JP2005065491A - フリーホイールしているモータの回転決定 - Google Patents
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Abstract
【課題】 モータ巻線において誘起される信号を比較することによりフリーホイール動作しているセンサレスモータの回転方向を決定する技術を提供する。
【解決手段】 本発明によれば、電気モータのフリーホイール回転を決定する装置及び方法が提供される。本方法は、付勢されていないモータの第一及び第二巻線から夫々第一及び第二信号を測定するステップと、該付勢されていないモータが回転しているか否かを該第一及び第二信号から決定するステップとを包含している。本方法は、又、該付勢されていないモータが回転している場合に、該第一及び第二信号から回転方向を決定することを包含することが可能である。本方法は、更に、付勢されていないモータの第三巻線から第三信号を測定することを包含することが可能であり、且つ該モータが回転しているか否かを決定する場合に、該第一、第二、第三信号が等しい場合に該モータが回転していないことを決定することを包含することが可能である。該第一及び第二信号の各々は夫々のバック電圧を有することが可能である。
【選択図】 図2
【解決手段】 本発明によれば、電気モータのフリーホイール回転を決定する装置及び方法が提供される。本方法は、付勢されていないモータの第一及び第二巻線から夫々第一及び第二信号を測定するステップと、該付勢されていないモータが回転しているか否かを該第一及び第二信号から決定するステップとを包含している。本方法は、又、該付勢されていないモータが回転している場合に、該第一及び第二信号から回転方向を決定することを包含することが可能である。本方法は、更に、付勢されていないモータの第三巻線から第三信号を測定することを包含することが可能であり、且つ該モータが回転しているか否かを決定する場合に、該第一、第二、第三信号が等しい場合に該モータが回転していないことを決定することを包含することが可能である。該第一及び第二信号の各々は夫々のバック電圧を有することが可能である。
【選択図】 図2
Description
本発明は、大略、電気モータ駆動及び制御回路に関するものであって、更に詳細には、モータ巻線内に誘起された信号を比較することによりセンサレスフリーホイールモータの回転方向を決定する装置及び方法に関するものである。
モータは多数の形態で存在している。説明の便宜上、三相ブラシレスDCモータ(BLDCモータ)について説明する。三相ブラシレスDCモータは多数の使用態様を有しており、その中で、高速適用例及び低速適用例の両方を包含している。従来の高速適用例は、コンピュータハードディスクドライバ、デジタルバーサタイルディスク(DVD)ドライバ、CDプレイヤー、ビデオレコーダー用のテープドライブ、及び真空掃除機用のブロアー用のスピンドルモータを包含している。高速適用例のモータは、典型的に、毎分数千回転(rpm)から、例えば、20,000rpmの範囲で動作する。低速適用例は、農場及び建設装置、自動車エンジン冷却ファン、HVAC圧縮器、燃料ポンプ等用のモータを包含している。低速適用例用のモータは、典型的に、数百rpm未満から、例えば、数千rpmの範囲で動作する。ブラシを使用するモータと比較して、ブラシレスモータは、ノイズの発生が減少されており且つ磨耗によりブラシを交換する必要性がないので信頼性が改善されている。
図1はセンサレスBLDCモータ30、制御器40、電源Vs、電源制御回路50を包含するモータシステム20を例示している。モータ30は、典型的に、永久磁石ロータと多数の巻線を具備するステータとを包含しており、典型的に、ロータはステータ内に収納されている。各巻線は、巻線を電源制御回路50へ結合させるために使用される巻線タップ32を具備している。ロータは永久的に磁化されており、且つ巻線により発生される磁束とそれ自身の磁束とを整合させるべく回転する。巻線タップ32a,32b,32cにおける電圧信号は、夫々、電圧Va,Vb,Vcとして表わしてある。
