电动机系统的制作方法

1.本公开涉及一种电动机系统。


背景技术：

2.在专利文献1中，公开了一种包括驱动轴和驱动着驱动轴旋转的多个电动机的电动机系统。在该电动机系统中，规定电动机所产生的力的最大值比其他规定电动机所产生的力的最大值大。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本公开专利公报特开2018－191455号公报


技术实现要素：

6.－发明要解决的技术问题－
7.到目前为止，还没有对由多个电动机驱动同一根驱动轴旋转的电动机系统的控制方法进行充分的研究。对此，本技术发明人对如何控制这样的电动机系统才能够抑制该电动机系统的功耗这一技术问题进行了反复的研究工作。
8.本公开的目的在于：抑制电动机系统的功耗。
9.－用以解决技术问题的技术方案－
10.本公开的第一方面以电动机系统2为对象。电动机系统2包括：驱动轴30，所述驱动轴30能够绕轴心旋转；第一电动机60和第二电动机70，所述第一电动机60和所述第二电动机70分别驱动所述驱动轴30旋转；第一逆变器91，所述第一逆变器91将用于产生转矩的功率供往所述第一电动机60；第二逆变器92，所述第二逆变器92将用于产生转矩的功率供往所述第二电动机70；以及控制部80，所述控制部80构成为：控制所述第一逆变器91和所述第二逆变器92，并且能够改变所述第一电动机60的输出转矩与所述第二电动机70的输出转矩的比值。
11.在第一方面中，第一电动机60利用从第一逆变器91供来的功率输出转矩。第二电动机70利用从第二逆变器92供来的功率输出转矩。控制部80能够改变第一电动机60的输出转矩与第二电动机70的输出转矩的比值(以下也称为“转矩比值”)。这样一来，通过根据各种运转条件设定转矩比值，或者根据第一电动机60和第二电动机70的特性设定转矩比值，就能够抑制电动机系统2整体的功耗。
12.本公开的第二方面在第一方面的基础上，其特征在于：所述控制部80进行部分停止运转，所述部分停止运转是使所述第一逆变器91或所述第二逆变器92停止功率转换工作的运转。
13.在第二方面中，在部分停止运转中，停止功率转换工作的第一逆变器91或第二逆变器92的功耗降低。这样一来，便能够进一步地抑制电动机系统2的功耗。
14.本公开的第三方面在第一或第二方面的基础上，其特征在于：所述第一逆变器91
的载波频率与所述第二逆变器92的载波频率互不相同。
15.在第三方面中，能够使第一逆变器91和第二逆变器92中载波频率高的一者承担高频和低频的转矩控制，而使第一逆变器91和第二逆变器92中载波频率低的一者承担低频的转矩控制。能够适当地进行从低频到高频的转矩控制，并且能够抑制载波频率低的一者的功耗。因此，能够进一步地抑制电动机系统2的功耗，还不会破坏电动机系统2的功能性。
16.本公开的第四方面在上述第一到第三方面中任一方面的基础上，其特征在于：在转速相对低的区域,所述第一电动机60和所述第二电动机70中的一者比另一者效率高，而在转速相对高的区域，所述第一电动机60和所述第二电动机70中的另一者比一者效率高，与所述转速相对高的区域相比，在所述转速相对低的区域，所述控制部80使所述第一电动机60和所述第二电动机70中一者的输出转矩相对于所述第一电动机60和所述第二电动机70中另一者的输出转矩的比值更高。
17.在第四方面中，在转速相对低的区域和转速相对高的区域，第一电动机60和第二电动机70中效率高一者的输出转矩的比值更高。因此，作为电动机系统2整体能够在较宽的速度区域中高效率地获得输出转矩，从而能够进一步地抑制电动机系统2的功耗。
18.本公开的第五方面在上述第一到第三方面中任一方面的基础上，其特征在于：所述第一电动机60和所述第一逆变器91、所述第二电动机70和所述第二逆变器92，在转速相对低的区域，一者比另一者效率高，且在转速相对高的区域，另一者比一者效率高。与所述转速相对高的区域相比，在所述转速相对低的区域，所述控制部80使所述第一电动机60和所述第一逆变器91、所述第二电动机70和所述第二逆变器92中一者的输出转矩相对于所述第一电动机60和所述第一逆变器91、所述第二电动机70和所述第二逆变器92中另一者的输出转矩的比值更高。
19.在第五方面中，在转速相对低的区域和转速相对高的区域，第一电动机60和第一逆变器91以及第二电动机70和第二逆变器92中效率高的一者的输出转矩的比值更高。因此，作为电动机系统2整体能够在较宽的速度区域中高效率地获得输出转矩，从而能够进一步地抑制电动机系统2的功耗。
20.本公开的第六方面在上述第一到第五方面中任一方面的基础上，其特征在于：所述第一电动机60和所述第二电动机70由无轴承电动机构成，所述控制部80构成为：能够根据表示所述第一电动机60的轴承载荷的第一指标值、和表示所述第二电动机70的轴承载荷的第二指标值，改变所述第一电动机60的输出转矩与所述第二电动机70的输出转矩的比值。
21.在第六方面中，能够根据第一电动机60和第二电动机70的轴承载荷，改变第一电动机60和第二电动机70的输出转矩的比值。
22.本公开的第七方面在上述第六方面的基础上，其特征在于：所述第一指标值，是在第一基准时以后的第二基准时流过所述第一电动机60的支承用线圈67a～67c的电流相对于在所述第一基准时流过所述第一电动机60的支承用线圈67a～67c的电流的比值；所述第二指标值，是在所述第二基准时流过所述第二电动机70的支承用线圈77a～77c的电流相对于在所述第一基准时流过所述第二电动机70的支承用线圈77a～77c的电流的比值。在所述第一指标值比所述第二指标值大的情况下，所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，所述第一电动机60的输出转矩相对于所述第二电动机70的输出转矩的比值比在所述第
一基准时更低，另一方面，在所述第二指标值大于所述第一指标值的情况下，所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，所述第二电动机70的输出转矩相对于所述第一电动机60的输出转矩的比值比在所述第一基准时更低。
23.在第七方面中，使第一电动机60和第二电动机70中，在从第一基准时到第二基准时之间流过支承用线圈67a～67c、77a～77c的电流(以下也称为“支承电流”。)的增加率大的一者的输出转矩的比值，在第二基准时经过了以后更低。此处，第一电动机60和第二电动机70中，用于输出转矩的电流(以下也称为“转矩电流”。)可能会干扰支承力。转矩电流对支承力的干扰随着支承电流变大而更加明显。第七方面是通过抑制第一电动机60和第二电动机70中支承电流的增加率大的一者的转矩电流，来抑制转矩电流对支承力的干扰。这样一来，就能够提高对电动机系统2的控制性。
24.本公开的第八方面在上述第六方面的基础上，其特征在于：所述第一指标值，是在所述第一基准时以后的第二基准时流过所述第一电动机60的支承用线圈67a～67c的电流相对于在第一基准时流过所述第一电动机60的支承用线圈67a～67c的电流的比值；所述第二指标值，是在所述第二基准时流过所述第二电动机70的支承用线圈77a～77c的电流相对于在所述第一基准时流过所述第二电动机70的支承用线圈77a～77c的电流的比值。在所述第一指标值比所述第二指标值大的情况下，所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，所述第一电动机60的输出转矩相对于所述第二电动机70的输出转矩的比值比在所述第一基准时更高，另一方面，在所述第二指标值大于所述第一指标值的情况下，所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，所述第二电动机70的输出转矩相对于所述第一电动机60的输出转矩的比值比在所述第一基准时更高。
