JP2007288964A

JP2007288964A - モータ駆動方法及び装置

Info

Publication number: JP2007288964A
Application number: JP2006115496A
Authority: JP
Inventors: Koji Yasui; 孝次安井
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】本発明は、１個のみのモータドライバで複数のモータを駆動させることを目的とする。
【解決手段】本発明によるモータ駆動方法及び装置は、１個のみのモータドライバ(10)にスイッチング回路部(11)を介して複数のモータ(12,13)を接続し、前記スイッチング回路部(11)の操作により、複数のモータ(12,13)の同時駆動又は一方のみ駆動を行う方法と構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ駆動方法及び装置に関し、特に、１個のみのモータドライバに対しスイッチング回路部を介して複数のモータを接続し、全てのモータを同時に駆動するか、何れか１個のみのモータを選択して駆動するかを可能とし、少ないパワー素子で複数のモータを同時駆動するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のモータ駆動方法及び装置としては、例えば、特許文献１から３に開示された構成を挙げることができる。
これらの各特許文献１から３に開示された構成においては、周知のＰＷＭ駆動によるパルス信号により、６個のパワー素子からなるモータドライバを用いて三相駆動型のモータを駆動している。

特開平１１−３３２２８２号公報特開２００４−１０４９５４号公報特開平６−１６５５７３号公報

従来のモータ駆動方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、モータを駆動するためのモータドライバは１個で構成され、この１個のモータに対して１個のモータドライバが専用に接続されているため、多くのモータを駆動するためには、モータの数に応じた数のモータドライバを必要とし、コスト及びスペースの点から課題が存在していた。

本発明によるモータ駆動方法は、三相の各駆動コイルを有するモータを各１対で合計６個のトランジスタからなるモータドライバを介して制御するようにしたモータ駆動方法において、１個のみの前記モータドライバの出力側に接続されたスイッチング回路部を介して複数の前記モータを前記出力側に接続し、前記モータドライバの出力を前記スイッチング回路部で切替えつつ前記各モータを同時に駆動する方法であり、また、前記スイッチング回路部の切換動作を固定することにより、前記各モータの中の何れか１個のみを駆動する方法であり、また、前記スイッチング回路部は、前記モータドライバの内部に設けられている方法であり、また、本発明によるモータ駆動装置は、三相の各駆動コイルを有するモータを各１対で合計６個のトランジスタからなるモータドライバを介して制御するようにしたモータ駆動装置において、１個のみの前記モータドライバの出力側に接続されたスイッチング回路部を介して複数の前記モータを前記出力側に接続し、前記モータドライバの出力を前記スイッチング回路部で切替えつつ前記各モータを同時に駆動するようにした構成であり、また、前記スイッチング回路部の切換動作を固定することにより、前記モータの中の何れか１個のみを駆動する構成であり、また、前記スイッチング回路部は、前記モータドライバの内部に設けられている構成である。

本発明によるモータ駆動方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、１個のみのモータドライバの出力側に、スイッチング回路部を介して複数のモータが接続されているため、スイッチング回路部を高速でスイッチングさせると複数のモータを同時に回転させ、何れか一方を選択すると一方のみのモータが駆動される。
従って、１個のみのモータドライバを用いて複数のモータを同時駆動させることができ、高価なパワー素子の節減を達成することができる。

本発明は、１個のみのモータドライバに対してスイッチング回路部を介して複数のモータを接続し、全てのモータを同時に駆動するか、何れか１個のみのモータを選択して駆動するかを可能とし、少ないパワー素子で複数のモータを同時駆動するようにしたモータ駆動方法及び装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるモータ駆動方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１０で示されるものは、モータドライバであり、このモータドライバ１０の出力側１０Ａには、スイッチング回路部１１を介して第１、第２モータ１２，１３が並列接続されている。

前記各モータ１２，１３は、各々、Ｕ相駆動コイル１、Ｖ相駆動コイル２及びＷ相駆動コイル３とがスター結線されて構成され、各々、三相正弦波駆動形ブラシレスモータを構成している。

前記モータドライバ１０は、各モータ１２，１３のＵ，Ｖ，Ｗの三相の各駆動コイル１，２，３に流れる電流を正弦波状に制御する必要があり、そのために各駆動コイル１，２，３に一対設けられた合計６個のトランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのオン、オフを制御してＵ，Ｖ，Ｗ相の各駆動コイル１，２，３に適切な電圧を印加するため、周知のパルス幅変調方式（以下、ＰＷＭ方式と云う）によるパルス信号を用いた駆動方式が採用されている。

前述の方式では、各モータ１２，１３の一方がスイッチング回路部１１を介して接続された状態で、各相、すなわち、各駆動コイル１，２，３のハイアーム側のトランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨとローアーム側のトランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬとは互いにオン、オフが逆となっており、ＰＷＭ方式の１サイクルのうち、図２で示す区間イでは各相ともハイアーム側のトランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨがオンとしているので、各Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電圧差は零となり、電流は流れない。

