JP2003164192A - 三相ブラシレスモータ制御装置 - Google Patents
三相ブラシレスモータ制御装置Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/28—Arrangements for controlling current
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】運転中の温度変化などによる電流検出系のオフ
セット量の変動を補償可能な三相ブラシレスモータ制御
装置を提供すること。 【解決手段】三相ブラシレスモータをＰＷＭ制御する三
相ブラシレスモータ制御装置において、各相のＰＷＭデ
ューティ比が５０％の状態がモータ蓄積電磁エネルギー
による電流が消滅するに十分な所定時間以上持続した場
合に（Ｓ１０２）、各相電流をサンプルホールドして電
流オフセット値として記憶し（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ
１１０）、その後に検出する各相電流からこのオフセッ
ト電流値を減算して相電流のオフセット補償を実施す
る。
セット量の変動を補償可能な三相ブラシレスモータ制御
装置を提供すること。 【解決手段】三相ブラシレスモータをＰＷＭ制御する三
相ブラシレスモータ制御装置において、各相のＰＷＭデ
ューティ比が５０％の状態がモータ蓄積電磁エネルギー
による電流が消滅するに十分な所定時間以上持続した場
合に（Ｓ１０２）、各相電流をサンプルホールドして電
流オフセット値として記憶し（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ
１１０）、その後に検出する各相電流からこのオフセッ
ト電流値を減算して相電流のオフセット補償を実施す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三相ブラシレスモ
ータ制御装置に関し、詳しくはその電流検出精度の改善
に関する。
ータ制御装置に関し、詳しくはその電流検出精度の改善
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車両用
三相ブラシレスモータの運転においては、季節的又は運
転中におけるモータ温度の変化が大きい上、経時的な変
化もあり、その結果としてモータ電流検出系の０点のシ
フトが生じ、モータ特性が不所望な状態となる場合があ
った。
三相ブラシレスモータの運転においては、季節的又は運
転中におけるモータ温度の変化が大きい上、経時的な変
化もあり、その結果としてモータ電流検出系の０点のシ
フトが生じ、モータ特性が不所望な状態となる場合があ
った。
【０００３】そこで、特開平３−１８６４７７号公報
は、運転開始に際してＰＷＭ出力０の状態を強制的に維
持して相電流検出値のオフセット補償を行うことを提案
している。
は、運転開始に際してＰＷＭ出力０の状態を強制的に維
持して相電流検出値のオフセット補償を行うことを提案
している。
【０００４】しかし、このオフセット補償方式では運転
中の温度変化などによる電流検出系のオフセット量の変
動を補償することができないという問題があった。
中の温度変化などによる電流検出系のオフセット量の変
動を補償することができないという問題があった。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、運転中の温度変化などによる電流検出系のオフセ
ット量の変動を補償可能な三相ブラシレスモータ制御装
置を提供することをその目的としている。
あり、運転中の温度変化などによる電流検出系のオフセ
ット量の変動を補償可能な三相ブラシレスモータ制御装
置を提供することをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の三相ブラ
シレスモータ制御装置は、スイッチング素子と前記スイ
ッチング素子と逆並列接続された内蔵乃至外付けのフラ
イホイルダイオードとを６対有して三相ブラシレスモー
タをＰＷＭ制御する三相インバータと、前記三相インバ
ータの相電流を検出する電流センサと、前記電流センサ
が検出した前記相電流にもとづいて前記三相インバータ
の各スイッチング素子を断続制御して前記三相ブラシレ
スモータをＰＷＭ制御するコントローラとを有する三相
ブラシレスモータ制御装置において、前記コントローラ
が、すべての前記相電流の消失を判定し、前記相電流消
失判定手段が前記すべての相電流の消失と判定した場合
に前記相電流の消失が生じた相の前記相電流の値として
オフセット値を前記電流センサから読み込んで保存し、
前記電流センサが検出した前記相電流から前記オフセッ
ト値を差し引いて前記相電流をオフセット補償すること
を特徴としている。
シレスモータ制御装置は、スイッチング素子と前記スイ
ッチング素子と逆並列接続された内蔵乃至外付けのフラ
イホイルダイオードとを６対有して三相ブラシレスモー
タをＰＷＭ制御する三相インバータと、前記三相インバ
ータの相電流を検出する電流センサと、前記電流センサ
が検出した前記相電流にもとづいて前記三相インバータ
の各スイッチング素子を断続制御して前記三相ブラシレ
スモータをＰＷＭ制御するコントローラとを有する三相
ブラシレスモータ制御装置において、前記コントローラ
が、すべての前記相電流の消失を判定し、前記相電流消
失判定手段が前記すべての相電流の消失と判定した場合
に前記相電流の消失が生じた相の前記相電流の値として
オフセット値を前記電流センサから読み込んで保存し、
前記電流センサが検出した前記相電流から前記オフセッ
