JPS63234893A - 無刷子直流電動機の運転制御方法 - Google Patents
無刷子直流電動機の運転制御方法Info
- Publication number
- JPS63234893A JPS63234893A JP62063718A JP6371887A JPS63234893A JP S63234893 A JPS63234893 A JP S63234893A JP 62063718 A JP62063718 A JP 62063718A JP 6371887 A JP6371887 A JP 6371887A JP S63234893 A JPS63234893 A JP S63234893A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- brushless
- commutation
- timing
- current
- Prior art date
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- Pending
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- 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、無刷子直流電動機のチョッパ制御の方法に係
わり、特に、切換タイミングに発生する帰還電流を除去
するのに好適な制御方法に関する。
わり、特に、切換タイミングに発生する帰還電流を除去
するのに好適な制御方法に関する。
無刷子直流電動機のチョッパ制御の方法は、特開昭５０
−１６４８８号に記載のように、インバータ回路の片側
の半導体スイッチを、駆動周波数より高い周波数でオン
オフ制御（チョッパ制御）する方法がある。この方法で
は、インバータ回路部の全半導体スイッチがオフする瞬
間が有り、モータ巻線の切換えエネルギーの処理が必要
となる。
−１６４８８号に記載のように、インバータ回路の片側
の半導体スイッチを、駆動周波数より高い周波数でオン
オフ制御（チョッパ制御）する方法がある。この方法で
は、インバータ回路部の全半導体スイッチがオフする瞬
間が有り、モータ巻線の切換えエネルギーの処理が必要
となる。
このため従来は、インバータ回路内のダイオードの働き
により、整流回路の平滑キャパシタに帰還電流として戻
し、処理していた。
により、整流回路の平滑キャパシタに帰還電流として戻
し、処理していた。
上記従来技術は、高速回転になると処理回数が増加し、
帰還電流が増えるため平滑キャパシタの容量を太き（す
る必要が生じていた。
帰還電流が増えるため平滑キャパシタの容量を太き（す
る必要が生じていた。
本発明の目的は、運転切換えタイミング時にモータ巻線
に発生する切換えエネルギーを、モータの軸出力として
有効に利用し、平滑キャパシタの容量を小形化すること
にある。
に発生する切換えエネルギーを、モータの軸出力として
有効に利用し、平滑キャパシタの容量を小形化すること
にある。
上記目的は、ブリッジ結線された半導体スイッチの十極
側（上アーム）半導体スイッチと一極側（下アーム）半
導体スイッチとが同時にオフされることがない様に制御
することにより達成される。
側（上アーム）半導体スイッチと一極側（下アーム）半
導体スイッチとが同時にオフされることがない様に制御
することにより達成される。
特に、片側の半導体スイッチをチョッパ制御している場
合には、他極側のモータ巻線電流を転流する際、両極の
半導体スイッチが同時にオフする可能性があるが、この
場合には、上記他極側の半導体スイッチの転流タイミン
グを片側の半導体スイッチがチョッパオンとなる時刻ま
で遅延させることにより達成される。
合には、他極側のモータ巻線電流を転流する際、両極の
半導体スイッチが同時にオフする可能性があるが、この
場合には、上記他極側の半導体スイッチの転流タイミン
グを片側の半導体スイッチがチョッパオンとなる時刻ま
で遅延させることにより達成される。
上述の如く制御することにより、ブリッジ形に結線され
た各半導体スイッチは、チョッパオフのタイミングはも
とより、モータ巻線電流の転流タイミングの際にも、い
ずれかの半導体スイッチがオン状態となる。それによっ
て、転流時に発生するモータ巻線インダクタンスによる
スパイク電流は、チョッパオフした半導体スイッチの反
対極、同一相のダイオードと相まって、還流パスが形成
