JP2013236532A - ２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線が単純になり、回路設計において利点を有することができるとともに、コストを下げ、空間上の利点を得ることができる２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置及びその方法を提供する。
【解決手段】本発明による２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置は、商用電源１０を整流して直流電源を供給する整流部２０、整流部２０に連結されたキャパシタ３０、キャパシタ３０に連結された能動型コンバータ４０及び２相のスイッチドリラクタンスモータである２相のＳＲＭ５０の位置及び速度を検知して能動型コンバータ４０を制御するマイクロプロセッサ６０で構成されるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置及びその方法に関する。

スイッチドリラクタンスモータ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ；ＳＲＭ）は、スイッチング制御装置が結合された形態のモータであって、固定子と回転子が両方とも突極型構造を有している。

特に、固定子部分にのみ巻線が巻回されており、回転子部分には、どのような形態の巻線や永久磁石も存在しないため、構造が簡単である。

このような構造上の特徴により、製作生産の面において相当な利点を有しており、直流モータのように起動特性に優れトルク（ｔｏｒｑｕｅ）が大きい反面、メンテナンスの必要性が少なく、単位体積当たりのトルク、効率及びコンバータの定格など多くの部分において優れた特性を有しており、使用分野が増加しつつある。

このようなスイッチドリラクタンスモータは、単相、２相、３相などの様々な形態を有しており、特に、２相のスイッチドリラクタンスモータは、３相のスイッチドリラクタンスモータに比べて駆動回路が簡単であり、ファン、ブロワ及びコンプレッサなどの応用分野において大きく注目されている。

また、このような２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置は、固定子巻線の電流を単一方向に制御するために提案された様々な方式を使用しており、前記提案された方式として、従来の交流電動機を駆動するための非対称ブリッジコンバータを用いたスイッチング制御装置が使用される（特許文献１参照）。

前記非対称ブリッジコンバータは、１相当り二つのスイッチとダイオードを有し、３段階の動作モードを有する。

ここで、動作モード１は、二つのスイッチを両方ともターンオンし、ＤＣ電源電圧を巻線に印加して電流を上昇させるモードであり、動作モード２は、巻線に電流が流れている場合、一つのスイッチをオフし、電流が一つのダイオード、スイッチ及び巻線を循環するようにして徐々に減少させるモードであり、動作モード３は、二つのスイッチを同時にターンオフして迅速に電流を減少させるモードである。

このように動作する非対称ブリッジコンバータは、スイッチドリラクタンスモータ駆動用コンバータのうち、制御の多様性に優れて各相の電流制御が独立しているため、二つの相の電流の重畳が可能である。また、高電圧、大容量に適しており、スイッチの定格電圧が相対的に低い。

しかし、このような２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置は、各相ごとに二つのリード線が必要であるため配線が複雑になり、これにより回路設計がますます困難になる。

また、スイッチ素子から分離された独立したダイオードが多数個備えられるため、製作コストが高く、広い製作空間を要するという問題点があった。

韓国公開特許第２０１０−０１１５２０９号公報

本発明は、前記のような問題点を解決するために導き出されており、制御の多様性と各相の電流制御の独立性を維持しながら、２相のスイッチドリラクタンスモータのリード線の数を減少させることができるスイッチング制御装置及びその方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、スイッチ素子から分離された独立したダイオードの個数を減らすことにより、コストを下げ、空間上の利点を得ることができるスイッチング制御装置及びその方法を提供することを目的とする。

前記のような問題点を解決するための本発明の装置は、商用電源を整流する整流部と、２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線が接点に共通して連結されている一対の共通スイッチと、二つの相巻線のうち一つの相巻線に前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されている直列連結の第１相スイッチ及び第１電流帰還ダイオードと、二つの相巻線のうち他の相巻線に前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されている直列連結の第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードと、前記スイッチにそれぞれ連結されている多数の電流帰還ダイオードと、からなっており、動作モード１〜３で動作し、前記２相のスイッチドリラクタンスモータを駆動する能動型コンバータと、を含む。

