JP2015002676A - Method of controlling brushless permanent-magnet motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of controlling a brushless permanent-magnet motor.SOLUTION: The method includes commutating a winding of the motor at times that are retarded relative to zero-crossings of back EMF in the winding. Each electrical half-cycle is divided into a conduction period followed by a primary freewheel period. The conduction period is then divided into a first excitation period, a secondary freewheel period, and a second excitation period. The winding of the motor is excited during each excitation period, and the winding is freewheeled during each freewheel period.

Description

本発明は、ブラシレス永久磁石モータを制御する方法に関する。   The present invention relates to a method for controlling a brushless permanent magnet motor.

ブラシレス永久磁石モータの効率を改善する努力が継続して行われている。   There are ongoing efforts to improve the efficiency of brushless permanent magnet motors.

ブラシレス永久磁石モータの効率を改善する必要性が高まっている。   There is a growing need to improve the efficiency of brushless permanent magnet motors.

本発明は、ブラシレス永久磁石モータを制御する方法を提供し、本方法は、モータの巻線を巻線における逆起電力のゼロ交差に対して遅延した時に転流する工程と、各電気的半周期を後に1次フリーホイール期間が続く導通期間に分割する工程と、導通期間を第1の励磁期間、2次フリーホイール期間及び第2の励磁期間に分割する工程と、各励磁期間にモータの巻線を励磁する工程と、各フリーホイール期間に巻線をフリーホイールさせる工程とを含む。   The present invention provides a method for controlling a brushless permanent magnet motor, the method commutating when the motor winding is delayed with respect to the zero crossing of the back electromotive force in the winding, and each electrical half. Dividing the cycle into conduction periods followed by a primary freewheel period; dividing the conduction period into a first excitation period, a secondary freewheel period and a second excitation period; and Energizing the windings and freewheeling the windings during each freewheel period.

永久磁石モータに関し、トルク対電流の比率は、相電流の波形が逆起電力の波形と一致したとき、最大になる。したがって、モータの効率の改善は、相電流の波形を逆起電力の波形により良く一致するよう形成することにより達成される。励磁の間、相電流は、逆起電力におけるゼロ交差の周囲において逆起電力より速く上昇し得る。結果として、巻線がゼロ交差に先行又は同期して転流されるならば、相電流は、逆起電力を迅速に導くことになる。転流を逆起電力のゼロ交差のそれぞれの後まで遅延させることにより、相電流の上昇は、逆起電力の上昇により密接に追従させられ得る。その結果、モータの効率は改善され得る。   For permanent magnet motors, the torque to current ratio is maximized when the phase current waveform matches the back electromotive force waveform. Therefore, improvement in motor efficiency is achieved by forming the phase current waveform to better match the back electromotive force waveform. During excitation, the phase current can rise faster than the back electromotive force around the zero crossing in the back electromotive force. As a result, if the winding is commutated prior to or synchronously with the zero crossing, the phase current will quickly lead to the back electromotive force. By delaying commutation until after each zero crossing of the back electromotive force, the increase in phase current can be more closely followed by the increase in back electromotive force. As a result, the efficiency of the motor can be improved.

転流は遅延されるが、それでもなお相電流は、逆起電力より速い速度で上昇し得る。その結果、相電流は、最終的に逆起電力を導き得る。2次フリーホイール期間は、相電流の上昇を一瞬にして阻止する役割を果たす。その結果、相電流は、導通期間に逆起電力の上昇をより密接に追従させられ得、それによって効率をさらに改善する。   Although commutation is delayed, the phase current can nevertheless rise at a faster rate than the back electromotive force. As a result, the phase current can ultimately lead to a counter electromotive force. The secondary freewheel period plays a role in preventing the phase current from rising in an instant. As a result, the phase current can be more closely followed by the back electromotive force increase during the conduction period, thereby further improving efficiency.

2次フリーホイール期間は、巻線における逆起電力が上昇する時に発生し得、1次フリーホイール期間は、逆起電力が主に低下する時に発生し得る。1次フリーホイール期間は、追加の電力が電源から引き出されることなくトルクが相電流により生成され続けるよう、巻線のインダクタンスを利用する。逆起電力が低下するにつれ、所与の相電流に対し生成されるトルクは少なくなる。したがって、逆起電力が低下する期間に巻線をフリーホイールさせることにより、モータの効率は、トルクに悪影響を与えずに改善され得る。   The secondary freewheel period can occur when the back electromotive force in the winding increases, and the primary free wheel period can occur when the back electromotive force mainly decreases. The primary freewheel period utilizes the inductance of the winding so that torque continues to be generated by the phase current without additional power being drawn from the power source. As the back electromotive force decreases, less torque is generated for a given phase current. Thus, by freewheeling the windings during periods when the back electromotive force is reduced, the efficiency of the motor can be improved without adversely affecting the torque.

2次フリーホイール期間の長さは、1次フリーホイール期間、第1の励磁期間及び第2の励磁期間のそれぞれより短くなり得る。その結果、2次フリーホイール期間は、モータの電力に悪影響を及ぼさずに相電流の上昇を一瞬にして阻止する役割を果たす。   The length of the secondary freewheel period may be shorter than each of the primary freewheel period, the first excitation period, and the second excitation period. As a result, the secondary freewheel period plays a role of preventing the phase current from rising instantly without adversely affecting the electric power of the motor.

本方法は、巻線を供給電圧で励磁する工程と、導通期間の長さを供給電圧及び/又はモータの速度の変化に応じて変化させる工程とを含む。その結果、モータの電力に関してより良い制御が達成され得る。   The method includes exciting the winding with a supply voltage and changing the length of the conduction period in response to changes in supply voltage and / or motor speed. As a result, better control over the power of the motor can be achieved.

供給電圧が減少するにつれ、より少ない電流及びより少ない電力が同じ導通期間に亘りモータに駆動される。同様に、モータの速度が増加するにつれ、巻線に誘導された逆起電力の大きさが増加する。より少ない電流及びより少ない電力が同じ導通期間に亘りモータに駆動される。したがって、これを補償するため、本方法は、導通期間を供給電圧の減少及び/又はモータの速度の増加に応じて増加させる工程を含み得る。   As the supply voltage decreases, less current and less power is driven into the motor for the same conduction period. Similarly, as the motor speed increases, the magnitude of the back electromotive force induced in the winding increases. Less current and less power is driven into the motor over the same conduction period. Thus, to compensate for this, the method may include increasing the conduction period in response to a decrease in supply voltage and / or an increase in motor speed.

巻線を励磁するために使用される供給電圧の大きさの変化は、相電流が上昇する速度に影響する。モータの速度の変化は、各電気的半周期の長さ及び逆起電力が上昇する速度に影響する。さらに、モータの速度の変化は、逆起電力の大きさ及び相電流が上昇する速度に影響する。したがって、本方法は、遅延期間により転流を遅延する工程と、供給電圧及び/又はモータの速度の変化に応じて遅延期間を変化させる工程とを含み得る。これは、モータが様々な供給電圧及び/又はモータの速度に亘り動作するとき、モータの効率が改善され得るという利点を有する。さらに、巻線に駆動される電流及び電力の量は、供給電圧及び/又はモータの速度の変化に影響を受ける。供給電圧及び/又はモータ速度の変化に応じて遅延期間を変化させることにより、モータの入力又は出力電力に関してより良い制御が達成され得る。   A change in the magnitude of the supply voltage used to excite the winding affects the rate at which the phase current rises. Changes in motor speed affect the length of each electrical half cycle and the rate at which the back electromotive force increases. Furthermore, changes in the motor speed affect the magnitude of the back electromotive force and the rate at which the phase current increases. Thus, the method may include delaying commutation by a delay period and changing the delay period in response to changes in supply voltage and / or motor speed. This has the advantage that the efficiency of the motor can be improved when the motor operates over various supply voltages and / or motor speeds. Further, the amount of current and power driven by the windings is affected by changes in supply voltage and / or motor speed. By changing the delay period in response to changes in supply voltage and / or motor speed, better control over motor input or output power can be achieved.

本方法は、遅延期間を供給電圧の増加及び/又はモータの速度の減少に応じて増加させる工程を含み得る。供給電圧の大きさが増加するにつれ、相電流が上昇する速度は速くなる。モータの速度が減少するにつれ、逆起電力が上昇する速度は遅くなる。加えて、逆起電力の大きさが減少し、したがって、相電流がより速い速度で上昇する。供給電圧の増加及び/又はモータの速度の減少に応じて遅延期間を増加することにより、相電流の波形は、供給電圧及び/又はモータの速度の変化に応じて逆起電力の波形により良く一致され得る。その結果、様々な供給電圧及び/又は速度に亘り動作する際、モータの効率は改善され得る。   The method may include increasing the delay period in response to an increase in supply voltage and / or a decrease in motor speed. As the magnitude of the supply voltage increases, the rate at which the phase current rises increases. As the motor speed decreases, the speed at which the back electromotive force increases decreases. In addition, the magnitude of the back electromotive force is reduced, thus increasing the phase current at a faster rate. By increasing the delay period in response to an increase in supply voltage and / or a decrease in motor speed, the phase current waveform better matches the back electromotive force waveform in response to a change in supply voltage and / or motor speed. Can be done. As a result, the efficiency of the motor can be improved when operating over various supply voltages and / or speeds.

