DE102007040166A1 - Motor control device for application of motor with multiple independent phase coils, has multiple operating units of inverter type for operation of appropriate phase coils, and has multiple pulse width modulated control unit - Google Patents

Motor control device for application of motor with multiple independent phase coils, has multiple operating units of inverter type for operation of appropriate phase coils, and has multiple pulse width modulated control unit Download PDF

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Akihiko Kashiwa Hoda
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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
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
    • H02P8/12Control or stabilisation of current

Abstract

The motor control device has multiple operating units of inverter type for operation of appropriate phase coils, and has multiple pulse width modulated (PWM) control unit for PWM control of appropriate operating units of inverter type. Each of PWM control unit is configured to implement a switching sequence. The ends of phase coil are subjected in accordance with the operating units with a voltage of a current supply, a condition of the connection of ends of the phase coil with a positive side and negative side of the current supply.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuerungsvorrichtung zur Verwendung bei einem Motor mit einer Vielzahl unabhängiger Phasenwicklungen.The The present invention relates to a motor control device for use in a motor having a plurality of independent phase windings.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the state of the technology

In letzter Zeit haben viele Motorsteuerungsvorrichtungen eine Konfiguration, die eine PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation) bei hoher Frequenz unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeitsschaltelements wie eines MOSFET (Metall Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) und eines IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ausführt. in einer derartigen Motorsteuerungsvorrichtung bewirkt eine drastische Spannungsänderung des Schaltelements zum Schaltzeitpunkt ein Phänomen, wobei ein „hochfrequenter Leckstrom" durch Streukapazität der Motorwicklungen in einen Masseleiter fließt.In Lately, many engine control devices have a configuration, the one PWM control (pulse width modulation) at high frequency using a high-speed switching element such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) performs. in Such a motor control device causes a drastic voltage change of the switching element at the switching time a phenomenon wherein a "high-frequency Leakage "through stray capacitance the motor windings flows into a ground conductor.

Der vorstehend beschriebene hochfrequente Leckstrom wird eine Quelle elektromagnetischer Interferenz. Für den vorstehend beschriebenen hochfrequenten Leckstrom ist unter Sicherheitsaspekten ein Grenzwert durch verschiedene Sicherheitsstandards definiert.Of the The high-frequency leakage current described above becomes a source electromagnetic interference. For the one described above high-frequency leakage current is a limit under safety aspects defined by different security standards.

14 ist eine Äquivalenzschaltung (als verteilte konstante Schaltung dargestellt), die ein Modell von Motorwicklungen unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Streukapazität wiedergibt. Entsprechend der Darstellung in 14 passiert im Motor erzeugter hochfrequenter Strom nicht den induktiven Wicklungswiderstand und fließt durch eine zwischen den Wicklungen anstehende Wicklungsstreukapazität C1 und durch eine zwischen den Wicklungen und einem Motorrahmen (Gehäuse) anstehende Rahmenstreukapazität C2 in einen Masseleiter. Denkt man an den Bereich der Hochfrequenz, ist es daher möglich anzunehmen, dass die Kapazitäten an einem Eingangsanschluss konzentriert sind. 14 is an equivalent circuit (shown as distributed constant circuit) representing a model of motor windings in consideration of the stray capacitance described above. As shown in 14 High-frequency current generated in the motor does not pass through the inductive winding resistance and flows through a winding stray capacitance C1 present between the windings and into a ground conductor through a frame stray capacitance C2 present between the windings and a motor frame (housing). Considering the high frequency range, it is therefore possible to assume that the capacitances are concentrated at one input terminal.

15 zeigt eine Hochfrequenz-Äquivalenzschaltung eines Zweiphasenmotors mit einer A-Phasenwicklung 1A und einer B-Phasenwicklung 1B. Ein hochfrequenter Leckstrom fließt durch eine in der gleichen Figur dargestellte Streukapazität C3 in den Masseleiter. Zur Begrenzung dieses hochfrequenten Leckstroms muss eine Spannungsänderung des Motorrahmens unterdrückt werden. 15 shows a high-frequency equivalent circuit of a two-phase motor with an A-phase winding 1A and a B-phase winding 1B , A high-frequency leakage current flows through a stray capacitance C3 shown in the same figure in the ground conductor. To limit this high frequency leakage current, a voltage change of the motor frame must be suppressed.

Schließlich kann die Spannungsänderung des vorstehend beschriebenen Motorrahmens begrenzt werden, indem Änderungen der Durchschnittswerte der Spannungen der entsprechenden Anschlüsse der A-Phasenwicklung 1A und der B-Phasenwicklung 1B unterdrückt werden. Eine Motorsteuerungsvorrichtung, die im Wesentlichen die in 16 wiedergegebene Konfiguration hat, wird daher vorgeschlagen (siehe z. B. Nicht-Patent-Dokument 1).Finally, the voltage change of the motor frame described above can be limited by changing the average values of the voltages of the respective terminals of the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B be suppressed. A motor control device substantially similar to the one in 16 is therefore proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).

Diese Motorsteuerungsvorrichtung ist mit einem Antriebsabschnitt 3A des Invertertyps bereitgestellt, der eine A-Phasenwicklung 1A steuert, und mit einem Antriebsabschnitt 3B des Invertertyps, der eine B-Phasenwicklung 1B steuert, sowie mit einem PWM-Steuerungsabschnitt 50A, der den ON/OFF-Zustand der Schaltelemente Q1 bis Q4 des Antriebsabschnitts 3A steuert, mit einem PWM-Steuerungsabschnitt 50B, der den ON/OFF-Zustand der Schaltelemente Q5 bis Q8 des Antriebsabschnitts 3B steuert, mit einem Stromdetektor 7A, der einen Strom der A-Phasenwicklung 1A erkennt, und einem Stromdetektor 7B, der einen Strom der B-Phasenwicklung 1B erkennt.This engine control device is provided with a drive section 3A of the inverter type, which is an A-phase winding 1A controls, and with a drive section 3B of the inverter type, which is a B-phase winding 1B controls, as well as with a PWM control section 50A indicating the ON / OFF state of the switching elements Q1 to Q4 of the drive section 3A controls, with a PWM control section 50B indicating the ON / OFF state of the switching elements Q5 to Q8 of the drive section 3B controls, with a current detector 7A , which is a current of the A-phase winding 1A detects, and a current detector 7B , which is a current of the B-phase winding 1B recognizes.

Im Steuerungsabschnitt 50A vergleicht ein Verstärker 51 einen A-Phasen-Strombefehl mit dem vom Stromdetektor 7A erkannten Strom der A-Phasenwicklung 3A, verstärkt und gibt die entsprechende Abweichung aus. Ein Komparator 52 vergleicht die Ausgabe des Verstärkers 51 mit einer Referenz-Sägezahnwelle und bildet dadurch ein Signal für die ON/OFF-Steuerung der Schaltelemente Q1, Q4 des Antriebsabschnitts 3A. Andererseits bildet ein Inverter 53, der mit dem Ausgang des Komparators 52 verbunden ist, ein Signal zur ON/OFF-Steuerung der Schaltelemente Q2, Q3 des Antriebsabschnitts 3A. Der Steuerungsabschnitt 50B verfügt über Elemente 51' bis 53', die den vorstehend beschriebenen Elementen 51 bis 53 entsprechen.In the control section 50A compares an amplifier 51 an A-phase current command with that of the current detector 7A detected current of the A-phase winding 3A , amplifies and outputs the corresponding deviation. A comparator 52 compares the output of the amplifier 51 with a reference sawtooth wave, thereby forming a signal for ON / OFF control of the switching elements Q1, Q4 of the drive section 3A , On the other hand, forms an inverter 53 that with the output of the comparator 52 is connected, a signal for ON / OFF control of the switching elements Q2, Q3 of the drive section 3A , The control section 50B has elements 51 ' to 53 ' which are the elements described above 51 to 53 correspond.

