JP2002509418A - 電気モータ用駆動制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 冷凍圧縮機に使用する種の電気モータ用駆動制御システムであって、同じ電圧の正の端子（２１）と負の端子（２２）との間にあり、前記電気モータ（１０）の第１コイル（１１）が直接接続されたゼロ電圧の端子（２５）を有する直流の電源（２０）と、両端が電源（２０）に接続され、それぞれがスイッチ手段を有する、それぞれの中間でコイルに接続されたＮ−１個の整流アームを備えるインバータ（３０）と、前記スイッチ手段に対して、位置センサ手段（５０）から受信した信号の関数として第１及び第２切換状態において、前記コイルに効果的に印加される電圧が前記電気モータに必要な速度及びトルクに効果的に対応するように切換周波数及びスイッチ導通期間を規定するスイッチ手段を作動させる制御ユニット（４０）とよりなる駆動制御システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、電気モータ用駆動制御システム、特に、モータに作動連結した、こ
のシステムの位置センサから受信した情報の関数として制御ユニットがモータの
適切な励磁を指示する、冷凍圧縮機に使用する種の永久磁石付きの３相モータ用
駆動制御システムに関する。

【０００２】 （背景技術） ブラシレスの直流３相モータは、信頼性及び高い効率が要求される応用分野に
おいて関心を集めている。

【０００３】 このようなモータは、コイルを有する固定子、永久磁石付きの回転子、電流を
固定子コイルに印加するインバータ、各コイル組立体が励磁状態を保つべく時間
とその期間を知らせる位置センサ、及び電流と、回転子の速度と回転子の位置と
に関する情報を処理し、命令信号をインバータに送る中央制御装置より構成され
る。

【０００４】 冷凍システムの圧縮機に使用されるこの種の永久磁石付き３相モータは電子的
に駆動され、通常は３本の整流アーム付きのインバータを使用する。この構成に
おいて、モータの各相はインバータのそれぞれの整流アームの２つの整流スイッ
チの間に接続され、このインバータを構成する上記３つのアームはリップルフィ
ルタコンデンサに接続された整流ダイオードブリッジを介して同じ電源に接続さ
れている。

【０００５】 永久磁石付きモータを駆動させるには、モータの位置を検出する必要があり、
これは特許ＰＩ８８０５４８５（米国特許第４９７８８９５号）に記載されてい
るように、回転子（ホール効果、光学センサ等）に物理的に連結されたセンサに
より、或いはモータのコイルに誘起した電圧を観測することにより行うことがで
きる。回転子の位置を検出することにより、制御システムはそれぞれの時刻にモ
ータのどの相を起動させるか選択することができる。

【０００６】 通常、トルク制御の方法には電流のヒステリシスによる方法とモータに印加す
る電圧を制御することによる方法の２つがある。

【０００７】 電流のヒステリシスの制御では、コントローラにより駆動すべきと選択された
モータの相に中間電流が印加される。この電流は、その値が最大値に達すると選
択されたスイッチをオフにし、最小値に達すると該スイッチをオンにして電圧変
調信号（ＰＷＭ）を発生させる、ヒステリシスを有する比較器により制御される
。この信号は切換周波数（モータの回転より遙かに高い）とも呼ばれ、前記電流
を、一定速度を維持するよう調整される基準値の近傍に維持する。この制御では
、比較器により発生する電圧変調信号（ＰＷＭ）は、それぞれの時刻の切換周波
数とスイッチ導通期間（「デューティーサイクル」、即ちスイッチ閉鎖期間の全
切換期間に対する比率）を変化させる。この種の制御は負荷の擾乱に対してより
急速に反応するが、少なくとも１つのＡ／Ｄコンバータと強力なマイクロコント
ローラを必要とするため、マイクロコントローラによるシステム内に実現するに
はより複雑である。