本方法は、50krpmより速い速度で動作するとき、先行する段落のいずれかの段落に記載された方法でモータを制御することを含み得る。この比較的速い速度において、各電気的半周期の長さは比較的短く、逆起電力の大きさは比較的大きい。これらの要因の両方はその様な速度を保持するため、十分な電流及び電力を相巻線に駆動する目的で先行転流が必要であることを示すことになる。実際、その様な速度まで加速するために先行転流が必要であると思われる。それでもなお、出願人は、一旦これらの速度になると、モータの効率を改善するため転流は遅延され得ることを確認した。   The method may include controlling the motor in the manner described in any of the preceding paragraphs when operating at a speed greater than 50 krpm. At this relatively high speed, the length of each electrical half cycle is relatively short and the magnitude of the back electromotive force is relatively large. Both of these factors indicate that precommutation is required to drive sufficient current and power to the phase winding to maintain such speed. In fact, it appears that prior commutation is necessary to accelerate to such speeds. Nevertheless, Applicants have confirmed that once these speeds are reached, commutation can be delayed to improve motor efficiency.

本方法は、少なくとも5krpm、より好ましくは、少なくとも10krpmに及ぶ速度範囲に亘り動作するとき、モータを先行する段落のいずれかの段落に記載された方法で制御することを含み得る。その結果、モータの効率の改善が比較的広い速度範囲に亘り達成され得る。   The method may include controlling the motor in the manner described in any of the preceding paragraphs when operating over a speed range extending to at least 5 krpm, more preferably at least 10 krpm. As a result, improved motor efficiency can be achieved over a relatively wide speed range.

本発明はまた、先行する段落のいずれかの段落に記載の方法を実行するよう構成された制御回路、並びにその制御回路及びブラシレス永久磁石モータを備えるモータアセンブリを提供する。   The present invention also provides a control circuit configured to perform the method described in any of the preceding paragraphs, and a motor assembly comprising the control circuit and a brushless permanent magnet motor.

制御回路は、モータの巻線、ゲートドライバーモジュール及びコントローラと結合するインバータを含み得る。次いで、ゲートドライバーモジュールは、コントローラから受信した制御信号に応じてインバータのスイッチを制御する。コントローラは、巻線における逆起電力のゼロ交差に対して遅延されたときに、巻線を転流する制御信号を生成する。コントローラはまた、各電気的半周期を導通期間及び1次フリーホイール期間に分割し、導通期間を第1の励磁期間、2次フリーホイール期間及び第2の励磁期間に分割することに関与する。その後コントローラは、各励磁期間に巻線を励磁し、各フリーホイール期間に巻線をフリーホイールさせる制御信号を生成する。   The control circuit may include an inverter coupled to the motor windings, the gate driver module and the controller. Next, the gate driver module controls the switch of the inverter according to the control signal received from the controller. The controller generates a control signal that commutates the winding when delayed with respect to the zero crossing of the back electromotive force in the winding. The controller is also responsible for dividing each electrical half-cycle into a conduction period and a primary freewheel period, and dividing the conduction period into a first excitation period, a secondary freewheel period, and a second excitation period. The controller then energizes the windings during each excitation period and generates a control signal that causes the windings to freewheel during each freewheel period.

本発明がより容易に理解され得るため、本発明の実施形態が例示の目的で、添付の図面を参照して説明される。   In order that the present invention may be more readily understood, embodiments thereof will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

本発明によるモータアセンブリのブロック図である。1 is a block diagram of a motor assembly according to the present invention. モータアセンブリの回路図である。It is a circuit diagram of a motor assembly. モータアセンブリのコントローラにより出された制御信号に応じた、インバータの許可された状態の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the permitted state of an inverter according to the control signal issued by the controller of a motor assembly. 加速モードで動作する際のモータアセンブリの様々な波形を示す図である。It is a figure which shows the various waveforms of the motor assembly at the time of operate | moving in acceleration mode. ハイパワーモードで動作する際のモータアセンブリの様々な波形を示す図である。It is a figure which shows the various waveforms of the motor assembly at the time of operate | moving in high power mode. ローパワーモードで動作する際のモータアセンブリの様々な波形を示す図である。It is a figure which shows the various waveforms of the motor assembly at the time of operate | moving in low power mode.

図1及び図2のモータアセンブリ1は、直流電源2により電源供給され、ブラシレスモータ3と制御回路4を備える。   The motor assembly 1 shown in FIGS. 1 and 2 is supplied with power by a DC power source 2 and includes a brushless motor 3 and a control circuit 4.

モータ3は、4極固定子6に関連して回転する4極永久磁石回転子5を備える。固定子6の周りに巻かれる導線は、共に結合され、単一の相巻線7を形成する。   The motor 3 includes a 4-pole permanent magnet rotor 5 that rotates in relation to the 4-pole stator 6. The conductors wound around the stator 6 are coupled together to form a single phase winding 7.

制御回路4は、フィルタ8、インバータ9、ゲートドライバーモジュール10、電流センサ11、電圧センサ12、位置センサ13及びコントローラ14を備える。   The control circuit 4 includes a filter 8, an inverter 9, a gate driver module 10, a current sensor 11, a voltage sensor 12, a position sensor 13, and a controller 14.

フィルタ8は、インバータ9の切替えから生じる比較的高周波のリップルを平らにするリンクコンデンサC1を備える。   The filter 8 includes a link capacitor C1 that flattens a relatively high-frequency ripple resulting from the switching of the inverter 9.

インバータ9は、相巻線7を電圧レールに結合させる全ブリッジの4つの電源スイッチQ1〜Q4を備える。スイッチQ1〜Q4のそれぞれは、フリーホイールダイオードを含む。   Inverter 9 includes four power switches Q1-Q4 for all bridges that couple phase winding 7 to the voltage rail. Each of switches Q1-Q4 includes a freewheel diode.

ゲートドライバーモジュール10は、コントローラ14から受信した制御信号に応じてスイッチQ1〜Q4の開閉を駆動する。   The gate driver module 10 drives opening and closing of the switches Q1 to Q4 according to the control signal received from the controller 14.

電流センサ11は、インバータとゼロ電圧レールの間に配置された分流抵抗器R1を備える。電流センサ11にかかる電圧は、電源2に連結された際の相巻線7における電流の測定を提供する。電流センサ11にかかる電圧は、信号I_PHASEとしてコントローラ14へ出力される。   The current sensor 11 includes a shunt resistor R1 disposed between the inverter and the zero voltage rail. The voltage across the current sensor 11 provides a measurement of the current in the phase winding 7 when connected to the power supply 2. The voltage applied to the current sensor 11 is output to the controller 14 as a signal I_PHASE.

電圧センサ12は、直流電圧レールとゼロ電圧レールの間に配置された分圧器R2及びR3を備える。電圧センサは、信号V_DCをコントローラ14に出力し、このコントローラは、電源2により提供される供給電圧の縮小された測定を表す。   The voltage sensor 12 includes voltage dividers R2 and R3 disposed between the DC voltage rail and the zero voltage rail. The voltage sensor outputs a signal V_DC to the controller 14, which represents a reduced measurement of the supply voltage provided by the power supply 2.

位置センサ13は、固定子6のスロット開口に配置されたホール効果センサを備える。センサ13は、センサ13を通る磁束の方向に応じて論理的にハイ又はローのデジタル信号であるHALLを出力する。そのため、HALL信号は、回転子5の角度位置の測定を提供する。   The position sensor 13 includes a Hall effect sensor disposed in the slot opening of the stator 6. The sensor 13 outputs HALL which is a logically high or low digital signal according to the direction of the magnetic flux passing through the sensor 13. Therefore, the HALL signal provides a measurement of the angular position of the rotor 5.

コントローラ14は、プロセッサ、記憶装置、及び複数の周辺機器(例えばAD変換器、比較器、タイマー他)を有するマイクロコントローラを備える。記憶装置は、プロセッサにより実行される命令と、モータアセンブリ1の動作中にプロセッサにより使用される制御パラメータと参照テーブルを記憶する。コントローラ14は、モータ3の動作の制御に関与し、4つの電源スイッチQ1〜Q4のそれぞれを制御する4つの制御信号S1〜S4を生成する。制御信号は、ゲートドライバーモジュール10に出力され、ゲートドライバーモジュールは、それに応じてスイッチQ1〜Q4の開閉を駆動する。   The controller 14 includes a microcontroller having a processor, a storage device, and a plurality of peripheral devices (for example, an AD converter, a comparator, a timer, etc.). The storage device stores instructions executed by the processor, control parameters used by the processor during operation of the motor assembly 1, and a look-up table. The controller 14 is involved in controlling the operation of the motor 3 and generates four control signals S1 to S4 for controlling each of the four power switches Q1 to Q4. The control signal is output to the gate driver module 10, and the gate driver module drives opening and closing of the switches Q1 to Q4 accordingly.