Die Ausgabe des vorstehend beschriebenen Verstärkers 51 und die Ausgabe des Verstärkers 51' zu einem bestimmten Zeitpunkt sind beispielsweise entsprechend der Darstellung durch eine obere Linie und eine untere Linie in 17(a) ausgedrückt. In diesem Fall ändern sich eine Spannung VA am linken Ende und eine Spannung VA' am rechten Ende der A-Phasenwicklung 1A in 16 auf die in 17(b) wiedergegebene Weise, und eine Spannung VB am linken Ende und eine Spannung VB' am rechten Ende der B-Phasenwicklung 1B in 16 ändern sich auf eine in 17(c) dargestellte Weise.The output of the amplifier described above 51 and the output of the amplifier 51 ' at a certain time, for example, as represented by an upper line and a lower line in FIG 17 (a) expressed. In this case, a voltage V A at the left end and a voltage V A ' at the right end of the A-phase winding change 1A in 16 on the in 17 (b) reproduced manner, and a voltage V B at the left end and a voltage V B ' at the right end of the B-phase winding 1B in 16 change to one in 17 (c) illustrated way.

Gemäß der Schaltsequenz in 17 entsprechend der Darstellung in 17(d) ist der Durchschnittswert jeder Anschlussspannung der Phase-A-Wicklung 1A und der B-Phasenwicklung 1B stets die Hälfte der Versorgungsspannung V. Anders ausgedrückt, wird die Änderung des Durchschnittswerts der vorstehend beschriebenen Anschlussspannung begrenzt.According to the switching sequence in 17 as shown in 17 (d) is the average value of each terminal voltage of the phase A winding 1A and the B-phase winding 1B always the half of the supply voltage V. In other words, the change of the average value of the above-described terminal chip limited.

(a) und (b) in 18 zeigen jeweils einen Zustand, in dem ein Strom durch die A-Phasenwicklung 1A von links nach rechts fließt. In (a) der gleichen Figur fließt ein Strom durch die Schaltelemente Q1, Q4 und in (b) der gleichen Figur fließt ein Strom (frei laufender Strom) durch Freilaufdioden, die parallel mit den Schaltelementen Q2, Q3 verbunden sind. 19 zeigt die Wellenform von jedem der vorstehend beschriebenen Ströme. Die in dieser 19 dargestellten T1, T2 bezeichnen Leitperioden der A-Phasenwicklung in 18(a) bzw. (b).(a) and (b) in 18 each show a state in which a current through the A-phase winding 1A flows from left to right. In (a) of the same figure, a current flows through the switching elements Q1, Q4, and in (b) of the same figure, a current flows (free-running current) through free-wheeling diodes which are connected in parallel with the switching elements Q2, Q3. 19 shows the waveform of each of the currents described above. The in this 19 T1, T2 denote lead periods of the A-phase winding in FIG 18 (a) or (b).

Gemäß der vorstehend beschriebenen Schaltsequenz sind die Durchschnittswerte der entsprechenden A-Phasenwicklung 1A und der B-Phasenwicklung 1B begrenzt, doch entsprechend der Darstellung in 17(b), (c) werden beide Wicklungen 1A und 1B stets mit der Versorgungsspannung V beaufschlagt. Bei jeder Änderung der Polarität der Spannung, mit der die Wicklungen 1A, 1B beaufschlagt werden, schwanken daher die Ströme, die durch die Wicklungen 1A, 1B fließen, drastisch mit einer Änderungsrate, die ausgedrückt ist durch di/dt = V/L (L bezeichnet die Induktivität der Wicklungen 1A, 1B) (siehe 19). Wenn der Wicklungsstrom drastisch schwankt, nehmen auf diese Weise sowohl ein Kupferverlust wegen der Widerstände der Wicklungen 1A, 1B als auch ein in der Eisenplatte erzeugter Eisenverlust zu.According to the above-described switching sequence, the average values of the corresponding A-phase winding are 1A and the B-phase winding 1B limited, but as shown in 17 (b) , (c) both windings 1A and 1B always supplied with the supply voltage V. At any change in the polarity of the voltage with which the windings 1A . 1B Therefore, the currents flowing through the windings fluctuate 1A . 1B flow, drastically with a rate of change expressed by di / dt = V / L (L denotes the inductance of the windings 1A . 1B ) (please refer 19 ). When the winding current fluctuates drastically, in this way both copper loss due to the resistances of the windings takes place 1A . 1B as well as an iron loss generated in the iron plate.

Um die Schwankung des vorstehend beschriebenen Wicklungsstroms zu unterdrücken, ist es möglich, die Bereitstellung eines Modus vorzusehen, in dem beide Enden der Wicklung 1A (der Wicklung 1B) mit dem gleichen Potenzial in der Schaltsequenz verbunden sind, um die Wiederverwendung des Wicklungsstroms zu bewirken.In order to suppress the fluctuation of the above-described winding current, it is possible to provide the provision of a mode in which both ends of the winding 1A (the winding 1B ) are connected to the same potential in the switching sequence to effect the reuse of the winding current.

20 zeigt eine Zweiphasen-Motorsteuerungsvorrichtung, die zur Realisierung des Modus konfiguriert ist, in dem der Wicklungsstrom wiederverwendet wird. In 20 weicht ein Steuerungsabschnitt 500A von dem in 16 wiedergegebenen Steuerungsabschnitt 50A dadurch ab, dass ein Komparator 54 und ein Inverter 55 hinzugefügt sind, und in der gleichen Weise weicht ein Steuerungsabschnitt 500B von dem in der gleichen Figur wiedergegebenen Steuerungsabschnitt 50B dadurch ab, dass ein Komparator 54' und ein Inverter 55' hinzugefügt sind. 20 FIG. 12 shows a two-phase motor control apparatus configured to realize the mode in which the winding current is reused. In 20 gives way to a control section 500A from the in 16 reproduced control section 50A from that a comparator 54 and an inverter 55 are added, and in the same way, a control section deviates 500B from the control section shown in the same figure 50B from that a comparator 54 ' and an inverter 55 ' are added.

Ein Komparator 52 im Steuerungsabschnitt 500A vergleicht die Ausgabe eines Verstärkers 51 mit einer ersten Referenz-Sägezahnwelle und bildet dadurch ein Signal für die ON/OFF-Steuerung eines Schaltelements Q1, und andererseits bildet ein mit der Ausgabe des Komparators 52 verbundener Inverter 53 ein Signal für die ON/OFF-Steuerung eines Schaltelements Q2.A comparator 52 in the control section 500A compares the output of an amplifier 51 with a first reference sawtooth wave, thereby forming a signal for ON / OFF control of a switching element Q1, and on the other hand, forms one with the output of the comparator 52 connected inverter 53 a signal for ON / OFF control of a switching element Q2.

Der andere Komparator 54 des Steuerungsabschnitts 500A vergleicht die Ausgabe des Verstärkers 51 mit einer zweiten Referenz-Sägezahnwelle, die eine Phasendifferenz von 180 Grad von der vorstehend beschriebenen ersten Referenz-Sägezahnwelle hat, und erzeugt dadurch ein Signal für die ON/OFF-Steuerung eines Schaltelements Q4.The other comparator 54 of the control section 500A compares the output of the amplifier 51 with a second reference sawtooth wave having a phase difference of 180 degrees from the above-described first reference sawtooth wave, thereby generating a signal for ON / OFF control of a switching element Q4.

Weiter bildet der mit dem Ausgang dieses Komparators 54 verbundene Inverter 55 ein Signal zur ON/OFF-Steuerung eines Schaltelements Q3.Next forms with the output of this comparator 54 connected inverters 55 a signal for ON / OFF control of a switching element Q3.

Andererseits führen die Komparatoren 52', 54' und die Inverter 53', 55' im Steuerungsabschnitt 500B Vorgänge entsprechend den Komparatoren 52, 54 und dem Inverter 53 des Steuerungsabschnitts 500A aus und bilden Signale für die ON/OFF-Steuerung der Schaltelemente Q5 bis Q8.On the other hand, the comparators perform 52 ' . 54 ' and the inverters 53 ' . 55 ' in the control section 500B Operations according to the comparators 52 . 54 and the inverter 53 of the control section 500A and form signals for the ON / OFF control of the switching elements Q5 to Q8.