【０００８】 電圧制御では、コントローラにより駆動すべきと選択されたモータの相に電圧
値が印加される。この電圧は電圧変調信号（ＰＷＭ）により変調される。この信
号は切換周波数としても既知であり、タイマーにより発生し、所望の速度を維持
するためにその平均値が制御ユニットにより調整される。この電圧は、モータの
相が電源から電圧を供給される期間に制御ユニットにより選択されたスイッチを
切換える（オン及びオフ）ことにより調整される。従って、モータへの平均電圧
値を変化させるためには、スイッチ導通期間（スイッチ閉鎖期間の全切換期間に
対する比率）を変化させる。

【０００９】 実際のモータの回転速度が所望の速度より遅い場合、モータの電圧を増加させ
る。実際のモータの回転速度が所望の速度より速い場合、モータの電圧を減少さ
せる。電圧値のこのような変化は切換周波数のスイッチ導通期間の値を変化させ
ることにより調整される。即ち、導通期間の値を増加させるとモータの電圧値が
増加し、導通期間の値を短縮すると電圧値が減少する。この制御において、通常
、電圧変調信号（ＰＷＭ）は決まった切換周波数と、各回転時に調節されるスイ
ッチ導通期間とを有する。この種の制御は急激な負荷の擾乱に対して急速には反
応せず、負荷が急激に変化しない冷凍システムの応用に向いている。しかし、マ
イクロコントローラによるシステム内に実現するのにはより簡単な制御である。

【００１０】 この従来の構成の１つの欠点はインバータに組み込まれる構成要素の量、高い
コスト、及び低い信頼性である。更に、全ての構成要素（６個の電子スイッチ、
それらの命令、駆動、及び保護回路）を設置する広い設置面積も必要である。

【００１１】 （発明の開示） そこで、本発明は、電気モータ用駆動制御システム、特に、よりコンパクトで
より簡単、且つ低コストの構成の、冷凍圧縮機に使用する種の永久磁石付きの３
相モータ用駆動制御システムを提供することを目的とする。

【００１２】 上記及びその他の目的は以下の電気モータ用制御システムにより達成される。
即ち、Ｎ個（Ｎは少なくとも３）のコイルを有する電気モータ用駆動制御システ
ムであって、直流電源と、両端が前記電源に接続されて、各々がスイッチ手段を
有し、それぞれの中間でコイルに接続された整流アームを備えるインバータと、
上記コイルに接続された位置センサ手段と、上記位置センサ手段から受信した信
号に応じて上記スイッチ手段を作動させるために、上記位置センサ手段と上記ス
イッチ手段に機能的に接続された制御ユニットとよりなる。上記インバータはＮ
−１個の整流アームを有し、上記電源は同じ電圧の正の端子と負の端子との間に
ゼロ電圧の中間端子を有し、該中間端子には上記電気モータの第１コイルが直接
接続される。上記インバータは、上記第１コイルにゼロ電圧が印加され、他の２
本のコイルに所定の電圧値が印加される上記スイッチ手段の第１切換状態と、上
記第１コイルと他の何れかのコイルとに上記所定の電圧値の半分で且つ公称電圧
である電圧値が印加される第２切換状態とを有し、上記制御ユニットは、上記第
１又は第２切換状態の何れかにある上記スイッチ手段に対して、上記スイッチ手
段の切換状態とは独立して、上記コイルに効果的に印加される電圧値が上記電気
モータに必要な速度及びトルクに対応するように切換周波数及びスイッチ導通期
間を規定する。

【００１３】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明を添付の図面を参照して以下に説明する。

【００１４】 第１図において、永久磁石付き回転子を有する３相の電気モータ１０が、制御
ユニット４０からの選択された指示により電気モータ１０の３つのコイル１１、
１２及び１３のうち１つに電流及び電圧を供給するインバータ３０を介し、直流
電源２０に機能的に接続されている。制御ユニット４０はインバータ３０及び位
置センサ手段５０に機能的に接続されている。