図3は、コントローラ14により出力された制御信号S1〜S4に応じてスイッチQ1〜Q4の許可された状態をまとめた図である。以下、用語「セット」及び「クリア」は、信号がそれぞれ論理的にハイ及びローにされたことを示すのに使用される。図3から分かるように、コントローラ14は、相巻線7を左から右に励磁するためにS1とS4をセットし、S2とS3をクリアする。逆に、コントローラ14は、相巻線7を右から左に励磁するためにS2とS3をセットし、S1とS4をクリアする。コントローラ14は、相巻線7をフリーホイールさせるためS1とS3をクリアし、S2とS4をセットする。フリーホイール作用は、相巻線7内の電流がインバータ9のロー側のループの周りで再循環することを可能にする。本実施形態において、電源スイッチQ1〜Q4は、両方向での導通が可能である。したがって、コントローラ14は、フリーホイール作用の間、ロー側のスイッチQ2及びQ4の両方を閉成し、その結果電流は、低い効率のダイオードではなくスイッチQ2及びQ4を通って流れる。インバータ9は、一方向のみで導通する電源スイッチを備え得ることが考えられる。この場合、コントローラ14は、相巻線7を左から右にフリーホイールさせるためS1、S2及びS3をクリアし、S4をセットする。その後コントローラ14は、相巻線7を右から左にフリーホイールさせるためS1、S3及びS4をクリアし、S2をセットする。その後インバータ9のロー側のループの電流は、閉成されたロー側のスイッチ(例えばQ4)を通って下へ流れ、開放したロー側のスイッチ(例えばQ2)のダイオードを通って上に流れる。   FIG. 3 is a diagram summarizing the permitted states of the switches Q1 to Q4 in accordance with the control signals S1 to S4 output by the controller 14. Hereinafter, the terms “set” and “clear” are used to indicate that the signal has been logically high and low, respectively. As can be seen from FIG. 3, the controller 14 sets S1 and S4 to excite the phase winding 7 from left to right, and clears S2 and S3. Conversely, the controller 14 sets S2 and S3 to clear the phase winding 7 from right to left and clears S1 and S4. The controller 14 clears S1 and S3 to set the phase winding 7 to freewheel, and sets S2 and S4. The freewheeling action allows the current in the phase winding 7 to be recirculated around the low side loop of the inverter 9. In the present embodiment, the power switches Q1 to Q4 can conduct in both directions. Thus, the controller 14 closes both the low side switches Q2 and Q4 during freewheeling so that current flows through the switches Q2 and Q4 rather than the low efficiency diodes. It is conceivable that the inverter 9 may include a power switch that is conductive only in one direction. In this case, the controller 14 clears S1, S2 and S3 and sets S4 to freewheel the phase winding 7 from left to right. Thereafter, the controller 14 clears S1, S3 and S4 and sets S2 in order to freewheel the phase winding 7 from right to left. Thereafter, the low-side loop current of inverter 9 flows down through the closed low-side switch (eg, Q4) and flows up through the diode of the open low-side switch (eg, Q2).

コントローラ14は、加速モード、ローパワーモード及びハイパワーモードの3つのモードの1つにおいて動作する。ローパワーモード及びハイパワーモードは、両方とも定常状態モードである。コントローラ14は、どの定常状態モードが使用されるべきかを決定するためにパワーモード信号POWER_MODEを受信し定期的に監視する。パワーモード信号が論理的にローである場合、コントローラ14は、ローパワーモードを選択し、パワーモード信号が論理的にハイである場合、コントローラ14は、ハイパワーモードを選択する。ローパワーモードで動作する際、コントローラ14は、60〜70krpmの動作速度範囲に亘りモータ3を駆動する。ハイパワーモードで動作する際、コントローラ14は、90〜100krpmの動作速度範囲に亘りモータ3を駆動する。そのとき、加速モードは、モータ3を静止から各動作速度範囲の下限まで加速するのに使用される。   The controller 14 operates in one of three modes: an acceleration mode, a low power mode, and a high power mode. Both the low power mode and the high power mode are steady state modes. The controller 14 receives and periodically monitors the power mode signal POWER_MODE to determine which steady state mode should be used. If the power mode signal is logically low, the controller 14 selects the low power mode, and if the power mode signal is logically high, the controller 14 selects the high power mode. When operating in the low power mode, the controller 14 drives the motor 3 over an operating speed range of 60 to 70 krpm. When operating in the high power mode, the controller 14 drives the motor 3 over an operating speed range of 90 to 100 krpm. The acceleration mode is then used to accelerate the motor 3 from rest to the lower limit of each operating speed range.

3つのモード全てにおいて、コントローラ14は、HALL信号のエッジに応じて相巻線7を転流する。各HALLエッジは、回転子5の極性の変化、したがって、相巻線7に誘導された逆起電力の極性の変化に対応する。より詳しくは、各HALLエッジは、逆起電力のゼロ交差に対応する。転流は、電流の方向を、相巻線7を通して逆方向にすることを含む。その結果、電流が相巻線7を通って左から右の方向に流れる場合、転流は、巻線を右から左に励磁することを含む。   In all three modes, the controller 14 commutates the phase winding 7 in response to the edge of the HALL signal. Each HALL edge corresponds to a change in the polarity of the rotor 5 and thus a change in the polarity of the back electromotive force induced in the phase winding 7. More specifically, each HALL edge corresponds to a zero crossing of the back electromotive force. The commutation involves reversing the direction of the current through the phase winding 7. As a result, when current flows through the phase winding 7 from left to right, commutation involves exciting the winding from right to left.

以下の議論において、モータ3の速度がしばしば参照される。モータ3の速度は、以降HALL期間と呼ばれるHALL信号の連続するエッジ間の間隔から決定される。
加速モード
20krpmより遅い速度で、コントローラ14は、相巻線7を各HALLエッジと同期して転流する。20krpm以上の速度で、コントローラ14は、各HALLエッジに先行して相巻線7を転流する。相巻線7を特定のHALLエッジに先行して転流するため、コントローラ14は、先行するHALLエッジに応じて動作する。先行するHALLエッジに応答し、コントローラ14は、転流期間T_COMを得るため、HALL期間T_HALLから先行期間T_ADVを減算する。
In the following discussion, the speed of the motor 3 is often referred to. The speed of the motor 3 is determined from the interval between successive edges of the HALL signal, hereinafter referred to as the HALL period.
Acceleration mode At a speed slower than 20 krpm, the controller 14 commutates the phase winding 7 in synchronization with each HALL edge. At a speed of 20 krpm or higher, the controller 14 commutates the phase winding 7 prior to each HALL edge. In order to commutate the phase winding 7 prior to a particular HALL edge, the controller 14 operates in response to the preceding HALL edge. In response to the preceding HALL edge, the controller 14 subtracts the preceding period T_ADV from the HALL period T_HALL to obtain the commutation period T_COM.

T_COM=T_HALL−T_ADV
コントローラ14は、先行するHALLエッジの後、時間T_COMにおいて相巻線7を転流する。その結果、コントローラ14は、先行期間T_ADVにより後続するHALLエッジに先行して相巻線7を転流する。
T_COM = T_HALL-T_ADV
The controller 14 commutates the phase winding 7 at time T_COM after the preceding HALL edge. As a result, the controller 14 commutates the phase winding 7 prior to the subsequent HALL edge by the preceding period T_ADV.

転流が同期か先行かに拘わらず、コントローラ14は、加速モードで動作する際、各電気的半周期に亘り相巻線7を連続して励磁及びフリーホイールさせる。より詳細には、コントローラ14は、相巻線7を励磁し、電流信号I_PHASEを監視し、相巻線7の電流が所定の限度を超えた場合に相巻線7をフリーホイールさせる。フリーホイールは、次いで、所定のフリーホイール期間の間、継続し、その間に相巻線7の電流は、電流限度より下のレベルまで低下する。フリーホイール期間が終了すると、コントローラ14は、再び相巻線7を励磁する。この相巻線7を励磁及びフリーホイールさせるプロセスは、電気的半周期の全体の長さに亘って継続する。したがって、コントローラ14は、各電気的半周期の間に励磁からフリーホイールへの切替えを複数回行う。   Regardless of whether the commutation is synchronous or preceding, the controller 14 continuously excites and freewheels the phase winding 7 over each electrical half-cycle when operating in the acceleration mode. More specifically, the controller 14 excites the phase winding 7, monitors the current signal I_PHASE, and freewheels the phase winding 7 when the current in the phase winding 7 exceeds a predetermined limit. The freewheel then continues for a predetermined freewheel period, during which time the current in the phase winding 7 drops to a level below the current limit. When the freewheel period ends, the controller 14 excites the phase winding 7 again. This process of exciting and freewheeling the phase winding 7 continues over the entire length of the electrical half-cycle. Therefore, the controller 14 switches from excitation to freewheel multiple times during each electrical half cycle.

図4は、加速モードで動作する際の、HALL信号、逆起電力、相電流、相電圧、及び2、3のHALL期間に亘る制御信号の波形を示す図である。図4において相巻線7は、HALLエッジと同期して転流される。   FIG. 4 is a diagram illustrating waveforms of a HALL signal, a back electromotive force, a phase current, a phase voltage, and a control signal over a few HALL periods when operating in the acceleration mode. In FIG. 4, the phase winding 7 is commutated in synchronism with the HALL edge.

比較的遅い速度では、相巻線7内で誘導された逆起電力の大きさは比較的小さい。そのため、相巻線7の電流は励磁の間比較的速く上昇し、フリーホイールの間比較的遅く低下する。加えて、各HALL期間の長さ及び各電気的半周期の長さは比較的長い。その結果、コントローラ14が励磁からフリーホイールに切り替わる頻度は比較的高い。しかし、回転速度が増加するにつれ、逆起電力の大きさは増加し、したがって、電流は、励磁の間、より遅い速度で上昇し、フリーホイールの間、より速い速度で低下する。なお、各電気的半周期の長さは減少する。その結果、切替えの頻度は減少する。   At a relatively slow speed, the magnitude of the back electromotive force induced in the phase winding 7 is relatively small. Therefore, the current in the phase winding 7 rises relatively quickly during excitation and falls relatively slowly during freewheeling. In addition, the length of each HALL period and the length of each electrical half cycle are relatively long. As a result, the frequency at which the controller 14 switches from excitation to freewheel is relatively high. However, as the rotational speed increases, the magnitude of the back electromotive force increases, so the current increases at a slower speed during excitation and decreases at a faster speed during freewheeling. Note that the length of each electrical half-cycle decreases. As a result, the frequency of switching decreases.

