JPH01264589A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JPH01264589A JPH01264589A JP63304266A JP30426688A JPH01264589A JP H01264589 A JPH01264589 A JP H01264589A JP 63304266 A JP63304266 A JP 63304266A JP 30426688 A JP30426688 A JP 30426688A JP H01264589 A JPH01264589 A JP H01264589A
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- current
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- control device
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/28—Arrangements for controlling current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はモータ制御装置、特に、遠心機て用いられるブ
ラシレス直流モータのためのモータ制御装置に関する。
ラシレス直流モータのためのモータ制御装置に関する。
ブラシレス直流モータは従来公知である。このようなモ
ータは広範囲にわたる供給源、たとえば、 Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ、
Ｉｎｃｏｒｐｏｒａしｅｄｏｆ Ｎｏｒｗａｌｋ、Ｃ
：’ｏｎ’ｎｅｃｔ’１ｃｕｔ から入手する゛こと
かてきる。このようなモータは永久磁石の列を支□持す
る回転要素を有する。多数の位相部巻き線て構成された
固定電機子がこのロータを取り囲んでいる。巻き線は切
り換えマトリックスを経て正極、負極の母線に接続して
いる。所与の回転方向にっいて、ロータ上の永久磁石の
位置は正極、負極の母線に対してスイッチのいずれか閉
しるかを決定する゛。適切なスイッチを開閉する実際の
制御信号は当業者には周知の要領て適当な電管制御装置
と整流制御装置とによって発生させられる：、。
ータは広範囲にわたる供給源、たとえば、 Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ、
Ｉｎｃｏｒｐｏｒａしｅｄｏｆ Ｎｏｒｗａｌｋ、Ｃ
：’ｏｎ’ｎｅｃｔ’１ｃｕｔ から入手する゛こと
かてきる。このようなモータは永久磁石の列を支□持す
る回転要素を有する。多数の位相部巻き線て構成された
固定電機子がこのロータを取り囲んでいる。巻き線は切
り換えマトリックスを経て正極、負極の母線に接続して
いる。所与の回転方向にっいて、ロータ上の永久磁石の
位置は正極、負極の母線に対してスイッチのいずれか閉
しるかを決定する゛。適切なスイッチを開閉する実際の
制御信号は当業者には周知の要領て適当な電管制御装置
と整流制御装置とによって発生させられる：、。
普通、これらの制御要素は同し電圧基準点に接続され、
−モータと共通の電流路を共有する。したかって、モー
タの位相部についてのｔｍの整流により、比較的高い電
圧て比較的高い電流の急速切り換えか生じる。このよう
な状態は、遠心機を駆動す名のにブラシ、レス直流モー
タを使用したときに助長される。これは遠心ロータ速度
を達成し、それを維持するのに４合要な動力を給送する
のに大きな電流、電圧を必要とするからである。その結
果、電気ノイズ環境か生じ、この環□境で制御要素が作
動しなければならない。
−モータと共通の電流路を共有する。したかって、モー
タの位相部についてのｔｍの整流により、比較的高い電
圧て比較的高い電流の急速切り換えか生じる。このよう
な状態は、遠心機を駆動す名のにブラシ、レス直流モー
タを使用したときに助長される。これは遠心ロータ速度
を達成し、それを維持するのに４合要な動力を給送する
のに大きな電流、電圧を必要とするからである。その結
果、電気ノイズ環境か生じ、この環□境で制御要素が作
動しなければならない。
上記の点に鑑みて、遠心機を駆動するのに用いられるブ
ラシレス直流モータのためのモータ制御装置てあって、
制御要素か高ノイズ環境から絶縁されているモータ制御
装置を得られれば良いと考えられる。
ラシレス直流モータのためのモータ制御装置てあって、
制御要素か高ノイズ環境から絶縁されているモータ制御
装置を得られれば良いと考えられる。
本発明・はトルク、出力、か印加される電流に正比例す
る。フ、・ラシレス直流モータのための制御装置に関す
る。、モータは切り換えマトリックスを経て正極１１、
負桶の高電圧母線に接続することかできる。
る。フ、・ラシレス直流モータのための制御装置に関す
る。、モータは切り換えマトリックスを経て正極１１、
負桶の高電圧母線に接続することかできる。
モータは複数の位相部を持った固定電機子巻き線・と永
久磁石を装着した回転要素とを有する。電機子巻き線に
、対する回転要素の位置を検出する位置検出器とモータ
の位相部を流れる電流を検出する検出器か設けである。
久磁石を装着した回転要素とを有する。電機子巻き線に
、対する回転要素の位置を検出する位置検出器とモータ
の位相部を流れる電流を検出する検出器か設けである。
電流検出器に応答する電流制御、装置がモータに印加さ
れ４る電流を制御することに、よっ、てモータのトルク
出力を直接制御する。゛電管制御装置および位置検出器
に応答する一低電圧整９流制御装置が整流制御信号を発
生して回転要素の位・置に従って適切な高電圧スイッチ
を開閉するこ′と、によ′っ７゛、て巻き線の適切な位
