JP2007529979A - 電子整流可能なセンサレス直流モーターの始動方法 - Google Patents
電子整流可能なセンサレス直流モーターの始動方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007529979A JP2007529979A JP2007503321A JP2007503321A JP2007529979A JP 2007529979 A JP2007529979 A JP 2007529979A JP 2007503321 A JP2007503321 A JP 2007503321A JP 2007503321 A JP2007503321 A JP 2007503321A JP 2007529979 A JP2007529979 A JP 2007529979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- signal
- phase
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/185—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using inductance sensing, e.g. pulse excitation
-
- 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
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
-
- 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
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
-
- 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
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
この種の方法は、例えばドイツ連邦共和国アーヘン市にある出版社"Shaker"から2001年に出版された公知文献であるシュットガルト大学学位論文集D93("Volker Bosch"著)から公知である。ローター位置がセンサ系を介して検出されないこの種の電子整流式の直流モーターでは、静止状態におけるローターの絶対位置は未知である。それ故にモーターの初期位置の位置付けに対しては、まずローターが始動過程の開始時点において2つまたは3つの素線の通電によって予め定められた初期位置にもたらされ、それによってローターが相応に位置調整されている。所定の待機時間の経過の後ではさらなるモーター素線(Motorstrang)の漸進的な通電によって制御されたモーターの始動過程が行われる。しかしながらこの場合前記のような公知のセンサレス方式のローター位置検出のための方法において基本的に前提とされることは、ローターが所定の最小回転数を上回った後でないと信頼性の高い位置信号が供給されないということである。そのためこの方法はモーターの始動のために直接利用することができない。従ってこの手法は閉ループ制御ではなく開ループ制御で行われる。つまりローターブロッキングの速やかな識別と補償調整は不可能である。それゆえにこの公知の方法は、可変の負荷を伴うモーターに対してしか適していない。
本発明の課題が基礎とすることは、前記公知の方法において次のような改善を施すことである。すなわちできるだけ僅かな技術的及び経済的コストのみで、センサレス方式のローター位置検出を伴うこの種のモーターの始動も制御でき、始動時の通電期間と通電量もそのつどのモーター負荷へ適合化できるように改善を施すことである。またこれによってモーターブロッキングの迅速な識別の他にも強い負荷のもとでの信頼性の高い始動や弱い負荷のもとでのモーターの始動ができるだけ短い時間で達成されるようにすることである。
この課題は請求項1の特徴によって解決される。
特にこれによれば、センサレスでのローター位置検出によって既に静止状態において信頼性の高い、負荷依存性のモーター始動過程の制御が達成でき、さらにローター回転数が所定の最小値を上回った後では、素線電圧の第3高調波及び/又はさらなる奇数次の高調波の評価によって別種の有利なモーター回転数制御が利用できるようになる。静止状態におけるローターの位置の検出に対しては、独国特許出願公開第10162380号公報から公知の方法が適用可能であり、これによれば所定の初期位置へモーターを回転させるための事前通電が不要となる。しかしながらこの公知方法では、機器が始動した後で特に回転数が高くなった場合には非常に計算が複雑となり、制御のために要するそのつどの瞬時のローター位置の検出に対して非常に高性能で高速な計算機が必要となってしまう。
図1には、永久磁石によって励磁されたローターを有しているセンサレス方式の電子整流可能な三相直流モーターが示されており、
図2には、始動期間中の積分されたアナログローター位置信号の基本的な時間経過特性が示されている。
図1には、符号10で直流電圧源の正極がそして符号12でアースに接続された直流電圧源の負極が表されており、この直流電圧源はMOSFETトランジスタと共に6パルス式整流ブリッジとして構成されている切換装置、特にインバーター14に給電している。このインバーターの出力側は、線路16,18,20を介して電子整流可能なセンサレス直流モーターのステーター22の位相コイルU,V,Wに接続されており、前記直流モーターの永久磁石によって励起されるローターは符号24で表されている。このローター24における双方向⇒は、このローターが逆の回転方向にも駆動可能であることを示している。
Claims (10)
- 永久磁石で励磁されるローターと、多相、特に三相のステーターコイルを支持するステーターと、直流電圧源からのステーター位相コイルの連続した通電のための制御装置によって制御される切換装置とを有している、電子整流可能なセンサレス直流モーターの始動方法において、
最初に静止状態と始動過程の開始時点における最小値よりも下方のローター回転数領域においてローター(24)の位置を制御装置(54)により求め、
続いて切換装置(14)を介してステーター(22)の位相コイル(U,V,W)の制御された始動時通電を行い、
それに対してローター回転数の所定の最小値に達した後では、素線電圧の第3高調波及び/又はさらなる奇数次の高調波から直接導出される位置信号(∫U3)をモーターの自己整流に対するローター位置信号として受取り、その結果から切換装置(14)への制御信号を通常動作モードにおける位相コイル(U,V,W)の通電のために供給するようにしたことを特徴とする方法。 - 前記制御装置(54)は静止状態においてステーターの位相コイル(U,V,W)へ電流パルスを印加し、個々のコイルにおける電流上昇からローター(24)の静止位置を求める、請求項1記載の方法。