ト値を差し引いて前記相電流をオフセット補償すること
を特徴としている。
【０００７】すなわち、三相インバータの上アーム素子
および下アーム素子の断続制御により三相ブラシレスモ
ータの運転を制御している。そこで、これら上アーム素
子および下アーム素子の制御状態をモニタすれば、三相
ブラシレスモータの各相電流が０となる状態を判定でき
るので、それを利用して三相ブラシレスモータを運転中
における各相電流を検出することにより、各相電流が０
となる場合に電流検出系のオフセット量を得ることがで
きる。これにより、三相ブラシレスモータの運転中にお
ける電流検出系のオフセットシフトをただちに補償する
ことができる。
および下アーム素子の断続制御により三相ブラシレスモ
ータの運転を制御している。そこで、これら上アーム素
子および下アーム素子の制御状態をモニタすれば、三相
ブラシレスモータの各相電流が０となる状態を判定でき
るので、それを利用して三相ブラシレスモータを運転中
における各相電流を検出することにより、各相電流が０
となる場合に電流検出系のオフセット量を得ることがで
きる。これにより、三相ブラシレスモータの運転中にお
ける電流検出系のオフセットシフトをただちに補償する
ことができる。
【０００８】好適な態様において、コントローラは、す
べての上アーム素子がオフ状態になったか、又は、すべ
ての下アーム素子の動作状態がオフ状態になった電流遮
断状態が所定時間持続したことを検出した場合に前記各
相電流の値を前記オフセット値として前記電流センサか
ら読み込むことを特徴としている。
べての上アーム素子がオフ状態になったか、又は、すべ
ての下アーム素子の動作状態がオフ状態になった電流遮
断状態が所定時間持続したことを検出した場合に前記各
相電流の値を前記オフセット値として前記電流センサか
ら読み込むことを特徴としている。
【０００９】ＰＷＭ制御される三相ブラシレスモータの
すべての上アーム素子をオフする場合、およびすべての
下アーム素子をオフする場合、これら上アーム素子およ
び下アーム素子を通じて電流が流れることはない。した
がって、これらの状態が所定期間持続すれば三相ブラシ
レスモータに蓄積された電磁エネルギーは徐々に消失
し、所定時間後には０になると見なすことができる。
すべての上アーム素子をオフする場合、およびすべての
下アーム素子をオフする場合、これら上アーム素子およ
び下アーム素子を通じて電流が流れることはない。した
がって、これらの状態が所定期間持続すれば三相ブラシ
レスモータに蓄積された電磁エネルギーは徐々に消失
し、所定時間後には０になると見なすことができる。
【００１０】ＰＷＭ制すべての上アーム素子のオフ、お
よび、すべての下アーム素子のオフ状態は、その制御電
圧のモニタにより簡単に実施することができ、実用上な
んら問題はえない。
よび、すべての下アーム素子のオフ状態は、その制御電
圧のモニタにより簡単に実施することができ、実用上な
んら問題はえない。
【００１１】好適な態様において、コントローラは、デ
ューティ比５０％、すなわち、上アーム素子がオフ状態
になる位相期間とすべての下アーム素がオフ状態になる
位相期間とが互いに同じ長さで交互に繰り返す状態が所
定時間持続された後、前記各相電流の値を前記オフセッ
ト値として前記電流センサから読み込むことを特徴とし
ている。
ューティ比５０％、すなわち、上アーム素子がオフ状態
になる位相期間とすべての下アーム素がオフ状態になる
位相期間とが互いに同じ長さで交互に繰り返す状態が所
定時間持続された後、前記各相電流の値を前記オフセッ
ト値として前記電流センサから読み込むことを特徴とし
ている。
【００１２】本構成によれば、確実に上記オフセット補
償を実現することができる。
償を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】三相ブラシレスモータの駆動制御
に用いる本発明の三相インバータの電流検出装置の好適
な態様を以下の実施例により詳細に説明する。
に用いる本発明の三相インバータの電流検出装置の好適
な態様を以下の実施例により詳細に説明する。
【００１４】
【実施例１】この実施例の三相モータ装置を図１に示
す。
す。
【００１５】１は三相ブラシレスモータ、２は回転角セ
ンサ、３はコントローラ（モータ制御部）、４はオフセ
ット補償回路である。コントローラ３は、駆動回路３
１、ＰＷＭ信号変換回路３２、２相３相変換回路３３、
３相２相変換回路３４、二つのPI制御回路３５、３６、
減算回路３７、３８、トルク電流変換回路３９を有して
いる。
ンサ、３はコントローラ（モータ制御部）、４はオフセ
ット補償回路である。コントローラ３は、駆動回路３
１、ＰＷＭ信号変換回路３２、２相３相変換回路３３、
３相２相変換回路３４、二つのPI制御回路３５、３６、
減算回路３７、３８、トルク電流変換回路３９を有して
いる。
【００１６】駆動回路３１は、図２に示すように電流検
出抵抗素子付きの三相インバータ回路からなる。３１１
から３１６はMOSパワートランジスタ、Dはフライホイル
ダイオード、３１７、３１８、３１９は電流検出抵抗素
子であり、３１１はU相上アーム素子、３１２はU相下ア
ーム素子、３１３はV相上アーム素子、３１４はV相下ア
ーム素子、３１５はW相上アーム素子、３１６はW相下ア
ーム素子であり、各素子２１〜２６はフライホイルダイ
オードDと個別に逆並列されている。
出抵抗素子付きの三相インバータ回路からなる。３１１
から３１６はMOSパワートランジスタ、Dはフライホイル
ダイオード、３１７、３１８、３１９は電流検出抵抗素
子であり、３１１はU相上アーム素子、３１２はU相下ア
ーム素子、３１３はV相上アーム素子、３１４はV相下ア