相部への電流の印加を・順序付１番すす、□る一０誘電
インターフェースが整流制御信号を正極母線に接続した
高電圧スイッチに送る。、前記構成・要・素は１、ずべ
て、゛共通・め電・庄゛基準と、′、・モータと共通の
電゛流路と・を有し一パ、その結果、すべてか比較的高
い定常状態モータ電流と比較的高い電圧で比較的高い電
流の切り換えによって誘導される電力過渡状態によって
生じる高いレベルの電気ノイズを受ける電気的環境に位
置する。ここて、「高レベルの電気ノイズ」という表現
は、ノイズ成分か制御しようとしている信号（この場合
には電流）・３の最低レベルを超えていることを意味し
ている。
れ４る電流を制御することに、よっ、てモータのトルク
出力を直接制御する。゛電管制御装置および位置検出器
に応答する一低電圧整９流制御装置が整流制御信号を発
生して回転要素の位・置に従って適切な高電圧スイッチ
を開閉するこ′と、によ′っ７゛、て巻き線の適切な位
相部への電流の印加を・順序付１番すす、□る一０誘電
インターフェースが整流制御信号を正極母線に接続した
高電圧スイッチに送る。、前記構成・要・素は１、ずべ
て、゛共通・め電・庄゛基準と、′、・モータと共通の
電゛流路と・を有し一パ、その結果、すべてか比較的高
い定常状態モータ電流と比較的高い電圧で比較的高い電
流の切り換えによって誘導される電力過渡状態によって
生じる高いレベルの電気ノイズを受ける電気的環境に位
置する。ここて、「高レベルの電気ノイズ」という表現
は、ノイズ成分か制御しようとしている信号（この場合
には電流）・３の最低レベルを超えていることを意味し
ている。
本発明〜・によれば、整流制御装置および電流制御装置
は１．共に、異なった電圧基準に接続され、モータと共
通の電流路を持っていない。接続はこれらの要素かより
“低い電気ノイズ環境で作動するようになされる。好ま
しいケースては、整流制御および電流制御のだめの電圧
基準はシャシ・アース電位であ・る。ざらに、誘電イン
ターフェースか高電圧スイッチのすべてと整流制御装置
の間に配置してあり、すべての整流制御゛信号がこのイ
ンターフェースを経てすべてのスイッチに送られるよう
になっ・ている゛。したかって、整流制御信号は高電圧
母線および低電圧母線に接続されたスイッチに間接的に
送られる。好ましくは、誘電インターフェースはオプト
エレクトロニック装置の形を採る。以上の結果として、
モータ制御装置は少なくとも４００１の動的範囲にわた
ってモータ電流を制御することかてきる。
は１．共に、異なった電圧基準に接続され、モータと共
通の電流路を持っていない。接続はこれらの要素かより
“低い電気ノイズ環境で作動するようになされる。好ま
しいケースては、整流制御および電流制御のだめの電圧
基準はシャシ・アース電位であ・る。ざらに、誘電イン
ターフェースか高電圧スイッチのすべてと整流制御装置
の間に配置してあり、すべての整流制御゛信号がこのイ
ンターフェースを経てすべてのスイッチに送られるよう
になっ・ている゛。したかって、整流制御信号は高電圧
母線および低電圧母線に接続されたスイッチに間接的に
送られる。好ましくは、誘電インターフェースはオプト
エレクトロニック装置の形を採る。以上の結果として、
モータ制御装置は少なくとも４００１の動的範囲にわた
ってモータ電流を制御することかてきる。
本発明は本願の一部をなす添付図面に関連した以下の詳
しい説明からより一層明快に理解して貰えよう。
しい説明からより一層明快に理解して貰えよう。
以下の詳しい説明を通して、すべての図面における同し
ような参照符号は同しような構成要素を示している。
ような参照符号は同しような構成要素を示している。
まず第１図を参照して、ここには全体的に参照符号１０
てモータ制御装置か示してあり、これは従来技術にほぼ
従ったブラシレス直流モータのためのものである。参照
符号１２て概略的に示すブラシレス直流モータは、たと
えば、ＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｄｉｃａｔｏｒ （：ｏｍ
ｐａｎｙ、Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｏｆ Ｎｏｒｗ
ａｌｋ。
てモータ制御装置か示してあり、これは従来技術にほぼ
従ったブラシレス直流モータのためのものである。参照
符号１２て概略的に示すブラシレス直流モータは、たと
えば、ＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｄｉｃａｔｏｒ （：ｏｍ
ｐａｎｙ、Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｏｆ Ｎｏｒｗ
ａｌｋ。
Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔか製造、販売しているものであ
り、回転要素１６と固定電機子２０とを包含する。回転
要素１６は複数の永久磁石２２を支持する軸２１を有す
る。これらの永久磁石２２は列になった磁極を構成して
いる。任意の便利な整数個の磁極を構成し得るか、代表
的な数は４個である。電機子２０は多位相巻き線２４を
包含しており、この巻き線はＹまたはΔの形態あるいは
他の任意の望ましい配置で相互接続することかてきる。
り、回転要素１６と固定電機子２０とを包含する。回転
要素１６は複数の永久磁石２２を支持する軸２１を有す
る。これらの永久磁石２２は列になった磁極を構成して
いる。任意の便利な整数個の磁極を構成し得るか、代表
的な数は４個である。電機子２０は多位相巻き線２４を
包含しており、この巻き線はＹまたはΔの形態あるいは
他の任意の望ましい配置で相互接続することかてきる。
巻き線２４の位相部は回転要素１６のまわりに円周方向