- ステーター(22)の位相コイル(U,V,W)の初期通電期間及び/又は初期量がモーターのそのつどの負荷に適応化される、請求項1記載の方法。
- ステーター(22)の素線電圧の第3高調波及び/又はさらなる奇数次の高調波が、一方では位相コイル(U,V,W)の中性点(28)を介して、そして他方では3つの位相抵抗(32,34,36)から形成された補助中性点(30)を介して、後置接続された積分器(46)を備えたコンパレーター(40)に供給される、請求項1から3いずれか1項記載の方法。
- 積分器(46)の出力信号がモーターの静止状態と始動過程の開始時点においてはA/D変換器(50)を介して制御装置(54)に供給され、ローター回転数の所定の最小値の上方の領域においてはヒステリシスを備えたコンパレーター(52)を介して制御装置(54)に供給される、請求項4記載の方法。
- 前記制御装置(54)がマイクロコンピュータ(μC)を有しており、該マイクロコンピュータ(μC)はその入力信号としてA/D変換器(50)の信号と、ヒステリシスを備えたコンパレーター(52)の信号と、目標回転数信号(56)とを受け取り、その出力側からドライバ段(62)を介してステーター位相コイル(U,V,W)の通電用の切換装置(14)を制御する、請求項1から5いずれか1項記載の方法。
- 前記制御装置(54)は、ローター回転数が所定の最小値に達した後で、ヒステリシスを備えたコンパレーター(52)を介して、モーターのローター位置に依存した自己整流に対する二進位置信号を連続的に受け取る、請求項1から6いずれか1項記載の方法。
- 静止値(R)とほぼ正弦波状の振幅(S)の間の、積分器(46)から供給されるアナログローター位置信号(∫U3)の所定の値から、位相コイル(U,V,W)の制御された始動時通電からヒステリシスを備えたコンパレーター(52)の二進出力信号の信号エッジによる整流制御への切換のトリガが、素線電圧の第3高調波の経過に相応して行われる、請求項1から7いずれか1項記載の方法。
- 位相コイル(U,V,W)の制御された初期検出(T2>T>0)からヒステリシスを備えたコンパレーター(52)の出力信号による制御への切換のトリガが、積分器(46)の出力信号(∫U3)の第1の転向点(T2)への到達と共に行われる、請求項1から8いずれか1項記載の方法。
- ローター(24)の静止状態位置の検出の後で、ステーター(22)の位相コイル(U,V,W)の少なくとも2つが初期値を用いてローター及びステーター通過の軸間で30°〜150°の電気角度、有利には約90°の電気角度が生じるように通電される、請求項1から9いずれか1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004013241A DE102004013241A1 (de) | 2004-03-18 | 2004-03-18 | Verfahren zum Starten eines sensorlosen, elektronisch kommutierbaren Gleichstommotors |
PCT/EP2005/050480 WO2005091489A1 (de) | 2004-03-18 | 2005-02-04 | Verfahren zum starten eines sensorlosen, elektronisch kommutierbaren gleichstrommotors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007529979A true JP2007529979A (ja) | 2007-10-25 |
JP4437151B2 JP4437151B2 (ja) | 2010-03-24 |
Family
ID=34960416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007503321A Expired - Fee Related JP4437151B2 (ja) | 2004-03-18 | 2005-02-04 | 電子整流可能なセンサレス直流モーターの始動方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7511439B2 (ja) |
EP (1) | EP1728316B1 (ja) |
JP (1) | JP4437151B2 (ja) |
CN (1) | CN100468949C (ja) |
DE (2) | DE102004013241A1 (ja) |
WO (1) | WO2005091489A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006039127A1 (de) * | 2006-08-21 | 2008-03-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum selbstkommutierenden Betrieb eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors |
DE102009004556A1 (de) | 2009-01-14 | 2010-07-15 | Eads Deutschland Gmbh | Fehlerdetektionsmethode für elektrische Motoren mit einem oder mehreren Sternpunkten |
US8179157B2 (en) | 2009-01-21 | 2012-05-15 | Trane International Inc. | Setup and method for testing a permanent magnet motor |
DE102010028479A1 (de) * | 2010-05-03 | 2011-11-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine |
US8896246B2 (en) * | 2010-05-28 | 2014-11-25 | Standard Microsystems Corporation | Method for aligning and starting a BLDC three phase motor |
