JPH11235087A - 一括電流制御によるモータの駆動制御方法 - Google Patents
一括電流制御によるモータの駆動制御方法Info
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- JPH11235087A JPH11235087A JP10050074A JP5007498A JPH11235087A JP H11235087 A JPH11235087 A JP H11235087A JP 10050074 A JP10050074 A JP 10050074A JP 5007498 A JP5007498 A JP 5007498A JP H11235087 A JPH11235087 A JP H11235087A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010397 one-hybrid screening Methods 0.000 description 1
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価でトルクリップルやモータ騒音の少ない
モータ駆動方法を実現する。 【解決手段】 2つのスイッチ素子1と2、3と4、5
と6より成る3つのハーフブリッジ回路を直流電源の両
端に並列接続すると共に、夫々のアームにおけるスイッ
チ素子同士の接続点を3相モータの出力端子に接続して
構成した3相モータの駆動回路であって、夫々のスイッ
チ素子から直流電源のマイナス極へ流れる電流のみを一
括して検出する電流センサ7を設け、制御電流指令回路
10からの信号と前記電流センサ7の検出電流とをオペ
アンプ9に入力させて比較し、さらに、180°デュー
ティ・位相差120°の3相信号とオペアンプ9の出力
信号とをEXNOR回路、NOT回路より成る論理回路
に入力させて演算し、この論理演算によるPWM制御信
号により夫々のスイッチ素子をオン・オフ制御して擬似
正弦波電流をモータに供給する。
モータ駆動方法を実現する。 【解決手段】 2つのスイッチ素子1と2、3と4、5
と6より成る3つのハーフブリッジ回路を直流電源の両
端に並列接続すると共に、夫々のアームにおけるスイッ
チ素子同士の接続点を3相モータの出力端子に接続して
構成した3相モータの駆動回路であって、夫々のスイッ
チ素子から直流電源のマイナス極へ流れる電流のみを一
括して検出する電流センサ7を設け、制御電流指令回路
10からの信号と前記電流センサ7の検出電流とをオペ
アンプ9に入力させて比較し、さらに、180°デュー
ティ・位相差120°の3相信号とオペアンプ9の出力
信号とをEXNOR回路、NOT回路より成る論理回路
に入力させて演算し、この論理演算によるPWM制御信
号により夫々のスイッチ素子をオン・オフ制御して擬似
正弦波電流をモータに供給する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DCブラシレス・
モータやインダクション・モータの可変速駆動分野に関
する。
モータやインダクション・モータの可変速駆動分野に関
する。
【0002】
【従来の技術】DCブラシレス・モータやインダクショ
ン・モータの駆動制御手段については数多くの制御回路
と制御方法が開発されており、その1例を図5に示す。
図5において、モータ110の駆動回路は夫々2つのス
イッチ素子101と102、103と104、105と
106を直列接続して構成した3つのアームを備えてお
り、夫々のアームの両端は直流電源(図示せず)の両端
に並列接続してある。また、夫々のアームにおけるスイ
ッチ素子同士の接続点とモータ110の出力端子間には
電流センサ107,108,109が設けてある。夫々
のスイッチ素子は逆並列接続したダイオードを備えてお
り、スイッチ素子がオフとなった時における転流ダイオ
ードとなる。
ン・モータの駆動制御手段については数多くの制御回路
と制御方法が開発されており、その1例を図5に示す。
図5において、モータ110の駆動回路は夫々2つのス
イッチ素子101と102、103と104、105と
106を直列接続して構成した3つのアームを備えてお
り、夫々のアームの両端は直流電源(図示せず)の両端
に並列接続してある。また、夫々のアームにおけるスイ
ッチ素子同士の接続点とモータ110の出力端子間には
電流センサ107,108,109が設けてある。夫々
のスイッチ素子は逆並列接続したダイオードを備えてお
り、スイッチ素子がオフとなった時における転流ダイオ
ードとなる。
【0003】上述したモータ駆動回路におけるスイッチ
素子をオン・オフ制御してモータを駆動する制御方法に
ついては各種の方法が公知であり、安価な制御方法とし