25.在第八方面中，使第一电动机60和第二电动机70中，在从第一基准时到第二基准时之间的支承电流的增加率大的一者的输出转矩的比值，在第二基准时经过了以后升高。此处，就第一电动机60和第二电动机70而言，若转矩电流变大，支承力则可能变大。转矩电流带来的支承力的增大会随着支承电流变大而变得明显。第八方面是通过增大第一电动机60和第二电动机70中支承电流的增加率大的一者的转矩电流，来促进由转矩电流带来的支承力的增大。这样一来，就能够有效地增大电动机系统2的支承力。
附图说明
26.图1是示出第一实施方式的涡轮压缩机的结构例的纵剖视图；
27.图2是示出第一无轴承电动机的结构例的横剖视图；
28.图3是示出第二无轴承电动机的结构例的横剖视图；
29.图4是示出第一实施方式的电动机系统的构成例的方框图；
30.图5是示出第一实施方式的控制部的构成例的方框图；
31.图6是示出第一实施方式的转矩分担控制器的构成例的方框图；
32.图7是用于说明第一实施方式的转矩分担比的决定方法的曲线图；
33.图8是用于说明第二实施方式的转矩分担比的决定方法的曲线图；
34.图9是用于说明第二实施方式的转矩分担比的其他决定方法的曲线图；
35.图10是示出第三实施方式的转矩分担控制器的构成例的方框图；
36.图11是示出第四实施方式的转矩分担控制器的构成例的方框图；
37.图12是示出第五实施方式的控制部的构成例的方框图。
具体实施方式
38.(第一实施方式)
39.对第一实施方式进行说明。本实施方式的电动机系统2安装在设置在制冷剂回路(未图示)中、压缩制冷剂的涡轮压缩机1上，但也能够用在其他用途上。
40.〈涡轮压缩机的结构〉
41.如图1所示，涡轮压缩机1包括机壳10、叶轮20以及电动机系统2。电动机系统2具有驱动轴30、触底轴承40、41、推力磁轴承50、控制部80、电源部90、第一无轴承电动机60以及第二无轴承电动机70。第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70并排着布置在驱动轴30的轴向上。第一无轴承电动机60构成第一电动机。第二无轴承电动机70构成第二电动机。
42.需要说明的是，在本说明书中，“轴向”是指旋转轴方向，即驱动轴30轴心的方向，“径向”是指与轴向正交的方向。“外周侧”是指离驱动轴30的轴心较远的一侧，“内周侧”是指离驱动轴30的轴心较近的一侧。
43.－机壳－
44.机壳10形成为两端封闭的圆筒状，且布置成圆筒轴线在水平方向上。机壳10的内部空间由壁部11进行了划分。壁部11右侧的空间构成收纳叶轮20的叶轮室12。壁部11左侧的空间构成收纳第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70的电动机室14。在机壳10内沿轴向延伸的驱动轴30将叶轮20与第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70连结起来。
45.－叶轮－
46.叶轮20利用多个叶片而形成为外形呈大致圆锥形状。叶轮20以固定于驱动轴30的一端的状态收纳在叶轮室12中。吸入管15和喷出管16都连接在叶轮室12上。在叶轮室12的外周部形成有压缩空间13。吸入管15为了将制冷剂从外部引入叶轮室12内而设；喷出管16为了将在叶轮室12内压缩后的高压制冷剂送回外部。
47.－触底轴承－
48.在涡轮压缩机1上设置有两个触底轴承40、41。一个触底轴承40设置在驱动轴30的一端部(图1的右侧端部)附近。另一个触底轴承41设置在驱动轴30的另一端部附近。这些触底轴承40、41构成为当第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70未通电时(换言之，当驱动轴30未上浮时)，对驱动轴30进行支承。
49.－推力磁轴承－
50.如图1所示，推力磁轴承50具有第一电磁铁51和第二电磁铁52。推力磁轴承50构成为：利用电磁力对设置在驱动轴30的另一端部(换言之，与固定有叶轮20的一端部相反一侧的端部)的圆板状部分(以下称为圆板部31)进行支承。推力磁轴承50通过控制在第一电磁铁51和第二电磁铁52中流动的电流，便能够控制驱动轴30的被支承部(圆板部31)在第一电磁铁51和第二电磁铁52的相对方向(换言之，轴向或图1的左右方向)上的位置。
51.－控制部－
52.控制部80根据能够检测圆板部31与推力磁轴承50之间的间隙的间隙传感器(未图示)的检测值，输出用于控制供往推力磁轴承50的电压的电压指令值(推力电压指令值)，以确保驱动轴30位于所期望的位置。控制部80根据能够检测第一无轴承电动机60的定子64与
转子61之间的间隙(未图示)、以及第二无轴承电动机70的定子74与转子71之间的间隙的间隙传感器(未图示)的检测值、以及叶轮20的目标转速和驱动轴30的目标转速信息，输出用于控制供往第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70的电压的电压指令值(电动机电压指令值)。例如，控制部80可以由一个或多个微型计算机(未图示)和使微型计算机工作的程序构成。在后面对控制部80的构成进行详细的叙述。
53.需要说明的是，不一定使用间隙传感器检测定子64与转子61之间的间隙、以及定子74与转子71之间的间隙。例如，也可以基于驱动用线圈66a～66c、76a～76c或支承用线圈67a～67c、77a～77c的电感来检测间隙。
54.－电源部－
55.电源部90根据来自控制部80的推力电压指令值和电动机电压指令值(第一旋转用电压指令值vr1*和第二旋转用电压指令值vr2*、第一上浮用电压指令值vf1*和第二上浮用电压指令值vf2*)，将电压分别供往推力磁轴承50以及第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70。电源部90具有pwm(pulse width modulation：脉冲宽度调制)放大器(未图示)、与第一无轴承电动机60相对应的第一旋转用逆变器91和第一上浮用逆变器93、与第二无轴承电动机70相对应的第二旋转用逆变器92和第二上浮用逆变器94(参照图4)。例如，各逆变器91～94能够由电压型逆变器构成。
56.－第一无轴承电动机－
57.第一无轴承电动机60布置在电动机室14中靠近叶轮20一侧。第一无轴承电动机60构成为：借助电磁力驱动驱动轴30旋转，并且非接触地支承驱动轴30的径向载荷。第一无轴承电动机60具有一对转子61和定子64。转子61固定在驱动轴30上。定子64固定在机壳10的内周壁上。
58.如图2所示，第一无轴承电动机60是表面磁铁型无轴承电动机。第一无轴承电动机60的定子64具有：包括背轭部65a和省略图示的多个齿部的定子铁芯65、以及缠绕在齿部上的驱动用线圈66a～66c和支承用线圈67a～67c。第一无轴承电动机60的转子61具有：转子铁芯62、设置在转子铁芯62的外周面上的多个(本例中为四个)永磁铁63、以及将多个永磁铁63的外周包围起来的保护部件68。