に機械的に配置しである。モータ１２はほぼ線形の１〜
ルク対印加電流特性を示す。すなわち、モータ１２のト
ルク出力は電機子巻き線２４に印加される電流に正比例
する。
に機械的に配置しである。モータ１２はほぼ線形の１〜
ルク対印加電流特性を示す。すなわち、モータ１２のト
ルク出力は電機子巻き線２４に印加される電流に正比例
する。
巻き線２４の位相部はそれぞれ正極、負極の電気母線２
８．３０に接続することかできる。普通は、５０ ：
３５０直流ポル゛トの電圧範囲が２８．３０間に定めら
れる。母線２８．３０は切り換えマトリックス３４を通
して当業者に公知の要領て直流電源、たとえば、可変直
流電圧源３８の出力端子に生じる電源に接続しである。
８．３０に接続することかできる。普通は、５０ ：
３５０直流ポル゛トの電圧範囲が２８．３０間に定めら
れる。母線２８．３０は切り換えマトリックス３４を通
して当業者に公知の要領て直流電源、たとえば、可変直
流電圧源３８の出力端子に生じる電源に接続しである。
切り換えマトリックス３４は複数の脚で形成してあり、
各脚はそれぞれ高電圧母線２８と低電圧母線３０に接続
したスイッチ要素４０Ｈと４ＯＬを包含する。脚の数は
巻き線２４の位相部の数に一致している。
各脚はそれぞれ高電圧母線２８と低電圧母線３０に接続
したスイッチ要素４０Ｈと４ＯＬを包含する。脚の数は
巻き線２４の位相部の数に一致している。
第１図に示す実施例ては、モータ巻き線２４は３つの位
相部２４Ａ、２４Ｂ、２４ｃ（概略的に示しである）を
包含するように示してあり、したかって、切り換えマト
リックス３４は脚３４Ａ、３４Ｂ、３’４Ｃを包含する
。
相部２４Ａ、２４Ｂ、２４ｃ（概略的に示しである）を
包含するように示してあり、したかって、切り換えマト
リックス３４は脚３４Ａ、３４Ｂ、３’４Ｃを包含する
。
抵抗要素または変流器またはホール効実装置のような検
出器４４がモータ１２の位相部２’ ４ Ａ、２４Ｂ、
２４Ｃの任意の組合わせを通して流れる電流の大きさを
監視する位置に接続しである。普通は、第１図に示すよ
うに、負極母線３０とスイッチ４０’Ｌの間に検出器４
４を接続する。列になった位置検出器４８Ａ、４８Ｂ、
４８Ｃか設けてあり、電機子巻き線２０に対するロータ
１６の角度位置を検出すると共に、その検出を示す信号
をそれぞれの出力ライン５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに与え
る。普通は、これら位置検出器はホール効実装置の形を
採る。回転要素の軸２１上には補助磁石構造５４か配置
してあって検出器４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃを作動させる
ようになっている。
出器４４がモータ１２の位相部２’ ４ Ａ、２４Ｂ、
２４Ｃの任意の組合わせを通して流れる電流の大きさを
監視する位置に接続しである。普通は、第１図に示すよ
うに、負極母線３０とスイッチ４０’Ｌの間に検出器４
４を接続する。列になった位置検出器４８Ａ、４８Ｂ、
４８Ｃか設けてあり、電機子巻き線２０に対するロータ
１６の角度位置を検出すると共に、その検出を示す信号
をそれぞれの出力ライン５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに与え
る。普通は、これら位置検出器はホール効実装置の形を
採る。回転要素の軸２１上には補助磁石構造５４か配置
してあって検出器４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃを作動させる
ようになっている。
電流制御装置６０かライン４５を通して電流検出器４４
に応答してモータに印加される電流を直接制御し、そこ
に生したトルク出力を制御する。
に応答してモータに印加される電流を直接制御し、そこ
に生したトルク出力を制御する。
実際には、ライン６２上の電流制御装置６０からの制御
出力は脚３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃのうちの所与の１つま
たはそれ以上の脚におけるスイッチ４０Ｈまたは４’Ｏ
Ｌのうちの所与の１つまたはそれ以上のスイッチを閉ざ
すことになっている持続時間を表わす。この持続時間は
、Ｒ，Ｅ、 Ｔａｒｔａｒ。
出力は脚３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃのうちの所与の１つま
たはそれ以上の脚におけるスイッチ４０Ｈまたは４’Ｏ
Ｌのうちの所与の１つまたはそれ以上のスイッチを閉ざ
すことになっている持続時間を表わす。この持続時間は
、Ｒ，Ｅ、 Ｔａｒｔａｒ。
Ｈ，Ｗ、 Ｓａｍｓ ａｎｄ Ｃｏ、’、 Ｉ
ｎｃ、（１９８７）、 ’Ｐｒ、’１ｎｃｉｐｌｅｓｏ
ｆ ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅ
ｒｓｉｏｎ」に開示されているような従来公知のパルス
幅変調技術を用いて□換えることかてきる。この論文の
第８章と第９章にある関連した部分を参考資料としてこ
こに援用する。
ｎｃ、（１９８７）、 ’Ｐｒ、’１ｎｃｉｐｌｅｓｏ
ｆ ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅ
ｒｓｉｏｎ」に開示されているような従来公知のパルス
幅変調技術を用いて□換えることかてきる。この論文の
第８章と第９章にある関連した部分を参考資料としてこ
こに援用する。
モータ制御装置は位置検出器４８Ａ、４８Ｂ、４０Ｃか
らのライン５０Ａ、５０、Ｂ、５０’Ｃ上の信号、電流
制御装置６０からのライン６２上の信号および普通はプ
ロクラマフル・ソースから供給され、ライン６４を通し