ーム素子、３１５はW相上アーム素子、３１６はW相下ア
ーム素子であり、各素子２１〜２６はフライホイルダイ
オードDと個別に逆並列されている。
【００１７】電流検出抵抗素子３１７はU相下アーム素
子３１２と低位直流電源線LLとの間に介設され、電流検
出抵抗素子３１８はV相下アーム素子３１４と低位直流
電源線LLとの間に介設され、電流検出抵抗素子３１９は
W相下アーム素子３１６と低位直流電源線LLとの間に介
設されている。低位直流電源線LLと高位直流電源線LHと
の間には図示しない平滑回路を通じてバッテリ電圧が印
加され、駆動回路すなわち三相インバータ３１から出力
される三相交流出力電圧は三相ブラシレスモータ１のU
相巻線１１、V相巻線１２、W相巻線１３の各一端に個別
に印加されている。
子３１２と低位直流電源線LLとの間に介設され、電流検
出抵抗素子３１８はV相下アーム素子３１４と低位直流
電源線LLとの間に介設され、電流検出抵抗素子３１９は
W相下アーム素子３１６と低位直流電源線LLとの間に介
設されている。低位直流電源線LLと高位直流電源線LHと
の間には図示しない平滑回路を通じてバッテリ電圧が印
加され、駆動回路すなわち三相インバータ３１から出力
される三相交流出力電圧は三相ブラシレスモータ１のU
相巻線１１、V相巻線１２、W相巻線１３の各一端に個別
に印加されている。
【００１８】コントローラ３は、電流検出抵抗素子３１
７〜３１９から出力された三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、
回転角センサ２から出力される回転角信号、外部から入
力されるトルク指令値に基づいて三相ブラシレスモータ
１をＰＷＭ制御する。
７〜３１９から出力された三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、
回転角センサ２から出力される回転角信号、外部から入
力されるトルク指令値に基づいて三相ブラシレスモータ
１をＰＷＭ制御する。
【００１９】オフセット補償回路４は、電流検出抵抗素
子３１７〜３１９から出力される信号電圧ΔＶu、ΔＶ
v、ΔＶwに比例する三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗをオ
フセット補償してオフセット補償済み相電流ｉｕ’、ｉ
ｖ’、ｉｗ’を出力する。
子３１７〜３１９から出力される信号電圧ΔＶu、ΔＶ
v、ΔＶwに比例する三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗをオ
フセット補償してオフセット補償済み相電流ｉｕ’、ｉ
ｖ’、ｉｗ’を出力する。
【００２０】３相２相変換回路３４は、オフセット補償
回路４から出力されたオフセット補償済みの三相電流ｉ
ｕ’、ｉｖ’、ｉｗ’を回転角センサ２から出力される
回転角信号に基づいてｑ軸電流ｍｉｑとｄ軸電流ｍｉｄ
とに変換する。トルク電流変換回路３９は、外部から入
力されるトルク指令値を目標ｑ軸電流ｉｑに変換する。
減算回路３７はｑ軸電流ｍｉｑと目標ｑ軸電流ｉｑとの
差ΔｉｑをPI制御回路３６にてPI変換した後、２相３相
変換回路３３に出力する。減算回路３８はｄ軸電流ｍｉ
ｄと目標ｄ軸電流ｉｄ（ここでは０に設定されている）
との差ΔｉｄをPI制御回路３５にてPI変換した後、２相
３相変換回路３３に出力する。２相３相変換回路３３
は、PI制御回路３５、３６から入力されるΔｉｑ、Δｉ
ｄのPI制御量を回転角センサ２から出力される回転角信
号に基づいて２相３相変換して目標三相電圧Vｕ、Vv、V
wに変換してＰＷＭ信号変換回路３２に出力し、ＰＷＭ
信号変換回路３２は、入力される目標三相電圧Vｕ、V
v、Vwを対応するデューティ比をもつＰＷＭ信号ＰＷＭ
U、ＰＷＭV、ＰＷＭWを駆動回路３１のMOSパワートラン
ジスタ３１１から３１６へ出力し、駆動回路３１は三相
交流電圧VU、VV、VWを三相ブラシレスモータ１に出力す
る。
回路４から出力されたオフセット補償済みの三相電流ｉ
ｕ’、ｉｖ’、ｉｗ’を回転角センサ２から出力される
回転角信号に基づいてｑ軸電流ｍｉｑとｄ軸電流ｍｉｄ
とに変換する。トルク電流変換回路３９は、外部から入
力されるトルク指令値を目標ｑ軸電流ｉｑに変換する。
減算回路３７はｑ軸電流ｍｉｑと目標ｑ軸電流ｉｑとの
差ΔｉｑをPI制御回路３６にてPI変換した後、２相３相
変換回路３３に出力する。減算回路３８はｄ軸電流ｍｉ
ｄと目標ｄ軸電流ｉｄ（ここでは０に設定されている）
との差ΔｉｄをPI制御回路３５にてPI変換した後、２相
３相変換回路３３に出力する。２相３相変換回路３３
は、PI制御回路３５、３６から入力されるΔｉｑ、Δｉ
ｄのPI制御量を回転角センサ２から出力される回転角信
号に基づいて２相３相変換して目標三相電圧Vｕ、Vv、V
wに変換してＰＷＭ信号変換回路３２に出力し、ＰＷＭ
信号変換回路３２は、入力される目標三相電圧Vｕ、V
v、Vwを対応するデューティ比をもつＰＷＭ信号ＰＷＭ
U、ＰＷＭV、ＰＷＭWを駆動回路３１のMOSパワートラン
ジスタ３１１から３１６へ出力し、駆動回路３１は三相
交流電圧VU、VV、VWを三相ブラシレスモータ１に出力す
る。
【００２１】ＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWは
それぞれ互いにほぼ符号反対の二つのＰＷＭ信号、正確
には、ＰＷＭU上信号、ＰＷＭU下信号、ＰＷＭV上信
号、ＰＷＭV下信号、ＰＷＭW上信号、ＰＷＭW下信号と
いう６つの信号（ゲート電圧からなる。ＰＷＭU上信号
はU相上アーム素子３１１へ、ＰＷＭU下信号はU相下ア