59.定子64的定子铁芯65由磁性材料(例如层叠钢板)制成。定子64的背轭部65a形成为圆筒状。驱动用线圈66a～66c和支承用线圈67a～67c以分布绕组方式绕在各齿部上。需要说明的是，驱动用线圈66a～66c和支承用线圈67a～67c也可以以集中绕组方式绕在各齿部上。
60.驱动用线圈66a～66c是绕在齿部中内周侧的线圈。驱动用线圈66a～66c由图2中用粗实线围起来示出的u相驱动用线圈66a、用粗虚线围起来示出的v相驱动用线圈66b、以及用细实线围起来示出的w相驱动用线圈66c构成。需要说明的是，驱动用线圈66a～66c也可以绕在齿部中外周侧。
61.支承用线圈67a～67c是绕在齿部中外周侧的线圈。支承用线圈67a～67c由图2中用粗实线围起来示出的u相支承用线圈67a、用粗虚线围起来示出的v相支承用线圈67b、以及用细实线围起来示出的w相支承用线圈67c构成。需要说明的是，支承用线圈67a～67c也可以绕在齿部中内周侧。
62.转子61的转子铁芯62形成为圆筒状。在转子铁芯62的中央部位，形成有供驱动轴
30插入的轴孔。转子铁芯62由磁性材料(例如，层叠钢板)制成。在转子铁芯62的外周面上设置有四个永磁铁63，四个永磁铁63分别具有沿着转子铁芯62的外周面的形状，在转子61的周向上四个永磁铁63保持有90
°
的角距。这四个永磁铁63形状彼此相同。各永磁铁63的外周面侧在转子61的周向上交替地出现n极和s极。转子61的保护部件68形成为圆筒状，设置在四个永磁铁63的外周。需要说明的是，图2中的转子61的极数为四个，但也可以不是四个。也可以由多个永磁铁形成转子61的各极。
63.在定子64的齿部与转子61之间形成有大小为lg1的第一气隙ag1。此处，第一气隙ag1的大小等于定子64的齿部与转子61的磁性材料部之间的径向距离。在转子61的保护部件68由非磁性材料形成的情况下，第一气隙ag1的大小等于定子64的齿部与转子61的转子铁芯62之间的径向距离。在转子61的保护部件68由磁性材料形成的情况下，如图2所示，第一气隙ag1的大小等于定子64的齿部与转子61的保护部件68之间的径向距离。第一气隙ag1的大小在整个周向上基本上一定不变，为lg1。需要说明的是，第一气隙ag1的大小也可以在周向上发生变化，在该情况下，将第一气隙ag1在整个周向上的大小的平均值设为lg1。
64.需要说明的是，在本说明书中，气隙ag1、ag2的“大小”是指气隙ag1、ag2在各无轴承电动机60、70所包括的定子64与转子61、定子74与转子71彼此成对的相对方向(换言之，各无轴承电动机60、70的径向)上的长度。
65.－第二无轴承电动机－
66.第二无轴承电动机70布置在电动机室14中远离叶轮20一侧。第二无轴承电动机70构成为：借助电磁力驱动驱动轴30旋转，并且非接触地支承驱动轴30的径向载荷。第二无轴承电动机70具有一对转子71和定子74。转子71固定在驱动轴30上。定子74固定在机壳10的内周壁上。
67.如图3所示，第二无轴承电动机70是表面磁铁型无轴承电动机。第二无轴承电动机70的定子74具有：包括背轭部75a和省略图示的多个齿部的定子铁芯75、以及绕在齿部上的驱动用线圈76a～76c和支承用线圈77a～77c。第二无轴承电动机70的转子71具有：转子铁芯72、设置在转子铁芯72的外周面上的多个(本例中为四个)永磁铁73、以及将多个永磁铁73的外周包围起来的保护部件78。
68.定子74的定子铁芯75由磁性材料(例如，层叠钢板)制成。定子74的背轭部75a形成为圆筒状。驱动用线圈76a～76c和支承用线圈77a～77c以集中绕组方式绕在各齿部上。需要说明的是，驱动用线圈76a～76c和支承用线圈77a～77c也可以以分布绕组方式绕在各齿部上。需要说明的是，第二无轴承电动机70的定子铁芯75的形状(例如外径、内径、槽数等)也可以与第一无轴承电动机60的定子铁芯65的形状不同。构成第二无轴承电动机70的定子铁芯75的材料也可以与构成第一无轴承电动机60的定子铁芯65的材料不同。
69.驱动用线圈76a～76c是绕在齿部中内周侧的线圈。驱动用线圈76a～76c由图3中用粗实线围起来示出的u相驱动用线圈76a、用粗虚线围起来示出的v相驱动用线圈76b、以及用细实线围起来示出的w相驱动用线圈76c构成。需要说明的是，驱动用线圈76a～76c也可以绕在齿部中外周侧。第二无轴承电动机70的驱动用线圈76a～76c的匝数也可以与第一无轴承电动机60的驱动用线圈66a～66c的匝数不同。
70.支承用线圈77a～77c是绕在齿部中外周侧的线圈。支承用线圈77a～77c由图3中用粗实线围起来示出的u相支承用线圈77a、用粗虚线围起来示出的v相支承用线圈77b、以
及用细实线围起来示出的w相支承用线圈77c构成。需要说明的是，支承用线圈77a～77c也可以绕在齿部中内周侧。第二无轴承电动机70的支承用线圈77a～77c的匝数也可以与第一无轴承电动机60的支承用线圈67a～67c的匝数不同。
71.转子71的转子铁芯72形成为圆筒状。在转子铁芯72的中央部位形成有供驱动轴30插入的轴孔。转子铁芯72由磁性材料(例如，层叠钢板)制成。在转子铁芯72的外周面上设置有四个永磁铁73，四个永磁铁73分别具有沿着转子铁芯72的外周面的形状，在转子71的周向上四个永磁铁73之间保持有90
°
的角距。这四个永磁铁73形状彼此相同。各永磁铁73的外周面侧在转子71的周向上交替地出现n极和s极。转子71的保护部件78形成为圆筒状，设置在四个永磁铁73的外周。转子71的极数为四个，但也可以不是四个。第二无轴承电动机70的转子71的极数也可以与第一无轴承电动机60的转子61的极数不同。也可以由多个永磁铁73形成转子71的各极。构成第二无轴承电动机70的转子71的各极的永磁铁73的数量也可以与构成第一无轴承电动机60的转子61的各极的永磁铁63的数量不同。
72.在定子74的齿部与转子71之间形成有大小为lg2的第二气隙ag2。此处，第二气隙ag2的大小等于子74的齿部与转子71的磁性材料部之间的径向距离。在转子71的保护部件78由非磁性材料形成的情况下，第二气隙ag2的大小等于定子74的齿部与转子71的转子铁芯72之间的径向距离。在转子71的保护部件78由磁性材料形成的情况下，如图3所示，第二气隙ag2的大小等于定子74的齿部与转子71的保护部件78之间的径向距离。第二气隙ag2的大小在整个周向上基本上一定不变，为lg2。需要说明的是，第二气隙ag2的大小也可以在周向上发生变化，在该情况下，将第二气隙ag2在整个周向上的大小的平均值设为lg2。
73.如图2和图3所示，第一无轴承电动机60的第一气隙ag1的大小lg1与第二无轴承电动机70的第二气隙ag2的大小lg2彼此不等。具体而言，第一气隙ag1小于第二气隙ag2。
74.〈电动机系统的构成〉
75.如图4所示，电动机系统2包括控制部80、第一旋转用逆变器91和第二旋转用逆变器92、第一上浮用逆变器93和第二上浮用逆变器94、以及第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70。
76.各旋转用逆变器91、92接受来自控制部80的各旋转用电压指令值vr1*、vr2*，并将旋转用(或用于产生转矩)的电压(或功率)供往各无轴承电动机60、70。各无轴承电动机60、70利用供来的旋转用电压来驱动驱动轴30和叶轮20旋转。由第一旋转用电流传感器101和第二旋转用电流传感器102检测在将各旋转用逆变器91、92与各无轴承电动机60、70电连接起来的电线中流动的电流。各旋转用电流传感器101、102的检测值(第一旋转用电流检测值ir1和第二旋转用电流检测值ir2)被送往控制部80。第一旋转用电流传感器101和第二旋转用电流传感器102构成电流检测部。
