JP2008104267A - Motor device - Google Patents

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JP2008104267A
JP2008104267A JP2006283552A JP2006283552A JP2008104267A JP 2008104267 A JP2008104267 A JP 2008104267A JP 2006283552 A JP2006283552 A JP 2006283552A JP 2006283552 A JP2006283552 A JP 2006283552A JP 2008104267 A JP2008104267 A JP 2008104267A
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stator
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Tetsuo Nakada
哲雄 仲田
Yasuto Yanagida
靖人 柳田
Atsushi Suhara
淳 須原
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor device for which the initial position of a rotor in its stop state can be easily estimated, and which can be started stably, based on the estimated initial position of the rotor. <P>SOLUTION: The motor device applies the same voltage pulses to the coils Lu, Lv and Lw of each phase of the stator 2 of a motor part 10 from an inverter part 22 by an inverter controller 23a when starting its motor part 10 from the stop state of the motor part which has a stator 2 that has a plurality of salient poles where the coils Lu, Lv and Lw are wound separately for each phase and a rotor 1 that has a plurality of salient poles. During application of this voltage pulses, a rotational position fixer 23d fixes the rotational position of the rotor 1 to the stator 2, based on the current deviation of the current flowing to the coils Lu, Lv and Lw of each phase detected by current sensors CTu, CTv and CTw. It starts the motor part 10 by controlling the inverter part 22 so that it may output voltage to rotate the rotor 1, based on the fixed rotational position of the rotor 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、モータ装置に関し、詳しくは、スイッチトリラクタンスモータ等のモータ部をインバータ部により回転制御するモータ装置に関する。   The present invention relates to a motor device, and more particularly to a motor device that controls rotation of a motor unit such as a switched reluctance motor by an inverter unit.

従来、モータ装置としては、永久磁石を用いずに複数の歯を有する回転子を使用して、固定子のコイルに直流電流が流れると磁極が励磁され、回転子の歯が固定子の磁極に引き寄せられることによって回転するスイッチトリラクタンスモータを、インバータ部により回転制御するものがある。   Conventionally, as a motor device, a rotor having a plurality of teeth is used without using a permanent magnet, and when a direct current flows through the stator coil, the magnetic pole is excited, and the rotor tooth becomes the stator magnetic pole. Some inverters control rotation of a switched reluctance motor that rotates by being attracted.

このようなスイッチトリラクタンスモータをインバータ部により回転制御するモータ装置では、固定子に設けられたコイルに、回転子の位置に応じた最適な電流を印加する必要がある。そこで、固定子に対する回転子の位置を正確に知るために、光学式、磁気式の位置センサを回転子軸に取り付けることが考えられるが、停止状態から起動するときに位置センサの基準位置が確定していないために、起動時の転流をどの相から始めるのか分からないという問題がある。   In a motor device that controls the rotation of such a switched reluctance motor using an inverter, it is necessary to apply an optimum current according to the position of the rotor to a coil provided in the stator. Therefore, in order to accurately know the position of the rotor relative to the stator, it may be possible to attach an optical or magnetic position sensor to the rotor shaft. However, the reference position of the position sensor is fixed when starting from a stopped state. In this case, there is a problem that it is not known from which phase the commutation at the start is started.

そこで、回転子と固定子の相対的な磁気特性から回転子位置を推定する方法が提案されている(例えば、特開2004−336865号公報(特許文献1)参照)。しかしながら、この回転子位置の同定方法は、演算処理が複雑であり、高精度な同定を行うには制御用のマイクロコンピュータの演算処理時間が充分高速でなければならず、システムのコストアップにつながるという問題がある。
特開2004−336865号公報
Thus, a method for estimating the rotor position from the relative magnetic characteristics of the rotor and the stator has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-336865 (Patent Document 1)). However, this rotor position identification method is complicated in calculation processing, and the calculation processing time of the control microcomputer must be sufficiently high for high-precision identification, leading to an increase in system cost. There is a problem.
JP 2004-336865 A

そこで、この発明の課題は、スイッチトリラクタンスモータ等のモータ部の停止状態において回転子の初期位置を容易に推定することができ、推定された回転子の初期位置に基づいて安定した起動ができるモータ装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to easily estimate the initial position of the rotor in a stopped state of a motor unit such as a switched reluctance motor, and to perform stable startup based on the estimated initial position of the rotor. The object is to provide a motor device.

上記課題を解決するため、この発明のモータ装置は、
コイルが相毎に巻回された複数の突極を有する固定子と、上記固定子の上記コイルに電流を供給することにより上記固定子の上記突極に生じた磁気吸引力により回転する複数の突極を有する回転子とを有するモータ部と、
上記モータ部の上記固定子の上記各相のコイルに電圧を印加するインバータ部と、
上記インバータ部から上記モータ部の上記固定子の上記各相のコイルに流れる電流を検出する電流検出部と、
上記電流検出部により検出された上記モータ部の上記各相のコイルに流れる電流に基づいて、上記インバータ部を制御すると共に、上記モータ部の上記回転子の停止状態から起動するときに、上記インバータ部から上記モータ部の上記固定子の各相のコイルに対して同一の電圧パルスを同時に印加するインバータ制御部と、
上記インバータ部からの上記同一の電圧パルスの印加時に上記電流検出部により検出された上記モータ部の上記各相のコイルに流れる電流に基づいて、上記固定子に対する上記回転子の回転位置を同定する回転位置同定部と
を備え、
上記回転位置同定部により同定された上記固定子に対する上記回転子の回転位置に基づいて、上記インバータ制御部は、上記回転子を回転させる電圧を出力するように上記インバータ部を制御して上記モータ部を起動することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the motor device of the present invention is:
A stator having a plurality of salient poles each having a coil wound for each phase, and a plurality of rotors rotated by magnetic attraction generated on the salient poles of the stator by supplying current to the coils of the stator. A motor unit having a rotor having salient poles;
An inverter unit for applying a voltage to the coils of each phase of the stator of the motor unit;
A current detection unit for detecting current flowing from the inverter unit to the coils of the respective phases of the stator of the motor unit;
The inverter unit is controlled based on the current flowing through the coils of the respective phases of the motor unit detected by the current detection unit, and when the inverter of the motor unit is started from the stopped state, the inverter An inverter control unit for simultaneously applying the same voltage pulse to each phase coil of the stator of the motor unit from the unit;
The rotational position of the rotor relative to the stator is identified based on the current flowing through the coils of the phases of the motor unit detected by the current detection unit when the same voltage pulse is applied from the inverter unit. A rotational position identification unit,
Based on the rotation position of the rotor relative to the stator identified by the rotation position identification unit, the inverter control unit controls the inverter unit to output a voltage for rotating the rotor, and the motor The unit is activated.

