JPH06351289A - 可変リラクタンスモータの駆動装置 - Google Patents
可変リラクタンスモータの駆動装置Info
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- JPH06351289A JPH06351289A JP5156366A JP15636693A JPH06351289A JP H06351289 A JPH06351289 A JP H06351289A JP 5156366 A JP5156366 A JP 5156366A JP 15636693 A JP15636693 A JP 15636693A JP H06351289 A JPH06351289 A JP H06351289A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電流制御ループ処理を1相のみの電流制御で
可能とするVRモータの駆動装置を提供する。 【構成】 可変リラクタンスモータを駆動する駆動装置
において、モータの各コイルZA,ZB,ZCに流れる
電流を合計したトータル電流が検出できる位置に電流検
出器Rを取付け、その電流検出器Rで検出されるトータ
ル電流に基づいて各コイルZA,ZB,ZCを一相ずつ
励磁することにより、トータル電流が電流指令に追従す
るように相毎の電流ループ処理を行なう。
可能とするVRモータの駆動装置を提供する。 【構成】 可変リラクタンスモータを駆動する駆動装置
において、モータの各コイルZA,ZB,ZCに流れる
電流を合計したトータル電流が検出できる位置に電流検
出器Rを取付け、その電流検出器Rで検出されるトータ
ル電流に基づいて各コイルZA,ZB,ZCを一相ずつ
励磁することにより、トータル電流が電流指令に追従す
るように相毎の電流ループ処理を行なう。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可変リラクタンスモー
タ(以下、VRモータという)の駆動装置に関する。
タ(以下、VRモータという)の駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】VRモータは突起歯に励磁コイルが巻回
されたステータと突起歯を有するロータとからなり、こ
のステータの励磁コイルに励磁電流を供給してステータ
突起歯を励磁し、ステータ突起歯に発生する磁気吸引力
によってロータの突起歯を引きよせ、その力をロータの
回転力としてロータを回転駆動するモータである。そし
て、励磁コイルに励磁電流を供給するためのスイッチン
グ素子を各相毎に設け、このスイッチング素子をモータ
の回転角に応じて開閉させることにより各相の励磁コイ
ルを励磁し、ロータを回転させている。
されたステータと突起歯を有するロータとからなり、こ
のステータの励磁コイルに励磁電流を供給してステータ
突起歯を励磁し、ステータ突起歯に発生する磁気吸引力
によってロータの突起歯を引きよせ、その力をロータの
回転力としてロータを回転駆動するモータである。そし
て、励磁コイルに励磁電流を供給するためのスイッチン
グ素子を各相毎に設け、このスイッチング素子をモータ
の回転角に応じて開閉させることにより各相の励磁コイ
ルを励磁し、ロータを回転させている。
【0003】例えば、A相,B相,C相の三相のVRモ
ータの場合、図4のVRモータの回転状態を示す図、及
び図5の従来の三相のVRモータの駆動回路図に示すよ
うに、A相のスイッチング素子を閉じてA相の励磁コイ
ルと直流電源を接続して通電を始め、A相のステータ突
起歯がロータ突起歯を吸引し、ロータが所定角度回転す
ると、A相のスイッチング素子を開いて通電を停止す
る。ついでB相のスイッチング素子を閉じてB相の励磁
コイルを励磁する。以下同様に、A相、B相、C相と順
次励磁することによってモータを一方方向に回転させ
る。また逆転させる場合は、A相、C相、B相と順次励
磁すればモータは逆転することとなる。
ータの場合、図4のVRモータの回転状態を示す図、及
び図5の従来の三相のVRモータの駆動回路図に示すよ
うに、A相のスイッチング素子を閉じてA相の励磁コイ
ルと直流電源を接続して通電を始め、A相のステータ突
起歯がロータ突起歯を吸引し、ロータが所定角度回転す
ると、A相のスイッチング素子を開いて通電を停止す
る。ついでB相のスイッチング素子を閉じてB相の励磁
コイルを励磁する。以下同様に、A相、B相、C相と順
次励磁することによってモータを一方方向に回転させ
る。また逆転させる場合は、A相、C相、B相と順次励
磁すればモータは逆転することとなる。
【0004】このようなVRモータの各励磁コイルを流
れる電流をPWM方式で制御する場合には、各相独立に
駆動回路を構成する必要があるため、各相毎にスイッチ
ング素子を4個若しくは、スイッチング素子2個と同数
のダイオードを必要としている。なお、図5は、各相毎
にスイッチング素子2個と同数のダイオードを用いて駆
動回路を構成する例である。
れる電流をPWM方式で制御する場合には、各相独立に
駆動回路を構成する必要があるため、各相毎にスイッチ
ング素子を4個若しくは、スイッチング素子2個と同数
のダイオードを必要としている。なお、図5は、各相毎
にスイッチング素子2個と同数のダイオードを用いて駆
動回路を構成する例である。
【0005】このように、従来のVRモータの駆動回路
は、スイッチング素子,ダイオードの数が多いことか
ら、駆動回路自体がそれだけ高価になると共に、1相当