ては120°通電ドライブ方法や180°正弦波ドライ
ブ方法等がある。図5における制御方法は180°正弦
波ドライブ方法を採用した例であって、電気角180°
ごとに波形の極性が反転する120°位相のずれた3相
の正弦波信号が、制御電流指令回路120からの指令信
号として電流センサ107〜109からの検出信号とオ
ペアンプ111〜113において比較される。オペアン
プ111〜113の検出信号は、モータ110の駆動回
路におけるスイッチ素子101と102、103と10
4および105と106を位相差120°間隔で、かつ
夫々のグループ間においては交互にオン・オフするよう
に論理回路が構成してある。
素子をオン・オフ制御してモータを駆動する制御方法に
ついては各種の方法が公知であり、安価な制御方法とし
ては120°通電ドライブ方法や180°正弦波ドライ
ブ方法等がある。図5における制御方法は180°正弦
波ドライブ方法を採用した例であって、電気角180°
ごとに波形の極性が反転する120°位相のずれた3相
の正弦波信号が、制御電流指令回路120からの指令信
号として電流センサ107〜109からの検出信号とオ
ペアンプ111〜113において比較される。オペアン
プ111〜113の検出信号は、モータ110の駆動回
路におけるスイッチ素子101と102、103と10
4および105と106を位相差120°間隔で、かつ
夫々のグループ間においては交互にオン・オフするよう
に論理回路が構成してある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した180°通電
の正弦波ドライブ方法によるとモータのトルクリップル
やモータ騒音は充分に低くてよいが、制御回路内で正弦
波を作り出さなくてはならず、複雑な回路構成となって
高価格になる。
の正弦波ドライブ方法によるとモータのトルクリップル
やモータ騒音は充分に低くてよいが、制御回路内で正弦
波を作り出さなくてはならず、複雑な回路構成となって
高価格になる。
【0005】また、120°通電ドライブ方法では、制
御系を1つのハイブリットICにとりまとめた市販品が
あり、制御回路を簡単に構成できで安価である。しかし
乍ら、120°方形波電流をオン・オフ制御するもので
あるから大きなトルク・リップルが発生し、モータ騒音
も大きくなる。
御系を1つのハイブリットICにとりまとめた市販品が
あり、制御回路を簡単に構成できで安価である。しかし
乍ら、120°方形波電流をオン・オフ制御するもので
あるから大きなトルク・リップルが発生し、モータ騒音
も大きくなる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
技術の欠点を解消するためになされたものであって、ス
イッチ素子に流れ込む正方向電流のみを電流センサによ
って検出して一括し、この検出信号を制御電流指令信号
と比較したうえで、3相用の180°デューディで位相
差120°の方形波信号と演算してPWM電流制御信号
を生成させ、これらの信号によって夫々のスイッチ素子
をオン・オフ制御すると、3組のハーフブリッジ回路は
位相120°で運転され、電流方向は60°毎に切り替
わる擬似正弦波電流制御が可能となる。
技術の欠点を解消するためになされたものであって、ス
イッチ素子に流れ込む正方向電流のみを電流センサによ
って検出して一括し、この検出信号を制御電流指令信号
と比較したうえで、3相用の180°デューディで位相
差120°の方形波信号と演算してPWM電流制御信号
を生成させ、これらの信号によって夫々のスイッチ素子
をオン・オフ制御すると、3組のハーフブリッジ回路は
位相120°で運転され、電流方向は60°毎に切り替
わる擬似正弦波電流制御が可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。図1は、本発明による実施例であ
って、DCブラシレス・モータまたはインダクション・
モータにも適用される駆動回路の構成を示すブロック図
である。図1において、直列接続した2つのスイッチ素
子1と2、3と4および5と6より成る3つのハーフブ
リッジ回路は、直流電源の両端に並列接続してあり、夫
々のハーフブリッジ回路におけるスイッチ素子同士の接
続点はリアクタ20〜22および並列コンデンサ23〜
25より成るLC回路を介してモータ8の出力端子に接
続してある。また、2つのダイオード26と27、28
と29および30と31を夫々直列接続して直流電源の
両端に並列接続してある回路は、スイッチ素子1〜6が
オフとなった時における転流ダイオードを構成してい
る。
照しながら説明する。図1は、本発明による実施例であ
って、DCブラシレス・モータまたはインダクション・
モータにも適用される駆動回路の構成を示すブロック図
である。図1において、直列接続した2つのスイッチ素