また、本発明の装置は、前記２相のスイッチドリラクタンスモータの位置及び速度を検知して前記能動型コンバータを制御するマイクロプロセッサをさらに含む。

また、本発明の装置は、前記一対の共通スイッチは直列に連結された上位共通スイッチ及び下位共通スイッチからなり、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線が連結されており、前記第１相スイッチ及び第１電流帰還ダイオードは直列に連結され、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線のうち一つの相巻線が連結され、前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されており、前記第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードは直列に連結され、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線のうち他の相巻線が連結され、前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されていることを特徴とする。

また、本発明の装置は、前記上位共通スイッチ及び第１相スイッチはオンされ、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード１で動作し、前記下位共通スイッチ及び第２相スイッチはオンされ、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち他の相巻線に対して動作モード１で動作することを特徴とする。

また、本発明の装置は、前記下位共通スイッチに連結された電流帰還ダイオード及び第１電流帰還ダイオードが前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード２で動作し、前記上位共通スイッチに連結された電流帰還ダイオード及び第２相スイッチはオンされ、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード２で動作することを特徴とする。

また、本発明の装置は、前記上位共通スイッチがオンされた状態で第１相スイッチに連結された電流帰還ダイオードが残留電流の循環経路を提供し、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード３で動作し、第２相スイッチがオンされた状態で前記上位共通スイッチに連結された電流帰還ダイオードが残留電流の循環経路を提供し、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード３で動作することを特徴とする。

また、本発明の装置の前記マイクロプロセッサは、前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード３に変化するように制御することを特徴とする。

また、本発明の装置の前記マイクロプロセッサは、前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード２、及び動作モード３に変化するように制御することを特徴とする。

また、本発明の装置の前記マイクロプロセッサは、前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード２に変化する過程を繰り返すように制御することを特徴とする。

一方、本発明の方法は、（Ａ）マイクロプロセッサが２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線が接点に共通して連結されている一対の共通スイッチと、該相巻線に前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されるように形成される二対の直列連結された相スイッチ及び電流帰還ダイオードと、前記スイッチにそれぞれ連結されている多数の電流帰還ダイオードと、からなる能動型コンバータを制御し、二つの相巻線のうち一つの相巻線を励磁した後、残留電流を除去する段階と、（Ｂ）マイクロプロセッサが前記能動型コンバータを制御し、二つの相巻線のうち他の相巻線を励磁した後、残留電流を除去する段階と、を含む。

また、本発明の方法は、前記一対の共通スイッチは直列に連結された上位共通スイッチ及び下位共通スイッチからなり、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線が連結されており、前記二対の相スイッチ及び電流帰還ダイオードは第１相スイッチ及び第１電流帰還ダイオードと、第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードと、からなっており、前記第１相スイッチ及び第１電流帰還ダイオードは直列に連結され、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線のうち一つの相巻線が連結され、前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されており、前記第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードは直列に連結され、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線のうち他の相巻線が連結され、前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されていることを特徴とする。

また、本発明の方法の前記（Ａ）段階及び（Ｂ）段階の能動型コンバータの制御は、前記マイクロプロセッサが前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード３に変化するように制御することを特徴とする。

また、本発明の方法の前記（Ａ）段階及び（Ｂ）段階の能動型コンバータの制御は、前記マイクロプロセッサが前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード２、及び動作モード３に変化するように制御することを特徴とする。

また、本発明の方法の前記マイクロプロセッサは、前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード２に変化する過程を繰り返すように制御することを特徴とする。

本発明によると、２相のスイッチドリラクタンスモータのリード線の数を三つから二つに減らすことができる効果がある。また、これによって配線が単純になり、回路設計において利点を有することができる。