DE102010031566A1 (de) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern einer mehrphasigen elektronisch kommutierten elektrischen Maschine sowie ein Motorsystem |
PL2410653T3 (pl) * | 2010-07-23 | 2019-09-30 | Askoll Holding S.R.L. | Urządzenie do sterowania synchronicznym silnikiem elektrycznym z wirnikiem z magnesami trwałymi |
US8736207B2 (en) * | 2011-01-03 | 2014-05-27 | General Electric Company | Method and system for power conversion |
CN103227597A (zh) * | 2013-05-06 | 2013-07-31 | 广州欧丰机电有限公司 | 基于can总线和arm的三相伺服电机 |
CN103595322B (zh) * | 2013-11-20 | 2016-10-19 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种永磁同步电机的起动方法及装置 |
US20150249419A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Kia Motors Corporation | System and method for controlling inverter |
RU2733224C2 (ru) * | 2016-03-17 | 2020-09-30 | Дженерал Электрик Компани | Блок управления для двигателя на внутренних постоянных магнитах и двигательная установка, содержащая такой блок управления |
JP6718749B2 (ja) * | 2016-06-06 | 2020-07-08 | ローム株式会社 | モータ制御装置 |
DE102016117258A1 (de) * | 2016-09-14 | 2018-03-15 | Universität des Saarlandes | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Läuferlage eines Läufers einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine |
DE102017214637A1 (de) * | 2017-08-22 | 2019-02-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines elektronisch kommutierten Elektromotors |
US12119764B2 (en) * | 2022-05-16 | 2024-10-15 | Rivian Ip Holdings, Llc | Estimating input currents provided to an electric motor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08205578A (ja) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Fuji Electric Co Ltd | 電動機の磁極位置検出装置 |
JP2000201494A (ja) * | 1999-01-06 | 2000-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | モ―タ駆動装置 |
JP2003219683A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Fujitsu General Ltd | 永久磁石電動機の制御方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4912378A (en) | 1988-07-21 | 1990-03-27 | Emerson Electric Co. | Third harmonic commutation control system and method |
US5117165A (en) | 1990-06-29 | 1992-05-26 | Seagate Technology, Inc. | Closed-loop control of a brushless DC motor from standstill to medium speed |
US5841252A (en) * | 1995-03-31 | 1998-11-24 | Seagate Technology, Inc. | Detection of starting motor position in a brushless DC motor |
JP2002523006A (ja) * | 1998-07-31 | 2002-07-23 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 無ブラシ式多相dcモータの回転角度検出装置 |
AU2432801A (en) | 1999-12-14 | 2001-06-25 | Penn State Research Foundation, The | Detection of rotor angle in a permanent magnet synchronous motor at zero speed |
DE60025585D1 (de) * | 2000-07-19 | 2006-04-06 | St Microelectronics Srl | Startvorgang für bürstenlose Motoren |
KR100778190B1 (ko) * | 2000-11-09 | 2007-11-22 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 동기 모터 제어 방법 및 그 장치 |
DE10162380A1 (de) | 2001-12-19 | 2003-07-03 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Starten eines bürstenlosen Gleichstrommotors |
-
2004