たり2本のケーブルを必要としているため、さらに高価
になると共に、配線の工数もかかるという問題があっ
た。そこで、本願出願人は特願平4−84966号で、
スイッチング素子の数をVRモータの相の数Nに「1」
足した(N+1)の数でよい駆動回路を提供した。
は、スイッチング素子,ダイオードの数が多いことか
ら、駆動回路自体がそれだけ高価になると共に、1相当
たり2本のケーブルを必要としているため、さらに高価
になると共に、配線の工数もかかるという問題があっ
た。そこで、本願出願人は特願平4−84966号で、
スイッチング素子の数をVRモータの相の数Nに「1」
足した(N+1)の数でよい駆動回路を提供した。
【0006】図6は、このようにスイッチング素子の数
が(相数+1)の3相VRモータの駆動回路の一例を示
す回路図である。
が(相数+1)の3相VRモータの駆動回路の一例を示
す回路図である。
【0007】図6において、ZA,ZB,ZCはVRモ
ータのA,B,C相のコイルのインピーダンスであり、
Q2,Q3,Q4はA,B,C相のコイルの選択励磁す
るためのスイッチング素子(トランジスタ)である。ま
た、Q1はPWM途をサイクルを行なうスイッチング素
子であり、D1,D2,D3,D4はダイオードであ
る。1はR,S,Tの3相交流を整流し直流電圧(主電
圧)Vを発生させる整流回路であり、C1は平滑コンデ
ンサである。前記各コイルに流れる電流ia,ib,i
cを検出するために電流検出器が設けられており、図6
の例では電流検出抵抗によって検出するものとして電流
検出抵抗Ra,Rb,Rcが示されている。なお、it
は各コイルに流れる電流ia,ib,icを合計したト
ータル電流であり、it=ia+ib+icで表れる。
ータのA,B,C相のコイルのインピーダンスであり、
Q2,Q3,Q4はA,B,C相のコイルの選択励磁す
るためのスイッチング素子(トランジスタ)である。ま
た、Q1はPWM途をサイクルを行なうスイッチング素
子であり、D1,D2,D3,D4はダイオードであ
る。1はR,S,Tの3相交流を整流し直流電圧(主電
圧)Vを発生させる整流回路であり、C1は平滑コンデ
ンサである。前記各コイルに流れる電流ia,ib,i
cを検出するために電流検出器が設けられており、図6
の例では電流検出抵抗によって検出するものとして電流
検出抵抗Ra,Rb,Rcが示されている。なお、it
は各コイルに流れる電流ia,ib,icを合計したト
ータル電流であり、it=ia+ib+icで表れる。
【0008】前記構成において、VRモータの駆動、す
なわち、コイルの励磁についてA相のコイルの励磁を例
にとって説明する。
なわち、コイルの励磁についてA相のコイルの励磁を例
にとって説明する。
【0009】(1)正の電圧をA相コイルに印加しA相
の相電流iaを増加させる場合:A相のスイッチング素
子Q2をオンとし他の相のスイッチング素子Q3,Q4
をオフとして、スイッチング素子Q1をPWM信号によ
ってオン/オフさせると、スイッチング素子Q1がオン
のときには、電流iaがQ1→Ra→ZA→Q2の順に
流れ、A相のコイルには電圧Vが印加され電流iaは増
加する。
の相電流iaを増加させる場合:A相のスイッチング素
子Q2をオンとし他の相のスイッチング素子Q3,Q4
をオフとして、スイッチング素子Q1をPWM信号によ
ってオン/オフさせると、スイッチング素子Q1がオン
のときには、電流iaがQ1→Ra→ZA→Q2の順に
流れ、A相のコイルには電圧Vが印加され電流iaは増
加する。
【0010】一方、スイッチング素子Q1がオフになる
と、A相のコイルに蓄積されたエネルギによって、D1
→Ra→ZA→Q2の順に電流iaが流れ、A相コイル
には電圧「V」が印加されることになり、電流iaは減
少する。そこで、スイッチング素子Q1をオン/オフさ
せるPWM信号のデューティー比をηaとすると、A相
にかかる平均電圧は(ηa×V)となる。
と、A相のコイルに蓄積されたエネルギによって、D1
→Ra→ZA→Q2の順に電流iaが流れ、A相コイル
には電圧「V」が印加されることになり、電流iaは減
少する。そこで、スイッチング素子Q1をオン/オフさ
せるPWM信号のデューティー比をηaとすると、A相
にかかる平均電圧は(ηa×V)となる。
【0011】(2)負の電圧をA相コイルに印加しA相
の相電流iaを減少させる場合:A相,B相,C相の全
てのスイッチング素子Q2,Q3,Q4をオフにする。
PWM信号で切り替わるスイッチング素子Qがオンのと
きには、電流iaはQ1→Ra→ZA→Q2の順に流
れ、A相のコイルには電圧「0」が印加される。また、
スイッチング素子Q1がオフのときには、電流iaはD
1→Ra→ZA→D2の順に流れ、A相のコイルには
「−V」の電圧が印加されることになり、電流iaは減
少し、A相のコイルにかかる平均電圧は(1−ηa)×
(−V)となる。
の相電流iaを減少させる場合:A相,B相,C相の全
てのスイッチング素子Q2,Q3,Q4をオフにする。
PWM信号で切り替わるスイッチング素子Qがオンのと
きには、電流iaはQ1→Ra→ZA→Q2の順に流
れ、A相のコイルには電圧「0」が印加される。また、
スイッチング素子Q1がオフのときには、電流iaはD
1→Ra→ZA→D2の順に流れ、A相のコイルには
「−V」の電圧が印加されることになり、電流iaは減
少し、A相のコイルにかかる平均電圧は(1−ηa)×
(−V)となる。
【0012】前記(1),(2)の動作によってA相励
