ電流が流れ続ける。これにより本来、全波整流器１１２と半導体スイッチ１１４に流れる正弦波電流が乱れる。また、スナバ回路を構成する抵抗器１２５に電流が流れて正弦波電流が乱れる。
このように、モータ巻線が励磁状態から非励磁状態に遷移する際に、モータ巻線インダクタンスに蓄えられたエネルギーを放出するために瞬時に電流が切替わらず、本来、正弦波であるべきモータ電流が乱れてしまうという問題があった。
この問題は、例えば工作機械主軸駆動装置においては、出力トルクリップル、速度リップルを生じさせ、加工製品の品質に悪影響を与えてしまう。また、モータ電流の乱れにより、電流制御にも悪影響を与えていた。
また、２つに分離された巻線切替部１１２、１２１が低速領域と高速領域の運転を別々に司るため、これらを制御する信号も低速巻線制御信号と高速巻線制御信号に分離されている。ところが、ユニット組立て時に低速側に高速側の制御信号、高速側に低速側の制御信号を誤って配線してしまった場合（通常は、このような誤配線をするものではないが）、低速領域の運転時には、所望のトルクを得るために必要な電流が大きく増加し、過電流等の異常運転を引き起こす。また、高速運転時にはモータ各相の誘起電圧が異常に上昇し、モータを駆動するインバータおよび巻線切替装置の電力用半導体スイッチ素子を過電圧破壊させる。また、巻線切替部の電力用半導体スイッチ素子が故障すると単相運転や過電流運転などの異常運転を引き起こす。
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、モータ電流の切替えを速くして、正弦波電流の乱れを最小限に抑えるとともに、誤配線や装置故障を検知し、異常運転や装置破壊を未然に防ぐことを可能とする交流電動機の巻線切替装置およびその巻線切替システムを提供することを目的とする。
このように、モータ巻線が励磁状態から非励磁状態に遷移する際に、モータ巻線インダクタンスに蓄えられたエネルギーを放出するために瞬時に電流が切替わらず、本来、正弦波であるべきモータ電流が乱れてしまうという問題があった。
この問題は、例えば工作機械主軸駆動装置においては、出力トルクリップル、速度リップルを生じさせ、加工製品の品質に悪影響を与えてしまう。また、モータ電流の乱れにより、電流制御にも悪影響を与えていた。
また、２つに分離された巻線切替部１１２、１２１が低速領域と高速領域の運転を別々に司るため、これらを制御する信号も低速巻線制御信号と高速巻線制御信号に分離されている。ところが、ユニット組立て時に低速側に高速側の制御信号、高速側に低速側の制御信号を誤って配線してしまった場合（通常は、このような誤配線をするものではないが）、低速領域の運転時には、所望のトルクを得るために必要な電流が大きく増加し、過電流等の異常運転を引き起こす。また、高速運転時にはモータ各相の誘起電圧が異常に上昇し、モータを駆動するインバータおよび巻線切替装置の電力用半導体スイッチ素子を過電圧破壊させる。また、巻線切替部の電力用半導体スイッチ素子が故障すると単相運転や過電流運転などの異常運転を引き起こす。
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、モータ電流の切替えを速くして、正弦波電流の乱れを最小限に抑えるとともに、誤配線や装置故障を検知し、異常運転や装置破壊を未然に防ぐことを可能とする交流電動機の巻線切替装置およびその巻線切替システムを提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項１に記載の発明は、可変周波の可変電圧を供給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、前記ドライブ回路からの巻線切替信号に応じて前記複数の巻線を切替える切替スイッチ部と、
正負の直流出力側を前記インバータの正負直流母線にそれぞれ接続されると共に、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および前記切替スイッチ部の各相端子に接続されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの正負直流出力の間に接続したコンデンサと、
を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の交流電動機の巻線切替装置において、前記切替スイッチ部は、各相の電力用半導体スイッチ素子にそれぞれダイオードを逆並列接続し、前記各相の電力用半導体スイッチ素子のエミッタに互いに共通接続し、前記電力用半導体スイッチ素子のコレクタを前記ダイオードブリッジの各相の交流入力側に接続したことを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の交流電動機の巻線切替装置請において、前記ダイオードブリッジは各相のダイオードのカソードを互いに共通接続したダイオード部と、各相のダイオードのアノードを互いに共通接続し各相のカソードを前記ダイオード部のアノードに接続した保護ダイオード部からなることを特徴とするものである。
請求項１に記載の発明は、可変周波の可変電圧を供給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、前記ドライブ回路からの巻線切替信号に応じて前記複数の巻線を切替える切替スイッチ部と、
正負の直流出力側を前記インバータの正負直流母線にそれぞれ接続されると共に、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および前記切替スイッチ部の各相端子に接続されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの正負直流出力の間に接続したコンデンサと、
を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の交流電動機の巻線切替装置において、前記切替スイッチ部は、各相の電力用半導体スイッチ素子にそれぞれダイオードを逆並列接続し、前記各相の電力用半導体スイッチ素子のエミッタに互いに共通接続し、前記電力用半導体スイッチ素子のコレクタを前記ダイオードブリッジの各相の交流入力側に接続したことを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の交流電動機の巻線切替装置請において、前記ダイオードブリッジは各相のダイオードのカソードを互いに共通接続したダイオード部と、各相のダイオードのアノードを互いに共通接続し各相のカソードを前記ダイオード部のアノードに接続した保護ダイオード部からなることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２記載の交流電動機の巻線切替装置請において、前記巻線切替部は一端が前記インバータの正側直流母線に接続され他端が前記コンデンサの正側に接続された正側充電抵抗器と、一端がインバータの負側直流母線に接続され他端が前記コンデンサの負側に接続された負側充電抵抗器とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または２記載の交流電動機の巻線切替装置請において、前記切替スイッチ部を構成する前記電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出する状態検出器と、前記状態検出器の出力信号と前記インバータからのドライブ信号とに基づいて巻線切替部の異常を検出する比較器とを備えることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５記載の交流電動機の巻線切替装置請において、
前記状態検出器は、前記電力用半導体スイッチ素子のすべてが導通状態であること、または前記電力用半導体スイッチ素子のすべてが非導通状態であることを検出することを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または２記載の交流電動機の巻線切替装置請において、前記切替スイッチ部を構成する前記電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出する状態検出器と、前記状態検出器の出力信号と前記インバータからのドライブ信号とに基づいて巻線切替部の異常を検出する比較器とを備えることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５記載の交流電動機の巻線切替装置請において、
前記状態検出器は、前記電力用半導体スイッチ素子のすべてが導通状態であること、または前記電力用半導体スイッチ素子のすべてが非導通状態であることを検出することを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項５記載の交流電動機の巻線切替装置請において、
前記状態検出器は、絶縁機能を有していることを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項５記載の交流電動機の巻線切替装置請において、
前記比較器は、排他的論理和回路を備え、前記状態検出器の出力信号と前記ドライブ信号との排他的論理和により前記巻線切替部の異常を検出することを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の発明は、交流電動機と、可変周波の可変電圧を供給するインバータと、前記インバータで駆動する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、前記ドライブ回路からの巻線切替信号に応じて前記複数の巻線を切替える切替スイッチ部と、
正負の直流出力側を前記インバータの正負直流母線にそれぞれ接続されると共に、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および前記切替スイッチ部の各相端子に接続されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの正負直流出力の間に接続したコンデンサと、
を備えたことを特徴とするものである。