【００１５】 第２図〜第４図に示すように、従来技術によれば、インバータ３０は整流アー
ム３１、３２、３３を備え、各アームはそれぞれ第１及び第２整流スイッチ３１
ａ及び３１ｂ、３２ａ及び３２ｂ、３３ａ及び３３ｂの形態のスイッチ手段を有
し、両端が電源２０に接続され、前記スイッチ手段の切換は位置センサ手段５０
から受信した信号に応じて制御ユニット４０により命令される。

【００１６】 各第１整流スイッチ３１ａ、３２ａ及び３３ａは電源２０の正の端子２１に接
続可能なそれぞれの端子を有し、各第２整流スイッチ３１ｂ、３２ｂ及び３３ｂ
は電源２０の負の端子に接続可能な端子を有する。

【００１７】 インバータ３０の各整流アーム３１、３２及び３３の各第１、第２整流スイッ
チは電気モータ１０のコイル１１、１２又は１３のうち１つの端子にそれぞれ電
気的に接続され、インバータ３０の各第１整流スイッチ３１ａ、３２ａ、３３ａ
が閉じると、電気モータ１０の対応するコイル１１、１２、１３が電源２０の正
の端子に電気的に接続され、同様に、インバータ３０の各第２整流スイッチ３１
ｂ、３２ｂ、３３ｂが閉じると、電気モータ１０の対応するコイル１１、１２、
１３が電源２０の負の端子に電気的に接続される。

【００１８】 本実施例では、電源２０はリップルフィルタコンデンサ２３及び整流ダイオー
ドブリッジ２４よりなり、従来の交流電流源Ｖａｃに接続された一対の端子を有
する。電源２０は、電気モータ１０に直流電圧Ｅｄｃを供給するために、各整流
アーム３１、３２、３３の第１及び第２整流スイッチ３１ａ、３１ｂ、３２ａ、
３２ｂ、及び３３ａ、３３ｂにそれぞれ選択的に接続された正極、負極を有する
。

【００１９】 本電気モータの駆動システムを形成する位置センサ手段５０は前記モータの３
つのコイル１１、１２、１３の各々に誘起される電圧を検出し、その情報を制御
ユニット４０に送り、該制御ユニット４０は、平均電流及び電圧値、並びに基準
速度値についての情報に応じて命令信号をインバータ３０に送り、該インバータ
３０を介して電気モータ１０の各２つのコイル１１、１２、１３が、前記モータ
の速度及び負荷（トルク）の関数として規定された所与の時間において及び所与
の期間だけ、順次に励磁される。前記コイルは一対毎に励磁される。

【００２０】 この構成によれば、電気モータ１０の１回転毎に、インバータ３０の６個の整
流スイッチは切換られ、それぞれ前記モータ（第４図及び第４ａ図）の電気周期
の１２０゜に対応する期間、切換状態に維持され、この切換は前記制御ユニット
４０により指示され、整流アームの１つの第１整流スイッチが切換られている期
間が、残る２つの第２整流スイッチが切換られる期間の半分に対応し、上記各ス
イッチは上記残る２つの整流アームの一方に属し、こうして、各整流スイッチが
切換られている期間、電気モータ１０のコイルの１つに電源２０の正の端子を介
して電力が供給され、モータの電気周期の１２０゜に対応する期間、他のコイル
には電源２０の負の端子を介して順次一時的に電力が供給されるように規定され
る。例えば、第１整流スイッチ３１ａが切換られる場合、電気モータ１０の第１
コイル１１に電源２０からの一定の正電圧（Ｅｄｃ／２）が供給される。第１整
流スイッチ３１ａが切換られている間（モータの電気周期の１２０゜の間）、第
２整流スイッチ３２ｂ及び３３ｂの一方、例えば第２整流スイッチ３２ｂが、第
１整流スイッチ３１ａの切換の初期から前記モータの電気周期６０゜に対応する
期間、切換状態に維持され、これにより電気モータ１０のコイル１２が電源２０
から一定の負の電圧（−Ｅｄｃ／２）を受ける。この期間、電源の正及び負の端
子の間のＥｄｃに対応する電圧がモータ回路に供給される。