ーム素子３１２へ、ＰＷＭV上信号はV相上アーム素子３
１３へ、、ＰＷＭV下信号はV相下アーム素子３１４へ、
ＰＷＭW上信号はW相上アーム素子３１５へ、ＰＷＭW下
信号はW相下アーム素子３１６へ印加される。ＰＷＭU上
信号とＰＷＭU下信号との反転時、ＰＷＭV上信号とＰＷ
ＭV下信号との反転時、ＰＷＭW上信号とＰＷＭW下信号
との反転時には所定短期間のデッドタイムＴdを設ける
ことが通常である。このようなデッドタイムＴdの設定
はＰＷＭ信号変換回路３２で行われる。
それぞれ互いにほぼ符号反対の二つのＰＷＭ信号、正確
には、ＰＷＭU上信号、ＰＷＭU下信号、ＰＷＭV上信
号、ＰＷＭV下信号、ＰＷＭW上信号、ＰＷＭW下信号と
いう６つの信号（ゲート電圧からなる。ＰＷＭU上信号
はU相上アーム素子３１１へ、ＰＷＭU下信号はU相下ア
ーム素子３１２へ、ＰＷＭV上信号はV相上アーム素子３
１３へ、、ＰＷＭV下信号はV相下アーム素子３１４へ、
ＰＷＭW上信号はW相上アーム素子３１５へ、ＰＷＭW下
信号はW相下アーム素子３１６へ印加される。ＰＷＭU上
信号とＰＷＭU下信号との反転時、ＰＷＭV上信号とＰＷ
ＭV下信号との反転時、ＰＷＭW上信号とＰＷＭW下信号
との反転時には所定短期間のデッドタイムＴdを設ける
ことが通常である。このようなデッドタイムＴdの設定
はＰＷＭ信号変換回路３２で行われる。
【００２２】デッドタイムＴdの設定により、ＰＷＭU上
信号の立ち上がりエッジはＰＷＭU下信号の立ち下がり
エッジよりもわずかに遅れ、ＰＷＭU下信号の立ち上が
りエッジはＰＷＭU上信号の立ち下がりエッジよりもわ
ずかに遅れる。同様に、ＰＷＭV上信号の立ち上がりエ
ッジはＰＷＭV下信号の立ち下がりエッジよりもわずか
に遅れ、ＰＷＭV下信号の立ち上がりエッジはＰＷＭV上
信号の立ち下がりエッジよりもわずかに遅れる。同様
に、ＰＷＭW上信号の立ち上がりエッジはＰＷＭW下信号
の立ち下がりエッジよりもわずかに遅れ、ＰＷＭW下信
号の立ち上がりエッジはＰＷＭW上信号の立ち下がりエ
ッジよりもわずかに遅れる。ＰＷＭU上信号とＰＷＭU下
信号とをＰＷＭU信号と総称し、ＰＷＭV上信号とＰＷＭ
V下信号とをＰＷＭV信号と総称し、ＰＷＭW上信号とＰ
ＷＭW下信号とをＰＷＭW信号と総称する。ＰＷＭU信
号、ＰＷＭV信号、ＰＷＭW信号のデューティ比は、上記
デッドタイムを無視した値とする。
信号の立ち上がりエッジはＰＷＭU下信号の立ち下がり
エッジよりもわずかに遅れ、ＰＷＭU下信号の立ち上が
りエッジはＰＷＭU上信号の立ち下がりエッジよりもわ
ずかに遅れる。同様に、ＰＷＭV上信号の立ち上がりエ
ッジはＰＷＭV下信号の立ち下がりエッジよりもわずか
に遅れ、ＰＷＭV下信号の立ち上がりエッジはＰＷＭV上
信号の立ち下がりエッジよりもわずかに遅れる。同様
に、ＰＷＭW上信号の立ち上がりエッジはＰＷＭW下信号
の立ち下がりエッジよりもわずかに遅れ、ＰＷＭW下信
号の立ち上がりエッジはＰＷＭW上信号の立ち下がりエ
ッジよりもわずかに遅れる。ＰＷＭU上信号とＰＷＭU下
信号とをＰＷＭU信号と総称し、ＰＷＭV上信号とＰＷＭ
V下信号とをＰＷＭV信号と総称し、ＰＷＭW上信号とＰ
ＷＭW下信号とをＰＷＭW信号と総称する。ＰＷＭU信
号、ＰＷＭV信号、ＰＷＭW信号のデューティ比は、上記
デッドタイムを無視した値とする。
【００２３】上記したＰＷＭ制御三相ブラシレスモータ
駆動方式自体は周知のものであり、専用ハードウエア又
はマイコンにより構成されることができ、バリエーショ
ンも種々知られており、もはや周知であるのでさらなる
詳細説明は省略する。
駆動方式自体は周知のものであり、専用ハードウエア又
はマイコンにより構成されることができ、バリエーショ
ンも種々知られており、もはや周知であるのでさらなる
詳細説明は省略する。
【００２４】ＰＷＭ信号ＰＷＭUのデューティ比が一番
大きい場合のＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭW信号波形の一
例を図３に示し、各ＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷ
ＭWがそれぞれ５０％である場合の信号波形を図４に示
す。
大きい場合のＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭW信号波形の一
例を図３に示し、各ＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷ
ＭWがそれぞれ５０％である場合の信号波形を図４に示
す。
【００２５】ＰＷＭ信号変換回路３２は、入力される目
標三相電圧Vｕ、Vv、Vwが負の最大値である場合にＰＷ
Ｍ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデューティ比を０
とし、目標三相電圧Vｕ、Vv、Vwが０である場合にＰＷ
Ｍ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデューティ比を５
０％とし、目標三相電圧Vｕ、Vv、Vwが正の最大値であ
る場合にＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデュ
ーティ比を１００％とするＰＷＭ制御を行う。ＰＷＭ制
御におけるキャリヤ周波数が２０ｋHｚの場合、１ＰＷ
Ｍ周期は５０マイクロ秒となる。各ＰＷＭ信号のデュー
ティ比は、図３、図４に示すように、各ＰＷＭ周期ΔＴ
の中央点から時間軸方向前後に均等に広がる形で制御さ
れる。
標三相電圧Vｕ、Vv、Vwが負の最大値である場合にＰＷ