上記構成のモータ装置によれば、上記モータ部の回転子の停止状態から起動するとき、インバータ制御部によりインバータ部を制御して、インバータ部からモータ部の固定子の各相のコイルに対して同一の電圧パルスを同時に印加する。そうすると、電圧パルスを印加した区間でコイル電流が増加し、各相のコイル電流は、その相のコイル抵抗とインダクタンスに応じて流れる。このとき、各相のコイル抵抗が等しいとすると、回転子の回転位置によって異なるインダクタンスが各相のコイル電流の違いとなって表れる。したがって、上記同一の電圧パルスを印加中にモータ部の各相のコイルに流れる電流に基づいて、回転位置同定部は、固定子に対する回転子の回転位置を同定することが可能となる。このように、モータ部の停止状態において回転子の初期位置を推定して、その回転子の初期位置に基づいて、回転子を回転させる電圧を出力するようにインバータ制御部によりインバータ部を制御してモータ部を起動する。したがって、モータ部の停止状態において、複雑な演算処理を行うことなく回転子の初期位置を容易に推定することができ、推定された回転子の初期位置に基づいて安定した起動ができる。ここで、モータ部としては、スイッチトリラクタンスモータや可変リラクタンス型のステッピングモータを含む。   According to the motor device having the above configuration, when starting from the stopped state of the rotor of the motor unit, the inverter control unit controls the inverter unit, and from the inverter unit to the coils of each phase of the stator of the motor unit. The same voltage pulse is applied simultaneously. If it does so, a coil current will increase in the area which applied the voltage pulse, and the coil current of each phase will flow according to the coil resistance and inductance of the phase. At this time, assuming that the coil resistance of each phase is equal, an inductance that varies depending on the rotational position of the rotor appears as a difference in the coil current of each phase. Accordingly, the rotational position identifying unit can identify the rotational position of the rotor with respect to the stator based on the currents flowing through the coils of the respective phases of the motor unit during application of the same voltage pulse. In this way, the inverter unit is controlled by the inverter control unit so as to estimate the initial position of the rotor when the motor unit is stopped and to output a voltage for rotating the rotor based on the initial position of the rotor. Start the motor. Therefore, when the motor unit is stopped, the initial position of the rotor can be easily estimated without performing complicated calculation processing, and stable startup can be performed based on the estimated initial position of the rotor. Here, the motor unit includes a switched reluctance motor and a variable reluctance type stepping motor.

また、一実施形態のモータ装置では、
上記インバータ部からの上記同一の電圧パルスの印加時に上記電流検出部により検出された上記各相のコイルに流れる電流の電流偏差を求める電流偏差部を備え、
上記電流偏差部により求められた上記電流偏差に基づいて、上記回転位置同定部は、上記固定子に対する上記回転子の回転位置を同定する。
Moreover, in the motor device of one embodiment,
A current deviation unit for obtaining a current deviation of a current flowing in the coils of the respective phases detected by the current detection unit when the same voltage pulse is applied from the inverter unit;
Based on the current deviation obtained by the current deviation unit, the rotational position identification unit identifies the rotational position of the rotor with respect to the stator.

上記実施形態によれば、上記インバータ部から上記同一の電圧パルスを印加したときに、電流検出部により検出された各相のコイルに流れる電流の電流偏差を電流偏差部により求める。例えば、電圧パルスを印加中の所定区間で増加するコイル電流の電流偏差と、各相のコイルのインダクタンスとは、コイルの時定数に比べて極めて短い期間では略反比例の関係を有する。したがって、上記電流偏差が小さい相ほど、その相のコイルのインダクタンスは大きく、その相のコイルが巻回された固定子の突極に対して回転子の突極が近くにある。このような関係を利用して、回転位置同定部は、電流偏差部により求められた各相のコイルに流れる電流の電流偏差に基づいて、固定子に対する回転子の回転位置を容易に同定することができる。   According to the embodiment, when the same voltage pulse is applied from the inverter unit, the current deviation of the current flowing through the coils of each phase detected by the current detection unit is obtained by the current deviation unit. For example, the current deviation of the coil current that increases in a predetermined interval during application of the voltage pulse and the inductance of the coil of each phase have a substantially inversely proportional relationship in a very short period compared to the coil time constant. Therefore, the phase with a smaller current deviation has a larger inductance of the coil of the phase, and the salient pole of the rotor is closer to the salient pole of the stator around which the coil of the phase is wound. Using such a relationship, the rotational position identification unit can easily identify the rotational position of the rotor relative to the stator based on the current deviation of the current flowing through the coils of each phase obtained by the current deviation unit. Can do.

また、一実施形態のモータ装置では、
上記インバータ部から上記同一の電圧パルスを印加する直前と直後に、上記電流検出部により上記固定子の上記各相のコイルに流れる電流を1回ずつ検出して、
上記電流検出部により検出された相毎の2つの電流の偏差を上記電流偏差として上記電流偏差部により求める。
Moreover, in the motor device of one embodiment,
Immediately before and immediately after applying the same voltage pulse from the inverter unit, the current detection unit detects the current flowing through the coils of the respective phases of the stator once,
A deviation between two currents for each phase detected by the current detection unit is obtained by the current deviation unit as the current deviation.

上記実施形態によれば、上記インバータ部から上記同一の電圧パルスを印加する直前と直後に、電流検出部により固定子の上記各相のコイルに流れる電流を1回ずつ検出して、その電流検出部により検出された相毎の2つの電流の偏差を上記電流偏差として電流偏差部により求める。これによって、各相のコイルに流れる電流の検出時のインバータ部のスイッチングノイズの影響が低減され、電流検出精度が向上することにより、回転子位置の推定精度が向上する。   According to the above embodiment, immediately before and after applying the same voltage pulse from the inverter unit, the current detection unit detects the current flowing through the coils of the respective phases of the stator once, and detects the current. The deviation of the two currents for each phase detected by the unit is obtained by the current deviation unit as the current deviation. As a result, the influence of the switching noise of the inverter unit at the time of detecting the current flowing in the coils of each phase is reduced, and the current detection accuracy is improved, thereby improving the estimation accuracy of the rotor position.

また、一実施形態のモータ装置では、
上記インバータ部から上記同一の電圧パルスを印加している期間中に、上記電流検出部により上記固定子の上記各相のコイルに流れる電流を周期的に複数回検出して、
上記電流検出部により検出された相毎の複数の電流に基づいて、上記電流偏差部により上記電流偏差を求める。
Moreover, in the motor device of one embodiment,
During the period of applying the same voltage pulse from the inverter unit, the current detection unit periodically detects the current flowing in the coils of the respective phases of the stator a plurality of times,
The current deviation is obtained by the current deviation unit based on a plurality of currents for each phase detected by the current detection unit.

