JP2001178180A - 永久磁石式モータコントローラにおける地絡検出方法 - Google Patents

永久磁石式モータコントローラにおける地絡検出方法

Info

Publication number
JP2001178180A
JP2001178180A JP35708499A JP35708499A JP2001178180A JP 2001178180 A JP2001178180 A JP 2001178180A JP 35708499 A JP35708499 A JP 35708499A JP 35708499 A JP35708499 A JP 35708499A JP 2001178180 A JP2001178180 A JP 2001178180A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
motor
duty
ground fault
rotating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP35708499A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3569183B2 (ja
Inventor
Hitoshi Horikawa
仁志 堀川
Takanori Ohashi
敬典 大橋
Tetsuo Yanada
哲男 梁田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP35708499A priority Critical patent/JP3569183B2/ja
Publication of JP2001178180A publication Critical patent/JP2001178180A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3569183B2 publication Critical patent/JP3569183B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】モータ回転時に発生する誘起電圧による短絡電
流を抑制して、地絡検出を行うことが可能な永久磁石式
モータコントローラにおける地絡検出方法を提供する。 【解決手段】地絡検出時に、永久磁石式モータが高速で
回転しているときには、下アームを構成するスイッチン
グトランジスタをオン、オフさせる繰り返し波形のオン
のデューティを小さくし、永久磁石式モータが低速で回
転しているときにはオンのデューティを大きくして、地
絡検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石式モータコ
ントローラにおける地絡検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の誘動電動機における地絡検出方法
を、図2に示す一般的なモータコントローラの回路図で
説明する。
【0003】図2において、1はモータコントローラで
あり、三相交流電源2からの交流電力を、モータである
誘動電動機3に供給して、誘動電動機3を駆動するモー
タコントローラである。
【0004】ここで、モータコントローラ1は、三相交
流電源2からの交流電力を、六個のダイオード構成の電
源側コンバータ11で、直流電力に変換し、その直流出
力を、平滑コンデンサ12で平滑した後、負荷側コンバ
ータ13に供給する。
【0005】負荷側コンバータ13は、上アームを構成
する並列接続の三つのスイッチングトランジスタ14と
下アームを構成する並列接続の三つのスイッチングトラ
ンジスタ15および上記合計六つのスイッチングトラン
ジスタ14、15の各々に並列に接続された六つの還流
ダイオード16とを有し、上アーム14と下アーム15
は直列接続されている。
【0006】この負荷側コンバータ13は、上アームを
構成する三つのスイッチングトランジスタ14の中から
一つのスイッチングトランジスタを選択してオンすると
同時に、下アーム15を構成する三つのスイッチングト
ランジスタ15の中から一つのスイッチングトランジス
タを、駆動制御回路17で発生の駆動信号を各スイッチ
ングトランジスタのゲートに接続のゲート駆動回路1
8、19により、選択してオンする動作を順次繰り返し
て、誘動電動機3の図示していない三つの駆動コイルに
対する六つの通電パターンを順次繰り返し切り換えるこ
とにより、誘動電動機3の図示していないロータを回転
させる。
【0007】ここで、地絡の検出は、誘動電動機3のロ
ータを回転される前に、即ち、電源投入時に、平滑コン
デンサ12と負荷側コンバータ13の下アームを構成す
る三つのスイッチングトランジスタ15の接続間に配置
されたシャント抵抗20に流れる電流が電流検出回路2
1により検出される。図2では、さらに、三相交流電源
2と誘動電動機3のいわゆる接地に該当する部分に抵抗
22が接続されている。
【0008】地絡の検出時に、下アームを構成する三つ
のスイッチングトランジスタ15をオンすると、三相交
流電源2から抵抗21、誘動電動機3の端子、三つのス
イッチングトランジスタ15を通り、シャント抵抗20
に電流が流れ、シャント抵抗20に電流が流れ、電流検
出回路21により、地絡が検出される。なお、三つのス
イッチングトランジスタ15のオン時間は通常40ms
である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このモ
ータコントローラ1で、モータ3として永久磁石式のモ
ータに適用して、地絡を検出しようとすると、モータ3
が回転しているとき永久磁石式のモータの場合において
は、端子a、b,cで誘起電圧が発生し、例えば端子b
からスイッチングトランジスタ15、還流ダイオード1
6を通り、端子cに至り、モータ3の相間で短絡電流が
流れてしまうため、この短絡電流はシャント抵抗20を
通らず、したがって地絡を検出することが難しい。モー
タ3が高速回転になればなるほど誘起電圧も高くなり、
短絡電流も大きくなってしまう。この作用によりモータ