また、本発明によると、各相ごとに四つのスイッチが連結されており、制御の多様性に優れる。

そして、本発明によると、各相ごとに独立した制御が可能であり、電流の重畳が可能である。

さらに、本発明によると、スイッチ素子から分離された独立したダイオードの個数を減らすことにより、コストを下げ、空間上の利点を得ることができる。

また、本発明によると、複数のスイッチをそれぞれＭＯＳＦＥＴにより具現する場合、複数の電流帰還ダイオードをそれぞれ該ＭＯＳＦＥＴのドレインとソースとの間に逆方向に連結されている本体ダイオードにより具現することができ、別途の分離したダイオードを必要としなくなる。その結果、コストを下げる効果を得ることができ、設計において空間活用の利点を有することができる。

さらに、本発明によると、従来の３相のインバータを本発明によるスイッチング装置と共用化することができる効果がある。

本発明の第１実施例による２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置の構成図である。 図１の整流部乃至能動型コンバータの詳細な構成図である。 能動型コンバータのＡ相巻線に対する動作モード１を図示した図面である。 能動型コンバータのＡ相巻線に対する動作モード２を図示した図面である。 能動型コンバータのＡ相巻線に対する動作モード３を図示した図面である。 能動型コンバータのＢ相巻線に対する動作モード１を図示した図面である。 能動型コンバータのＢ相巻線に対する動作モード２を図示した図面である。 能動型コンバータのＢ相巻線に対する動作モード３を図示した図面である。 図１の能動型コンバータの第１スイッチング方式を説明するための波形図である。 図１の能動型コンバータの第２スイッチング方式を説明するための波形図である。 図１の能動型コンバータの第３スイッチング方式を説明するための波形図である。 本発明の第１実施例による２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御方法のフローチャートである。

本発明の目的、特定の利点及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものでない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性のある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施例による２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置の構成図である。

図１を参照すると、本発明の第１実施例による２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置は、商用電源１０を整流して直流電源を供給する整流部２０、前記整流部２０に連結されたキャパシタ３０、前記キャパシタ３０に連結された能動型コンバータ４０及び２相のスイッチドリラクタンスモータである２相のＳＲＭ５０の位置及び速度を検知して能動型コンバータ４０を制御するマイクロプロセッサ６０で構成される。

前記整流部２０は、入力される商用電源１０を整流してキャパシタ３０に供給する。また、キャパシタ３０は、整流された電圧の力率を改善し、ノイズを吸収して能動型コンバータ４０に供給する。

前記能動型コンバータ４０は、２相のＳＲＭ５０の二つの相巻線が接点に共通して連結されている直列連結の一対の共通スイッチと、二つの相巻線のうち一つの相巻線に前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されている直列の第１電流帰還ダイオード及び第１相スイッチと、二つの相巻線のうち他の相巻線に前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されている直列の第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードと、前記スイッチにそれぞれ連結されている多数の電流帰還ダイオードと、からなっており、マイクロプロセッサ６０の制御によって、動作モード１〜３で動作して前記２相のＳＲＭ５０を駆動する。

一方、マイクロプロセッサ６０は、２相のＳＲＭ５０の位置及び速度を検知して能動型コンバータ４０の一対の共通スイッチと、第１相スイッチ及び第２相スイッチとを制御し、スイッチを動作モード１〜３で動作させて２相のＳＲＭ５０を駆動する。

ここで、動作モード１は、２相のＳＲＭ５０の該相巻線に正の基準電圧を印加して巻線に対する電流を上昇させ、動作モード２は、巻線に電流が流れている際に巻線を循環させて電流を徐々に減少させ、動作モード３は、該相巻線に負の基準電圧を印加して電流を迅速に減少させる。

このように構成される２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置は、次のように行われる。

先ず、前記マイクロプロセッサ６０は、能動型コンバータ４０を動作モード１〜３で動作するように制御し、２相のＳＲＭ５０の二つの相巻線のうち一つの相巻線を励磁した後、励磁状態を終了させる。