Ｍ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデューティ比を０
とし、目標三相電圧Vｕ、Vv、Vwが０である場合にＰＷ
Ｍ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデューティ比を５
０％とし、目標三相電圧Vｕ、Vv、Vwが正の最大値であ
る場合にＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデュ
ーティ比を１００％とするＰＷＭ制御を行う。ＰＷＭ制
御におけるキャリヤ周波数が２０ｋHｚの場合、１ＰＷ
Ｍ周期は５０マイクロ秒となる。各ＰＷＭ信号のデュー
ティ比は、図３、図４に示すように、各ＰＷＭ周期ΔＴ
の中央点から時間軸方向前後に均等に広がる形で制御さ
れる。
【００２６】一つのＰＷＭ周期ΔＴは、図３に示すよう
に、７つの周期に区分されている。T１、T７は、すべて
の上アーム素子がオフ、すべての下アーム素子がオンし
ている位相期間を示す。T２、T６は、U相上アーム素
子、V相下アーム素子、W相下アーム素子がオンし、U相
下アーム素子、V相上アーム素子、W相上アーム素子がオ
フしている位相期間を示す。T３、T５は、U相上アーム
素子、V相上アーム素子、W相下アーム素子がオンし、U
相下アーム素子、V相下アーム素子、W相上アーム素子が
オフしている位相期間を示す。T４は、すべての上アー
ム素子がオンし、すべての下アーム素子がオフする位相
期間を示す。位相期間T２、T６においてオンする二つの
下アーム素子の組み合わせは電気角度の変化につれて順
次変化し、位相期間T３、T５においてオンする二つの上
アーム素子の組み合わせも電気角度の変化につれて順次
変化することは、もちろんである。
に、７つの周期に区分されている。T１、T７は、すべて
の上アーム素子がオフ、すべての下アーム素子がオンし
ている位相期間を示す。T２、T６は、U相上アーム素
子、V相下アーム素子、W相下アーム素子がオンし、U相
下アーム素子、V相上アーム素子、W相上アーム素子がオ
フしている位相期間を示す。T３、T５は、U相上アーム
素子、V相上アーム素子、W相下アーム素子がオンし、U
相下アーム素子、V相下アーム素子、W相上アーム素子が
オフしている位相期間を示す。T４は、すべての上アー
ム素子がオンし、すべての下アーム素子がオフする位相
期間を示す。位相期間T２、T６においてオンする二つの
下アーム素子の組み合わせは電気角度の変化につれて順
次変化し、位相期間T３、T５においてオンする二つの上
アーム素子の組み合わせも電気角度の変化につれて順次
変化することは、もちろんである。
【００２７】次に、この実施例の特徴をなす電流オフセ
ット補償動作を以下に説明する。
ット補償動作を以下に説明する。
【００２８】この電流オフセット補償動作は、図１に示
すオフセット補償回路４で行われるが、この実施例では
コントローラ３全体をマイコン構成としているので、オ
フセット補償回路４は一つの制御ルーチンで構成される
ことになる。
すオフセット補償回路４で行われるが、この実施例では
コントローラ３全体をマイコン構成としているので、オ
フセット補償回路４は一つの制御ルーチンで構成される
ことになる。
【００２９】このオフセット補償回路４として機能する
制御ルーチンを図５〜図７のフローチャートを参照して
以下に説明する。
制御ルーチンを図５〜図７のフローチャートを参照して
以下に説明する。
【００３０】まず、電流オフセット量の検出動作を図５
にて説明する。最初に、ＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、
ＰＷＭWのデューティ比を読み込み（Ｓ１００）、読み
込んだＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデュー
ティ比がすべて５０％かどうかを判定し（Ｓ１０２）、
すべて５０％であればすべて５０％である状態が所定設
定時間継続したかどうかを判定し（Ｓ１０４）、所定設
定時間継続したら各相の電流オフセット量の演算を実行
し（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０）、図示しないメイ
ンルーチンにリターンする。
にて説明する。最初に、ＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、
ＰＷＭWのデューティ比を読み込み（Ｓ１００）、読み
込んだＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデュー
ティ比がすべて５０％かどうかを判定し（Ｓ１０２）、
すべて５０％であればすべて５０％である状態が所定設
定時間継続したかどうかを判定し（Ｓ１０４）、所定設
定時間継続したら各相の電流オフセット量の演算を実行
し（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０）、図示しないメイ
ンルーチンにリターンする。
【００３１】各相の電流オフセット量の演算（Ｓ１０
６、Ｓ１０８、Ｓ１１０）の一例を図６を参照して更に
詳しく説明する。
６、Ｓ１０８、Ｓ１１０）の一例を図６を参照して更に
詳しく説明する。
【００３２】まず、三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを次
回の下アーム素子がオンの期間に読み込み、読み込んだ
相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを各相のオフセット量の今回値