77.各上浮用逆变器93、94接受来自控制部80的各上浮用电压指令值vf1*、vf2*，并将上浮用(或支承用)的电压(或功率)供往各无轴承电动机60、70。各无轴承电动机60、70利用供来的上浮用电压，非接触地支承驱动轴30。由第一上浮用电流传感器103和第二上浮用电流传感器104检测在将各上浮用逆变器93、94与各无轴承电动机60、70电连接起来的电线中流动的电流。各上浮用电流传感器103、104的检测值(第一上浮用电流检测值if1和第二上浮用电流检测值if2)被送往控制部80。
78.－控制部－
79.如图5所示，控制部80包括速度控制器81、转矩分担控制器82、以及第一转矩控制器83和第二转矩控制器84。需要说明的是，控制部80还包括输出用于控制各无轴承电动机60、70的支承力的第一上浮用电压指令值vf1*和第二上浮用电压指令值vf2*的控制系统，省略图示和说明。
80.速度控制器81以速度指令值w*和速度检测值w作为输入，根据两者间的偏差输出整体转矩指令ta*。速度控制器81输出的整体转矩指令ta*被输入转矩分担控制器82。速度检测值w可以由省略图示的转速传感器检测，也可以根据第一旋转用电流检测值ir1和第二旋转用电流检测值ir2等进行推测。
81.转矩分担控制器82以整体转矩指令ta*(或整体转矩指令ta*以及第一上浮用电流检测值if1和第二上浮用电流检测值if2)作为输入，输出与第一无轴承电动机60相对应的第一转矩指令t1*、和与第二无轴承电动机70相对应的第二转矩指令t2*。第一转矩指令t1*和第二转矩指令t2*之和相当于电动机系统2整体所要求的转矩。
82.具体而言，如图6所示，转矩分担控制器82包括乘法器82a和减法器82b。乘法器82a输出在输入的整体转矩指令ta*上乘以与整体转矩指令ta*相对应的转矩分担比k而得到的值。乘法器82a的输出，被作为第一转矩指令t1*从转矩分担控制器82输出。减法器82b输出从整体转矩指令ta*减去乘法器82a的输出后而得到的值。减法器82b的输出，被作为第二转矩指令t2*从转矩分担控制器82输出。
83.第一转矩控制器83以第一转矩指令t1*和第一旋转用电流检测值ir1作为输入，输出第一旋转用电压指令值vr1*。第一转矩控制器83输出的第一旋转用电压指令值vr1*被输入第一旋转用逆变器91中。
84.第二转矩控制器84以第二转矩指令t2*和第二旋转用电流检测值ir2作为输入，输出第二旋转用电压指令值vr2*。第二转矩控制器84输出的第二旋转用电压指令值vr2*被输入第二旋转用逆变器92。
85.－旋转用逆变器－
86.第一旋转用逆变器91接收来自控制部80的第一旋转用电压指令值vr1*，将旋转用电压供往第一无轴承电动机60。第二旋转用逆变器92接收来自控制部80的第二旋转用电压指令值vr2*，将旋转用电压供往第二无轴承电动机70。第一旋转用逆变器91构成第一逆变器。第二旋转用逆变器91构成第二逆变器。
87.－上浮用逆变器－
88.第一上浮用逆变器93接收来自控制部80的第一上浮用电压指令值vf1*，将上浮用电压供往第一无轴承电动机60。第二上浮用逆变器92接收来自控制部80的第二上浮用电压指令值vf2*，将上浮用电压供往第二无轴承电动机70。
89.〈转矩分担比的决定方法〉
90.对控制部80(具体而言，是转矩分担控制器82)决定转矩分担比k的决定方法(第一到第五决定方法)进行说明。控制部80通过根据第一到第五决定方法改变转矩分担比k，能够改变转矩比值。需要说明的是，在本实施方式中，转矩分担比k被设定在0～1的范围内。通过在该范围内设定转矩分担比k，能够阻止第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中的一者进行动力运行工作且另一者进行再生工作，从而能够避免产生不必要的损失。需要说明的是，在将转矩分担比k设定在该范围内的情况下，第一无轴承电动机60和第二无轴承
电动机70或者是二者均进行动力运行工作，或者是二者均进行再生工作，或者是一者进行动力运行工作或再生工作且另一者不产生转矩。
91.－第一决定方法－
92.第一决定方法是一种根据转速范围使效率更高的无轴承电动机60、70输出更多转矩的方法。
93.此处，在转速相对较低的区域，第一无轴承电动机60比第二无轴承电动机70效率高。在转速相对低的区域，第一无轴承电动机60和第一旋转用逆变器91比第二无轴承电动机70和第二旋转用逆变器92效率高。另一方面，在转速相对高的区域，第二无轴承电动机70比第一无轴承电动机60效率高。在转速相对高的区域，第二无轴承电动机70和第二旋转用逆变器92比第一无轴承电动机60和第一旋转用逆变器91效率高。
94.在第一决定方法中，在控制部80使电动机系统2在转速相对低的区域运转的情况下，如果仅用第一无轴承电动机60就能够输出所要求的转矩，就将转矩分担比k设为1。换言之，此时，控制部80使第一无轴承电动机60输出转矩，而不使第二无轴承电动机70输出转矩。此时，控制部80也可以进行使第二旋转用逆变器92停止进行功率转换工作(或开关工作)的部分停止运转。
95.在控制部80使电动机系统2在转速相对低的区域运转的情况下，如果仅用第一无轴承电动机60无法输出所要求的转矩，便随着所要求的转矩的增大而减小转矩分担比k。换言之，此时，控制部80一方面使第一无轴承电动机60输出实质上最大的转矩，另一方面使第二无轴承电动机70输出相对于电动机系统2所要求的转矩而言不足的那一部分转矩。
96.在第一决定方法中，在控制部80使电动机系统2在转速相对高的区域运转的情况下，如果仅用第二无轴承电动机70就能够输出所要求的转矩，则将转矩分担比k设为0。换言之，此时，控制部80使第二无轴承电动机70输出转矩，而不使第一无轴承电动机60输出转矩。此时，控制部80也可以进行使第一旋转用逆变器91停止进行功率转换工作(或开关工作)的部分停止运转。
97.在控制部80使电动机系统2在转速相对高的区域运转的情况下，如果仅用第二无轴承电动机70无法输出要求转矩，便随着所要求的转矩的增大而增大转矩分担比k。换言之，此时，控制部80一方面使第二无轴承电动机70输出实质上最大的转矩，另一方面使第一无轴承电动机60输出相对于电动机系统2要求的转矩而言不足的那一部分转矩。
98.－第二决定方法－
99.第二决定方法是一种根据各无轴承电动机60、70的轴承载荷，抑制转矩电流对支承力的干扰的方法。
100.在第二决定方法中，控制部80根据表示第一无轴承电动机60的轴承载荷的第一指标值、和表示第二无轴承电动机70的轴承载荷的第二指标值来改变转矩比值。
101.第一指标值，是第一无轴承电动机60在第二基准时的支承电流相对于第一无轴承电动机60在第一基准时的支承电流的比值。第二指标值，是第二无轴承电动机70在第二基准时的支承电流相对于第二无轴承电动机70在第一基准时的支承电流的比值。
102.第一基准时，例如可以是由于电动机系统2非接触地支承静止的驱动轴30的时刻、由电动机系统2非接触地支承以一定速度旋转的驱动轴30的时刻、或者过去的被周期性地更新的任意时刻。第二基准时是第一基准时以后的任意时刻。