て印加される外部制御信号に応答してライン７０Ａ、７
０Ｂ、７０Ｃおよびライン７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ上に
整流制御信号を発生する整流制御装置６８をさらに包含
する。これらの整流制御信号は巻き線２４の対応した位
相部を通して電流を与えるように適切な脚３４Ａ、３４
Ｂ、３４Ｃにおける適切なスイッチ４０Ｈ１４０Ｌの閉
鎖順序を決める。ライン７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃはそれ
ぞれ脚３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの各々におけるスイッチ
４０Ｈに接続してあり、ライン７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ
はそれぞれ脚３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの各々におけるス
イッチ４０Ｌに接続しである。第１図に信号機能フロラ
つて示す誘電絶縁インターフェース７４Ａ、７４Ｂ、７
４Ｃかそれぞれライン７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃの各々に
設けである。インターフェース７４として用いるに適し
たものは、たとえば、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃがモデルＨＩＩＡＶＺとして製造、販売しているよう
なオプトエレクトロニック・カップラである。あるいは
、インターフェース７４はＣｏ１１ｃｒａｆｔ Ｉｎｃ
、 ｏｆＣｒａｙ、 ｌ１ｌｊｎｏｉｓかモデル番号５
Ｄ２５０−３として製造、販売しているようなパルス変
成器の形を採ってもよい。代表的なケースては、各脚３
４Ａ、３４Ｂ、３４ｃのスイッチ４０Ｌは負極電気母線
３０に関して作動するのて、インターフェースは不要で
ある。
らのライン５０Ａ、５０、Ｂ、５０’Ｃ上の信号、電流
制御装置６０からのライン６２上の信号および普通はプ
ロクラマフル・ソースから供給され、ライン６４を通し
て印加される外部制御信号に応答してライン７０Ａ、７
０Ｂ、７０Ｃおよびライン７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ上に
整流制御信号を発生する整流制御装置６８をさらに包含
する。これらの整流制御信号は巻き線２４の対応した位
相部を通して電流を与えるように適切な脚３４Ａ、３４
Ｂ、３４Ｃにおける適切なスイッチ４０Ｈ１４０Ｌの閉
鎖順序を決める。ライン７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃはそれ
ぞれ脚３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの各々におけるスイッチ
４０Ｈに接続してあり、ライン７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ
はそれぞれ脚３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの各々におけるス
イッチ４０Ｌに接続しである。第１図に信号機能フロラ
つて示す誘電絶縁インターフェース７４Ａ、７４Ｂ、７
４Ｃかそれぞれライン７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃの各々に
設けである。インターフェース７４として用いるに適し
たものは、たとえば、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃがモデルＨＩＩＡＶＺとして製造、販売しているよう
なオプトエレクトロニック・カップラである。あるいは
、インターフェース７４はＣｏ１１ｃｒａｆｔ Ｉｎｃ
、 ｏｆＣｒａｙ、 ｌ１ｌｊｎｏｉｓかモデル番号５
Ｄ２５０−３として製造、販売しているようなパルス変
成器の形を採ってもよい。代表的なケースては、各脚３
４Ａ、３４Ｂ、３４ｃのスイッチ４０Ｌは負極電気母線
３０に関して作動するのて、インターフェースは不要で
ある。
電圧調整器７８か調整済みの比較的低い電圧（プラス／
マイナス５〜１５ホルトのオーターである）を与え、整
流制御装置６８および電流制御装置６０の構成要素を付
勢する。電圧調整器７８は、普通、その高電圧交流久方
部とその低電圧直流出力部の間に誘電絶縁境界を有する
。
マイナス５〜１５ホルトのオーターである）を与え、整
流制御装置６８および電流制御装置６０の構成要素を付
勢する。電圧調整器７８は、普通、その高電圧交流久方
部とその低電圧直流出力部の間に誘電絶縁境界を有する
。
ここまてに述べた構成要素のすべては、従来技術によれ
ば、同じ基準電位レベル、たとえば、参照符号７９て示
すような負極電気母線３ｏの電位になっている。この基
準接続７９のために、各構成要素はモータ１２と共通の
電流搬送路を共有している。通常の整流ては、母線２８
．３ｏの間に定められた比較的高い電位（５０・３５０
ボルト）で比較的高い電流（２０アンペアのオーダー）
の切り換えを伴う。モータ巻き線２４および回路接続路
のインタフタンスとこれら構成要素における電流の急速
な変化速度（マイクロ秒のオーター）の結、果として、
大）な過渡電圧か生じる。これらの過渡現象はモータ制
御装置１０全体に存在する電気ノイズとして現われる。
ば、同じ基準電位レベル、たとえば、参照符号７９て示
すような負極電気母線３ｏの電位になっている。この基
準接続７９のために、各構成要素はモータ１２と共通の
電流搬送路を共有している。通常の整流ては、母線２８