とする（Ｓ２００）。次に、直前のＮ回（Ｎは整数値）
の下アーム素子がオンの期間にそれぞれ求めた各オフセ
ット量の今回値の総和を求め（Ｓ２０２、Ｓ２０４）、
この総和をＮで割って平均オフセット値を各相ごとに求
め（Ｓ２０６）、それを記憶する（Ｓ２０８）。なお、
平均オフセット値の範囲を所定範囲内に限定してもよ
い。
回の下アーム素子がオンの期間に読み込み、読み込んだ
相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを各相のオフセット量の今回値
とする（Ｓ２００）。次に、直前のＮ回（Ｎは整数値）
の下アーム素子がオンの期間にそれぞれ求めた各オフセ
ット量の今回値の総和を求め（Ｓ２０２、Ｓ２０４）、
この総和をＮで割って平均オフセット値を各相ごとに求
め（Ｓ２０６）、それを記憶する（Ｓ２０８）。なお、
平均オフセット値の範囲を所定範囲内に限定してもよ
い。
【００３３】次に、記憶する電流オフセット量を用いた
オフセット補償動作を図７にて説明する。まず、所定タ
イミングで三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを読み込み
（Ｓ３００）、読み込んだ三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉ
ｗから上記電流オフセット量の記憶値を個別に減算して
オフセット補償相電流ｉｕ’、ｉｖ’、ｉｗ’を求め
（Ｓ３０２）、それらを３相２相変換回路３４に出力す
る（Ｓ３０４）。
オフセット補償動作を図７にて説明する。まず、所定タ
イミングで三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを読み込み
（Ｓ３００）、読み込んだ三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉ
ｗから上記電流オフセット量の記憶値を個別に減算して
オフセット補償相電流ｉｕ’、ｉｖ’、ｉｗ’を求め
（Ｓ３０２）、それらを３相２相変換回路３４に出力す
る（Ｓ３０４）。
【００３４】上記説明した実施例によれば、相電流ｉ
ｕ、ｉｖ、ｉｗが０であることに相当するＰＷＭ信号Ｐ
ＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデューティ比がすべて５０
％である状態が、三相ブラシレスモータ１に蓄積された
電磁エネルギーの消失に十分な所定時間持続した場合
に、三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを読み込んで、それ
らを電流オフセット量とし、その後、この電流オフセッ
ト量を用いて検出相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗのオフセット
補償を行うので、簡単に正確な相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ
の検出を実現することができる。また、三相ブラシレス
モータの運転中にこのオフセット量変更を行うことがで
きるので、運転中の相電流検出系の特性変化に対応する
ことができる。（変形態様）上記実施例では、電流オフ
セット量に相当する相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの検出タイ
ミングを、三相のＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭ
Wのデューティ比がすべて５０％である状態でのデッド
タイム期間に限定した。しかし、三相ブラシレスモータ
の電機子巻線に三相ブラシレスモータの電流が０となる
のは、三相インバータすなわち駆動回路３１のすべての
上アーム素子が同時オフする状態又はすべての下アーム
素子が同時オフする状態が所定時間（蓄積電磁エネルギ
ーにより流れる電流が消滅するのに十分な時間）以上継
続する場合であるので、それをモニターして相電流ｉ
ｕ、ｉｖ、ｉｗを電流オフセット量としてサンプルホー
ルドすればよい。
ｕ、ｉｖ、ｉｗが０であることに相当するＰＷＭ信号Ｐ
ＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭWのデューティ比がすべて５０
％である状態が、三相ブラシレスモータ１に蓄積された
電磁エネルギーの消失に十分な所定時間持続した場合
に、三相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを読み込んで、それ
らを電流オフセット量とし、その後、この電流オフセッ
ト量を用いて検出相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗのオフセット
補償を行うので、簡単に正確な相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ
の検出を実現することができる。また、三相ブラシレス
モータの運転中にこのオフセット量変更を行うことがで
きるので、運転中の相電流検出系の特性変化に対応する
ことができる。（変形態様）上記実施例では、電流オフ
セット量に相当する相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの検出タイ
ミングを、三相のＰＷＭ信号ＰＷＭU、ＰＷＭV、ＰＷＭ
Wのデューティ比がすべて５０％である状態でのデッド
タイム期間に限定した。しかし、三相ブラシレスモータ
の電機子巻線に三相ブラシレスモータの電流が０となる
のは、三相インバータすなわち駆動回路３１のすべての