コントローラ14は、回転子5の速度が選択されたパワーモードの動作速度範囲の下限に達するまで加速モードで動作し続ける。それで、例えばハイパワーモードが選択された場合、コントローラ14は、回転子5の速度が90krpmに達するまで加速モードで動作し続ける。
ハイパワーモード
コントローラ14は、各HALLエッジに先行して相巻線を転流する。先行転流は、加速モードのための上記の方式と同じ方式で達成される。
The controller 14 continues to operate in the acceleration mode until the speed of the rotor 5 reaches the lower limit of the operating speed range of the selected power mode. Thus, for example, when the high power mode is selected, the controller 14 continues to operate in the acceleration mode until the speed of the rotor 5 reaches 90 krpm.
The high power mode controller 14 commutates the phase winding prior to each HALL edge. Pre-commutation is achieved in the same manner as described above for the acceleration mode.

ハイパワーモードで動作する際、コントローラ14は、各電気的半周期を後にフリーホイール期間が続く導通期間に分割する。コントローラ14は、次いで、導通期間に相巻線7を励磁し、フリーホイール期間に相巻線7をフリーホイールする。相電流は、励磁の間、電流限度を超えない。その結果、コントローラ14は、各電気的半周期の間1回のみ励磁からフリーホイールに切替えを行う。   When operating in the high power mode, the controller 14 divides each electrical half-cycle into conduction periods followed by a freewheel period. The controller 14 then excites the phase winding 7 during the conduction period and freewheels the phase winding 7 during the freewheel period. The phase current does not exceed the current limit during excitation. As a result, the controller 14 switches from excitation to freewheeling only once during each electrical half cycle.

コントローラ14は、導通期間T_CDの間相巻線7を励磁する。導通期間が終了すると、コントローラ14は、相巻線7をフリーホイールする。そのとき、フリーホイールは、コントローラ14が相巻線7を転流するときまで無制限に継続される。したがって、コントローラ14は、先行期間T_ADVと導通期間T_CDの2つのパラメータを使用してモータ3の動作を制御する。   The controller 14 excites the phase winding 7 during the conduction period T_CD. When the conduction period ends, the controller 14 freewheels the phase winding 7. At that time, the freewheel continues indefinitely until the controller 14 commutates the phase winding 7. Therefore, the controller 14 controls the operation of the motor 3 using the two parameters of the preceding period T_ADV and the conduction period T_CD.

図5は、ハイパワーモードで動作する際の、HALL信号、逆起電力、相電流、相電圧、及び2、3のHALL期間に亘る制御信号の波形を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating waveforms of a HALL signal, a back electromotive force, a phase current, a phase voltage, and a control signal over a few HALL periods when operating in the high power mode.

相巻線7を励磁するのに使用される供給電圧の大きさは変化し得る。例えば、電源2は、使用時に放電する電池を備えてもよい。又は、電源2は、交流電源、整流器及び比較的平滑な電圧を提供する平滑コンデンサを備えていてもよいが、交流電源のRMS電圧は、変化し得る。供給電圧の大きさの変化は、導通期間に相巻線7に駆動される電流の量に影響する。その結果、モータ3の電力は、供給電圧の変化に影響を受けやすい。供給電圧に加え、モータ3の電力は、回転子5の速度の変化に影響を受けやすい。回転子5の速度が変化する(例えば、負荷の変化に応じて)のと同じように、逆起電力の大きさも変化する。その結果、導通期間に相巻線7に駆動される電流の量は、変化し得る。そのため、コントローラ14は、供給電圧の大きさの変化に応じて先行期間及び導通期間を変化させる。又、コントローラ14は、回転子5の速度の変化に応じて先行期間を変化させる。   The magnitude of the supply voltage used to excite the phase winding 7 can vary. For example, the power source 2 may include a battery that discharges during use. Alternatively, the power source 2 may include an AC power source, a rectifier, and a smoothing capacitor that provides a relatively smooth voltage, but the RMS voltage of the AC power source may vary. The change in the magnitude of the supply voltage affects the amount of current driven by the phase winding 7 during the conduction period. As a result, the electric power of the motor 3 is susceptible to changes in the supply voltage. In addition to the supply voltage, the power of the motor 3 is susceptible to changes in the speed of the rotor 5. Just as the speed of the rotor 5 changes (for example, in response to a change in load), the magnitude of the back electromotive force also changes. As a result, the amount of current driven into the phase winding 7 during the conduction period can vary. Therefore, the controller 14 changes the preceding period and the conduction period in accordance with the change in the magnitude of the supply voltage. Further, the controller 14 changes the preceding period according to the change in the speed of the rotor 5.

コントローラ14は、複数の種々の供給電圧のそれぞれに対する先行期間T_ADV及び導通期間T_CDを備える電圧参照テーブルを記憶する。又、コントローラ14は、複数の種々の回転子速度及び種々の供給電圧のそれぞれに対する速度補償値を備える速度参照テーブルを記憶する。参照テーブルは、それぞれの電圧及び速度点における特定の入力又は出力電力を達成する値を記憶する。本実施形態において、参照テーブルは、様々な供給電圧及びハイパワーモードの動作速度範囲に亘りモータ3に一定の出力電力を達成する値を記憶する。   The controller 14 stores a voltage lookup table comprising a preceding period T_ADV and a conduction period T_CD for each of a plurality of various supply voltages. The controller 14 also stores a speed lookup table comprising speed compensation values for each of a plurality of different rotor speeds and various supply voltages. The look-up table stores values that achieve a particular input or output power at each voltage and speed point. In the present embodiment, the lookup table stores values that achieve constant output power in the motor 3 over various supply voltages and operating speed ranges in high power mode.

電圧センサ12により出力されたV_DC信号は、供給電圧の測定を提供し、一方HALL期間の長さは、回転子速度の測定を提供する。コントローラ14は、供給電圧を使用して電圧参照テーブルにインデックスを付し、位相期間及び導通期間を選択する。コントローラ14は、次いで、回転子速度及び供給電圧を使用して速度参照テーブルにインデックスを付し、速度補償値を選択する。コントローラ14は、次いで、選択された速度補償値を選択された位相期間に加え、速度補償位相期間を得る。その後転流期間T_COMがHALL期間T_HALLから速度補償位相期間を減算することにより得られる。   The V_DC signal output by the voltage sensor 12 provides a measurement of the supply voltage, while the length of the HALL period provides a measurement of the rotor speed. The controller 14 indexes the voltage reference table using the supply voltage and selects the phase period and the conduction period. The controller 14 then indexes the speed lookup table using the rotor speed and supply voltage to select a speed compensation value. The controller 14 then adds the selected speed compensation value to the selected phase period to obtain a speed compensation phase period. The commutation period T_COM is then obtained by subtracting the speed compensation phase period from the HALL period T_HALL.

速度参照テーブルは、回転子5の速度だけでなく、供給電圧の大きさにも依存する速度補償値を記憶する。その理由は、供給電圧が減少するにつれ、特定の速度補償値がモータ3の出力電力へ与える正味の影響が小さくなるためである。回転子速度及び供給電圧の両方に依存する速度補償値を記憶することにより、回転子速度の変化に応じてモータ3の出力電力に対するより良い制御が達成され得る。   The speed reference table stores a speed compensation value that depends not only on the speed of the rotor 5 but also on the magnitude of the supply voltage. The reason is that as the supply voltage decreases, the net effect of the specific speed compensation value on the output power of the motor 3 becomes smaller. By storing a speed compensation value that depends on both the rotor speed and the supply voltage, better control over the output power of the motor 3 can be achieved in response to changes in the rotor speed.

先行期間を決定するのに2つの参照テーブルが使用されることに留意されたい。第1の参照テーブル(即ち、電圧参照テーブル)に供給電圧を使用してインデックスが付される。第2の参照テーブル(即ち、速度参照テーブル)に回転子速度と供給電圧の両方を使用してインデックスが付される。第2の参照テーブルは、回転子速度と供給電圧の両方を使用してインデックスが付されるため、2つの参照テーブルを必要とすることに疑問がもたれる場合もあり得る。しかし、2つの参照テーブルを使用する利点は、種々の電圧分解能が使用され得ることである。モータ3の出力電力は、供給電力の大きさに比較的影響を受けやすい。対照的に、速度補償値が出力電力に与える効果は、供給電圧に少ししか影響を受けない。したがって、2つの参照テーブルを使用することにより、電圧参照テーブルに対しより細かい電圧分解能が使用され得、速度参照テーブルに対しより粗い電圧分解能が使用され得る。その結果、モータ3の出力電力に対する比較的に良好な制御がより小さな参照テーブルの使用により達成され得、そのことは、コントローラ14のメモリ要件を減らす。
ローパワーモード
コントローラ14は、HALLエッジに関して遅延したとき相巻線7を転流する。遅延転流は、先行転流と同様の方式で達成される。HALLエッジに応じて、コントローラ14は、転流期間T_COMを得るため、HALL期間T_HALLに遅延期間T_RETを加える。
Note that two lookup tables are used to determine the preceding period. The first lookup table (ie, voltage lookup table) is indexed using the supply voltage. The second lookup table (ie, the speed lookup table) is indexed using both the rotor speed and the supply voltage. Since the second lookup table is indexed using both rotor speed and supply voltage, it may be questioned that it requires two lookup tables. However, the advantage of using two lookup tables is that different voltage resolutions can be used. The output power of the motor 3 is relatively susceptible to the magnitude of the supplied power. In contrast, the effect that the speed compensation value has on the output power is only slightly affected by the supply voltage. Thus, by using two lookup tables, a finer voltage resolution can be used for the voltage lookup table and a coarser voltage resolution can be used for the velocity lookup table. As a result, relatively good control over the output power of the motor 3 can be achieved through the use of a smaller lookup table, which reduces the memory requirements of the controller 14.
The low power mode controller 14 commutates the phase winding 7 when delayed with respect to the HALL edge. Delayed commutation is achieved in a manner similar to the preceding commutation. In response to the HALL edge, the controller 14 adds a delay period T_RET to the HALL period T_HALL in order to obtain the commutation period T_COM.

T_COM=T_HALL+T_RET
コントローラ14は、次いで、HALLエッジの後、時間T_COMに相巻線7を転流する。その結果、コントローラ14は、後のHALLエッジの後、時間T_RETに相巻線7を転流する。
T_COM = T_HALL + T_RET
The controller 14 then commutates the phase winding 7 at time T_COM after the HALL edge. As a result, the controller 14 commutates the phase winding 7 at time T_RET after the subsequent HALL edge.

ローパワーモードで動作する際、コントローラ14は、電気的周期のそれぞれ半分をその後に1次フリーホイール期間が続く導通期間に分割する。その後コントローラ14は、導通期間を第1の励磁期間と、その後に続く2次フリーホイール期間と、その後に続く第2の励磁期間とに分割する。その後コントローラ14は、2つの励磁期間のそれぞれの間、相巻線7を励磁し、2つのフリーホイール期間のそれぞれの間、相巻線7をフリーホイールする。ハイパワーモードのように、相電流は、励磁の間、電流限度を超えない。したがって、コントローラ14は、電気的半周期のそれぞれの間、励磁からフリーホイールへの切替えを2回行う。   When operating in the low power mode, the controller 14 divides each half of the electrical period into conduction periods followed by a primary freewheel period. Thereafter, the controller 14 divides the conduction period into a first excitation period, a subsequent secondary freewheel period, and a subsequent second excitation period. The controller 14 then energizes the phase winding 7 during each of the two excitation periods and freewheels the phase winding 7 during each of the two freewheel periods. As in the high power mode, the phase current does not exceed the current limit during excitation. Therefore, the controller 14 switches from excitation to freewheel twice during each electrical half cycle.

図6は、ローパワーモードで動作する際の、HALL信号、逆起電力、相電流、相電圧、及び2、3のHALL期間に亘る制御信号の波形を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating the waveforms of the HALL signal, the back electromotive force, the phase current, the phase voltage, and the control signal over a few HALL periods when operating in the low power mode.

ハイパワーモードのように、コントローラ14は、供給電圧の大きさの変化に応じて遅延期間及び導通期間を変化させ、且つコントローラ14は、回転子5の速度の変化に応じて遅延期間を変化させる。したがって、コントローラ14は、種々の供給電圧のための種々の遅延期間T_RETと種々の励磁期間T_EXCを備えるさらなる電圧参照テーブルを記憶する。又コントローラ14は、種々の回転子速度及び種々の供給電圧のための速度補償値を備えるさらなる速度参照テーブルを記憶する。したがって、ローパワーモードで使用される参照テーブルは、ハイパワーモードで使用される参照テーブルと、テーブルが先行期間ではなく遅延期間、及び導通期間ではなく励磁期間を記憶する点のみにおいて異なる。ハイパワーモードのように、ローパワーモードで使用される参照テーブルは、供給電圧と同じ範囲及びローパワーモードの動作速度範囲に亘りモータ3のための一定の出力電力を達成する値を記憶する。   As in the high power mode, the controller 14 changes the delay period and the conduction period according to the change in the magnitude of the supply voltage, and the controller 14 changes the delay period according to the change in the speed of the rotor 5. . Thus, the controller 14 stores a further voltage look-up table comprising various delay periods T_RET and various excitation periods T_EXC for various supply voltages. The controller 14 also stores additional speed look-up tables with speed compensation values for various rotor speeds and various supply voltages. Therefore, the reference table used in the low power mode is different from the reference table used in the high power mode only in that the table stores a delay period, not a preceding period, and an excitation period, not a conduction period. Like the high power mode, the lookup table used in the low power mode stores values that achieve a constant output power for the motor 3 over the same range as the supply voltage and over the operating speed range of the low power mode.

動作の間、コントローラ14は、供給電圧を使用して電圧参照テーブルにインデックスを付し、遅延期間及び励磁期間を選択する。そのとき、選択された励磁期間は、第1の励磁期間及び第2の励磁期間の両方を規定するのに使用され、即ち導通期間の間コントローラ14は、選択された励磁期間の間相巻線7を励磁し、2次フリーホイール期間の間相巻線7をフリーホイールさせ、選択された励磁期間の間再び相巻線7を励磁する。その結果、2次フリーホイール期間が導通期間の真ん中で発生する。   During operation, the controller 14 indexes the voltage lookup table using the supply voltage and selects the delay period and the excitation period. The selected excitation period is then used to define both the first excitation period and the second excitation period, i.e., during the conduction period, the controller 14 causes the phase winding during the selected excitation period. 7 is excited, the phase winding 7 is freewheeled during the secondary freewheel period, and the phase winding 7 is excited again during the selected excitation period. As a result, a secondary freewheel period occurs in the middle of the conduction period.

ハイパワーモードと比較して、相巻線7の励磁は、2つの重要な点で異なる。第1に、コントローラ14は、転流を遅延させる。第2に、コントローラ14は、2次フリーホイール期間を導通期間に導入する。これら2つの相違点の理由と利点を以下に説明する。   Compared to the high power mode, the excitation of the phase winding 7 differs in two important respects. First, the controller 14 delays commutation. Second, the controller 14 introduces a secondary freewheel period into the conduction period. The reason and advantage of these two differences will be described below.

ハイパワーモードで動作する際、必要な出力電力を達成するために先行転流が必要である。回転子5の速度が増加すると、HALL期間は減少し、したがって、相インダクタンスに関連したとき、定数(L/R)がますます重要になる。さらに、相巻線7内で誘導された逆起電力が増加し、それは、相電流が上昇する速度に影響する。そのため、相巻線7へ電流及び電力を駆動することはますます困難になる。相巻線7を各HALLエッジに先行して、したがって逆起電力のゼロ交差に先行して転流することにより、供給電圧は、一瞬にして逆起電力により押し上げられる。その結果、相巻線7を通る電流の方向は、より迅速に反転する。加えて、相電流は、逆起電力を導くようになされ、そのことは、電流上昇のより遅い速度の補償を支援する。その後相電流は、短期間の負のトルクを発生するが、相電流は、通常、正のトルクにおけるその後の利得による補償より多くなる。   When operating in high power mode, a prior commutation is required to achieve the required output power. As the speed of the rotor 5 increases, the HALL period decreases, so the constant (L / R) becomes increasingly important when related to phase inductance. Furthermore, the back electromotive force induced in the phase winding 7 increases, which affects the rate at which the phase current rises. Therefore, it becomes increasingly difficult to drive current and power to the phase winding 7. By commutating the phase winding 7 prior to each HALL edge and thus prior to the zero crossing of the back electromotive force, the supply voltage is instantaneously boosted by the back electromotive force. As a result, the direction of the current through the phase winding 7 reverses more quickly. In addition, the phase current is made to introduce a back electromotive force, which helps compensate for the slower rate of current rise. The subsequent phase current generates a short-term negative torque, but the phase current is usually more than compensated by subsequent gain at positive torque.

ローパワーモードで動作する際、HALL期間の長さは長くなり、したがって、逆起電力はより遅い速度で上昇する。加えて、逆起電力の大きさは小さくなり、したがって、相巻線7の電流は、所与の供給電圧に対しより速い速度で上昇する。したがって、逆起電力はより遅い速度で上昇するが、相電流はより速い速度で上昇する。したがって、望ましい出力電力を達成するためにHALLエッジに先行して相巻線7を転流することは必要でない。さらに、以下に説明する理由により、モータアセンブリ3の効率は、転流を遅延させることにより改善される。   When operating in the low power mode, the length of the HALL period increases, and therefore the back electromotive force increases at a slower rate. In addition, the magnitude of the back electromotive force is reduced, so that the current in the phase winding 7 rises at a faster rate for a given supply voltage. Thus, the back electromotive force increases at a slower rate, but the phase current increases at a faster rate. Thus, it is not necessary to commutate the phase winding 7 prior to the HALL edge to achieve the desired output power. Furthermore, for reasons explained below, the efficiency of the motor assembly 3 is improved by delaying commutation.

励磁の間、相電流の波形が逆起電力の波形と一致するとき、トルク対電流の比率が最大になる。したがって、モータ3の効率の改善は、相電流の波形が逆起電力の波形とより良く一致するよう形成することにより、即ち相電流波形の高調波成分を逆起電力波形に関して減少することにより達成される。先行する段落に記載されるように、ローパワーモードで動作する際、逆起電力は、より遅い速度で上昇するが、相電流は、より速い速度で上昇する。実際、ローパワーモードで動作する際、逆起電力の大きさが比較的低い、即ちおよそ逆起電力のゼロ交差あたりであるとき、相電流は、逆起電力より速く上昇する。その結果、相巻線7がHALLエッジに先行又は同期して転流されるならば、相電流は、逆起電力をより迅速に導くことになる。ハイパワーモードでは、より短いHALL期間及び相電流のより遅い上昇を補償するため、相電流が最初に逆起電力を導くことが必要であった。しかし、ローパワーモードでは、必要な出力電力を達成するために送電流が逆起電力を導くことは必要でない。各HALLエッジの後まで転流を遅延させることにより、相電流は、より密接に逆起電力の上昇に追従する。その結果、モータアセンブリ1の効率は改善される。   During excitation, the torque to current ratio is maximized when the phase current waveform matches the back electromotive force waveform. Therefore, improvement in the efficiency of the motor 3 is achieved by forming the phase current waveform to better match the back electromotive force waveform, ie, by reducing the harmonic component of the phase current waveform with respect to the back electromotive force waveform. Is done. As described in the preceding paragraph, when operating in the low power mode, the back electromotive force increases at a slower rate while the phase current increases at a faster rate. In fact, when operating in the low power mode, the phase current rises faster than the back electromotive force when the magnitude of the back electromotive force is relatively low, ie, approximately around the zero crossing of the back electromotive force. As a result, if the phase winding 7 is commutated prior to or in synchronization with the HALL edge, the phase current will lead back electromotive force more quickly. In the high power mode, it was necessary for the phase current to first induce a back electromotive force to compensate for the shorter HALL period and the slower rise in phase current. However, in the low power mode, it is not necessary for the transmission current to induce a back electromotive force to achieve the required output power. By delaying commutation until after each HALL edge, the phase current more closely follows the increase in back electromotive force. As a result, the efficiency of the motor assembly 1 is improved.

