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.