され、切換えエネルギーは電源側に戻ることなく、モー
タの軸出力として有効に消費される。このため、電源平
滑キャパシタの両端電圧は、上記スパイク電流によるハ
ネ上りも発生せず、その容量を小形にすることができる
。なお、チョッパ周波数は、電流波形率向上の意味から
も、通常は転流周期よりも充分小さくとっており、前記
、転流タイミングの遅延は、モータ効率等に影響するも
のでない。
た各半導体スイッチは、チョッパオフのタイミングはも
とより、モータ巻線電流の転流タイミングの際にも、い
ずれかの半導体スイッチがオン状態となる。それによっ
て、転流時に発生するモータ巻線インダクタンスによる
スパイク電流は、チョッパオフした半導体スイッチの反
対極、同一相のダイオードと相まって、還流パスが形成
され、切換えエネルギーは電源側に戻ることなく、モー
タの軸出力として有効に消費される。このため、電源平
滑キャパシタの両端電圧は、上記スパイク電流によるハ
ネ上りも発生せず、その容量を小形にすることができる
。なお、チョッパ周波数は、電流波形率向上の意味から
も、通常は転流周期よりも充分小さくとっており、前記
、転流タイミングの遅延は、モータ効率等に影響するも
のでない。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明す
る。第１図は、本発明を適用したモータ及びモータ制御
回路の構成を示す図である。整流ダイオード群２及び平
滑キャパシタ３により整流された直流電圧が、トランジ
スタ４ａ〜４Ｃ及びダイオード５ａ〜５Ｃ−をブリッジ
結線して構成されたインバータ部を順次切換えることに
より、モータ６に転流される。これにより、モータ６は
回転する。７は位置検出回路部で、モータ転流のタイミ
ングを検出すると同時に、現在回転数を検出する。８は
、チョッピング信号発生回路で、指示回転数信号、Ｎに
応じて、チョッピングデユーティ（オン時間／チョッピ
ング周期）を制御する。
る。第１図は、本発明を適用したモータ及びモータ制御
回路の構成を示す図である。整流ダイオード群２及び平
滑キャパシタ３により整流された直流電圧が、トランジ
スタ４ａ〜４Ｃ及びダイオード５ａ〜５Ｃ−をブリッジ
結線して構成されたインバータ部を順次切換えることに
より、モータ６に転流される。これにより、モータ６は
回転する。７は位置検出回路部で、モータ転流のタイミ
ングを検出すると同時に、現在回転数を検出する。８は
、チョッピング信号発生回路で、指示回転数信号、Ｎに
応じて、チョッピングデユーティ（オン時間／チョッピ
ング周期）を制御する。
指示回転数、Ｎよりも、位置検出回路７で検出された現
在回転数が低い場合は、デユーティを上げ、逆の場合に
はデユーティを下げて、絶えず指示回転数通りに運転す
る様、チョッピング制御を行う。
在回転数が低い場合は、デユーティを上げ、逆の場合に
はデユーティを下げて、絶えず指示回転数通りに運転す
る様、チョッピング制御を行う。
インバータ部の上アームトランジスタ４ａ〜４ｃ＋には
、位置検出回路７からの転流信号と、チョッピング信号
発生回路からのチョッピング信号を合成回路９により合
成した信号が送られて駆動される。下アームトランジス
タ４ａ−〜４ｃ−は、位置検出回路７の転流信号により
直接駆動される。第２図は、これらの信号を示したもの
である。上下アーム各トランジスタは、導通角１２０°
で順次切換り、互いに１８０°の位相差をもっている。
、位置検出回路７からの転流信号と、チョッピング信号
発生回路からのチョッピング信号を合成回路９により合
成した信号が送られて駆動される。下アームトランジス
タ４ａ−〜４ｃ−は、位置検出回路７の転流信号により
直接駆動される。第２図は、これらの信号を示したもの
である。上下アーム各トランジスタは、導通角１２０°
で順次切換り、互いに１８０°の位相差をもっている。
第２図中の斜線は、トランジスタのオン状態を示す。上
アームのトランジスタ４ａ〜４ｃは、斜線で示す様に、
転流周波数より高い周波数でチョッピング制御されてい
る。第２図に示された破線は、本来の転流タイミングで
あるが、上アームトランジスタがオフ時間内であるので
、遅延させている。第２図および第３図により、本発明
の詳細な説明する。今、トランジスタ４Ｃと４ａ−が導
通の期間とすると、チョッパオン時には、モータ６のＣ
端子から、Ａ端子へ電流が流れる。次にチョッパオフに
なると、ダイオード５ｃ−がオンし、モータ端子Ｃから
Ａへの電流は、還流電流として流れ続ける。