- 2004-03-18 DE DE102004013241A patent/DE102004013241A1/de not_active Ceased
-
2005
- 2005-02-04 EP EP05707940A patent/EP1728316B1/de not_active Not-in-force
- 2005-02-04 US US10/593,184 patent/US7511439B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-04 JP JP2007503321A patent/JP4437151B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-04 DE DE502005010071T patent/DE502005010071D1/de active Active
- 2005-02-04 WO PCT/EP2005/050480 patent/WO2005091489A1/de active Application Filing
- 2005-02-04 CN CNB2005800084415A patent/CN100468949C/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08205578A (ja) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Fuji Electric Co Ltd | 電動機の磁極位置検出装置 |
JP2000201494A (ja) * | 1999-01-06 | 2000-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | モ―タ駆動装置 |
JP2003219683A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Fujitsu General Ltd | 永久磁石電動機の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005091489A1 (de) | 2005-09-29 |
DE502005010071D1 (de) | 2010-09-23 |
US20070210732A1 (en) | 2007-09-13 |
CN100468949C (zh) | 2009-03-11 |
EP1728316A1 (de) | 2006-12-06 |
DE102004013241A1 (de) | 2005-10-06 |
JP4437151B2 (ja) | 2010-03-24 |
US7511439B2 (en) | 2009-03-31 |
EP1728316B1 (de) | 2010-08-11 |
CN1934778A (zh) | 2007-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4437151B2 (ja) | 電子整流可能なセンサレス直流モーターの始動方法 | |
KR101497000B1 (ko) | 전기 구동장치 및 그 제어 방법 | |
JPH05508297A (ja) | デイジタルモータコントローラ | |
KR101530731B1 (ko) | 브러쉬리스 전기 머신들에서 계자 전류를 결정하기 위한 방법 및 장치 | |
JPH06113585A (ja) | ホール効果デバイスなしに時間差方法を用いたブラシレス直流モータ用位置検出装置 | |
JPH03504435A (ja) | 無刷子直流モータの始動方法 | |
JP4295620B2 (ja) | ステッパモータ制御装置 | |
US7750585B2 (en) | Asymmetric control system for a sensorless and brushless electric motor | |
JP2004040943A (ja) | センサレスモータのロータ停止位置検出方法及び装置並びに起動方法及び起動装置 | |
JP5640010B2 (ja) | 電動機を駆動する方法 | |
JP4653814B2 (ja) | ブラシレス直流モータのロータ位置をセンサレスで検出するための方法および回路 | |
JP2010504077A (ja) | 電子整流式電動モータを作動する方法 | |
WO2005096491A1 (en) | Rotor position detection of a brushless dc motor | |
JP6562881B2 (ja) | 永久磁石同期モータの定数同定装置及び定数同定方法 | |
US8502486B2 (en) | DC brushless motor system and the method thereof | |
JP3483789B2 (ja) | ブラシレス直流モータの駆動装置 | |
JP2018014773A (ja) | センサレスモータの回転子位置検出方法及びセンサレスモータ駆動装置 | |
JP2017131000A (ja) | 3相ブラシレスモータのセンサレス駆動方法 | |
JP2940436B2 (ja) | 交流電動機の惰性回転情報検出方法及び装置 | |
US11114966B2 (en) | Device and method for determining rotation of an induction machine | |
JP3114817B2 (ja) | ブラシレスモータの回転子位置検出方法 | |
JP2001045779A (ja) | 可変速装置 | |
JP3389300B2 (ja) | ブラシレスモータの運転方法 | |
JPH08322281A (ja) | 直流ブラシレスモータの保護装置 | |
JP2022546285A (ja) | センサレス単相電気モータの起動方法およびセンサレス単相電気モータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090227 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090527 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090603 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090629 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091204 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |