JPH0469093A - モータの電流制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、モータのコイルに供給する励磁電流をフィー
ドバック制御するモータの電流制御装置に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 従来、このようなモータの電流制御装置としては、例え
ば第２図に示すものがあった。

図において、１はモータであり実施例では３相モータ、
２．と２２はギャップ２１．と２１２が設けられた磁心
、３１と３２は磁心２１と２２に巻かれていてモータ１
のコイルの励磁Ｋ　ａか供給されるコイル、４．と４２
はギャップ２１．と２１２内に配置されていて励磁電流
の大きさを磁気的に検出するホール素子、５．と５２は
ホール素子の検出信号を受けて励磁電流に比例した電流
を発生するホール・インタフェイス部（以下、インタフ
ェイスをＩ／Ｆと略す）である。

６、と６２はホールＩ／Ｆ部５．と５２の出力を増幅す
るアンプ、７．と７２は第１相と第２相のコイルに与え
られる電流指令値ＶＩＮＡとＶＩＮＢとアンプ６１と６
２の出力値の偏差をとる減算器、８は減算器７．と７□
でとった偏差の符号を反転したものどうしを加算して第
３相のコイルの電流指令値を算出する加算器である。第
１相と第２相のコイルに与えられる電流指令値は互いに
位相が１２０°異なる正弦波信号の値である。

９は駆動回路であり、減算器７．及び７２と加算器８で
求めた電流指令値に応じた励磁電圧を発生してコイル３
１，３２に励磁電流を供給する。

駆動回路９はＰＷＭ回路、フォトカップラ及びブリッジ
回路を組合せて構成されたものであり、具体的構成は例
えば第３図に示すものである。

このような制御装置では、正弦波信号の電流指令値と、
ホール素子の検出値の偏差をもとにモータ１に供給する
励磁電流をフィードバック制御する。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、このような制御装置では、ホール素子のオフセ
ットの温度ドリフトにより励磁電流にもオフセットが生
じる。このオフセットはモータにトルクリップルを生じ
させ、制御特性を悪化させたり、騒音を発生させたりす
る。

本発明はこのような問題点を解決するなめになされたも
のであり、励磁電流の検出に用いるホール素子のオフセ
ットドリフトの影響が低減されたモータの電流制御装置
を実現することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、 モータのコイルに供給する励Ｂ＆電流をフィードバック
制御するモータの電流制御装置において、ギャップが設
けられた磁心と、 この磁心に巻かれていて、励磁電流が流れる第１のコイ
ルと、 この磁心に巻かれていて巻き方向は前記第１のコイルと
逆向きであり、を流指令値に応じた電流が流れる第２の
コイルと、 前記ギャップ内に配置されていて、励磁電流の値と電流
指令値の偏差を検出するホール素子と、このホール素子
の検出偏差に応じた励磁電圧を発生して前記第１のコイ
ルに励磁を流を供給する駆動回路、 を具備したことを特徴とするモータの電流制御装置であ
る。

く作用〉 このような本発明では、励磁電流が流れるコイルと電流
指令値に応じた電流が流れるコイルを巻き方向を逆にし
て同一の磁心に巻き、磁心のギャップに配置したホール
素子により電流指令値と励磁電流の値の偏差を検出し、
この偏差をもとに励磁電流をフィードバック制御する。

〈実施例〉 以下、図面を用いて本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図である。第１図にお
いて第２図と同一のものは同一符号を付ける。

第１図で、１０．と１０２は電圧信号で与えられる電流
指令値ＶＩＮＡとＶＩＮＢを電圧値に比例した電流信号
ｌ２ＮＡとＩＩＮＢに変換する電流変換器、１１．と１
１２は磁心２１と２２に巻かれていて電流信号ＩＸＮＡ
とＩ□ＮＢにより励磁されるコイルである。コイル１１
１，１１２とコイル３１．３２の巻き方向は逆になって
いる。

これによって、コイル１１１，１１２はコイル３＋　、
３２の発生磁束を打ち消す磁束を発生する。

このように構成した装置の動作を説明する。

＄流指令値ＶＩ　ＮＡ　、ＶＩ　ＮＢを電流変換器１０
＋　、１０２へ与え、電流ＩＩ　ＮＡ　、　　ＩＩ　Ｎ
Ｂに変換してコイル１１＋、ｌ１２へ流す、コイル３＋
　、３２には励磁電流ｌ０ｔｌＴＡ、ｌ０ＵＴＥＩが流
れている。

ホール素子４＋　、４２は磁心２＋、２２の発生磁界を
もとに励磁電流の値と指令電流値の偏差を検出し、偏差
ｖ、　Ｘ　Ｆ　Ａ　、　ｖ、　Ｉ　Ｆ　Ｂを駆動回路９
へ与える。

駆動回路９は偏差信号ＶＤＩＦＡ、ＶＤＩＦＢの値に比
例した励磁電圧ＶＡ′、Ｖａ　′、Ｖｃを出力し、この
励磁電圧により、励磁電流Ｉ　ＯＵ　Ｔ　Ａ　、Ｉ　Ｏ
Ｕ　Ｔ　Ｂ　＋　　Ｉ　ＯＵ　Ｔ　Ｃがモータ１の各相
のコイルへ与えられる。