．３ｏの間に定められた比較的高い電位（５０・３５０
ボルト）で比較的高い電流（２０アンペアのオーダー）
の切り換えを伴う。モータ巻き線２４および回路接続路
のインタフタンスとこれら構成要素における電流の急速
な変化速度（マイクロ秒のオーター）の結、果として、
大）な過渡電圧か生じる。これらの過渡現象はモータ制
御装置１０全体に存在する電気ノイズとして現われる。
この高レベルの電気ノイズは、モータ制御装置の設計か
最低所望電流レベルより大きいノイズ・レベルに対して
鈍感となるようにしなければならないので、モータ制御
装置が低電流レベル（，５０，０，ミリアンペア以下の
オーダー、）て作動する能力を実質的に制限する。した
かって、低電流レベルで作、動させたい場合には、この
モータ制御装置はそのレベルて制御を行なうのに必要な
感度を欠くことになる。
最低所望電流レベルより大きいノイズ・レベルに対して
鈍感となるようにしなければならないので、モータ制御
装置が低電流レベル（，５０，０，ミリアンペア以下の
オーダー、）て作動する能力を実質的に制限する。した
かって、低電流レベルで作、動させたい場合には、この
モータ制御装置はそのレベルて制御を行なうのに必要な
感度を欠くことになる。
次に第２図を参照して、これ、は第１・図と・同様の概
略図であるが、本発明によるモー・夕制御装置１０’を
示しており、これは高レベル９、低レベル両方のモータ
電流て作動てきる。整流制御装置６８および電流制御装
置６０はモータ１２および切り換えマトリックス３４の
電圧基準７９とは異なる電圧基準８０に接続しである。
略図であるが、本発明によるモー・夕制御装置１０’を
示しており、これは高レベル９、低レベル両方のモータ
電流て作動てきる。整流制御装置６８および電流制御装
置６０はモータ１２および切り換えマトリックス３４の
電圧基準７９とは異なる電圧基準８０に接続しである。
その結果、これら制御装置６０．６８はモータ１２と共
通の電流路を共有しておらず、切り換えマトリックス３
４およびモータ１２に存在する高過渡誘導電気ノイズを
受けることがない。したがって、これら制御装置６０．
６８は、実際に、より低い電気ノイズを有する環境で作
動する。好ましいケースでは、制御、装置６０．６８の
ための基準電位はシャシ・アースである。他の都合の良
い基準電位としては、これら、の構成要素、モータおよ
び切り換えマトリックスについての共通電流路か定めら
れないかぎりは制御装置６０．６８のための電圧の基準
を定めるものならばいずれでもよい。
通の電流路を共有しておらず、切り換えマトリックス３
４およびモータ１２に存在する高過渡誘導電気ノイズを
受けることがない。したがって、これら制御装置６０．
６８は、実際に、より低い電気ノイズを有する環境で作
動する。好ましいケースでは、制御、装置６０．６８の
ための基準電位はシャシ・アースである。他の都合の良
い基準電位としては、これら、の構成要素、モータおよ
び切り換えマトリックスについての共通電流路か定めら
れないかぎりは制御装置６０．６８のための電圧の基準
を定めるものならばいずれでもよい。
第２図で使用している電流検出器４４′は旧ｃ、ｒｏｓ
ｗｉｔｃｈ、、ａｄｉｖｉｓＯｒｒ ｏｆ Ｈｏｎｅｙ
ｗｅｌｌの販売しているようなホール効果検出器であり
、これは平均モータ電流検出技術とピークモータ電流検
出技術の両方を組合わせて実際のモータ電流をリアルタ
イムて監視し、選定した作動周波数て電流を正確に制御
すると共にモータ電流の誘電絶縁表示を行なえると好ま
しい。検出器４４′はホール効実装置の磁性コアのまわ
りにある付加的な変流器巻き線を備える。この技術によ
り、１つの装置で直流の低周波数、高周波数絶縁検出能
力を得ることかてきる。
ｗｉｔｃｈ、、ａｄｉｖｉｓＯｒｒ ｏｆ Ｈｏｎｅｙ
ｗｅｌｌの販売しているようなホール効果検出器であり
、これは平均モータ電流検出技術とピークモータ電流検
出技術の両方を組合わせて実際のモータ電流をリアルタ
イムて監視し、選定した作動周波数て電流を正確に制御
すると共にモータ電流の誘電絶縁表示を行なえると好ま
しい。検出器４４′はホール効実装置の磁性コアのまわ
りにある付加的な変流器巻き線を備える。この技術によ
り、１つの装置で直流の低周波数、高周波数絶縁検出能
力を得ることかてきる。
本発明のネットワークは、したかって、鎖線８２て示ず
インターフェースを持ち、このインターフェースの片側
８６に、すなわち、制御装置６０．６８か存在する側に
、比較的高い電気ノイズを有する反対側に比へて比較的
低い電気ノイズか存在するものと見ることかてきる。
インターフェースを持ち、このインターフェースの片側
８６に、すなわち、制御装置６０．６８か存在する側に
、比較的高い電気ノイズを有する反対側に比へて比較的
低い電気ノイズか存在するものと見ることかてきる。
制御装置６０．６８かモータ１２および切り換えマトリ
ックス３４と共通の基準電位を共有していないのて、先
に述べたインターフェース７４に類似したインターフェ
ース７４′は整流制御装置６８からのライン７２Ａ、７
２Ｂ、７２Ｃ上の整流制御信号出力をマトリックス３４
の脚３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃにおける対応したスイッチ
４０Ｌに送る必要かある。側部８６における電気ノイズ
か低レベルであるか故に、電流制御装置６０は高レベル
の電気ノイズによって先にマスキングされた低モータ電
流しベルを監視し、制御することかてきる。電流制御装
置６０の動的範囲は、こうして、信号対ノイズ比か高ま
ることによって向上させられる。この向上の程度は電流
制御装置６０て使用されているパルス幅変調の周波数を
高めることによって高めることかできる。
ックス３４と共通の基準電位を共有していないのて、先