また、継続して、前記マイクロプロセッサ６０は、能動型コンバータ４０を動作モード１〜３で動作するように制御し、２相のＳＲＭ５０の二つの相巻線のうち他の相巻線を励磁した後、励磁状態を終了させる。

その後、前記マイクロプロセッサ６０は、このような動作を繰り返して行い、２相のＳＲＭ５０を駆動させる。

この際、前記マイクロプロセッサ６０は、能動型コンバータ４０を動作モード１〜３で動作するように制御するために、様々な方式を用いることができる。

前記マイクロプロセッサ６０が能動型コンバータ４０を制御する様々な方式の例としては、能動型コンバータ４０の動作モードを、動作モード１から動作モード３に変換する第１スイッチング方式、能動型コンバータ４０の動作モードを動作モード１から動作モード２、及び動作モード３に変換する第２スイッチング方式、または動作モード１〜３を繰り返す方式、即ち、能動型コンバータ４０の動作モードを動作モード１から動作モード３に、動作モード３から動作モード１に、また動作モード１から動作モード３に変換する第３スイッチング方式が挙げられる。

図２は、図１の整流部乃至能動型コンバータの詳細な構成図である。

図２を参照すると、図１の整流部２０は、四つのダイオードＤ１１〜Ｄ１４で構成されたダイオードブリッジ整流器からなっており、入力される商用電源１０を整流してキャパシタ３０に供給する。

また、キャパシタ３０は、整流された電圧の力率を改善し、ノイズを吸収して能動型コンバータ４０に供給する。

前記能動型コンバータ４０は、Ａ相巻線とＢ相巻線が接点に共通して連結されている一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、Ａ相巻線に前記一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２とブリッジ連結されている直列連結の第１相スイッチＳＷ３と第１電流帰還ダイオードＤ１、Ｂ相巻線に前記一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２とブリッジ連結されている直列連結の第２相スイッチＳＷ４と第２電流帰還ダイオードＤ２及びそれぞれのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４にそれぞれ接続されている四つの電流帰還ダイオードＤ１１〜Ｄ１４からなっており、前記２相のＳＲＭ５０をマイクロプロセッサ６０の制御によって駆動する。

ここで、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、それぞれＭＯＳＦＥＴにより具現することができ（その他、ＢＪＴ、リレースイッチなども可能である）、この場合、複数の電流帰還ダイオードＤ１１〜Ｄ１４は、それぞれに該当するＭＯＳＦＥＴのドレインとソースとの間に逆方向に連結されている本体ダイオードにより具現される。この際、本体ダイオードはＭＯＳＦＥＴの本質的な特性により、互いに分離することができない。ここで、Ｄ１３とＤ１４は、点線で示されたように省略することができる。

このような能動型コンバータ４０の構成において、図３Ａに図示されたように、一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち一つ、ＳＷ１と第１相スイッチＳＷ３がスイッチオンされると、動作モード１で動作してＡ相巻線を励磁する。

また、図３Ｂに図示されているように、一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２に形成されている電流帰還ダイオードＤ１１、Ｄ１２のうち一つ、Ｄ１２と第１相スイッチＳＷ３に直列に連結されている第１電流帰還ダイオードＤ１は、残留電流を電源側に還元させるために使用される。

また、図３Ｃに図示されているように、前記能動型コンバータ４０の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち一つ、ＳＷ１がオンされると、第１電流帰還ダイオードＤ１と共に動作モード３で動作してＡ相巻線の残留電流を循環させる。

これと同様にＢ相の場合にも、図４Ａに図示されたように、一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち一つ、ＳＷ２と第２相スイッチＳＷ４がスイッチオンされると、動作モード１で動作してＢ相巻線を励磁する。

また、図４Ｂに図示されているように、一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２に形成されている電流帰還ダイオードＤ１１、Ｄ１２のうち一つ、Ｄ１１と第２電流帰還ダイオードＤ２は、残留電流を電源側に還元させるために使用される。

また、図４Ｃに図示されているように、前記能動型コンバータ４０の第２相スイッチＳＷ４がオンされると、一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２に形成されている電流帰還ダイオードＤ１１、Ｄ１２のうち一つ、Ｄ１１と共に、動作モード３で動作してＢ相巻線の残留電流を循環させる。

このように一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、第１相スイッチＳＷ３が協力してモード１〜３を形成し、一対の共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、第２相スイッチＳＷ４が協力してモード１〜３を形成すると、様々な制御が可能になる。

例えば、スイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置は、モード１とモード３を使用した第１スイッチング方式が可能である。

これについて、より詳細に説明すると、図５に図示されたように、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち上位共通スイッチＳＷ１をスイッチオンさせ、第１相スイッチＳＷ３をオンして動作モード１で動作してＡ相巻線に基準電圧を印加させて励磁する。

その後、一定時間が経過すると、図５に図示されたように、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち上位共通スイッチＳＷ１はオン状態を維持し、第１相スイッチＳＷ３はオフさせて動作モードを動作モード１から動作モード３に変更することにより、Ａ相巻線に残留電流が第１電流帰還ダイオードＤ１を介して循環するようにする。そうすると、Ａ相巻線に誘導された電流は、時間が経つにつれて０に集まる。

このような動作は、Ｂ相に対しても同一に行われるが、先ず、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち、下位共通スイッチＳＷ２をスイッチオンさせ、第２相スイッチＳＷ４をオンさせて動作モード１で動作し、Ｂ相巻線に基準電圧を印加して励磁する。

その後、一定時間が経過すると、第２相スイッチＳＷ４は、オン状態を維持し、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち下位共通スイッチＳＷ２をオフ状態に変更することにより、動作モードを動作モード１から動作モード３に変化させ、Ｂ相巻線に残留電流が上位共通スイッチＳＷ１に連結された電流帰還ダイオードＤ１１を介して循環するようにする。そうすると、Ｂ相巻線に誘導された電流は、時間が経つにつれて０に集まる。

このような第１スイッチング方式によると、相巻線に基準電圧と０電圧が印加されて電流上昇区間と平坦区間で追従が容易に行われる。

他の制御方式として、スイッチング制御装置は、モード１〜３を使用して、第２スイッチング方式を具現することができる。

これについて、より詳細に説明すると、図６に図示されたように、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち上位共通スイッチＳＷ１は一定時間オン状態を維持し、その時間中に第１相スイッチＳＷ３はオン状態からオフ状態に、またオフ状態からオン状態に変換して動作モード１から動作モード３に、また動作モード３から動作モード１に変換させてＡ相巻線に基準電圧を印加し、励磁する。

その後、上位共通スイッチＳＷ１はオフ状態に変換し、その後、オフ状態からオン状態に変換し、またオン状態からオフ状態に変換し、この際、第１相スイッチＳＷ３は反対に動作して動作モード３状態になるようにして、Ａ相巻線の残留電流を循環させる。

また、第１相スイッチＳＷ３はオフ状態に維持し、上位共通スイッチＳＷ１をオフ状態からオン状態に、またオン状態からオフ状態に変化させて、動作モード２から動作モード３に、また動作モード３から動作モード２に動作させて、Ａ相巻線の残留電流を電源側に還元させる。

このような動作は、Ｂ相に対しても同一に行われるが、先ず、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち下位共通スイッチＳＷ２は一定時間オン状態を維持し、その時間中に第２相スイッチＳＷ４はオン状態からオフ状態に、またオフ状態からオン状態に変換して動作モード１から動作モード３に、また動作モード３から動作モード１に変換させて、Ｂ相巻線に基準電圧を印加して励磁する。

その後、下位共通スイッチＳＷ２はオフ状態に変換し、その後、オフ状態からオン状態に変換し、またオン状態からオフ状態に変換させ、第２相スイッチＳＷ４は反対に動作して動作モード３状態になるようにし、Ｂ相巻線の残留電流を循環させる。