【００２１】 上記の期間、コイル１３に接続された整流アーム３３の第１及び第２スイッチ
３３ａ及び３３ｂは開いたままであり、従って、このコイルには電源２０からの
電圧は供給されない。電気モータ１０の電気周期６０゜に対応する期間が経過す
ると、制御ユニット４０は、第２整流スイッチ３２ｂを開き、第２整流スイッチ
３３ｂの切換を即座に開始するように指令し、電気モータ１０のコイル１２を電
源２０から切離し、コイル１３に電源２０から一定の負の電圧（−Ｅｃｄ／２）
を供給するようにする。

【００２２】 前記電気モータの電気周期１２０゜に対応する、その間に第１整流スイッチ３
１ａが切換られていた期間が経過すると、制御ユニット４０は、そのスイッチ３
１ａを開き、第１整流スイッチ３２ａを切換えるよう指令し、コイル１２に電源
２０から一定の正の電圧Ｅｃｄ／２が供給されるようにする。同様に、第２整流
スイッチ３３ｂ及び３１ｂは前記モータの６０゜の回転に対応する期間分、順次
切換えられる。

【００２３】 この構成により、電気モータ１０の各コイル１１、１２、１３は第４図に示す
ような挙動を示し、そこでは、電源２０の上記電圧での作動期間（或いは前記モ
ータの電気周期）の２／３に相当する切換期間Ｔｃｈを有し、その切換期間Ｔｃ
ｈの間で、それぞれの整流スイッチが閉じている期間（Ｔｏｎ）、上記コイルに
は、電源２０の電圧に等しい電圧値Ｅｄｃ（正或いは負）が加えられ、その間に
、電圧がゼロ（Ｔｏｆｆ）の期間が挿入される。

【００２４】 電気モータ１０の各コイル１１、１２、１３が電源２０の電圧で作動している
間、これら整流スイッチに関連するコイルに印加される有効な切換電圧が前記モ
ータに必要な速度及びトルクに対応する電圧になるように、制御ユニット４０は
１２０゜分切換られるべき第１及び第２整流スイッチを継続的に且つ瞬時に交番
させる。この切換周波数（１／Ｔｃｈ）は固定された値であり、計画段階におい
て定められ、切換周波数内のスイッチ導通期間（Ｔｏｎ／Ｔｃｈ）は電気モータ
１０の作動速度及びトルクを変更するのに必要な関数として調節される。

【００２５】 スイッチ導通期間は第１及び第２整流スイッチのそれぞれが電源２０に接続さ
れている期間と全切換期間との比率により定められ、この導通期間は、切換期間
の間、一定である。この関係は、モータの各回転時に要求される速度変更が影響
されるのを防ぐべく、モータの各電気周期が終了した後にだけ変更される。

【００２６】 本発明によれば、インバータ３０はそのスイッチ手段の第１及び第２閉鎖状態
を得るために構成され、各スイッチに対して、制御ユニット４０は電気モータ１
０の速度及びトルクに必要な関数として切換周波数内の導通期間を規定し、切換
周波数の各導通期間は、本発明のインバータ３０と共に作動するよう構成された
電源２０に電気的に接続されたコイル（相）に印加すべき所定の電圧を定める。

【００２７】 本発明の電源２０は、同じ電圧２Ｅｄｃを有する正の端子２１と負の端子２２
との間に電圧ゼロの中間端子２５を有し、この中間端子２５に一対の第１コイル
１１が直接接続されている。

【００２８】 この構成のために、電源２０は一対のコンデンサ２６、即ち正の端子２１と負
の端子２２との間に直列に配置された同じ値Ｅｄｃを有するリップルコンデンサ
、及びこれらの間に設けられた中間端子２５を有する。電源２０は更に、従来の
交流電流源Ｖａｃに接続された一対の端子を有する電圧整流手段を有し、以下に
説明するように種々の電圧値：０、＋Ｅｄｃ、−Ｅｄｃ、＋２Ｅｄｃ、−２Ｅｄ
ｃをインバータ３０を介してモータ１０に供給するようになっている。

