JP2001286176A - Dcモータ - Google Patents
DcモータInfo
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- JP2001286176A JP2001286176A JP2000096080A JP2000096080A JP2001286176A JP 2001286176 A JP2001286176 A JP 2001286176A JP 2000096080 A JP2000096080 A JP 2000096080A JP 2000096080 A JP2000096080 A JP 2000096080A JP 2001286176 A JP2001286176 A JP 2001286176A
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Abstract
し、またトランジスタでの電流損失を分散させることが
可能なDCモータを提供する。 【解決手段】 2つのトランジスタを1つのパッケージ
としたトランジスタアレイ33、34、35が設けられ
る。ローター位置に従ってPWM駆動を行なうトランジ
スタと行わないトランジスタを順次スイッチングして相
切り替えを行い、各相巻線7、8、9への通電量がPW
M制御される。同一パッケージにある一方のトランジス
タはPWM駆動を行なうトランジスタであり、他方はP
WM駆動を行わないトランジスタであるように構成され
る。PWM駆動しているトランジスタを同一パッケージ
にしないようにしているので、トランジスタのスイッチ
ング損失を分散することが可能になる。トランジスタア
レイが各相に対する電流ソース並びに電流シンク側のト
ランジスタから構成される場合には、電流損失も分散さ
せることができる。
Description
複数相の巻線を固定子に有し、ローター位置に応じて各
巻線に流れる電流を制御しモータを回転させるDCモー
タに関する。
通電を制御する電流ドライバ部の構成と通電動作を図4
により説明する。ここでDCモータは3相のものとす
る。
いに接続されたU相、V相、W相の巻線7、8、9のそ
れぞれの一端にトランジスタ24〜29が接続され、各
相の上側のトランジスタ24、26、28は、電流が流
入する電流ソース(source)側となり、下側のト
ランジスタ25、27、29は、電流が流出する電流シ
ンク(sink)側となっている。
7、8、9への通電経路が→→→→→の順
序で循環するように切り換えられ、それに応じて各トラ
ンジスタ24〜29がスイッチングされる。例えばに
電流を流す場合はトランジスタ24、27がオンされ、
それ以外のトランジスタ25、26、28、29がオフ
される。すなわち、順次異なる組み合わせの2個のトラ
ンジスタがオンされ、他の4個のトランジスタがオフさ
れる。同時にオンされる2個のトランジスタの一方は電
流ソース側、他方は電流シンク側になっており、また同
時にオンされる2個のトランジスタの一方、例えば電流
シンク側のトランジスタに対して、オンデューティー期
間が電力供給量に依存した値のパルス幅の所定周波数の
信号を印加してモータをPWM駆動している。
来例では、電流ドライバは6個のトランジスタを使用し
ており、そのパッケージ構成は様々である。しばしば、
大量に流通しているトランジスタ2個を1パッケージと
したトランジスタアレイを使用する構成がある。上記構
成をとった場合、PWM駆動を行っているトランジスタ
とPWM駆動を行っていないトランジスタとではスイッ
チング損失が異なり、PWM駆動を行っているトランジ
スタと行っていないトランジスタの組合せパターンを任
意に行っており、スイッチング損失の大きなトランジス
タアレイとスイッチング損失の小さなトランジスタアレ
イが構成されてしまう。また、各相の通電経路が任意に
構成されている為、同一パッケージに電流が流れる場合
もあり、電流損失の偏りがトランジスタ毎に発生してし
まう。
たものであり、トランジスタでのスイッチング損失を分
散ないし均一化し、あるいはトランジスタでの電流損失
を分散することができるDCモータを提供することを課
題とする。
め、本発明によれば、複数相の巻線を固定子に有し、ロ
ーター位置に応じて各巻線に流れる電流を制御しモータ
を回転させるDCモータにおいて、2つのトランジスタ
を1つのパッケージとした相数に対応する数のトランジ
スタアレイと、ローター位置に従ってPWM駆動を行な
うトランジスタと行わないトランジスタを順次スイッチ
ングして相切り替えを行い、各相巻線への通電量をPW
M制御する回路とを備え、同一パッケージにある一方の
トランジスタはPWM駆動を行なうトランジスタであ
り、他方はPWM駆動を行わないトランジスタである構
成を採用している。
トランジスタを同一パッケージにしないようにしている
ので、トランジスタのスイッチング損失を分散すること
が可能になる。
たトランジスタアレイが各相に対する電流ソース側並び
に電流シンク側のトランジスタから構成される。
イッチング損失を分散できるとともに、通電状態のいず
れにおいても常に電流は別体のトランジスタアレイに流
れている為、電流損失を分散させることができる。
の形態を説明する。
第1の実施形態を示すものであり、従来、モータ駆動用
の電流トランジスタは2個で1パッケージのトランジス
タアレイを使用し、PWM駆動を行っているトランジス