また、第２相スイッチＳＷ４はオン状態に維持し、上位共通スイッチＳＷ１をオフ状態からオン状態に、またオン状態からオフ状態に変化させて、動作モード２から動作モード３に、また動作モード３から動作モード２に動作させ、Ｂ相巻線の残留電流を電源側に還元させる。

このような第２スイッチング方式は、電流上昇区間と電流下降区間で、電流の追従が容易に行われる。

他の制御方式として、スイッチング制御装置は、モード１とモード３を使用して第３スイッチング方式を具現することができる。

これについて、より詳細に説明すると、図７に図示されたように、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち上位共通スイッチＳＷ１をオンさせ、第１相スイッチＳＷ３をオンさせて動作モード１になるようにし、Ａ相巻線に基準電圧を印加して励磁させる。

その後、一定時間が経過すると、上位共通スイッチＳＷ１と第１相スイッチＳＷ３をオフさせて動作モード３に変更し、Ａ相巻線に残留電流を循環させる。

また、一定時間の後に共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち、上位共通スイッチＳＷ１をオンさせ、第１相スイッチＳＷ３をオンさせて動作モード１になるようにし、Ａ相巻線に基準電圧を印加して励磁させる。この際、オン時間は、前のオン時間より短い。

その後、一定時間が経過すると、上位共通スイッチＳＷ１と第１相スイッチＳＷ３をオフさせて動作モード３に変更し、Ａ相巻線に残留電流を循環させる。この際、オフ時間は、前のオフ時間より長い。

また、一定時間が経過すると、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち、上位共通スイッチＳＷ１をオンさせ、第１相スイッチＳＷ３をオンさせて動作モード１になるようにし、Ａ相巻線に基準電圧を印加して励磁させる。この際、オン時間は、前のオン時間より短い。

その後、一定時間が経過すると、上位共通スイッチＳＷ１と第１相スイッチＳＷ３をオフさせて動作モード３に変更し、Ａ相巻線に残留電流を循環させる。この際、オフ時間は、残余時間になる。

このような動作は、Ｂ相に対しても同一に行われるが、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち下位共通スイッチＳＷ２をオンさせ、第２相スイッチＳＷ４をオンさせて動作モード１になるようにし、Ｂ相巻線に基準電圧を印加して励磁させる。

その後、一定時間が経過すると、下位共通スイッチＳＷ２をオフさせ、第２相スイッチＳＷ４をオンさせて動作モード３に変更し、Ｂ相巻線に残留電流を循環させる。

また、一定時間の後、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち下位共通スイッチＳＷ２をオンさせ、第２相スイッチＳＷ４をオンさせて動作モード１になるようにし、Ｂ相巻線に基準電圧を印加して励磁させる。この際、オン時間は、前のオン時間より短い。

その後、一定時間が経過すると、上位共通スイッチＳＷ１をオフさせ、第２相スイッチＳＷ４をオンさせて動作モード３に変更し、Ｂ相巻線に残留電流を循環させる。この際、オフ時間は、前のオフ時間より長い。

また、一定時間が経過すると、共通スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち下位共通スイッチＳＷ２をオンさせ、第２相スイッチＳＷ４をオンさせて動作モード１になるようにし、Ｂ相巻線に基準電圧を印加して励磁させる。この際、オン時間は、前のオン時間より短い。

その後、一定時間が経過すると、下位共通スイッチＳＷ２をオフさせ、第２相スイッチＳＷ４をオンさせて動作モード３に変更し、Ｂ相巻線に残留電流を循環させる。この際、オフ時間は、残余時間になる。

このような第３スイッチング方式によると、平坦化区間で優れた性能の電流特性を得ることができる。

一方、前記のような本発明によると、２相のスイッチドリラクタンスモータのリード線の数を三つから二つに減らすことができる効果がある。また、これによって配線が単純になり、回路設計において利点を有することができる。