前記状態検出器は、絶縁機能を有していることを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項５記載の交流電動機の巻線切替装置請において、
前記比較器は、排他的論理和回路を備え、前記状態検出器の出力信号と前記ドライブ信号との排他的論理和により前記巻線切替部の異常を検出することを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の発明は、交流電動機と、可変周波の可変電圧を供給するインバータと、前記インバータで駆動する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、前記ドライブ回路からの巻線切替信号に応じて前記複数の巻線を切替える切替スイッチ部と、
正負の直流出力側を前記インバータの正負直流母線にそれぞれ接続されると共に、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および前記切替スイッチ部の各相端子に接続されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの正負直流出力の間に接続したコンデンサと、
を備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、モータインダクタンスに蓄えられたエネルギーを放出することができ、瞬時に電流が切替わり、モータ電流波形を乱すことなく即座に交流電動機の巻線を切替えることができる。
また、本発明によると、切替スイッチ部の電力用半導体スイッチ素子の導通状態を状態検出器により検出し、状態検出器の出力信号と切替スイッチ部を駆動するドライブ信号とを比較することにより、巻線切替部の誤配線や切替スイッチ部の故障などの異常を検知し、異常運転や装置破壊を未然に防ぐことを可能とする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。
また、本発明によると、状態検出器が絶縁機能を有しているので、インバータの制御部ならびに主回路部および巻線切替部の動作電位が異なっていても巻線切替部の異常を検出することができる。
また、本発明によると、状態検出器が絶縁機能を有しているので、インバータの制御部ならびに主回路部および巻線切替部の動作電位が異なっていても巻線切替部の異常を検出することができる。
１、１１１ 三相交流電動機
２、１１、１１２、１２１ 巻線切替部
３、１２ ダイオード部
４、１３ 切替スイッチ部
５、１４ 正側充電抵抗器
６、１５、１１５、１２４ コンデンサ
７、１１７ インバータ
８、１６、１１８、１２７ ドライブ回路
９ 直流正側母線
１０ 直流負側母線
１７、１８ ドライブ信号
１９、２０ 保護ダイオード部
２１、２２ 負側充電抵抗器
２３、２４ 電位固定部
２５、２７ 状態検出器
２６、２８ 比較器
１１３、１２２ 全波整流部
１１４、１２３ 半導体スイッチ
１１６、１２５ 抵抗器
１１９、１２０、１２８、１２９ ダイオード
２５１ フォトカプラ
２５２ プルアップ抵抗器
２５３ ＮＯＲゲート２５４ ＮＡＮＤゲート
２５５、２７５ 巻線切替部オン状態信号
２５６、２７６ ＊巻線切替部オフ状態信号
２６１、２６２ ＸＯＲゲート
２６３ ＯＲゲート
２６４、２８４ 巻線切替部異常信号
２、１１、１１２、１２１ 巻線切替部
３、１２ ダイオード部
４、１３ 切替スイッチ部
５、１４ 正側充電抵抗器
６、１５、１１５、１２４ コンデンサ
７、１１７ インバータ
８、１６、１１８、１２７ ドライブ回路
９ 直流正側母線
１０ 直流負側母線
１７、１８ ドライブ信号
１９、２０ 保護ダイオード部
２１、２２ 負側充電抵抗器
２３、２４ 電位固定部
２５、２７ 状態検出器
２６、２８ 比較器
１１３、１２２ 全波整流部
１１４、１２３ 半導体スイッチ
１１６、１２５ 抵抗器
１１９、１２０、１２８、１２９ ダイオード
２５１ フォトカプラ
２５２ プルアップ抵抗器
２５３ ＮＯＲゲート２５４ ＮＡＮＤゲート
２５５、２７５ 巻線切替部オン状態信号
２５６、２７６ ＊巻線切替部オフ状態信号
２６１、２６２ ＸＯＲゲート
２６３ ＯＲゲート
２６４、２８４ 巻線切替部異常信号
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
実際のインバータには様々な機能や手段が内蔵されているが、図には本発明に関係する機能や手段のみを記載し説明することとする。また、以下同一名称には極力同一符号を付け重複説明を省略する。
実際のインバータには様々な機能や手段が内蔵されているが、図には本発明に関係する機能や手段のみを記載し説明することとする。また、以下同一名称には極力同一符号を付け重複説明を省略する。
図１は、本発明の三相交流電動機の巻線切替装置の第1実施例を示す図である。図１において、１は三相交流電動機、２および１１は巻線切替部、３および１２はダイオード部、４および１３は切替スイッチ部、５および１４は正側充電抵抗器、６および１５はコンデンサ、７はインバータ、８および１６はドライブ回路、９は直流正側母線、１０は直流負側母線、１７および１８はドライブ信号、２１および２２は負側充電抵抗器、２３および２４は電位固定部である。
インバータ７は、制御部と主回路から構成される。
三相交流電動機１は、各相の巻線に、それぞれ１つの中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）と各相巻線の巻き始め端子（ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１）および巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）がモータ外部に設けてある。
インバータ７は、制御部と主回路から構成される。
三相交流電動機１は、各相の巻線に、それぞれ１つの中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）と各相巻線の巻き始め端子（ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１）および巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）がモータ外部に設けてある。
三相交流電動機１の各相巻線の巻き始め端子（ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１）はインバータ７に、巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）は巻線切替部１１に、中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）は巻線切替部２に、各々接続される。
ドライブ回路８は、インバータ７の制御部からドライブ信号１７を受信し、巻線切替部２を駆動し、切替スイッチ部４に制御信号を出力する。また、ドライブ回路１６は、インバータ７の制御部からドライブ信号１８を受信し、巻線切替部１１を駆動し、切替スイッチ部１３に制御信号を出力する。
ドライブ回路８は、インバータ７の制御部からドライブ信号１７を受信し、巻線切替部２を駆動し、切替スイッチ部４に制御信号を出力する。また、ドライブ回路１６は、インバータ７の制御部からドライブ信号１８を受信し、巻線切替部１１を駆動し、切替スイッチ部１３に制御信号を出力する。
ここで先ず、巻線切替部２に関して説明する。
巻線切替部２は、ダイオード部３、切替スイッチ部４、電位固定部２３、および保護ダイオード部１９から構成される。
ダイオード部３は、３個のダイオードから成り、各ダイオードのカソードは互いに共通接続されている。
切替スイッチ部４は、３個の電力用半導体スイッチ素子とこれにそれぞれ逆並列接続されたダイオードとから成り、各電力用半導体スイッチ素子のコレクタはダイオード部３の各ダイオードのアノードにそれぞれ接続し、各電力用半導体スイッチ素子のエミッタは互いに共通接続されている。
ダイオード部３の各ダイオードのアノードと切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子のコレクタとの各接続点は、各相毎に三相交流電動機１の各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）と各々接続されている。
電位固定部２３は、正側充電抵抗器５とコンデンサ６と負側充電抵抗器２１から成り、正側充電抵抗器５の一端はインバータ部７の直流正側母線９に接続され、正側充電抵抗器５の他端はコンデンサ６の正側に接続される。コンデンサ６の負側は負側充電抵抗器２１の一端に接続され、負側充電抵抗器２１の他端は直流負側母線１０に接続される。コンデンサ６の正側と充電抵抗器５との接続点はダイオード部３の共通接続されたカソードに接続されている。
保護ダイオード部１９は、各ダイオードのアノードがコンデンサ６の負側にそれぞれ接続され、カソードが各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）にそれぞれ接続されている。
ここで電力用半導体スイッチ素子はＩＧＢＴの記号を用いているが、電圧・電流に応じて最適な電力用半導体スイッチ素子を用いればよい。
巻線切替部２は、ダイオード部３、切替スイッチ部４、電位固定部２３、および保護ダイオード部１９から構成される。
ダイオード部３は、３個のダイオードから成り、各ダイオードのカソードは互いに共通接続されている。
切替スイッチ部４は、３個の電力用半導体スイッチ素子とこれにそれぞれ逆並列接続されたダイオードとから成り、各電力用半導体スイッチ素子のコレクタはダイオード部３の各ダイオードのアノードにそれぞれ接続し、各電力用半導体スイッチ素子のエミッタは互いに共通接続されている。
ダイオード部３の各ダイオードのアノードと切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子のコレクタとの各接続点は、各相毎に三相交流電動機１の各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）と各々接続されている。