磁区間中、A相励磁電流iaは指令電流icmd に追従す
るようにPWM信号によって制御される。そして、モー
タが回転し励磁相がB相に変わると、スイッチング素子
Q2がオフになりスイッチング素子Q3がオンとなる。
B相の励磁においては、前記A相励磁の場合のスイッチ
ング素子Q2の役割がスイッチング素子Q3に代わる点
のみが相違し、スイッチング素子Q1とQ3の動作とB
相コイルにかかる電圧の関係はA相の場合と同一であ
る。同様に、モータが回転しC相励磁となった場合に
は、A相励磁のときのスイッチング素子Q2がスイッチ
ング素子Q4に代わるだけで、動作及びCコイルにかか
る電圧の関係は同一である。
磁区間中、A相励磁電流iaは指令電流icmd に追従す
るようにPWM信号によって制御される。そして、モー
タが回転し励磁相がB相に変わると、スイッチング素子
Q2がオフになりスイッチング素子Q3がオンとなる。
B相の励磁においては、前記A相励磁の場合のスイッチ
ング素子Q2の役割がスイッチング素子Q3に代わる点
のみが相違し、スイッチング素子Q1とQ3の動作とB
相コイルにかかる電圧の関係はA相の場合と同一であ
る。同様に、モータが回転しC相励磁となった場合に
は、A相励磁のときのスイッチング素子Q2がスイッチ
ング素子Q4に代わるだけで、動作及びCコイルにかか
る電圧の関係は同一である。
【0013】図7はこの駆動回路における各相のコイル
電流ia,ib,ic、指令電流icmd との関係を説明
する説明図で、図7の(a)に示すようにA相励磁の場
合、A相電流iaは指令電流icmd とA相電流iaとの
差の電流偏差によって決まるPWM信号のデューティー
比ηaによって立ち上がり、電流指令icmd に追従する
ように制御される。そして、B相励磁に切り替わるとき
には、図7の(b)に示すように、B相電流ibはB相
の電流ibは電流指令icmd と検出されたB相電流ib
の差の電流偏差によって決まるデューティー比ηbによ
って立ち上がり,電流指令icmd に追従するように制御
される。
電流ia,ib,ic、指令電流icmd との関係を説明
する説明図で、図7の(a)に示すようにA相励磁の場
合、A相電流iaは指令電流icmd とA相電流iaとの
差の電流偏差によって決まるPWM信号のデューティー
比ηaによって立ち上がり、電流指令icmd に追従する
ように制御される。そして、B相励磁に切り替わるとき
には、図7の(b)に示すように、B相電流ibはB相
の電流ibは電流指令icmd と検出されたB相電流ib
の差の電流偏差によって決まるデューティー比ηbによ
って立ち上がり,電流指令icmd に追従するように制御
される。
【0014】そして、B相励磁開始直後においては、ス
イッチング素子Q2はオフとなっているから、A相コイ
ルにかかる平均電圧は前記(2)の動作より(1−η
b)×(−V)であり、A相電流iaは減少し励磁相が
切り替わってからある時間tab後に0となる。このA
相からB相への励磁切替え区間tabにおいては、モー
タに流れる電流のトータル電流はB相の電流ibにA相
の立ち下がり電流を加算した電流となる。
イッチング素子Q2はオフとなっているから、A相コイ
ルにかかる平均電圧は前記(2)の動作より(1−η
b)×(−V)であり、A相電流iaは減少し励磁相が
切り替わってからある時間tab後に0となる。このA
相からB相への励磁切替え区間tabにおいては、モー
タに流れる電流のトータル電流はB相の電流ibにA相
の立ち下がり電流を加算した電流となる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来のVRモー
タの駆動装置には、以下の問題がある。
タの駆動装置には、以下の問題がある。
【0016】(1)各相の電流を独立して検出し制御す
るため、励磁切替え区間等において相の励磁区間が重な
る部分では、複数相の電流制御ループ処理が必要とな
る。電流制御ループ処理には各相当毎にある演算量が必
要であり、同時に複数相の電流制御を行うため演算量は
増加する。また、一般に、モータをデジタルサーボによ
り駆動する場合に、良好な性能をえるためにサンプリン
グ周期を短くする必要があるが、多量の演算量を短時間
で処理するためには、処理速度の高い高価なMPUが必
要である。
るため、励磁切替え区間等において相の励磁区間が重な
る部分では、複数相の電流制御ループ処理が必要とな
る。電流制御ループ処理には各相当毎にある演算量が必
要であり、同時に複数相の電流制御を行うため演算量は
増加する。また、一般に、モータをデジタルサーボによ
り駆動する場合に、良好な性能をえるためにサンプリン
グ周期を短くする必要があるが、多量の演算量を短時間
で処理するためには、処理速度の高い高価なMPUが必
要である。
【0017】(2)VRモータの駆動回路に(相数+
1)のスイッチング素子によって制御する駆動回路を用
いた場合、従来の方法では、各相の電流を検出するため
の電流検出器を各相毎に設けなければならず、電流検出
手段等が各相毎に必要である。
1)のスイッチング素子によって制御する駆動回路を用
いた場合、従来の方法では、各相の電流を検出するため
の電流検出器を各相毎に設けなければならず、電流検出
手段等が各相毎に必要である。
【0018】そこで、本発明の目的は、電流制御ループ
処理を1相のみの電流制御で可能とするとともに、電流
検出器の個数を減少させたVRモータの駆動装置を提供
することにある。