Die Ausgabe des Verstärkers 51 und die Ausgabe des Verstärkers 51' bezüglich der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Referenz-Sägezahnwellen zu einem bestimmten Zeitpunkt sind als obere Linie bzw. untere Linie in 21(a) ausgedrückt. In diesem Fall variieren eine Spannung VA am linken Ende und eine Spannung VA' am rechten Ende einer A-Phasenwicklung 1A in 20 auf die in 21(b) wiedergegebene Weise, und eine Spannung VB am linken Ende und eine Spannung VB' am rechten Ende einer B-Phasenwicklung 1B in 20 variieren auf die in 21(c) wiedergegebene Weise.The output of the amplifier 51 and the output of the amplifier 51 ' with respect to the above-described first and second reference sawtooth waves at a certain time are referred to as upper line and lower line, respectively 21 (a) expressed. In this case, a voltage V A at the left end and a voltage V A ' at the right end of an A-phase winding vary 1A in 20 on the in 21 (b) reproduced manner, and a voltage V B at the left end and a voltage V B ' at the right end of a B-phase winding 1B in 20 vary on the in 21 (c) reproduced manner.

Entsprechend der in 21 dargestellten Schaltsequenz schwanken die Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der A-Phasenwicklung 1A und der B-Phasenwicklung 1B auf die in (d) der gleichen Figur wiedergegebene Weise. Das heißt, dass die Durchschnittswerte jedes Mal in Schritten von V/4 variieren, wenn sich der Schaltzustand in einem Bereich von 0 bis V ändert (wobei V eine Versorgungsspannung ist).According to the in 21 shown switching sequence, the average values of the corresponding terminal voltages of the A-phase winding fluctuate 1A and the B-phase winding 1B in the manner shown in (d) of the same figure. That is, the average values vary in steps of V / 4 every time the switching state changes in a range from 0 to V (where V is a supply voltage).

24 zeigt eine Schaltsequenz, wenn der Strom auf 0 geregelt ist (siehe (a) der gleichen Figur). Wie aus (b) und (c) der gleichen Figur ersichtlich ist, werden bei dieser Schaltsequenz ein Zustand, in dem beide Enden der A-Phasenwicklung 1A und der B-Phasenwicklung 1B mit der positiven Seite der Stromversorgung verbunden sind, und ein Zustand, in dem sie mit der GND-Seite verbunden sind, bei einer Tastrate von 50% wiederholt. 24 shows a switching sequence when the current is regulated to 0 (see (a) of the same figure). As is apparent from (b) and (c) of the same figure, in this switching sequence, a state in which both ends of the A-phase winding become 1A and the B-phase winding 1B connected to the positive side of the power supply, and a state in which they are connected to the GND side, repeated at a duty cycle of 50%.

Da die Spannungen, mit denen die A-Phasenwicklung 1A und die B-Phasenwicklung 1B beaufschlagt werden, in diesem Zustand 0 sind, fließt kein Strom durch die Wicklungen 1A, 1B. In diesem Zustand erreicht die Größe der Änderungen der Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der A-Phasenwicklung 1A und der B-Phasenwicklung 1B entsprechend der Darstellung in 24(d) jedoch die Versorgungsspannung V, und daher nimmt die Spannungsänderung des Motorrahmens einen Maximalwert an.

  • (Patentdokument 1) „STEP MOTOR DESIGN HANDBOOK" Zweite Auflage C. Leenhouts, veröffentlicht von Litchfield Engineering Co., Kingman (US-Bundesstaat Arizona), USA 1997
Because the voltages at which the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B are energized in this state 0, no current flows through the windings 1A . 1B , In this state, the magnitude of the changes in the average values of the corresponding terminal voltages reaches the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B as shown in 24 (d) however, the supply voltage V, and therefore, the voltage change of the motor frame assumes a maximum value.
  • (Patent Document 1) "STEP MOTOR DESIGN HANDBOOK" Second Edition C. Leenhouts, published by Litchfield Engineering Co., Kingman (US State of Arizona), USA, 1997

Wie vorstehend beschrieben, nehmen entsprechend der in 20 dargestellten Motorsteuerungsvorrichtung, während die Änderung (Welligkeit) des durch den Motor fließenden Stroms reduziert ist, die Änderungen der Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der A-Phasenwicklung 1A und der B-Phasenwicklung 1B zu, und daher steigt die Änderung der Motorrahmenspannung. Anders ausgedrückt, gibt es eine Möglichkeit, dass ein hochfrequenter Leckstrom zunehmen kann und elektromagnetische Interferenz erzeugt.As described above, according to the in 20 While the change (ripple) of the current flowing through the motor is reduced, the changes in the average values of the corresponding terminal voltages of the A-phase winding are reduced 1A and the B-phase winding 1B too, and therefore the change of the motor frame voltage increases. In other words, there is a possibility that high-frequency leakage current may increase and generate electromagnetic interference.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme implementiert, und es ist ein Gegenstand dieser Erfindung, eine Motorsteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die einen hochfrequenten Leckstrom wirksam unterdrücken kann, während Welligkeiten eines durch den Motor fließenden Stroms reduziert werden.The The present invention has been made in view of the above Problems implemented, and it is an object of this invention, a Motor control device to provide a high-frequency Effectively suppress leakage current can, while Ripples of a current flowing through the motor can be reduced.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Um das vorstehend beschriebene Ziel zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung eine Motorsteuerungsvorrichtung, die bei einem Motor mit einer Vielzahl unabhängiger Phasenwicklungen zur Steuerung der Vielzahl von Phasenwicklungen angewandt wird, indem die Phasenwicklungen in eine Gruppe von Wicklungen und eine andere Gruppe von Wicklungen unterteilt werden, einschließlich einer Vielzahl von Antriebsmitteln des Invertertyps zur Steuerung der entsprechenden Phasenwicklungen und einer Vielzahl von PWM-Steuerungsmitteln zur PWM-Steuerung der entsprechenden Antriebsmittel des Invertertyps, wobei jedes der PWM-Steuerungsmittel konfiguriert ist, um eine Schaltsequenz auszuführen, wobei die dazugehörigen Antriebsmittel des Invertertyps einen Zustand annehmen können, bei dem beide Enden der Phasenwicklung entsprechend den Antriebsmitteln mit einer Spannung einer Stromversorgung beaufschlagt werden, sowie einen Zustand, bei dem beide Enden der Phasenwicklung mit der positiven Seite der Stromversorgung verbunden sind, und einen Zustand, bei dem beide Enden der Wicklung mit der negativen Seite der Stromversorgung verbunden sind; und wobei weiter die dazugehörigen PWM-Steuerungsmittel entsprechend der einen Gruppe von Phasenwicklungen und die dazugehörigen PWM-Steuerungsmittel entsprechend der anderen Gruppe von Phasenwicklungen eine wechselseitige Phasenbeziehung der Schaltsequenz einrichten, um wenigstens ein Ende aller Phasenwicklungen, die in der anderen Gruppe enthalten sind, mit der negativen Seite der Stromversorgung zu verbinden, wenn beide Enden von wenigstens einer Phasenwicklung, die in der einen Gruppe enthalten ist, mit der positiven Seite der Stromversorgung verbunden sind, und um wenigstens ein Ende aller Phasenwicklungen, die in der anderen Gruppe enthalten sind, mit der positiven Seite der Stromversorgung zu verbinden, wenn beide Enden von wenigstens einer Phasenwicklung, die in der einen Gruppe enthalten ist, mit der negativen Seite der Stromversorgung verbunden sind.Around To achieve the above-described object is the present invention Invention, a motor control device that in an engine with a variety of independent Phase windings for controlling the plurality of phase windings is applied by the phase windings in a group of windings and another group of windings, including one Variety of drive means of the inverter type for controlling the corresponding phase windings and a plurality of PWM control means for PWM control of the corresponding drive means of the inverter type, wherein each of the PWM control means is configured to execute a switching sequence, the associated drive means of the inverter type can assume a state in which both ends of the Phase winding corresponding to the drive means with a voltage a power supply are applied, as well as a state, in which both ends of the phase winding are connected to the positive side of the Power supply connected, and a state in which both Ends of the winding connected to the negative side of the power supply are; and further including the associated PWM control means corresponding to the one group of phase windings and the associated PWM control means a reciprocal according to the other group of phase windings Set up phase relationship of the switching sequence to at least one End of all phase windings contained in the other group are to connect to the negative side of the power supply if both ends of at least one phase winding, in the a group is included, with the positive side of the power supply and at least one end of all the phase windings, which are contained in the other group, with the positive side connect the power supply when both ends of at least a phase winding included in the one group with connected to the negative side of the power supply.