電位固定部２３は、正側充電抵抗器５とコンデンサ６と負側充電抵抗器２１から成り、正側充電抵抗器５の一端はインバータ部７の直流正側母線９に接続され、正側充電抵抗器５の他端はコンデンサ６の正側に接続される。コンデンサ６の負側は負側充電抵抗器２１の一端に接続され、負側充電抵抗器２１の他端は直流負側母線１０に接続される。コンデンサ６の正側と充電抵抗器５との接続点はダイオード部３の共通接続されたカソードに接続されている。
保護ダイオード部１９は、各ダイオードのアノードがコンデンサ６の負側にそれぞれ接続され、カソードが各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）にそれぞれ接続されている。
ここで電力用半導体スイッチ素子はＩＧＢＴの記号を用いているが、電圧・電流に応じて最適な電力用半導体スイッチ素子を用いればよい。
なお、巻線切替部１１に関しても、巻線切替部２と全く同様に接続構成されている。
巻線切替部１１は、ダイオード部１２、切替スイッチ部１３、電位固定部２４、および保護ダイオード部２０から構成される。
ダイオード部１２は、３個のダイオードから成り、各ダイオードのカソードは互いに共通接続されている。
切替スイッチ部１３は、３個の電力用半導体スイッチ素子とこれにそれぞれ逆並列接続されたダイオードとから成り、各電力用半導体スイッチ素子のコレクタはダイオード部１２の各ダイオードのアノードにそれぞれ接続し、各電力用半導体スイッチ素子のエミッタは互いに共通接続されている。
ダイオード部１２の各ダイオードのアノードと切替スイッチ部１３の各電力用半導体スイッチ素子のコレクタとの各接続点は、各相毎に三相交流電動機１の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）と各々接続されている。
電位固定部２４は、正側充電抵抗器１４とコンデンサ１５と負側充電抵抗器２２から成り、正側充電抵抗器１４の一端はインバータ部７の直流正側母線９に接続され、充電抵抗器１４の他端はコンデンサ１５の正側に接続される。コンデンサ１５の負側は負側充電抵抗器２２の一端に接続され、負側充電抵抗器２２の他端は直流負側母線１０に接続される。コンデンサ１５の正側と正側充電抵抗器１４との接続点はダイオード部１２の共通接続されたカソードに接続されている。
保護ダイオード部２０は、各ダイオードのアノードがコンデンサ１５の負側にそれぞれ接続され、カソードが各相巻線の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）にそれぞれ接続されている。
ここで電力用半導体スイッチ素子はＩＧＢＴの記号を用いているが、電圧・電流に応じて最適な電力用半導体スイッチ素子を用いればよい。
巻線切替部１１は、ダイオード部１２、切替スイッチ部１３、電位固定部２４、および保護ダイオード部２０から構成される。
ダイオード部１２は、３個のダイオードから成り、各ダイオードのカソードは互いに共通接続されている。
切替スイッチ部１３は、３個の電力用半導体スイッチ素子とこれにそれぞれ逆並列接続されたダイオードとから成り、各電力用半導体スイッチ素子のコレクタはダイオード部１２の各ダイオードのアノードにそれぞれ接続し、各電力用半導体スイッチ素子のエミッタは互いに共通接続されている。
ダイオード部１２の各ダイオードのアノードと切替スイッチ部１３の各電力用半導体スイッチ素子のコレクタとの各接続点は、各相毎に三相交流電動機１の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）と各々接続されている。
電位固定部２４は、正側充電抵抗器１４とコンデンサ１５と負側充電抵抗器２２から成り、正側充電抵抗器１４の一端はインバータ部７の直流正側母線９に接続され、充電抵抗器１４の他端はコンデンサ１５の正側に接続される。コンデンサ１５の負側は負側充電抵抗器２２の一端に接続され、負側充電抵抗器２２の他端は直流負側母線１０に接続される。コンデンサ１５の正側と正側充電抵抗器１４との接続点はダイオード部１２の共通接続されたカソードに接続されている。
保護ダイオード部２０は、各ダイオードのアノードがコンデンサ１５の負側にそれぞれ接続され、カソードが各相巻線の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）にそれぞれ接続されている。
ここで電力用半導体スイッチ素子はＩＧＢＴの記号を用いているが、電圧・電流に応じて最適な電力用半導体スイッチ素子を用いればよい。
切替スイッチ部４をオンするときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子すべてにオン信号を出力する。すると、順方向電圧が加わっている電力用半導体スイッチ素子はオンして電流が流れ、逆方向電圧が加わっている電力用半導体スイッチ素子はオフであるが、その電力用半導体スイッチ素子に逆並列接続されているダイオードを電流が流れ、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）が互いに短絡状態となる。
切替スイッチ部４をオフするときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子すべてにオフ信号を出力する。すると、切替スイッチ部４のすべての電力用半導体スイッチ素子がオフになって三相交流電動機１の各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）が開放状態となる。
また、切替スイッチ部１３をオンするときは、切替スイッチ部１３の電力用半導体スイッチ素子すべてにオン信号を出力する。すると、順方向電圧が加わっている電力用半導体スイッチ素子はオンして電流が流れ、逆方向電圧が加わっている電力用半導体スイッチ素子はオフであるが、その電力用半導体スイッチ素子に逆並列接続されているダイオードを電流が流れ、三相交流電動機１の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）が互いに短絡状態となる。
切替スイッチ部１３をオフするときは、切替スイッチ部１３の電力用半導体スイッチ素子すべてにオフ信号を出力する。すると、切替スイッチ部１３のすべての電力用半導体スイッチ素子がオフになって三相交流電動機１の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）が開放状態となる。
切替スイッチ部４をオフするときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子すべてにオフ信号を出力する。すると、切替スイッチ部４のすべての電力用半導体スイッチ素子がオフになって三相交流電動機１の各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）が開放状態となる。
また、切替スイッチ部１３をオンするときは、切替スイッチ部１３の電力用半導体スイッチ素子すべてにオン信号を出力する。すると、順方向電圧が加わっている電力用半導体スイッチ素子はオンして電流が流れ、逆方向電圧が加わっている電力用半導体スイッチ素子はオフであるが、その電力用半導体スイッチ素子に逆並列接続されているダイオードを電流が流れ、三相交流電動機１の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）が互いに短絡状態となる。
切替スイッチ部１３をオフするときは、切替スイッチ部１３の電力用半導体スイッチ素子すべてにオフ信号を出力する。すると、切替スイッチ部１３のすべての電力用半導体スイッチ素子がオフになって三相交流電動機１の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）が開放状態となる。
つぎに、三相交流電動機１の高速運転時の動作を説明する。
この場合、切替スイッチ部４をオンし、切替スイッチ部１３をオフとする。これにより、切替スイッチ部４を通して、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）が互いに短絡状態となり、ＴＵ１−ＴＵ２、ＴＶ１-ＴＶ２、ＴＷ１-ＴＷ２で構成されるスター結線となる。
これにより各相巻線の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）を短絡状態とした場合よりインピーダンスが小さくなり三相交流電動機１の逆起電力が抑えられるため、十分な電流を流すことができ、高速運転が可能となる。
この場合、切替スイッチ部４をオンし、切替スイッチ部１３をオフとする。これにより、切替スイッチ部４を通して、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）が互いに短絡状態となり、ＴＵ１−ＴＵ２、ＴＶ１-ＴＶ２、ＴＷ１-ＴＷ２で構成されるスター結線となる。
これにより各相巻線の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）を短絡状態とした場合よりインピーダンスが小さくなり三相交流電動機１の逆起電力が抑えられるため、十分な電流を流すことができ、高速運転が可能となる。
また、低速運転の場合、切替スイッチ部１３をオンし、切替スイッチ部４をオフとする。これにより、切替スイッチ部１３を通して、三相交流電動機１の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）が短絡状態となり、各相巻線が、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、切替スイッチ部４、および切替スイッチ部１３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点は、巻線切替部にコンデンサを充電状態で接続することで瞬時に電流を切替える点と、インバータ７の直流負側母線１０から保護ダイオード部１９、および保護ダイオード部２０を介して各相巻線の中間タップ（ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）および各相巻線の巻き終り端子（ＴＵ３，ＴＶ３，ＴＷ３）に各々接続されている点である。