2次フリーホイール期間は、モータ3の効率をさらに改善する役割を果たす。遅延転流の結果、相電流は、逆起電力の相電流とより密接に一致する。それでもなお、相電流は、逆起電力の速度より速い速度で上昇し続ける。その結果、相電流は、最終的に逆起電力を上回る。比較的小さな2次フリーホイール期間を導通期間に導入することにより、相電流の上昇は、一瞬にして阻止され、その結果相電流の上昇は、逆起電力の上昇により密接に追従する。その結果、逆起電力波形に関する相電流波形の高調波成分はさらに減少され、したがって、モータ3の効率はさらに増加される。   The secondary freewheel period serves to further improve the efficiency of the motor 3. As a result of the delayed commutation, the phase current more closely matches the phase current of the counter electromotive force. Nevertheless, the phase current continues to rise at a faster rate than the back electromotive force rate. As a result, the phase current eventually exceeds the back electromotive force. By introducing a relatively small secondary freewheel period into the conduction period, the increase in phase current is momentarily prevented, so that the increase in phase current closely follows the increase in counter electromotive force. As a result, the harmonic component of the phase current waveform with respect to the back electromotive force waveform is further reduced, and thus the efficiency of the motor 3 is further increased.

加速モードは、モータ3を静止から各動作速度範囲の下限まで加速するのに使用される。その結果、コントローラ14は、ハイパワーモードが選択されたとき、0から90krpmの間、ローパワーモードが選択されたとき、0から60krpmの間の加速モードで動作する。どのパワーモードが選択されたかに拘わらず、コントローラ14は、0から20krpmの間のHALLエッジと同期して相巻線7を転流する。コントローラ14は、次いで、モータ3が20から90krpm(ハイパワーモード)又は20から60krpm(ローパワーモード)まで加速する際、HALLエッジに先行して相巻線7を転流する。加速モードで動作する際、コントローラ14は、回転子5の加速を固定して維持する先行期間を使用する。ハイパワーモード又はローパワーモードが選択されるかに拘わらず、コントローラ14は、先行期間を選択するために供給電圧を使用してハイパワーモードで使用される電圧参照テーブルにインデックスを付す。そのとき、選択された先行期間は、加速モードの間にコントローラ14により使用される。モータ3の効率は、回転子速度により変化する先行期間を使用することにより改善され得ることが考えられる。しかし、そのとき、これには、追加の参照テーブルが必要になる。さらに、加速モードは、典型的には、長続きせず、コントローラ14は、主にローパワーモード又はハイパワーモードで動作する。その結果、加速モード内で先行期間を変化させることによりなされ得る効率の改善は、モータ3の全体の効率に大きく寄与する可能性は低い。   The acceleration mode is used to accelerate the motor 3 from the stationary state to the lower limit of each operation speed range. As a result, the controller 14 operates in an acceleration mode between 0 and 90 krpm when the high power mode is selected, and between 0 and 60 krpm when the low power mode is selected. Regardless of which power mode is selected, the controller 14 commutates the phase winding 7 in synchronism with the HALL edge between 0 and 20 krpm. The controller 14 then commutates the phase winding 7 prior to the HALL edge when the motor 3 accelerates from 20 to 90 krpm (high power mode) or from 20 to 60 krpm (low power mode). When operating in the acceleration mode, the controller 14 uses a preceding period in which the acceleration of the rotor 5 is fixed and maintained. Regardless of whether the high power mode or the low power mode is selected, the controller 14 indexes the voltage lookup table used in the high power mode using the supply voltage to select the preceding period. The selected preceding period is then used by the controller 14 during the acceleration mode. It is contemplated that the efficiency of the motor 3 can be improved by using a preceding period that varies with the rotor speed. But then this requires an additional lookup table. Furthermore, the acceleration mode typically does not last long and the controller 14 operates primarily in a low power mode or a high power mode. As a result, the efficiency improvement that can be made by changing the preceding period in the acceleration mode is unlikely to contribute significantly to the overall efficiency of the motor 3.

加速モードからローパワーモードへ切り替える際、コントローラ14は、先行転流から遅延転流に切替えを行う。ローパワーモード内で動作するとき、コントローラ14は、各電気的半周期の間十分な電流及び電力を相巻線7に駆動でき、同時にモータアセンブリ1の効率を改善するため遅延転流を使用する。対照的に、加速の間、各電気的半周期の間に十分な電流及び電力が相巻線7に確実に駆動されるようにするため、先行転流が必要である。コントローラ14が加速の間に転流を遅延又は同期するならば、回転子5は、必要な速度まで加速できないことになる。したがって、60〜70krpmの速度範囲に亘り回転子速度を維持するため遅延転流が使用可能である一方、回転子が60krpmまで確実に加速するために先行転流が必要である。   When switching from the acceleration mode to the low power mode, the controller 14 switches from the preceding commutation to the delayed commutation. When operating in the low power mode, the controller 14 can drive sufficient current and power to the phase winding 7 during each electrical half-cycle and at the same time uses delayed commutation to improve the efficiency of the motor assembly 1. . In contrast, during commutation, prior commutation is necessary to ensure that sufficient current and power is driven into the phase winding 7 during each electrical half-cycle. If the controller 14 delays or synchronizes commutation during acceleration, the rotor 5 will not be able to accelerate to the required speed. Thus, while delayed commutation can be used to maintain the rotor speed over the speed range of 60-70 krpm, prior commutation is required to ensure that the rotor accelerates to 60 krpm.

比較的遅い速度で動作するとき、転流を遅延させることは知られているが、比較的速い速度、即ち50krpmを超える速度で動作するとき、転流を遅延させることは全く知られていない。これらの比較的速い速度において、比較的短い長さの各HALL期間と逆起電力の大きさは先行転流が必要であることを示唆するはずである。実際、先行転流は、モータをその様な速度まで加速するのに必要である。しかし、出願人は、一回それらの速度になると、転流は、モータ3の効率を改善するために遅延され得ることを確認した。   Although it is known to delay commutation when operating at relatively slow speeds, it is not known at all to delay commutation when operating at relatively high speeds, i.e., speeds exceeding 50 krpm. At these relatively high speeds, each relatively short length of HALL period and the magnitude of the back electromotive force should indicate that a prior commutation is required. In fact, precommutation is necessary to accelerate the motor to such speed. However, the Applicant has confirmed that once these speeds are reached, commutation can be delayed to improve the efficiency of the motor 3.

上述の実施形態において、コントローラ14は、ハイパワーモードとローパワーモードの2つの定常状態モードを使用する。ハイパワーモードでは、コントローラ14は、逆起電力のゼロ交差に先行して相巻線7を転流する。ローパワーモードでは、コントローラ14は、逆起電力のゼロ交差に遅延して相巻線7を転流する。先行期間及び遅延期間は、それぞれ位相期間T_PHASEと見なされ得、転流期間T_COMは、以下のように規定される。   In the embodiment described above, the controller 14 uses two steady state modes, a high power mode and a low power mode. In the high power mode, the controller 14 commutates the phase winding 7 prior to the zero crossing of the back electromotive force. In the low power mode, the controller 14 commutates the phase winding 7 with a delay to the zero crossing of the counter electromotive force. The preceding period and the delay period can each be regarded as a phase period T_PHASE, and the commutation period T_COM is defined as follows.

T_COM=T_HALL−T_PHASE
位相期間が正の場合、転流は、HALLエッジの前に発生し(即ち先行転流)、位相期間が負の場合、転流は、HALLエッジの後に発生する(即ち遅延転流)。相巻線7をハイパワーモードとローパワーモードの両方で転流するために同じスキームを使用することは制御を簡単にする。しかし、種々の方法が相巻線7を転流するのに使用され得ることが考えられる。例えば、ローパワーモードで動作する際、コントローラ14は、各HALLエッジの後の時間T_RETにおいて単に相巻線7を転流し得る。
T_COM = T_HALL-T_PHASE
If the phase period is positive, commutation occurs before the HALL edge (ie, leading commutation), and if the phase period is negative, commutation occurs after the HALL edge (ie, delayed commutation). Using the same scheme to commutate the phase winding 7 in both high and low power modes simplifies control. However, it is conceivable that various methods can be used to commutate the phase winding 7. For example, when operating in the low power mode, the controller 14 may simply commutate the phase winding 7 at time T_RET after each HALL edge.