Die entsprechenden Antriebsmittel des Invertertyps können mit einem ersten und zweiten Schaltelement bereitgestellt werden, die zwischen einem Ende einer dazugehörigen Phasenwicklung und einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode der Stromversorgung angeordnet sind, und mit einem dritten und vierten Schaltelement, die zwischen dem anderen Ende der Phasenwicklung und der positiven Elektrode und der negativen Elektrode der Stromversorgung angeordnet sind.The corresponding drive means of the inverter type can with a first and second switching element be provided between one end of an associated phase winding and a positive electrode and a negative electrode of Power supply are arranged, and with a third and fourth Switching element, which is between the other end of the phase winding and the positive electrode and the negative electrode of the power supply are arranged.

Von den entsprechenden PWM-Steuerungsmitteln sind die PWM- Steuerungsmittel, die den Antriebsmitteln des Invertertyps entsprechen, die die eine Gruppe von Phasenwicklungen steuern, konfiguriert, um die ersten und zweiten Schaltelemente zu steuern auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Abweichung des aktuellen Werts der Phasenwicklung in Zusammenhang mit einem Strombefehl und einer ersten Referenz-Sägezahnwelle und um die dritten und vierten Schaltelemente zu steuern auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Abweichung des aktuellen Werts der Phasenwicklung und einer zweiten Referenz-Sägezahnwelle mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad von der ersten Referenz-Sägezahnwelle; und von den entsprechenden PWM-Steuerungsmitteln sind die PWM-Steuerungsmittel, die den Antriebsmitteln des Invertertyps entsprechen, die die andere Gruppe von Phasenwicklungen steuern, konfiguriert, um die ersten und zweiten Schaltelemente zu steuern auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Abweichung des aktuellen Werts der Phasenwicklung in Zusammenhang mit dem Strombefehl und der zweiten Referenz-Sägezahnwelle und um die dritten und vierten Schaltelemente zu steuern auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Abweichung des aktuellen Werts der Phasenwicklung und der ersten Referenz-Sägezahnwelle.From the corresponding PWM control means are the PWM control means, which correspond to the drive means of the inverter type, the one Control group of phase windings, configured to the first and second switching elements based on a comparison between a deviation of the current value of the phase winding in conjunction with a current command and a first reference sawtooth wave and to control the third and fourth switching elements on the Basis of a comparison between the deviation of the current one Value of the phase winding and a second reference sawtooth wave with a phase shift 180 degrees from the first reference sawtooth wave; and of the corresponding PWM control means are the PWM control means, which correspond to the drive means of the inverter type, the other Control group of phase windings, configured to the first and second switching elements based on a comparison between a deviation of the current value of the phase winding in conjunction with the current command and the second reference sawtooth wave and to control the third and fourth switching elements on the Basis of a comparison between a deviation of the current value the phase winding and the first reference sawtooth wave.

Die vorliegende Erfindung kann bei einem Motor angewandt werden, der über zwei oder drei oder mehrere der vorstehend beschriebenen Phasenwicklungen verfügt.The The present invention can be applied to a motor which has two or more or three or more of the above-described phase windings features.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Welligkeiten eines Stroms, der durch den Motor fließt, reduziert. Da eine Änderung einer Gleichtaktspannung reduziert ist, kann weiter ein hochfrequenter Leckstrom, der durch die Änderung in der Rahmenspannung des Motors verursacht ist, im Wesentlichen unterdrückt werden, ohne Bauteile wie beispielsweise eine Gleichtaktspule zu verwenden. Es ist daher möglich, die Motorsteuerung bei reduzierter oder vermiedener EMI (elektromagnetischer Interferenz) zu realisieren.According to the present invention Ripples of a current flowing through the motor, reduced. Further, since a change of a common-mode voltage is reduced, a high-frequency leakage current caused by the change in the frame voltage of the motor can be substantially suppressed without using components such as a common-mode coil. It is therefore possible to realize the motor control with reduced or avoided EMI (electromagnetic interference).

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist ein Schaltbild mit der Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, bei einem Zweiphasenmotor angewandten Motorsteuerungsvorrichtung. 1 Fig. 12 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor control apparatus according to the invention applied to a two-phase motor.

2 ist ein Diagramm mit der Darstellung eines Beispiels einer Schaltsequenz der in 1 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung. 2 is a diagram showing an example of a switching sequence of the in 1 reproduced engine control device.

3 ist ein Diagramm mit der Darstellung einer Schaltsequenz der in 1 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung, wenn ein Strom auf 0 geregelt ist. 3 is a diagram showing a switching sequence of the in 1 reproduced engine control device when a current is regulated to 0.

4 ist ein Schaltbild mit der Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, bei einem Dreiphasenmotor angewandten Motorsteuerungsvorrichtung. 4 Fig. 12 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor control apparatus according to the invention applied to a three-phase motor.

6 ist ein Diagramm mit der Darstellung der Schaltsequenz der in 4 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung, wenn ein Strom auf 0 geregelt ist. 6 is a diagram showing the switching sequence of in 4 reproduced engine control device when a current is regulated to 0.

7 ist ein Diagramm mit der Darstellung eines Beispiels einer Schaltsequenz einer Motorsteuerungsvorrichtung eines komparativen Beispiels. 7 FIG. 15 is a diagram showing an example of a switching sequence of a motor control apparatus of a comparative example. FIG.

8 ist ein Diagramm mit der Darstellung einer Schaltsequenz der Motorsteuerungsvorrichtung des komparativen Beispiels, wenn ein Strom auf 0 geregelt ist. 8th FIG. 12 is a diagram showing a switching sequence of the motor control apparatus of the comparative example when a current is regulated to zero. FIG.

9 ist ein Schaltbild mit der Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, bei einem Vierphasenmotor angewandten Motorsteuerungsvorrichtung. 9 Fig. 12 is a circuit diagram showing one embodiment of a motor control apparatus according to the invention applied to a four-phase motor.

10 ist ein Diagramm mit der Darstellung eines Beispiels der Schaltsequenz der in 9 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung. 10 FIG. 12 is a diagram showing an example of the switching sequence of FIG 9 reproduced engine control device.

11 ist ein Diagramm mit der Darstellung der Schaltsequenz der in 9 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung, wenn ein Strom auf 0 geregelt ist. 11 is a diagram showing the switching sequence of in 9 reproduced engine control device when a current is regulated to 0.

12 ist ein Diagramm mit der Darstellung eines Beispiels einer Schaltsequenz einer Motorsteuerungsvorrichtung eines komparativen Beispiels. 12 FIG. 15 is a diagram showing an example of a switching sequence of a motor control apparatus of a comparative example. FIG.

13 ist ein Diagramm mit der Darstellung der Schaltsequenz der Motorsteuerungsvorrichtung des komparativen Beispiels, wenn ein Strom auf 0 geregelt ist. 13 FIG. 12 is a diagram showing the switching sequence of the motor control apparatus of the comparative example when a current is regulated to zero.

14 ist ein äquivalentes Schaltbild von Wicklungen mit berücksichtigter Streukapazität. 14 is an equivalent circuit diagram of windings with considered stray capacitance.

15 ist ein Hochfrequenz-Äquivalenzschaltbild eines Zweiphasenmotors. 15 is a high-frequency equivalent circuit diagram of a two-phase motor.