処理を1相のみの電流制御で可能とするとともに、電流
検出器の個数を減少させたVRモータの駆動装置を提供
することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、可変リラクタンスモータを駆動する駆動
装置において、モータの各コイルに流れる電流を合計し
たトータル電流が検出できる位置に電流検出器を取付
け、その電流検出器で検出されるトータル電流に基づい
て各コイルを一相ずつ励磁することにより、トータル電
流が電流指令に追従するように相毎の電流ループ処理を
行なうものである。
成するために、可変リラクタンスモータを駆動する駆動
装置において、モータの各コイルに流れる電流を合計し
たトータル電流が検出できる位置に電流検出器を取付
け、その電流検出器で検出されるトータル電流に基づい
て各コイルを一相ずつ励磁することにより、トータル電
流が電流指令に追従するように相毎の電流ループ処理を
行なうものである。
【0020】また、本発明は、前記目的を達成するため
に、可変リラクタンスモータを駆動する駆動装置におい
て、ダイオードの一端が給電用直流電源の負極端子に接
続され、他端がスイッチング素子に接続され、そのスイ
ッチング素子の他端が直流電源の正極端子に接続される
共通直列回路と、スイッチング素子の一端が給電用直流
電源の負極端子に接続され、他端がダイオードに接続さ
れ、そのダイオードのターゲットが直流電源の正極端子
に接続され、各相毎に備えられる直列回路と、一端が前
記各相毎の直列回路のスイッチング素子とダイオードの
接続点と可変リラクタンスモータの対応する励磁コイル
に接続され、他端が前記共通直列回路のスイッチング素
子とダイオードの接続点に接続されている1個の電流検
出回路とにより駆動回路が構成し、ロータの電気角を検
出する手段と、前記電気角を用いて励磁すべき相を決定
し、該励磁相に対応するスイッチング素子を制御する手
段と、前記駆動回路の検出電流が指令電流に一致するよ
うにモータコイルの電圧制御を行う手段によりモータの
駆動を行うものである。
に、可変リラクタンスモータを駆動する駆動装置におい
て、ダイオードの一端が給電用直流電源の負極端子に接
続され、他端がスイッチング素子に接続され、そのスイ
ッチング素子の他端が直流電源の正極端子に接続される
共通直列回路と、スイッチング素子の一端が給電用直流
電源の負極端子に接続され、他端がダイオードに接続さ
れ、そのダイオードのターゲットが直流電源の正極端子
に接続され、各相毎に備えられる直列回路と、一端が前
記各相毎の直列回路のスイッチング素子とダイオードの
接続点と可変リラクタンスモータの対応する励磁コイル
に接続され、他端が前記共通直列回路のスイッチング素
子とダイオードの接続点に接続されている1個の電流検
出回路とにより駆動回路が構成し、ロータの電気角を検
出する手段と、前記電気角を用いて励磁すべき相を決定
し、該励磁相に対応するスイッチング素子を制御する手
段と、前記駆動回路の検出電流が指令電流に一致するよ
うにモータコイルの電圧制御を行う手段によりモータの
駆動を行うものである。
【0021】
【作用】本発明によれば、可変リラクタンスモータを駆
動する駆動装置において、モータの各コイルに流れる電
流を合計したトータル電流が検出できる位置に設置した
電流検出器により、モータの各コイルに流れる電流を合
計したトータル電流を検出し、その電流検出器で検出さ
れるトータル電流に基づいて各コイルを一相ずつ励磁す
ることにより、トータル電流が電流指令に追従するよう
に相毎の電流ループ処理を行なうものであり、励磁相の
切替え時においても電流ループ処理は1つの相のみで行
うことができる。
動する駆動装置において、モータの各コイルに流れる電
流を合計したトータル電流が検出できる位置に設置した
電流検出器により、モータの各コイルに流れる電流を合
計したトータル電流を検出し、その電流検出器で検出さ
れるトータル電流に基づいて各コイルを一相ずつ励磁す
ることにより、トータル電流が電流指令に追従するよう
に相毎の電流ループ処理を行なうものであり、励磁相の
切替え時においても電流ループ処理は1つの相のみで行
うことができる。
【0022】また、本発明によれば、可変リラクタンス
モータを駆動する駆動装置において、ダイオードの一端
が給電用直流電源の負極端子に接続され、他端がスイッ
チング素子に接続され、そのスイッチング素子の他端が
直流電源の正極端子に接続される共通直列回路と、スイ
ッチング素子の一端が給電用直流電源の負極端子に接続
され、他端がダイオードに接続され、そのダイオードの
ターゲットが直流電源の正極端子に接続され、各相毎に
備えられる直列回路と、一端が前記各相毎の直列回路の
スイッチング素子とダイオードの接続点と可変リラクタ
ンスモータの対応する励磁コイルに接続され、他端が前
記共通直列回路のスイッチング素子とダイオードの接続
点に接続されている1個の電流検出回路とにより駆動回
路を構成し、この駆動回路の1個の電流検出回路にモー
タの各コイルに流れる電流を合計するトータル電流を流
して検出し、ロータの電気角を検出する手段から得られ
るロータの電気角によりモータの各コイルの励磁すべき
相を決定し、その励磁相に対応するスイッチング素子を
制御して、電流検出回路の検出電流が指令電流に一致す
るようにモータコイルの電圧制御を行うことによって、
モータの駆動を行う。
モータを駆動する駆動装置において、ダイオードの一端
が給電用直流電源の負極端子に接続され、他端がスイッ