【００２９】 本発明の構成では、インバータ３０は、Ｎ−１個の整流アームを有し、各Ｎ−
１個の整流アームは、それぞれのスイッチ手段の中間において、電気モータ１０
の対応するコイルに接続されている。このように構成されたインバータ３０は、
Ｎ−１個の整流アームのスイッチ手段の第１及び第２切換状態を有する。第１切
換状態では、第１コイル１１以外の各２つのコイルに所定の電圧値（２Ｅｄｃ）
が印加され、第１コイル１１及び電源２０に接続されていないその他のコイルに
はゼロ電圧が印加される。第２切換状態では、Ｎ−１個のコイルの何れかと第１
コイルにモータの公称作動電圧に対応する所定の電圧値の半分に当たる電圧値（
Ｅｄｃ）が印加され、その他のコイルにはゼロ電圧が印加される。制御ユニット
４０は、更に、第１切換状態の発生に応じて、前記コイルが公称電圧で励磁され
るようになる値だけ、スイッチ導通期間を短縮するように規定する。

【００３０】 本発明によれば、第５図〜第７ａ図に示すように、インバータ３０は、２つの
整流アーム３２、３３を有し、整流アーム３２、３３は、それぞれ第１及び第２
整流スイッチ３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂよりなる一対の整流スイッチを備
えている。

【００３１】 本発明によれば、インバータ３０の第１切換状態では、整流アームの１つの第
１整流スイッチは、前記電源の正の端子２１に接続され、もう１つの整流アーム
の第２整流スイッチは、電源２０の負の端子２２に同時に接続されている。この
状態で、これらの整流アームに接続されたコイルには、２Ｅｄｃの電圧値が印加
され、コイルの各々には、モジュールがＥｄｃに等しい電圧値が印加され、第１
コイルには、ゼロ電圧値が印加される。

【００３２】 インバータ３０の第２切換状態では、整流アームの１つの第１及び第２整流ス
イッチの何れか１つが電源２０の正の端子２１及び負の端子２２の何れか一方に
個別に接続され、モータの１つの相のコイルと第１相のコイルとにＥｄｃに対応
する電圧値が印加される。この状態では、モータの１つの相のコイルのそれぞれ
にＥｄｃ／２に等しいモジュールで電圧値が個別に印加される。

【００３３】 第２状態の図面によれば、インバータ３０の第１スイッチ３２ａ、３３ａの各
閉動作に応じて、電気モータ１０の６０゜の回転に対応する期間、電源２０によ
り第１コイル１１を介して電圧値Ｅｄｃの供給を受けるために、電気モータ１０
の対応するコイル１２、１３が、電源２０の正の端子２１に電気的に接続されて
いる。第１整流スイッチ３２ａ、３３ａの何れかが閉じている間、電気モータ１
０のそれぞれのコイル１２、１３と第１コイル１１とに、直流電圧Ｅｄｃ／２及
び−Ｅｄｃ／２がそれぞれ個別に供給される。

【００３４】 前記インバータの第２スイッチ３２ｂ、３３ｂの一方が閉じている時にも同じ
事が個別に起きるが、電圧値は反転している。

【００３５】 第１コイル１１への供給は、インバータ３０の整流アーム３１、３２の一方の
第１及び第２整流スイッチの一方への供給に依存する。

【００３６】 この構成によれば、電気モータ１０の各電気周期において、インバータ３０の
４つの整流スイッチ３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂのそれぞれは、前記モータ
の電気周期の１２０゜に対応する期間（第７図及び第７ａ図）、切換られて切換
状態に維持される。この切換は、制御ユニット４０により指示され、整流アーム
３２、３３の１つの第１整流スイッチ３２ａ、３３ａの一方が切換られる期間が
、他方の整流アームの第２整流スイッチが切換られる時間の半分に対応し、前記
モータの電気周期の６０゜に対応する期間、電源２０の正の端子２１及び負の端
子２２の一方を介して電気モータ１０のコイル１２、１３の一方に供給され、一
方、その期間、第１コイル１１には、ゼロ電圧値が一時的に印加される。

【００３７】 例えば、第２整流アーム３２の第１スイッチ３２ａが閉じている時には、この
整流アーム３２は、電源２０の正の端子２１により供給される。この第１整流ス
イッチ３２ａが切換られている間（モータの電気周期の１２０゜の間）、第１整
流スイッチ３２ａの閉鎖から前記モータの回転６０゜に対応する期間、第２整流
スイッチ３３ｂは、切換られたままであり、第３整流アーム３３に接続された一
対のコイル１３は、電源２０から負の電圧を受ける。この間、電気モータ１０に
は電圧２Ｅｄｃが供給される（第１作動状態）。

【００３８】 電気モータ１０の電気周期の６０゜に対応する期間が経過した後、制御ユニッ
ト４０は、第２整流スイッチ３２ｂを開くよう指示する。この切離しにより、コ
イル１２は、電源２０によるＥｄｃ／２の供給状態となり、第１コイル１１は−
Ｅｄｃ／２の供給状態となる。

【００３９】 電気モータ１０の電気周期の１２０゜に対応し、且つ第１整流スイッチ３２ａ
が切換られている期間が経過した後、前記モータの次の電気周期１２０゜の間、
制御ユニット４０は、上記第１整流スイッチ３２ａを開き、第３整流スイッチ３
３ａを切換えるよう指示し、前記モータの電気周期の最初の６０゜において第１
コイル１１を介してコイル１３に電源２０から正の電圧が供給され、電気モータ
１０には、Ｅｄｃが供給されるようにする。同様に、前記モータの次の電気周期
６０゜に対応する期間、第２整流スイッチ３２ｂは切換られる。しかし、このこ
とはスイッチ３３ａが切換えられるモータの電気周期の１２０゜のうちの最初の
６０゜では起こらず、この周期の最後の６０゜で生じる（第１作動状態を繰り返
す）。

【００４０】 この構成により、電気モータ１０の各コイル１２、１３は、Ｅｄｃに等しい電
圧値（正或いは負）の印加される作動期間を備えた、第７図及び第７ａ図に見ら
れるような挙動を示し、Ｅｄｃ／２及びゼロ電圧の期間が交互に挿入される。所
定の電圧を備えた各期間は、電気モータ１０の電気周期６０゜に対応する持続時
間を有する。

【００４１】 従来技術と同様に、制御ユニット４０が、それぞれの時間に電気モータ１０の
どのコイルを切換えるかを規定するために、電気モータ１０の駆動には、モータ
の位置を検出する必要がある。本件の構成では、電流のヒステリシス或いはモー
タに印加される電圧を制御することによりトルクも制御できる。

【００４２】 ヒステリシスによる制御では、インバータ３０の２つの整流アーム３２、３３
に接続されたコイル１２、１３だけが絶縁された電流センサにより制御される。

【００４３】 電圧制御では、制御システムの実現は簡略化される。それは、インバータ３０
の２つの整流アームに接続された電気モータ１０の２つのコイルだけに電流を印
加すれば良いからである。従来技術と同様に、印加される電圧は、タイマにより
発生する変調信号（ＰＷＭ）により変調される。その電圧の平均値は、制御ユニ
ット４０により調整されて、一定速度を維持する。従って、前記モータの実際の
回転速度が、所望の速度より遅い場合には、制御ユニット４０は、電圧の増加を
指示する。実際の速度が、所望の速度より速ければ、制御ユニット４０は、モー
タに印加する電圧を減少させるように指示する。電圧値の増加及び減少は、電気
モータ１０における電圧値の増加及び減少をそれぞれ意味するため、上記電圧の
変化は、スイッチの導通期間の値を変化させることにより調整される。

