JP2002218691A - Ａｃサーボモータ - Google Patents
ＡｃサーボモータInfo
- Publication number
- JP2002218691A JP2002218691A JP2001007594A JP2001007594A JP2002218691A JP 2002218691 A JP2002218691 A JP 2002218691A JP 2001007594 A JP2001007594 A JP 2001007594A JP 2001007594 A JP2001007594 A JP 2001007594A JP 2002218691 A JP2002218691 A JP 2002218691A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- phase
- core
- stator coil
- capacitor
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- 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.)
- Pending
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＷＭ制御によるパワー素子のスイッチング
ノイズを低減し、かつスイッチングノイズ抑制用コンデ
ンサの容量を小さくすることができるＡＣサーボモータ
を提供する。 【解決手段】 固定子コア４の内周面に回転磁界形成用
の３相の固定子コイル５を装着してなる固定子２と、回
転子コア９の外周面上に複数個の永久磁石１０を取り付
けてなり、かつ固定子コイル５に空隙を介して対向する
ように配置された回転子３とを有するＡＣサーボモータ
において、固定子コイル５の各相の口出し線５ａを、固
定子コア４のヨーク部４ａに複数回巻回し、コモンモー
ドチョークを構成する。
ノイズを低減し、かつスイッチングノイズ抑制用コンデ
ンサの容量を小さくすることができるＡＣサーボモータ
を提供する。 【解決手段】 固定子コア４の内周面に回転磁界形成用
の３相の固定子コイル５を装着してなる固定子２と、回
転子コア９の外周面上に複数個の永久磁石１０を取り付
けてなり、かつ固定子コイル５に空隙を介して対向する
ように配置された回転子３とを有するＡＣサーボモータ
において、固定子コイル５の各相の口出し線５ａを、固
定子コア４のヨーク部４ａに複数回巻回し、コモンモー
ドチョークを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＡ、ＯＡに使用
されるＡＣサーボモータに関し、特にその固定子コイル
の構成に関するものである。
されるＡＣサーボモータに関し、特にその固定子コイル
の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、サーボアンプやインバータ
は、一般的に直流電圧のＰＷＭ制御により、モータ電流
を調整している。図２は、ＰＷＭ駆動のブロック図を示
したものである。ＰＷＭ制御ではパワー素子のスイッチ
ング時にｄＶ／ｄｔの印加によりパルス状の漏れ電流が
流れる。漏れ電流とは、電源からアースに流れる電流で
ある。各相とＦＧ（フレームグランド）１１間にあるコ
ンデンサを通りアースに流れる。図２に示すようにコン
デンサは３つの場所に分けて考えることができる。ＡＣ
部コンデンサ１２はＡＣラインに挿入するノイズ対策用
のコンデンサ、およびダイオードブリッジ１３とＦＧ１
１間の浮遊容量からなる。ＤＣ部コンデンサ１４は、Ｄ
Ｃラインに挿入するノイズ対策用のコンデンサ、および
パワー素子１５とＦＧ１１間の浮遊容量からなる。モー
タ部コンデンサ１６はモータコイル１７とＦＧ１１間の
浮遊容量からなる。モータ部コンデンサ１６の漏れ電流
によりパワー素子１５のスイッチング周波数に同期した
ノイズが発生するが、従来はこのノイズを低減するため
前述のように、サーボアンプのＡＣ部またはＤＣ部また
は両方にコンデンサを挿入している。あるいはモータ部
の浮遊容量を小さくするため、電機子巻線の対地間絶縁
を強化するなどの手法が用いられている。
は、一般的に直流電圧のＰＷＭ制御により、モータ電流
を調整している。図２は、ＰＷＭ駆動のブロック図を示
したものである。ＰＷＭ制御ではパワー素子のスイッチ
ング時にｄＶ／ｄｔの印加によりパルス状の漏れ電流が
流れる。漏れ電流とは、電源からアースに流れる電流で
ある。各相とＦＧ（フレームグランド）１１間にあるコ
ンデンサを通りアースに流れる。図２に示すようにコン
デンサは３つの場所に分けて考えることができる。ＡＣ