従来の巻線切替方式では、モータ巻線が励磁状態から非励磁状態に遷移する際に、モータインダクタンスに蓄えられたエネルギーを放出するために、瞬時に電流が切替わらずモータ電流が乱れるという問題があったが、本発明の巻線切替方式では、巻線切替部にコンデンサを充電状態で接続することで瞬時に電流が切替わるために、モータ電流波形を乱すことがない。
ここで、巻線切替部にコンデンサを充電状態で接続すると、電流が瞬時に切替わる理由を説明しておく。
巻線切替時にモータ巻線に残っている電流を速やかにゼロにするには、電流減少率をあげればよい。電流減少率ｄｉ／ｄｔは、（式１）で示すように
ｄｉ／ｄｔ ＝ Ｖ／Ｌ （式１）
ここで、Ｖはコンデンサ電圧、Ｌはモータ巻線インダクタンスである。
コンデンサ電圧Ｖを高電位に保つことで電流減少率をあげることができ、電流を速やかにゼロにすることができる。
従来の巻線切替方式では、モータ巻線が励磁状態から非励磁状態に遷移する際に、モータインダクタンスに蓄えられたエネルギーを放出するために、瞬時に電流が切替わらずモータ電流が乱れるという問題があったが、本発明の巻線切替方式では、巻線切替部にコンデンサを充電状態で接続することで瞬時に電流が切替わるために、モータ電流波形を乱すことがない。
ここで、巻線切替部にコンデンサを充電状態で接続すると、電流が瞬時に切替わる理由を説明しておく。
巻線切替時にモータ巻線に残っている電流を速やかにゼロにするには、電流減少率をあげればよい。電流減少率ｄｉ／ｄｔは、（式１）で示すように
ｄｉ／ｄｔ ＝ Ｖ／Ｌ （式１）
ここで、Ｖはコンデンサ電圧、Ｌはモータ巻線インダクタンスである。
コンデンサ電圧Ｖを高電位に保つことで電流減少率をあげることができ、電流を速やかにゼロにすることができる。
その動作を低速巻線から高速巻線へ遷移させた場合について説明する。
低速巻線から高速巻線へ遷移させる場合は、切替スイッチ部４をオンして、切替スイッチ部１３をオフにする。
コンデンサ１５は、正側充電抵抗器１４と負側充電抵抗器２２を介して、インバータ７の直流正側母線９、および直流負側母線１０との間に接続され、予め初期充電されている。その状態でモータ巻線を切替えると、即ち、切替スイッチ部１３をオフすると、モータインダクタンスに蓄えられたエネルギーはダイオード部１２を通してコンデンサ１５で吸収される。このとき、コンデンサ１５の電圧は初期充電電圧値（直流母線電圧値）より上昇するが、モータ巻線に流れる電流は速やかにゼロとなる。
低速巻線から高速巻線へ遷移させる場合は、切替スイッチ部４をオンして、切替スイッチ部１３をオフにする。
コンデンサ１５は、正側充電抵抗器１４と負側充電抵抗器２２を介して、インバータ７の直流正側母線９、および直流負側母線１０との間に接続され、予め初期充電されている。その状態でモータ巻線を切替えると、即ち、切替スイッチ部１３をオフすると、モータインダクタンスに蓄えられたエネルギーはダイオード部１２を通してコンデンサ１５で吸収される。このとき、コンデンサ１５の電圧は初期充電電圧値（直流母線電圧値）より上昇するが、モータ巻線に流れる電流は速やかにゼロとなる。
図２は、本発明の三相交流電動機の巻線切替装置の第1実施例の巻線切替時の動作波形
（シミュレーション波形）を示す図である。図２（ａ）はコンデンサの電圧波形、図２（ｂ）はモータ巻線に流れる電流波形である。図２（ａ）において、Ａは本発明の方式で初期充電電圧が３５０Ｖの場合のコンデンサの電圧波形、Ｂは従来方式で初期充電がない場合のコンデンサの電圧波形である。また、図２（ｂ）において、Ｃは本発明の方式で初期充電電圧が３５０Ｖの場合のモータ巻線に流れる電流波形、Ｄは従来方式で初期充電がない場合のモータ巻線に流れる電流波形である。
コンデンサの初期充電電圧を３５０Ｖと０Ｖの場合で比較すると、初期充電電圧が３５０Ｖ時の方が、電流減少率が高く、速やかに、ゼロになっている。
このことより、コンデンサの初期充電の有無でモータ巻線に流れる電流がゼロになるまでの時間が違うことがわかる。
切替スイッチ部４がオフ状態の時は、巻線切替部２にはモータ電流は通電されていないので、切替スイッチ部４オンにすると切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子の共通接続点がモータ中性点となり、三相交流電動機１の巻線ＴＵ１‐ＴＵ２、ＴＶ１‐ＴＶ２、ＴＷ１‐ＴＷ２と、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子およびこれらに逆並列接続されたダイオードを介してモータ電流が流れる。
（シミュレーション波形）を示す図である。図２（ａ）はコンデンサの電圧波形、図２（ｂ）はモータ巻線に流れる電流波形である。図２（ａ）において、Ａは本発明の方式で初期充電電圧が３５０Ｖの場合のコンデンサの電圧波形、Ｂは従来方式で初期充電がない場合のコンデンサの電圧波形である。また、図２（ｂ）において、Ｃは本発明の方式で初期充電電圧が３５０Ｖの場合のモータ巻線に流れる電流波形、Ｄは従来方式で初期充電がない場合のモータ巻線に流れる電流波形である。
コンデンサの初期充電電圧を３５０Ｖと０Ｖの場合で比較すると、初期充電電圧が３５０Ｖ時の方が、電流減少率が高く、速やかに、ゼロになっている。
このことより、コンデンサの初期充電の有無でモータ巻線に流れる電流がゼロになるまでの時間が違うことがわかる。
切替スイッチ部４がオフ状態の時は、巻線切替部２にはモータ電流は通電されていないので、切替スイッチ部４オンにすると切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子の共通接続点がモータ中性点となり、三相交流電動機１の巻線ＴＵ１‐ＴＵ２、ＴＶ１‐ＴＶ２、ＴＷ１‐ＴＷ２と、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子およびこれらに逆並列接続されたダイオードを介してモータ電流が流れる。
また、高速巻線から低速巻線へ遷移させた場合についても、全く同様の原理である。
つぎに、高速巻線から低速巻線へ遷移させた場合の動作について説明する。
高速巻線から低速巻線へ遷移させる場合は、切替スイッチ部１３をオンして、切替スイッチ部４をオフにする。
コンデンサ６は、正側充電抵抗器５と負側充電抵抗器２１を介して、インバータ７の直流正側母線９、および直流負側母線１０との間に接続され、予め初期充電されている。その状態でモータ巻線を切替えると、即ち、切替スイッチ部４をオフすると、モータインダクタンスに蓄えられたエネルギーはダイオード部３を通してコンデンサ６で吸収される。このとき、コンデンサ６の電圧は初期充電電圧値（直流母線電圧値）より上昇するが、モータ巻線に流れる電流は速やかにゼロとなる。
また、切替スイッチ部１３をオンすることで、切替スイッチ部１３の電力用半導体スイッチ素子の共通接続点がモータ中性点となり、三相交流電動機１の巻線ＴＵ１‐ＴＵ３、
ＴＶ１−ＴＶ３、ＴＷ１‐ＴＷ３と、切替スイッチ部１３の電力用半導体スイッチ素子
およびこれらに逆並列接続されたダイオードを介してモータ電流が流れる。
以上のような構成で動作させることで、モータ電流波形を乱すことなく即座に三相交流電動機の巻線を切替えることを可能とする三相交流電動機の巻線切替装置を提供することができる。
つぎに、高速巻線から低速巻線へ遷移させた場合の動作について説明する。
高速巻線から低速巻線へ遷移させる場合は、切替スイッチ部１３をオンして、切替スイッチ部４をオフにする。
コンデンサ６は、正側充電抵抗器５と負側充電抵抗器２１を介して、インバータ７の直流正側母線９、および直流負側母線１０との間に接続され、予め初期充電されている。その状態でモータ巻線を切替えると、即ち、切替スイッチ部４をオフすると、モータインダクタンスに蓄えられたエネルギーはダイオード部３を通してコンデンサ６で吸収される。このとき、コンデンサ６の電圧は初期充電電圧値（直流母線電圧値）より上昇するが、モータ巻線に流れる電流は速やかにゼロとなる。
また、切替スイッチ部１３をオンすることで、切替スイッチ部１３の電力用半導体スイッチ素子の共通接続点がモータ中性点となり、三相交流電動機１の巻線ＴＵ１‐ＴＵ３、
ＴＶ１−ＴＶ３、ＴＷ１‐ＴＷ３と、切替スイッチ部１３の電力用半導体スイッチ素子
およびこれらに逆並列接続されたダイオードを介してモータ電流が流れる。
以上のような構成で動作させることで、モータ電流波形を乱すことなく即座に三相交流電動機の巻線を切替えることを可能とする三相交流電動機の巻線切替装置を提供することができる。
次に、保護ダイオード部の動作について説明する。
保護ダイオード部１９および２０は、モータ駆動中に何らかの異常をきたし、前記インバータ７の主回路部がベースブロックされた場合に、モータインダクタンスに起因する還流電流の経路を確保し、インバータ７と巻線切替部２、巻線切替部１１を破壊から防ぐ目的で挿入される。
保護ダイオード部１９および２０は、モータ駆動中に何らかの異常をきたし、前記インバータ７の主回路部がベースブロックされた場合に、モータインダクタンスに起因する還流電流の経路を確保し、インバータ７と巻線切替部２、巻線切替部１１を破壊から防ぐ目的で挿入される。
三相交流電動機が通電中に何らかの異常をきたし（例えば、モータロックなど）、インバータ７が主回路部をベースブロックさせた場合、保護ダイオード部１９、および保護ダイオード部２０があると、モータ巻線のインダクタンスに流れていた電流に起因するエネルギーＱは、インバータ７の主回路部に設置されている電解コンデンサ（図示せず）、コンデンサ６、およびコンデンサ１５を充電することで消費される。
エネルギーＱは、（式２）で示すとおりである。
Ｑ ＝ （１／２）・Ｌ・ｉ２ （式２）
ここで、Ｌはモータ巻線のインダクタンス、ｉはモータ巻線に流れていた電流である。
エネルギーＱは、（式２）で示すとおりである。
Ｑ ＝ （１／２）・Ｌ・ｉ２ （式２）
ここで、Ｌはモータ巻線のインダクタンス、ｉはモータ巻線に流れていた電流である。
以下に具体的にエネルギー経路を説明する。
仮に、Ｕ相モータ巻線の中間タップＴＵ２の点において、モータからインバータに向かってモータ電流が流れていた場合を想定する。この場合、中間タップＴＵ２を起点とし、インバータ内部のフリーホイールダイオードを通り、コンデンサ６よりもインピーダンスが低い主回路コンデンサを充電し、直流負側母線１０を通り、保護ダイオード部１９を介して、中間タップＴＵ２を終点とする閉回路に還流電流が流れる。このとき、保護ダイオード部１９が無いと、還流電流の経路を確保できず、モータ巻線に流れていた電流に起因するエネルギーＱを吸収できなくなり、インバータ７の直流正側母線電圧値が急激に上昇し、インバータ７や巻線切替部が破壊にいたる。