103.第一指标值大于1，意味着第一无轴承电动机60的支承电流在从第一基准时到第二基准时之间增加了。随着支承电流的增加率从第一基准时到第二基准时变大，第一指标值也变大。第一指标值小于1，意味着第一无轴承电动机60的支承电流在从第一基准时到第二基准时之间减少了。随着支承电流的减少率从第一基准时到第二基准时变大，第一指标值变小。本段落的事项对于第二指标值与第二无轴承电动机70的支承电流之间的关系也适用。
104.在第二决定方法中，在第一指标值比第二指标值大的情况下，控制部80使在第二基准时经过了以后(例如，第二基准时刚刚经过了以后)，转矩分担比k比在第一基准时小。换言之，在第一无轴承电动机60的支承电流的增加率比第二无轴承电动机70的支承电流的增加率大的情况下，控制部80使在第二基准时经过了以后，第一无轴承电动机60的输出转矩相对于第二无轴承电动机70的输出转矩的比值比在第一基准时更低。
105.在第二决定方法中，在第二指标值比第一指标值大的情况下，控制部80使在第二基准时经过了以后，转矩分担比k比在第一基准时大。换言之，在第二无轴承电动机70的支承电流的增加率比第一无轴承电动机60的支承电流的增加率大的情况下，控制部80使在第二基准时经过了以后，第二无轴承电动机70的输出转矩相对于第一无轴承电动机60的输出转矩的比值比在第一基准时更低。
106.－第三决定方法－
107.第三决定方法是一种根据各无轴承电动机60、70的轴承载荷，利用转矩电流增大支承力的方法。
108.在第三决定方法中，控制部80根据表示第一无轴承电动机60的轴承载荷的第一指标值、和表示第二无轴承电动机70的轴承载荷的第二指标值来改变转矩比值。此处，第一指标值和第二指标值与上述第二决定方法中的相同。
109.在第三决定方法中，在第一指标值比第二指标值大的情况下，控制部80使在第二基准时经过了以后(例如，第二基准时刚刚经过了以后)，转矩分担比k比在第一基准时大。换言之，在第一无轴承电动机60的支承电流的增加率比第二无轴承电动机70的支承电流的增加率大的情况下，控制部80使在第二基准时经过了以后，第一无轴承电动机60的输出转矩相对于第二无轴承电动机70的输出转矩的比值比在第一基准时更高。
110.在第三决定方法中，在第二指标值比第一指标值大的情况下，控制部80使在第二基准时经过了以后，转矩分担比k比在第一基准时小。换言之，在第二无轴承电动机70的支承电流的增加率比第一无轴承电动机60的支承电流的增加率大的情况下，控制部80使在第二基准时经过了以后，第二无轴承电动机70的输出转矩相对于第一无轴承电动机60的输出转矩的比值比在第一基准时更高。
111.－第四决定方法－
112.第四决定方法是一种根据表数据简单地决定转矩分担比k的方法。
113.控制部80包括以整体转矩指令ta*和速度检测值w(或速度指令值w*)为输入、且以转矩分担比k为输出的表数据。或者，控制部80包括以整体转矩指令ta*、速度检测值w(或速度指令值w*)、以及第一上浮用电流检测值if1和第二上浮用电流检测值if2为输入，且以转矩分担比k为输出的表数据。
114.在第四决定方法中，向控制部80输入整体转矩指令ta*和速度检测值w(或速度指
令值w*)，或者向控制部80输入整体转矩指令ta*、速度检测值w(或速度指令值w*)、以及第一上浮用电流检测值if1和第二上浮用电流检测值if2。控制部80根据各输入和表数据决定转矩分担比k。
115.－第五决定方法－
116.第五决定方法是一种根据多个三维表数据决定能够抑制电动机系统2的功耗的转矩分担比k的方法。
117.控制部80包括分别针对第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70的让x轴表示速度检测值w(或速度指令值w*)、让y轴表示整体转矩指令ta*、且让z轴表示功耗的三维表数据。
118.在第五决定方法中，向控制部80输入整体转矩指令ta*和速度检测值w(或速度指令值w*)。控制部80根据各输入和各三维表数据，决定电动机系统2的功耗达到最小的转矩分担比k。
119.参照图7对第五决定方法的具体情况进行说明。图7是在使电动机系统2以规定的旋转速度运转的状态下的、让横轴表示转矩分担比k且让纵轴表示电动机系统2的功耗的曲线图。在图7中，细实线表示第一无轴承电动机60和第一旋转用逆变器91的功耗，细虚线表示第二无轴承电动机70和第二旋转用逆变器92的功耗，粗实线表示两功耗之和(换言之，电动机系统2的功耗)。在图7中，与转矩分担比k为0的情况相对应的黑点表示电动机系统2的使第一旋转用逆变器91停止功率转换工作时的功耗，与转矩分担比k为1的情况相对应的黑点表示电动机系统2的使第二旋转用逆变器92停止功率转换工作时的功耗。
120.在第五决定方法中，控制部80在不使第一旋转用逆变器91和第二旋转用逆变器92停止功率转换工作的情况下，选择图7中用粗实线表示的电动机系统2的功耗达到最小的转矩分担比k(在图7中用白点表示)。在不使第一旋转用逆变器91和第二旋转用逆变器92停止功率转换工作的情况下，能够抑制控制响应相对于整体转矩指令ta*波动的延迟。
121.在第五决定方法中，控制部80在可以使第一旋转用逆变器91或第二旋转用逆变器92停止功率转换工作的情况下，选择图7中用粗实线或各黑点表示的电动机系统2的功耗达到最小的转矩分担比k(在图7的例子中为0)。在使第一旋转用逆变器91或第二旋转用逆变器92停止功率转换工作的情况下，能够降低电动机系统2的功耗。
122.例如，可以将爬山算法等搜索方法应用到上述各决定方法中的转矩分担比k的选择中，或者，还可以将q学习(q
‑
learning)、回归分析、时间序列分析、决策树、支持向量机、神经网络或集成学习等机器学习应用到上述各决定方法中的转矩分担比k的选择中。
123.－第一实施方式的效果－
124.本实施方式的电动机系统2包括：驱动轴30，所述驱动轴30能够绕轴心旋转；第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70，所述第一无轴承电动机60和所述第二无轴承电动机70分别驱动所述驱动轴30旋转；第一旋转用逆变器91，所述第一旋转用逆变器91将用于产生转矩的功率供往所述第一无轴承电动机60；第二旋转用逆变器92，所述第二旋转用逆变器92将用于产生转矩的功率供往所述第二无轴承电动机70；以及控制部80，所述控制部80构成为：控制所述第一旋转用逆变器91和所述第二旋转用逆变器92，并且能够改变所述第一无轴承电动机60的输出转矩与所述第二无轴承电动机70的输出转矩的比值。因此，第一无轴承电动机60利用从第一旋转用逆变器91供来的功率输出转矩。第二无轴承电动机70
利用从第二旋转用逆变器92供来的功率输出转矩。控制部80能够改变第一无轴承电动机60的输出转矩与第二无轴承电动机70的输出转矩的比值(也称为“转矩比值”)。这样一来，通过根据各种运转条件设定转矩比值，或者根据第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70的特性设定转矩比值，便能够抑制电动机系统2整体的功耗。
125.在本实施方式的电动机系统2中，所述控制部80进行使所述第一旋转用逆变器91或所述第二旋转用逆变器92停止功率转换工作的部分停止运转。因此，在部分停止运转中，停止功率转换工作的第一旋转用逆变器91或第二旋转用逆变器92的功耗能够降低。这样一来，便能够进一步地抑制电动机系统2的功耗。