タと行っていないトランジスタの組合せパターンを任意
に行っていた為、トランジスタアレイのスイッチング損
失に偏りが生じてしまっていたが、PWM駆動を行って
いるトランジスタを同一組にしない構成にすることでス
イッチング損失を分散させるようにしたものである。
図示されている。同図において、3相DCモータ1が起
動すると、加速信号2が回転速度制御部3からチャージ
ポンプ4へ出力され、チャージポンプ4は加速信号2の
ON時間に依存した電力供給信号5をPWM変調と相切
替えを行うトランジスタスイッチング部6へ出力する。
トランジスタスイッチング部6は、電力供給信号5に従
って3相DCモータ1の巻線U相7、V相8、W相9に
電力を供給するトランジスタアレイ10をPWM変調す
る。
使用され汎用性のあるトランジスタ2個で1パッケージ
としたトランジスタアレイを相数に対応した数の3個使
用している。トランジスタスイッチング部6は、ホール
素子U相11、V相12、W相13の出力であるU相+
14、U相−15、V相+16、V相−17、W相+1
8、W相−19の状態により常に回転方向に力が加わる
様に相切替えを行う。
されたFGパターン20により検出され、回転速度に比
例した周波数の正弦波を出力する。FGパターン20に
より出力された正弦波はFGアンプ21により増幅され
矩形波に波形成形されたFGS出力22として出力され
る。FGS出力22は回転制御部3に出力され回転制御
部3内にメモリされた基準回転速度と比較され回転速度
が基準回転速度よりも高速であれば、減速信号23をO
Nかつ加速信号2をOFFし、遅ければ加速信号2をO
Nかつ減速信号23をOFFし、モータを基準回転速度
に制御している。
カニズムを説明する図である。
ンジスタ25、V相上側トランジスタ26、V相下側ト
ランジスタ27、W相上側トランジスタ28、W相下側
トランジスタ29はU相巻線7、V相巻線8、W相巻線
9への通電を行う為の電流トランジスタである。通電状
態の一例として、U相巻線7からV相巻線8への通電メ
カニズムを以下に示す。電流経路は図4ので示され
る。この場合には、トランジスタスイッチング5により
ローターの磁極位置に従ってU相下側トランジスタ25
とV相上側トランジスタ26とW相上側トランジスタ2
8とW相下側トランジスタ29がOFFにされ、U相上
側トランジスタ24とV相下側トランジスタ27がON
される。
のスイッチング損失を低損失に抑えることができるた
め、PWM駆動が一般的である。PWM駆動は上側のト
ランジスタもしくは下側のトランジスタかどちらか一方
をある一定の周期でスイッチングを行い、周期のオンデ
ューティを電力供給信号5に依存した値にすることで、
3相DCモータ1への電力量を調節する。以上、説明し
たPWM駆動を通電経路→→→→→の順序
で切り替えることにより3相DCモータ1は回転動作を
行う。また、電流経路の切替えはローターの位置に応じ
たホール素子U相11、V相12、W相13の出力状態
により常に回転方向に力が加わるように制御される。
ランジスタのスイッチング損失の偏りについて説明をす
る。トランジスタは同じ電力を供給する場合、スイッチ
ングを頻繁に行った場合と直流的に通電した場合とを比
較すると前者の方は後者よりもスイッチング損失が大き
くなる。従って、上記のようなPWM駆動を行なった場
合、PWM駆動を行なっているトランジスタは、PWM
駆動を行っていないトランジスタと比較してスイッチン
グ損失が大きくなる。また、PWM駆動を行っているト
ランジスタが上側の時は、必ず下側のトランジスタはP
WM駆動を行っておらず、逆に、下側のトランジスタで
PWM駆動を行っている時は上側のトランジスタはPW
M駆動を行っていない。従って、上下のトランジスタに
はスイッチング損失の偏りが生じることになる。
スタ2個で1パッケージのトランジスタアレイを使用
し、同一パッケージにある一方のトランジスタはPWM
駆動を行なうトランジスタであり、他方はPWM駆動を
行わないトランジスタであるようにし、PWM駆動を行
っているトランジスタを同一パッケージにしないように
構成することでスイッチング損失を分散することができ
る。
トランジスタ24とV相下側トランジスタ27を1パッ
ケージ33とし、V相上側トランジスタ26とW相下側
トランジスタ27を1パッケージ34とし、W相上側ト
ランジスタ28とU相下側トランジスタ25を1パッケ
ージ35とした構成を示す。組合せ方法の他にもPWM
駆動を行っているトランジスタを同一パッケージにしな
い組合せ方法であれば同様の効果が得られる。
の第2の実施形態を示すものであり、各相の通電経路が
任意に構成されている為、同一パッケージに電流が流れ
る場合があって、電流損失の偏りがトランジスタ毎に発
生してしまっていたが、電流トランジスタの各相に対し
て電流ソース(source)/電流シンク(sin
k)を1個のトランジスタアレイで構成することで電流
損失を分散させ、各相の通電電流が常に別体のトランジ
スタアレイに流れるようにすることにより、トランジス
タでの電流損失を分散させるようにしたものである。
の偏りを、トランジスタ2個で1パッケージのトランジ
スタアレイを使用し、図3に示すように、各相7、8、
9に対する電流ソース/電流シンク側の各トランジスタ
24,25;26,27;28,29をそれぞれを一つ
のパッケージにしたトランジスタアレイ36,37,3