ここで、第１相にのみ着目すると、磁心２．のギャップ
２１．の磁束密度ＢＡは次式で与えられる。

ＢＡ＝　（μ／ｌ） Ｘ　　（Ｎ２　　　・　　ＩＩ　　　ＮＡ　　−Ｎｌ　
　　・　　ＩＯＵ　　丁　Ａ　　　）μ：ギャップ２１
１の透磁率 ！：磁心２．の磁路長さ Ｎ２：コイル１１．の巻数 これにより、偏差信号ＶＤ：［ＦＡは次式のとおりにな
る。

ＶｏｒＦＡ＝ｆｉ−ＢＡ十ΔＶ １′　Ｘ　　（Ｎ２　・　ＩＩＮＡ Ｎｌ　°　ＩＯ［ＪＴＡ） ＋ΔＶ Ｎ１　：コイル３１の巻数 Δｖ：偏差信号のオフセット Ａ：ホール素子のゲイン １’−１・（μ／ｌ） 駆動回路９の出力ＶＡ′は次式で与えられる。

ＶＡ　′”Ｇ−Ｖｏ　１１：　Ａ ＝Ｇ・　ｉ′Ｘ　　（Ｎ２　　・　Ｉｘ　　Ｎｈ−Ｎ、
　　−１０ＵＴＡ　　） 十へＶ） Ｇ：駆動回路９のゲイン 従って、励磁電流ｌ０ＵＴＡは次式で与えられる。

１ｏｕｖ　Ａ　＝ＶＡ　′　、”ｚ ＝　　（Ｇ／Ｚ）　　・　（１′　Ｘ　　（Ｎ２　　・
　ｌｘ　　ＮＡＮ＋　　・　ｌ０ＵＴＡ　　）　　＋Δ
Ｖ）・・・■ Ｚ：コイル３．のインピーダンス ０式をｌ０ＵＴＡについて解くと次のとおりになる。

■式で、Ｎ、−１′　−Ｇ＞Ｚ、ＩＩＮＡＶＩ　ＮＡと
すると、次式が成立する。

１ｏｕｖＡ＝（Ｎ２／Ｎ＋　）−ａ−ＶｚＮＡ・・■ ａ　・ ＋　　（１／　Ｎ　、　　・　Ａ　′　）　・　ΔＶ　
　・・・■ａ：電流変換器１０１のゲイン ■式で、Ｎ、とＮ２を大きくすることによりΔＶの影響
を低減できる。

これに対して、第２図の制御装置では、モータのコイル
へ与えられる励磁電流１０ＵＴは次式で与えられる。

Ｉｏｕｖ　＝　（１／ｂ−Ｎ−１１）　・ＶＩ　Ｎ＋（
１／Ｎ　−Ａ、）　　・　Δ■・・・■Ｎ：コイル３．
の巻数 ＶＩ　Ｎ　：電流指令値 ｂ：アンプ６＋　、６２のゲイン に、−禿、・（μ／Ｉり Ａ２　：ホールＩ／Ｆ部５＋　、５２のゲイン ■式では巻数Ｎを大きくすることでΔＶの影響を小さく
することができるが、Ｎはホール素子の飽和磁束によっ
て制限される。よって、八Ｖの影響を低減できない。

第２相のコイルについても同様である。

く効果〉 本発明によれば、励磁電流は■式で与えられるため、コ
イルの巻数を大きくすることによって、オフセット八Ｖ
の項を除去できる。これによって、ホール素子のオフセ
ットの温度ドリフトの影響を除去できる。

また、■式でオフセットΔＶの項を除去したときに、励
磁電流ｌ０ＵＴＡと電流指令値ＶＩ　ＮＡの比例定数は
Ｎ　２　／　Ｎ　＋とａのみであるため、ホール素子の
ゲイン変動の影響を受けない、これによって、振幅が安
定した正弦波励磁電流が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は従来にお
けるモータの電流制御装置の構成例を示した図、第３図
は第２図の装置の一部の具体的構成図である。 １・・・モータ、２＋　、２２・・・磁心、２１１２１
２・・・ギャップ、３＋　、３２．１１＋　、１１２・
・・コイル、４＋　、４２・・・ホール素子、９・・・
駆動回路、 １０＋ ・・・電流変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータのコイルに供給する励磁電流をフィードバック制
   御するモータの電流制御装置において、ギャップが設け
   られた磁心と、 この磁心に巻かれていて、励磁電流が流れる第１のコイ
   ルと、 この磁心に巻かれていて巻き方向は前記第１のコイルと
   逆向きであり、電流指令値に応じた電流が流れる第２の
   コイルと、 前記ギャップ内に配置されていて、励磁電流の値と電流
   指令値の偏差を検出するホール素子と、このホール素子
   の検出偏差に応じた励磁電圧を発生して前記第１のコイ
   ルに励磁電流を供給する駆動回路、 を具備したことを特徴とするモータの電流制御装置。