126.在本实施方式的电动机系统2中，在转速相对低的区域，所述第一无轴承电动机60比所述第二无轴承电动机70效率高；在转速相对高的区域，所述第二无轴承电动机70比所述第一无轴承电动机60效率高。所述控制部80使在所述转速相对低的区域，与所述转速相对高的区域相比，所述第一无轴承电动机60的输出转矩相对于所述第二无轴承电动机70的输出转矩的比值更高。因此，在转速相对低的区域和转速相对高的区域，分别是第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中效率较高的一者的输出转矩的比值高。因此，作为电动机系统2整体能够在较宽的速度区域中高效率地获得输出转矩，从而能够进一步地抑制电动机系统2的功耗。
127.就本实施方式的电动机系统2而言，在转速相对低的区域，所述第一无轴承电动机60和所述第一旋转用逆变器91比所述第二无轴承电动机70和所述第二旋转用逆变器92效率高，且在转速相对高的区域，所述第二无轴承电动机70和所述第二旋转用逆变器92比所述第一无轴承电动机60和所述第一旋转用逆变器91效率高。所述控制部80使在所述转速相对低的区域，与所述转速相对高的区域相比，所述第一无轴承电动机60和所述第一旋转用逆变器91的输出转矩相对于所述第二无轴承电动机70和所述第二旋转用逆变器92的输出转矩的比值更高。因此，在转速相对低的区域和转速相对高的区域，分别是第一无轴承电动机60和第一旋转用逆变器91、第二无轴承电动机70和第二旋转用逆变器92中效率较高一者的输出转矩的比值更高。因此，作为电动机系统2整体能够在较宽的速度区域高效率地获得输出转矩，从而能够进一步地抑制电动机系统2的功耗。
128.在本实施方式的电动机系统2中，所述控制部80构成为：能够根据表示所述第一无轴承电动机60的轴承载荷的第一指标值、和表示所述第二无轴承电动机70的轴承载荷的第二指标值，改变所述第一无轴承电动机60的输出转矩与所述第二无轴承电动机70的输出转矩的比值。因此，能够根据第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70的轴承载荷，改变第一无轴承电动机60与第二无轴承电动机70的输出转矩的比值。
129.本实施方式的电动机系统2中，所述第一指标值，是在所述第一基准时以后的第二基准时流过所述第一无轴承电动机60的支承用线圈67a～67c的电流相对于在第一基准时流过所述第一无轴承电动机60的支承用线圈67a～67c的电流的比值；所述第二指标值，是在所述第二基准时流过所述第二无轴承电动机70的支承用线圈77a～77c的电流相对于在所述第一基准时流过所述第二无轴承电动机70的支承用线圈77a～77c的电流的比值。在所述第一指标值大于所述第二指标值的情况下，所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，所述第一无轴承电动机60的输出转矩相对于所述第二无轴承电动机70的输出转矩的比值比在所述第一基准时更低，另一方面，在所述第二指标值大于所述第一指标值的情况下，
所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，所述第二无轴承电动机70的输出转矩相对于所述第一无轴承电动机60的输出转矩的比值比在所述第一基准时更低。另一方面，在所述第二指标值大于所述第一指标值的情况下，所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，所述第二无轴承电动机70的输出转矩相对于所述第一无轴承电动机60的输出转矩的比值比在所述第一基准时更低。因此，使第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中在从第一基准时到第二基准时之间流过支承用线圈67a～67c、77a～77c的电流(也称为“支承电流”。)的增加率大的一者的输出转矩的比值在第二基准时经过了以后更低。此处，在第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中，用于输出转矩的电流(也称为“转矩电流”。)会干扰支承力。转矩电流对支承力的干扰会随着支承电流变大而更明显。本实施方式的电动机系统2中，通过抑制第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中支承电流的增加率大的一者的转矩电流来抑制转矩电流对支承力的干扰。这样一来，就能够提高对电动机系统2的控制性。
130.本实施方式的电动机系统2中，所述第一指标值，是在所述第一基准时以后的第二基准时流过所述第一无轴承电动机60的支承用线圈67a～67c的电流相对于在第一基准时流过所述第一无轴承电动机60的支承用线圈67a～67c的电流的比值；所述第二指标值，是在所述第二基准时流过所述第二无轴承电动机70的支承用线圈77a～77c的电流相对于在所述第一基准时流过所述第二无轴承电动机70的支承用线圈77a～77c的电流的比值。在所述第一指标值大于所述第二指标值的情况下，所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，第一无轴承电动机60的输出转矩相对于所述第二无轴承电动机70的输出转矩的比值比在所述第一基准时更高，另一方面，在所述第二指标值大于所述第一指标值的情况下，所述控制部80使在所述第二基准时经过了以后，所述第二无轴承电动机70的输出转矩相对于所述第一无轴承电动机60的输出转矩的比值比在所述第一基准时更高。因此，使第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中从第一基准时到第二基准时之间的支承电流的增加率大的一者的输出转矩的比值在第二基准时经过了以后升高。此处，在第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中，若转矩电流变大，则支承力有可能变大。转矩电流引起的支承力的增大会随着支承电流变大而更加明显。本实施方式的电动机系统2，是通过增大第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中支承电流的增加率大的一者的转矩电流，来促进转矩电流带来的支承力的增大的。这样一来，就能够有效地增大电动机系统2的支承力。
131.(第二实施方式)
132.对第二实施方式进行说明。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于：在本实施方式的电动机系统2中，第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70的特性彼此相同。下面，主要对与上述第一实施方式的不同点进行说明。
133.第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70的结构与图2所示的上述第一实施方式的第一无轴承电动机60的结构相同。对该情况下的转矩分担比k的决定方法(第六决定方法和第七决定方法)进行说明。
134.－第六决定方法－
135.第六决定方法是一种改变根据整体转矩指令ta*驱动的无轴承电动机60、70的台数的方法。
136.图8的上段部分是让横轴表示整体转矩指令ta*相对于第一或第二旋转用逆变器