16 ist ein Schaltbild mit der Darstellung eines Beispiels einer konventionellen Motorsteuerungsvorrichtung. 16 FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a conventional motor control device. FIG.

17 ist ein Diagramm mit der Darstellung einer Schaltsequenz der in 16 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung. 17 is a diagram showing a switching sequence of the in 16 reproduced engine control device.

18 ist ein Schaltbild mit der Darstellung eines Strompfads um die A-Phasenwicklung der in 16 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung. 18 is a circuit diagram showing a current path around the A-phase winding of the in 16 reproduced engine control device.

19 ist ein Wellenformdiagramm für jeden der in 18 wiedergegebenen Ströme. 19 is a waveform diagram for each of the in 18 reproduced streams.

20 ist ein Schaltbild mit der Darstellung eines Beispiels einer Zweiphasen-Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem komparativen Beispiel. 20 FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a two-phase motor control device according to a comparative example. FIG.

21 ist ein Diagramm mit der Darstellung einer Schaltsequenz der in 20 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung. 21 is a diagram showing a switching sequence of the in 20 reproduced engine control device.

23 ist ein Wellenformdiagramm für jeden der in 22 wiedergegebenen Ströme; und 23 is a waveform diagram for each of the in 22 reproduced streams; and

24 ist ein Diagramm mit der Darstellung der Schaltsequenz der in 20 wiedergegebenen Motorsteuerungsvorrichtung, wenn ein Strom auf 0 geregelt ist. 24 is a diagram showing the switching sequence of in 20 reproduced engine control device when a current is regulated to 0.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENTS

1 ist ein Schaltbild mit der Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Motorsteuerungsvorrichtung, die bei einem Zweiphasenmotor angewandt wird (z. B. bei einem Zweiphasen-Schrittmotor). Diese 1 zeigt mit Elementen in 20 identische oder gemeinsame Elemente, die mit den gleichen Kennziffern bezeichnet sind. 1 Fig. 12 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor control apparatus according to the invention applied to a two-phase motor (for example, a two-phase stepping motor). These 1 shows with elements in 20 identical or common elements, identified by the same reference numbers.

Die Motorsteuerungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist mit Antriebsabschnitten 3A, 3B und Stromdetektoren 7A, 7B wie bei der in 20 wiedergegebenen Steuerungsvorrichtung bereitgestellt. Ein Steuerungsabschnitt 5A hat die gleiche Konfiguration wie der in 20 dargestellte Steuerungsabschnitt 500A. Andererseits weicht ein Steuerungsabschnitt 5B von dem in 20 dargestellten Steuerungsabschnitt 500B bezüglich des Typs der in die Komparatoren 52, 54' eingegebenen Referenz-Sägezahnwellen ab.The motor control device according to this embodiment is provided with drive sections 3A . 3B and current detectors 7A . 7B as with the in 20 reproduced control device provided. A control section 5A has the same configuration as the one in 20 shown control section 500A , On the other hand, a control section gives way 5B from the in 20 shown control section 500B concerning type in comparators 52 . 54 ' entered reference sawtooth waves from.

Das heißt, dass der in 20 wiedergegebene Steuerungsabschnitt 500B konfiguriert ist, um eine erste Referenz-Sägezahnwelle in den Komparator 52' einzugeben bzw. um eine zweite Referenz-Sägezahnwelle mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad von der ersten Referenz-Sägezahnwelle in den Komparator 54' einzugeben. Im Gegensatz dazu ist der Steuerungsabschnitt 5B konfiguriert, um eine zweite Referenz-Sägezahnwelle in den Komparator 52' einzugeben und um eine erste Referenz-Sägezahnwelle in den Komparator 54' einzugeben.That means that in 20 reproduced control section 500B is configured to be a first reference sawtooth wave in the comparator 52 ' or a second reference sawtooth wave with a phase shift of 180 degrees from the first reference sawtooth wave in the comparator 54 ' enter. In contrast, the control section 5B configured to be a second reference sawtooth wave in the comparator 52 ' and enter a first reference sawtooth wave in the comparator 54 ' enter.

Im Folgenden wird der Betrieb der erfindungsgemäßen Motorsteuerungsvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration erläutert.in the Below is the operation of the engine control device according to the invention explained with the configuration described above.

Die Ausgaben der vorstehend beschriebenen Verstärker 51 und 51' zu einem bestimmten Zeitpunkt sind beispielsweise als obere Linie bzw. als untere Linie in 2(a) ausgedrückt. In diesem Fall variieren eine Spannung VA am linken Ende und eine Spannung VA' am rechten Ende einer A-Phasenwicklung in 1 jeweils in der in 2(b) wiedergegebenen Form (die der in 21(b) dargestellten Form entspricht). Andererseits variieren eine Spannung VB am linken Ende einer B-Phasenwicklung in 1 und die Spannung VB' am rechten Ende in der in 2(c) wiedergegebenen Form (der Form, in der die Phasen der in 21(c) dargestellten Spannung VB und VB' um 180° verschoben sind).The outputs of the amplifiers described above 51 and 51 ' at a certain time, for example, as the upper line and the lower line, respectively 2 (a) expressed. In this case, a voltage V A at the left end and a voltage V A ' at the right end of an A-phase winding vary in FIG 1 each in the in 2 B) reproduced form (the in 21 (b) represented form). On the other hand, a voltage V B at the left end of a B-phase winding varies 1 and the voltage V B ' at the right end in the in 2 (c) reproduced form (the form in which the phases of in 21 (c) shown voltage V B and V B ' are shifted by 180 °).

Im Fall der in dieser 2 wiedergegebenen Schaltsequenz sind Änderungen bei den Durchschnittswerten der entsprechenden Anschlussspannungen der Phasenwicklungen 1A, 1B entsprechend der Darstellung in 2(d) drastisch reduziert, obwohl die Strompfade und Stromwellenformen der individuellen Phasenwicklungen sich nicht von denen der Schaltsequenz in 21 (siehe 23) unterscheiden.In the case of this 2 shown switching sequence are changes in the average values of the corresponding terminal voltages of the phase windings 1A . 1B as shown in 2 (d) drastically reduced, although the current paths and current waveforms of the individual phase windings are not different from those of the switching sequence 21 (please refer 23 ).

Das heißt, dass bei der Schaltsequenz in 21 die Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der Phasenwicklungen 1A, 1B in einem Bereich von 0 bis V variieren (siehe 21(d)), während bei der in 2 wiedergegebenen Schaltsequenz die vorstehend beschriebenen Durchschnittswerte entsprechend der Darstellung in (d) der gleichen Figur in einem Bereich von V/4 bis 3 V/4 variieren. Anders ausgedrückt, ist die Änderung des vorstehenden Durchschnittswerts im Vergleich zum Fall der in 21 wiedergegebenen Schaltsequenz auf die Hälfte begrenzt.That means that in the switching sequence in 21 the average values of the corresponding terminal voltages of the phase windings 1A . 1B vary in a range of 0 to V (see 21 (d) ) while at the in 2 As shown in (d) of the same figure, the switching sequence shown in FIG. 1 varies the average values described above in a range of V / 4 to 3 V / 4. In other words, the change of the above average value compared to the case of FIG 21 reproduced switching sequence limited to half.

Da die Zeit, während der die Änderungsbreite des vorstehend beschriebenen Durchschnittswerts V/2 überschreitet, verkürzt ist, ist der vorstehend beschriebene Durchschnittswert weiter bei der in 2 wiedergegebenen Schaltsequenz während der meisten Zeit auf V/2 stabilisiert. Das heißt beispielsweise, dass, wenn der Motor mit niedriger Geschwindigkeit läuft oder stillsteht, der Strom die Wicklungen 1A, 1B durchlaufen kann, auch wenn die Dauer, über die die Wicklungen 1A, 1B mit Spannungen beaufschlagt werden, kurz ist, und die Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der Phasenwicklungen 1A, 1B variieren unmittelbar auf V/4 oder 3 V/4, wobei aber die vorstehend beschriebenen Durchschnittswerte während der meisten Zeit auf V/2 stabilisiert sind.Since the time during which the change width of the above-described average value exceeds V / 2 is shortened, the above-described average value is further at 2 stabilized switching sequence stabilized at V / 2 most of the time. This means, for example, that if the motor is running at low speed or is stationary, the current will wind up 1A . 1B can go through, even if the duration over which the windings 1A . 1B voltages are short, and the average values of the corresponding terminal voltages of the phase windings 1A . 1B vary directly to V / 4 or 3 V / 4, but the averages described above are stabilized at V / 2 for most of the time.