の強制励磁によるモータの減磁あるいは負荷側コンバー
タ13の素子破壊が発生するおそれがある。
【0010】本発明の目的は、モータ回転時に発生する
誘起電圧による短絡電流を抑制して、地絡検出を行うこ
とが可能な永久磁石式モータコントローラにおける地絡
検出方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上アームを構
成する複数のスイッチングトランジスタと下アームを構
成する複数のスイッチングトランジスタとを有し、前記
上アームおよび前記下アームより各一つのスイッチング
トランジスタを選択してオンする動作を順次繰り返し
て、永久磁石式モータを駆動する永久磁石式モータコン
トローラにおいて、前記永久磁石式モータが高速で回転
しているときには前記下アームのスイッチングトランジ
スタをオン、オフさせる繰り返し波形のオンのデューテ
ィを小さくし、前記永久磁石式モータが低速で回転して
いるときにはオンのデューティを大きくして、地絡検出
を行うことを特徴とする永久磁石式モータコントローラ
における地絡検出方法である。
【0012】また、本発明は、前記永久磁石式モータが
最高周波数で高速で回転しているときのオンのデューテ
ィは、最高周波数時の前記永久磁石式モータの誘起電圧
位相が電源電圧と重なり合う時の電圧レベルに基づいて
定められており、回転周波数が低い低速で回転している
ときにはオンのデューティが回転数に応じて異なること
を特徴とする永久磁石式モータコントローラにおける地
絡検出方法である。
【0013】また、本発明は、前記永久磁石式モータコ
ントローラは、前記下アームのスイッチングトランジス
タをオンさせる前に、前記スイッチングトランジスタを
通して電流が流れ充電電圧が充電されるコンデンサを含
むブートストラップ機能を有し、前記永久磁石式モータ
が高速で回転しているときには前記下アームのスイッチ
ングトランジスタをオン、オフさせる繰り返し波形のオ
ンのデューティを小さくし、前記永久磁石式モータが低
速で回転しているときにはオンのデューティを大きくし
て、地絡検出を行うことを特徴とする永久磁石式モータ
コントローラにおける地絡検出方法である。
【0014】また、本発明は、前記永久磁石式モータが
最高周波数で高速で回転しているときのオンのデューテ
ィは、最高周波数時の前記永久磁石式モータの誘起電圧
位相が電源電圧と重なり合う時の電圧レベルに基づいて
定められており、回転周波数が低い低速で回転している
ときにはオンのデューティが回転数に応じて異なること
を特徴とする永久磁石式モータコントローラにおける地
絡検出方法である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
1および図2により説明する。
【0016】図2は、前述の一般的なモータコントロー
ラの回路図である。ただし、本発明において、3は永久
磁石式モータである。
【0017】図1は、本発明の一実施の形態の永久磁石
式のモータを駆動する下ームを構成する三つのスイッチ
ングトランジスタをオン、オフさせる繰り返し波形のオ
ンのデューティを示す、モータの回転周波数とデューテ
ィの関係図と式である。ここで、図1の定数kは、電源
電圧位相とモータ誘起電圧位相が重なり合う時の電圧レ
ベルを最大として定める。また、定数fFB0は電源電圧
最大でモータが停止している状態である。
【0018】即ち、本発明においては、前記永久磁石式
モータが高速で回転しているときには前記下アームのス
イッチングトランジスタをオン、オフさせる繰り返し波
形のオンのデューティを小さくし、前記永久磁石式モー
タが低速で回転しているときにはオンのデューティを大
きくして、地絡検出を行うことを特徴とする。また、本
発明の一実施の形態においては、前記永久磁石式モータ
が最高周波数で高速で回転しているときのオンのデュー
ティは、最高周波数時の前記永久磁石式モータの誘起電
圧位相が電源電圧と重なり合う時の電圧レベルに基づい
て定められており、回転周波数が低い低速で回転してい
るときにはオンのデューティが回転数に応じて異なるこ
とを特徴とする。
【0019】ここで、永久磁石式モータ3が高速で回転
しているか低速で回転しているか即ち回転速度は、永久
磁石式モータ3に付設された位置センサ、具体的には、
互いに120度の間隔で配置された三つのホール素子か
らなり、それぞれのホール素子からの磁気位置検出信号
が駆動制御回路17に供給され、駆動制御回路17に
て、磁気位置検出信号の変化により、モータが高速で回
転しているときには前記下アームのスイッチングトラン
ジスタをオン、オフさせる繰り返し波形のオンのデュー
ティを小さくし、前記永久磁石式モータが低速で回転し
ているときにはオンのデューティを大きくする。
【0020】このように、高速回転時には下アーム15
を構成するのスイッチングトランジスタをオン、オフさ
せる繰り返し波形のオンのデューティを小さくし、スイ
ッチングトランジスタを流れる電流を抑制するためにオ
ン時間を短くして、デューティを小さくし、低速回転時
にはデューティを大きくして地絡検出を行う。このよう
にモータがいかなる回転状態にあっても地絡検出を安全
に行うことができる。
【0021】図1のモータコントローラ1は、さらに、
前記下アームのスイッチングトランジスタをオンさせた
際に電流が流れ充電電圧が充電されるコンデンサを含む
ブートストラップ機能を有する回路図である。
【0022】ここにおいて、ブートストラップ機能は、
下アームを構成する三つのスイッチングトランジスタ1
5の各ゲートを駆動するゲート駆動回路19に直流電圧
を供給する直流電源24と、直流電源24より抵抗25
とダイオード26の直列接続を通して、上アームを構成
する三つのスイッチングトランジスタ14の各エミッタ
に接続のコンデンサ27から構成させている。
【0023】そして、モータの回転開始時、下アームの
スイッチングトランジスタ15をオンさせる際にコンデ
ンサ26に電流が流れ充電電圧が充電され、したがっ
て、スイッチングトランジスタ15がオンしても、スイ
ッチングトランジスタ15のコレクタ電圧がコンデンサ
27で保持される。