に述べたインターフェース７４に類似したインターフェ
ース７４′は整流制御装置６８からのライン７２Ａ、７
２Ｂ、７２Ｃ上の整流制御信号出力をマトリックス３４
の脚３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃにおける対応したスイッチ
４０Ｌに送る必要かある。側部８６における電気ノイズ
か低レベルであるか故に、電流制御装置６０は高レベル
の電気ノイズによって先にマスキングされた低モータ電
流しベルを監視し、制御することかてきる。電流制御装
置６０の動的範囲は、こうして、信号対ノイズ比か高ま
ることによって向上させられる。この向上の程度は電流
制御装置６０て使用されているパルス幅変調の周波数を
高めることによって高めることかできる。
２０キロヘルツのオーターにある作動周波数を用いると
好ましい。しかしなから、ここで、切り換えマトリック
ス３４て使用されている装置４０Ｈ１４０Ｌによって与
えられる実際の制限を受けたときに、電流の制御をより
精密にしたいならば、それたけ作動周波数を高くしなけ
ればならないことは了解されたい。第１図に示すモータ
制御装置て得られる向上度の２０倍程度の向上度を得る
ことかてきる。たとえば、モータ制御装置１０′は５０
ミリアンペア〜２０アンペアの所望モータ電流範囲、す
なわち、４００’：、１のオーターの動的範囲を通して
安定した動作を行なう。
好ましい。しかしなから、ここで、切り換えマトリック
ス３４て使用されている装置４０Ｈ１４０Ｌによって与
えられる実際の制限を受けたときに、電流の制御をより
精密にしたいならば、それたけ作動周波数を高くしなけ
ればならないことは了解されたい。第１図に示すモータ
制御装置て得られる向上度の２０倍程度の向上度を得る
ことかてきる。たとえば、モータ制御装置１０′は５０
ミリアンペア〜２０アンペアの所望モータ電流範囲、す
なわち、４００’：、１のオーターの動的範囲を通して
安定した動作を行なう。
同様にして、誘電絶縁インターフェース７４．７４′は
安定した制御ループを許すのに充分に短い伝帳遅延を持
って作動しなければならない。制御安定性を高めるため
に、特に低いモータ電流（２アンペア以下のオーター）
て、ライン６２上のパルス幅変調信号か誘電絶縁インタ
ーフェース７４．７４′のそれぞれを通して適切なスイ
ッチ４０Ｈ１４０Ｌに同時に送られる。各誘電絶縁イン
ターフェース７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃの伝帳遅延はそれ
ぞれ対応した誘電絶縁インターフェース７４′Ａ、７４
′Ｂ、７４′Ｃの伝帳遅延より１〜１０倍大きくなけれ
ばならない。インターフェース７４′Ａ、７４′Ｂ、７
４′Ｃについて、４００なの秒以下のオーターの遅延時
間を用いると好ましい。
安定した制御ループを許すのに充分に短い伝帳遅延を持
って作動しなければならない。制御安定性を高めるため
に、特に低いモータ電流（２アンペア以下のオーター）
て、ライン６２上のパルス幅変調信号か誘電絶縁インタ
ーフェース７４．７４′のそれぞれを通して適切なスイ
ッチ４０Ｈ１４０Ｌに同時に送られる。各誘電絶縁イン
ターフェース７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃの伝帳遅延はそれ
ぞれ対応した誘電絶縁インターフェース７４′Ａ、７４
′Ｂ、７４′Ｃの伝帳遅延より１〜１０倍大きくなけれ
ばならない。インターフェース７４′Ａ、７４′Ｂ、７
４′Ｃについて、４００なの秒以下のオーターの遅延時
間を用いると好ましい。
本発明の上述した技術を理解した当業者ならば数多の変
更を行なうことができる。これらの変更は特許請求の範
囲に定義した本発明の意図および範囲内て実行てきる。
更を行なうことができる。これらの変更は特許請求の範
囲に定義した本発明の意図および範囲内て実行てきる。
以上、本発明の詳細な説明したか、本発明はさらに次の
実施態様によってこれを要約して示すことかてきる。
実施態様によってこれを要約して示すことかてきる。
１） トルク出力か印加された電流に正比例し、切り換
えマトリックスを経て正極、負極の高圧電圧母線に接続
てきる形式のブラシレス直流モータのためのモータ制御
装置であって、切り換えマトリックスが正極母線および
負極母線に接続したスイッチを有し、モータか 固定要素に装着した複数の位相部を持った電機子巻き線
と、 回転要素に装着した永久磁石と、 電機子巻き線に対する回転要素の位置を検出する位置検
出器と、 モータの位相部を通る電流を検出する電流検出器と、 電流検出器に応答してモータに印加される電流を制御す
ることによってモータからのトルク出力を直接制御する
電流制御装置と、 電流モート制御および位置検出器に応答し、回転要素の
位置に従って適切なスイッチを開閉することによって巻
き線の適切な位相部への電流の印加を順序付ける整流制
御信号を発生ずる低電圧整流制御装置と、 この整流制御装置からの整流制御信号を正極母線に接続
したスイッチに送る誘電インターフェースと を有し、前記部品のすへてか共通電圧基準およびモータ
との共通電流路を有し、比較的高い定常状態モータ電流
および比較的高い電圧て比較的高い電流の切り換えによ
って誘起された電力過渡によって生じる高いレベルの電
気ノイズを受ける電気環境に配置されており、この高い
レベルの電気ノイズがこのノイズ・レベル以下の振幅を
有する制御信号をマスキングするモータ制御装置におい
て、 整流制御装置および電流制御装置か異なった電圧基準に
接続してあり、モータおよび切り換えマトリックスと共
通の電流路を持たず、より低い電気ノイズ環境て作動す
るようになっており、整流制御装置と負極母線に接続し