アームのトランジスタ４ａ〜４ｃは、斜線で示す様に、
転流周波数より高い周波数でチョッピング制御されてい
る。第２図に示された破線は、本来の転流タイミングで
あるが、上アームトランジスタがオフ時間内であるので
、遅延させている。第２図および第３図により、本発明
の詳細な説明する。今、トランジスタ４Ｃと４ａ−が導
通の期間とすると、チョッパオン時には、モータ６のＣ
端子から、Ａ端子へ電流が流れる。次にチョッパオフに
なると、ダイオード５ｃ−がオンし、モータ端子Ｃから
Ａへの電流は、還流電流として流れ続ける。
もし本来タイミングである第２図の破線および第３図の
破線と破線との間に示すチョッパオフ期間において、ト
ランジスタ４ａ−から４ｂ−に転流したとすると転流の
瞬間、トランジスタは全てオフとなり、ダイオード５ａ
と５ｃｍがオンし、モータ巻線電流は、電源側（平滑キ
ャパシタ３）へ戻ることになる。このため、平滑キャパ
シタ３の端子を圧が上り、必要以上のキャパシタ容量を
必要とする。トランジスタ４Ｃがチョッパオン時に、こ
の転流（４ａ−→４ｂ−）が行なわれたとすると、ダイ
オード５ａは同様にオンするが、ダイオード５ｃ−の代
わりにトランジスタ５Ｃがオンしているため還流電流と
なり、モータ電流が電源側に戻ることはない。第２図に
おいて破線で示された本来タイミングをチョッパオンの
期間まで遅延させるのは、位置検出回路７の内で行なっ
ているが、具体的には、第４図に示すとおりである。即
ち、切換タイミングの本来信号を第１図の位置検出回路
７内のセット端子（図示さず）に入力し、チョッパ信号
を前記位置検出回路７内のリセット端子（図示せず）に
入力すると、几Ｓ−Ｐ／Ｆ出力は図の様になるが、これ
を電圧立上りに関して一定時間遅延させている。電圧立
下り部だけの処理で良いのは、位置検出回路７内の信号
が、立上り部で上アームトランジスタの切換タイミング
を決定し、立下り部で下アームトランジスタの切換タイ
ミングを決定しているためである。
破線と破線との間に示すチョッパオフ期間において、ト
ランジスタ４ａ−から４ｂ−に転流したとすると転流の
瞬間、トランジスタは全てオフとなり、ダイオード５ａ
と５ｃｍがオンし、モータ巻線電流は、電源側（平滑キ
ャパシタ３）へ戻ることになる。このため、平滑キャパ
シタ３の端子を圧が上り、必要以上のキャパシタ容量を
必要とする。トランジスタ４Ｃがチョッパオン時に、こ
の転流（４ａ−→４ｂ−）が行なわれたとすると、ダイ
オード５ａは同様にオンするが、ダイオード５ｃ−の代
わりにトランジスタ５Ｃがオンしているため還流電流と
なり、モータ電流が電源側に戻ることはない。第２図に
おいて破線で示された本来タイミングをチョッパオンの
期間まで遅延させるのは、位置検出回路７の内で行なっ
ているが、具体的には、第４図に示すとおりである。即
ち、切換タイミングの本来信号を第１図の位置検出回路
７内のセット端子（図示さず）に入力し、チョッパ信号
を前記位置検出回路７内のリセット端子（図示せず）に
入力すると、几Ｓ−Ｐ／Ｆ出力は図の様になるが、これ
を電圧立上りに関して一定時間遅延させている。電圧立
下り部だけの処理で良いのは、位置検出回路７内の信号
が、立上り部で上アームトランジスタの切換タイミング
を決定し、立下り部で下アームトランジスタの切換タイ
ミングを決定しているためである。
本発明によれば、モータ巻線の転流タイミングをチョッ
ピング周期程度、わずかに遅延させることにより、上下
アームのトランジスタが同時にオフすることがなくなる
ので、転流時の巻線エネルギーを電源側へ戻すことなく
、還流電流として有効に消費できる。これによって、電
源側に使用する平滑キャパシタの容量を大巾に低減でき
る。この結果、制御回路全体のシステムの小形化が図れ
るものである。
ピング周期程度、わずかに遅延させることにより、上下
アームのトランジスタが同時にオフすることがなくなる
ので、転流時の巻線エネルギーを電源側へ戻すことなく
、還流電流として有効に消費できる。これによって、電
源側に使用する平滑キャパシタの容量を大巾に低減でき
る。この結果、制御回路全体のシステムの小形化が図れ
るものである。
第１図は１本発明の制御回路構成図、第２図は、上下ア
ームトランジスタの制御タイミングを示した図、第３図
は、転流時の通電電流波形図、第４図は、転流遅延の方
法を示した図である。 １・・・電源、２・・・整流ダイオード、３・・・平滑
キャパシタ、４ａ〜４Ｃ−・・・トランジスタ、５ａ〜