チング素子に接続され、そのスイッチング素子の他端が
直流電源の正極端子に接続される共通直列回路と、スイ
ッチング素子の一端が給電用直流電源の負極端子に接続
され、他端がダイオードに接続され、そのダイオードの
ターゲットが直流電源の正極端子に接続され、各相毎に
備えられる直列回路と、一端が前記各相毎の直列回路の
スイッチング素子とダイオードの接続点と可変リラクタ
ンスモータの対応する励磁コイルに接続され、他端が前
記共通直列回路のスイッチング素子とダイオードの接続
点に接続されている1個の電流検出回路とにより駆動回
路を構成し、この駆動回路の1個の電流検出回路にモー
タの各コイルに流れる電流を合計するトータル電流を流
して検出し、ロータの電気角を検出する手段から得られ
るロータの電気角によりモータの各コイルの励磁すべき
相を決定し、その励磁相に対応するスイッチング素子を
制御して、電流検出回路の検出電流が指令電流に一致す
るようにモータコイルの電圧制御を行うことによって、
モータの駆動を行う。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
【0024】(実施例の構成)図1は本発明の一実施例
のVRモータ駆動回路の回路図である。
のVRモータ駆動回路の回路図である。
【0025】従来のVRモータ駆動回路である図6と本
発明の回路である図1とを比較すると相違する点は、電
流検出器(図中電流検出抵抗Rで示される)が1個にな
り、各相に流れる電流を加算したトータル電流itを該
電流検出器Rによって検出するようにした構成にある。
発明の回路である図1とを比較すると相違する点は、電
流検出器(図中電流検出抵抗Rで示される)が1個にな
り、各相に流れる電流を加算したトータル電流itを該
電流検出器Rによって検出するようにした構成にある。
【0026】図1において、電流検出器Rは、ダイオー
ドの一端が給電用の直流用電源の負極端子に接続され他
端がスイッチング素子に接続され、そのスイッチング素
子の他端が直流用電源の正極端子に接続されている共通
直列回路のスイッチング素子とダイオードの接続点に一
端が接続され、他端が各励磁コイルZA,ZB,ZCに
接続されている。したがって、この構成により各励磁コ
イルZA,ZB,ZCを流れる電流はこの電流検出器R
を共通に流れるため、電流検出器Rによって各相に流れ
る電流を加算したトータル電流itを求めることができ
る。
ドの一端が給電用の直流用電源の負極端子に接続され他
端がスイッチング素子に接続され、そのスイッチング素
子の他端が直流用電源の正極端子に接続されている共通
直列回路のスイッチング素子とダイオードの接続点に一
端が接続され、他端が各励磁コイルZA,ZB,ZCに
接続されている。したがって、この構成により各励磁コ
イルZA,ZB,ZCを流れる電流はこの電流検出器R
を共通に流れるため、電流検出器Rによって各相に流れ
る電流を加算したトータル電流itを求めることができ
る。
【0027】また、このVRモータ駆動制御を行なう制
御手段のハードウエア構成は従来と同一のプロセッサ、
ROM、RAM、及び入出力回路等で構成され、この制
御手段のプロセッサが実施する処理において従来と相違
している。なお、この制御手段のハードウエア構成は、
周知であるため図示していない。
御手段のハードウエア構成は従来と同一のプロセッサ、
ROM、RAM、及び入出力回路等で構成され、この制
御手段のプロセッサが実施する処理において従来と相違
している。なお、この制御手段のハードウエア構成は、
周知であるため図示していない。
【0028】(実施例の作用)図2は、本発明の一実施
例の制御手段のプロセッサが実施する電流ループ処理の
フローチャートであり、制御手段のプロセッサは所定周
期毎に図2に示す処理を実施する。以下、図2のフロー
チャートのステップSの符号に従って説明する。
例の制御手段のプロセッサが実施する電流ループ処理の
フローチャートであり、制御手段のプロセッサは所定周
期毎に図2に示す処理を実施する。以下、図2のフロー
チャートのステップSの符号に従って説明する。
【0029】ステップS1:まず、電流指令icmd を読
み取るとともに、電流検出器Rによりトータル電流it
を読み取り、モータのロータ位置を読み取る検出器によ
りロータ電気角θを検出して読み取る。図3は、本発明
の一実施例による各相電流及びトータル電流の説明図で
あり、トータル電流itは電流検出器Rにより検出され
る。
み取るとともに、電流検出器Rによりトータル電流it
を読み取り、モータのロータ位置を読み取る検出器によ
りロータ電気角θを検出して読み取る。図3は、本発明
の一実施例による各相電流及びトータル電流の説明図で
あり、トータル電流itは電流検出器Rにより検出され
る。
【0030】ステップS2:次に、前記ステップS1の
工程で読み取った電流指令icmd と読み取ったトータル
電流itとを比較する。
工程で読み取った電流指令icmd と読み取ったトータル
電流itとを比較する。
【0031】ステップS3:次に、前記ステップS2の
比較工程において、トータル電流itが電流指令icmd
以下の場合には、電流指令icmd からトータル電流it
を減じた電流偏差(icmd −it)に、設定されている
電流ループの比例ゲインKを乗じ、さらに整流回路の出
力である主電圧相当値Vで除してPWM信号のデューテ
ィー比ηを求める。すなわち、次の式(1)の演算を行
なってデューティー比ηを求める。