保護ダイオード部１９、および保護ダイオード部２０なしで、このような破壊を防止するためには、インバータ７の主回路部、ならびに巻線切替部２および１１の耐圧を高くする必要がある。
このような構成で動作させることで、ダイオード部３および１２、ならびに切替スイッチ部４および１３の耐圧を高くしなくても、モータ異常時の還流電流による装置破壊を防止する三相交流電動機の巻線切替装置を提供することができる。
仮に、Ｕ相モータ巻線の中間タップＴＵ２の点において、モータからインバータに向かってモータ電流が流れていた場合を想定する。この場合、中間タップＴＵ２を起点とし、インバータ内部のフリーホイールダイオードを通り、コンデンサ６よりもインピーダンスが低い主回路コンデンサを充電し、直流負側母線１０を通り、保護ダイオード部１９を介して、中間タップＴＵ２を終点とする閉回路に還流電流が流れる。このとき、保護ダイオード部１９が無いと、還流電流の経路を確保できず、モータ巻線に流れていた電流に起因するエネルギーＱを吸収できなくなり、インバータ７の直流正側母線電圧値が急激に上昇し、インバータ７や巻線切替部が破壊にいたる。
保護ダイオード部１９、および保護ダイオード部２０なしで、このような破壊を防止するためには、インバータ７の主回路部、ならびに巻線切替部２および１１の耐圧を高くする必要がある。
このような構成で動作させることで、ダイオード部３および１２、ならびに切替スイッチ部４および１３の耐圧を高くしなくても、モータ異常時の還流電流による装置破壊を防止する三相交流電動機の巻線切替装置を提供することができる。
実施例１では、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップが１個の場合の例を説明しているが、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップが２個以上の場合であっても同様である。
例えば、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップが２個の場合であれば、巻線切替部の数を３個とし、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップが３個の場合であれば、巻線切替部の数を４個とするなど、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップの数よりも１つ多い数の巻線切替部を備えれば、三相交流電動機１の各相巻線の巻き終り端子および前記中間タップをそれぞれ適宜切替えることで、巻線切替を行うことができる。
例えば、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップが２個の場合であれば、巻線切替部の数を３個とし、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップが３個の場合であれば、巻線切替部の数を４個とするなど、三相交流電動機１の各相巻線の中間タップの数よりも１つ多い数の巻線切替部を備えれば、三相交流電動機１の各相巻線の巻き終り端子および前記中間タップをそれぞれ適宜切替えることで、巻線切替を行うことができる。
図３は、本発明の三相交流電動機の巻線切替装置の第２実施例を示す図である。図３において、２５および２７は状態検出器、２６および２８は比較器であり、２５５および２７５は巻線切替部オン状態信号、２５６および２７６は＊巻線切替部オフ状態信号、２６４および２８４は巻線切替部異常信号である。
本実施例が実施例１と異なっている点は、巻線切替部の切替スイッチ部を構成する各電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出する状態検出器と、その検出結果とインバータの制御部から出力されるドライブ信号とに基づいて巻線切替部の異常を検出する比較器を備えている点である。
本実施例が実施例１と異なっている点は、巻線切替部の切替スイッチ部を構成する各電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出する状態検出器と、その検出結果とインバータの制御部から出力されるドライブ信号とに基づいて巻線切替部の異常を検出する比較器を備えている点である。
まず、状態検出器および比較器の動作の概要について説明する。
状態検出器２５は、切替スイッチ部４を構成する各電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出して、替スイッチ部４を構成する各電力用半導体スイッチ素子すべてが導通状態のときに（Ｈｉｇｈ）となる巻線切替部オン状態信号２５５、および切替スイッチ部４を構成する各電力用半導体スイッチ素子すべてが非導通状態のときに（Ｌｏｗ）となる＊巻線切替部オフ状態信号２５６を比較器２６に出力する。
また、状態検出器２７は、切替スイッチ部１３を構成する電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出して、切替スイッチ部１３を構成する各電力用半導体スイッチ素子すべてが導通状態のときに（Ｈｉｇｈ）となる巻線切替部オン状態信号２７５、および切替スイッチ部１３を構成する各電力用半導体スイッチ素子すべてが非導通状態のときに（Ｌｏｗ）となる＊巻線切替部オフ状態信号２７６を比較器２８に出力する。
状態検出器２５は、切替スイッチ部４を構成する各電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出して、替スイッチ部４を構成する各電力用半導体スイッチ素子すべてが導通状態のときに（Ｈｉｇｈ）となる巻線切替部オン状態信号２５５、および切替スイッチ部４を構成する各電力用半導体スイッチ素子すべてが非導通状態のときに（Ｌｏｗ）となる＊巻線切替部オフ状態信号２５６を比較器２６に出力する。
また、状態検出器２７は、切替スイッチ部１３を構成する電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出して、切替スイッチ部１３を構成する各電力用半導体スイッチ素子すべてが導通状態のときに（Ｈｉｇｈ）となる巻線切替部オン状態信号２７５、および切替スイッチ部１３を構成する各電力用半導体スイッチ素子すべてが非導通状態のときに（Ｌｏｗ）となる＊巻線切替部オフ状態信号２７６を比較器２８に出力する。
比較器２６は、巻線切替部オン状態信号２５５、＊巻線切替部オフ状態信号２５６、およびインバータ７の制御部からのドライブ信号１７に基づいて巻線切替部異常を検出して巻線切替部異常であれば、巻線切替部異常信号２６４を（Ｈｉｇｈ）にしてインバータ７の制御部に出力する。
また、比較器２８は、巻線切替部オン状態信号２７５、＊巻線切替部オフ状態信号２７６、およびインバータ７の制御部からのドライブ信号１８に基づいて巻線切替部異常を検出して巻線切替部異常であれば、巻線切替部異常信号２８４を（Ｈｉｇｈ）にしてインバータ７の制御部に出力する。
インバータ７の制御部は、巻線切替部異常信号２６４および巻線切替部異常信号２８４を入力し、どちらか一方でも（Ｈｉｇｈ）になったら、異常であると判断して、インバータ７の主回路部を遮断するなど適切な処理を行う。
また、比較器２８は、巻線切替部オン状態信号２７５、＊巻線切替部オフ状態信号２７６、およびインバータ７の制御部からのドライブ信号１８に基づいて巻線切替部異常を検出して巻線切替部異常であれば、巻線切替部異常信号２８４を（Ｈｉｇｈ）にしてインバータ７の制御部に出力する。
インバータ７の制御部は、巻線切替部異常信号２６４および巻線切替部異常信号２８４を入力し、どちらか一方でも（Ｈｉｇｈ）になったら、異常であると判断して、インバータ７の主回路部を遮断するなど適切な処理を行う。
つぎに、状態検出器および比較器の構成例ならびに動作の詳細について説明する。
図４は、本発明の三相交流電動機の巻線切替装置の第２実施例における状態検出器および比較器の一例を示す詳細図であり、巻線切替部２に関する部分である。
巻線切替部１１に関する状態検出器２７および比較器２８も同様であるので、説明は省略する。
図４において、２５１はフォトカプラ（３個）、２５２はプルアップ抵抗器（６個）、２５３はＮＯＲ（否定論理和）ゲート、２５４はＮＡＮＤ（否定論理積）ゲート、２６１および２６２はＸＯＲ（排他的論理和）ゲート、２６３はＯＲ（論理和）ゲートである。
図４は、本発明の三相交流電動機の巻線切替装置の第２実施例における状態検出器および比較器の一例を示す詳細図であり、巻線切替部２に関する部分である。
巻線切替部１１に関する状態検出器２７および比較器２８も同様であるので、説明は省略する。
図４において、２５１はフォトカプラ（３個）、２５２はプルアップ抵抗器（６個）、２５３はＮＯＲ（否定論理和）ゲート、２５４はＮＡＮＤ（否定論理積）ゲート、２６１および２６２はＸＯＲ（排他的論理和）ゲート、２６３はＯＲ（論理和）ゲートである。
まず、状態検出器２５の構成について説明する。
状態検出器２５は、３個のフォトカプラ２５１、６個のプルアップ抵抗器２５２、３入力のＮＯＲゲート２５３、および３入力のＮＡＮＤゲート２５４で構成される。
３個のフォトカプラ２３１の各発光ダイオードのアノードは、それぞれプルアップ抵抗器２３２を介して切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のゲートドライブ用電源ＶＤに接続する。
また、３個のフォトカプラ２５１の各発光ダイオードのカソードは、切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子のコレクタにそれぞれ接続する。
切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子のエミッタは、すべてゲートドライブ用電源のグランドＧＤに接続されているので、ここではとくに、処理する必要はない。
３個のフォトカプラ２５１の各フォトトランジスタのエミッタは、すべて制御用電源のグランドＧＬに接続する。