上述の実施形態において、コントローラ14は、回転子速度の変化に応じて位相期間のみ(即ち、ハイパワーモードの先行期間及びローパワーモードの遅延期間)を変化させる。導通期間と比較して、モータ3の入力電力は、典型的には、位相期間の変化により多く影響を受ける。したがって、位相期間を変化させることにより、モータ3の出力電力に関してより良い制御が達成され得る。それでもなお、これらの利点に拘わらず、代わりにコントローラ14は、回転子速度の変化に応じて導通期間のみを変化させ得る。或いは、コントローラ14は、回転子速度の変化に応じて位相期間と導通期間の両方を変化させ得る。これは、例えばモータ3の出力電力が位相期間だけを変化させることにより適切に制御できない場合に必要となり得る。又は、モータ3の効率の改善は、回転子速度の変化に応じて位相期間と導通期間の両方を変化させることにより達成され得る。しかし、位相期間と導通期間の両方を変化させる欠点は、追加の参照テーブルが必要であり、したがって、コントローラ14のメモリにさらなる要求をすることである。   In the above-described embodiment, the controller 14 changes only the phase period (that is, the preceding period in the high power mode and the delay period in the low power mode) according to the change in the rotor speed. Compared to the conduction period, the input power of the motor 3 is typically more affected by changes in the phase period. Therefore, better control over the output power of the motor 3 can be achieved by changing the phase period. Nevertheless, despite these advantages, the controller 14 can instead change only the conduction period in response to changes in rotor speed. Alternatively, the controller 14 can change both the phase period and the conduction period in response to changes in the rotor speed. This may be necessary, for example, when the output power of the motor 3 cannot be adequately controlled by changing only the phase period. Alternatively, an improvement in the efficiency of the motor 3 can be achieved by changing both the phase period and the conduction period in response to changes in the rotor speed. However, the disadvantage of changing both the phase period and the conduction period is that an additional look-up table is required, thus making further demands on the memory of the controller 14.

上述の実施形態において、コントローラ14は、供給電圧の変化に応じて位相期間と導通期間を変化させる。そのとき、これは、モータ3の効率が各電圧点でより良く最適化され得るという利点を有する。それでもなお、位相期間と導通期間の内の1つのみを変化させることによりモータ3の出力電力に対して望ましい制御を達成することが可能である場合もある。モータ3の出力電力は、位相期間の変化により多く影響を受けるため、モータ3の出力電力に対するより良い制御が位相期間を変化させることにより達成され得る。   In the above-described embodiment, the controller 14 changes the phase period and the conduction period according to the change in the supply voltage. This then has the advantage that the efficiency of the motor 3 can be better optimized at each voltage point. Nevertheless, it may be possible to achieve desirable control over the output power of the motor 3 by changing only one of the phase period and the conduction period. Since the output power of the motor 3 is more affected by changes in the phase period, better control over the output power of the motor 3 can be achieved by changing the phase period.

したがって、コントローラ14は、供給電圧及び回転子速度の変化に応じて位相期間及び/又は導通期間を変化させると言ってもよい。2つの期間は、供給電圧及び回転子速度の変化に応じて変化され得るが、コントローラ14は、供給電圧と回転子速度の内の1つのみに応じて期間を変化可能であることが考えられる。例えば、電源2により提供される電圧は比較的安定し得る。その場合、コントローラ14は、回転子速度のみの変化に応じて位相期間及び/又は導通期間を変化し得る。又は、モータ3は、一定の速度で又はローパワーモード及びハイパワーモード内の比較的小さな範囲の速度に亘り動作することが必要となり得る。この場合、コントローラ14は、供給電圧のみの変化に応じて位相期間及び/又は導通期間を変化し得る。したがって、より一般的な意味で、コントローラ14は、供給電圧及び/又は回転子速度の変化に応じて位相期間及び/又は導通期間を変化させると言ってもよい。さらに、電圧参照テーブル又は速度参照テーブルを記憶せずに、コントローラ14は、種々の供給電圧及び/又は回転子速度に対する種々の制御値を備える電力参照テーブルを記憶すると言ってもよい。そのとき、各制御値は、各電圧及び/又は速度の点において特定の出力電力を達成する。その後コントローラ14は、供給電圧及び/又は回転子速度を使用して電力参照テーブルにインデックスを付し、電力参照テーブルから制御値を選択する。そのとき、制御値は、位相期間又は導通期間を規定するのに使用される。   Therefore, it may be said that the controller 14 changes the phase period and / or the conduction period in response to changes in the supply voltage and the rotor speed. Although the two periods can be changed in response to changes in supply voltage and rotor speed, it is contemplated that the controller 14 can change the period in response to only one of supply voltage and rotor speed. . For example, the voltage provided by the power supply 2 can be relatively stable. In that case, the controller 14 may change the phase period and / or conduction period in response to changes in only the rotor speed. Alternatively, the motor 3 may need to operate at a constant speed or over a relatively small range of speeds within the low and high power modes. In this case, the controller 14 can change the phase period and / or the conduction period in response to a change in only the supply voltage. Thus, in a more general sense, the controller 14 may be said to change the phase period and / or conduction period in response to changes in supply voltage and / or rotor speed. Further, without storing the voltage reference table or speed reference table, it may be said that the controller 14 stores a power reference table with various control values for various supply voltages and / or rotor speeds. Each control value then achieves a specific output power at each voltage and / or speed point. Controller 14 then indexes the power lookup table using the supply voltage and / or rotor speed and selects a control value from the power lookup table. The control value is then used to define the phase period or conduction period.

上述の実施形態において、コントローラ14は、ハイパワーモードで使用するための導通期間とローパワーモードで使用するための励磁期間を備える参照テーブルを記憶する。しかし、同じレベルの制御が異なる手段により達成され得る。例えば、導通期間と励磁期間の参照テーブルを記憶せずに、コントローラ14は、1次フリーホイール期間の参照テーブルを記憶可能であり、この参照テーブルは、同様に供給電圧の大きさ及び/又は回転子5の速度を使用してインデックスが付される。そのとき、導通期間は、HALL期間から1次フリーホイール期間を減算することにより得られ、各励磁期間は、HALL期間から1次フリーホイール期間及び2次フリーホイール期間を減算して結果を2で割ることにより得られる。   In the above-described embodiment, the controller 14 stores a reference table including a conduction period for use in the high power mode and an excitation period for use in the low power mode. However, the same level of control can be achieved by different means. For example, without storing a reference table for the conduction period and the excitation period, the controller 14 can store a reference table for the primary freewheel period, which is likewise the magnitude and / or rotation of the supply voltage. The speed of the child 5 is used to index. At that time, the conduction period is obtained by subtracting the primary freewheel period from the HALL period, and each excitation period is obtained by subtracting the primary freewheel period and the secondary freewheel period from the HALL period by 2 It is obtained by dividing.

T_CD=T_HALL−T_FW_1
T_EXC=(T_HALL−T_FW_1−T_FW_2)/2
ここでT_CDは導通期間であり、T_EXCは第1の及び第2の励磁期間のそれぞれであり、T_HALLはHALL期間であり、T_FW_1は1次フリーホイール期間であり、T_FW_2は2次フリーホイール期間である。
T_CD = T_HALL-T_FW_1
T_EXC = (T_HALL-T_FW_1-T_FW_2) / 2
Here, T_CD is a conduction period, T_EXC is each of the first and second excitation periods, T_HALL is a HALL period, T_FW_1 is a primary freewheel period, and T_FW_2 is a secondary freewheel period. is there.

上述の実施形態では、2次フリーホイール期間は、導通期間のちょうど真ん中で発生する。これは、第1の励磁期間と第2の励磁期間の長さを規定するのに同じ励磁期間が使用されることを確実にすることにより達成される。2次フリーホイール期間が導通期間の真ん中で発生することを確実にすることには少なくとも2つの利点がある。第1に、相電流の高調波成分は、2つの励磁期間に亘ってより良くバランスが取れている。その結果、2つの励磁期間の長さが異なるならば、導通期間に亘る相電流の全体の高調波成分は低下しやすい。第2に、参照テーブルは、各電圧点に対し1つの励磁期間を記憶するだけでよい。その結果、参照テーブルにより少ないメモリが必要とされる。上述の利点に拘わらず、供給電圧及び/又は回転子速度の変化に応じて2次フリーホイール期間の位置を変えることが望ましい場合もある。これは、種々の電圧及び/又は速度に対し第1の励磁期間と第2の励磁期間を記憶する参照テーブルを使用することにより達成され得る。   In the embodiment described above, the secondary freewheel period occurs in the middle of the conduction period. This is accomplished by ensuring that the same excitation period is used to define the length of the first excitation period and the second excitation period. There are at least two advantages to ensuring that the secondary freewheel period occurs in the middle of the conduction period. First, the harmonic components of the phase current are better balanced over the two excitation periods. As a result, if the lengths of the two excitation periods are different, the overall harmonic component of the phase current over the conduction period tends to decrease. Secondly, the lookup table need only store one excitation period for each voltage point. As a result, less memory is required for the lookup table. Despite the advantages described above, it may be desirable to change the position of the secondary freewheel period in response to changes in supply voltage and / or rotor speed. This can be accomplished by using a lookup table that stores the first and second excitation periods for various voltages and / or speeds.