比較工程において、トータル電流itが電流指令icmd
以下の場合には、電流指令icmd からトータル電流it
を減じた電流偏差(icmd −it)に、設定されている
電流ループの比例ゲインKを乗じ、さらに整流回路の出
力である主電圧相当値Vで除してPWM信号のデューテ
ィー比ηを求める。すなわち、次の式(1)の演算を行
なってデューティー比ηを求める。
【0032】 η=(K/V)(icmd −it) …(1) そして、このデューティー比ηのPWM信号により、ス
イッチング素子を制御することによって、トータル電流
itを増加させて電流指令icmd に追従させる。
イッチング素子を制御することによって、トータル電流
itを増加させて電流指令icmd に追従させる。
【0033】ステップS4:一方、前記ステップS2の
比較工程において、トータル電流itが電流指令icmd
を超えている場合には、PWM信号のデューティー比η
を次の式(2)の演算を行なって求める。
比較工程において、トータル電流itが電流指令icmd
を超えている場合には、PWM信号のデューティー比η
を次の式(2)の演算を行なって求める。
【0034】 η=1+(K/V)(icmd −it) …(2) そして、このデューティー比ηのPWM信号により、ス
イッチング素子を制御することによって、トータル電流
itを減少させて電流指令icmd に追従させる。
イッチング素子を制御することによって、トータル電流
itを減少させて電流指令icmd に追従させる。
【0035】ステップS5,6:次に、前記ステップS
1の工程で読み取ったロータ電気角θよりA相励磁相、
B相励磁相、あるいはC相励磁相のいずれの励磁相かを
決定する。そして、A相励磁相の場合にはステップS7
に進み、B相励磁相の場合にはステップS8に進み、C
相励磁相の場合にはステップS9に進む。各ステップS
7,8,9の工程では、記ステップS1の工程で読み取
った電流指令icmd と読み取ったトータル電流itとを
比較し、その比較結果によりスイッチング素子Q1/Q
4のオン、オフを制御する。
1の工程で読み取ったロータ電気角θよりA相励磁相、
B相励磁相、あるいはC相励磁相のいずれの励磁相かを
決定する。そして、A相励磁相の場合にはステップS7
に進み、B相励磁相の場合にはステップS8に進み、C
相励磁相の場合にはステップS9に進む。各ステップS
7,8,9の工程では、記ステップS1の工程で読み取
った電流指令icmd と読み取ったトータル電流itとを
比較し、その比較結果によりスイッチング素子Q1/Q
4のオン、オフを制御する。
【0036】ステップS7,8:励磁相がA相の場合で
あって、ステップS7の工程において検出トータル電流
itが電流指令icmd より小さいと判定された場合に
は、トータル電流itを増加させて電流指令icmd に追
従させるために前記した式(1)の動作を行なわせる必
要がある。
あって、ステップS7の工程において検出トータル電流
itが電流指令icmd より小さいと判定された場合に
は、トータル電流itを増加させて電流指令icmd に追
従させるために前記した式(1)の動作を行なわせる必
要がある。
【0037】図1において、A相に対応するスイッチン
グ素子Q2をオンとするとともにスイッチング素子Q1
をステップS3の工程で求めたデューティー比ηでオン
/オフさせるPWM信号を出力すると共に、他のスイッ
チング素子Q3,Q4をオフとして、A相電流を増加さ
せトータル電流itを増加させる。この時、A相コイル
に印加される電圧は、前記したようにスイッチング素子
Q1がオンのときは整流回路1の出力である主電圧Vで
あり、スイッチング素子Q1がオフのときには「0」と
なる。したがって、A相コイルに印加される平均電圧は
次の式(3)によって表される。
グ素子Q2をオンとするとともにスイッチング素子Q1
をステップS3の工程で求めたデューティー比ηでオン
/オフさせるPWM信号を出力すると共に、他のスイッ
チング素子Q3,Q4をオフとして、A相電流を増加さ
せトータル電流itを増加させる。この時、A相コイル
に印加される電圧は、前記したようにスイッチング素子
Q1がオンのときは整流回路1の出力である主電圧Vで
あり、スイッチング素子Q1がオフのときには「0」と
なる。したがって、A相コイルに印加される平均電圧は
次の式(3)によって表される。
【0038】 平均電圧=η×V=(K/V)(icmd −it)×V =K(icmd −it) …(3) ステップS7,9:一方、励磁相がA相の場合であっ
て、ステップS7の工程において検出トータル電流it
が電流指令icmd を超えていると判定された場合には、
トータル電流itを減少させて電流指令icmd に追従さ
せるために前記した式(2)の動作を行なわせる必要が
ある。
て、ステップS7の工程において検出トータル電流it
が電流指令icmd を超えていると判定された場合には、
トータル電流itを減少させて電流指令icmd に追従さ
せるために前記した式(2)の動作を行なわせる必要が
ある。
【0039】図1において、スイッチング素子Q1をス
テップS4の工程で求めたデューティー比ηでオン/オ
フさせるPWM信号を出力すると共に、他のスイッチン
グ素子Q2,Q3,Q4をオフとして、A相電流を減少
させトータル電流itを減少させる。この場合、前記し
たようにスイッチング素子Q1がオンのときにはA相コ
イルにかかる電圧は「0」であり、スイッチング素子Q
1がオフの時「−V」が印加されることになる。したが