３個のフォトカプラ２５１の各フォトトランジスタのコレクタは、それぞれプルアップ抵抗器２５２を介して制御用電源ＶＬに接続すると共に、ＮＯＲゲート２５３、およびＮＡＮＤゲート２５４の各入力端にそれぞれ接続する。
ＮＯＲゲート２５３の出力が巻線切替部オン状態信号２５５であり、ＮＡＮＤゲート２５４の出力が＊巻線切替部オフ状態信号２５６である。
本実施例では、状態検出器２５がフォトカプラ２５１を使用して、絶縁機能を有しているが、インバータ７の制御部、主回路部、および巻線切替部を同電位で動作させる場合には、状態検出器２５が絶縁機能を有する必要はない。
状態検出器２５は、３個のフォトカプラ２５１、６個のプルアップ抵抗器２５２、３入力のＮＯＲゲート２５３、および３入力のＮＡＮＤゲート２５４で構成される。
３個のフォトカプラ２３１の各発光ダイオードのアノードは、それぞれプルアップ抵抗器２３２を介して切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のゲートドライブ用電源ＶＤに接続する。
また、３個のフォトカプラ２５１の各発光ダイオードのカソードは、切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子のコレクタにそれぞれ接続する。
切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子のエミッタは、すべてゲートドライブ用電源のグランドＧＤに接続されているので、ここではとくに、処理する必要はない。
３個のフォトカプラ２５１の各フォトトランジスタのエミッタは、すべて制御用電源のグランドＧＬに接続する。
３個のフォトカプラ２５１の各フォトトランジスタのコレクタは、それぞれプルアップ抵抗器２５２を介して制御用電源ＶＬに接続すると共に、ＮＯＲゲート２５３、およびＮＡＮＤゲート２５４の各入力端にそれぞれ接続する。
ＮＯＲゲート２５３の出力が巻線切替部オン状態信号２５５であり、ＮＡＮＤゲート２５４の出力が＊巻線切替部オフ状態信号２５６である。
本実施例では、状態検出器２５がフォトカプラ２５１を使用して、絶縁機能を有しているが、インバータ７の制御部、主回路部、および巻線切替部を同電位で動作させる場合には、状態検出器２５が絶縁機能を有する必要はない。
つぎに、状態検出器２５の動作について説明する。
切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子がオンして、各電力用半導体スイッチ素子がオンすると、ゲートドライブ用電源Ｖｄからプルアップ抵抗２５２、フォトカプラ２５１、電力用半導体素スイッチ素子、ゲートドライブ用電源グランドＧＤの経路で電流が流れ、フォトカプラ２５１のフォトトランジスタがオンする。すると、ＮＯＲゲート２５３、およびＮＡＮＤゲート２５４のすべての入力端が（Ｌｏｗ）となるので、ＮＯＲゲート２５３の出力である巻線切替部オン状態信号２５５は（Ｈｉｇｈ）となり、ＮＡＮＤゲート２５４の出力である＊巻線切替部オフ状態信号２５６も（Ｈｉｇｈ）となる。
また、切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子がオフして、各電力用半導体スイッチ素子がオフすると、フォトカプラ２５１の発光ダイオードに電流が流れず、フォトカプラ２５１のフォトトランジスタもオフする。すると、ＮＯＲゲート２５３、およびＮＡＮＤゲート２５４のすべての入力端が（Ｈｉｇｈ）となるので、ＮＯＲゲート２５３の出力である巻線切替部オン状態信号２５５は（Ｌｏｗ）となり、ＮＡＮＤゲート２５４の出力である＊巻線切替部オフ状態信号２５６も（Ｌｏｗ）となる。
切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子がオンして、各電力用半導体スイッチ素子がオンすると、ゲートドライブ用電源Ｖｄからプルアップ抵抗２５２、フォトカプラ２５１、電力用半導体素スイッチ素子、ゲートドライブ用電源グランドＧＤの経路で電流が流れ、フォトカプラ２５１のフォトトランジスタがオンする。すると、ＮＯＲゲート２５３、およびＮＡＮＤゲート２５４のすべての入力端が（Ｌｏｗ）となるので、ＮＯＲゲート２５３の出力である巻線切替部オン状態信号２５５は（Ｈｉｇｈ）となり、ＮＡＮＤゲート２５４の出力である＊巻線切替部オフ状態信号２５６も（Ｈｉｇｈ）となる。
また、切替スイッチ部４の各電力用半導体スイッチ素子がオフして、各電力用半導体スイッチ素子がオフすると、フォトカプラ２５１の発光ダイオードに電流が流れず、フォトカプラ２５１のフォトトランジスタもオフする。すると、ＮＯＲゲート２５３、およびＮＡＮＤゲート２５４のすべての入力端が（Ｈｉｇｈ）となるので、ＮＯＲゲート２５３の出力である巻線切替部オン状態信号２５５は（Ｌｏｗ）となり、ＮＡＮＤゲート２５４の出力である＊巻線切替部オフ状態信号２５６も（Ｌｏｗ）となる。
つぎに、比較器２６の構成について説明する。
比較器２６は、ＸＯＲゲート２６１、ＸＯＲゲート２６２、およびＯＲゲート２６３で構成される。
ＸＯＲゲート２６１は、巻線切替部オン状態信号２６５およびドライブ信号１７を入力し、排他的論理和をＯＲゲート２６３に出力する。
ＸＯＲゲート２６２は、＊巻線切替部オフ状態信号２６６およびドライブ信号１７を入力し、排他的論理和をＯＲゲート２６３に出力する。
ＯＲゲート２６３は、ＸＯＲゲート２６１およびＸＯＲゲート２６２の出力信号を入力し、論理和を巻線切替部異常信号２６４としてインバータ７の制御部に出力する。
比較器２６は、ＸＯＲゲート２６１、ＸＯＲゲート２６２、およびＯＲゲート２６３で構成される。
ＸＯＲゲート２６１は、巻線切替部オン状態信号２６５およびドライブ信号１７を入力し、排他的論理和をＯＲゲート２６３に出力する。
ＸＯＲゲート２６２は、＊巻線切替部オフ状態信号２６６およびドライブ信号１７を入力し、排他的論理和をＯＲゲート２６３に出力する。
ＯＲゲート２６３は、ＸＯＲゲート２６１およびＸＯＲゲート２６２の出力信号を入力し、論理和を巻線切替部異常信号２６４としてインバータ７の制御部に出力する。
つぎに、比較器２４の動作について説明する。
ＸＯＲゲート２６１は、巻線切替部２が正常な場合、ドライブ信号１７が（Ｈｉｇｈ）すなわち巻線切替部２がオンのときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが導通状態になっているので、巻線切替部オン状態信号２５５も（Ｈｉｇｈ）となり、ドライブ信号１７が（Ｌｏｗ）すなわち巻線切替部２がオフのときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが非導通状態になっているので、巻線切替部オン状態信号２５５も（Ｌｏｗ）になるので、排他的論理和が“０”となり、ＯＲゲート２６３に（Ｌｏｗ）信号を出力する。
また、ＸＯＲゲート２６１は、巻線切替部２が異常な場合、ドライブ信号１７が（Ｈｉｇｈ）すなわち巻線切替部２がオンのときに、巻線切替部オン状態信号２５５が（Ｌｏｗ）すなわち切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のいずれかが非導通状態になっていたり、ドライブ信号１７が（Ｌｏｗ）すなわち巻線切替部２がオフのときに、巻線切替部オン状態信号２５５が（Ｈｉｇｈ）すなわち切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが導通状態になっていたりするので、排他的論理和が“１”となり、ＯＲゲート２６３に（Ｈｉｇｈ）信号を出力する。
ＸＯＲゲート２６１は、巻線切替部２が正常な場合、ドライブ信号１７が（Ｈｉｇｈ）すなわち巻線切替部２がオンのときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが導通状態になっているので、巻線切替部オン状態信号２５５も（Ｈｉｇｈ）となり、ドライブ信号１７が（Ｌｏｗ）すなわち巻線切替部２がオフのときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが非導通状態になっているので、巻線切替部オン状態信号２５５も（Ｌｏｗ）になるので、排他的論理和が“０”となり、ＯＲゲート２６３に（Ｌｏｗ）信号を出力する。
また、ＸＯＲゲート２６１は、巻線切替部２が異常な場合、ドライブ信号１７が（Ｈｉｇｈ）すなわち巻線切替部２がオンのときに、巻線切替部オン状態信号２５５が（Ｌｏｗ）すなわち切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のいずれかが非導通状態になっていたり、ドライブ信号１７が（Ｌｏｗ）すなわち巻線切替部２がオフのときに、巻線切替部オン状態信号２５５が（Ｈｉｇｈ）すなわち切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが導通状態になっていたりするので、排他的論理和が“１”となり、ＯＲゲート２６３に（Ｈｉｇｈ）信号を出力する。
ＸＯＲゲート２６２は、巻線切替部２が正常な場合、ドライブ信号１７が（Ｌｏｗ）すなわち巻線切替部２がオフのときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが非導通状態になっているので、＊巻線切替部オフ状態信号２５６が（Ｌｏｗ）となり、ドライブ信号１７が（Ｈｉｇｈ）すなわち巻線切替部２がオンのときは、切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが導通状態になっているので、＊巻線切替部オフ状態信号２５６も（Ｈｉｇｈ）になるので、排他的論理和が“０”となり、ＯＲゲート２６３に（Ｌｏｗ）信号を出力する。
また、ＸＯＲゲート２６２は、巻線切替部２が異常な場合、ドライブ信号１７が（Ｌｏｗ）すなわち巻線切替部２がオフのときに、＊巻線切替部オフ状態信号２５６が（Ｈｉｇｈ）すなわち切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のいずれかが導通状態になっていたり、ドライブ信号１７が（Ｈｉｇｈ）すなわち巻線切替部２がオンのときに、＊巻線切替部オフ状態信号２５６が（Ｌｏｗ）すなわち切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが非導通状態になっていたりするので、排他的論理和が“１”となり、ＯＲゲート２６３に（Ｈｉｇｈ）信号を出力する。