コントローラ14は、長さが固定された2次フリーホイール期間を使用する。これは、コントローラ14のメモリ要件を減らす利点がある。しかし、代替的に、コントローラ14は、供給電圧及び/又は回転子速度の変化に応じて変化する2次フリーホイール期間を使用し得る。特に、コントローラ14は、供給電圧の増加又は回転子速度の減少に応じて増加する2次フリーホイール期間を使用し得る。供給電圧が増加すると、回転子速度、したがって、逆起電力の大きさが変化しないとすれば、相巻線7の電流は、励磁の間より速い速度で上昇する。その結果、逆起電力波形に関する相電流波形の高調波成分は増加しやすい。供給電圧の増加に応じて2次フリーホイール期間の長さを増加することにより、相電流の上昇は長い期間阻止され、したがって、相電流波形の高調波成分は減少され得る。回転子速度が減少すると、HALL期間の長さは増加し、したがって、逆起電力はより遅い速度で上昇する。さらに、供給電圧は変化しないとすれば、逆起電力の大きさは減少し、したがって、相巻線7の電流はより速い速度で上昇する。その結果、回転子速度が減少すると、逆起電力はより遅い速度で上昇するが、相電流はより速い速度で上昇する。そのため、逆起電力波形に関する相電流波形の高調波成分は増加しやすい。回転子速度の減少に応じて2次フリーホイール期間を増加させることにより、相電流の上昇は長い期間阻止され、したがって、相電流波形の高調波成分は減少され得る。したがって、供給電圧の増加及び/又は回転子速度の減少に応じて2次フリーホイール期間を増加させることは、効率をさらに改善することになり得る。   The controller 14 uses a secondary freewheel period with a fixed length. This has the advantage of reducing the memory requirements of the controller 14. However, alternatively, the controller 14 may use a secondary freewheel period that varies in response to changes in supply voltage and / or rotor speed. In particular, the controller 14 may use a secondary freewheel period that increases as the supply voltage increases or the rotor speed decreases. As the supply voltage increases, the current in the phase winding 7 rises at a faster rate during excitation, provided that the rotor speed, and thus the magnitude of the back electromotive force, does not change. As a result, the harmonic component of the phase current waveform related to the back electromotive force waveform tends to increase. By increasing the length of the secondary freewheel period in response to an increase in supply voltage, the increase in phase current is prevented for a long period, and therefore the harmonic components of the phase current waveform can be reduced. As the rotor speed decreases, the length of the HALL period increases, so the back electromotive force increases at a slower speed. Furthermore, if the supply voltage does not change, the magnitude of the back electromotive force decreases, and thus the current in the phase winding 7 increases at a faster rate. As a result, as the rotor speed decreases, the back electromotive force increases at a slower speed, but the phase current increases at a faster speed. Therefore, the harmonic component of the phase current waveform related to the back electromotive force waveform tends to increase. By increasing the secondary freewheel period in response to the decrease in rotor speed, the increase in phase current is prevented for a long period, and therefore the harmonic components of the phase current waveform can be reduced. Thus, increasing the secondary freewheel period in response to increasing supply voltage and / or decreasing rotor speed may further improve efficiency.

2次フリーホイール期間の長さは比較的短く、相電流の上昇を一瞬にして阻止することのみを意図する。したがって、2次フリーホイール期間は、1次フリーホイール期間と各励磁期間の両方より短い。2次フリーホイール期間の実際の長さは、例えば相巻線7のインダクタンス、供給電圧の大きさ、逆起電力の大きさ等のモータアセンブリ1の特定の特徴に依存する。長さに関係なく、2次フリーホイール期間は、相巻線7において上昇する逆起電力の期間の間に発生する。これは、低下する逆起電力の期間に全体ではないが主に発生する1次フリーホイール期間と対照的である。1次フリーホイール期間は、追加の電力が電源2から引き出されることなくトルクが相電流により生成され続けるように相巻線7のインダクタンスを利用する。逆起電力が低下するにつれ、所与の相電流に対し生成されるトルクは少なくなる。したがって、逆起電力が低下する期間に相巻線7をフリーホイールさせることにより、モータアセンブリ1の効率はトルクに悪影響を与えずに改善され得る。   The length of the secondary freewheel period is relatively short and is intended only to prevent the phase current from rising in an instant. Therefore, the secondary freewheel period is shorter than both the primary freewheel period and each excitation period. The actual length of the secondary freewheel period depends on certain characteristics of the motor assembly 1, such as the inductance of the phase winding 7, the magnitude of the supply voltage, the magnitude of the back electromotive force, and the like. Regardless of length, the secondary freewheel period occurs during the period of back electromotive force rising in the phase winding 7. This is in contrast to the primary freewheel period that occurs predominantly but not entirely during the period of decreasing back EMF. During the primary freewheel period, the inductance of the phase winding 7 is utilized so that torque is continuously generated by the phase current without additional power being drawn from the power source 2. As the back electromotive force decreases, less torque is generated for a given phase current. Therefore, by freewheeling the phase winding 7 during the period when the back electromotive force is lowered, the efficiency of the motor assembly 1 can be improved without adversely affecting the torque.

1 モータアセンブリ
2 直流電源
3 ブラシレスモータ
4 制御回路
5 回転子
6 固定子
7 相巻線
8 フィルタ
9 インバータ
10 ゲートドライバーモジュール
11 電流センサ
12 電圧センサ
13 位置センサ
14 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor assembly 2 DC power supply 3 Brushless motor 4 Control circuit 5 Rotor 6 Stator 7 Phase winding 8 Filter 9 Inverter 10 Gate driver module 11 Current sensor 12 Voltage sensor 13 Position sensor 14 Controller

Claims (12)

ブラシレス永久磁石モータを制御する方法であって、
前記モータの巻線を前記巻線における逆起電力のゼロ交差に対して遅延した時に転流する工程と、
各電気的半周期を後に1次フリーホイール期間が続く導通期間に分割する工程と、
前記導通期間を第1の励磁期間、2次フリーホイール期間及び第2の励磁期間に分割する工程と、
各励磁期間に前記モータの巻線を励磁する工程と、
各フリーホイール期間に前記巻線をフリーホイールさせる工程と
を含む方法。
A method for controlling a brushless permanent magnet motor, comprising:
Commutating the motor winding when delayed relative to the zero crossing of the back electromotive force in the winding;
Dividing each electrical half-cycle into conduction periods followed by a primary freewheel period;
Dividing the conduction period into a first excitation period, a secondary freewheel period, and a second excitation period;
Exciting the motor windings during each excitation period;
Freewheeling the winding during each freewheel period.
前記2次フリーホイール期間は、前記巻線における逆起電力が上昇する時に発生し、前記1次フリーホイール期間は、逆起電力が主に低下する時に発生する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the secondary freewheel period occurs when back electromotive force in the winding increases, and the primary free wheel period occurs mainly when back electromotive force decreases. 前記2次フリーホイール期間の長さは、前記1次フリーホイール期間、前記第1の励磁期間及び前記第2の励磁期間のそれぞれより短い、請求項1又は2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein a length of the secondary freewheel period is shorter than each of the primary freewheel period, the first excitation period, and the second excitation period. 前記巻線を供給電圧で励磁する工程と、前記導通期間の長さを前記供給電圧又は前記モータの速度の変化に応じて変化させる工程とを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。   4. The method according to claim 1, comprising: exciting the winding with a supply voltage; and changing the length of the conduction period according to a change in the supply voltage or the speed of the motor. The method described. 前記導通期間の長さを前記供給電圧の減少又は前記モータの速度の増加に応じて増加させる工程を含む、請求項4に記載の方法。   5. The method of claim 4, comprising increasing the length of the conduction period in response to a decrease in the supply voltage or an increase in the speed of the motor. 遅延期間により前記巻線における逆起電力のゼロ交差に対して遅延した時に前記巻線を転流する工程と、前記巻線を供給電圧で励磁する工程と、前記遅延期間の長さを前記供給電圧又は前記モータの速度の変化に応じて変化させる工程とを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。   A step of commutating the winding when delayed by a delay period with respect to a zero crossing of the counter electromotive force in the winding; a step of exciting the winding with a supply voltage; and a length of the delay period. And changing the voltage in response to a change in voltage or speed of the motor. 前記遅延期間を前記供給電圧の増加又は前記モータの速度の減少に応じて増加させる工程を含む、請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, comprising increasing the delay period in response to an increase in the supply voltage or a decrease in the speed of the motor. 前記巻線を逆起電力のゼロ交差に対して遅延した時に転流する工程と、各電気的半周期を前記導通期間及び前記1次フリーホイール期間に分割する工程と、50krpmより速い速度で動作するとき、前記導通期間を前記第1の励磁期間、前記2次フリーホイール期間及び前記第2の励磁期間に分割する工程とを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。   Commutating when the winding is delayed with respect to the zero crossing of the back electromotive force, dividing each electrical half-cycle into the conduction period and the primary freewheel period, and operating at a speed faster than 50 krpm The method according to any one of claims 1 to 7, further comprising: dividing the conduction period into the first excitation period, the secondary freewheel period, and the second excitation period. 前記巻線を逆起電力のゼロ交差に対して遅延した時に転流する工程と、各電気的半周期を前記導通期間及び前記1次フリーホイール期間に分割する工程と、少なくとも5krpmに及ぶ速度範囲に亘り動作するとき、前記導通期間を前記第1の励磁期間、前記2次フリーホイール期間及び前記第2の励磁期間に分割する工程とを含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。   Commutation when the winding is delayed with respect to the zero crossing of the back electromotive force, dividing each electrical half-cycle into the conduction period and the primary freewheel period, and a speed range extending to at least 5 krpm The method includes the step of dividing the conduction period into the first excitation period, the secondary freewheel period, and the second excitation period when operating over a period of time. the method of. 前記モータを前記速度範囲に亘り一定の電力で駆動する工程を含む、請求項9に記載の方法。   The method of claim 9, comprising driving the motor with constant power over the speed range. ブラシレス永久磁石モータのための制御回路であって、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される、制御回路。   A control circuit for a brushless permanent magnet motor, the control circuit being configured to perform the method according to any one of claims 1 to 10. ブラシレス永久磁石モータと請求項11に記載の制御回路とを備えるモータアセンブリ。   A motor assembly comprising a brushless permanent magnet motor and the control circuit according to claim 11.
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