って、ステップS4の工程で求めたデューティー比ηよ
り、A相コイルに印加される平均電圧は次の式(4)に
よって表される。
テップS4の工程で求めたデューティー比ηでオン/オ
フさせるPWM信号を出力すると共に、他のスイッチン
グ素子Q2,Q3,Q4をオフとして、A相電流を減少
させトータル電流itを減少させる。この場合、前記し
たようにスイッチング素子Q1がオンのときにはA相コ
イルにかかる電圧は「0」であり、スイッチング素子Q
1がオフの時「−V」が印加されることになる。したが
って、ステップS4の工程で求めたデューティー比ηよ
り、A相コイルに印加される平均電圧は次の式(4)に
よって表される。
【0040】 平均電圧=(1−η)×V=−(K/V)(icmd −it)×(−V) =K(icmd −it) …(4) 前記式(3)及び式(4)で示されるように、トータル
電流itが電流指令icmd 以下の場合も、超える場合
も、A相コイルにかかる平均電圧は電流指令icmd から
トータル電流itを減じた電圧偏差に比例ゲインKを乗
じた値となり、トータル電流itを指令電流icmd に追
従するように比例制御が実行されることが分かる。
電流itが電流指令icmd 以下の場合も、超える場合
も、A相コイルにかかる平均電圧は電流指令icmd から
トータル電流itを減じた電圧偏差に比例ゲインKを乗
じた値となり、トータル電流itを指令電流icmd に追
従するように比例制御が実行されることが分かる。
【0041】ステップS10,13:ステップS6の工
程で励磁相がB相、若しくはC相と判断された場合は、
A相におけるステップS7の工程と同様の処理を実行す
る。
程で励磁相がB相、若しくはC相と判断された場合は、
A相におけるステップS7の工程と同様の処理を実行す
る。
【0042】ステップS11,14:電流指令icmd と
トータル電流itを比較し、電流指令icmd が大きいと
きには、B相励磁の場合にはスイッチング素子Q3をオ
ン、スイッチング素子Q2,Q4をオフ、C相励磁の場
合にはスイッチング素子Q4をオン、スイッチング素子
Q2,Q3をオフとしてスイッチング素子をステップS
3の工程で求めたデューティー比ηのPWM信号でスイ
ッチングする。そして、このデューティー比ηのPWM
信号により、スイッチング素子を制御することによっ
て、トータル電流itを増加させて電流指令icmd に追
従させる。
トータル電流itを比較し、電流指令icmd が大きいと
きには、B相励磁の場合にはスイッチング素子Q3をオ
ン、スイッチング素子Q2,Q4をオフ、C相励磁の場
合にはスイッチング素子Q4をオン、スイッチング素子
Q2,Q3をオフとしてスイッチング素子をステップS
3の工程で求めたデューティー比ηのPWM信号でスイ
ッチングする。そして、このデューティー比ηのPWM
信号により、スイッチング素子を制御することによっ
て、トータル電流itを増加させて電流指令icmd に追
従させる。
【0043】ステップS12,15:また、電流指令i
cmd よりトータル電流itの方が大きいときには、ステ
ップS9と同様に、スイッチング素子Q2,Q3,Q4
をオフとしスイッチング素子Q1をステップS4の工程
で求めたデューティー比ηでスイッチングする。そし
て、このデューティー比ηのPWM信号により、スイッ
チング素子を制御することによって、トータル電流it
を減少させて電流指令icmd に追従させる。
cmd よりトータル電流itの方が大きいときには、ステ
ップS9と同様に、スイッチング素子Q2,Q3,Q4
をオフとしスイッチング素子Q1をステップS4の工程
で求めたデューティー比ηでスイッチングする。そし
て、このデューティー比ηのPWM信号により、スイッ
チング素子を制御することによって、トータル電流it
を減少させて電流指令icmd に追従させる。
【0044】以上の処理を所定周期毎に実施することに
より、電流指令icmd と検出トータル電流itの差であ
る電流偏差(icmd −it)に、電流ループの比例ゲイ
ンKを乗じた値の励磁相を印加してトータル電流itが
電流指令icmd に追従するように制御することになる。
より、電流指令icmd と検出トータル電流itの差であ
る電流偏差(icmd −it)に、電流ループの比例ゲイ
ンKを乗じた値の励磁相を印加してトータル電流itが
電流指令icmd に追従するように制御することになる。
【0045】(実施例の効果)複数の相を同時に制御す
る場合と比較して、演算処理量が少なく、同じサンプリ
ング周期であっても、演算速度の低いMPUにより処理
が可能となる。また、電流検出手段やADコンバータ、
絶縁アンプ等の個数を減少させることができる。
る場合と比較して、演算処理量が少なく、同じサンプリ
ング周期であっても、演算速度の低いMPUにより処理
が可能となる。また、電流検出手段やADコンバータ、
絶縁アンプ等の個数を減少させることができる。
【0046】(実施例の変形例)電流検出器として、実
施例に示した電流検出抵抗Rに代えてフォトカプラ等の
電流信号を他の信号形態に変換する素子を用いることも
可能である。
施例に示した電流検出抵抗Rに代えてフォトカプラ等の
電流信号を他の信号形態に変換する素子を用いることも
可能である。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータの各コイルの合計の電流を検出し、そのトータル
電流により電流制御を行うため、電流制御ループ処理を
1相のみの電流制御が可能となり、また電流検出器の個
数を減少させることができる。
モータの各コイルの合計の電流を検出し、そのトータル
電流により電流制御を行うため、電流制御ループ処理を
1相のみの電流制御が可能となり、また電流検出器の個
数を減少させることができる。
【図1】本発明の一実施例のVRモータ駆動回路の回路
図である。
図である。
【図2】本発明の一実施例の制御手段のプロセッサが実
施する電流ループ処理のフローチャートである。
施する電流ループ処理のフローチャートである。
【図3】本発明の一実施例による各相電流及びトータル
電流の説明図である。
電流の説明図である。
【図4】VRモータの回転状態を示す図である。
【図5】従来の三相のVRモータの駆動回路図である。
【図6】従来の三相のVRモータの駆動回路図である。
【図7】従来の三相のVRモータの駆動回路におけるコ
イル電流と指令電流との関係を説明する説明図でる。
イル電流と指令電流との関係を説明する説明図でる。
1 整流回路 Q1〜Q4 スイッチング素子 D1〜D4 ダイオード ZA A相インピーダンス ZB B相インピーダンス ZC C相インピーダンス R 電流検出器の電流検出抵抗 ia A相電流 ib B相電流 ic C相電流 it トータル電流
Claims (2)
- 【請求項1】 可変リラクタンスモータを駆動する駆動
装置において、 前記モータの各コイルに流れる電流を合計したトータル
電流が検出できる位置に電流検出器を取付け、該電流検
出器で検出されるトータル電流に基づいて各コイルを一
相ずつ励磁することにより、トータル電流が電流指令に
追従するように相毎の電流ループ処理を行なうことを特
徴とする可変リラクタンスモータの駆動装置。 - 【請求項2】 可変リラクタンスモータを駆動する駆動
装置において、 (a)ダイオードの一端が給電用直流電源の負極端子に
接続され、他端がスイッチング素子に接続され、そのス
イッチング素子の他端が直流電源の正極端子に接続され
る共通直列回路と、 (b)スイッチング素子の一端が給電用直流電源の負極
端子に接続され、他端がダイオードに接続され、そのダ
イオードのターゲットが直流電源の正極端子に接続さ
れ、各相毎に備えられる直列回路と、 (c)一端が前記各相毎の直列回路のスイッチング素子
とダイオードの接続点と可変リラクタンスモータの対応
する励磁コイルに接続され、他端が前記共通直列回路の
スイッチング素子とダイオードの接続点に接続されてい
る1個の電流検出回路とにより駆動回路を構成し、 (d)ロータの電気角を検出する手段と、 (e)前記電気角を用いて励磁すべき相を決定し、該励
磁相に対応するスイッチング素子を制御する手段と、 (f)前記駆動回路の検出電流が指令電流に一致するよ
うにモータコイルの電圧制御を行う手段によりモータの
駆動を行うことを特徴とする可変リラクタンスモータの
駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156366A JPH06351289A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156366A JPH06351289A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06351289A true JPH06351289A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15626186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156366A Pending JPH06351289A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06351289A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8471535B2 (en) | 2009-02-23 | 2013-06-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Large current handling capable semiconductor switching device with suppression of short circuit damage and recovery current switching loss |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP5156366A patent/JPH06351289A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8471535B2 (en) | 2009-02-23 | 2013-06-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Large current handling capable semiconductor switching device with suppression of short circuit damage and recovery current switching loss |
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