上記実施形態によれば、上記同一の電圧パルスを印加している期間中、インバータ部のスイッチング素子をスイッチングさせずにオン状態にし、その間に固定子の各相のコイルに流れる電流を周期的に複数回検出し、電流検出部により検出された相毎の複数の電流に基づいて、上記電流偏差部により上記各相のコイルに流れる電流の電流偏差を求める。そうすることにより、インバータ部のスイッチングの影響を受けないので、精度良く電流偏差の検出が可能となる。   According to the above embodiment, during the period when the same voltage pulse is applied, the switching element of the inverter unit is turned on without switching, and the current flowing through the coils of each phase of the stator is periodically Based on the plurality of currents detected for each phase and detected by the current detection unit for each phase, the current deviation unit obtains the current deviation of the current flowing through the coil of each phase. By doing so, it is not affected by the switching of the inverter unit, so that the current deviation can be detected with high accuracy.

また、一実施形態のモータ装置では、
上記インバータ制御部により、上記インバータ部からの上記同一の電圧パルスの印加を複数回繰り返して、上記電流偏差部は、上記同一の電圧パルスの印加毎に求められた複数の電流偏差の平均値を求め、
上記電流偏差部により求められた上記複数の電流偏差の平均値に基づいて、上記回転位置同定部は、上記固定子に対する上記回転子の回転位置を同定する。
Moreover, in the motor device of one embodiment,
The inverter control unit repeats the application of the same voltage pulse from the inverter unit a plurality of times, and the current deviation unit obtains an average value of a plurality of current deviations obtained for each application of the same voltage pulse. Seeking
Based on the average value of the plurality of current deviations obtained by the current deviation unit, the rotational position identification unit identifies the rotational position of the rotor with respect to the stator.

上記実施形態によれば、上記インバータ制御部によりインバータ部からの上記同一の電圧パルスの印加を複数回繰り返し、その電圧パルスの印加毎に電流偏差部により求められた複数の電流偏差の平均値を求める。そうして、上記複数の電流偏差の平均値に基づいて、回転位置同定部が固定子に対する回転子の回転位置を同定することにより、インバータ部のスイッチングの影響を受けないので、より精度良く電流偏差の検出が可能となる。   According to the embodiment, the inverter control unit repeats the application of the same voltage pulse from the inverter unit a plurality of times, and the average value of the plurality of current deviations obtained by the current deviation unit every time the voltage pulse is applied. Ask. Then, since the rotational position identifying unit identifies the rotational position of the rotor relative to the stator based on the average value of the plurality of current deviations, it is not affected by the switching of the inverter unit, so that the current is more accurately detected. Deviation can be detected.

また、一実施形態のモータ装置では、
上記回転位置同定部は、
停止状態の上記回転子の回転位置と、上記インバータ部からの上記同一の電圧パルスの印加時に上記モータ部の上記各相のコイルに流れる電流との関係を予め測定し、測定された上記回転子の回転位置と上記各相のコイルに流れる電流との関係を表すテーブルまたは式を用いて、上記固定子に対する上記回転子の回転位置を同定する。
Moreover, in the motor device of one embodiment,
The rotational position identification unit is
The relationship between the rotational position of the rotor in the stopped state and the current flowing through the coils of the respective phases of the motor unit when the same voltage pulse is applied from the inverter unit is measured in advance, and the measured rotor The rotational position of the rotor with respect to the stator is identified using a table or an expression representing the relationship between the rotational position of the current and the current flowing through the coil of each phase.

上記実施形態によれば、予め測定された回転子の回転位置と各相のコイルに流れる電流との関係を表すテーブルまたは式を用いて、回転位置同定部により固定子に対する回転子の回転位置を同定することによって、回転子の回転位置の同定に要する処理を簡略化でき、同定時間を短縮できる。   According to the embodiment described above, the rotational position of the rotor relative to the stator is determined by the rotational position identification unit using a table or an expression representing the relationship between the rotational position of the rotor measured in advance and the current flowing through the coil of each phase. By identifying, the processing required for identifying the rotational position of the rotor can be simplified, and the identification time can be shortened.

また、一実施形態のモータ装置では、
上記インバータ部は、
直流電源の正極側に一端が接続された上アーム用スイッチング素子と、
上記上アーム用スイッチング素子の他端にカソードが接続され、アノードが上記直流電源の負極側に接続された上アーム用ダイオードと、
上記直流電源の正極側にカソードが接続された下アーム用ダイオードと、
上記下アーム用ダイオードのアノードに一端が接続され、他端が上記直流電源の負極側に接続された下アーム用スイッチング素子と
を上記相毎に有し、
上記上アーム用スイッチング素子と上記上アーム用ダイオードの接続点と、上記下アーム用スイッチング素子と上記下アーム用ダイオードの接続点との間に、上記固定子の上記各相のコイルを接続した。
Moreover, in the motor device of one embodiment,
The inverter part is
An upper arm switching element having one end connected to the positive electrode side of the DC power supply;
A cathode connected to the other end of the switching element for the upper arm, and an upper arm diode having an anode connected to the negative electrode side of the DC power supply;
A lower arm diode having a cathode connected to the positive electrode side of the DC power supply;
For each phase, the lower arm switching element has one end connected to the anode of the lower arm diode and the other end connected to the negative electrode side of the DC power source for each phase.
The coils of each phase of the stator were connected between the connection point of the upper arm switching element and the upper arm diode, and the connection point of the lower arm switching element and the lower arm diode.

上記実施形態によれば、上アーム用スイッチング素子と上アーム用ダイオードと下アーム用スイッチング素子と下アーム用ダイオードからなる簡単な回路ブロック毎に、各相のコイルに電流を供給できる。   According to the embodiment, current can be supplied to the coils of each phase for each simple circuit block including the upper arm switching element, the upper arm diode, the lower arm switching element, and the lower arm diode.

以上より明らかなように、この発明のモータ装置によれば、モータ部の停止状態において回転子の初期位置を容易に推定することができ、推定された回転子の初期位置に基づいて安定した起動ができるモータ装置を実現することができる。   As is clear from the above, according to the motor device of the present invention, the initial position of the rotor can be easily estimated in the stopped state of the motor unit, and stable start-up can be performed based on the estimated initial position of the rotor. It is possible to realize a motor device that can

また、一実施形態のモータ装置によれば、上記インバータ部から上記同一の電圧パルスを印加したときに、電流検出部によりモータ部の固定子の各相のコイルに流れる電流を検出して、電流偏差部により上記同一の電圧パルスを印加中に各相のコイルに流れる電流の電流偏差を求めて、回転位置同定部は、電流偏差部により求められた各相のコイルに流れる電流の電流偏差に基づいて、固定子に対する回転子の回転位置を容易に同定することができる。   Further, according to the motor device of one embodiment, when the same voltage pulse is applied from the inverter unit, the current detecting unit detects the current flowing in the coils of the respective phases of the stator of the motor unit, The deviation position determines the current deviation of the current flowing in each phase coil during application of the same voltage pulse, and the rotational position identification section calculates the current deviation of the current flowing in each phase coil determined by the current deviation section. Based on this, the rotational position of the rotor relative to the stator can be easily identified.