電源制御回路50は各巻線に対して一対づつ、複数対のスイッチXsa及びXga,Xsb及びXgb,Xsc及びXbc(集約的に「スイッチX」とする)を包含している。各対のスイッチXは、巻線タップ32a−32cにおいて1個の巻線の自由端へ、及び電源Vxか又は接地電圧GNDのいずれかへ接続されている。これらのスイッチは、典型的に、MOSFET等のパワートランジスタである。逆バイアスされたダイオードDsa,Dga,Dsb,Dgb,Dsc,Dgc(集約的に「ダイオードD」とする)がこれらのスイッチの各々と並列に配置されるか、又は該スイッチの構造内に本来的に存在している。ダイオードDは電力整流器として機能し、典型的に、供給電圧又は接地電圧を超える誘起電圧に対してスイッチX及びモータ巻線を保護すべく機能する。
制御器40は、典型的に、パルス幅変調(PWM)モードにおいて、モータ30へ電力を供給すべくスイッチXを制御し且つ動作させる。制御器40と電源制御回路50との間の接続用ワイヤは説明の便宜上省略してある。PWMモードは、非線形動作モードであり、その場合には、ロータの角速度と比較して高い周波数でパワー即ち電力がスイッチオン及びオフされる。例えば、典型的なスイッチング周波数は、低速適用例の場合に、20kHzの範囲内とすることが可能である。約50μS継続する典型的なオン・オフサイクルにおいて、40μSの「オン」時間とそれに続く10μSの「オフ」時間とが存在している場合がある。オフ時間の短い期間の場合には、モータ巻線を介して残留電流が未だに流れ、従って、これらの期間中ロータの角速度における測定可能なスローダウンは事実上存在しない。従って、該スイッチは完全に「オン」か又は完全に「オフ」のいずれかであるので、PWMモードは、パワーが連続して供給されるモードと比較して著しい電力の節約を与える。
BLDCモータ30は3個の巻線A,B,C(図1には示していない)を具備するものとして表わすことが可能であるが、マルチローターポールの場合にしばしばより多数のステータ巻線が使用される。これらの巻線は「Y」形態、又は、代替的に、「デルタ」形態に接続させることが可能である。典型的に、このような適用例において、12個のステータ巻線及びロータ上に4個のN−S磁石組を具備する8ポールモータが使用され、その結果、ロータの回転当たり4個の電気的サイクルとなる。然しながら、これらのステータ巻線は、各々が物理的に90度だけ離隔された4個の巻線からなる3つの組に接続された3個の「Y」接続された巻線について解析することが可能である。
動作について説明すると、3個の代表的な巻線A,B,CがPWM駆動信号で付勢され、該信号は該巻線周りに電磁界を展開させる。その結果発生する巻線A,B,Cの電磁界とロータ内の磁石により形成される磁界との間の吸引/反発がロータ組立体を回転させる。これらの巻線は逐次的に付勢されて「Y」形態における2つの巻線を介して電流経路を生成し、3番目の巻線はフローティング状態とされる(又はトライステート状態とされる)。電流経路が変化され、即ちコミュテーションが行われると、電流経路を形成する巻線のうちの1つがフローティング状態へスイッチされ、且つ以前にフローティング状態にあった巻線が電流経路内へスイッチされるようにシーケンスが構成される。これらのシーケンスは、フローティング状態にある巻線が電流経路内へスイッチされる場合に、前の電流経路内に包含されていた巻線内の電流の方向が変わらないように定義されている。
BLDCモータ30に対するスタートアップルーチンは制御器40により取り扱われ、且つ幾つかのフェーズから構成されており、ロータを予め位置決めすること、ロータを所望の速度へ加速すること、所望の速度に到達した場合に自動コミュテーションモードか又は同期モードへスイッチングすることを包含している。幾つかの状態において、該制御器がモータを開始させ且つ駆動すべく活性化される前に、BLDCモータ30がフリーホイール動作している場合があり、即ち制御器40により駆動されることなしに回転している場合がある。例えば、自動車HVAC又はエンジン冷却ファンによる風車運動はファンモータを回転させる。ファンの羽根を横断して空気が流れる場合に風車運動が発生し、従って付勢されていないファンモータを回転させる。制御器40により駆動される以外の理由によりモータ30が回転する場合にその他の状態が発生する場合がある。