ＯＲゲート２６３は、ＸＯＲゲート２６１およびＸＯＲゲート２６２の出力信号のどちらか一方でも（Ｈｉｇｈ）になったら、インバータ７の制御部に、巻線切替部異常信号２６４を（Ｈｉｇｈ）にして出力する。
また、ＸＯＲゲート２６２は、巻線切替部２が異常な場合、ドライブ信号１７が（Ｌｏｗ）すなわち巻線切替部２がオフのときに、＊巻線切替部オフ状態信号２５６が（Ｈｉｇｈ）すなわち切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のいずれかが導通状態になっていたり、ドライブ信号１７が（Ｈｉｇｈ）すなわち巻線切替部２がオンのときに、＊巻線切替部オフ状態信号２５６が（Ｌｏｗ）すなわち切替スイッチ部４の電力用半導体スイッチ素子のすべてが非導通状態になっていたりするので、排他的論理和が“１”となり、ＯＲゲート２６３に（Ｈｉｇｈ）信号を出力する。
ＯＲゲート２６３は、ＸＯＲゲート２６１およびＸＯＲゲート２６２の出力信号のどちらか一方でも（Ｈｉｇｈ）になったら、インバータ７の制御部に、巻線切替部異常信号２６４を（Ｈｉｇｈ）にして出力する。
本実施例によると、切替スイッチ部の電力用半導体スイッチ素子の導通状態を状態検出器により検出し、状態検出器の出力信号と切替スイッチ部を駆動するドライブ信号とを比較することにより、巻線切替部の誤配線や切替スイッチ部の故障などの異常を検出することができるので、異常運転や装置破壊を未然に防ぐことを可能とする三相交流電動機の巻線切替装置を提供することができる。
本発明によって広範囲の定出力特性が要求される電動機駆動を実現することができるた
め、工作機械の主軸駆動装置、ならびにハイブリッド自動車や電気自動車などの車両駆動
装置にも適用できる。
め、工作機械の主軸駆動装置、ならびにハイブリッド自動車や電気自動車などの車両駆動
装置にも適用できる。
Claims (9)
- 可変周波の可変電圧を供給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、前記ドライブ回路からの巻線切替信号に応じて前記複数の巻線を切替える切替スイッチ部と、
正負の直流出力側を前記インバータの正負直流母線にそれぞれ接続されると共に、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および前記切替スイッチ部の各相端子に接続されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの正負直流出力の間に接続したコンデンサと、
を備えたことを特徴とする交流電動機の巻線切替装置。 - 前記切替スイッチ部は、各相の電力用半導体スイッチ素子にそれぞれダイオードを逆並列接続し、前記各相の電力用半導体スイッチ素子のエミッタに互いに共通接続し、前記電力用半導体スイッチ素子のコレクタを前記ダイオードブリッジの各相の交流入力側に接続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。
- 前記ダイオードブリッジは各相のダイオードのカソードを互いに共通接続したダイオード部と、各相のダイオードのアノードを互いに共通接続し各相のカソードを前記ダイオード部のアノードに接続した保護ダイオード部からなることを特徴とする請求項１または２記載の交流電動機の巻線切替装置。
- 前記巻線切替部は一端が前記インバータの正側直流母線に接続され他端が前記コンデンサの正側に接続された正側充電抵抗器と、一端がインバータの負側直流母線に接続され他端が前記コンデンサの負側に接続された負側充電抵抗器とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の交流電動機の巻線切替装置。
- 前記切替スイッチ部を構成する前記電力用半導体スイッチ素子の導通状態を検出する状態検出器と、前記状態検出器の出力信号と前記インバータからのドライブ信号とに基づいて巻線切替部の異常を検出する比較器とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の交流電動機の巻線切替装置。
- 前記状態検出器は、前記電力用半導体スイッチ素子のすべてが導通状態であること、または前記電力用半導体スイッチ素子のすべてが非導通状態であることを検出することを特徴とする請求項５記載の交流電動機の巻線切替装置。
- 前記状態検出器は、絶縁機能を有していることを特徴とする請求項５記載の交流電動機の巻線切替装置。
- 前記比較器は、排他的論理和回路を備え、前記状態検出器の出力信号と前記ドライブ信号との排他的論理和により前記巻線切替部の異常を検出することを特徴とする請求項５記載の交流電動機の巻線切替装置。
- 交流電動機と、可変周波の可変電圧を供給するインバータと、前記インバータで駆動する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、前記ドライブ回路からの巻線切替信号に応じて前記複数の巻線を切替える切替スイッチ部と、
正負の直流出力側を前記インバータの正負直流母線にそれぞれ接続されると共に、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および前記切替スイッチ部の各相端子に接続されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの正負直流出力の間に接続したコンデンサと、
を備えたことを特徴とする交流電動機の巻線切替システム。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9729090B2 (en) | 2014-01-28 | 2017-08-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Brushless direct current motor and cleaner using the same |
Families Citing this family (29)
| 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 |
| JP2013062888A (ja) * | 2010-01-18 | 2013-04-04 | Yamaha Motor Co Ltd | 鞍乗型車両 |
| JP5585783B2 (ja) * | 2011-04-14 | 2014-09-10 | 株式会社安川電機 | 交流電動機の巻線切替装置及び交流電動機駆動システム |
| JP5382069B2 (ja) * | 2011-07-04 | 2014-01-08 | 株式会社安川電機 | インバータ装置および電動機ドライブシステム |
| JP5259884B1 (ja) * | 2011-09-29 | 2013-08-07 | 株式会社安川電機 | モータ駆動装置および車両 |
| CN102565612B (zh) * | 2011-12-29 | 2014-04-30 | 陶永茂 | 变电站母线故障及绝缘自动检测装置 |
| 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 |
| JP5464224B2 (ja) * | 2012-03-14 | 2014-04-09 | 株式会社安川電機 | モータ駆動装置および車両 |
| JP5969240B2 (ja) * | 2012-03-28 | 2016-08-17 | アスモ株式会社 | ３相交流電動機に備えた巻線切換装置、３相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法及び３相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のオープン故障検出方法 |
| JP5987432B2 (ja) * | 2012-04-13 | 2016-09-07 | 株式会社ジェイテクト | 回転電機 |
| US9461565B2 (en) * | 2012-06-13 | 2016-10-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Systems, apparatus, and methods for soft starting large AC motors with a variable frequency drive |
| JP5569606B1 (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-13 | 株式会社安川電機 | インバータ装置および電動機ドライブシステム |
| CN103281034B (zh) * | 2013-05-03 | 2015-05-13 | 哈尔滨工业大学 | 多相电机绕组切换电路 |
| CN104868580B (zh) * | 2014-05-27 | 2017-05-03 | 安徽华盛科技控股股份有限公司 | Cit异步无间断静态切换开关系统及其控制方法 |
| JP6543907B2 (ja) * | 2014-10-08 | 2019-07-17 | 三菱自動車工業株式会社 | 車両用モータ装置 |
| CN104767466B (zh) * | 2015-04-21 | 2017-08-18 | 山东理工大学 | 一种绕组自动切换的起动发电系统 |
| CN105356513B (zh) * | 2015-12-14 | 2017-09-12 | 阳光电源股份有限公司 | 逆变器接线错误自适应方法及其装置、应用，光伏系统 |
| GB2549086B (en) | 2016-03-30 | 2022-09-07 | Advanced Electric Machines Group Ltd | Electrical sub-assembly |
| CN106411218A (zh) * | 2016-04-12 | 2017-02-15 | 江苏东航空机械有限公司 | 一种三相交流永磁磁阻同步高速电机切换电路 |