また、一実施形態のモータ装置によれば、上記インバータ部から上記同一の電圧パルスを印加する直前と直後に、電流検出部により固定子の上記各相のコイルに流れる電流を1回ずつ検出して、その電流検出部により検出された相毎の2つの電流の偏差を上記電流偏差として電流偏差部により求めることによって、各相のコイルに流れる電流の検出時のインバータ部のスイッチングノイズの影響が低減され、電流検出精度が向上することにより、回転子位置の推定精度が向上する。   Further, according to the motor device of one embodiment, immediately before and after the application of the same voltage pulse from the inverter unit, the current flowing through the coils of the respective phases of the stator is detected once by the current detection unit. Thus, the current deviation unit obtains the deviation of the two currents for each phase detected by the current detection unit as the current deviation, so that the influence of the switching noise of the inverter unit at the time of detecting the current flowing in the coil of each phase can be reduced. By reducing the current detection accuracy and improving the current detection accuracy, the estimation accuracy of the rotor position is improved.

また、一実施形態のモータ装置によれば、上記インバータ部から上記同一の電圧パルスを印加している期間中、インバータ部のスイッチング素子をスイッチングさせずにオン状態にし、その間に固定子の各相のコイルに流れる電流を周期的に複数回検出し、電流検出部により検出された相毎の複数の電流に基づいて、上記電流偏差部により上記各相のコイルに流れる電流の電流偏差を求めることによって、インバータ部のスイッチングの影響を受けないので、精度良く電流偏差の検出が可能となる。   Further, according to the motor device of one embodiment, during the period in which the same voltage pulse is applied from the inverter unit, the switching element of the inverter unit is turned on without switching, and each phase of the stator is The current flowing through the coil is periodically detected a plurality of times, and the current deviation of the current flowing through the coil of each phase is obtained by the current deviation unit based on the plurality of currents for each phase detected by the current detection unit. Therefore, the current deviation can be detected with high accuracy because it is not affected by the switching of the inverter.

また、一実施形態のモータ装置によれば、上記インバータ制御部によりインバータ部からの上記同一の電圧パルスの印加を複数回繰り返し、その電圧パルスの印加毎に、電流偏差部により求められた複数の電流偏差の平均値を用いて、回転位置同定部が固定子に対する回転子の回転位置を同定することによって、インバータ部のスイッチングの影響を受けないので、より精度良く電流偏差の検出が可能となる。   According to the motor device of an embodiment, the inverter control unit repeats the application of the same voltage pulse from the inverter unit a plurality of times, and each time the voltage pulse is applied, a plurality of current deviation units are obtained. Since the rotational position identifying unit identifies the rotational position of the rotor relative to the stator using the average value of the current deviation, it is not affected by the switching of the inverter unit, so that the current deviation can be detected with higher accuracy. .

また、一実施形態のモータ装置によれば、予め測定された回転子の回転位置と各相のコイルに流れる電流との関係を表すテーブルまたは式を用いて、回転位置同定部が固定子に対する回転子の回転位置を同定することによって、回転子の回転位置の同定に要する処理を簡略化でき、同定時間を短縮できる。   Further, according to the motor device of one embodiment, the rotational position identifying unit rotates the stator relative to the stator using a table or an expression that represents the relationship between the rotational position of the rotor measured in advance and the current flowing through the coil of each phase. By identifying the rotational position of the rotor, the processing required for identifying the rotational position of the rotor can be simplified, and the identification time can be shortened.

また、一実施形態のモータ装置によれば、上アーム用スイッチング素子と上アーム用ダイオードと下アーム用スイッチング素子と下アーム用ダイオードからなる簡単な回路ブロック毎に、各相のコイルに電流を供給することができる。   In addition, according to the motor device of one embodiment, current is supplied to the coils of each phase for each simple circuit block including the upper arm switching element, the upper arm diode, the lower arm switching element, and the lower arm diode. can do.

以下、この発明のモータ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the motor device of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

図1はこの発明の実施の一形態のモータ装置のインバータ部の回路図を示している。   FIG. 1 shows a circuit diagram of an inverter part of a motor device according to an embodiment of the present invention.

このインバータ部は、図1に示すように、直流電源VDCの正極側にコレクタが接続された上アーム用スイッチング素子の一例としてのNPNトランジスタQu1,Qv1,Qw1と、上記NPNトランジスタQu1,Qv1,Qw1のエミッタにカソードが接続され、アノードが直流電源VDCの負極側に接続された上アーム用ダイオードの一例としてのダイオードDu1,Dv1,Dw1と、直流電源VDCの正極側にカソードが接続された下アーム用ダイオードの一例としてのダイオードDu2,Dv2,Dw2と、上記ダイオードDu2,Dv2,Dw2のアノードにコレクタが接続され、エミッタが直流電源VDCの負極側に接続された下アーム用スイッチング素子の一例としてのNPNトランジスタQu2,Qv2,Qw2とを有する。上記NPNトランジスタQu1のエミッタとNPNトランジスタQu2のコレクタとの間にU相コイルLuを接続している。上記NPNトランジスタQv1のエミッタとNPNトランジスタQv2のコレクタとの間にV相コイルLvを接続している。上記NPNトランジスタQw1のエミッタとNPNトランジスタQw2のコレクタとの間にW相コイルLwを接続している。   As shown in FIG. 1, the inverter unit includes NPN transistors Qu1, Qv1, Qw1 as examples of upper-arm switching elements whose collectors are connected to the positive side of the DC power supply VDC, and the NPN transistors Qu1, Qv1, Qw1. Diodes Du1, Dv1, and Dw1 as examples of upper arm diodes having a cathode connected to the emitter and an anode connected to the negative side of the DC power source VDC, and a lower arm having a cathode connected to the positive side of the DC power source VDC As an example of a lower arm switching element in which a collector is connected to the anodes of the diodes Du2, Dv2, Dw2 as an example of the diode for use and an anode of the diodes Du2, Dv2, Dw2 and an emitter is connected to the negative side of the DC power supply VDC It has NPN transistors Qu2, Qv2, Qw2. A U-phase coil Lu is connected between the emitter of the NPN transistor Qu1 and the collector of the NPN transistor Qu2. A V-phase coil Lv is connected between the emitter of the NPN transistor Qv1 and the collector of the NPN transistor Qv2. A W-phase coil Lw is connected between the emitter of the NPN transistor Qw1 and the collector of the NPN transistor Qw2.

ここで、上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子にNPNトランジスタを用いたが、PNPトランジスタを用いてもよいし、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:メタル・オキサイド・セミコンダクタ・電界効果トランジスタ)等の他のスイッチング素子を用いてもよい。また、インバータ部は、図1に示す回路構成に限らず、モータ部の構成や駆動方式に応じた回路構成のインバータ部であればよい。   Here, an NPN transistor is used for the upper arm switching element and the lower arm switching element. However, a PNP transistor may be used, or a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Other switching elements such as may be used. The inverter unit is not limited to the circuit configuration illustrated in FIG. 1, and may be an inverter unit having a circuit configuration according to the configuration of the motor unit and the driving method.