次に、図２の区間ロでは、Ｕ，Ｖ相はハイアーム側のトランジスタＵＨ，ＶＨがオンであり、Ｗ相はローアーム側のトランジスタＷＬがオンしているので、Ｕ，Ｖ相とＷ相とにＶ_ｃｃの電圧差が生じ、Ｕ，Ｖ相からＷ相へ電流が流れる。

次に、区間ハでは、Ｕ相はハイアーム側のトランジスタＵＨがオン、Ｖ，Ｗ相はローアーム側のトランジスタＶＬ，ＷＬがオンであるため、Ｕ相とＶ，Ｗ相とにＶ_ｃｃの電圧差が生じＵ相からＶ，Ｗ相へ電流が流れる。

また、ＰＷＭ方式では、１サイクルの周期Ｔが短いため、区間イ〜ニの動きによりＵ，Ｖ，Ｗ相には、平均してＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（０＜Ｖｗ＜Ｖｖ＜Ｖｕ）の電圧が印加された状態と等価になり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗはその電圧差に対応して流れることになる。

この場合には、ｉｕ＞０、ｉｖ＝０、ｉｗ＜０となり、この電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは前述の区間イ、このように各相Ｕ，Ｖ，Ｗの電圧差が零（０）の区間においても、各駆動コイル１，２，３のインダクタンスの働きにより電流は流れ続けようとする。

すなわち、区間イではトランジスタＵＨ，ＷＨに並列に設けられたフライホイルダイオードＤＷＨにより、ＵＨ→Ｕ→Ｗ→ＤＷＨの循環ループにより流れる。
また、区間ニではトランジスタＵＬのフライホイルＤＵＬにより、ＤＵＬ→Ｕ→Ｗ→ＷＬの循環ループにより流れ続ける。

従って、前記スイッチング回路部１１を、外部からのセレクト信号１１ａによって実線の状態に切替えると、第１モータ１２にモータドライバ１０からの駆動信号が供給されて駆動され、点線の状態に切替えると、第２モータ１３にモータドライバ１０からの駆動信号が供給されて駆動される。

前述のように、１個のみのモータドライバ１０を各モータ１２，１３が共通して用いることにより、前記スイッチング回路部１１のスイッチング動作によって各モータの同時駆動及び一方のみの駆動を行うことができる。

すなわち、前記スイッチング回路部１１のスイッチング動作、すなわち、セレクト信号１１ａを高速信号とし、モータが２個の場合には、駆動信号のデューティを５０％とすることにより、両方のモータ１２，１３を同時に（実際には、立上り時に各モータ１２，１３間にわずかなタイムラグが生じる）駆動し、同時に回転させることができる。
また、前記スイッチング回路部１１の切換動作を実線又は点線の何れかに切替えて固定した場合には、一方のみのモータ１２又は１３を駆動することができる。

尚、前記スイッチング回路部１１は、電子スイッチにより構成されていると共に、各モータ１２，１３の数も、２個以上とすることは可能である。

本発明によるモータ駆動方法を示す回路図である。図１の各トランジスタに対する信号波形を示す波形図である。

符号の説明

１Ｕ相駆動コイル
２Ｖ相駆動コイル
３Ｗ相駆動コイル
１０モータドライバ
１０Ａ出力側
１１スイッチング回路部
１１ａセレクト信号

Claims

三相の各駆動コイル(1,2,3)を有するモータ(12,13)を各１対で合計６個のトランジスタ(UH〜WL)からなるモータドライバ(10)を介して制御するようにしたモータ駆動方法において、
１個のみの前記モータドライバ(10)の出力側(10A)に接続されたスイッチング回路部(11)を介して複数の前記モータ(12,13)を前記出力側(10A)に接続し、前記モータドライバ(10)の出力を前記スイッチング回路部(11)で切替えつつ前記各モータ(12,13)を同時に駆動することを特徴とするモータ駆動方法。
前記スイッチング回路部(11)の切換動作を固定することにより、前記各モータ(12,13)の中の何れか１個のみを駆動することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動方法。
前記スイッチング回路部(11)は、前記モータドライバ(10)の内部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動方法。
三相の各駆動コイル(1〜3)を有するモータ(12,13)を各１対で合計６個のトランジスタ(UH〜WL)からなるモータドライバ(10)を介して制御するようにしたモータ駆動装置において、
１個のみの前記モータドライバ(10)の出力側(10A)に接続されたスイッチング回路部(11)を介して複数の前記モータ(12,13)を前記出力側(10A)に接続し、前記モータドライバ(10)の出力を前記スイッチング回路部(11)で切替えつつ前記各モータ(12,13)を同時に駆動するように構成したことを特徴とするモータ駆動装置。
前記スイッチング回路部(11)の切換動作を固定することにより、前記モータ(12,13)の中の何れか１個のみを駆動することを特徴とする請求項４記載のモータ駆動装置。
前記スイッチング回路部(11)は、前記モータドライバ(10)の内部に設けられていることを特徴とする請求項４又は５記載のモータ駆動装置。