たスイッチとの間に誘電インターフェースか配置してあ
り、こうして、高い電流レベルて作動すると共に低い電
流レベルでも作動する感度を残すことがてきる。モータ
制御装置。
えマトリックスを経て正極、負極の高圧電圧母線に接続
てきる形式のブラシレス直流モータのためのモータ制御
装置であって、切り換えマトリックスが正極母線および
負極母線に接続したスイッチを有し、モータか 固定要素に装着した複数の位相部を持った電機子巻き線
と、 回転要素に装着した永久磁石と、 電機子巻き線に対する回転要素の位置を検出する位置検
出器と、 モータの位相部を通る電流を検出する電流検出器と、 電流検出器に応答してモータに印加される電流を制御す
ることによってモータからのトルク出力を直接制御する
電流制御装置と、 電流モート制御および位置検出器に応答し、回転要素の
位置に従って適切なスイッチを開閉することによって巻
き線の適切な位相部への電流の印加を順序付ける整流制
御信号を発生ずる低電圧整流制御装置と、 この整流制御装置からの整流制御信号を正極母線に接続
したスイッチに送る誘電インターフェースと を有し、前記部品のすへてか共通電圧基準およびモータ
との共通電流路を有し、比較的高い定常状態モータ電流
および比較的高い電圧て比較的高い電流の切り換えによ
って誘起された電力過渡によって生じる高いレベルの電
気ノイズを受ける電気環境に配置されており、この高い
レベルの電気ノイズがこのノイズ・レベル以下の振幅を
有する制御信号をマスキングするモータ制御装置におい
て、 整流制御装置および電流制御装置か異なった電圧基準に
接続してあり、モータおよび切り換えマトリックスと共
通の電流路を持たず、より低い電気ノイズ環境て作動す
るようになっており、整流制御装置と負極母線に接続し
たスイッチとの間に誘電インターフェースか配置してあ
り、こうして、高い電流レベルて作動すると共に低い電
流レベルでも作動する感度を残すことがてきる。モータ
制御装置。
２） 誘電インターフェースかオプトエレクトロニック
装置である前項１）記載のモータ制御装置。
装置である前項１）記載のモータ制御装置。
３） 誘電インターフェースかパルス変成器である前項
１）記載のモータ制御装置。
１）記載のモータ制御装置。
４） 電流制御装置かパルス幅変調装置を包含し、さら
に、少なくとも２０キロヘルツの周波数を有するパルス
幅変調装置か設けてあり、少なくとも４００１のオータ
ーにある動的モータ電流制御範囲を達成てきる前項１）
記載のモータ制御装置。
に、少なくとも２０キロヘルツの周波数を有するパルス
幅変調装置か設けてあり、少なくとも４００１のオータ
ーにある動的モータ電流制御範囲を達成てきる前項１）
記載のモータ制御装置。
第１図は従来技術によるモータ制御装置の概略図である
。 第２図は本発明によるモータ制御装置の概略図である。 図面において、１０．１０′・・・モータ制御装置、１
２・・・ブラシレス直流モータ、１６・・・回転要素、
２０・・・固定要素、２４・・・巻き線、２４Ａ、２４
Ｂ、２４Ｃ・・・位相部、２８．３０・・・電気母３’
４Ｂ、３ ’４ Ｃ・・・脚、３８・・・可変直流電圧
源、４０Ｈ１４０Ｌ・・・スイッチ要素、４４．４４′
・・・電流検出器、４８Ａ、４８Ｂ、３８Ｃ・・・位置
検出器、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ・・・出力ライン、５
４・・・補助磁石構造、６０・・・電流制御装置、６８
・・・整流制御赫ｉ、７４．７４′・・・誘誓絶縁イン
ターフェース、７８・・・電圧調整器、７９・・・基準
接続部。 手続補正音（方式） 平成元年４月１８日 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 ■、事件の表示 昭和６３年特許願第３０４２６６号 ２、発明の名称 モータ制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 アメリカ合衆国プラウエア州つイルミントン、マ
ーケットストリート１００７ 名称 イー・アイ・デュポン・ド・ネモアース・アンド
・コンパニー ４、代理人 ５、補正命令の日付 平成１年３月１３日 （発送口 平１．３．２８ ）７
、補正の内容 、 ４呼書に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり
（内容に変更なし）。 以上
。 第２図は本発明によるモータ制御装置の概略図である。 図面において、１０．１０′・・・モータ制御装置、１
２・・・ブラシレス直流モータ、１６・・・回転要素、
２０・・・固定要素、２４・・・巻き線、２４Ａ、２４
Ｂ、２４Ｃ・・・位相部、２８．３０・・・電気母３’
４Ｂ、３ ’４ Ｃ・・・脚、３８・・・可変直流電圧
源、４０Ｈ１４０Ｌ・・・スイッチ要素、４４．４４′
・・・電流検出器、４８Ａ、４８Ｂ、３８Ｃ・・・位置
検出器、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ・・・出力ライン、５
４・・・補助磁石構造、６０・・・電流制御装置、６８
・・・整流制御赫ｉ、７４．７４′・・・誘誓絶縁イン
ターフェース、７８・・・電圧調整器、７９・・・基準
接続部。 手続補正音（方式） 平成元年４月１８日 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 ■、事件の表示 昭和６３年特許願第３０４２６６号 ２、発明の名称 モータ制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 アメリカ合衆国プラウエア州つイルミントン、マ
ーケットストリート１００７ 名称 イー・アイ・デュポン・ド・ネモアース・アンド