スタートアップルーチンを開始させる前に、モータ30の回転方向を検知することが重要であることがしばしばである。スタートアップルーチンの開始において、モータ30が制御器40による駆動以外の理由により回転している場合には、スタートアップが失敗する場合がある。更に、所望の方向と反対の方向に回転している場合にモータ30をスタートさせんとする場合には、制御器40へ高電流が流れる場合があるために制御器40又は回路50が損傷される場合がある。更に、モータ30が既に所望の方向に回転している場合には、モータを停止させ且つ再度開始させることにより効率を失うのでなくその回転を保存すべきである。理想的には、制御器40は、スタートアップルーチンの前にモータ30の回転について知っているべきである。その回転が所望の方向である場合には、制御器40はすぐさま所望の速度に設定されるべきである。その回転が反対方向である場合には、制御器40は、最初に、モータ30を制動、即ち停止させ、次いで、そのモータを所望の方向に回転を開始させるべきである。
モータのスタート前回転を決定する既存の方法は、モータ構成体内に複数個のセンサーを据え付けることを必要とする。これらのセンサーはモータシステムに対して部品及び複雑性を付加し、モータスタートアップ期間中に使用されるに過ぎない。従って、モータ構成体に対して殆ど又は全く付加及び変更を必要とすることのないフリーホイールしているモータの回転方向を決定する装置及び方法に対する必要性が存在している。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し、モータ巻線内に誘起される信号を比較することによりフリーホイール動作しているモータの回転方向を決定する方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明の1実施例においては、電気モータのフリーホイール回転を決定する方法が提供される。本方法は、付勢されていないモータの第一及び第二巻線から夫々第一及び第二信号を測定するステップ、及び該付勢されていないモータが回転しているか否かを該第一及び第二信号から決定するステップを包含している。本方法は、又、該付勢されていないモータが回転している場合に、該第一及び第二信号から回転方向を決定することを包含することが可能である。本方法は、更に、該付勢されていないモータの第三巻線から第三信号を測定することを包含することが可能であり、且つ該モータが回転しているか否かを決定する場合に、該第一、第二、第三信号が等しい場合に、該モータが回転していることを決定する。該第一及び第二信号の各々は、夫々のバック電圧を有することが可能である。
本発明の別の実施例においては、電気モータのフリーホイール回転を決定する電気モータ制御器が提供される。本制御器は、付勢されていないモータの第一及び第二巻線から夫々第一及び第二信号を測定し、且つ該第一及び第二信号から該付勢されていないモータが回転しているか否かを決定する動作能力を包含している。本制御器は、更に、該付勢されていないモータが回転している場合に、該第一及び第二信号からフリーホイール回転方向を決定する動作能力を包含することが可能である。本制御器は、又、付勢されていないモータの第三巻線から第三信号を測定し、且つ該第一、第二、第三信号が等しい場合に、該モータが回転していないことを決定する動作能力を包含することが可能である。本制御器は、更に、該第一及び第二信号を測定している間に該付勢されていないモータの第三巻線を接地させるスイッチを閉じさせる動作能力を包含することが可能である。本制御器は、該第一信号を測定している間に該第二巻線を接地させる第二スイッチ及び該付勢されていないモータの第三巻線を接地させる第三スイッチを閉じ、且つ該第二信号を測定している間に該第一巻線を接地させる第一スイッチ及び該第三巻線を接地させる第三スイッチを閉じさせる動作能力を包含することが可能である。
図2は、図1のモータシステム20のBLDCモータ30及び電源50の1つのモデルであり、モータ30は制御器40によって付勢されていない状態である。図2に例示したように、付勢されていない状態においては、スイッチXsa,Xga,Xsb,Xgb,Xsc,Xbcを形成するパワートランジスタのいずれもがオンではない。その結果、ダイオードDが回路50において唯一のアクティブな電気的コンポーネントである。モータ30の巻線A,B,Cは、各々、BEMF電圧源E、コイルL、抵抗Rとして模式的にモデル化してある。巻線A,B,Cは、全て、共通ノードVnにおいて共通接続されており、且つ夫々の巻線タップ32a,32b,32cを有している。