部コンデンサ１２はＡＣラインに挿入するノイズ対策用
のコンデンサ、およびダイオードブリッジ１３とＦＧ１
１間の浮遊容量からなる。ＤＣ部コンデンサ１４は、Ｄ
Ｃラインに挿入するノイズ対策用のコンデンサ、および
パワー素子１５とＦＧ１１間の浮遊容量からなる。モー
タ部コンデンサ１６はモータコイル１７とＦＧ１１間の
浮遊容量からなる。モータ部コンデンサ１６の漏れ電流
によりパワー素子１５のスイッチング周波数に同期した
ノイズが発生するが、従来はこのノイズを低減するため
前述のように、サーボアンプのＡＣ部またはＤＣ部また
は両方にコンデンサを挿入している。あるいはモータ部
の浮遊容量を小さくするため、電機子巻線の対地間絶縁
を強化するなどの手法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＡＣサーボモータにおいては、次のような問
題があった。 (1) サーボアンプの電源ラインとＦＧ間にコンデンサを
挿入すると、電源周波数の漏れ電流が発生する。電源周
波数の漏れ電流は、電源ラインとＦＧ間に挿入したコン
デンサの容量が大きいほど大きくなるため、電源周波数
の漏れ電流を小さくするにはコンデンサ容量も小さくす
る必要がある。しかしながら、コンデンサ容量が小さい
場合にはスイッチングによるノイズを低減することがで
きない。 (2) また、モータの固定子コイルとフレーム間のコンデ
ンサ容量を小さくするためコア絶縁厚さを厚くすれば、
有効な巻線スペースが減少するため、モータの損失が増
加してしまう。本発明は、このような問題点を解消する
ためになされたもので、ＰＷＭ制御によるパワー素子の
スイッチングノイズを低減し、かつスイッチングノイズ
抑制用コンデンサの容量を小さくすることができるＡＣ
サーボモータを提供することを目的とするものである。
うな従来のＡＣサーボモータにおいては、次のような問
題があった。 (1) サーボアンプの電源ラインとＦＧ間にコンデンサを
挿入すると、電源周波数の漏れ電流が発生する。電源周
波数の漏れ電流は、電源ラインとＦＧ間に挿入したコン
デンサの容量が大きいほど大きくなるため、電源周波数
の漏れ電流を小さくするにはコンデンサ容量も小さくす
る必要がある。しかしながら、コンデンサ容量が小さい
場合にはスイッチングによるノイズを低減することがで
きない。 (2) また、モータの固定子コイルとフレーム間のコンデ
ンサ容量を小さくするためコア絶縁厚さを厚くすれば、
有効な巻線スペースが減少するため、モータの損失が増
加してしまう。本発明は、このような問題点を解消する
ためになされたもので、ＰＷＭ制御によるパワー素子の
スイッチングノイズを低減し、かつスイッチングノイズ
抑制用コンデンサの容量を小さくすることができるＡＣ
サーボモータを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、固定子コアの内周面に回転磁界形成用の
３相の固定子コイルを装着してなる固定子と、回転子コ
アの外周面上に複数個の永久磁石を取り付けてなり、か
つ前記固定子コイルに空隙を介して対向するように配置
された回転子とを有するＡＣサーボモータにおいて、前
記固定子コイルの各相の口出し線を、前記固定子コアの
ヨーク部に複数回巻回し、コモンモードチョークを構成
するようにしたものである。このようにすることによ
り、パワー素子のスイッチングによる各相の電流高調波
成分が互いに打ち消し合い、漏れ電流が低減できる。
に、本発明は、固定子コアの内周面に回転磁界形成用の
３相の固定子コイルを装着してなる固定子と、回転子コ
アの外周面上に複数個の永久磁石を取り付けてなり、か
つ前記固定子コイルに空隙を介して対向するように配置
された回転子とを有するＡＣサーボモータにおいて、前
記固定子コイルの各相の口出し線を、前記固定子コアの
ヨーク部に複数回巻回し、コモンモードチョークを構成
するようにしたものである。このようにすることによ
り、パワー素子のスイッチングによる各相の電流高調波
成分が互いに打ち消し合い、漏れ電流が低減できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は、本発明の実施例を示すＡＣサー
ボモータの正断面図である。本実施例では、３相、９ス
ロット、８極のスロット巻線形のＡＣサーボモータの例
を示している。図において、１はＡＣサーボモータ１
で、固定子（電機子）２と回転子３からなっている。４
は珪素鋼板を積層して構成した固定子コアで、筒状のヨ
ーク部４ａとティース部４ｂとからなっている。前記テ
ィース部４ａは、等間隔に配置されており、内繋ぎ部に
より９つが一体となって形成されている。前記ティース