また、図2は上記インバータ部により駆動されるモータ部10の要部の構成を示しており、このモータ部10は、図2に示すように、8つの突極1aを有する歯車形状の回転子1と、上記回転子1の周りを囲むように配置され、12の突極2aを有する固定子2とを有する。上記固定子2の各突極2aに、U相,V相,W相コイル(図1に示すLu,Lv,Lw)が時計回りに順に巻回されている。   FIG. 2 shows a configuration of a main part of the motor unit 10 driven by the inverter unit. The motor unit 10 is a gear-shaped rotor having eight salient poles 1a as shown in FIG. 1 and a stator 2 which is arranged so as to surround the rotor 1 and has 12 salient poles 2a. U-phase, V-phase, and W-phase coils (Lu, Lv, and Lw shown in FIG. 1) are wound around the salient poles 2a of the stator 2 in order clockwise.

また、図3は上記モータ装置の制御ブロック図である。図3において、20は三相交流電源、21は上記三相交流電源20からの三相交流電圧を直流電圧に変換するダイオードブリッジ、22は上記ダイオードブリッジ21からの直流電圧を変換して、モータ部10のU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに出力するインバータ部、23は上記インバータ部22を制御する制御装置である。上記ダイオードブリッジ21の正極側出力端子に平滑コンデンサCの正極側を接続し、ダイオードブリッジ21の負極側出力端子に平滑コンデンサCの負極側を接続している。   FIG. 3 is a control block diagram of the motor device. In FIG. 3, 20 is a three-phase AC power source, 21 is a diode bridge that converts the three-phase AC voltage from the three-phase AC power source 20 into a DC voltage, and 22 is a motor that converts the DC voltage from the diode bridge 21 to a motor. An inverter unit 23 that outputs to the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw of the unit 10 is a control device that controls the inverter unit 22. The positive side of the smoothing capacitor C is connected to the positive side output terminal of the diode bridge 21, and the negative side of the smoothing capacitor C is connected to the negative side output terminal of the diode bridge 21.

また、このモータ装置は、モータ部10の回転子1の位置を検出する位置センサ24と、インバータ部22からU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに流れる電流を検出する電流検出部の一例としての電流センサCTu,CTv,CTwとを有している。   The motor device also includes a position sensor 24 that detects the position of the rotor 1 of the motor unit 10 and a current detection that detects the current flowing from the inverter unit 22 to the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw. It has current sensors CTu, CTv, CTw as an example of the unit.

上記制御装置23は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなり、位置センサ24により検出された回転子1の位置を表す位置信号θと、電流センサCTu,CTv,CTwにより検出されたU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに流れる電流iu,iv,iw、および、速度指令信号ω*に基づいて、インバータ部22を制御するインバータ制御部23aと、U相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに流れる電流の電流偏差を求める電流偏差部23bと、上記電流偏差部23bにより求められた電流偏差に基づいてU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwのインダクタンスの大小関係を推定するインダクタンス推定部23cと、上記インダクタンス推定部23cにより推定されたU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwのインダクタンスの大小関係に基づいて、固定子2に対する回転子1の回転位置を同定する回転位置同定部23dとを有している。上記インバータ部22は、インバータ制御部23aによって所定のキャリア周期に同期したPWM変調方式により制御される。   The control device 23 includes a microcomputer, an input / output circuit, and the like. The control device 23 includes a position signal θ representing the position of the rotor 1 detected by the position sensor 24, and the U phase, V detected by the current sensors CTu, CTv, CTw. Inverter control unit 23a for controlling inverter unit 22 based on currents iu, iv, iw flowing through phase, W phase coils Lu, Lv, Lw and speed command signal ω *, U phase, V phase, W phase A current deviation part 23b for obtaining a current deviation of the current flowing through the coils Lu, Lv, Lw, and inductances of the U-phase, V-phase, W-phase coils Lu, Lv, Lw based on the current deviation obtained by the current deviation part 23b; And a rotor for the stator 2 on the basis of the magnitude relation of the inductances of the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw estimated by the inductance estimation section 23c. 1 And a rotational position identifying unit 23d for identifying a rotational position. The inverter unit 22 is controlled by the PWM control method synchronized with a predetermined carrier cycle by the inverter control unit 23a.

図4はキャリア周期内でのU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに印加する電圧パルスとコイル電流および電流検出のタイミングを示す図である。図4に示すように、U相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに同一の電圧パルスを印加する。ここで、電圧パルスのパルス幅をWtとする。   FIG. 4 is a diagram illustrating voltage pulses applied to the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw, coil current, and current detection timing within the carrier period. As shown in FIG. 4, the same voltage pulse is applied to the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw. Here, the pulse width of the voltage pulse is Wt.

図5は上記モータ装置の停止状態の回転子1の回転位置を同定する制御装置23の処理の流れを示している。図5に示すように、ステップS1において、キャリア周期内の所定のタイミングでU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwのコイル電流iu(n-1),iv(n-1),iw(n-1)を検出する。   FIG. 5 shows a processing flow of the control device 23 for identifying the rotational position of the rotor 1 in a stopped state of the motor device. As shown in FIG. 5, in step S1, coil currents iu (n-1), iv (n-1), U-phase, V-phase, W-phase coils Lu, Lv, Lw at predetermined timings within the carrier cycle, iw (n-1) is detected.

次に、ステップS2に進み、全トランジスタQu1,Qv1,Qw1,Qu2,Qv2,Qw2を所定時間Wtオンする。   In step S2, all transistors Qu1, Qv1, Qw1, Qu2, Qv2, and Qw2 are turned on for a predetermined time Wt.

そして、所定時間Wt経過後に、全トランジスタQu1,Qv1,Qw1,Qu2,Qv2,Qw2をオフし、ステップS3でU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwのコイル電流iu(n),iv(n),iw(n)を検出する。   Then, after a predetermined time Wt has elapsed, all the transistors Qu1, Qv1, Qw1, Qu2, Qv2, Qw2 are turned off, and the coil currents iu (n), U, V, W phase coils Lu, Lv, Lw in step S3 iv (n) and iw (n) are detected.

次に、ステップS4に進み、電流偏差部23bにより、
Δiu=iu(n)−iu(n-1)
Δiv=iv(n)−iv(n-1)
Δiw=iw(n)−iw(n-1)
を用いて各相の電流偏差Δiu,Δiv,Δiwを算出する。
Next, the process proceeds to step S4, where the current deviation unit 23b
Δiu = iu (n) -iu (n-1)
Δiv = iv (n) −iv (n−1)
Δiw = iw (n) −iw (n−1)
Is used to calculate current deviations Δiu, Δiv, Δiw of each phase.

次に、ステップS5に進み、電流偏差Δiu,Δiv,Δiwに基づいて、インダクタンス推定部23cによりU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwのインダクタンスの大小関係を推定する。   Next, the process proceeds to step S5, and based on the current deviations Δiu, Δiv, Δiw, the inductance estimating unit 23c estimates the magnitude relation of the inductances of the U-phase, V-phase, W-phase coils Lu, Lv, Lw.

