JP2005130591A - モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子により直流電圧を交流電圧に変換し3相ブラシレスDCモータに供給する直流交流変換手段と、モータ誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段1と、その磁極位置に基づいて電圧波形1を出力する電圧制御第1手段3と、電圧波形1をPWM信号に変換するPWM制御手段5と、磁極位置を電気角1周期に(6−n)個選択して磁極位置選択を出力する誘起電圧選択手段2と、磁極位置選択に基づいて電圧波形2をPWM制御手段5に出力する電圧制御第2手段4とを有し、電圧制御第2手段4は選択されない各々n個の時間領域では所定の電圧波形2を出力し、磁極位置と磁極位置選択とに基づいて交流電圧の位相角を制御し、所定電気角区間において位相角をさらに進角させる位相角設定手段14とを有する。
【選択図】図1
Description
調波成分を利用しているため正弦波着磁マグネットを使用したモータでは使用不可能という課題を有していた。
電圧波形1を出力する電圧制御第1手段と、該電圧波形1を前記PWM信号に変換するPWM制御手段とを有するモータ制御装置において、所定周波数領域内で動作し前記磁極位置を電気角1周期に(6−n(=m≧0と定義))個選択して磁極位置選択を出力する誘起電圧選択手段と、該磁極位置選択に基づいて電圧波形2を前記PWM制御手段に出力する電圧制御第2手段とを有し、該電圧制御第2手段は選択されない各々n個の時間領域では所定の電圧波形2を出力し、前記所定周波数領域内の真偽判定により前記電圧制御第1手段もしくは前記電圧制御第2手段のどちらか一方を動作させ、前記磁極位置と前記磁極位置選択とに基づいて前記交流電圧の位相角を制御し、所定電気角区間において該位相角をさらに進角させる位相角設定手段とを有するものである。これにより、ブラシレスDCモータに流れる電機子電流の位相角を自由自在に制御できるので、運転用途に応じた運転性能・運転特性を引き出すことができる。
以下、添付の図面を用いて、本発明に係るモータ制御装置の実施の形態を説明する。図1に本実施の形態のモータ制御装置の制御ブロック図を示す。本実施の形態のモータ制御装置は、3相ブラシレスDCモータ7を回転数制御するモータ制御装置を示している。この図において、モータ制御装置は、直流電圧8を交流電圧に変換し、3相ブラシレスDCモータ(以下、BLMと略)7に出力する直流交流変換手段6と、BLM7の誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段1と、誘起電圧検出手段1から出力される磁極位置に基づいて電圧波形1を出力する電圧制御第1手段3と、電圧波形1をPWM信号に変換するPWM制御手段5と、磁極位置を電気角1周期に(6−n(=mと定義))個選択して磁極位置選択を出力する誘起電圧選択手段2と、磁極位置選択に基づいて電圧波形2をPWM制御手段5に出力する電圧制御第2手段4とを有し、電圧制御第2手段4は磁極位置選択の各々m個の時間領域における電圧位相よりも選択されない各々n個の時間領域の電圧位相を所定値進角させた電圧波形2を出力する。
ましい場合もある。本実施の形態では、両者の位相差はゼロであるものとして説明する。すなわち、
真の磁極位置=誘起電圧ゼロクロス位置
である。すなわち、図3(a)の誘起電圧10がU相に対応したものであるならば
ゼロクロスU1=正ゼロクロス信号11
ゼロクロスU2=逆ゼロクロス信号12
である。なお、
Eu≠誘起電圧10
である。上式は、電機子反作用の影響により両者の電圧波形振幅が異なるために発生する。
電気角1周期中に、n個間引く((6−n)(=m)個選択する)
である。ここでn,mは、
n≧0 かつ m≧0 ;n+m=6
を満たす自然数である。なお、上記変数は一定値である必要はなく、1周期毎もしくは、それ以上の周期で変化させてもよい。もしくは、1周期未満の周期でも変化させてもよい。この選択した磁極位置を磁極位置選択として電圧制御第2手段4に出力する。
−30゜≦X1≦0゜
0゜≦X2≦30゜
150゜≦X3≦180゜
180゜≦X4≦210゜
330゜≦X5≦360゜
を満たす実数である。
n=6(m=0)
でもよい。また、突発的偶発的外乱もしくは必然的外乱作用によりBLM7の回転速度が急変した場合でも、n(もしくはm)をリアルタイムに制御(電気角1周期以内にnを数回変化)すれば、モータ制御装置の制御安定性・応答性を十分に確保しつつnを大きくとることができるため、電圧制御第2手段4出力である電圧波形2の波形自由度を向上できるため、任意の相電流波形をBLM7に供給できる。
n=5,m=1
とし、位相角設定手段14における位相角設定個数をn0とすれば、
n0=6
としたものである。各ゼロクロス信号に対応した電気角毎に区間分割し、その回転分割区間i(本図では0≦i≦5を満たす自然数)毎の位相角15φiを定義する。図に示すように、φiはU相電流16、V相電流17、W相電流18の位相角を決定するものである。ここでいう位相角は、誘起電圧ゼロクロス信号に対しての位相角を表すことになる。本図では、誘起電圧選択手段2の設定を
電気角360゜*自然数
毎に、誘起電圧ゼロクロス信号を選択する設定である。この設定の場合には、
電気角360゜*自然数
に相当する電気角の場合には、位相角を0゜にする。すなわち、
φ0=φ6=0゜
である。
2 誘起電圧選択手段
3 電圧制御第1手段
4 電圧制御第2手段
5 PWM制御手段
6 直流交流変換手段
7 ブラシレスDCモータ(BLM)
8 直流電圧
9 相電流
10 誘起電圧
11 正ゼロクロス信号
12 逆ゼロクロス信号
14 位相角設定手段
15 位相角
16 U相電流
17 V相電流
18 W相電流
20 相電流
21 相電流
22 相電流
23 相電流
Claims (6)
- スイッチング素子を複数個含み該スイッチング素子の開閉により直流電圧をPWM信号に基づき交流電圧に変換し3相ブラシレスDCモータに供給する直流交流変換手段と、前記ブラシレスDCモータの誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、該誘起電圧検出手段から電気角1周期に6個出力される磁極位置に基づいて電圧波形1を出力する電圧制御第1手段と、該電圧波形1を前記PWM信号に変換するPWM制御手段とを有するモータ制御装置において、所定周波数領域内で動作し前記磁極位置を電気角1周期に(6−n(=m≧0と定義))個選択して磁極位置選択を出力する誘起電圧選択手段と、該磁極位置選択に基づいて電圧波形2を前記PWM制御手段に出力する電圧制御第2手段とを有し、該電圧制御第2手段は選択されない各々n個の時間領域では所定の電圧波形2を出力し、前記所定周波数領域内の真偽判定により前記電圧制御第1手段もしくは前記電圧制御第2手段のどちらか一方を動作させ、前記磁極位置と前記磁極位置選択とに基づいて前記交流電圧の位相角を制御し、所定電気角区間において該位相角をさらに進角させる位相角設定手段とを有することを特徴とするモータ制御装置。
- 所定電気角区間は、磁極位置選択区間直後の磁極位置選択区間を含まない電気角120゜区間であることを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。
- 位相角設定手段は、電気角60゜毎に同値もしくは異なった値に設定することを特徴とする請求項1〜2記載のモータ制御装置。
- 位相角設定手段は、電気角の増加に対する進角値を単調減少関数となるように設定することを特徴とする請求項1〜3記載のモータ制御装置。
- 位相角設定手段は、位相角について電気角60゜毎にそれぞれ個別に進角最大値を設定することを特徴とする請求項1〜4記載のモータ制御装置。
- 位相角設定手段は、磁極位置選択を含む時間領域においては、位相角を0゜に設定することを特徴とする請求項1〜5記載のモータ制御装置。
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JP2003363077A JP4432451B2 (ja) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | モータ制御装置 |
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---|---|---|---|---|
KR101203994B1 (ko) | 2006-01-02 | 2012-11-23 | 삼성전자주식회사 | 브러시리스 직류전동기의 센서리스 구동장치 및 방법 |
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2003
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