【0024】ここで、地絡の検出時に、下アームのスイ
ッチングトランジスタをオン、オフさせる繰り返し波形
は、モータの回転開始時にも、スイッチングトランジス
タをオン、オフさせる繰り返し波形として共用して供給
される。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、高速回転時には下アー
ムを構成するスイッチングトランジスタをオン、オフさ
せる繰り返し波形のオンのデューティを小さくし、スイ
ッチングトランジスタを流れる電流を抑制するためにオ
ン時間を短くして、デューティを小さくし、低速回転時
にはデューティを大きくして地絡検出を行うので、モー
タがいかなる回転状態にあっても地絡検出を安全に行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の永久磁石式のモータを
駆動する下ームを構成する三つのスイッチングトランジ
スタをオン、オフさせる繰り返し波形のオンのデューテ
ィを示す、モータの回転周波数とデューティの関係図と
式である。
【図2】一般的なモータコントローラの回路図である。
【符号の説明】
1…モータコントローラ、2…三相交流電源、3…モー
タ、11…電源側コンバータ、12…平滑コンデンサ、
13…負荷側コンバータ、14…上アームを構成するス
イッチングトランジスタ、15…下アームを構成するス
イッチングトランジスタ、16…還流コンデンサ、17
…駆動制御回路、18、19…ゲート駆動回路、20…
シャント抵抗、21…電流検出回路、22…抵抗、23
…位置センサ、24…コンデンサ25…抵抗、26…ダ
イオード、27…コンデンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梁田 哲男 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器グループ内 Fターム(参考) 2G014 AA04 AB07 AB28 AC19 5H007 AA12 BB06 CA01 CB05 CC09 DB01 DC02 DC07 FA06 FA14 5H560 BB04 BB12 DC12 DC20 EB01 EC02 EC10 JJ01 JJ19 RR10 SS07 UA02 XA12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上アームを構成する複数のスイッチングト
    ランジスタと下アームを構成する複数のスイッチングト
    ランジスタとを有し、前記上アームおよび前記下アーム
    より各一つのスイッチングトランジスタを選択してオン
    する動作を順次繰り返して、永久磁石式モータを駆動す
    る永久磁石式モータコントローラにおいて、 前記永久磁石式モータが高速で回転しているときには前
    記下アームのスイッチングトランジスタをオン、オフさ
    せる繰り返し波形のオンのデューティを小さくし、前記
    永久磁石式モータが低速で回転しているときにはオンの
    デューティを大きくして、地絡検出を行うことを特徴と
    する永久磁石式モータコントローラにおける地絡検出方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1記載において、前記永久磁石式モ
    ータが最高周波数で高速で回転しているときのオンのデ
    ューティは、最高周波数時の前記永久磁石式モータの誘
    起電圧位相が電源電圧と重なり合う時の電圧レベルに基
    づいて定められており、回転周波数が低い低速で回転し
    ているときにはオンのデューティが回転数に応じて異な
    ることを特徴とする永久磁石式モータコントローラにお
    ける地絡検出方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載において、前記永久磁石式モ
    ータコントローラは、前記下アームのスイッチングトラ
    ンジスタをオンさせた際に電流が流れ充電電圧が充電さ
    れるコンデンサを含むブートストラップ機能を有し、 前記永久磁石式モータが高速で回転しているときには前
    記下アームのスイッチングトランジスタをオン、オフさ
    せる繰り返し波形のオンのデューティを小さくし、前記
    永久磁石式モータが低速で回転しているときにはオンの
    デューティを大きくして、地絡検出を行うことを特徴と
    する永久磁石式モータコントローラにおける地絡検出方
    法。
  4. 【請求項4】請求項3記載において、前記永久磁石式モ
    ータが最高周波数で高速で回転しているときのオンのデ
    ューティは、最高周波数時の前記永久磁石式モータの誘
    起電圧位相が電源電圧と重なり合う時の電圧レベルに基
    づいて定められており、回転周波数が低い低速で回転し
    ているときにはオンのデューティが回転数に応じて異な
    ることを特徴とする永久磁石式モータコントローラにお
    ける地絡検出方法。
JP35708499A 1999-12-16 1999-12-16 永久磁石式モータコントローラ、及びその地絡検出方法 Expired - Lifetime JP3569183B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35708499A JP3569183B2 (ja) 1999-12-16 1999-12-16 永久磁石式モータコントローラ、及びその地絡検出方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35708499A JP3569183B2 (ja) 1999-12-16 1999-12-16 永久磁石式モータコントローラ、及びその地絡検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001178180A true JP2001178180A (ja) 2001-06-29
JP3569183B2 JP3569183B2 (ja) 2004-09-22

Family

ID=18452311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35708499A Expired - Lifetime JP3569183B2 (ja) 1999-12-16 1999-12-16 永久磁石式モータコントローラ、及びその地絡検出方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3569183B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3569183B2 (ja) 2004-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6787931B2 (en) Starter generator for internal combustion engine
JP3794391B2 (ja) 発電装置
JP3456158B2 (ja) 内燃機関用スタータジェネレータ
GB2314703A (en) Driving circuit for a switched reluctance motor
JP3664379B2 (ja) 車両用交流発電機の電圧制御装置
JP2507688B2 (ja) 直流モ―タ駆動回路
JP3170838B2 (ja) 可変リラクタンスモータの駆動装置
Riyadi Analysis of C-dump converter for SRM drives
WO1992013386A1 (fr) Moteur a courant continu a haute vitesse
JP4006941B2 (ja) 車両用発電制御装置
JP4192427B2 (ja) 車両用発電制御装置
JP4078890B2 (ja) 内燃機関用スタータジェネレータの制御装置
JP2001178180A (ja) 永久磁石式モータコントローラにおける地絡検出方法
JPH0759384A (ja) インバータ装置
JPH08103004A (ja) バッテリ充電装置兼用モータ駆動装置及び電気自動車
JPH05199793A (ja) 可変リラクタンスモータの駆動装置
JP2001231270A (ja) インバータ装置
JP2755057B2 (ja) 直流ブラシレスモータの駆動回路
JP3596459B2 (ja) 内燃機関用スタータジェネレータ
JPH05207783A (ja) 可変リラクタンスモータの駆動装置
KR19990074896A (ko) 역기전력의 제로교차점의 검지회로
JP2002171687A (ja) 車両用充電発電機の整流装置
JP4265115B2 (ja) 車両用交流発電機の電圧制御装置
JPH1146492A (ja) 永久磁石モータのセンサレス駆動回路
JP3119299B2 (ja) 電流制限装置付直流電動機の制御回路

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040323

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040521

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040615

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040617

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3569183

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120625

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120625

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625

Year of fee payment: 9

EXPY Cancellation because of completion of term