子1と2、3と4および5と6より成る3つのハーフブ
リッジ回路は、直流電源の両端に並列接続してあり、夫
々のハーフブリッジ回路におけるスイッチ素子同士の接
続点はリアクタ20〜22および並列コンデンサ23〜
25より成るLC回路を介してモータ8の出力端子に接
続してある。また、2つのダイオード26と27、28
と29および30と31を夫々直列接続して直流電源の
両端に並列接続してある回路は、スイッチ素子1〜6が
オフとなった時における転流ダイオードを構成してい
る。
【0008】電流センサ7は転流ダイオード31のアノ
ード側とスイッチ素子2のソース端子との間に挿入して
あるので、夫々のスイッチ素子に流れ込む正方向電流、
即ちスイッチ素子から直流電源のマイナス極へ流れる電
流のみを一括して検出する。モータの回転速度やトルク
に対応する制御電流指令値は、制御電流指令回路10か
ら出力され、電流センサ7の検出信号と共にオペアンプ
9に入力して比較される。一方、電気角180°毎にオ
ン・オフ制御する方形波であって、120°位相のずれ
た3相の搬送波信号は、EXNOR回路15,17,1
9の一方の端子に入力すると共に、NOT回路11,1
2,13を介してEXNOR回路14,16,18の一
方の端子に入力する。オペアンプ9からの出力信号はE
XNOR回路14〜19の他方の端子に入力するように
構成されており、前記3相の搬送波信号とオペアンプ9
の出力信号はEXNOR回路14〜19において演算さ
れ、スイッチ素子1〜6のゲート信号を生成する。
ード側とスイッチ素子2のソース端子との間に挿入して
あるので、夫々のスイッチ素子に流れ込む正方向電流、
即ちスイッチ素子から直流電源のマイナス極へ流れる電
流のみを一括して検出する。モータの回転速度やトルク
に対応する制御電流指令値は、制御電流指令回路10か
ら出力され、電流センサ7の検出信号と共にオペアンプ
9に入力して比較される。一方、電気角180°毎にオ
ン・オフ制御する方形波であって、120°位相のずれ
た3相の搬送波信号は、EXNOR回路15,17,1
9の一方の端子に入力すると共に、NOT回路11,1
2,13を介してEXNOR回路14,16,18の一
方の端子に入力する。オペアンプ9からの出力信号はE
XNOR回路14〜19の他方の端子に入力するように
構成されており、前記3相の搬送波信号とオペアンプ9
の出力信号はEXNOR回路14〜19において演算さ
れ、スイッチ素子1〜6のゲート信号を生成する。
【0009】図2は、本発明によるもう1つの実施例で
あって、モータ駆動回路を構成する夫々のスイッチ素子
は逆並列接続したダイオードを備えている。また、電流
センサ71 ,72 ,73 はスイッチ素子2,4,6のソ
ース端子と直流電源のマイナス極との間に夫々設けてあ
る。上述したスイッチ素子2,4,6のオン電流のみを
検出するために、電流センサ71 ,72 ,73 からの検
出信号はダイオード201 ,202 ,203 を介してオ
ペアンプ9に入力し、制御電流指令回路10からの指令
値と比較される。オペアンプ9の検出信号と、3相用1
80°デューティ、120°位相のずれた3相信号とを
NOT回路11,12,13およびEXNOR回路14
〜19に入力させて演算し、スイッチ素子1〜6のゲー
ト信号を生成する方法は図1におけるものと同一であ
る。
あって、モータ駆動回路を構成する夫々のスイッチ素子
は逆並列接続したダイオードを備えている。また、電流
センサ71 ,72 ,73 はスイッチ素子2,4,6のソ
ース端子と直流電源のマイナス極との間に夫々設けてあ
る。上述したスイッチ素子2,4,6のオン電流のみを
検出するために、電流センサ71 ,72 ,73 からの検
出信号はダイオード201 ,202 ,203 を介してオ
ペアンプ9に入力し、制御電流指令回路10からの指令
値と比較される。オペアンプ9の検出信号と、3相用1
80°デューティ、120°位相のずれた3相信号とを
NOT回路11,12,13およびEXNOR回路14
〜19に入力させて演算し、スイッチ素子1〜6のゲー
ト信号を生成する方法は図1におけるものと同一であ
る。
【0010】図1および図2におけるEXNOR回路1
4〜19から出力されるゲート信号Q1 〜Q6 の信号波
形と、これらのゲート信号を入力してオン・オフ制御さ
れるスイッチ素子1〜6によって生成されるU相,V
相,W相の電流波形は、図4に示すような擬似正弦波と
なる。即ち、6つのスイッチ素子は夫々2つのスイッチ
素子より成るハーフブリッジ回路3組によって構成して
おり、PWM電流制御しながら180°通電し、3回路
は夫々120°位相をずらして運転される。このために
電流方向は60°毎に切り替わっていることが判る。ス