５Ｃ・・・ダイオード、６・・・モータ、７・・・位置
検出回路、８・・・チョッピング信号発生回路、９・・
・合成回路、Ｎ・・・指示回転数信号。 菓 １ 旧 第 ２ 日 時間 茎 ３ 図 茶 ４ 叱
ームトランジスタの制御タイミングを示した図、第３図
は、転流時の通電電流波形図、第４図は、転流遅延の方
法を示した図である。 １・・・電源、２・・・整流ダイオード、３・・・平滑
キャパシタ、４ａ〜４Ｃ−・・・トランジスタ、５ａ〜
５Ｃ・・・ダイオード、６・・・モータ、７・・・位置
検出回路、８・・・チョッピング信号発生回路、９・・
・合成回路、Ｎ・・・指示回転数信号。 菓 １ 旧 第 ２ 日 時間 茎 ３ 図 茶 ４ 叱
Claims (1)
- １、複数個の整流素子と平滑キャパシタから成る整流回
路、複数個の半導体スイッチ及びダイオードをブリッジ
結線したインバータ回路、直流電動機及び、直流電動機
のロータ磁極の回転位置を検出する手段とを備え、該ロ
ータ磁極検出手段出力信号に応じ、前記インバータ回路
の半導体スイッチを順次切換えるとともに、前記半導体
スイッチを前記切換え周波数より高い周波数でオンオフ
制御する無刷子直流電動機において、前記切換周波数よ
り高い周波数で制御される方の半導体スイッチのオン期
間に、他方の半導体スイッチを切換え制御することを特
徴とする無刷子直流電動機の運転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063718A JPS63234893A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 無刷子直流電動機の運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063718A JPS63234893A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 無刷子直流電動機の運転制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63234893A true JPS63234893A (ja) | 1988-09-30 |
Family
ID=13237452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62063718A Pending JPS63234893A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 無刷子直流電動機の運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63234893A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100807293B1 (ko) | 2007-04-27 | 2008-02-28 | 하병길 | Ｂｌｄｃ 모터장치 |
| KR100827414B1 (ko) | 2007-10-11 | 2008-05-06 | (주)이앤아이 | Ｂｌｄｃ ｈｕｂ모터의 제어장치 및 제어방법 |
-
1987
- 1987-03-20 JP JP62063718A patent/JPS63234893A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100807293B1 (ko) | 2007-04-27 | 2008-02-28 | 하병길 | Ｂｌｄｃ 모터장치 |
| WO2008133426A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-06 | Creation & Motor Industries, Ltd. | Brushless motor apparatus |
| US8143830B2 (en) | 2007-04-27 | 2012-03-27 | Creation & Motor Industries, Ltd. | Brushless motor apparatus |
| KR100827414B1 (ko) | 2007-10-11 | 2008-05-06 | (주)이앤아이 | Ｂｌｄｃ ｈｕｂ모터의 제어장치 및 제어방법 |
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