上アーム素子が同時オフする状態又はすべての下アーム
素子が同時オフする状態が所定時間（蓄積電磁エネルギ
ーにより流れる電流が消滅するのに十分な時間）以上継
続する場合であるので、それをモニターして相電流ｉ
ｕ、ｉｖ、ｉｗを電流オフセット量としてサンプルホー
ルドすればよい。
【図１】本発明の三相ブラシレスモータ制御装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図２】図１の要部を示す回路図である。
【図３】ＰＷＭ制御電圧の１ＰＷＭ周期における電圧波
形図である。
形図である。
【図４】ＰＷＭ制御電圧の１ＰＷＭ周期における電圧波
形図である。
形図である。
【図５】相電流オフセット量検出動作を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図６】相電流オフセット量検出動作を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図７】相電流オフセット補償動作を示すフローチャー
トである。
トである。
１ 三相ブラシレスモータ
２ 回転角センサ
３ コントローラ
４ オフセット補償回路
３１ 駆動回路（三相インバータ）
３１１、３１３、３１５ 上アーム素子
３１２、３１４、３１６ 下アーム素子
３１７、３１２８、３１９ 電流検出抵抗素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H560 AA08 BB04 BB07 DA07 DA14
DC01 DC12 EB01 GG04 RR03
SS02 UA05 XA02 XA12 XA13
XA15 XB02 XB05
5H576 AA15 CC02 DD05 EE01 EE11
GG04 HA03 HB01 JJ03 KK05
LL22 LL39 LL41
Claims (3)
- 【請求項１】スイッチング素子と前記スイッチング素子
と逆並列接続された内蔵乃至外付けのフライホイルダイ
オードとを６対有して三相ブラシレスモータをＰＷＭ制
御する三相インバータと、前記三相インバータの相電流
を検出する電流センサと、前記電流センサが検出した前
記相電流にもとづいて前記三相インバータの各スイッチ
ング素子を断続制御して前記三相ブラシレスモータをＰ
ＷＭ制御するコントローラとを有する三相ブラシレスモ
ータ制御装置において、 前記コントローラは、 前記三相ブラシレスモータに与える制御信号に基づいて
すべての前記相電流の消失を判定し、 前記相電流消失判定手段が前記すべての相電流の消失と
判定した場合に前記相電流の消失が生じた相の前記相電
流の値としてオフセット値を前記電流センサから読み込
んで保存し、 前記電流センサが検出した前記相電流から前記オフセッ
ト値を差し引いて前記相電流をオフセット補償すること
を特徴とする三相ブラシレスモータ制御装置。 - 【請求項２】請求項１記載の三相ブラシレスモータ制御
装置において、 コントローラは、 すべての上アーム素子がオフ状態になったか、又は、す
べての下アーム素子の動作状態がオフ状態になった電流
遮断状態が所定時間持続したことを検出した場合に前記
各相電流の値を前記オフセット値として前記電流センサ
から読み込むことを特徴とする三相ブラシレスモータ制
御装置。 - 【請求項３】請求項２記載の三相ブラシレスモータ制御
装置において、 コントローラは、 デューティ比５０％、すなわち、上アーム素子がオフ状
態になる位相期間とすべての下アーム素がオフ状態にな
る位相期間とが互いに同じ長さで交互に繰り返す状態が
所定時間持続された後、前記各相電流の値を前記オフセ
ット値として前記電流センサから読み込むことを特徴と
する三相ブラシレスモータ制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363312A JP2003164192A (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 三相ブラシレスモータ制御装置 |
| FR0214874A FR2832872A1 (fr) | 2001-11-28 | 2002-11-27 | Unite de commande de moteur triphase sans balai avec possibilite de compensation dynamique du courant mesure |
| DE10255369A DE10255369A1 (de) | 2001-11-28 | 2002-11-27 | Controller eines bürstenlosen 3-Phasen-Motors mit dem Vermögen einer dynamischen Kompensation eines gemessenen Stroms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363312A JP2003164192A (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 三相ブラシレスモータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003164192A true JP2003164192A (ja) | 2003-06-06 |
Family