| CN105914767B (zh) * | 2016-06-20 | 2018-06-29 | 杭州杰能动力有限公司沈阳分公司 | 一种电动汽车驱动装置与电能变换控制方法 |
| US11863099B2 (en) | 2016-10-31 | 2024-01-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioner and driving device |
| CN110235352B (zh) * | 2017-04-13 | 2022-08-09 | 深圳市海浦蒙特科技有限公司 | 多速多功率电机控制方法及控制系统 |
| WO2019021448A1 (ja) | 2017-07-28 | 2019-01-31 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| JP6845818B2 (ja) * | 2018-02-09 | 2021-03-24 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 回転電機の駆動装置 |
| JP6929434B2 (ja) * | 2018-02-26 | 2021-09-01 | 三菱電機株式会社 | 電動機駆動装置及び冷凍サイクル適用機器 |
| JP7033958B2 (ja) * | 2018-03-02 | 2022-03-11 | 株式会社日立製作所 | 回転機駆動システム |
| CN115981443A (zh) * | 2021-10-15 | 2023-04-18 | 台达电子工业股份有限公司 | 程序刻录装置及其电流保护检测方法 |
| TWI834322B (zh) * | 2022-09-30 | 2024-03-01 | 新唐科技股份有限公司 | 比較器檢測電路及其檢測方法 |
| CN118759229A (zh) * | 2024-06-24 | 2024-10-11 | 国网青海省电力公司海南供电公司 | 一种用于三相交流电网参数测试的换相装置及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56153990A (en) * | 1980-04-28 | 1981-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | Speed controller for motor |
| JPS5741498A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-08 | Aisin Seiki Co Ltd | Axial fan for engine |
| JP2003111492A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-11 | Yaskawa Electric Corp | ３相交流電動機の巻線切換装置 |
| JP2007236179A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Sofutoronikusu Kk | モータ装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5741498U (ja) * | 1980-08-18 | 1982-03-06 | ||
| US4384312A (en) * | 1981-07-29 | 1983-05-17 | Tecumseh Products Company | Line break protection for multispeed motor |
| US4467257A (en) * | 1982-10-07 | 1984-08-21 | A. O. Smith Corporation | Multiple speed induction motor |
| US5227710A (en) * | 1989-12-28 | 1993-07-13 | The Alexander J. Lewus Revocable Inter Vivos (Living) Trust | Multiple speed single phase motor |
| US5212436A (en) * | 1991-12-06 | 1993-05-18 | Texas Instruments Incorporated | Single phase motor start system |
| US5300871A (en) * | 1992-08-21 | 1994-04-05 | Chien Luen Industries Company, Ltd., Inc. | Dual capacitor speed control apparatus and method for electric motor |
| FI96371C (fi) * | 1994-05-13 | 1996-06-10 | Abb Industry Oy | Menetelmä verkkovaihtosuuntaajan kautta siirrettävän tehon säätämiseksi |
| US5514943A (en) * | 1994-07-18 | 1996-05-07 | Carrier Corporation | Multi-speed motor control system |
| US6445101B2 (en) * | 2000-03-09 | 2002-09-03 | General Electric Company | Clutchless motor drive system |
| AU2001274396A1 (en) * | 2000-05-23 | 2001-12-03 | Vestas Wind Systems A/S | Variable speed wind turbine having a matrix converter |
| US6650552B2 (en) * | 2001-05-25 | 2003-11-18 | Tdk Corporation | Switching power supply unit with series connected converter circuits |
| US6815926B2 (en) * | 2002-02-06 | 2004-11-09 | Emerson Electric Co. | Single phase induction motor with partially shared windings |
| US6707214B1 (en) * | 2002-08-28 | 2004-03-16 | Emerson Electric Co. | PSC motor having a 4/6-pole common winding and having an additional 4-pole winding |
| ES2335287T3 (es) * | 2004-04-24 | 2010-03-24 | Lg Electronics, Inc. | Motor de velocidad variable. |
| US7746025B2 (en) * | 2005-02-14 | 2010-06-29 | Lg Electronics Inc. | Variable speed motor |
-
2008
- 2008-11-28 WO PCT/JP2008/071660 patent/WO2009084354A1/ja active Application Filing
- 2008-11-28 JP JP2009547963A patent/JP4662316B2/ja active Active
- 2008-11-28 CN CN2008801228323A patent/CN101911473B/zh active Active
- 2008-12-23 TW TW097150269A patent/TWI383575B/zh not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-05-27 US US12/789,385 patent/US8183817B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-04-19 US US13/450,471 patent/US8269450B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56153990A (en) * | 1980-04-28 | 1981-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | Speed controller for motor |
| JPS5741498A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-08 | Aisin Seiki Co Ltd | Axial fan for engine |
| JP2003111492A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-11 | Yaskawa Electric Corp | ３相交流電動機の巻線切換装置 |
| JP2007236179A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Sofutoronikusu Kk | モータ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9729090B2 (en) | 2014-01-28 | 2017-08-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Brushless direct current motor and cleaner using the same |
Also Published As
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