また、前記のような本発明によると、各相ごとに四つのスイッチが連結されており、制御の多様性に優れる。

また、前記のような本発明によると、各相ごとに独立した制御が可能であり、電流の重畳が可能である。

また、本発明はスイッチ素子から分離された独立したダイオードの個数を減らすことにより、コストを下げ、空間上の利点を得ることができる。

また、前記のような本発明によると、従来の３相のインバータを、本発明によるスイッチング装置と共用化することができる効果がある。

図８は、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御方法のフローチャートである。

図８を参照すると、マイクロプロセッサは、能動コンバータを制御して、２相のスイッチドリラクタンスモータのＡ相巻線を励磁する（Ｓ１００）。

その後、マイクロプロセッサは、能動コンバータを制御して、２相のスイッチドリラクタンスモータのＡ相巻線の残留電流を除去する（Ｓ１１０）。

前記マイクロプロセッサが能動コンバータを制御して、このような動作を行うことができるスイッチング方式は、上述のように第１スイッチング方式、第２スイッチング方式、また第３スイッチング方式などがある。

ここで、第１スイッチング方式によると、相巻線に基準電圧と０電圧が印加されて電流上昇区間と平坦区間で追従が容易に行われる。

また、第２スイッチング方式は、電流上昇区間と電流下降区間で、電流の追従が容易に行われる。

さらに、第３スイッチング方式によると、平坦化区間で優れた性能の電流特性を得ることができる。

ユーザは、前記方式の長所を考慮して応用に適した方式を選択し、マイクロプロセッサを用いて該方式により能動コンバータを動作させる。

次に、マイクロプロセッサは、能動コンバータを制御して、２相のスイッチドリラクタンスモータのＢ相巻線を励磁する（Ｓ１２０）。

その後、マイクロプロセッサは、能動コンバータを制御して、２相のスイッチドリラクタンスモータのＢ相巻線の残留電流を除去する（Ｓ１３０）。

前記マイクロプロセッサが能動コンバータを制御して、このような動作を行うことができるスイッチング方式は、Ａ相巻線について説明したように、第１スイッチング方式、第２スイッチング方式また第３スイッチング方式などがある。

前記のような本発明によると、２相のスイッチドリラクタンスモータのリード線の数を三つから二つに減らした状態でも、各相ごとに四つのスイッチが連結されており、制御の多様性に優れる。

また、前記のような本発明によると、各相ごとに独立した制御が可能であり、電流の重畳が可能である。

また、本発明は、スイッチ素子から分離された独立したダイオードの個数を減らすことにより、コストを下げ、空間上の利点を得ることができる。

また、前記のような本発明によると、複数のスイッチをそれぞれＭＯＳＦＥＴにより具現する場合、複数の電流帰還ダイオードをそれぞれ該ＭＯＳＦＥＴのドレインとソースととの間に逆方向に連結されている本体ダイオードにより具現することができ、別途の分離したダイオードを必要としなくなる。その結果、コストを下げる効果を得ることができ、設計において空間活用の利点を有することができる。

また、前記のような本発明によると、従来の３相のインバータを、本発明によるスイッチング装置と共用化することができる効果がある。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明は、２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置及びその方法に適用可能である。

１０ 商用電源
２０ 整流部
３０ キャパシタ
４０ 能動型コンバータ
５０ ２相のＳＲＭ（２相のスイッチドリラクタンスモータ）
６０ マイクロプロセッサ

Claims (14)