【００４４】 本発明の構成によれば、電気モータ１０の３つのコイル１１、１２、１３にお
いて別個の形態の電圧が得られる。このような電圧の差が、各相の電流間の不均
衡を生じ、それによりトルクが影響を受けるのを防ぐために、電気モータ１０の
ピーク電圧値が、値２Ｅｄｃに達すると、制御ユニット４０の指示によりスイッ
チの導通期間を変化させてその値を半分に減らし、前記モータのピーク電圧値が
半分、即ちＥｄｃとなった時にスイッチ導通期間を規定された通常値に戻す。従
って、平均電圧値を一定に保ち、且つ電流の均衡を保ち瞬時のトルクを一定に保
つことができる。この均衡を得るために、制御ユニット４０は、前記電気回路の
０゜〜６０゜の角度及び１８０゜〜２４０゜の角度（第１作動状態）に対応する
期間、電気モータ１０の各電気周期に対してスイッチ導通期間の値を半分に減少
させ、６０゜〜１８０゜の角度及び２４０゜〜３６０゜の角度（第２作動状態）
に対応する期間はスイッチ導通期間を通常の値に戻すよう指示する。

【００４５】 電気回路の０゜〜６０゜の角度及び１８０゜〜２４０゜の角度に対応する期間
に前記モータのピーク電圧の増加による電流リップルの増加を防ぐために、制御
ユニット４０はこれらの条件において、電気モータ１０の切換周波数を増加させ
ることを更に規定しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従って構成されたモータ、インバータ、制御ユニット、位置センサ手
段及び電源よりなる組立体の概略構成図である。

【図２】 モータの各相に機能的に接続された整流アームを有する従来の３相インバータ
の構成を示す概略図である。

【図３】 従来技術のインバータのＤＣ電源の実施形態を示す概略図である。

【図４】 従来技術により構成されたインバータの各整流アームの制御信号の関数として
の、前記モータの１電気回転の間のモータの各相の電圧及び電流の変化を示すグ
ラフである。

【図４ａ】 切換周波数を示す、第４図の一部拡大概略図である。

【図５】 整流アームがモータの各相に機能的に接続された本発明の３相インバータの構
成を示す概略図である。

【図６】 本発明のインバータのＤＣ電源の構成を示す概略図である。

【図７】 本発明に従い構成されたインバータの各整流アームの制御信号の関数としての
、前記モータへ１電気回転の間のモータの各相の電圧及び電流の変化を示すグラ
フである。

【図７ａ】 切換周波数を示す、第７図の一部拡大概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シユワルツ，マルコス・ギルヘルメ ブラジル国、89219−901・ジヨインビリ− エシ・セー、ルア・ジエネラル・オソリ オ、コンフオント・ベルベデーレ、カサ・ ２ Ｆターム(参考） 5H560 AA02 BB04 BB12 DA13 DA19 EB01 SS01 TT01 TT08 UA10 XA12 XA15 XB09

