JP2008526180A - 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 - Google Patents
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Abstract
Description
図1 永久磁石励磁式のロータとスター結線された3相の電機子巻線とを有する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し該ブラシレス直流モータを動作させるための回路を示す。
モータ10の給電を半導体切換装置24によって行うための整流パターンは、制御ユニット26において予め設定されており、機器のそのつど2つの位相が通電され第3相は無通電状態に維持されるように構成されている。こうするためにはたとえば、正極16からの電圧ベクトルU1は直流電圧中間回路20と上方の半導体スイッチとを介して、ステータ位相Iに印加され、このステータ位相1を流れる電流は、制御ユニット26によって、接続された負荷に相応して設定された基準値Irefに達するまで上昇される。その後、制御ユニット26から所定の短い時間にわたってゼロ電圧ベクトルが印加され、この位相は短時間フリーホイール動作した後、相電圧U1が新たな電流調整サイクルの開始時に再び印加され、基準電流Irefに再び達する。このようにして相電流は中性点Sを経て、負の値で相電流I2として位相2の端子まで流れ、ここから下方の半導体スイッチと電流センサ22とを介して負極18まで戻るか、ないしは直流電圧電源網のアースまで戻る。位相3は最初は無通電状態に維持される。位相1および2の通電によって発生した磁束は、ロータ12の永久磁石によって生成された磁束とともに、必要なトルクを生成し、3相ステータにおいて公知のように、60°経過後にそのつど、この通電が1つの位相にさらに接続される。
Claims (11)
- ロータと、スター結線された電機子巻線とを有する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し、該ブラシレス直流モータを動作させる方法であって、
該ロータは、たとえば永久磁石励磁式のロータであり、
該電機子巻線は、たとえば3相の電機子巻線であり、
該ロータ位置に依存して、該ブラシレス直流モータの巻線を直流電圧電源網に連続的に接続するための、半導体切換装置に対する制御ユニットが設けられている形式のものにおいて、
該制御ユニット(26)に、相電流合計(I)から導出されたトリガ信号(58)を供給し、
該トリガ信号(58)を使用して、半導体切換装置(24)に対する整流信号(30)を生成するための基準として、または該ロータ位置を表す位置信号として、個々の位相に誘導された誘導電圧(Uix)の基準値を検出するための時点を決定し、
そのつど1つの相電圧(Ux)と中性点電圧(Us)との差から形成された加算器(34,36,38)の出力信号を、後置された比較器(40,42,44)において、所定の相電流(Iref)によって位相の内部抵抗(R)に発生した電圧降下を表す電圧値と比較することにより、該誘導電圧(Uix)および該誘導電圧(Uix)のゼロ交差を検出することを特徴とする方法。 - 前記相電流(Ix)および前記相電流合計(I)を、電流センサ(22)を使用して、前記半導体切換装置(24)の直流電圧中間回路(20)において求める、請求項1記載の方法。
- 前記電流センサ(22)によって検出された相電流合計(I)を別の比較器(56)において、所要のトルクおよび回転数に相応して設定された基準値(Iref)の到達に基づいて監視し、
該基準値(Uref)に達するたびに、該別の比較器(56)は前記制御ユニット(26)に対するトリガ信号を供給する、請求項1または2記載の方法。 - モータ電流(Ix)の前記基準値(Iref)によって位相に発生された電圧降下を再現するために基準電圧源(32)を使用し、
該基準電圧源(32)の電圧(+/−Uref,アース)は、該モータ電流の基準値(Iref)に達した時点で該モータ電流(Ix)によって位相に発生された電圧降下に比例する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 前記基準電圧源(32)の電圧(+Uref)は比較値として、前記制御ユニット(26)に対するトリガ信号(58)を形成する際に前記別の比較器(56)によって使用される、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 各位相ごとに別個の分圧器(52,54)を介して、前記基準電圧源(32)を前記直流電圧電源網(16,18)のアース端子に接続することができ、
該分圧器(52,54)の分圧器端子(55)はそれぞれ、前記比較器(40,42,44)の反転入力端に、整流パターンによって設定された電流を表す基準値を供給し、それと同時に、該比較器(40,42,44)の非反転入力端に、相電圧(Ux)と中性点電圧(Us)との差に相応する電圧値を、所属の加算器(34,36,38)の出力端から印加する、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。 - 前記ブラシレス直流モータ(10)の基本回転数領域でも、該モータ(10)の界磁弱め領域において、公称回転数を上回る回転数でも使用する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- ロータと、スター結線された電機子巻線とを有する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し、該ブラシレス直流モータを動作させるための回路であって、
該ロータは、たとえば永久磁石励磁式であり、
該電機子巻線は、たとえば3相の電機子巻線であり、
該ロータ位置に依存して該ブラシレス直流モータの巻線位相を直流電圧電源網に連続的に接続するための半導体切換装置に対する制御ユニットが設けられている形式のものにおいて、
該制御ユニット(26)は、相電圧(Ux)および中性点電圧(Us)に対するそれぞれ1つの加算器(34,36,38)を介し、かつ、該加算器(34,36,38)の出力電圧と、所定の相電流(Iref)によって位相の内部抵抗(R)に発生された電圧に対する基準値(Uref)とを比較するためのそれぞれ1つの比較器(40,42,44)とを介して接続されており、
所定のモータ電流(Iref)に達する時点で誘導電圧(Ui)を該制御ユニット(26)によって検出するためのトリガ信号(58)が、別の比較器(56)から供給され、
該別の比較器(56)は、該ブラシレス直流モータ(10)の直流電圧中間回路(20)内の電流センサ(22)に接続されており、かつ、該モータ電流(Iref)によって位相に発生した電圧降下に対する基準電圧源(32)に接続されていることを特徴とする回路。 - 前記誘導電圧(Ui)はアナログの差形成器(34,36,38,40,42,44)によって検出される、請求項8記載の回路。
- 前記基準電圧源(32)は、各位相に対して別個の分圧器(52,54)を介して、前記直流電圧電源網(16,18)のアース端子に接続されている、請求項8または9記載の回路。
- 前記分圧器(52,54)の分圧器端子(55)はそれぞれ、前記比較器(40,42,44)の反転入力端に接続されており、
該比較器(40,42,44)の非反転入力端は、所属の加算器(34,36,38)の出力端に接続されており、
該加算器(34,36,38)の出力端は、前記半導体切換装置に対する制御ユニット(26)に接続されている、請求項8から10までのいずれか1項記載の回路。
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