ID=19173675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001363312A Pending JP2003164192A (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 三相ブラシレスモータ制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003164192A (ja) |
| DE (1) | DE10255369A1 (ja) |
| FR (1) | FR2832872A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100835040B1 (ko) * | 2006-01-13 | 2008-06-03 | 오므론 가부시키가이샤 | 인버터 장치 |
| JP2009077513A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Meidensha Corp | 電圧型ｐｗｍインバータ装置の出力電流検出方法 |
| US7560897B2 (en) | 2005-03-29 | 2009-07-14 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Current controller and current offset correction |
| JP2013110932A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | 電圧変換装置の制御装置 |
| WO2020196397A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008011164B4 (de) | 2008-02-26 | 2012-10-04 | Panasonic Industrial Devices Europe Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen Kompensation der Nullpunktabweichung bei der Wicklungsstromerfassung für die Steuerung eines bürstenlosen Motors |
-
2001
- 2001-11-28 JP JP2001363312A patent/JP2003164192A/ja active Pending
-
2002
- 2002-11-27 DE DE10255369A patent/DE10255369A1/de not_active Withdrawn
- 2002-11-27 FR FR0214874A patent/FR2832872A1/fr not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7560897B2 (en) | 2005-03-29 | 2009-07-14 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Current controller and current offset correction |
| KR100835040B1 (ko) * | 2006-01-13 | 2008-06-03 | 오므론 가부시키가이샤 | 인버터 장치 |
| US7626838B2 (en) | 2006-01-13 | 2009-12-01 | Omron Corporation | Inverter circuit with switching deadtime synchronized sample and hold current detection |
| JP2009077513A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Meidensha Corp | 電圧型ｐｗｍインバータ装置の出力電流検出方法 |
| JP2013110932A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | 電圧変換装置の制御装置 |
| WO2020196397A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法 |
| JP2020162229A (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法 |
| JP7249840B2 (ja) | 2019-03-25 | 2023-03-31 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法 |
| US11658600B2 (en) | 2019-03-25 | 2023-05-23 | Minebea Mitsumi Inc. | Motor controller, motor system and method for controlling motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10255369A1 (de) | 2003-07-17 |
| FR2832872A1 (fr) | 2003-05-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041019 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041217 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050506 |