部４ｂには、３相の固定子コイル５を集中巻で巻装する
が、前記固定子コイル５は、絶縁材料で構成された図示
しないボビンに所定回数だけ巻回され、ボビンを介して
テイース部４ｂに装着される。前記ティース部４ｂは、
前記ヨーク部４ａの内周面に焼きバメ等により固着さ
れ、一体となって固定子コア４を構成する。６はティー
ス部４ｂ間のスロットである。５ａは前記固定子コイル
５の口出し線である。また、前記固定子コア４には、切
り欠き７が、３個所設けられており、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の
口出し線５ａを前記切り欠き７に所定のインダクタンス
が得られるよう数ターン、例えば３ターントロイダル巻
きしている。前記切り欠き７はスロット６の中央部の反
対面に位置しているため、口出し線５ａはスロット６の
中央部と切り欠き７に巻かれる形となり、固定子コイル
５に干渉することはない。なお、ステータコア４の内周
部は、モータの磁気回路の一部となっており、飽和しな
い程度の肉厚ｔが必要とされるが、一般的にはこの肉厚
はティース部４ｃの幅の１／２であり、切り欠き７の深
さは前記肉厚ｔに干渉しないよう設定されているので、
磁気的に悪影響を与えることはない。前記回転子３は、
図示しない軸受を介して回転自在に支承されており、回
転軸８と、前記回転軸８に嵌合固着された回転子コア９
と、前記回転子コア９の外周面に取り付けられた永久磁
石１０とを有している。このような構成において、各相
の口出し線５ａに流れる電機子電流により、固定子コア
４の内周面と点線で囲まれた円筒部分に磁束が発生す
る。電機子電流はメインの成分（信号波成分）とＰＷＭ
駆動によるリップル電流分（搬送波成分）に分けられる
が、信号波成分による磁束は各相で互いに打ち消し合
い、搬送波成分による磁束のみとなる。搬送波成分磁束
に対して口出し線５ａはインダクタンスの働きをする。
つまり口出し線５ａがコモンモードチョークの働きをす
るため、電機子電流の搬送波成分は減衰し、ＰＷＭ制御
によるパワー素子のスイッチングノイズを低減すること
ができる。これにより、サーボアンプの電源ラインとＦ
Ｇ間に挿入されていたスイッチングノイズ抑制用コンデ
ンサの容量を小さくすることができる。したがって、サ
ーボアンプを小形化でき、ＡＣサーボモータ１において
電源周波数で発生する漏れ電流を低減することができ
る。なお、本発明は、前記実施例で示した３相、９スロ
ット、８極仕様のスロット巻線形のＡＣサーボモータに
限られず、他の仕様のＡＣサーボモータにも適用するこ
とができるし、さらには、スロット中央部に巻線スペー
スがあるＡＣサーボモータであれば、例えば非重ね集中
巻の平滑電機子巻線形モータやリニアモータにも適用す
ることができる。
いて説明する。図１は、本発明の実施例を示すＡＣサー
ボモータの正断面図である。本実施例では、３相、９ス
ロット、８極のスロット巻線形のＡＣサーボモータの例
を示している。図において、１はＡＣサーボモータ１
で、固定子（電機子）２と回転子３からなっている。４
は珪素鋼板を積層して構成した固定子コアで、筒状のヨ
ーク部４ａとティース部４ｂとからなっている。前記テ
ィース部４ａは、等間隔に配置されており、内繋ぎ部に
より９つが一体となって形成されている。前記ティース
部４ｂには、３相の固定子コイル５を集中巻で巻装する
が、前記固定子コイル５は、絶縁材料で構成された図示
しないボビンに所定回数だけ巻回され、ボビンを介して
テイース部４ｂに装着される。前記ティース部４ｂは、
前記ヨーク部４ａの内周面に焼きバメ等により固着さ
れ、一体となって固定子コア４を構成する。６はティー
ス部４ｂ間のスロットである。５ａは前記固定子コイル
５の口出し線である。また、前記固定子コア４には、切
り欠き７が、３個所設けられており、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の
口出し線５ａを前記切り欠き７に所定のインダクタンス
が得られるよう数ターン、例えば３ターントロイダル巻
きしている。前記切り欠き７はスロット６の中央部の反
対面に位置しているため、口出し線５ａはスロット６の
中央部と切り欠き７に巻かれる形となり、固定子コイル
５に干渉することはない。なお、ステータコア４の内周
部は、モータの磁気回路の一部となっており、飽和しな
い程度の肉厚ｔが必要とされるが、一般的にはこの肉厚
はティース部４ｃの幅の１／２であり、切り欠き７の深
さは前記肉厚ｔに干渉しないよう設定されているので、
磁気的に悪影響を与えることはない。前記回転子３は、
図示しない軸受を介して回転自在に支承されており、回