・コンパニー ４、代理人 ５、補正命令の日付 平成１年３月１３日 （発送口 平１．３．２８ ）７
、補正の内容 、 ４呼書に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり
（内容に変更なし）。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 トルク出力が印加された電流に正比例し、切り換えマ
トリックスを経て正極、負極の高圧電圧母線に接続でき
る形式のブラシレス直流モータのためのモータ制御装置
であって、切り換えマトリックスが正極母線および負極
母線に接続したスイッチを有し、モータが 固定要素に装着した複数の位相部を持った電機子巻き線
と、 回転要素に装着した永久磁石と、 電機子巻き線に対する回転要素の位置を検出する位置検
出器と、 モータの位相部を通る電流を検出する電流検出器と、 電流検出器に応答してモータに印加される電流を制御す
ることによってモータからのトルク出方を直接制御する
電流制御装置と、 電流モード制御および位置検出器に応答し、回転要素の
位置に従って適切なスイッチを開閉することによって巻
き線の適切な位相部への電流の印加を順序付ける整流制
御信号を発生する低電圧整流制御装置と、 この整流制御装置からの整流制御信号を正極母線に接続
したスイッチに送る誘電インターフェースと を有し、前記部品のすべてが共通電圧基準およびモータ
との共通電流路を有し、比較的高い定常状態モータ電流
および比較的高い電圧で比較的高い電流の切り換えによ
って誘起された電力過渡によって生じる高いレベルの電
気ノイズを受ける電気環境に配置されており、この高い
レベルの電気ノイズがこのノイズ・レベル以下の振幅を
有する制御信号をマスキングするモータ制御装置におい
て、 整流制御装置および電流制御装置が異なった電圧基準に
接続してあり、モータおよび切り換えマトリックスと共
通の電流路を持たず、より低い電気ノイズ環境で作動す
るようになっており、整流制御装置と負極母線に接続し
たスイッチとの間に誘電インターフェースが配置してあ
り、こうして、高い電流レベルで作動すると共に低い電
流レベルでも作動する感度を残すことができるモータ制
御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/128,409 US4827196A (en) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | Motor control arrangement |
| US128,409 | 1987-12-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264589A true JPH01264589A (ja) | 1989-10-20 |
| JP2545126B2 JP2545126B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=22435243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63304266A Expired - Lifetime JP2545126B2 (ja) | 1987-12-03 | 1988-12-02 | モ―タ制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4827196A (ja) |
| EP (1) | EP0318938B1 (ja) |
| JP (1) | JP2545126B2 (ja) |
| CA (1) | CA1289187C (ja) |
| DE (1) | DE3889430T2 (ja) |
| IE (1) | IE64827B1 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0412180A1 (de) * | 1989-08-07 | 1991-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Antriebsanordnung mit einem Antriebsmotor |
| US5059875A (en) * | 1989-12-11 | 1991-10-22 | Salme William A De | Motor and controller |
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| US5220258A (en) * | 1990-06-18 | 1993-06-15 | Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg | Drive circuit for a brushless direct-current motor |
| DE4019338A1 (de) * | 1990-06-18 | 1991-12-19 | Papst Motoren Gmbh & Co Kg | Treiberschaltung fuer einen buerstenlosen gleichstrommotor |
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| DE20105050U1 (de) * | 2000-05-27 | 2001-06-28 | Papst-Motoren GmbH & Co. KG, 78112 St Georgen | Motoranordnung |
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