1. 商用電源を整流する整流部と、
   ２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線が接点に共通して連結されている一対の共通スイッチと、二つの相巻線のうち一つの相巻線に前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されている直列連結の第１相スイッチ及び第１電流帰還ダイオードと、二つの相巻線のうち他の相巻線に前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されている直列連結の第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードと、前記スイッチにそれぞれ連結されている多数の電流帰還ダイオードと、からなっており、動作モード１〜３で動作し、前記整流部から提供される電源を前記２相のスイッチドリラクタンスモータに供給して前記２相のスイッチドリラクタンスモータを駆動する能動型コンバータと、
   を含む２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
2. 前記２相のスイッチドリラクタンスモータの位置及び速度を検知して前記能動型コンバータを制御するマイクロプロセッサをさらに含む請求項１に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
3. 前記一対の共通スイッチは直列に連結された上位共通スイッチ及び下位共通スイッチからなり、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線が連結されており、
   前記第１相スイッチ及び第１電流帰還ダイオードは直列に連結され、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線のうち一つの相巻線が連結され、前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されており、
   前記第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードは直列に連結され、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線のうち他の相巻線が連結され、前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されていることを特徴とする請求項１に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
4. 前記上位共通スイッチ及び第１相スイッチはオンされ、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード１で動作し、
   前記下位共通スイッチ及び第２相スイッチはオンされ、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち他の相巻線に対して動作モード１で動作することを特徴とする請求項３に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
5. 前記下位共通スイッチに連結された電流帰還ダイオード及び第１電流帰還ダイオードが前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード２で動作し、
   前記上位共通スイッチに連結された電流帰還ダイオード及び第２相スイッチはオンされ、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード２で動作することを特徴とする請求項３に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
6. 前記上位共通スイッチがオンされた状態で第１相スイッチに連結された電流帰還ダイオードが残留電流の循環経路を提供し、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード３で動作し、
   第２相スイッチがオンされた状態で前記上位共通スイッチに連結された電流帰還ダイオードが残留電流の循環経路を提供し、前記２相のスイッチドリラクタンスモータのうち一つの相巻線に対して動作モード３で動作することを特徴とする請求項３に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
7. 前記マイクロプロセッサは、前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード３に変化するように制御することを特徴とする請求項２に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
8. 前記マイクロプロセッサは、前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード２、及び動作モード３に変化するように制御することを特徴とする請求項２に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
9. 前記マイクロプロセッサは、前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード２に変化する過程を繰り返すように制御することを特徴とする請求項２に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御装置。
10. （Ａ）マイクロプロセッサが２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線が接点に共通して連結されている一対の共通スイッチと、該相巻線に前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されるように形成される二対の直列連結された相スイッチ及び電流帰還ダイオードと、前記スイッチにそれぞれ連結されている多数の電流帰還ダイオードと、からなる能動型コンバータを制御し、二つの相巻線のうち一つの相巻線を励磁した後、残留電流を除去する段階と、
    （Ｂ）マイクロプロセッサが前記能動型コンバータを制御し、二つの相巻線のうち他の相巻線を励磁した後、残留電流を除去する段階と、
    を含む２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御方法。
11. 前記一対の共通スイッチは直列に連結された上位共通スイッチ及び下位共通スイッチからなり、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線が連結されており、
    前記二対の相スイッチ及び電流帰還ダイオードは第１相スイッチ及び第１電流帰還ダイオードと、第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードと、からなっており、
    前記第１相スイッチ及び第１電流帰還ダイオードは直列に連結され、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線のうち一つの相巻線が連結され、前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されており、
    前記第２相スイッチ及び第２電流帰還ダイオードは直列に連結され、接点に前記２相のスイッチドリラクタンスモータの二つの相巻線のうち他の相巻線が連結され、前記一対の共通スイッチとブリッジ結合されていることを特徴とする請求項１０に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御方法。
12. 前記（Ａ）段階及び（Ｂ）段階の能動型コンバータの制御は、
    前記マイクロプロセッサが前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード３に変化するように制御することを特徴とする請求項１０に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御方法。
13. 前記（Ａ）段階及び（Ｂ）段階の能動型コンバータの制御は、
    前記マイクロプロセッサが前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード２、及び動作モード３に変化するように制御することを特徴とする請求項１１に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御方法。
14. 前記マイクロプロセッサは、前記能動型コンバータが動作モード１から動作モード２に変化する過程を繰り返すように制御することを特徴とする請求項１１に記載の２相のスイッチドリラクタンスモータのスイッチング制御方法。

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