JPH10127081A - 三相同期式電動モータの付勢を同期化するための方法および装置 - Google Patents

三相同期式電動モータの付勢を同期化するための方法および装置

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JPH10127081A
JPH10127081A JP9263077A JP26307797A JPH10127081A JP H10127081 A JPH10127081 A JP H10127081A JP 9263077 A JP9263077 A JP 9263077A JP 26307797 A JP26307797 A JP 26307797A JP H10127081 A JPH10127081 A JP H10127081A
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phase
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signals
synchronizing
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JP9263077A
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Alfred Permuy
ペルミュー アルフレッド
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Valeo Electronique SA
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三相同期式モータにおけるロータ位置センサ
の数を1つに低減する。 【解決手段】 付勢信号は、ロータの回転位置を示す単
一位置信号と同期化され、モータを始動するため、互い
に2π/3だけ位相のずれた3つの付勢信号がモータの
3つの位相に供給される。モータが始動しな場合、付勢
信号は2π/3だけ位相がずらされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は三相同期式モータお
よびかかるモータの付勢を同期化するための方法および
装置に関する。より詳細には、本発明は自動車用モータ
駆動ファンユニットの三相モータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、モータのロータの回転と三相モー
タの異なる位相の付勢とを同期化するためには、センサ
の数を、同期させるべき位相の数と同じにする必要があ
ると考えられていた。このセンサの目的は、ロータの瞬
間的な回転位置を識別することにある。
【0003】添付図面の、図1は、ロータが1対の磁極
のみしか有しない三相同期式モータのうちの最も簡単な
ケースを示している。この場合、電気的角度は機械的角
度と等しい。すなわち、制御信号の1周期は、ロータの
1回転に対応する。
【0004】モータのスタータの巻線B1、B2、B3
は、例えば添付図面のうちの図2(a)〜図2(c)に
示するような3つの付勢信号G1、G2およびG3によ
って付勢される。これら3つの信号G1〜G3を発生す
るために、通常、3つのセンサC1〜C3(図1)が設
けられる。これらのセンサは、ロータの回転に従い、付
勢信号G1〜G3で過渡現象が生じる瞬間をそれぞれ検
出するようになっている。
【0005】センサC1〜C3は、例えばモータのステ
ータのまわりに隔置されたホール効果セルであり、これ
らのセンサは、図1に示すように、互いに120度だけ
ずらされている。ロータも、120度の開口部(すなわ
ち中心部がなす角度)を有する磁気セクタSを含む。こ
のセクタは3つのセンサC1〜C3と協働する。
【0006】巻線の巻方向は、巻線を電流が流れると、
ロータのN極がその軸線と一致するように決められてい
る。各センサCiによって発生される信号は、対応する
巻線Biに印加しなければならない信号Giである。始動
時には、ハイレベル状態となっているセンサに関連する
巻線のいずれか1つを付勢すれば十分である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる課題
は、1つのセンサだけで、3つの位相を同期化すること
ができるようになっている三相同期式電気モータを同期
化するための方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴によ
れば、自動車等の三相同期式電動モータの付勢を同期化
するための方法において、前記モータの異なる位相に対
する付勢信号を、前記モータのロータの回転位置を示す
共通信号と同期化し、隣接する信号が2π/3だけ位相
のずれた3つの付勢信号によりモータの2つの位相を付
勢し、モータが停止したままの状態の場合、モータの異
なる位相を、2π/3だけ位相のずれた同じ信号により
付勢するよう、モータの異なる位相の付勢を変えること
を特徴とする。
【0009】また、本発明の三相モータを付勢するため
の同期化装置は、前記モータの異なる位相に対する付勢
信号を、ロータの回転を示すセンサからの共通出力信号
に同期化するための手段と、モータの始動時に3つの付
勢信号により、モータの3つの位相を付勢するようにな
っている別の手段とを備え、隣接する3つの付勢信号
は、2π/3だけ位相がずれており、前記別の手段は、
モータが停止したままの場合、前記モータの異なる位相
の付勢を変え、2π/3だけ位相のずれた同じ付勢信号
により、モータを付勢するようになっていることを特徴
とする。
【0010】本発明の範囲内には、本発明の同期化装置
と電動モータとの組み合わせ、並びにかかる組み合わせ
を含む自動車用モータ駆動ファンユニットも含まれる。
【0011】本発明の好ましい実施例の単なる例に関す
る次の詳細な説明を、添付図面を参照しながら読めば、
本発明の上記以外の特徴および利点がより明らかとなろ
う。
【0012】
【発明の実施の形態】図3に示す三相同期化モータは、
1対の磁極を有するロータと、3つのステータ巻線B
1、B2およびB3を備えるモータである。巻線B1〜
B3のための付勢信号は、単一センサC1からの位置信
号に応答して発生される。このセンサは、モータのロー
タに対して固定されたホイールと協働するホール効果セ
ンサである。このホイールは、3つの磁気セクタS1、
S2およびS3を含み、各セクタは、60度の開口部を
有する。すなわち各セクタは、ホイールの回転軸(従っ
てロータの回転軸)において60度の角度をなす。これ
ら3つの磁気説明S1〜S3は、ロータの全円周に沿っ
て等間隔に隔置されている。
【0013】セクタCによって得られる位置信号Sc
は、図4に示されている信号である。付勢信号G1〜G
3による巻線への付勢すなわち電力の供給は、次の順序
i0;Bi0+1;Bi0+2;Bi0で3段階のサイクルで行わ
れなければならない。しかし問題は、予めロータの初期
位置が判っていなければ、最初に付勢すべるき巻線Bi0
がどの巻線であるかが判らないことにある。
【0014】本発明の方法では、始動時に巻線のいずれ
か1つ、例えば巻線B1を付勢する。ロータの初期位置
に応じて、3つの異なる状況が起こり得る。これら状況
のうちの第1の状況は、制御信号がロータの初期位置と
合相状態になるように、実際に巻線B1で開始しなけれ
ばならない状況であり、これによりモータは始動する。
【0015】第2の状況では、最初に付勢されるのは巻
線B2である。この場合、ロータは運動しない。ロータ
のN極は、巻線B1の軸線と整合できるが、センサから
の位置信号Scからの過渡現象はないので、制御信号
は、ロータの有効位置に対して遅れているからである。
【0016】第3の起こり得る状況では、まず最初に付
勢されるのは巻線B3である。この場合、N極自体は、
巻線B1の軸線と整合するように後方に移動し、センサ
信号Scからの過渡現象を発生させ、次のステップ、す
なわち巻線B2の付勢を開始する。ここで制御信号は、
ロータの有効位置に対しては進んでいるが、モータはそ
れでも始動する。
【0017】次に、センサCによって発生される位置信
号Scから付勢信号GIを発生しうる回路を略示する図
5について説明する。この回路は、本例ではタイプCD
4017BEの集積回路から成り、この回路は、入力信
号として、センサ信号Scを受ける。この信号は、3方
向分周器を作動させる。
【0018】センサ信号Scの各立ち上がりエッジにお
いて、信号G1〜G3から成る集積回路からの3つの出
力信号は、それぞれ逐次1とされる。この集積回路は、
第1出力端へ1の論理信号(すなわち信号G1)を再分
配させる集積回路のゼロ化フィードバック入力端に接続
された第4の出力も有する。
【0019】以上、わずか1対の磁極のみしか有しない
最も簡単なモータのケースを参照して本発明について説
明したが、このモータは、n個の対の磁極(ここでnは
2以上の数である)を有するモータに一般化できる。こ
の目的のために、使用されるホイールは、例えばn倍の
セクタを有することができ、各セクタの(上記のよう
な)角度すなわち開口部は、セクタ信号Scのn倍の過
渡現象を発生するために60°/nとなっている。従っ
て、2対の磁極がある場合、各セクタの角度は30°で
ある。従って1対の変わりにn対の磁極がある場合、図
3(a)〜図3(c)の信号における位相I、IIおよ
びIIIは、ロータの全1回転のn分の1倍(例えば1
回転の半分)には対応せず、電気的角度は機械的角度と
異なることとなる。更に同期化方法は変わらない。
【0020】これに関連し、一般的なケースでは、2π
/3だけ互いに位相のずれた3つの入力信号によって三
相モータを付勢すると、モータは、3つのケースのうち
の2つのケースで始動するが、第3のケースでは停止し
たままであることが判る。停止したままである場合、異
なる位相の励起(付勢)を、2π/3だけ位相をシフト
すれば十分である。このようにすることにより、モータ
は必ず始動する。
【0021】同様に、モータの制御をよりフレキシブル
にし、より一定のトルクを生じるようにするには、付勢
信号を重ね合わされた信号としてもよい。これまで説明
した図2(a)〜図2(c)に示された信号G1、G2
およびG3は、本発明の理解を助けるためにそのまま用
いている。
【0022】更にホール効果センサ以外のタイプのセン
サ、例えばコーディングホイールまたは光ビームを発生
するための手段、例えば発光ダイオードまたは光電池を
備えたランプを含む手段も使用できる。
【0023】本発明は、電子制御式モータ、例えば自動
車用モータ駆動ファンユニットのモータに使用した時に
特に有利である。
【0024】本発明により提案される三相モータを付勢
するための同期化装置は、前記モータの異なる位相に対
する付勢信号を、ロータの回転を示すセンサからの共通
出力信号に同期化するための手段と、モータの始動時
に、3つの付勢信号によりモータの3つの位相を付勢す
るようになっている別の手段とを備え、隣接する3つの
付勢信号は、2π/3だけ位相がずれており、前記別の
手段は、モータが停止したままの場合、前記モータの異
なる位相の付勢を変え、2π/3だけ位相のずれた同じ
付勢信号により、モータを付勢するようになっている。
【0025】前記付勢信号はパルス状の信号であり、こ
の信号が同期化される共通信号は、異なる過渡現象によ
り前記付勢信号の過渡現象を開始させるパルス状信号で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来公知のある種の三相同期式モータの略図で
ある。
【図2】モータの3つの巻線へ電力を供給するための3
つの付勢エネルギーを示す略図であり、そのうちの
(a)は3つのうちの付勢信号のうちの1つを示し、
(b)はその付勢信号のうちの他の信号を示し、(c)
は残りの付勢信号を示す。
【図3】本発明による1つの可能な実施例における同期
式モータを示す略図である。
【図4】図3のモータにおける位置センサの出力信号を
示す略図である。
【図5】図4の位置信号から図2(a)〜図2(c)の
付勢信号を発生するための装置の略図である。
【符号の説明】
B1〜B3 ステータ巻線 C センサ S1〜S3 磁気セクタ G1〜G3 付勢信号 Sc センサ信号