そして、ステップS5で推定したU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwのインダクタンスの大小関係に基づいて、回転位置同定部23dにより回転子1の回転位置を同定する。   Then, the rotational position of the rotor 1 is identified by the rotational position identification unit 23d based on the magnitude relationship between the inductances of the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw estimated in step S5.

ここで、回転子1の回転位置の同定は、図6に示す回転子位置とインダクタンスの関係を用いる。例えば、図6に示すように、固定子2のU相の突極と回転子1の突極とが対向する位置関係の場合、U相コイルLuのインダクタンスが最大となり、V相,W相コイルLv,Lwのインダクタンスが最小となる。また、固定子2のU相の突極と回転子1の突極との相対的な位置関係が180度ずれている場合、U相コイルLuのインダクタンスが最小となり、V相,W相コイルLv,Lwのインダクタンスが略中間の値となる。   Here, the identification of the rotational position of the rotor 1 uses the relationship between the rotor position and the inductance shown in FIG. For example, as shown in FIG. 6, when the U-phase salient pole of the stator 2 and the salient pole of the rotor 1 face each other, the inductance of the U-phase coil Lu is maximized, and the V-phase and W-phase coils The inductances of Lv and Lw are minimized. When the relative positional relationship between the U-phase salient poles of the stator 2 and the salient poles of the rotor 1 is shifted by 180 degrees, the inductance of the U-phase coil Lu is minimized, and the V-phase and W-phase coils Lv. , Lw has an approximately intermediate value of inductance.

これは、固定子の突極がコイルに近いほどコイルの磁気抵抗が増大してコイル電流が流れにくくなり、コイルのインダクタンスが変化するためである。   This is because as the salient pole of the stator is closer to the coil, the magnetic resistance of the coil increases and the coil current hardly flows, and the inductance of the coil changes.

このように、上記構成のモータ装置において、図4に示すように、U相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに任意のデューティで設定された電圧パルスを印加すると、電圧パルスを印加した区間だけコイル電流iu,iv,iwが増加する。そのときのコイル電流iu,iv,iwは、そのコイル抵抗とインダクタンスに応じて流れることになる。U相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwのコイル抵抗は等しいとすると、コイル電流iu,iv,iwの違いはインダクタンスの違いとなって現れる。スイッチトリラクタンスモータの場合、回転子位置によってインダクタンスの値が変化するため、各相の電流を検出してその電流を比較することによって、回転子位置を推定することができる。   In this way, in the motor device having the above-described configuration, when a voltage pulse set with an arbitrary duty is applied to the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw as shown in FIG. 4, the voltage pulse is applied. The coil currents iu, iv and iw increase only during the interval. The coil currents iu, iv, iw at that time flow according to the coil resistance and inductance. If the coil resistances of the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw are equal, the difference in coil currents iu, iv, and iw appears as a difference in inductance. In the case of a switched reluctance motor, the inductance value changes depending on the rotor position. Therefore, the rotor position can be estimated by detecting the current of each phase and comparing the current.

したがって、スイッチトリラクタンスモータの停止状態において回転子1の初期位置を容易に推定することができ、推定された回転子1の初期位置に基づいて安定した起動ができるモータ装置を実現することができる。   Therefore, it is possible to easily estimate the initial position of the rotor 1 in a stopped state of the switched reluctance motor, and to realize a motor device that can be stably started based on the estimated initial position of the rotor 1. .

また、起動時の回転子1の初期位置が同定され、回転子1を所定の方向に回転させるために始めに励磁すべき相が確定されることにより、安定した起動が可能になる。   Further, the initial position of the rotor 1 at the time of activation is identified, and the phase to be excited first is determined in order to rotate the rotor 1 in a predetermined direction, thereby enabling stable activation.

U相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに印加する電圧パルスのデューティは、それによって流れる電流によってトルクが発生しない程度に設定される必要がある。また、U相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに同じデューティの電圧パルスを印加することにより、回転子1にトルクが発生しないため、回転子1を移動させずに初期位置が同定され、始動時の回転子位置の確定精度が向上する。   The duty of the voltage pulse applied to the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw needs to be set to such an extent that no torque is generated by the flowing current. In addition, by applying voltage pulses with the same duty to the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw, no torque is generated in the rotor 1, so the initial position is identified without moving the rotor 1. Thus, the accuracy of determining the rotor position at the start is improved.

また、コイル電流iu,iv,iwを検出するタイミングは、図4に示すように、電圧パルスを印加する直前と、電圧パルスの印加が終了した直後に実行することにより、インバータ部22のスイッチングによるノイズの影響を低減することが可能となり、電流検出精度が向上することにより、回転子位置の推定精度が向上する。   Further, the timing for detecting the coil currents iu, iv, and iw is performed immediately before the voltage pulse is applied and immediately after the application of the voltage pulse is finished, as shown in FIG. The influence of noise can be reduced, and the current detection accuracy is improved, so that the estimation accuracy of the rotor position is improved.

また、図5のフローチャートに示す一連の処理をキャリア周期毎に実行し、これを数回繰り返し検出した電流偏差Δiu,Δiv,Δiwの平均を取ることにより、測定精度の向上が図れる。   In addition, the measurement accuracy can be improved by executing the series of processes shown in the flowchart of FIG. 5 for each carrier period and taking the average of the current deviations Δiu, Δiv, Δiw detected repeatedly several times.

また、検出した電流偏差Δiu,Δiv,Δiwから回転子位置を推定するときに、予め電流偏差Δiu,Δiv,Δiwと回転子位置の関係を測定しテーブル化して、それを制御装置23内に持っておくことにより、簡便にかつ速やかに回転子位置を推定可能となる。   Further, when estimating the rotor position from the detected current deviations Δiu, Δiv, Δiw, the relationship between the current deviations Δiu, Δiv, Δiw and the rotor position is measured and tabulated in advance, and this is stored in the controller 23. Thus, the rotor position can be estimated easily and quickly.

また、上記インバータ部22を一定期間(Wt)スイッチングさせずにオン状態にし、その間に周期的に電流偏差を検出ことにより、スイッチングの影響を受けないため、精度良く電流検出が可能となる。   In addition, since the inverter unit 22 is turned on without switching for a certain period (Wt) and the current deviation is periodically detected during the period, the current can be accurately detected because it is not influenced by switching.

なお、上記実施の形態では、インバータ部22から電圧パルスを印加する直前と直後に、図4に示すように、電流センサCTu,CTv,CTwにより固定子2のU相,V相,W相コイルLu,Lv,Lwに流れる電流を1回ずつサンプリングしたが、これに限らない。   In the above embodiment, immediately before and after applying the voltage pulse from the inverter unit 22, the U-phase, V-phase, and W-phase coils of the stator 2 are detected by the current sensors CTu, CTv, and CTw as shown in FIG. Although the currents flowing through Lu, Lv, and Lw are sampled once, the present invention is not limited to this.