モータ30がフリーホイール動作する場合に、それは、図3aに例示した如く、夫々の巻線A,B,C内に正弦波BEMF電圧Ea,Eb,Ecを誘起させる。巻線A,B,Cがステータに関して等しく離隔されている場合には、電圧Ea,Eb,Ecのフェーズは図3に示したように120度離れている。巻線Aから巻線Bへ及び巻線Cへ第一方向におけるフリーホイール即ち風車回転の場合(A−B−C)、電圧Ebの上昇エッジゼロ交差は120度だけ電圧Ea上昇エッジゼロ交差に遅れ、且つ電圧Ec上昇エッジゼロ交差は別の120度だけ電圧Eb上昇エッジゼロ交差に遅れる。従って、電圧Eaの上昇エッジがゼロを交差する場合に、フリーホイール回転の方向を決定するためにゼロと相対的に電圧信号Eb及びEcのレベルを読取ることが可能である。然しながら、回路50におけるダイオードDのために、巻線タップ32a−32cにおいて読取られる誘起された電圧信号Va,Vb,Vcは、これらの電圧信号が図3Bに例示したようなゼロ交差を有することがないように接地上方にオフセットされる。
1実施例においては、フリーホイール動作により誘起された信号を検知するための専用の巻線を、モータ30を回転させるために使用される巻線とは独立してモータ30へ付加させることが可能である。然しながら、このような実施例は、モータ30の複雑性が増加し且つ必要とされる構造上の修正のために既存のモータ巻線を使用する場合よりも望ましいものではない。
図4は、本発明の1実施例に基づいて、巻線タップ32a,32b,32cを、夫々、接地GNDへ結合させる抵抗R1,R2,R3を包含するモータシステム60の模式図である。その他の点において、モータシステム60は図1のモータシステム20と実質的に同様であり、且つスイッチXのいずれもがターンオンされていない、即ちモータが付勢されていない場合の図2においてモデル化したのと同一の状態にある。抵抗R1,R2,R3は、巻線タップ32a−32cにおける誘起された端子電圧信号Va,Vb,Vcを接地GNDさせる。1実施例においては、抵抗R1,R2,R3は等しい値を有しており、且つ各々が10KΩとして図4に示してある。然しながら、抵抗R1,R2,R3はモータ30及び制御器50の電気的特性と一致した任意の適宜の値を有することが可能であり、典型的に、10KΩと100KΩとの間の範囲内である。これらの抵抗は、又、異なる値を有することが可能である。抵抗R1,R2,R3はモータシステム60内の任意の箇所に物理的に位置させることが可能であり、モータ30、電源制御回路50、又は制御器40に装着させることが可能である。
図5は本発明の1実施例に基づく図4のモータシステムのフリーホイール誘起正弦波タップ電圧Va,Vb,Vcのプロットである。抵抗R1,R2,R3を付加した結果、巻線タップ32a−32cにおいて読取られる誘起端子電圧信号Va,Vb,Vcは区別可能なゼロ交差を有している。電圧信号Vがゼロより下側である場合に、それはダイオードDによって約−0.7Vへクランプされ、従って図3a−3bに例示した正弦波波形の負の部分を平坦化させる。
フリーホイール即ち風車動作回転方向を決定するために、制御器40はVa,Vb,Vcの値を読取る。これらの信号が全てゼロと等しい場合には、モータのフリーホイール回転は存在しない。電圧信号Vの全てがゼロと等しくない場合には、モータ30は回転しており且つ制御器40は誘起端子電圧信号Va,Vb,Vcのシーケンスを決定することにより回転方向を決定する。例えば、図5を参照すると、Vaが上昇エッジゼロ交差にある場合に、Vb<0であり且つVc>0である場合には、電圧信号シーケンスはA−B−Cであり且つモータ30はA−B−C方向に回転している。然しながら、Vb>0であり且つVc<0である場合には、モータは反対のA−C−B方向に回転している。その回転が所望の方向である場合には、制御器40は巻線をコミュテーションさせることによりモータ30の速度を上昇させる。その回転が反対方向である場合には、制御器40はモータに制動をかけ且つスタートアップルーチンを実行して所望の方向における回転を開始させる。
図6は本発明の1実施例に基づいて誘起電圧信号Va,Vb,Vcを比較することにより図4のモータ30のフリーホイール方向を決定するフローチャート70を示している。スタートの後に、論理の流れがブロック71において開始し、そこで制御器40は誘起電圧信号Va,Vb,Vcを読取る。次に、決定ブロック72において、制御器40は誘起電圧信号Va,Vb,Vcを比較してそれらが等しいか否かを決定し、その場合には、それら全てはゼロである。これらの電圧信号が等しい場合には、制御器40は、ブロック73において、モータ30がフリーホイール動作をしていないか、又は、その他の態様で回転していることを決定し、且つ制御器40は従来のスタートアップルーチンでモータ30を開始させる。誘起信号が等しくない場合には、論理の流れは決定ブロック74へ移行し、そこで制御器40はVaの上昇エッジゼロ交差を探索する。Vaのゼロ交差上昇エッジが検知されない場合には、論理の流れはブロック71へ戻る。Vaゼロ交差上昇エッジが存在する場合には、論理の流れは決定ブロック75へ移行する。決定ブロック75において、制御器40はVb<0であり且つVc>0であるか否かを決定する。この条件が存在する場合には、ブロック76において、制御器40が、モータ30が所望のA−B−C方向に回転していることを決定し且つ第一方向における回転を継続することを許容し且つモータをオンザフライで開始させる。Vb>0であるか又はVc<0である場合には、論理的な流れはブロック77へ移行し、そこで制御器40は、モータが不所望のシーケンスA−C−B方向に回転していることを決定する。従って、ブロック77において、制御器40は、モータ30が停止するまでモータ30を制動し、次いで、従来のスタートアップルーチンを実行してモータ30を所望のA−C−B方向への回転を開始させる。
上述したように、フローチャート70の動作を実施すべく動作可能な回路を制御器40内に組込むことが可能である。一方この回路は、モータシステム60(図4)と関連させることが可能である。更に、その論理を、ハードウエア、ソフトウエア、又はそれらの組合わせで実現することが可能である。更に、この論理的フローチャート70は、それから回転を決定する基準信号として基準信号Vaを使用しているが、フローチャート70を適宜修正することにより回転を決定するためにVb又はVcを使用することが可能である。
図7は本発明の1実施例に基づいて、モータ30がフリーホイール動作している間に、例えばスイッチXgb等の単一の「底部スイッチ」がターンオンされる状態におけるモータシステム90の概略図を示している。モータシステム90は図2のモータシステム20と類似しており、且つ底部(接地側)スイッチのうちの1つがターンオンされている点を除いて、同一の状態にある。図7は図4の抵抗R1,R2,R3なしで誘起電圧信号を読取ることによりモータ30のフリーホイール方向を決定する本発明の別の実施例を例示している。
底部スイッチXga,Xgb,Xgcのうちの1つ(例えば、図7に示したXgb)がターンオンされ、一方全ての上側スイッチがオフである場合には、2つの巻線に関してのライン対ライン信号電圧を測定することが可能である。例えば、底部スイッチXgbが制御器40によりターンオンされる場合に、Vbはゼロ即ち接地GNDにある。この状態においては、巻線を介して電流を流れることはなく、信号電圧Va=Ea−Eb=Eabであり且つ信号電圧Vc=Ec−Eb=Ecbである。同様に、底部スイッチXgaをターンオンさせると、信号電圧Vb=Eb−Ea=Ebaであり且つ信号電圧Vc=Ec−Ea=Ecaである。更に、底部スイッチXgcをターンオンさせると、信号電圧Vb=Eb−Ec=Ebcであり且つ信号電圧Va=Ea−Ec=Eacである。これらのライン対ライン電圧は正弦波状であり且つ図8に例示したように約60度離れており、図8は本発明の1実施例に基づいて図7のモータシステムのフリーホイール誘起正弦波タップ電圧Eab,Eac,Ebc,Eba,Eca,Ecbのプロットである。
図9は、本発明の1実施例に基づいて、フリーホイール動作している場合に、モータ60により発生される誘起ライン対ライン電圧信号Va,Vb,Vcの特徴を比較することによりモータ30の回転方向を決定するフローチャート100を示している。スタートの後に、論理の流れはブロック101において開始し、そこで制御器40はスイッチXgbをターンオンさせて巻線Bを接地させ、従ってVb=0である。次に、論理の流れはブロック102へ移行し、そこで制御器40は誘起ライン対ライン電圧信号Va=Eab及びVc=Ecbを読取る。
決定ブロック103へ移行し、Va>0であるか又はVb>0のいずれかである場合には、論理の流れは決定ブロック111へ移行する。そうでない場合には、論理の流れはブロック104へ移行する。
論理ブロック104において、制御器40はスイッチXgbをターンオフし且つ底部スイッチXgcをターンオンして巻線Cを接地し、従ってVc=0となる。次に、ブロック105において、誘起ライン対ライン電圧信号Vb=Ebcが読取られる。論理の流れは決定ブロック106へ移行する。Vb>0である場合には、論理の流れはブロック101へ戻り、そうでない場合には、論理の流れはブロック107へ移行する。論理ブロック207において、制御器40はスイッチXgcをターンオフし且つ底部スイッチXgaをターンオンして巻線Aを接地し、従ってVa=0となる。次に、ブロック108において、制御器40はVbを読取る。決定ブロック109へ移行し、Vb>0である場合には、論理の流れはブロック101へ戻る。そうでない場合には、論理の流れは論理ブロック110へ移行し、そこで制御器40は、モータ30が回転していないことを決定する。従って、制御器40は従来のスタートアップルーチンを実行することによりモータ30を所望の方向にスタートさせる。
Va>0であるか又はVb>0のいずれかに応答して論理の流れが決定ブロック103から決定ブロック111へ移行した場合に、制御器40はVaの上昇エッジゼロ交差を検知せんとする。制御器がVaの上昇エッジゼロ交差を検知すると、論理の流れは決定ブロック112へ移行し、そうでない場合には、ブロック101へ復帰する。決定ブロック112において、制御器40は、Vc>0であるか否かを決定する。この条件が存在する場合には、論理の流れはブロック113へ移行し、そこで制御器40は、モータ30が所望のA−B−C方向に回転していることを決定し且つモータをオンザフライでスタートさせる。この条件が存在しない場合には、論理の流れはブロック114へ移行し、そこで制御器40は、モータ30が不所望のA−C−B方向に回転していることを決定し、従ってモータを制動させ、次いで、スタートアップルーチンを実行してモータを所望のA−B−C方向における回転をスタートさせる。フローチャート100は回転を決定する初期的なステップとしてB巻線を接地させることにより開始するが、フローチャート100を適宜修正することにより、回転を決定するための初期的ステップにおいてその他の任意の巻線を接地させることが可能である。
図10は本発明の1実施例に基づいて、2個の底部スイッチX(この例においては、スイッチXga及びXgbとして例示されている)がターンオンされ、一方上側スイッチがターンオフされている状態にあり、即ちモータ30が制御器40によって駆動されていない状態にある図7のモータシステム90の模式図である。図10は、モータ30のフリーホイール回転を決定するための本発明の更に別の実施例を例示している。モータ30を駆動することなしに2個の底部スイッチXga及びXgbがターンオンされると、モータ30がフリーホイール動作している場合に巻線A及びBを介して誘起電流Iabが形成される。この電流Iabはフェーズシーケンスに依存していずれかの方向に流れる。巻線タップ32cにおけるフローティング状態にある巻線Cの信号電圧VcはEc+Vnで示される和であり、その場合に、Ecは、モータがフリーホイール動作している場合の巻線Cにより誘起される電圧であり且つVnはノードVnにおける電圧である。次式は、巻線タップのいずれかにおける信号電圧Vは図3に例示したものと同様の正弦波形であることを示している。
巻線Aから次式が得られる。
巻線Bから次式が得られる。
式(1)と(2)とを加えることにより、次式が得られる。
又、三相システムのバランスから、次式が得られる。
式(3)と(4)とから、次式が得られる。
従って、誘起信号電圧Vcは次式の如くに表わすことが可能である。
従って、底部スイッチXgb及びXdcがターンオンされると、誘起信号電圧Vaは(3/2)Eaと等しい。同様に、底部スイッチXga及びXgcがターンオンされると、誘起信号電圧Vbは(3/2)Ebに等しい。これらの信号電圧Vは正弦波状であり且つ図3Aに関連して説明したようにほぼ120度離れている。
図10のモータ30のフリーホイール回転の決定は図6の論理的フローチャート70を使用して実施される。底部スイッチXga,Xgb,Xgcは、誘起信号電圧Vを読取るために制御器40により対毎に適宜スイッチオンされる。
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が可能であることは勿論である。更に注意すべきことであるが、本発明の好適実施例を三相ブラシレスDCモータを参照して説明したが、本発明の原理は、一般的に多相永久磁石ACモータに適用することが可能である。
20 モータシステム
30 BLDCモータ
32 巻線タップ
40 制御器
50 電源
60 モータシステム
30 BLDCモータ
32 巻線タップ
40 制御器
50 電源
60 モータシステム
Claims (23)
- (a)付勢されていないモータの第一及び第二巻線からの夫々の第一及び第二信号を測定し、
(b)前記第一及び第二信号から前記付勢されていないモータが回転しているか否かを決定する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1において、更に、前記付勢されていないモータが回転している場合に、前記第一及び第二信号から回転方向を決定することを包含していることを特徴とする方法。
- 請求項1において、前記第一及び第二信号の各々が夫々のバック電圧を有していることを特徴とする方法。
- 請求項1において、更に、
前記付勢されていないモータの第三巻線から第三信号を測定し、
前記モータが回転しているか否かを決定する場合に、前記第一、第二、第三信号が等しい場合には前記モータが回転していないことを決定する、
ことを包含していることを特徴とする方法。 - 請求項1において、前記第一及び第二信号を測定する場合に、前記第一及び第二信号を測定する間に前記付勢されていないモータの第三巻線を接地することを包含していることを特徴とする方法。
- 請求項1において、前記第一及び第二信号を測定する場合に、前記第一及び第二信号を測定する間に、前記第一及び第二巻線をインピーダンス要素を介して接地させることを包含していることを特徴とする方法。
- 請求項1において、前記第一及び第二信号を測定する場合に、
前記第一信号を測定する間に前記付勢されていないモータの前記第二巻線及び第三巻線を接地し、
前記第二信号を測定している間に前記第一及び第三巻線を接地する、
ことを包含していることを特徴とする方法。 - (a)付勢されていないモータの第一、第二、第三巻線の夫々から第一、第二、第三信号を測定し、
(b)前記第一、第二、第三信号が等しい場合には、前記モータが回転していないことを決定し、
(c)前記第一信号の上昇エッジゼロ交差において、前記第二信号がゼロ未満であり且つ前記第三信号がゼロより大きい場合には、前記モータが第一方向に回転していることを決定し、
(d)前記第一信号の上昇エッジゼロ交差において、前記第二信号がゼロより大きく且つ前記第三信号がゼロ未満である場合には、前記モータが第二方向に回転していることを決定する、
ことを包含していることを特徴とする方法。 - 請求項8において、前記測定ステップが、更に、夫々のインピーダンス要素を横断して前記第一、第二、第三信号を測定する間に、第一、第二、第三インピーダンス要素の夫々を介して前記第一、第二、第三巻線を接地させるステップを包含していることを特徴とする方法。
- 請求項8において、前記測定ステップが、更に、
前記第一信号及び第三信号を測定している間に前記第二巻線を接地し、
前記第一信号及び前記第二信号を測定している間に前記第三巻線を接地し、
前記第二信号及び前記第三信号を測定している間に前記第一巻線を接地する、