3 zeigt die Schaltsequenz, wenn ein Strom entsprechend der Darstellung in (a) der gleichen Figur auf 0 geregelt wird (wenn die Ausgaben der Verstärker 51, 51' gleich 0 sind). Wie aus (b), (c) der gleichen Figur ersichtlich ist, werden bei dieser Schaltsequenz ein Zustand, bei dem beide Enden der A-Phasenwicklung 1A und der B- Phasenwicklung 1B mit der positiven Seite der Stromversorgung verbunden sind, und ein Zustand, bei dem sie mit der GND-Seite verbunden sind, mit einer Tastrate von 50% wiederholt. Daher fließt kein Strom durch die Phasenwicklungen 1A, 1B. 3 FIG. 12 shows the switching sequence when a current is regulated to 0 as shown in (a) of the same figure (when the outputs of the amplifiers 51 . 51 ' are equal to 0). As is apparent from (b), (c) of the same figure, in this switching sequence, a state in which both ends of the A-phase winding become 1A and the B phase winding 1B connected to the positive side of the power supply, and a state in which they are connected to the GND side, repeated at a sampling rate of 50%. Therefore, no current flows through the phase windings 1A . 1B ,

Infolgedessen werden bei dieser Schaltsequenz die Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der entsprechenden Phasenwicklungen 1A, 1B konstant (V/2), und entsprechend der Darstellung in (d) der gleichen Figur ändern sie sich nicht.As a result, in this switching sequence, the average values of the respective terminal voltages of the respective phase windings become 1A . 1B constant (V / 2), and as shown in (d) of the same figure, they do not change.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können Welligkeiten des durch den Motor fließenden Stroms reduziert werden, und zudem können Änderungen der Rahmenspannung des Motors begrenzt werden, ohne Bauteile wie z. B. eine Gleichtaktspule hinzuzufügen. Die EMI (elektromagnetische Interferenz) kann daher reduziert werden, indem ein hochfrequenter Leckstrom wesentlich reduziert wird, während Kupferverlust und in einer Eisenplatte erzeugter Eisenverlust so weit wie möglich begrenzt werden.According to the above described embodiment can Ripples of the current flowing through the motor can be reduced And besides, changes can be made the frame voltage of the motor can be limited without components such as z. B. to add a common mode coil. The EMI (electromagnetic Interference) can therefore be reduced by a high-frequency Leakage current is substantially reduced while copper loss and in Iron loss generated by an iron plate is limited as much as possible become.

Die vorliegende Erfindung kann wirksam nicht nur bei einem Zweiphasenmotor angewandt werden, sondern auch bei einem Mehrphasenmotor (Dreiphasenmotor, Vierphasenmotor, Fünfphasenmotor, Sechsphasenmotor usw.), der drei oder mehr unabhängige Phasenwicklungen hat. 4 und 9 zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Motorsteuerungsvorrichtung bei Anwendung mit einem Dreiphasenmotor bzw. einem Vierphasenmotor.The present invention can be effectively applied not only to a two-phase motor but also to a multi-phase motor (three-phase motor, four-phase motor, five-phase motor, six-phase motor, etc.) having three or more independent phase windings. 4 and 9 show embodiments of erfindungsge motor control device when used with a three-phase motor or a four-phase motor.

Die in 4 wiedergegebene Motorsteuerungsvorrichtung hat die Konfiguration mit einem aus den Schaltelementen Q9 bis Q12 bestehenden Antriebsabschnitt 3C, einem Stromdetektor 7C, der einen Strom einer C-Phasenwicklung 1C erkennt, und einem Steuerungsabschnitt 5C, der die PWM-Steuerung des zur in 1 hinzugefügten Antriebsabschnitts 3C ausführt. Der Steuerungsabschnitt 5C hat die Konfiguration, die dem in 1 wiedergegebenen Steuerungsabschnitt 5A entspricht, und er bildet ein ON/OFF-Steuersignal für die Schaltelemente Q9 bis Q12 auf der Grundlage der Ausgabe des Stromdetektors 7C und der ersten und zweiten Referenz-Sägezahnwellen.In the 4 The engine control device shown has the configuration with a drive section consisting of the switching elements Q9 to Q12 3C , a current detector 7C which is a current of a C-phase winding 1C recognizes, and a control section 5C Having the PWM control of the in 1 added drive section 3C performs. The control section 5C has the configuration corresponding to the in 1 reproduced control section 5A and forms an ON / OFF control signal for the switching elements Q9 to Q12 based on the output of the current detector 7C and the first and second reference sawtooth waves.

Wenn die entsprechenden Ausgaben des A-Phasen-Verstärkers 51, des B-Phasen-Verstärkers 51' und des C-Phasen-Verstärkers 51, die den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Referenz-Sägezahnwellen entsprechen, die Werte haben, die beispielsweise durch die oberen, mittleren bzw. unteren Linien dargestellt sind, variieren eine Spannung VA am linken Ende und eine Spannung VA' am rechten Ende der A-Phasenwicklung 1A auf die in der gleichen Figur wiedergegebene Weise, eine Spannung VB am linken Ende und eine Spannung VB' am rechten Ende der B-Phasenwicklung 1B variieren auf die in der gleichen Figur wiedergegebene Weise, und eine Spannung VC am linken Ende und eine Spannung VC' am rechten Ende der C-Phasenwicklung 1C variieren auf die in [sic] der gleichen Figur wiedergegebene Weise. Demzufolge ändern sich die Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der A-Phasenwicklung 1A, der B-Phasenwicklung 1B und der C-Phasenwicklung 1C auf die in der gleichen Figur wiedergegebene Weise, das heißt innerhalb eines Bereichs von 2V/6 (V/3) bis 4V/6 (2V/3).If the corresponding outputs of the A-phase amplifier 51 , the B-phase amplifier 51 ' and the C-phase amplifier 51 Corresponding to the first and second reference sawtooth waves described above are the values that are represented for example by the upper, middle and lower lines vary a voltage V A at the left end, and a voltage V A 'on the right end of the A -Phasenwicklung 1A in the manner shown in the same figure, a voltage V B at the left end and a voltage V B ' at the right end of the B-phase winding 1B vary in the manner shown in the same figure, and a voltage V C at the left end and a voltage V C ' at the right end of the C-phase winding 1C vary in the manner shown in [sic] the same figure. As a result, the average values of the respective terminal voltages of the A-phase winding change 1A , the B-phase winding 1B and the C-phase winding 1C in the manner shown in the same figure, that is, within a range of 2V / 6 (V / 3) to 4V / 6 (2V / 3).

6 zeigt eine Schaltsequenz, wenn ein Strom auf 0 geregelt ist. Bei dieser Schaltsequenz fließt kein Strom durch die entsprechenden Phasenwicklungen 1A, 1B und 1C, und die Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der entsprechenden Phasenwicklungen 1A, 1B und 1C ändern sich ebenfalls in einem Bereich von 2V/6 (V/3) bis 4V/6 (2V/3). 6 shows a switching sequence when a current is regulated to 0. In this switching sequence, no current flows through the corresponding phase windings 1A . 1B and 1C , and the average values of the corresponding terminal voltages of the respective phase windings 1A . 1B and 1C also change in a range from 2V / 6 (V / 3) to 4V / 6 (2V / 3).