転軸８と、前記回転軸８に嵌合固着された回転子コア９
と、前記回転子コア９の外周面に取り付けられた永久磁
石１０とを有している。このような構成において、各相
の口出し線５ａに流れる電機子電流により、固定子コア
４の内周面と点線で囲まれた円筒部分に磁束が発生す
る。電機子電流はメインの成分（信号波成分）とＰＷＭ
駆動によるリップル電流分（搬送波成分）に分けられる
が、信号波成分による磁束は各相で互いに打ち消し合
い、搬送波成分による磁束のみとなる。搬送波成分磁束
に対して口出し線５ａはインダクタンスの働きをする。
つまり口出し線５ａがコモンモードチョークの働きをす
るため、電機子電流の搬送波成分は減衰し、ＰＷＭ制御
によるパワー素子のスイッチングノイズを低減すること
ができる。これにより、サーボアンプの電源ラインとＦ
Ｇ間に挿入されていたスイッチングノイズ抑制用コンデ
ンサの容量を小さくすることができる。したがって、サ
ーボアンプを小形化でき、ＡＣサーボモータ１において
電源周波数で発生する漏れ電流を低減することができ
る。なお、本発明は、前記実施例で示した３相、９スロ
ット、８極仕様のスロット巻線形のＡＣサーボモータに
限られず、他の仕様のＡＣサーボモータにも適用するこ
とができるし、さらには、スロット中央部に巻線スペー
スがあるＡＣサーボモータであれば、例えば非重ね集中
巻の平滑電機子巻線形モータやリニアモータにも適用す
ることができる。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば次の
ような効果がある。 (1) ＡＣサーボモータにおいて、各相の固定子コイルの
口出し線を固定子鉄心のヨーク部に複数回巻回し、コモ
ンモードチョークを構成したので、ＰＷＭ制御によるパ
ワー素子のスイッチングノイズを低減することができ
る。 (2) 上記(1) により、サーボアンプの電源ラインとＦＧ
間に挿入されていたスイッチングノイズ抑制用コンデン
サの容量を小さくすることができる。したがって、サー
ボアンプを小形化でき、電源周波数で発生する漏れ電流
を低減することができる。
ような効果がある。 (1) ＡＣサーボモータにおいて、各相の固定子コイルの
口出し線を固定子鉄心のヨーク部に複数回巻回し、コモ
ンモードチョークを構成したので、ＰＷＭ制御によるパ
ワー素子のスイッチングノイズを低減することができ
る。 (2) 上記(1) により、サーボアンプの電源ラインとＦＧ
間に挿入されていたスイッチングノイズ抑制用コンデン
サの容量を小さくすることができる。したがって、サー
ボアンプを小形化でき、電源周波数で発生する漏れ電流
を低減することができる。
【図１】 本発明の実施例を示すＡＣサーボモータの正
断面図である。
断面図である。
【図２】 従来技術におけるＰＷＭ駆動のブロック図で
ある。
ある。
１ ＡＣサーボモータ、 ２ 固定子、 ３ 回転子、 ４ 固定子コア、 ４ａ ヨーク部、 ４ｂ ティース部、 ５ 固定子コイル、 ５ａ 口出し線、 ６ スロット、 ７ 切り欠き、 ８ 回転軸、 ９ 回転子コア、 １０ 永久磁石、 １１ フレームグランド、 １２ ＡＣ部コンデンサ、 １３ ダイオードブリッジ、 １４ ＤＣ部コンデンサ、 １５ パワー素子、 １６ モータ部コンデンサ、 １７ モータコイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA09 AB04 AB06 AE08 5H603 AA01 BB01 BB07 BB09 BB12 CA01 CA05 CB04 CC07 CC11 CC17 CD21 CD22 5H611 AA03 BB01 BB06 PP02 QQ06 QQ07 SS03 TT01 TT05 UA03
Claims (2)
- 【請求項１】 固定子コアの内面に回転磁界形成用の３
相の固定子コイルを装着してなる固定子と、回転子コア
の外周面上に複数個の永久磁石を取り付けてなり、かつ
前記固定子コイルに空隙を介して対向するように配置さ
れた回転子とを有するＡＣサーボモータにおいて、 前記固定子コイルの各相の口出し線を、前記固定子コア
のヨーク部に複数回巻回し、コモンモードチョークを構
成したことを特徴とするＡＣサーボモータ。 - 【請求項２】 前記固定子コイルの各相の口出し線を、
前記固定子コアのヨーク部の磁気回路部外に巻回するこ