例えば、図7に示すように、インバータ部から電圧パルスを印加している期間中(複数のキャリア周期の期間)に、電流検出部により固定子の各相のコイルに流れる電流i(n-3),i(n-2),i(n-1),i(n),i(n+1),i(n+2),i(n+3)をキャリアの始点および頂点で複数回サンプリングして、サンプリングされた相毎の複数の電流に基づいて各相のコイルに流れる電流の電流偏差を求めてもよい。   For example, as shown in FIG. 7, during a period in which a voltage pulse is applied from the inverter unit (a period of a plurality of carrier cycles), a current i (n−3) flowing in the coils of each phase of the stator by the current detection unit. ), i (n-2), i (n-1), i (n), i (n + 1), i (n + 2), i (n + 3) multiple times at the carrier start and vertex Sampling may be performed to determine the current deviation of the current flowing in the coils of each phase based on the plurality of sampled currents for each phase.

また、上記実施の形態では、スイッチトリラクタンスモータをモータ部10に用いたモータ装置について説明したが、モータ部はこれに限らず、可変リラクタンス型のステッピングモータ等を用いたモータ装置にこの発明を適用してもよい。   In the above embodiment, a motor device using a switched reluctance motor for the motor unit 10 has been described. However, the motor unit is not limited to this, and the present invention is applied to a motor device using a variable reluctance type stepping motor or the like. You may apply.

図1はこの発明の実施の一形態のモータ装置のインバータ部の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an inverter unit of a motor device according to an embodiment of the present invention. 図2は上記インバータ部により駆動されるモータ部の要部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of the motor unit driven by the inverter unit. 図3は上記モータ装置の制御ブロック図である。FIG. 3 is a control block diagram of the motor device. 図4はキャリア周期内でU相,V相,W相コイルに印加する電圧パルスとコイル電流および電流検出のタイミングを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing voltage pulses applied to the U-phase, V-phase, and W-phase coils within the carrier period, coil current, and current detection timing. 図5は上記モータ装置の停止状態の回転子の回転位置を同定する制御部の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a process flow of the control unit for identifying the rotational position of the rotor in a stopped state of the motor device. 図6は回転子位置とインダクタンスの関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the rotor position and the inductance. 図7は複数のキャリア周期内で複数回のサンプリングを行う場合のU相,V相,W相コイルに印加する電圧パルスとコイル電流および電流検出のタイミングを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing voltage pulses, coil currents, and current detection timings applied to the U-phase, V-phase, and W-phase coils when sampling is performed a plurality of times within a plurality of carrier periods.

符号の説明Explanation of symbols

1…回転子
1a…突極
2…固定子
2a…突極
10…モータ部
20…三相交流電源
21…ダイオードブリッジ
22…インバータ部
23…制御装置
23a…インバータ制御部
23b…電流偏差部
23c…インダクタンス推定部
23d…回転位置同定部
24…位置センサ
Qu1,Qv1,Qw1,Qu2,Qv2,Qw2…NPNトランジスタ
Du1,Dv1,Dw1,Du2,Dv2,Dw2…ダイオード
Lu…U相コイル
Lv…V相コイル
Lw…W相コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor 1a ... Salient pole 2 ... Stator 2a ... Salient pole 10 ... Motor part 20 ... Three-phase alternating current power supply 21 ... Diode bridge 22 ... Inverter part 23 ... Control device 23a ... Inverter control part 23b ... Current deviation part 23c ... Inductance estimation unit 23d ... Rotational position identification unit 24 ... Position sensor Qu1, Qv1, Qw1, Qu2, Qv2, Qw2 ... NPN transistor Du1, Dv1, Dw1, Du2, Dv2, Dw2 ... Diode Lu ... U phase coil Lv ... V phase coil Lw ... W phase coil

Claims (7)