7 und 8 zeigen Schaltsequenzen entsprechend 6, jeweils, wenn der vorstehend beschriebene Dreiphasenmotor durch eine Dreiphasen-Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der Konfiguration der in 20 wiedergegebenen Steuerungsvorrichtung gesteuert wird. Wie aus dem Unterschied zwischen 7(e) und dem Unterschied zwischen 6(e) und 8(e) ersichtlich ist, sind entsprechend der in 4 wiedergegebenen erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung Änderungen der Durchschnittswerte der Anschlussspannungen der entsprechenden Phasenwicklungen begrenzt, und die Zeit, während der die Änderungsbreite des vorstehend beschriebenen Durchschnittswerts V/2 überschreitet, ist verkürzt. 7 and 8th show switching sequences accordingly 6 , respectively, when the above-described three-phase motor by a three-phase motor control device according to the configuration of in 20 reproduced control device is controlled. How the difference between 7 (e) and the difference between 6 (e) and 8 (e) is apparent, are in accordance with the in 4 The inventive control device according to the present invention limits changes in the average values of the terminal voltages of the respective phase windings, and the time during which the variation width of the above-described average value exceeds V / 2 is shortened.

Die in 9 wiedergegebene Vierphasenmotor-Steuerungsvorrichtung hat eine Konfiguration mit einem Antriebsabschnitt 3D, bestehend aus Schaltelementen Q13 bis Q16, einem Stromdetektor 7D, der einen Strom einer D-Phasenwicklung 1D erkennt, und einem Steuerungsabschnitt 5D, der die PWM-Steuerung des zur in 4 wiedergegebenen Steuerungsvorrichtung hinzugefügten Antriebsabschnitts 3D ausführt. Der Steuerungsabschnitt 5D hat die Konfiguration, die dem in 4 wiedergegebenen Steuerungsabschnitt 5B entspricht, und bildet ein ON/OFF-Steuersignal für die Schaltelemente Q13 bis Q16 auf der Grundlage der Ausgabe des Stromdetektors 7D und der ersten und zweiten Referenz-Sägezahnwellen.In the 9 The four-phase motor control device according to the present invention has a configuration with a driving portion 3D consisting of switching elements Q13 to Q16, a current detector 7D which is a current of a D-phase winding 1D recognizes, and a control section 5D Having the PWM control of the in 4 reproduced control device added drive section 3D performs. The control section 5D has the configuration corresponding to the in 4 reproduced control section 5B and forms an ON / OFF control signal for the switching elements Q13 to Q16 based on the output of the current detector 7D and the first and second reference sawtooth waves.

Wenn die jeweiligen Ausgaben eines A-Phasen-Verstärkers 51, eines B-Phasen-Verstärkers 51', eines C-Phasen-Verstärkers 51 und eines D-Phasen-Verstärkers 51', die den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Referenz-Sägezahnwellen entsprechen, beispielsweise durch Linien ausgedrückt sind, die in 10(a) sequenziell von oben nach unten angeordnet sind, variieren eine Spannung VA am linken Ende und eine Spannung VA' am rechten Ende der A-Phasenwicklung auf die in (b) der gleichen Figur dargestellte Weise, eine Spannung VB am linken Ende und eine Spannung VB' am rechten Ende der B-Phasenwicklung 1B variieren auf die in (c) der gleichen Figur wiedergegebene Weise, eine Spannung VC am linken Ende und eine Spannung VC' am rechten Ende der C-Phasenwicklung 1C variieren auf die in (d) der gleichen Figur wiedergegebene Weise, und eine Spannung VD am linken Ende und eine Spannung VD' am rechten Ende der D-Phasenwicklung 1D variieren auf die in (e) der gleichen Figur wiedergegebene Weise. Demzufolge ändern sich die Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der Wicklung 1A, der Wicklung 1B, der Wicklung 1C und der Wicklung 1D auf die in (f) der gleichen Figur wiedergegebene Weise, das heißt, sie ändern sich innerhalb eines Bereichs von 3V/8 bis 5V/8.When the respective outputs of an A-phase amplifier 51 , a B-phase amplifier 51 ' , a C-phase amplifier 51 and a D-phase amplifier 51 ' corresponding to the above-described first and second reference sawtooth waves, for example, expressed by lines represented in FIG 10 (a) are arranged sequentially from top to bottom, a voltage V A at the left end and a voltage V A ' at the right end of the A-phase winding in the manner shown in (b) of the same figure, a voltage V B at the left end and a vary Voltage V B ' at the right end of the B-phase winding 1B vary in the manner shown in (c) of the same figure, a voltage V C at the left end and a voltage V C ' at the right end of the C-phase winding 1C vary in the manner shown in (d) of the same figure, and a voltage V D at the left end and a voltage V D ' at the right end of the D-phase winding 1D vary in the manner shown in (e) of the same figure. As a result, the average values of the corresponding terminal voltages of the winding change 1A , the winding 1B , the winding 1C and the winding 1D in the manner shown in (f) of the same figure, that is, they change within a range of 3V / 8 to 5V / 8.

11 zeigt eine Schaltsequenz, wenn ein Strom auf 0 geregelt ist. Bei dieser Schaltsequenz fließt kein Strom durch die entsprechenden Phasenwicklungen 1A, 1B, 1C und 1D, und auch die Durchschnittswerte der entsprechenden Anschlussspannungen der entsprechenden Phasenwicklungen 1A, 1B, 1C und 1D sind auf V/2 fixiert. 11 shows a switching sequence when a current is regulated to 0. In this switching sequence, no current flows through the corresponding phase windings 1A . 1B . 1C and 1D , and also the average values of the corresponding terminal voltages of the corresponding phase windings 1A . 1B . 1C and 1D are fixed on V / 2.

12 und 13 zeigen Schaltsequenzen entsprechend 10 und 11, jeweils, wenn der vorstehend beschriebene Vierphasenmotor durch eine Vierphasen-Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der Konfiguration der in 20 wiedergegebenen Steuerungsvorrichtung gesteuert wird. Wie aus dem Unterschied zwischen 10(f) und 12(f) und dem Unterschied zwischen 11(f) und 13(f) ersichtlich ist, sind entsprechend der in 9 wiedergegebenen erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung Änderungen der Durchschnittswerte der Anschlussspannungen der entsprechenden Phasenwicklungen begrenzt, und die Zeit, während der die Änderungsbreite des vorstehend beschriebenen Durchschnittswerts V/2 überschreitet, ist verkürzt. 12 and 13 show switching sequences accordingly 10 and 11 respectively, when the above-described four-phase motor is driven by a four-phase motor control device according to the configuration of FIGS 20 reproduced control device is controlled. How the difference between 10 (f) and 12 (f) and the difference between 11 (f) and 13 (f) is apparent, are in accordance with the in 9 The inventive control device according to the present invention limits changes in the average values of the terminal voltages of the respective phase windings, and the time during which the variation width of the above-described average value exceeds V / 2 is shortened.

Wie aus den vorstehend wiedergegebenen Erläuterungen ersichtlich ist, wird die Motorsteuerungsvorrichtung gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bei einem Motor mit einer Vielzahl von unabhängigen Phasenwicklungen angewandt, und sie steuert die Vielzahl dieser Phasenwicklungen, indem sie in eine Gruppe von Phasenwicklungen und in eine andere Gruppe von Phasenwicklungen aufgeteilt werden.As is apparent from the explanations given above, For example, the engine control device will be as described above embodiments applied to a motor having a plurality of independent phase windings, and it controls the variety of these phase windings by into one group of phase windings and another group of Phase windings are divided.

Das heißt, dass der PWM-Steuerungsabschnitt für den Antriebsabschnitt mit Bezug auf eine Gruppe von Phasenwicklungen und der PWM-Steuerungsabschnitt für den Antriebsabschnitt mit Bezug auf die andere Gruppe von Phasenwicklungen den Motor steuern, indem eine Schaltsequenz ausgeführt wird, um mindestens ein Ende aller in der anderen Gruppe enthaltenen Wicklungen mit der negativen Seite der Stromversorgung zu verbinden, wenn beide Enden von wenigstens einer in der einen Gruppe enthaltenen Phasenwicklung mit der positiven Seite der Stromversorgung verbunden sind, und um mindestens ein Ende aller in der anderen Gruppe enthaltenen Phasenwicklungen mit der positiven Seite der Stromversorgung zu verbinden, wenn beide Enden von wenigstens einer in der einen Gruppe enthaltenen Phasenwicklung mit der negativen Seite der Stromversorgung verbunden sind.The is called, that the PWM control section for the drive section with Referring to a group of phase windings and the PWM control section for the Drive section with respect to the other group of phase windings control the engine by executing a shift sequence around at least one end of all windings included in the other group connect to the negative side of the power supply when both ends of at least one phase winding included in the one group connected to the positive side of the power supply, and at least one end of all the phase windings contained in the other group to connect with the positive side of the power supply, if both Ends of at least one phase winding included in the one group connected to the negative side of the power supply.