91、92能够输出的转矩的比值(以下也称为“整体转矩指令比值r_ta”)，且让纵轴表示转矩分担比k而示出的曲线图。图8的中段部分是让横轴表示整体转矩指令比值r_ta，且让纵轴表示第一转矩指令t1*相对于第一旋转用逆变器91或第二旋转用逆变器92能够输出的转矩的比值(以下也称为“第一转矩指令比值r_t1”)而示出的曲线图。图8的下段部分是让横轴表示整体转矩指令比值r_ta，且让纵轴表示第二转矩指令t2*相对于第一旋转用逆变器91或第二旋转用逆变器92能够输出的转矩的比值(以下也称为“第二转矩指令比值r_t2”)而示出的曲线图。
137.如图8的上段部分所示，在第六决定方法中，控制部80在整体转矩指令比值r_ta为0～0.9的范围内将转矩分担比k设为1。在该范围内，如图8的中段部分所示，第一转矩指令比值r_t1与整体转矩指令比值r_ta成正比。另一方面，在该范围内，第二转矩指令比值r_t2恒定为0。换言之，在该范围内，控制部80仅使第一无轴承电动机60输出电动机系统2所要求的转矩。
138.此处，0.9是台数变更阈值th的一例。台数变更阈值th是在整体转矩指令比值r_ta达到该台数变更阈值th以上的情况下，控制部80使输出转矩的无轴承电动机60、70的台数增加的阈值。台数变更阈值th可以是任意的值，但优选为0.8～0.95。
139.如图8的上段部分所示，在第六决定方法中，控制部80在整体转矩指令比值r_ta为0.9～2的范围内将转矩分担比k设为0.5。在该范围内，如图8的中段部分和下段部分所示，第一转矩指令比值r_t1和第二转矩指令比值r_t2取彼此相同的值且与整体转矩指令比值r_ta成正比。换言之，在该范围内，控制部80使第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70实质上各输出电动机系统2所要求的转矩的一半。
140.－第七决定方法－
141.第七决定方法是改变根据整体转矩指令ta*驱动的无轴承电动机60、70的台数的另一种方法。
142.图9的上段部分是让横轴表示整体转矩指令比值r_ta、且让纵轴表示转矩分担比k而示出的曲线图。图9的中段部分是让横轴表示整体转矩指令比值r_ta、且让纵轴表示第一转矩指令比值r_t1而示出的曲线图。图9的下段部分是让横轴表示整体转矩指令比值r_ta、且让纵轴表示第二转矩指令比值r_t2而示出的曲线图。
143.如图9的上段部分所示，在第七决定方法中，控制部80在整体转矩指令比值r_ta为0～0.9的范围内将转矩分担比k设为1。在该范围内，如图9的中段部分所示，第一转矩指令比值r_t1与整体转矩指令比值r_ta成正比。另一方面，在该范围内，第二转矩指令比值r_t2恒定为0。换言之，在该范围内，控制部80仅使第一无轴承电动机60输出电动机系统2所要求的转矩。
144.此处，0.9是台数变更阈值th的一例。台数变更阈值th可以是任意的值，但优选为0.8～0.95。
145.如图9的上段部分所示，在第七决定方法中，控制部80在整体转矩指令比值r_ta为0.9～1.8的范围内使转矩分担比k从1减少到0.5。在该范围内，如图9的中段部分所示，第一转矩指令比值r_t1恒定为0.9。在该范围内，如图9的下段部分所示，第二转矩指令比值r_t2与整体转矩指令比值r_ta成正比。换言之，在该范围内，控制部80使第二无轴承电动机70输出电动机系统2所要求的转矩中仅靠第一无轴承电动机60的输出转矩仍然不足的那一部分
转矩。
146.如图9的上段部分所示，在第七决定方法中，控制部80在整体转矩指令比值r_ta为1.8～2的范围内将转矩分担比k设为0.5。在该范围内，如图9的中段部分和下段部分所示，第一转矩指令比值r_t1和第二转矩指令比值r_t2取彼此相同的值且与整体转矩指令比值r_ta成正比。换言之，在该范围内，控制部80使第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70实质上各输出电动机系统2所要求的转矩的一半。
147.－第二实施方式的效果－
148.根据本实施方式的电动机系统2，也能够收到与上述第一实施方式相同的效果。
149.本实施方式的电动机系统2的控制方法中，在整体转矩指令比值r_ta在小于1的规定的台数变更阈值th以下的情况下，控制部80仅使所述第一无轴承电动机60或仅使所述第二无轴承电动机70输出转矩，另一方面，在整体转矩指令比值r_ta超过所述台数变更阈值th的情况下，控制部80使所述第一无轴承电动机60和所述第二无轴承电动机70均输出转矩。此处，如果在整体转矩指令比值r_ta在1以下的整个范围内仅使第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中的一者输出转矩，则在整体转矩指令比值r_ta超过1时，就需要起动第一无轴承电动机60和第二无轴承电动机70中的另一者。由于该起动需要一定程度的时间，因此当整体转矩指令比值r_ta超过1时，电动机系统2的响应性就有可能遭受破坏。相对于此，在本实施方式中，当整体转矩指令比值r_ta超过小于1的规定的台数变更阈值th时，则要起动到那时尚未起动的第一无轴承电动机60或第二无轴承电动机70。即使该起动需要一定程度的时间，所要求的转矩的增大量也能够由到那时已起动的第一无轴承电动机60或第二无轴承电动机70来应对。因此，即使在整体转矩指令比值r_ta超过1时，也不会破坏电动机系统2的响应性，能够提高电动机系统2的响应性。
150.(第三实施方式)
151.对第三实施方式进行说明。本实施方式与上述第一实施方式的不同之处在转矩分担控制器82等的结构上。下面，主要对与上述第一实施方式的不同点进行说明。
152.如图10所示，转矩分担控制器82包括低通滤波器82c。低通滤波器82c布置在与整体转矩指令ta*相对应的分支点和乘法器82a之间。这样一来，针对第一无轴承电动机60的第一转矩指令t1*便包括低频分量(例如，整体转矩指令ta*的基本成分)，但实质上不包括高频分量(例如，外部干扰成分)，另一方面，针对第二无轴承电动机70的第二转矩指令t2*包括低频分量和高频分量。
153.第一旋转逆变器91的载波频率与第二旋转逆变器92的载波频率互不相同。具体而言，第一旋转逆变器91的载波频率比第二旋转逆变器92的载波频率低。第一旋转用逆变器91的载波频率只要能够对应上述低频分量就足够了。另一方面，第二旋转用逆变器92的载波频率，除了上述低频分量之外，还需要能够对应上述高频分量。
154.－第三实施方式的效果－
155.根据本实施方式的电动机系统2，也能够收到与上述第一实施方式相同的效果。
156.本实施方式的电动机系统2中，所述第一旋转逆变器91的载波频率与所述第二旋转逆变器92的载波频率互不相同。因此，针对第一旋转用逆变器91和第二旋转用逆变器92能够进行以下控制，一方面使载波频率高的一者承担高频和低频的转矩控制，另一方面使载波频率低的一者承担低频的转矩控制的控制。既能够适当地进行从低频到高频的转矩控
制，又能够抑制载波频率低的一者的功耗。因此，能够进一步地抑制电动机系统2的功耗，还不会破坏电动机系统2的功能性。
157.(第四实施方式)
158.对第四实施方式进行说明。本实施方式与上述第三实施方式的不同之处在转矩分担控制器82等的结构上。下面，主要对与上述第三实施方式的不同点进行说明。
159.如图11所示，转矩分担控制器82包括低频分量去除器82d、选择开关82e、第一高频分量加法器82f以及第二高频分量加法器82g。
160.低频分量去除器82d将整体转矩指令ta*和低通滤波器82c的输出作为输入，输出从整体转矩指令ta*中减去低通滤波器82c的输出后得到的结果。换言之，低频分量去除器82d输出整体转矩指令ta*中所包含的高频分量。例如，低频分量去除器82d能够由减法器构成。
161.选择开关82e是选择将低频分量去除器82d的输出(换言之，整体转矩指令ta*的高频分量)加在第一转矩指令t1*和第二转矩指令t2*中的任一者上的一种开关。选择开关82e能够切换成用于将低频分量去除器82d的输出加在第一转矩指令t1*上的第一状态(图11中实线表示的状态)、和用于将低频分量去除器82d的输出加在第二转矩指令t2*上的第二状态(图11中虚线表示的状态)。
162.第一高频分量加法器82f是一种在选择开关82e处于第一状态的情况下使第一转矩指令t1*包含低频分量去除器82d的输出的加法器。换言之，在选择开关82e处于第一状态的情况下，第一转矩指令t1*包含低频分量和高频分量。另一方面，在选择开关82e处于第二状态的情况下，第一转矩指令t1*包含低频分量但实质上不包含高频分量。
163.第二高频分量加法器82g是一种在选择开关82e处于第二状态的情况下使第二转矩指令t2*包含低频分量去除器82d的输出的加法器。换言之，在选择开关82e处于第二状态的情况下，第二转矩指令t2*包含低频分量和高频分量。另一方面，在选择开关82e处于第一状态的情况下，第二转矩指令t2*包含低频分量但实质上不包含高频分量。
164.控制部80也可以使选择开关82e在第一状态和第二状态之间周期性地切换。控制部80在使选择开关82e处于第一状态的情况下，可以使第一旋转用逆变器91的载波频率高于第二旋转用逆变器92的载波频率。控制部80在使选择开关82e处于第二状态的情况下，可以使第二旋转用逆变器92的载波频率高于第一旋转用逆变器91的载波频率。这样一来，能够避免只有第一旋转用逆变器91和第二旋转用逆变器92中的一者持续地以高载波频率工作。这样一来，便能够延长第一旋转用逆变器91和第二旋转用逆变器92所包括的开关元件的寿命，进而能够延长电动机系统2的寿命。
165.－第四实施方式的效果－
166.根据本实施方式的电动机系统2，也能够收到与上述第三实施方式相同的效果。
167.本实施方式的电动机系统2构成为：控制部80能够将电动机系统2切换为上述第一旋转用逆变器91的载波频率比上述第二旋转用逆变器92的载波频率高的状态、和上述第二旋转用逆变器92的载波频率比上述第一旋转用逆变器91的载波频率高的状态。因此，能够抑制第一旋转用逆变器91和第二旋转用逆变器92中载波频率低的一者的功耗，进而能够抑制电动机系统2的功耗。
168.(第五实施方式)
169.对第五实施方式进行说明。本实施方式与上述第一实施方式不同之处在于：在本实施方式的电动机系统2中，控制部80不包括转矩分担控制器82。下面，主要对与上述第一实施方式的不同点进行说明。
170.如图12所示，控制部80构成为：一方面利用反馈控制生成第一转矩指令tt和与其相对应的第一旋转用电压指令值vr1*，另一方面利用前馈控制生成第二转矩指令t2*和与其相对应的第二旋转用电压指令值vr2*。
171.第二转矩指令t2*例如既可以是固定值，也可以是利用规定的表数据从速度检测值w(或速度指令值w*)得到的值，或者还可以是利用其他规定的表数据从速度检测值(或速度指令值w*)和制冷剂压力(例如，涡轮压缩机1中的喷出压力与吸入压力之差，或涡轮压缩机1的喷出压力)得到的值。因此，第二转矩指令t2*中包含低频分量但实质上不包含高频分量。
172.第一转矩指令t1*通过速度反馈控制来得到，以便对第二转矩指令t2*相对于电动机系统2所要求的转矩过量或不足进行补偿。因此，在第一转矩指令t1*中，不仅包含低频分量，还包含高频分量。
173.如上所述，为了降低功耗，还不破坏电动机系统2的功能性，优选使第二旋转用逆变器92的载波频率比第一旋转用逆变器91的载波频率低。
174.－第五实施方式的效果－
175.根据本实施方式的电动机系统2，也能够收到与上述第一实施方式相同的效果。
176.本实施方式的电动机系统2中，控制部80一方面利用反馈控制生成所述第一无轴承电动机60的第一转矩指令t1*，另一方面利用前馈控制生成所述第二无轴承电动机70的第二转矩指令t2*。因此，与上述第一到第四实施方式相比，能够简化控制系统的结构，从而能够降低电动机系统2的制造成本。
177.(其他实施方式)
178.上述实施方式也可以采用下述结构。
179.例如，第一电动机和第二电动机也可以由无轴承电动机以外的任意类型的电动机构成。例如，第一电动机和第二电动机也可以由表面磁铁型同步电动机、埋入磁铁同步电动机及同步磁阻电动机中的任一种类型的电动机构成。第一电动机和第二电动机可以由相同类型的电动机构成，也可以由不同类型的电动机构成。第一电动机和第二电动机既可以是特性彼此相同的电动机，也可以是特性彼此不同的电动机。
180.例如，各无轴承电动机60、70也可以是表面磁铁型无轴承电动机以外的任意类型的无轴承电动机。例如，各无轴承电动机60、70可以是交替磁极型，也可以是在转子内部埋入永久磁铁的埋入磁铁内置型(ipm：interior permanent magnet)、内嵌型、bpm(buried permanent magnet)型、正凸极(forward salient pole)型或同步磁阻型的无轴承电动机。
181.例如，成为各无轴承电动机60、70的轴承载荷的指标的第一指标值和第二指标值，可以用驱动轴30的位移、或者在制冷剂回路中流动的制冷剂的流量、压力以及温度取代各无轴承电动机60、70的支承电流。或者，成为各无轴承电动机60、70的轴承载荷的指标的第一指标值和第二指标值，可以在各无轴承电动机60、70的支承电流的基础上，再加上驱动轴30的位移、或者在制冷剂回路中流动的制冷剂的流量、压力以及温度。
182.例如，第一无轴承电动机60的第一气隙ag1也可以比第二无轴承电动机70的第二
气隙ag2大。
183.例如，电动机系统2包括的电动机的台数也可以在三台以上。在电动机的台数为三台以上的情况下，优选控制部80包括整个电动机系统2所拥有的一个速度控制器81、和每台电动机所拥有的转矩控制器。由于仅包括整个电动机系统2所拥有的一个速度控制器81，因此能够实现稳定的控制，还不会存在多个速度控制器相互干扰的情况。优选，在电动机的台数在三台以上的情况下，如果控制部80包括转矩分担控制器，转矩分担控制器构成为：将整体转矩指令ta*作为输入，并输出与各台电动机相对应的转矩指令tn*。具体而言，转矩分担控制器包括乘法器，由该乘法器输出在已输入的整体转矩指令ta*上乘以与各台电动机相对应的转矩分担比kn而得到的值。与各电动机相对应的转矩分担比被选择成总和达到1。
184.例如，第一逆变器91和第二逆变器92既可以是特性彼此相同的逆变器，也可以是特性互不相同的逆变器。
185.以上说明了实施方式和变形例，但可知在不脱离权利要求书的主旨和范围的情况下能够对方案及具体情况进行各种改变。以上实施方式和变形例在不破坏本公开对象的功能的前提下，也可以进行适当地组合或置换。
186.－产业实用性－
187.综上所述，本公开对于电动机系统是有用的。
188.－符号说明－
189.2电动机系统
190.30驱动轴
191.60第一无轴承电动机(第一电动机)
192.67a～67c支承用线圈
193.70第二无轴承电动机(第二电动机)
194.77a～77c支承用线圈
195.80控制部
196.91第一旋转用逆变器(第一逆变器)
197.92第二旋转用逆变器(第二逆变器)