とを特徴とする請求項１に記載のＡＣサーボモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001007594A JP2002218691A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | Ａｃサーボモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001007594A JP2002218691A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | Ａｃサーボモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002218691A true JP2002218691A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=18875321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001007594A Pending JP2002218691A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | Ａｃサーボモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002218691A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7078842B2 (en) | 2003-09-18 | 2006-07-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric machine with a damping device |
| JP2010200592A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Yaskawa Electric Corp | Ａｃサーボモータの電機子およびａｃサーボモータ |
| US10003233B2 (en) | 2013-12-13 | 2018-06-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Mechanically and electrically integrated rotary electric machine |
| JP2019213369A (ja) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
| JP2022030833A (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-18 | 株式会社Ihi | 磁極および磁気軸受 |
-
2001
- 2001-01-16 JP JP2001007594A patent/JP2002218691A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7078842B2 (en) | 2003-09-18 | 2006-07-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric machine with a damping device |
| DE10343293B4 (de) * | 2003-09-18 | 2009-06-10 | Siemens Ag | Elektrische Maschine mit Dämpfungseinrichtung |
| JP2010200592A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Yaskawa Electric Corp | Ａｃサーボモータの電機子およびａｃサーボモータ |
| US10003233B2 (en) | 2013-12-13 | 2018-06-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Mechanically and electrically integrated rotary electric machine |
| JP2019213369A (ja) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
| JP2022030833A (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-18 | 株式会社Ihi | 磁極および磁気軸受 |
| JP7512753B2 (ja) | 2020-08-07 | 2024-07-09 | 株式会社Ihi | 磁極および磁気軸受 |
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