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車等の三相同期式電動モータの付勢
    を同期化するための方法であって、 モータの異なる位相に対する付勢信号を、モータのロー
    タの回転位置を示す共通信号と同期化し、隣接する信号
    が2π/3だけ位相のずれた3つの付勢信号により、モ
    ータの2つの位相を付勢し、モータが停止したままの状
    態の場合、モータの異なる位相を、2π/3だけ位相の
    ずれた同じ信号により付勢するよう、モータの異なる位
    相の付勢を変えることを特徴とする、三相同期化電動モ
    ータの付勢を同期化する方法。
  2. 【請求項2】 付勢信号がパルス状の信号であり、前記
    付勢信号が同期化される共通信号が、異なる過渡現象に
    より前記付勢信号の過渡現象を開始させるパルス状信号
    であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 電動モータが、自動車用モータ駆動ファ
    ンユニットの電動モータであることを特徴とする、請求
    項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 三相モータを付勢するための同期化装置
    であって、前記モータの異なる位相に対する付勢信号
    を、ロータの回転を示すセンサからの共通出力信号に同
    期化するための手段と、モータの始動時に、3つの付勢
    信号によりモータの3つの位相を付勢するようになって
    いる別の手段とを備え、隣接する3つの付勢信号は、2
    π/3だけ位相がずれており、前記別の手段は、モータ
    が停止したままの場合、前記モータの異なる位相の付勢
    を変え、2π/3だけ位相のずれた同じ付勢信号によ
    り、モータを付勢するようになっていることを特徴とす
    る、三相モータを付勢するための同期化装置。
  5. 【請求項5】 ロータの回転を示すための単一センサを
    含むことを特徴とする、請求項4記載の装置。
  6. 【請求項6】 三相電動モータと、請求項4または5記
    載の同期化装置とを備える装置。
  7. 【請求項7】 三相電動モータと、請求項4または5記
    載の同期化装置との組み合わせを含むことを特徴とす
    る、自動車用モータ駆動ファンユニット。
JP9263077A 1996-09-27 1997-09-29 三相同期式電動モータの付勢を同期化するための方法および装置 Pending JPH10127081A (ja)

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FR9611794 1996-09-27

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DE (1) DE69725673T2 (ja)
ES (1) ES2210475T3 (ja)
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