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ個（Ｎは少なくとも３）のコイルを有する電気モータ用駆
   動制御システムであって、直流電源（２０）と、両端が前記電源に接続されて、
   各々がスイッチ手段を有し、それぞれの中間でコイルに接続された整流アームを
   備えるインバータ（３０）と、前記コイルに接続された位置センサ手段（５０）
   と、前記位置センサ手段（５０）から受信した信号に応じて前記スイッチ手段を
   作動させるために、前記位置センサ手段（５０）と前記スイッチ手段に機能的に
   接続された制御ユニット（４０）とよりなり、前記インバータ（３０）がＮ−１
   個の整流アームを有し、前記電源（２０）が同じ電圧の正の端子（２１）と負の
   端子（２２）との間にゼロ電圧の中間端子（２５）を有し、該中間端子には前記
   電気モータ（１０）の第１コイル（１１）が直接接続され、前記インバータ（３
   ０）が、前記第１コイル（１１）にゼロ電圧が印加され、他の２本のコイルに所
   定の電圧値が印加される前記スイッチ手段の第１切換状態と、前記第１コイル（
   １１）と他の何れかのコイルとに前記所定の電圧値の半分で且つ公称電圧である
   電圧値が印加される第２切換状態とを有し、前記制御ユニット（４０）が、前記
   第１又は第２切換状態の何れかにある前記スイッチ手段に対して、前記スイッチ
   手段の切換状態とは独立して、前記コイルに効果的に印加される電圧値が前記電
   気モータ（１０）に必要な速度及びトルクに対応するように切換周波数及びスイ
   ッチ導通期間を規定することを特徴とする、電気モータ用駆動制御システム。
2. 【請求項２】 前記制御ユニット（４０）が、前記第１切換状態の発生に応
   じて、励磁されたコイルに公称電圧値を印加するスイッチ導通期間の短縮を規定
   することを特徴とする、請求項１に記載の駆動制御システム。
3. 【請求項３】 前記第１切換状態が生じた際に短縮される前記スイッチ導通
   期間が、前記電気モータ（１０）の電気周期の６０゜の間の前記第２切換状態の
   スイッチ導通期間の値の半分であることを特徴とする、請求項２に記載の駆動制
   御システム。
4. 【請求項４】 前記第１切換状態では２本のコイルの各々が前記電源（２０
   ）の正の端子（２１）及び負の端子（２２）のそれぞれに同時に接続され、前記
   第２の切換状態では、何れかのコイルが前記電源（２０）の正の端子（２１）又
   は負の端子（２２）の一方に個別に接続されることを特徴とする、請求項１に記
   載の駆動制御システム。
5. 【請求項５】 前記各整流アーム（３２、３３）のスイッチ手段が一対の整
   流スイッチ（３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ）を有し、これら整流スイッチの
   一方は前記電源（２０）の前記正の端子（２１）に接続可能な端子を有し、他方
   の整流スイッチは前記電源（２０）の前記負の端子（２２）に接続された端子を
   有することを特徴とする、請求項４に記載の駆動制御システム。
6. 【請求項６】 前記第１切換状態では別個の整流アーム（３２、３３）にお
   ける整流スイッチ（３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ）の切換により、前記コイ
   ル（１２、１３）のそれぞれが前記電源（２０）の正の端子（２１）及び負の端
   子（２２）に接続され、前記第２切換状態では、各整流アーム（３２、３３）の
   整流スイッチ（３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ）のうち１つを個別に切換える
   ことにより、コイル（１２、１３）のそれぞれが前記電源（２０）の正の端子（
   ２１）又は負の端子（２２）の一方に接続されることを特徴とする、請求項５に
   記載の駆動制御システム。
7. 【請求項７】 前記電源（２０）がその正の端子（２１）と負の端子（２２
   ）との間に一対のコンデンサ（２６）を有し、これらコンデンサは直列に配置さ
   れ、それらの間にゼロ電圧の中間端子が設けられることを特徴とする、請求項１
   に記載の駆動制御システム。
8. 【請求項８】 前記電源（２０）が前記一対のコンデンサ（２６）に接続さ
   れた電圧整流手段（２７）を更に有することを特徴とする、請求項７に記載の駆
   動制御システム。
9. 【請求項９】 前記Ｎ−１個のコイルのそれぞれの電圧が前記モータの電気
   周期の６０゜毎に正と負の電圧値の間で交互に変化することを特徴とする、請求
   項８に記載の駆動制御システム。
10. 【請求項１０】 前記第１コイル（１１）に正の電圧と負の電圧を供給する
    状態が前記モータの電気周期の１２０゜後に変化することを特徴とする、請求項
    ９に記載の駆動制御システム。
11. 【請求項１１】 前記制御ユニット（４０）が、前記第１切換状態が発生す
    ると、前記電気モータ（１０）の電流リップルの増加を防ぐために切換周波数の
    増加を規定することを特徴とする、請求項１に記載の駆動制御システム。