コイル(Lu,Lv,Lw)が相毎に巻回された複数の突極を有する固定子(2)と、上記固定子(2)の上記コイル(Lu,Lv,Lw)に電流を供給することにより上記固定子(2)の上記突極に生じた磁気吸引力により回転する複数の突極を有する回転子(1)とを有するモータ部(10)と、
上記モータ部(10)の上記固定子(2)の上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に電圧を印加するインバータ部(22)と、
上記インバータ部(22)から上記モータ部(10)の上記固定子(2)の上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に流れる電流を検出する電流検出部(CTu,CTv,CTw)と、
上記電流検出部(CTu,CTv,CTw)により検出された上記モータ部(10)の上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に流れる電流に基づいて、上記インバータ部(22)を制御すると共に、上記モータ部(10)の上記回転子(1)の停止状態から起動するときに、上記インバータ部(22)から上記モータ部(10)の上記固定子(2)の各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に対して同一の電圧パルスを同時に印加するインバータ制御部(23a)と、
上記インバータ部(22)からの上記同一の電圧パルスの印加時に上記電流検出部(CTu,CTv,CTw)により検出された上記モータ部(10)の上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に流れる電流に基づいて、上記固定子(2)に対する上記回転子(1)の回転位置を同定する回転位置同定部(23d)と
を備え、
上記回転位置同定部(23d)により同定された上記固定子(2)に対する上記回転子(1)の回転位置に基づいて、上記インバータ制御部(23a)は、上記回転子(1)を回転させる電圧を出力するように上記インバータ部(22)を制御して上記モータ部(10)を起動することを特徴とするモータ装置。
A current is supplied to the stator (2) having a plurality of salient poles in which coils (Lu, Lv, Lw) are wound for each phase, and the coils (Lu, Lv, Lw) of the stator (2). A motor unit (10) having a rotor (1) having a plurality of salient poles rotated by a magnetic attractive force generated on the salient poles of the stator (2).
An inverter unit (22) for applying a voltage to the coils (Lu, Lv, Lw) of each phase of the stator (2) of the motor unit (10);
A current detector (CTu, CTv, CTw) for detecting current flowing from the inverter (22) to the coils (Lu, Lv, Lw) of the respective phases of the stator (2) of the motor (10); ,
The inverter unit (22) is controlled based on the current flowing through the coils (Lu, Lv, Lw) of each phase of the motor unit (10) detected by the current detection unit (CTu, CTv, CTw). At the same time, when the rotor (1) of the motor unit (10) is started from a stopped state, the coils of each phase of the stator (2) of the motor unit (10) from the inverter unit (22) ( Inverter controller (23a) for simultaneously applying the same voltage pulse to (Lu, Lv, Lw),
The coils (Lu, Lv, Lw) of the phases of the motor unit (10) detected by the current detection unit (CTu, CTv, CTw) when the same voltage pulse is applied from the inverter unit (22). A rotational position identification unit (23d) for identifying the rotational position of the rotor (1) relative to the stator (2) based on the current flowing through
Based on the rotational position of the rotor (1) relative to the stator (2) identified by the rotational position identification unit (23d), the inverter control unit (23a) rotates the rotor (1). A motor device characterized by starting the motor unit (10) by controlling the inverter unit (22) so as to output a voltage.
請求項1に記載のモータ装置において、
上記インバータ部(22)からの上記同一の電圧パルスの印加時に上記電流検出部(CTu,CTv,CTw)により検出された上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に流れる電流の電流偏差を求める電流偏差部(23b)を備え、
上記電流偏差部(23b)により求められた上記電流偏差に基づいて、上記回転位置同定部(23d)は、上記固定子(2)に対する上記回転子(1)の回転位置を同定することを特徴とするモータ装置。
The motor device according to claim 1,
The current deviation of the currents flowing in the coils (Lu, Lv, Lw) of the respective phases detected by the current detection units (CTu, CTv, CTw) when the same voltage pulse is applied from the inverter unit (22). A current deviation portion (23b) to be obtained;
Based on the current deviation obtained by the current deviation part (23b), the rotational position identification part (23d) identifies the rotational position of the rotor (1) relative to the stator (2). Motor device.
請求項2に記載のモータ装置において、
上記インバータ部(22)から上記同一の電圧パルスを印加する直前と直後に、上記電流検出部(CTu,CTv,CTw)により上記固定子(2)の上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に流れる電流を1回ずつ検出して、
上記電流検出部(CTu,CTv,CTw)により検出された相毎の2つの電流の偏差を上記電流偏差として上記電流偏差部(23b)により求めることを特徴とするモータ装置。
The motor device according to claim 2,
Immediately before and immediately after the application of the same voltage pulse from the inverter unit (22), the coils (Lu, Lv, Lw) of the respective phases of the stator (2) by the current detection unit (CTu, CTv, CTw). ) Is detected once at a time,
A motor device characterized in that a deviation between two currents for each phase detected by the current detection unit (CTu, CTv, CTw) is obtained as the current deviation by the current deviation unit (23b).
請求項2に記載のモータ装置において、
上記インバータ部(22)から上記同一の電圧パルスを印加している期間中に、上記電流検出部(CTu,CTv,CTw)により上記固定子(2)の上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に流れる電流を周期的に複数回検出して、
上記電流検出部(CTu,CTv,CTw)により検出された相毎の複数の電流に基づいて、上記電流偏差部(23b)により上記電流偏差を求めることを特徴とするモータ装置。
The motor device according to claim 2,
During the period in which the same voltage pulse is applied from the inverter unit (22), the current detection unit (CTu, CTv, CTw) causes the coils (Lu, Lv, Lw) is periodically detected multiple times,
A motor device characterized in that the current deviation is obtained by the current deviation part (23b) based on a plurality of currents for each phase detected by the current detection part (CTu, CTv, CTw).
請求項2乃至4のいずれか1つに記載のモータ装置において、
上記インバータ制御部(23a)により、上記インバータ部(22)からの上記同一の電圧パルスの印加を複数回繰り返して、上記電流偏差部(23b)は、上記同一の電圧パルスの印加毎に求められた複数の電流偏差の平均値を求め、
上記電流偏差部(23b)により求められた上記複数の電流偏差の平均値に基づいて、上記回転位置同定部(23d)は、上記固定子(2)に対する上記回転子(1)の回転位置を同定することを特徴とするモータ装置。
In the motor device according to any one of claims 2 to 4,
The inverter control section (23a) repeats the application of the same voltage pulse from the inverter section (22) a plurality of times, and the current deviation section (23b) is obtained every time the same voltage pulse is applied. The average value of multiple current deviations
Based on the average value of the plurality of current deviations obtained by the current deviation part (23b), the rotational position identification part (23d) determines the rotational position of the rotor (1) relative to the stator (2). A motor device characterized by identifying.
請求項1乃至5のいずれか1つに記載のモータ装置において、
上記回転位置同定部(23d)は、
停止状態の上記回転子(1)の回転位置と、上記インバータ部(22)からの上記同一の電圧パルスの印加時に上記モータ部(10)の上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に流れる電流との関係を予め測定し、測定された上記回転子(1)の回転位置と上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)に流れる電流との関係を表すテーブルまたは式を用いて、上記固定子(2)に対する上記回転子(1)の回転位置を同定することを特徴とするモータ装置。
In the motor device according to any one of claims 1 to 5,
The rotational position identification unit (23d)
The rotating position of the rotor (1) in the stopped state and the coils (Lu, Lv, Lw) of the respective phases of the motor unit (10) when the same voltage pulse is applied from the inverter unit (22). Using a table or formula that measures the relationship with the flowing current in advance and represents the relationship between the measured rotational position of the rotor (1) and the current flowing through the coils (Lu, Lv, Lw) of the respective phases, A motor device for identifying a rotational position of the rotor (1) relative to the stator (2).
請求項1乃至6のいずれか1つに記載のモータ装置において、
上記インバータ部(22)は、
直流電源の正極側に一端が接続された上アーム用スイッチング素子(Qu1,Qv1,Qw1)と、
上記上アーム用スイッチング素子(Qu1,Qv1,Qw1)の他端にカソードが接続され、アノードが上記直流電源の負極側に接続された上アーム用ダイオード(Du1,Dv1,Dw1)と、
上記直流電源の正極側にカソードが接続された下アーム用ダイオード(Du2,Dv2,Dw2)と、
上記下アーム用ダイオード(Du2,Dv2,Dw2)のアノードに一端が接続され、他端が上記直流電源の負極側に接続された下アーム用スイッチング素子(Qu2,Qv2,Qw2)と
を上記相毎に有し、
上記上アーム用スイッチング素子(Qu1,Qv1,Qw1)と上記上アーム用ダイオード(Du1,Dv1,Dw1)の接続点と、上記下アーム用スイッチング素子(Qu2,Qv2,Qw2)と上記下アーム用ダイオード(Du2,Dv2,Dw2)の接続点との間に、上記固定子(2)の上記各相のコイル(Lu,Lv,Lw)を接続したことを特徴とするモータ装置。
The motor device according to any one of claims 1 to 6,
The inverter part (22)
An upper arm switching element (Qu1, Qv1, Qw1) having one end connected to the positive electrode side of the DC power supply;
An upper arm diode (Du1, Dv1, Dw1) having a cathode connected to the other end of the upper arm switching element (Qu1, Qv1, Qw1) and an anode connected to the negative side of the DC power supply;
A lower arm diode (Du2, Dv2, Dw2) having a cathode connected to the positive electrode side of the DC power supply;
The lower arm switching elements (Qu2, Qv2, Qw2) having one end connected to the anode of the lower arm diode (Du2, Dv2, Dw2) and the other end connected to the negative side of the DC power supply are connected to each phase. Have
Connection point between the upper arm switching element (Qu1, Qv1, Qw1) and the upper arm diode (Du1, Dv1, Dw1), the lower arm switching element (Qu2, Qv2, Qw2) and the lower arm diode A motor device characterized in that the coils (Lu, Lv, Lw) of the stator (2) are connected between connection points of (Du2, Dv2, Dw2).
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