8を用いることにより解決している。
様に、PWM駆動を通電経路→→→→→の
順序で切り替えることにより3相DCモータ1は回転動
作を行う。また、電流経路の切替えはホール素子U相1
1、V相12、W相13の出力状態により常に回転方向
に力が加わるように制御される。
うに、例えばの電流経路では、U相7の電流ソース側
のトランジスタとV相8の電流シンク側トランジスタが
オンされ、また、の電流経路では、U相7の電流ソー
ス側のトランジスタとW相9の電流シンク側トランジス
タがオンされ、それぞれで一方のトランジスタがPWM
駆動を行なうことになるなど、〜の通電状態のいず
れにおいても常にPWM駆動を行っているトランジスタ
は別体のトランジスタアレイに構成されている為、トラ
ンジスタアレイのスイッチング損失を分散することがで
きる。また、通電状態のいずれにおいても常に電流は別
体のトランジスタアレイに流れている為、各相の電流が
同一のトランジスタアレイに流れる構成のトランジスタ
アレイと比較して電流損失を分散させることができる。
のトランジスタを1つのパッケージとしたトランジスタ
アレイを用い、その場合同一パッケージにある一方のト
ランジスタはPWM駆動を行なうトランジスタであり、
他方はPWM駆動を行わないトランジスタであるように
構成しているので、トランジスタでのスイッチング損失
を分散することができる。
たトランジスタアレイが各相に対する電流ソース並びに
電流シンク側のトランジスタから構成されるので、トラ
ンジスタでのスイッチング損失を分散できるとともに、
通電状態のいずれにおいても常に電流は別体のトランジ
スタアレイに流れている為、電流損失を分散させること
ができる。
ロック図である。
アレイの組合せを説明する回路図である。
アレイの組合せを説明する回路図である。
る。
レイ
Claims (2)
- 【請求項1】 複数相の巻線を固定子に有し、ローター
位置に応じて各巻線に流れる電流を制御しモータを回転
させるDCモータにおいて、 2つのトランジスタを1つのパッケージとした相数に対
応する数のトランジスタアレイと、 ローター位置に従ってPWM駆動を行なうトランジスタ
と行わないトランジスタを順次スイッチングして相切り
替えを行い、各相巻線への通電量をPWM制御する回路
とを備え、 同一パッケージにある一方のトランジスタはPWM駆動
を行なうトランジスタであり、他方はPWM駆動を行わ
ないトランジスタであることを特徴とするDCモータ。 - 【請求項2】 前記トランジスタアレイが各相に対する
電流ソース側並びに電流シンク側のトランジスタから構
成されることを特徴とする請求項1に記載のDCモー
タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000096080A JP2001286176A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Dcモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000096080A JP2001286176A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Dcモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001286176A true JP2001286176A (ja) | 2001-10-12 |
Family
ID=18610891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000096080A Pending JP2001286176A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Dcモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001286176A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11311436A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Toshiba Corp | 空気調和機 |
JPH11341884A (ja) * | 1998-05-27 | 1999-12-10 | Kansai Electric Power Co Inc:The | インバータ装置 |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000096080A patent/JP2001286176A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11311436A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Toshiba Corp | 空気調和機 |
JPH11341884A (ja) * | 1998-05-27 | 1999-12-10 | Kansai Electric Power Co Inc:The | インバータ装置 |
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