ことを包含していることを特徴とする方法。 - 請求項8において、前記測定ステップが、更に、
前記第一信号を測定している間に前記第二巻線及び前記第三巻線を接地し、
前記第二信号を測定している間に前記第三巻線及び前記第一巻線を接地し、
前記第三信号を測定している間に前記第一巻線及び前記第二巻線を接地する、
上記各ステップを包含していることを特徴とする方法。 - 付勢されていないモータの第一及び第二巻線の夫々から第一及び第二信号を測定し、
前記第一及び第二信号から前記付勢されていないモータが回転しているか否かを決定する、
べく動作可能な制御器。 - 請求項12において、本制御器は、更に、前記付勢されていないモータが回転している場合に、前記第一及び第二信号からフリーホイール回転方向を決定する動作能力を有していることを特徴とする制御器。
- 請求項12において、本制御器が、更に、
前記付勢されていないモータの第三巻線から第三信号を測定し、
前記第一、第二、第三信号が等しい場合に、前記モータが回転していないことを決定する、
動作能力を有していることを特徴とする制御器。 - 請求項12において、本制御器が、更に、
前記第一及び第二巻線を夫々接地させる第一及び第二インピーダンス要素を横断して前記第一及び第二信号を夫々測定する、
動作能力を有していることを特徴とする制御器。 - 請求項12において、本制御器が、更に、前記第一及び第二信号を測定する間に前記付勢されていないモータの第三巻線を接地するスイッチを閉じる動作能力を有していることを特徴とする制御器。
- 請求項12において、本制御器が、更に、
前記第一信号を測定している間に前記第二巻線を接地する第二スイッチ及び前記付勢されていないモータの第三巻線を接地する第三スイッチを閉じ、
前記第二信号を測定している間に前記第一巻線を接地する第一スイッチ及び前記第三巻線を接地する第三スイッチを閉じる、
動作能力を有していることを特徴とする制御器。 - モータシステムにおいて、
(a)第一及び第二巻線を具備している電気モータ、
(b)前記モータが付勢されていない場合に、
前記第一及び第二巻線の夫々から第一及び第二信号を測定し、
前記第一及び第二信号から前記付勢されていないモータが回転しているか否かを決定すべく、
動作可能な制御器、
を有していることを特徴とするモータシステム。 - 請求項18において、前記制御器が、更に、前記付勢されていないモータが回転している場合に、前記第一及び第二信号からフリーホイール回転方向を決定する動作能力を有していることを特徴とするモータシステム。
- 請求項18において、前記制御器が、更に、
第三巻線から第三信号を測定し、
前記第一、第二、第三信号が等しい場合には前記モータが回転していないことを決定する、
動作能力を有していることを特徴とするモータシステム。 - 請求項18において、
前記モータが、更に、第三巻線を包含しており、
前記モータシステムが、更に、前記第一、第二、第三巻線を夫々接地させる第一、第二、第三インピーダンス要素を包含しており、
前記制御器が、更に、前記モータが付勢されていない場合に、前記第一、第二、第三インピーダンス要素を横断して夫々第一、第二、第三信号を測定する動作能力を有している、
ことを特徴とするモータシステム。 - 請求項18において、
前記モータが、更に、第三巻線を包含しており、
前記モータシステムが、更に、前記第三巻線を接地させるスイッチを具備している電源制御回路を有しており、
前記制御器が、更に、前記モータが付勢されていない場合に、前記第一及び第二信号を測定している間に前記スイッチを閉じる動作能力を有している、
ことを特徴とするモータシステム。 - 請求項18において、
前記モータが、更に、第三巻線を包含しており、
前記モータシステムが、更に、前記モータの前記第一、第二、第三巻線を夫々接地する第一、第二、第三スイッチを具備している電源制御回路を有しており、
前記制御器が、更に、前記モータが付勢されていない場合に、
前記第一信号を測定している間に前記第二及び第三スイッチを閉じ、
前記第二信号を測定している間に前記第一及び第三スイッチを閉じる、
動作能力を有している、
ことを特徴とするモータシステム。
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