Die Motorsteuerungsvorrichtung gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann auch zur Steuerung von verschiedenen Motortypen mit einer Vielzahl unabhängiger Phasenwicklungen eingesetzt werden, wie z. B. für einen Schrittmotor, einen bürstenlosen Motor oder einen Induktionsmotor.The Motor control device according to each The embodiments described above can also be used for Control of different motor types with a large number of independent phase windings be used, such. For example a stepper motor, a brushless Motor or an induction motor.

Weiter führen die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Stromregelung des Motors unter Verwendung einer analogen Schaltung aus, doch ist es ebenfalls möglich, eine Konfiguration zu übernehmen, die die Stromregelung mittels einer digitalen Schaltung unter Verwendung eines Mikroprozessors wie beispielsweise einer CPU ausführt.Further to lead the embodiments described above, the current control of the engine using an analog circuit, however it also possible to adopt a configuration the current regulation by means of a digital circuit using a microprocessor such as a CPU.

Claims (4)

Motorsteuerungsvorrichtung zur Anwendung bei einem Motor mit einer Vielzahl unabhängiger Phasenwicklungen zur Steuerung der Vielzahl von Phasenwicklungen durch Unterteilung der Phasenwicklungen in eine Gruppe von Wicklungen und eine andere Gruppe von Wicklungen, die Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Antriebsmitteln des Invertertyps zum Antrieb der entsprechenden Phasenwicklungen; und eine Vielzahl von PWM-Steuerungsmittel zur PWM-Steuerung der entsprechenden Antriebsmittel des Invertertyps, wobei jedes der PWM-Steuerungsmittel konfiguriert ist, um eine Schaltsequenz auszuführen, wobei die entsprechenden Antriebsmittel des Invertertyps einen Zustand annehmen können, wobei Enden der Phasenwicklung gemäß den Antriebsmitteln mit einer Spannung einer Stromversorgung beaufschlagt werden, sowie einen Zustand der Verbindung beider Enden der Phasenwicklung mit der positiven Seite der Stromversorgung, und einen Zustand der Verbindung beider Enden der Phasenwicklung mit der negativen Seite der Stromversorgung, und wobei weiter die entsprechenden PWM-Steuerungsmittel mit Bezug auf die zur einen Gruppe von Phasenwicklungen dazugehörigen Antriebsmittel und die entsprechenden PWM-Steuerungsmittel mit Bezug auf die zur anderen Gruppe von Phasenwicklungen dazugehörigen Antriebsmittel eine wechselseitige Phasenbeziehung der Schaltsequenz einrichten, um mindestens ein Ende aller in der anderen Gruppe enthaltenen Phasenwicklungen mit der negativen Seite der Stromversorgung zu verbinden, wenn beide Enden von wenigstens einer in der einen Gruppe enthaltenen Phasenwicklung mit der positiven Seite der Stromversorgung verbunden sind, und um mindestens ein Ende aller in der anderen Gruppe enthaltenen Phasenwicklungen mit der positiven Seite der Stromversorgung zu verbinden, wenn beide Enden von wenigstens einer in der einen Gruppe enthaltenen Phasenwicklung mit der negativen Seite der Stromversorgung verbunden sind.Motor control device for use in a motor with a plurality of independent phase windings for Control of the plurality of phase windings by subdividing the Phase windings in one group of windings and another group of windings comprising a variety of drive means the inverter type for driving the respective phase windings; and a Variety of PWM control means for PWM control of the corresponding Drive means of the inverter type, wherein each of the PWM control means is configured to execute a switching sequence, wherein the corresponding Drive of the inverter type can assume a state, wherein Ends the phase winding according to the drive means be subjected to a voltage of a power supply, as well a state of connection of both ends of the phase winding with the positive side of the power supply, and a state of connection of both Ends of the phase winding with the negative side of the power supply, and wherein further the corresponding PWM control means with With respect to the drive means associated with a group of phase windings and the corresponding PWM control means with respect to the another group of phase windings associated drive means a mutual phase relationship set up the switching sequence to at least one end of all in the other group containing phase windings with the negative side connect the power supply when both ends of at least a phase winding in the one group with the positive one Side of the power supply are connected, and at least one End of all the phase windings included in the other group to connect the positive side of the power supply, if both Ends of at least one phase winding included in the one group connected to the negative side of the power supply. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der entsprechenden Antriebsmittel des Invertertyps ein erstes und ein zweites Schaltelement aufweist, die zwischen einem Ende einer dazugehörigen Phasenwicklung und einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode der Stromversorgung angeordnet sind, sowie ein drittes und ein viertes Schaltelement, die zwischen dem anderen Ende der Phasenwicklung und der positiven Elektrode und der negativen Elektrode der Stromversorgung angeordnet sind.A motor control device according to claim 1, wherein each of the corresponding drive means of the inverter type a first and a second switching element disposed between one end an associated Phase winding and a positive electrode and a negative Electrode of the power supply are arranged, as well as a third and a fourth switching element connected between the other end of the phase winding and the positive electrode and the negative electrode of the power supply are arranged. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die entsprechenden PWM-Steuerungsmittel, d. h. die PWM-Steuerungsmittel in Zusammenhang mit den Antriebsmitteln des Invertertyps, die die eine Gruppe von Phasenwicklungen steuern, konfiguriert sind, um die ersten und zweiten Schaltelemente zu steuern auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Abweichung des aktuellen Werts der Phasenwicklung in Zusammenhang mit einem Strombefehl und einer ersten Referenz-Sägezahnwelle und um die dritten und vierten Schaltelemente zu steuern auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Abweichung des aktuellen Werts der Phasenwicklung und einer zweiten Referenz-Sägezahnwelle mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad von der ersten Referenz-Sägezahnwelle, und wobei die entsprechenden PWM-Steuerungsmittel, d. h. die PWM-Steuerungsmittel in Zusammenhang mit den Antriebsmitteln des Invertertyps, die die andere Gruppe von Phasenwicklungen steuern, konfiguriert sind, um die ersten und zweiten Schaltelemente zu steuern auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Abweichung des aktuellen Werts der Phasenwicklung in Zusammenhang mit dem Strombefehl und der zweiten Referenz-Sägezahnwelle und um die dritten und vierten Schaltelemente zu steuern auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Abweichung des aktuellen Werts der Phasenwicklung und der ersten Referenz-Sägezahnwelle.A motor control device according to claim 2, wherein the respective PWM control means, ie, the PWM control means associated with the inverter-type drive means controlling the one group of phase windings are configured to control the first and second switching elements based on a comparison between a deviation of the current value of the phase winding in conjunction with a current command and a first reference sawtooth wave and to control the third and fourth switching elements based on a comparison between the deviation of the current value of the phase winding and a second reference sawtooth wave with a phase shift of 180 degrees from the first reference sawtooth wave, and wherein the corresponding PWM control means, that is, the PWM control means in connection with the drive means of the inverter type, which control the other group of phase windings, are configured to control the first and second switching elements based on a comparison between a deviation of the current one Value of the phase winding associated with the current command and the second reference sawtooth wave and to control the third and fourth switching elements based on a comparison between a deviation of the current value of the phase winding and the first reference sawtooth wave. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Motor zwei oder drei oder mehr Phasenwicklungen aufweist.Motor control device according to one of claims 1 to 3, wherein the motor has two or three or more phase windings.
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