イッチ素子に流れ込む正方向電流を一括で制御し、スイ
ッチ素子のPWMスイッチングを一括信号でオン・オフ
制御することにより、また、負荷側モータの回路インピ
ーダンスの変化を利用することにより、モータに流れ込
む電流は60°毎に切り替わる擬似正弦波とすることが
でき、図3に示す通りである。さらに、図1に示すよう
に、駆動回路とモータとの間に簡単なLC回路を挿入す
ることにより、正弦波に近づけることができる。
4〜19から出力されるゲート信号Q1 〜Q6 の信号波
形と、これらのゲート信号を入力してオン・オフ制御さ
れるスイッチ素子1〜6によって生成されるU相,V
相,W相の電流波形は、図4に示すような擬似正弦波と
なる。即ち、6つのスイッチ素子は夫々2つのスイッチ
素子より成るハーフブリッジ回路3組によって構成して
おり、PWM電流制御しながら180°通電し、3回路
は夫々120°位相をずらして運転される。このために
電流方向は60°毎に切り替わっていることが判る。ス
イッチ素子に流れ込む正方向電流を一括で制御し、スイ
ッチ素子のPWMスイッチングを一括信号でオン・オフ
制御することにより、また、負荷側モータの回路インピ
ーダンスの変化を利用することにより、モータに流れ込
む電流は60°毎に切り替わる擬似正弦波とすることが
でき、図3に示す通りである。さらに、図1に示すよう
に、駆動回路とモータとの間に簡単なLC回路を挿入す
ることにより、正弦波に近づけることができる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、6つのスイッチ素
子によって3つのハーフブリッジ回路を構成した駆動回
路において、夫々のスイッチ素子に流れ込む正方向電流
を一括して検出する電流センサを設け、3相用180°
デューティで位相差120°の信号と電流センサからの
検出信号とを比較制御することによって3つのハーフブ
リッジ回路をオン・オフ制御すると、60°毎に電流方
向が切り替わる擬似正弦波電流が生成され、モータを駆
動させる。従って、従来技術による安価な120°ドラ
イブ回路と殆ど変らない安価な方法で擬似正弦波ドライ
ブが可能となるので、トルクリップやモータ騒音も少な
いドライブ方法を実現できる。
子によって3つのハーフブリッジ回路を構成した駆動回
路において、夫々のスイッチ素子に流れ込む正方向電流
を一括して検出する電流センサを設け、3相用180°
デューティで位相差120°の信号と電流センサからの
検出信号とを比較制御することによって3つのハーフブ
リッジ回路をオン・オフ制御すると、60°毎に電流方
向が切り替わる擬似正弦波電流が生成され、モータを駆
動させる。従って、従来技術による安価な120°ドラ
イブ回路と殆ど変らない安価な方法で擬似正弦波ドライ
ブが可能となるので、トルクリップやモータ騒音も少な
いドライブ方法を実現できる。
【図1】本発明によるモータ駆動回路の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図2】本発明によるもう1つの実施例を示すブロック
図。
図。
【図3】3相モータの駆動電流波形図。
【図4】ゲート信号とモータの各相電流の波形図。
【図5】従来技術によるモータ駆動回路の構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
1〜6 スイッチ素子 7 電流センサ 8 モータ 9 オペアンプ 10 制御電流指令回路 11〜13 NOT回路 14〜19 EXNOR回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年2月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (1)
- 【請求項1】 2つのスイッチ素子を直列接続したハー
フブリッジ回路3組より成り、夫々のハーフブリッジ回
路の両端を直流電源の両端に並列接続すると共に、夫々
のハーフブリッジ回路におけるスイッチ素子同士の接続
点を3相モータの出力端子に接続して構成した3相モー
タの駆動回路において、 夫々のスイッチ素子に流れ込む正方向電流のみを一括し
て検出する電流センサを設け、前記3相モータに要求さ
れる回転速度やトルクに対応する制御電流指令値と前記
電流センサの検出電流とをオペアンプに入力させて比較
し、電気角180°毎にオン・オフを繰り返す方形波で
あって、位相差120°の3相の搬送波信号と前記オペ
アンプからの出力信号とを6つのEXNOR回路と3つ
のNOT回路より成る論理回路に入力させて演算し、前
記論理演算より生成されたPWM電流制御信号により、
前記3相モータの駆動回路を構成する3組のハーフブリ
ッジ回路を夫々120°位相をずらして駆動制御するよ
うにしたことを特徴とする一括電流制御によるモータ駆
動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10050074A JPH11235087A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 一括電流制御によるモータの駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10050074A JPH11235087A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 一括電流制御によるモータの駆動制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11235087A true JPH11235087A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12848868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10050074A Withdrawn JPH11235087A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 一括電流制御によるモータの駆動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11235087A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001037418A1 (en) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Wellington Drive Technologies Limited | Electric motor |
| GB2377097A (en) * | 2001-03-16 | 2002-12-31 | Bosch Gmbh Robert | Electrical induction machine with multi-phase converter |
| WO2005008878A1 (en) * | 2003-07-22 | 2005-01-27 | Sergio Adolfo Maiocchi | System for operating dc motors and power converters |
-
1998
- 1998-02-16 JP JP10050074A patent/JPH11235087A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001037418A1 (en) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Wellington Drive Technologies Limited | Electric motor |
| US6765358B1 (en) | 1999-11-16 | 2004-07-20 | Wellington Drive Technologies Limited | Electric motor |
| GB2377097A (en) * | 2001-03-16 | 2002-12-31 | Bosch Gmbh Robert | Electrical induction machine with multi-phase converter |
| GB2377097B (en) * | 2001-03-16 | 2003-08-20 | Bosch Gmbh Robert | Electrical induction machine with multi-phase converter |
| WO2005008878A1 (en) * | 2003-07-22 | 2005-01-27 | Sergio Adolfo Maiocchi | System for operating dc motors and power converters |
| US7659678B2 (en) | 2003-07-22 | 2010-02-09 | Maiocchi Sergio A | System for operating DC motors and power converters |
| US8587238B2 (en) | 2003-07-22 | 2013-11-19 | Sergio A. Maiocchi | System for operating DC motors and power converters |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |