JP2017093157A - Two-phase dynamo-electric machine controller and control system for two-phase dynamo-electric machine - Google Patents

Two-phase dynamo-electric machine controller and control system for two-phase dynamo-electric machine Download PDF

Info

Publication number
JP2017093157A
JP2017093157A JP2015220594A JP2015220594A JP2017093157A JP 2017093157 A JP2017093157 A JP 2017093157A JP 2015220594 A JP2015220594 A JP 2015220594A JP 2015220594 A JP2015220594 A JP 2015220594A JP 2017093157 A JP2017093157 A JP 2017093157A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
rotating electrical
phase coil
electrical machine
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015220594A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6616162B2 (en
Inventor
典樹 森本
Noriki MORIMOTO
典樹 森本
萩村 将巳
Masami Hagimura
将巳 萩村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsuba Corp filed Critical Mitsuba Corp
Priority to JP2015220594A priority Critical patent/JP6616162B2/en
Priority to CN201680064208.7A priority patent/CN108419451B/en
Priority to PCT/JP2016/082939 priority patent/WO2017082194A1/en
Publication of JP2017093157A publication Critical patent/JP2017093157A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6616162B2 publication Critical patent/JP6616162B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-phase dynamo-electric machine controller for controlling a two-phase three-wire dynamo-electric machine, which prevents generation of a through current when switching the direction of a current flowing through each phase, and suppressing the occurrence of no torque, and to provide a control system for two-phase dynamo-electric machine.SOLUTION: A two-phase dynamo-electric machine controller for controlling a two-phase three-wire dynamo-electric machine including two coils can execute switching control for switching to a predetermined orientation of an exciting current, before switching the orientation of an exciting current flowing through any one of the two coils, and after reflowing the current flowing through the object coil of switching the orientation of the exciting current.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、2相回転電機制御装置及び2相回転電機用制御システムに関する。   The present invention relates to a two-phase rotating electrical machine control device and a control system for a two-phase rotating electrical machine.

従来、インバータ回路のスイッチング素子のオンオフ作動を制御することにより、回転電機の駆動を制御する回転電機制御装置が知られている。例えば回転電機制御装置では、スイッチング素子のオンオフ作動を指令するための指令信号を制御部で生成し、当該指令信号に基づき、スイッチング素子のゲート信号をゲートドライバ回路で生成している。ゲートドライバ回路で生成されたゲート信号がスイッチング素子のゲートに出力されると、ゲート信号に基づいてスイッチング素子がオンオフ作動し、回転電機が回転駆動する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a rotating electrical machine control device that controls driving of a rotating electrical machine by controlling an on / off operation of a switching element of an inverter circuit is known. For example, in a rotating electrical machine control apparatus, a command signal for commanding an on / off operation of a switching element is generated by a control unit, and a gate signal of the switching element is generated by a gate driver circuit based on the command signal. When the gate signal generated by the gate driver circuit is output to the gate of the switching element, the switching element is turned on / off based on the gate signal, and the rotating electrical machine is rotated.

例えば、2相の回転電機の駆動を制御する回転電機制御装置であって、2相三線式で電力を供給する回転電機制御装置がある。図9は、従来の2相の回転電機の駆動を制御する回転電機制御装置120を備えた2相回転電機用制御システム100の概略構成図である。2相回転電機用制御システム100は、電源装置110、回転電機制御装置120、インバータ回路130及び2相(A相及びB相)の回転電機140を備える。回転電機制御装置120は、スイッチング素子Q100〜Q600のオンオフを制御し、A相又はB相に流れている電流の向きを切り替えることで、回転電機140を回転駆動させる。   For example, there is a rotating electrical machine control device that controls the driving of a two-phase rotating electrical machine and that supplies electric power in a two-phase three-wire system. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a control system 100 for a two-phase rotating electrical machine including a rotating electrical machine control device 120 that controls driving of a conventional two-phase rotating electrical machine. The control system 100 for a two-phase rotating electrical machine includes a power supply device 110, a rotating electrical machine control device 120, an inverter circuit 130, and a two-phase (A phase and B phase) rotating electrical machine 140. The rotating electrical machine control device 120 controls the on / off of the switching elements Q100 to Q600, and rotates the rotating electrical machine 140 by switching the direction of the current flowing in the A phase or the B phase.

特開2004−248466号公報JP 2004-248466 A

しかしながら、従来の回転電機制御装置は、A相又はB相に流れている電流の向きを切り替えると、貫通電流200が発生してしまい、スイッチング素子Q200、Q500が破損する場合がある。また、A相又はB相に流れる電流の向きを切り替える場合に、切り替えた相のコイルに逆起電力が発生する。したがって、電源装置110から供給される電流がA相コイル及びB相コイルに流れない期間が発生する。これにより、回転電機140を回転させるトルクが発生しない期間が存在し、インバータ回路130の効率が低下する問題がある。   However, in the conventional rotating electrical machine control device, when the direction of the current flowing in the A phase or the B phase is switched, the through current 200 is generated, and the switching elements Q200 and Q500 may be damaged. Further, when the direction of the current flowing in the A phase or the B phase is switched, a counter electromotive force is generated in the coil of the switched phase. Therefore, a period in which the current supplied from power supply device 110 does not flow through the A-phase coil and the B-phase coil occurs. As a result, there is a period in which no torque for rotating the rotating electrical machine 140 is generated, and the efficiency of the inverter circuit 130 is reduced.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、2相三線式の回転電機を制御する2相回転電機制御装置であって、各相に流れる電流の向きを切り替える際に、貫通電流の発生を防止し、且つ回転電機のトルクが発生しなくなることを抑制する2相回転電機制御装置及び2相回転電機用制御システムを提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is a two-phase rotating electrical machine control device that controls a two-phase three-wire rotating electrical machine, and switches the direction of current flowing in each phase. The second object is to provide a two-phase rotating electrical machine control device and a two-phase rotating electrical machine control system that prevent the occurrence of a through current and suppress the generation of torque of the rotating electrical machine.

本発明の一態様は、2つのコイルを備える2相三線式の回転電機を制御する2相回転電機制御装置であって、前記2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている励磁電流の向きを切り替える前に、前記励磁電流の向きを切り替える対象のコイルに流れる電流を還流させた後に、所定の励磁電流の向きに切り替える切替制御を実行可能である。   One aspect of the present invention is a two-phase rotating electrical machine control device that controls a two-phase three-wire rotating electrical machine including two coils, and an excitation current flowing in one of the two coils. Before switching the direction, it is possible to execute switching control for switching to the direction of a predetermined excitation current after circulating the current flowing through the coil to be switched for the direction of the excitation current.

また、本発明の一態様は、上述の2相回転電機制御装置であって、前記励磁電流の向きを切り替える前記対象のコイルとは異なる他方のコイルに流れる励磁電流の向きを維持したまま、前記対象のコイルに流れる電流を還流させる。   One aspect of the present invention is the above-described two-phase rotating electrical machine control device, wherein the direction of the excitation current flowing in the other coil different from the target coil that switches the direction of the excitation current is maintained, The current flowing through the target coil is returned.

また、本発明の一態様は、2つのコイルを備える2相三線式の回転電機と、前記回転電機を制御する2相回転電機制御装置と、を備え、前記2相回転電機制御装置は、前記2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている励磁電流の向きを切り替える前に、前記励磁電流の向きを切り替える対象のコイルに流れる電流を還流させた後に、所定の励磁電流の向きに切り替える切替制御を実行可能である2相回転電機用制御システムである。   One embodiment of the present invention includes a two-phase three-wire rotating electric machine including two coils, and a two-phase rotating electric machine control device that controls the rotating electric machine, wherein the two-phase rotating electric machine control device includes: Before switching the direction of the excitation current flowing through one of the two coils, the current flowing through the coil that is the target of switching the direction of the excitation current is circulated and then switched to a predetermined direction of the excitation current. This is a control system for a two-phase rotating electrical machine capable of executing switching control.

以上説明したように、本発明によれば、2相三線式の回転電機を制御する2相回転電機制御装置であって、各相に流れる電流の向きを切り替える際に、貫通電流の発生を防止し、且つ回転電機のトルクが発生しなくなることを抑制する2相回転電機制御装置及び2相回転電機用制御システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, a two-phase rotary electric machine control device that controls a two-phase three-wire rotary electric machine, and prevents the occurrence of a through current when switching the direction of the current flowing in each phase. In addition, it is possible to provide a two-phase rotating electrical machine control device and a two-phase rotating electrical machine control system that suppress the generation of torque of the rotating electrical machine.

第1の実施形態の2相回転電機制御装置40を備えた2相回転電機用制御システム1の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the control system 1 for 2 phase rotary electric machines provided with the 2 phase rotary electric machine control apparatus 40 of 1st Embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機30の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the two-phase rotary electric machine 30 in 1st Embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#1について説明する図である。It is a figure explaining the electricity supply pattern # 1 of the two-phase rotary electric machine control apparatus 40 in 1st Embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#2について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 2 of 2 phase rotary electric machine control device 40 in a 1st embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#3について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 3 of 2 phase rotary electric machine control device 40 in a 1st embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#4について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 4 of 2 phase rotary electric machine control device 40 in a 1st embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#5について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 5 of 2 phase rotary electric machine control device 40 in a 1st embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#6について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 6 of two-phase rotary electric machine control device 40 in a 1st embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#7について説明する図である。It is a figure explaining the electricity supply pattern # 7 of the two-phase rotary electric machine control apparatus 40 in 1st Embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#8について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 8 of two-phase rotary electric machine control device 40 in a 1st embodiment. 第1の実施形態における2相回転電機制御装置40が各通電パターン#1〜#8の切り換えタイミングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching timing of each electricity supply pattern # 1- # 8 by the 2 phase rotary electric machine control apparatus 40 in 1st Embodiment. 第1の実施形態における変形例の2相回転電機制御装置40が行う通電パターンの切り換えタイミングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching timing of the electricity supply pattern which the two-phase rotary electric machine control apparatus 40 of the modification in 1st Embodiment performs. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aを備えた2相回転電機用制御システム1Aの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of control system 1A for 2 phase rotary electric machines provided with 40 A of 2 phase rotary electric machine control apparatuses in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#1について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 1 of 2 phase rotary electric machine control device 40A in a 2nd embodiment. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#2´について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 2 'of 2 phase rotary electric machine control device 40A in a 2nd embodiment. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#3について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 3 of 2 phase rotary electric machine control device 40A in a 2nd embodiment. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#4´について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 4 'of 2 phase rotary electric machine control device 40A in a 2nd embodiment. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#5について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 5 of 2 phase rotary electric machine control device 40A in a 2nd embodiment. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#6´について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 6 'of 2 phase rotary electric machine control device 40A in a 2nd embodiment. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#7について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 7 of 2 phase rotary electric machine control device 40A in a 2nd embodiment. 第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#8´について説明する図である。It is a figure explaining energization pattern # 8 'of 2 phase rotary electric machine control device 40A in a 2nd embodiment. 複数のコイルが並列及び直列に接続されたコイル群としてそれぞれ構成されている構成概略図である。It is the structure schematic which is each comprised as a coil group by which the some coil was connected in parallel and series. 従来の2相の回転電機の駆動を制御する回転電機制御装置120を備えた2相回転電機用制御システム100の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the control system 100 for 2 phase rotary electric machines provided with the rotary electric machine control apparatus 120 which controls the drive of the conventional 2 phase rotary electric machine.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention. In the drawings, the same or similar parts may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted. In addition, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer description.

実施形態における2相回転電機制御装置は、2つのコイルを備える2相三線式の回転電機を制御する2相回転電機制御装置であって、2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている励磁電流の向きを切り替える前に、励磁電流の向きを切り替える対象のコイルに流れる電流を還流させた後に、所定の励磁電流の向きに切り替える切替制御を実行可能である。
以下、実施形態の2相回転電機制御装置を、図面を用いて説明する。
The two-phase rotating electric machine control device in the embodiment is a two-phase rotating electric machine control device that controls a two-phase three-wire rotating electric machine including two coils, and flows to one of the two coils. Before switching the direction of the excitation current, it is possible to execute switching control for switching to a predetermined direction of the excitation current after circulating the current flowing through the coil to be switched the direction of the excitation current.
Hereinafter, a two-phase rotating electrical machine control device of an embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の2相回転電機制御装置40を備えた2相回転電機用制御システム1の概略構成の一例を示す図である。図1に示すように、2相回転電機用制御システム1は、電源装置10、インバータ回路20、2相回転電機30及び2相回転電機制御装置40を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a control system 1 for a two-phase rotating electrical machine including the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the control system 1 for a two-phase rotating electrical machine includes a power supply device 10, an inverter circuit 20, a two-phase rotating electrical machine 30, and a two-phase rotating electrical machine control device 40.

図2は、第1の実施形態における2相回転電機30の概略構成の一例を示す図である。
2相回転電機30は、例えば、自動二輪車に搭載されるアウタロータ型の回転電機である。2相回転電機30は、エンジンのクランクシャフト(不図示)と同期回転する有底筒状のロータ(フライホイール)31と、不図示のエンジンブロックに固定されるステータ32とを備える。
ステータ32は、ロータ31の径方向内側に設けられている。ステータ32にはA相コイル30a又はB相コイル30bの2相のコイルが巻装されている。なお、本実施形態において、A相コイル30a及びB相コイル30bは、それぞれ複数のコイルを備えるコイル群である。ただし、A相コイル30a及びB相コイル30bは、これに限定されず、少なくとも1つ以上のコイルから構成されていればよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the two-phase rotating electrical machine 30 according to the first embodiment.
The two-phase rotating electrical machine 30 is, for example, an outer rotor type rotating electrical machine mounted on a motorcycle. The two-phase rotating electrical machine 30 includes a bottomed cylindrical rotor (flywheel) 31 that rotates synchronously with an engine crankshaft (not shown), and a stator 32 that is fixed to an engine block (not shown).
The stator 32 is provided on the radially inner side of the rotor 31. The stator 32 is wound with a two-phase coil of an A-phase coil 30a or a B-phase coil 30b. In the present embodiment, the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b are coil groups each including a plurality of coils. However, the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b are not limited to this, and may be composed of at least one coil.

ロータ31の周壁31cには、内周面側に複数個の瓦状のロータマグネット33が周方向に沿って磁極が順番となるように配置されている。例えば、ロータマグネット33は、フェライト磁石である。一方、ステータ32は、径方向外側に向かって突出する複数個のティース34を備える。   A plurality of tile-like rotor magnets 33 are arranged on the inner peripheral surface side of the circumferential wall 31c of the rotor 31 so that the magnetic poles are in order along the circumferential direction. For example, the rotor magnet 33 is a ferrite magnet. On the other hand, the stator 32 includes a plurality of teeth 34 protruding outward in the radial direction.

ティース34は、断面略T字状に形成されている。複数のティース34は、それぞれ周方向に等間隔に配置されている。ティース34は、巻胴部36及び先端部37を備える。
巻胴部36は、径方向に沿って延びるように形成されている。
先端部37は、巻胴部36の径方向外側の先端に一体成形され、周方向に沿って延びるように形成されている。先端部37は、周方向中央部が巻胴部36の先端に位置するように形成されている。そして、隣接するティース34間に蟻溝状のスロット38が形成されている。このスロット38に電機子コイル39を通し、絶縁性のインシュレータ(不図示)が装着された各ティース34に、電機子コイル39を巻装する。すなわち、各スロット38には、それぞれ対応するA相コイル30a、又はB相コイル30bが通され、各ティース34にA相コイル30a、又はB相コイル30bが巻装される。第1の実施形態では、図2におけるX部に存在する6つのティース34には、A相コイル30aが巻装される。図2におけるY部に存在する6つのティース34には、B相コイル30bが巻装される。なお、第1の実施形態では、図2におけるX部に存在する6つのティース34に巻装される電機子コイル39をA相コイル30aとし、図2におけるY部に存在する6つのティース34に巻装される電機子コイル39をB相コイル30bとする。
The teeth 34 are formed in a substantially T-shaped cross section. The plurality of teeth 34 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The teeth 34 include a winding drum part 36 and a tip part 37.
The winding drum portion 36 is formed so as to extend along the radial direction.
The distal end portion 37 is integrally formed with the distal end on the radially outer side of the winding drum portion 36 and is formed to extend along the circumferential direction. The distal end portion 37 is formed so that the central portion in the circumferential direction is located at the distal end of the winding drum portion 36. A dovetail slot 38 is formed between adjacent teeth 34. The armature coil 39 is passed through the slot 38, and the armature coil 39 is wound around each tooth 34 to which an insulating insulator (not shown) is attached. That is, the corresponding A-phase coil 30a or B-phase coil 30b is passed through each slot 38, and the A-phase coil 30a or B-phase coil 30b is wound around each tooth 34. In the first embodiment, the A-phase coil 30a is wound around the six teeth 34 existing in the portion X in FIG. The B-phase coil 30b is wound around the six teeth 34 existing in the Y portion in FIG. In the first embodiment, the armature coil 39 wound around the six teeth 34 existing in the X portion in FIG. 2 is the A-phase coil 30a, and the six teeth 34 existing in the Y portion in FIG. The armature coil 39 to be wound is a B-phase coil 30b.

以下に、2相回転電機30に磁極の数(ロータマグネット33の数)Pとティース34の数について説明する。2相回転電機30は、電源装置10から供給される電流が電機子コイル39に供給されると、ティース34に磁束が発生し、この磁束とロータ31のロータマグネット33との間に、磁気的な吸引力や反発力が発生し、ロータ31が回転する。
しかしながら、セグメント型のロータマグネット33を用いる場合、各ロータマグネット33間に空隙が形成されるので、ロータマグネット33の周方向両端を境にして磁束の変化が大きくなる。このため、各ティース34がロータマグネット33の両端を通過する際、各ティース34に対する磁気的な吸引力や反発力が大きく変化してコギングトルクが大きくなる。したがって、以下に示す式(1)を満たすように、磁極の数P及びティース34の数Sを設定することにより、低コギングトルクである2相回転電機30となる。
Hereinafter, the number of magnetic poles (number of rotor magnets 33) P and the number of teeth 34 in the two-phase rotating electrical machine 30 will be described. When the current supplied from the power supply device 10 is supplied to the armature coil 39, the two-phase rotating electrical machine 30 generates a magnetic flux in the teeth 34, and a magnetic force is generated between the magnetic flux and the rotor magnet 33 of the rotor 31. A strong suction force or repulsive force is generated, and the rotor 31 rotates.
However, when the segment-type rotor magnet 33 is used, a gap is formed between the rotor magnets 33, so that the change in magnetic flux increases at both circumferential ends of the rotor magnet 33. For this reason, when each tooth 34 passes through both ends of the rotor magnet 33, the magnetic attractive force and repulsive force with respect to each tooth 34 change greatly, and the cogging torque increases. Therefore, by setting the number P of magnetic poles and the number S of teeth 34 so as to satisfy the following expression (1), the two-phase rotating electrical machine 30 having a low cogging torque is obtained.

Figure 2017093157
Figure 2017093157

なお、nは自然数である。ただし、n≦2の場合には、コギングトルクの低減に対する寄与は小さい。また、磁極の数P及びティース34の数Sが整数倍でも、式(1)が成り立つ。   Note that n is a natural number. However, when n ≦ 2, the contribution to the reduction of the cogging torque is small. Further, even if the number P of magnetic poles and the number S of teeth 34 are integer multiples, the formula (1) is established.

以下に、磁極の数P及びティース34の数Sが式(1)を満たすことで、2相回転電機30が低コギングトルクとなることを説明する。
隣り合うロータマグネット33の間の角度である極間角度(機械角)θは、以下の式(2)で表される。
Hereinafter, it will be described that the two-phase rotating electrical machine 30 has a low cogging torque when the number P of magnetic poles and the number S of teeth 34 satisfy Expression (1).
An inter-pole angle (mechanical angle) θ 1 that is an angle between adjacent rotor magnets 33 is expressed by the following equation (2).

Figure 2017093157
Figure 2017093157

また、ステータ32における隣り合うティース34の間の角度(機械角)θは、以下の式(3)で表される。 Further, an angle (mechanical angle) θ 2 between adjacent teeth 34 in the stator 32 is expressed by the following equation (3).

Figure 2017093157
Figure 2017093157

式(2)及び式(3)より、ロータマグネット33とティース34との位相差(電気角)αは、以下の式(4)で表される。   From the equations (2) and (3), the phase difference (electrical angle) α between the rotor magnet 33 and the teeth 34 is expressed by the following equation (4).

Figure 2017093157
Figure 2017093157

ここで、1個目のティース34の中心がロータマグネット33の中心と一致しているときを角度0°とし、逆起電圧の振幅を1とすると、合成逆起電力Eは、以下の式(5)で表される。   Here, when the center of the first tooth 34 coincides with the center of the rotor magnet 33 and the angle is 0 ° and the amplitude of the counter electromotive voltage is 1, the combined counter electromotive force E is expressed by the following equation ( 5).

Figure 2017093157
Figure 2017093157

式(5)に示すように、位相差|α|が大きくなると逆起電圧の打ち消し合う区間が長くなり、合成逆起電圧Eが低くなる。一方、位相差|α|が小さくなると逆起電圧の打ち消し合う区間が短くなり、合成逆起電圧Eが高くなる。すなわち、位相差αが0に近い方が2相回転電機30の効率がよい。ここで、位相差αは式(4)で表されるため、(磁極の数P)/(ティース34の数S)の値が1に近い値となるのが理想となる。しかしながら、磁極の数Pとティース34の数Sとが同じ値(P=S)では、2相回転電機としての構造が成り立たない。2相回転電機としての構造が成り立つには、ティース34の数Sが4の倍数であり、磁極の数Pが2の倍数であることが必須である。したがって、2相回転電機30が式(1)を満たすことで、低コギングトルクとなり、効率のよい二相の回転電機の構成となる。第1の実施形態では、磁極の数Pが14であり、ティース34の数Sが12である。   As shown in Expression (5), when the phase difference | α | increases, the counter electromotive voltage canceling interval becomes longer, and the combined counter electromotive voltage E becomes lower. On the other hand, when the phase difference | α | becomes smaller, the counter electromotive voltage canceling interval becomes shorter and the combined counter electromotive voltage E becomes higher. That is, the efficiency of the two-phase rotating electrical machine 30 is better when the phase difference α is closer to zero. Here, since the phase difference α is expressed by Expression (4), it is ideal that the value of (number P of magnetic poles) / (number S of teeth 34) is close to 1. However, when the number P of magnetic poles and the number S of teeth 34 are the same value (P = S), the structure as a two-phase rotating electric machine is not realized. In order to achieve a structure as a two-phase rotating electrical machine, it is essential that the number S of teeth 34 is a multiple of 4 and the number P of magnetic poles is a multiple of 2. Therefore, when the two-phase rotating electrical machine 30 satisfies the expression (1), the cogging torque is reduced, and an efficient two-phase rotating electrical machine is configured. In the first embodiment, the number P of magnetic poles is 14, and the number S of teeth 34 is 12.

図1に戻り、インバータ回路20は、電源装置10から供給される直流電力を交流電力に変換して2相回転電機30に印加する。インバータ回路20は、6つのスイッチング素子211〜216を備える。インバータ回路20は、2相回転電機制御装置40から供給される駆動信号に基づいて、スイッチング素子211〜216のオンとオフとを切り替えて直流電力を交流電力に変換する。   Returning to FIG. 1, the inverter circuit 20 converts the DC power supplied from the power supply device 10 into AC power and applies the AC power to the two-phase rotating electrical machine 30. The inverter circuit 20 includes six switching elements 211 to 216. Based on the drive signal supplied from the two-phase rotating electrical machine control device 40, the inverter circuit 20 switches on and off the switching elements 211 to 216 to convert DC power into AC power.

直列に接続されたスイッチング素子211、214と、直列に接続されたスイッチング素子212、215と、直列に接続されたスイッチング素子213、216とは、電源装置10の高電位側と接地電位との間に並列に接続されている。また、スイッチング素子211とスイッチング素子214との接続点には、A相コイル30aの一端が接続されている。スイッチング素子213とスイッチング素子216との接続点には、B相コイル30bの一端が接続されている。スイッチング素子212とスイッチング素子215との接続点には、A相コイル30aの他端とB相コイル30bの他端とが接続されている。例えば、スイッチング素子211〜216は、FET(FieldEffectiveTransistor;電界効果トランジスタ)、又はIGBT(InsulatedGateBipolarTransistor;絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)である。各スイッチング素子211〜216は、還流ダイオードと並列に接続された構成を備えていてもよい。   The switching elements 211 and 214 connected in series, the switching elements 212 and 215 connected in series, and the switching elements 213 and 216 connected in series are between the high potential side of the power supply device 10 and the ground potential. Connected in parallel. One end of the A-phase coil 30a is connected to a connection point between the switching element 211 and the switching element 214. One end of the B-phase coil 30b is connected to a connection point between the switching element 213 and the switching element 216. The other end of the A-phase coil 30a and the other end of the B-phase coil 30b are connected to a connection point between the switching element 212 and the switching element 215. For example, the switching elements 211 to 216 are FETs (Field Effective Transistors) or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). Each of the switching elements 211 to 216 may include a configuration connected in parallel with the freewheeling diode.

2相回転電機制御装置40は、スイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御することで、A相コイル30a及びB相コイル30bに通電する通電パターンを切り替える。すなわち、2相回転電機制御装置40は、スイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御することで、A相コイル30a及びB相コイル30bのそれぞれに対して流れる電流の向きを制御する。言い換えれば、2相回転電機制御装置40は、予め設定された複数の通電パターンを順次用いて、A相コイル30a又はB相コイル30bに流れる電流の向きを切り替えるようにスイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御する。これにより、2相回転電機制御装置40は、A相コイル30a又はB相コイル30bの磁束の向きを切り替えることで、ロータマグネット33とティース34との間に吸引力又は反発力を発生させ、ロータ31を回転させる。ただし、2相回転電機制御装置40は、A相コイル30a又はB相コイル30bに流れる電流の向きを切り替えるタイミングの際に、電流の向きが切り換わる電機子コイル39に流れている電流を当該電機子コイル39に還流させる。すなわち、2相回転電機制御装置40は、A相コイル30a又はB相コイル30bに流れる電流の向きを切り替えるタイミングの際に、電流の向きが切り換わる電機子コイル39に流れている電流を当該電機子コイル39に還流させる閉ループを形成するように、スイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御する。これにより、電流の向きが切り換わることにより発生する電機子コイル39の自己誘導の影響を受けにくくすることができる。すなわち、自己誘導の影響とは、電機子コイル39の自己誘導による逆起電力が発生し、その逆起電力が電機子コイル39に励磁電流が流れることを妨げることである。これの自己誘導の影響より、電機子コイル39が磁化することができず、ロータマグネット33とティース34との間に吸引力又は反発力を発生させることができない。そのため、ロータ31を回転させるトルクを発生させることができない。2相回転電機制御装置40は、電機子コイル39に流れる電流の向きを切り替えるタイミングの際に、電流の向きが切り換わる電機子コイル39に還流させる閉ループを形成することで自己誘導の影響を低減し、励磁電流が流れる経路を確保することができる。したがって、2相回転電機制御装置40は、電機子コイル39に流れる電流の向きを切り替えるタイミングの際に、電機子コイル39が磁化されないことを防ぎ、ロータ31を回転させることができる。   The two-phase rotating electrical machine control device 40 switches the energization pattern for energizing the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b by controlling on and off of the switching elements 211 to 216. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40 controls the direction of the current flowing through each of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b by controlling on and off of the switching elements 211 to 216. In other words, the two-phase rotating electrical machine control device 40 sequentially turns on the switching elements 211 to 216 so as to switch the direction of the current flowing in the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b using a plurality of preset energization patterns. Control off and on. Thereby, the two-phase rotating electrical machine control device 40 generates an attractive force or a repulsive force between the rotor magnet 33 and the teeth 34 by switching the direction of the magnetic flux of the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b. 31 is rotated. However, the two-phase rotating electrical machine control device 40 uses the current flowing through the armature coil 39 that switches the current direction at the timing of switching the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b. The child coil 39 is refluxed. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40 transmits the current flowing through the armature coil 39 whose current direction is switched at the timing of switching the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b. The switching elements 211 to 216 are controlled to be turned on and off so as to form a closed loop in which the child coil 39 is refluxed. Thereby, it can be made hard to receive the influence of the self-induction of the armature coil 39 which generate | occur | produces when the direction of an electric current switches. That is, the influence of self-induction is that a counter electromotive force is generated by self-induction of the armature coil 39 and the counter electromotive force prevents the exciting current from flowing through the armature coil 39. Due to this self-induction, the armature coil 39 cannot be magnetized, and an attractive force or a repulsive force cannot be generated between the rotor magnet 33 and the teeth 34. Therefore, torque for rotating the rotor 31 cannot be generated. The two-phase rotating electrical machine control device 40 reduces the influence of self-induction by forming a closed loop that recirculates to the armature coil 39 that switches the current direction at the timing of switching the direction of the current flowing through the armature coil 39. In addition, a path through which the excitation current flows can be secured. Therefore, the two-phase rotating electrical machine control device 40 can prevent the armature coil 39 from being magnetized and rotate the rotor 31 at the timing of switching the direction of the current flowing through the armature coil 39.

第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターンは、A相コイル30aとB相コイル30bとを交互に逆励磁させる4つの通電パターン(通電パターン#1、#3、#5、#7)と、逆励磁する電機子コイル39に流れている電流を当該電機子コイル39に還流させる閉ループを、逆励磁する前に形成する通電パターン(通電パターン#2、#4、#6、#8)を備える。例えば、A相コイル30aに流れている電流の向きを切り替える場合、すなわちA相コイル30aを逆励磁する場合には、2相回転電機制御装置40は、A相コイル30aに流れている電流をA相コイル30aに還流させる閉ループを形成するようにスイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御する。閉ループを形成してから一定時間経過後に、2相回転電機制御装置40は、上記閉ループを開放しA相コイル30aを逆励磁する。   The energization patterns of the two-phase rotating electrical machine control device 40 in the first embodiment are four energization patterns (energization patterns # 1, # 3, # 5, which alternately reversely excite the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. # 7) and an energization pattern (energization patterns # 2, # 4, # 6, and so on) formed before reverse excitation of a closed loop that circulates the current flowing through the armature coil 39 to be reversely excited to the armature coil 39. # 8). For example, when the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a is switched, that is, when the A-phase coil 30a is reversely excited, the two-phase rotating electrical machine control device 40 converts the current flowing through the A-phase coil 30a to A The switching elements 211 to 216 are turned on and off so as to form a closed loop for refluxing the phase coil 30a. After a certain time has elapsed since the closed loop was formed, the two-phase rotating electrical machine control device 40 opens the closed loop and reversely excites the A-phase coil 30a.

例えば、2相回転電機制御装置40は、ロータ31の回転角度に基づいて上記通電パターンの切り替える。ロータ31の回転角度を検出する方法は、特に限定されないが、例えば、ホールICを備えた磁気式のロータリエンコーダを用いてロータ31の回転角度を検出する。この場合、ロータマグネット33に対向する位置に近傍するように第1ホールIC及び第2ホールICが配置されている。第1ホールIC及び第2ホールICは、互いに所定の位相差(例えば、位相差90°)を有して配置されている。したがって、ロータ31が回転し、ロータマグネット33が第1ホールIC及び第2ホールICの前を通過することで検出した磁束密度の変化を電気信号として互いに位相が異なる2相(A相及びB相)のパルス信号を生成し、2相回転電機制御装置40に出力する。これにより、2相回転電機制御装置40は、第1ホールIC及び第2ホールICから供給されるパルス信号に基づいてロータ31の回転角度を検出する。第1の実施形態では、第1ホールICから供給されるパルス信号をH1とし、第2ホールICから供給されるパルス信号をH2とする。   For example, the two-phase rotating electrical machine control device 40 switches the energization pattern based on the rotation angle of the rotor 31. The method for detecting the rotation angle of the rotor 31 is not particularly limited. For example, the rotation angle of the rotor 31 is detected using a magnetic rotary encoder equipped with a Hall IC. In this case, the first Hall IC and the second Hall IC are arranged so as to be close to the position facing the rotor magnet 33. The first Hall IC and the second Hall IC are arranged with a predetermined phase difference (for example, a phase difference of 90 °). Therefore, the rotor 31 rotates and the rotor magnet 33 passes in front of the first Hall IC and the second Hall IC, and changes in magnetic flux density detected as electrical signals are used as two phases (A phase and B phase). ) And output to the two-phase rotating electrical machine control device 40. Thereby, the two-phase rotating electrical machine control device 40 detects the rotation angle of the rotor 31 based on the pulse signals supplied from the first Hall IC and the second Hall IC. In the first embodiment, the pulse signal supplied from the first Hall IC is H1, and the pulse signal supplied from the second Hall IC is H2.

2相回転電機制御装置40は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、2相回転電機制御装置40の一部として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。   The two-phase rotating electrical machine control device 40 may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination of hardware and software. Further, the computer may function as a part of the two-phase rotating electrical machine control device 40 by executing the program. The program may be stored in a computer-readable medium, or may be stored in a storage device connected to a network.

以下に、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターンについて説明する。   The energization pattern of the two-phase rotating electrical machine control device 40 in the first embodiment will be described below.

図3は、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#1〜#8について説明する図である。図3A〜図3Hには、通電パターン#1〜#8のそれぞれにおけるA相コイル30aとB相コイル30bとに流れる電流の流れを示す。なお、破線で示したスイッチング素子211〜216はオフ状態であることを示し、実線で示したスイッチング素子211〜216はオン状態であることを示す。また、矢印はA相コイル30aとB相コイル30bにおける電流の流れる方向を示す。通電パターン#1〜#8は、2相回転電機30を駆動可能なパターンになっている。なお、2相回転電機制御装置40は、通電パターン#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7、#8の順に通電パターンを切り替えることを繰り返すことで、2相回転電機30を回転駆動する。なお、2相回転電機30の始動時において、2相回転電機制御装置40は、通電パターン#1〜#8の通電パターンの中で、任意の通電パターンを用いてスイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御してもよい。すなわち、第1の実施形態の2相回転電機制御装置40は、切り替える通電パターンの順番に特徴があるのであって、2相回転電機30の始動時における通電パターンには特に限定されない。   FIG. 3 is a diagram for explaining energization patterns # 1 to # 8 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment. 3A to 3H show flows of currents flowing through the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b in the energization patterns # 1 to # 8, respectively. Note that switching elements 211 to 216 indicated by broken lines indicate an off state, and switching elements 211 to 216 indicated by solid lines indicate an on state. The arrows indicate the direction of current flow in the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. The energization patterns # 1 to # 8 are patterns that can drive the two-phase rotating electrical machine 30. The two-phase rotating electrical machine control device 40 repeats switching the energization patterns in the order of the energization patterns # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, # 7, and # 8. The rotary electric machine 30 is driven to rotate. When starting the two-phase rotating electrical machine 30, the two-phase rotating electrical machine control device 40 turns on the switching elements 211 to 216 using an arbitrary energizing pattern among the energizing patterns # 1 to # 8. You may control off. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40 of the first embodiment is characterized by the order of the energization patterns to be switched, and is not particularly limited to the energization pattern at the start of the two-phase rotating electrical machine 30.

(通電パターン#1)
図3Aは、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#1を示す図である。
通電パターン#1は、スイッチング素子211、213、215がオフ状態であり、スイッチング素子212、214、216がオン状態である。したがって、スイッチング素子212を経由してA相コイル30aに電流Iaが流れると共に、B相コイル30bに電流Ibが流れる。すなわち、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子212、A相コイル30a、スイッチング素子214及びグランドを経由する経路と、スイッチング素子212、B相コイル30b、スイッチング素子216及びグランドを経由する経路とを通る(図3A参照)。これにより、A相コイル30a及びB相コイル30bが励磁される。
(Energization pattern # 1)
FIG. 3A is a diagram illustrating an energization pattern # 1 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment.
In the energization pattern # 1, the switching elements 211, 213, and 215 are off, and the switching elements 212, 214, and 216 are on. Therefore, current Ia flows through A-phase coil 30a via switching element 212, and current Ib flows through B-phase coil 30b. That is, the current supplied from the power supply device 10 is routed through the switching element 212, the A-phase coil 30a, the switching element 214, and the ground, and the route that passes through the switching element 212, the B-phase coil 30b, the switching element 216, and the ground. (See FIG. 3A). Thereby, the A phase coil 30a and the B phase coil 30b are excited.

(通電パターン#2)
図3Bは、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#2を示す図である。
通電パターン#2は、スイッチング素子213、214、215がオフ状態であり、スイッチング素子211、212、216がオン状態である。したがって、A相コイル30aに流れる電流Iaは、スイッチング素子211、スイッチング素子212を通り、A相コイル30aに還流する。すなわち、通電パターン#2では、2相回転電機制御装置40が通電パターン#1からスイッチング素子211をオン状態とし、スイッチング素子214をオフ状態とすることで、A相コイル30a、スイッチング素子211及びスイッチング素子212で閉ループが形成される。このとき、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子212、B相コイル30b、スイッチング素子216及びグランドを経由する経路のみを通る(図3B参照)。これにより、A相コイル30aは励磁されていないが、B相コイル30bが励磁されている。すなわち、2相回転電機制御装置40は、A相コイル30aに流れる電流を切り換え対象として切り換え対象の電流を還流させる閉回路を形成することで、B相コイル30bに励磁電流を流す経路を確保することができる。
(Energization pattern # 2)
FIG. 3B is a diagram illustrating an energization pattern # 2 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment.
In the energization pattern # 2, the switching elements 213, 214, and 215 are off, and the switching elements 211, 212, and 216 are on. Therefore, the current Ia flowing through the A-phase coil 30a passes through the switching element 211 and the switching element 212 and returns to the A-phase coil 30a. That is, in the energization pattern # 2, the two-phase rotating electrical machine control device 40 turns on the switching element 211 and turns off the switching element 214 from the energization pattern # 1, thereby turning off the A-phase coil 30a, the switching element 211, and the switching. The element 212 forms a closed loop. At this time, the current supplied from the power supply device 10 passes only through a path that passes through the switching element 212, the B-phase coil 30b, the switching element 216, and the ground (see FIG. 3B). Thereby, the A-phase coil 30a is not excited, but the B-phase coil 30b is excited. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40 secures a path through which the excitation current flows through the B-phase coil 30b by forming a closed circuit that recirculates the current to be switched using the current flowing through the A-phase coil 30a as a switching target. be able to.

(通電パターン#3)
図3Cは、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#3を示す図である。
通電パターン#3は、スイッチング素子212、213、214、215がオフ状態であり、スイッチング素子211、216がオン状態である。したがって、スイッチング素子211を経由してA相コイル30a、B相コイル30bに電流Icが流れる。すなわち、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子211、A相コイル30a、B相コイル30b、スイッチング素子216及びグランドを経由する経路を通る(図3C参照)。したがって、通電パターン#1と比較してB相コイル30bに流れる電流の向きは変化しないが、A相コイル30aに流れる電流が逆転する。そのため、A相コイル30aが逆励磁される。
(Energization pattern # 3)
FIG. 3C is a diagram illustrating an energization pattern # 3 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment.
In the energization pattern # 3, the switching elements 212, 213, 214, and 215 are off, and the switching elements 211 and 216 are on. Therefore, the current Ic flows through the switching element 211 to the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. That is, the current supplied from the power supply device 10 passes through a path that passes through the switching element 211, the A-phase coil 30a, the B-phase coil 30b, the switching element 216, and the ground (see FIG. 3C). Therefore, the direction of the current flowing through the B-phase coil 30b does not change compared to the energization pattern # 1, but the current flowing through the A-phase coil 30a is reversed. Therefore, the A phase coil 30a is reversely excited.

このように、通電パターン#1から通電パターン#3に通電パターンを切り替えることでA相コイル30aに流れる電流の向きを逆転させA相コイル30aを逆励磁するのではなく、通電パターン#1から通電パターン#2に切り替えることでA相コイル30aに流れる電流を還流させ、その後に通電パターン#3に切り替える。これにより、A相コイル30aを逆励磁する際に、A相コイル30aの自己誘導による影響を低減することができるため、B相コイル30bに十分な励磁電流を流すことができる。したがって、A相コイル30aを逆励磁する際に、2相回転電機30を回転駆動させるトルクを発生させることができるため、効率よく2相回転電機30を駆動することができる。   Thus, by switching the energization pattern from the energization pattern # 1 to the energization pattern # 3, the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a is reversed and the A-phase coil 30a is not reverse-excited. By switching to the pattern # 2, the current flowing through the A-phase coil 30a is recirculated, and then switched to the energization pattern # 3. Thereby, when the A-phase coil 30a is reversely excited, the influence of the self-induction of the A-phase coil 30a can be reduced, so that a sufficient excitation current can be supplied to the B-phase coil 30b. Therefore, when the A-phase coil 30a is reversely excited, torque for driving the two-phase rotating electrical machine 30 to rotate can be generated, so that the two-phase rotating electrical machine 30 can be driven efficiently.

(通電パターン#4)
図3Dは、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#4を示す図である。
通電パターン#4は、スイッチング素子212、213、214がオフ状態であり、スイッチング素子211、215、216がオン状態である。したがって、B相コイル30bに流れる電流Ibは、スイッチング素子216、スイッチング素子215を通り、B相コイル30bに還流する。すなわち、通電パターン#4では、2相回転電機制御装置40が通電パターン#3からスイッチング素子215をオン状態とすることで、B相コイル30b、スイッチング素子216及びスイッチング素子215で閉ループが形成される。このとき、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子211、A相コイル30a、スイッチング素子215及びグランドを経由する経路のみを通る(図3D参照)。これにより、B相コイル30bは励磁されていないが、A相コイル30aが励磁されている。すなわち、2相回転電機制御装置40は、B相コイル30bに流れる電流を切り換え対象として切り換え対象の電流を還流させる閉回路を形成することで、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができる。
(Energization pattern # 4)
FIG. 3D is a diagram illustrating an energization pattern # 4 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment.
In the energization pattern # 4, the switching elements 212, 213, and 214 are off, and the switching elements 211, 215, and 216 are on. Therefore, the current Ib flowing through the B-phase coil 30b passes through the switching element 216 and the switching element 215 and returns to the B-phase coil 30b. That is, in the energization pattern # 4, the two-phase rotating electrical machine control device 40 turns on the switching element 215 from the energization pattern # 3, whereby a closed loop is formed by the B-phase coil 30b, the switching element 216, and the switching element 215. . At this time, the current supplied from the power supply device 10 passes only through the path passing through the switching element 211, the A-phase coil 30a, the switching element 215, and the ground (see FIG. 3D). Thereby, the B-phase coil 30b is not excited, but the A-phase coil 30a is excited. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40 reduces the influence of the self-induction of the B-phase coil 30b by forming a closed circuit that recirculates the current to be switched using the current flowing through the B-phase coil 30b as a switching target. Can do.

(通電パターン#5)
図3Eは、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#5を示す図である。
通電パターン#5は、スイッチング素子212、214、216がオフ状態であり、スイッチング素子211、213、215がオン状態である。したがって、スイッチング素子211を経由してA相コイル30aに電流Iaが流れるとともに、スイッチング素子213を経由してB相コイル30bに電流Ibが流れる。すなわち、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子211、A相コイル30a、スイッチング素子215及びグランドを経由する経路と、スイッチング素子213、B相コイル30b、スイッチング素子215及びグランドを経由する経路とを通る(図3E参照)。したがって、通電パターン#3と比較して、A相コイル30aに流れる電流の向きは変化しないが、B相コイル30bに流れる電流が逆転する。そのため、B相コイル30bが逆励磁される。
(Energization pattern # 5)
FIG. 3E is a diagram illustrating an energization pattern # 5 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment.
In the energization pattern # 5, the switching elements 212, 214, and 216 are off, and the switching elements 211, 213, and 215 are on. Therefore, current Ia flows through A-phase coil 30a via switching element 211, and current Ib flows through B-phase coil 30b via switching element 213. That is, the current supplied from the power supply apparatus 10 is routed through the switching element 211, the A-phase coil 30a, the switching element 215, and the ground, and the route that passes through the switching element 213, the B-phase coil 30b, the switching element 215, and ground. Through (see FIG. 3E). Therefore, the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a does not change as compared with the energization pattern # 3, but the current flowing through the B-phase coil 30b is reversed. Therefore, the B phase coil 30b is reversely excited.

このように、通電パターン#3から通電パターン#5に通電パターンを切り替えることでB相コイル30bに流れる電流の向きを逆転させB相コイル30bを逆励磁するのではなく、通電パターン#3から通電パターン#4に切り替えることでB相コイル30bに流れる電流を還流させ、その後に通電パターン#5に切り替える。これにより、B相コイル30bを逆励磁する際に、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができるため、A相コイル30aに十分な励磁電流を流すことができる。したがって、B相コイル30bを逆励磁する際に、2相回転電機30を回転駆動させるトルクを発生させることができるため、効率よく2相回転電機30を駆動することができる。   In this way, by switching the energization pattern from the energization pattern # 3 to the energization pattern # 5, the direction of the current flowing in the B-phase coil 30b is reversed and the B-phase coil 30b is not reverse-excited. By switching to the pattern # 4, the current flowing through the B-phase coil 30b is recirculated, and then switched to the energization pattern # 5. Thereby, when the B-phase coil 30b is reversely excited, the influence of the self-induction of the B-phase coil 30b can be reduced, so that a sufficient excitation current can be supplied to the A-phase coil 30a. Therefore, when the B-phase coil 30b is reversely excited, a torque for rotationally driving the two-phase rotating electrical machine 30 can be generated, so that the two-phase rotating electrical machine 30 can be driven efficiently.

(通電パターン#6)
図3Fは、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#6を示す図である。
通電パターン#6は、スイッチング素子211、212、216がオフ状態であり、スイッチング素子213、214、215がオン状態である。したがって、A相コイル30aに流れる電流Iaは、スイッチング素子215、スイッチング素子214を通り、A相コイル30aに還流する。すなわち、通電パターン#6では、2相回転電機制御装置40が通電パターン#5からスイッチング素子211をオフ状態とし、スイッチング素子214をオン状態とすることで、A相コイル30a、スイッチング素子214及びスイッチング素子215で閉ループが形成される。このとき、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子213、B相コイル30b、スイッチング素子215及びグランドを経由する経路のみを通る(図3F参照)。これにより、A相コイル30aは励磁されていないが、B相コイル30bが励磁されている。2相回転電機制御装置40は、A相コイル30aに流れる電流を切り換え対象として切り換え対象の電流を還流させる閉回路を形成することで、B相コイル30bに励磁電流を流す経路を確保することができる。
(Energization pattern # 6)
FIG. 3F is a diagram illustrating an energization pattern # 6 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment.
In the energization pattern # 6, the switching elements 211, 212, and 216 are off, and the switching elements 213, 214, and 215 are on. Therefore, the current Ia flowing through the A-phase coil 30a passes through the switching element 215 and the switching element 214 and returns to the A-phase coil 30a. That is, in the energization pattern # 6, the two-phase rotating electrical machine control device 40 turns off the switching element 211 and turns on the switching element 214 from the energization pattern # 5, whereby the A-phase coil 30a, the switching element 214, and the switching Element 215 forms a closed loop. At this time, the current supplied from the power supply device 10 passes only through the path passing through the switching element 213, the B-phase coil 30b, the switching element 215, and the ground (see FIG. 3F). Thereby, the A-phase coil 30a is not excited, but the B-phase coil 30b is excited. The two-phase rotating electrical machine control device 40 can secure a path through which the excitation current flows through the B-phase coil 30b by forming a closed circuit that recirculates the current to be switched using the current flowing through the A-phase coil 30a as a switching target. it can.

(通電パターン#7)
図3Gは、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#7を示す図である。
通電パターン#7は、スイッチング素子211、212、215、216がオフ状態であり、スイッチング素子213、214がオン状態である。したがって、スイッチング素子213を経由してB相コイル30b、A相コイル30aに電流Icが流れる。すなわち、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子213、B相コイル30b、A相コイル30a、スイッチング素子214及びグランドを経由する経路を通る(図3G参照)。したがって、通電パターン#5と比較してB相コイル30bに流れる電流の向きは変化しないが、A相コイル30aに流れる電流が逆転する。そのため、A相コイル30aが逆励磁される。
(Energization pattern # 7)
FIG. 3G is a diagram illustrating an energization pattern # 7 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment.
In the energization pattern # 7, the switching elements 211, 212, 215, and 216 are off, and the switching elements 213 and 214 are on. Therefore, current Ic flows through B-phase coil 30b and A-phase coil 30a via switching element 213. That is, the current supplied from the power supply device 10 passes through a path that passes through the switching element 213, the B-phase coil 30b, the A-phase coil 30a, the switching element 214, and the ground (see FIG. 3G). Therefore, the direction of the current flowing through the B-phase coil 30b does not change as compared with the energization pattern # 5, but the current flowing through the A-phase coil 30a is reversed. Therefore, the A phase coil 30a is reversely excited.

このように、通電パターン#5から通電パターン#7に通電パターンを切り替えることでA相コイル30aに流れる電流の向きを逆転させA相コイル30aを逆励磁するのではなく、通電パターン#5から通電パターン#6に切り替えることでA相コイル30aに流れる電流を還流させ、その後に通電パターン#7に切り替える。これにより、A相コイル30aを逆励磁する際に、A相コイル30aの自己誘導による影響を低減することができるため、B相コイル30bに十分な励磁電流を流すことができる。したがって、A相コイル30aを逆励磁する際に、2相回転電機30を回転駆動させるトルクを発生させることができるため、効率よく2相回転電機30を駆動することができる。   Thus, by switching the energization pattern from the energization pattern # 5 to the energization pattern # 7, the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a is reversed to reversely excite the A-phase coil 30a, but the energization is started from the energization pattern # 5. By switching to the pattern # 6, the current flowing through the A-phase coil 30a is recirculated, and then switched to the energization pattern # 7. Thereby, when the A-phase coil 30a is reversely excited, the influence of the self-induction of the A-phase coil 30a can be reduced, so that a sufficient excitation current can be supplied to the B-phase coil 30b. Therefore, when the A-phase coil 30a is reversely excited, torque for driving the two-phase rotating electrical machine 30 to rotate can be generated, so that the two-phase rotating electrical machine 30 can be driven efficiently.

(通電パターン#8)
図3Hは、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の通電パターン#8を示す図である。
通電パターン#8は、スイッチング素子211、215、216がオフ状態であり、スイッチング素子212、213、214がオン状態である。したがって、B相コイル30bに流れる電流Ibは、スイッチング素子212、スイッチング素子213を通り、B相コイル30bに還流する。すなわち、通電パターン#8では、2相回転電機制御装置40が通電パターン#7からスイッチング素子212をオン状態とすることで、B相コイル30b、スイッチング素子212及びスイッチング素子213で閉ループが形成される。このとき、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子212、A相コイル30a、スイッチング素子214及びグランドを経由する経路のみを通る(図3H参照)。これにより、B相コイル30bは励磁されていないが、A相コイル30aのみが励磁されている。したがって、通電パターン#8から通電パターン#1に通電パターンを切り替えると、A相コイル30aに流れる電流の向きは変化しないが、B相コイル30bに流れる電流が逆転する。そのため、B相コイル30bが逆励磁される。2相回転電機制御装置40は、B相コイル30bに流れる電流を切り換え対象として切り換え対象の電流を還流させる閉回路を形成することで、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができる。
(Energization pattern # 8)
FIG. 3H is a diagram illustrating an energization pattern # 8 of the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment.
In the energization pattern # 8, the switching elements 211, 215, and 216 are off, and the switching elements 212, 213, and 214 are on. Therefore, the current Ib flowing through the B-phase coil 30b passes through the switching element 212 and the switching element 213 and returns to the B-phase coil 30b. That is, in the energization pattern # 8, the two-phase rotating electrical machine control device 40 turns on the switching element 212 from the energization pattern # 7, whereby a closed loop is formed by the B-phase coil 30b, the switching element 212, and the switching element 213. . At this time, the current supplied from the power supply device 10 passes only through the path passing through the switching element 212, the A-phase coil 30a, the switching element 214, and the ground (see FIG. 3H). Thereby, the B phase coil 30b is not excited, but only the A phase coil 30a is excited. Therefore, when the energization pattern is switched from the energization pattern # 8 to the energization pattern # 1, the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a does not change, but the current flowing through the B-phase coil 30b is reversed. Therefore, the B phase coil 30b is reversely excited. The two-phase rotating electrical machine control device 40 can reduce the influence of the self-induction of the B-phase coil 30b by forming a closed circuit that recirculates the current to be switched using the current flowing through the B-phase coil 30b as a switching target. .

このように、通電パターン#7から通電パターン#1に通電パターンを切り替えることでB相コイル30bに流れる電流の向きを逆転させB相コイル30bを逆励磁するのではなく、通電パターン#7から通電パターン#8に切り替えることでB相コイル30bに流れる電流を還流させ、その後に通電パターン#1に切り替える。これにより、B相コイル30bを逆励磁する際に、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができるため、A相コイル30aに十分な励磁電流を流すことができる。したがって、B相コイル30bを逆励磁する際に、2相回転電機30を回転駆動させるトルクを発生させることができるため、効率よく2相回転電機30を駆動することができる。   In this way, by switching the energization pattern from the energization pattern # 7 to the energization pattern # 1, the direction of the current flowing through the B-phase coil 30b is reversed and the B-phase coil 30b is not reverse-excited. By switching to the pattern # 8, the current flowing through the B-phase coil 30b is circulated, and then switched to the energization pattern # 1. Thereby, when the B-phase coil 30b is reversely excited, the influence of the self-induction of the B-phase coil 30b can be reduced, so that a sufficient excitation current can be supplied to the A-phase coil 30a. Therefore, when the B-phase coil 30b is reversely excited, a torque for rotationally driving the two-phase rotating electrical machine 30 can be generated, so that the two-phase rotating electrical machine 30 can be driven efficiently.

図4は、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40が各通電パターン#1〜#8の切り換えタイミングの一例を示す図である。図4において、各スイッチング素子211〜216に対応する信号がHレベルである場合にはスイッチング素子がオン状態であることを示し、Lレベルである場合にはスイッチング素子がオフ状態であることを示す。なお、図4は、進角が0°のときの各通電パターン#1〜#8の切り換えタイミングの一例である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of switching timings of the energization patterns # 1 to # 8 by the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the first embodiment. In FIG. 4, when the signal corresponding to each of the switching elements 211 to 216 is at the H level, it indicates that the switching element is on, and when it is at the L level, it indicates that the switching element is in the off state. . FIG. 4 is an example of switching timings of the energization patterns # 1 to # 8 when the advance angle is 0 °.

図4に示すように、2相回転電機制御装置40は、パルス信号H1とパルス信号H2とに基づいてロータ31の回転角を検出する。そして、2相回転電機制御装置40は、ロータ31の回転角45°毎に通電パターン#1〜#8を順に切り替える。
なお、本実施形態における2相回転電機制御装置40は、A相コイル30aとB相コイル30bとの2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている電流の向きを切り替える際に、電流の向きを切り替えるコイルに流れる電流を還流させたが、これに限定されない。例えば、2相回転電機制御装置40は、A相コイル30aとB相コイル30bとの2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている電流の向きを切り替える複数のタイミングのうち、少なくとも一つのタイミングにおいて、電流の向きを切り替えるコイルに流れる電流を還流させる。例えば、複数のタイミングとは、図3に示す通電パターン#1から#3へ直接切り替えるタイミング、#3から#5へ直接切り替えるタイミング、#5から#7へ直接切り替えるタイミング、#7から#1へ直接切り替えるタイミングの4つの通電パターンの切り換えタイミングを示す。すなわち、2相回転電機制御装置40は、上記閉回路を形成する通電パターンである通電パターン#2、#4、#6、#8の中で、少なくとも1つの通電パターンを含んでいればよい。
As shown in FIG. 4, the two-phase rotating electrical machine control device 40 detects the rotation angle of the rotor 31 based on the pulse signal H1 and the pulse signal H2. Then, the two-phase rotating electrical machine control device 40 sequentially switches the energization patterns # 1 to # 8 for each rotation angle of 45 ° of the rotor 31.
The two-phase rotating electrical machine control device 40 in the present embodiment switches the current direction when switching the direction of the current flowing in one of the two coils of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. Although the current flowing through the coil for switching the direction is recirculated, the present invention is not limited to this. For example, the two-phase rotating electrical machine control device 40 includes at least one of a plurality of timings for switching the direction of the current flowing in one of the two coils of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. At the timing, the current flowing through the coil for switching the current direction is returned. For example, the plurality of timings are the timing for directly switching from energization pattern # 1 to # 3 shown in FIG. 3, the timing for directly switching from # 3 to # 5, the timing for directly switching from # 5 to # 7, and from # 7 to # 1. The switching timing of the four energization patterns at the timing of direct switching is shown. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40 only needs to include at least one energization pattern among the energization patterns # 2, # 4, # 6, and # 8 that are energization patterns forming the closed circuit.

上述したように、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40は、A相コイル30aとB相コイル30bとの2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている励磁電流の向きを切り替える前に、励磁電流の向きを切り替える対象のコイルに流れる電流を還流させた後に、所定の励磁電流の向きに切り替える切替制御を実行可能である。これにより、A相又はB相(のコイル)に流れる電流の向きを切り替える際に、貫通電流の発生を防止し、且つ回転電機のトルクが発生しなくなることを抑制することができる。   As described above, the two-phase rotating electrical machine control device 40 in the first embodiment determines the direction of the excitation current flowing in one of the two coils of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. Before switching, it is possible to execute switching control for switching the direction of the excitation current to a predetermined direction after the current flowing through the coil to be switched is recirculated. Thereby, when switching the direction of the electric current which flows into A phase or B phase (the coil), generation | occurrence | production of a through current can be prevented and it can suppress that the torque of a rotary electric machine stops being generated.

以下に、第1の実施形態における2相回転電機制御装置40の変形例について説明する。図5は、第1の実施形態における変形例の2相回転電機制御装置40が行う通電パターンの切り換えタイミングの一例を示す図である。   Below, the modification of the two-phase rotary electric machine control apparatus 40 in 1st Embodiment is demonstrated. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the switching timing of the energization pattern performed by the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the modified example of the first embodiment.

本変形例の2相回転電機制御装置40は、第1の実施形態における通電パターン#1〜#8の中で、通電パターン#4及び通電パターン#8を省略した通電パターンを備える。すなわち、本変形例の2相回転電機制御装置40は、通電パターン#1、#2、#3、#5、#6、#7の順に通電パターンを切り替えることを繰り返すことで、2相回転電機30を回転駆動する。これにより、本変形例の2相回転電機制御装置40は、第1の実施形態と比べて通電パターンが少ないため、スイッチング素子211〜216に対する制御の簡略化が可能となる。例えば、2相回転電機制御装置40は、上記第1ホールIC及び第2ホールICのそれぞれから供給されたパルス信号H1及びパルス信号H2の立上がり又は立下りタイミングに基づいて、スイッチング素子211〜216のオン状態とオフ状態とを制御する。その際、図5に示すように、2相回転電機制御装置40は、通電パターン#1、#3、#5、#7では、パルス信号H1及びパルス信号H2の立上がり又は立下りのタイミングでスイッチング素子211〜216をオン状態又はオフ状態を制御できるが、通電パターン#2、#4、#6、#8ではパルス信号H1及びパルス信号H2の立上がり又は立下りのタイミングでスイッチング素子211〜216をオン状態又はオフ状態を制御することができない。したがって、2相回転電機制御装置40は、通電パターン#1から通電パターン#2に切り替える場合には、パルス信号H1の立ち上がりのタイミングから一定時間カウントした後に通電パターン#2に切り替える。すなわち、2相回転電機制御装置40は、通電パターン#2、#4、#6、#8を実施する場合には、時間をカウントする処理(以下、「計時処理」という。)が必要となる。したがって、通電パターン#4、#8を省略することで、第1の実施形態と比較して2相回転電機制御装置40の計時処理を削減することができる。
以下に、通電パターン#4及び通電パターン#8を省略できる理由を説明する。
The two-phase rotating electrical machine control device 40 of this modification includes an energization pattern in which the energization pattern # 4 and the energization pattern # 8 are omitted from the energization patterns # 1 to # 8 in the first embodiment. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40 according to the present modification repeatedly switches the energization patterns in the order of the energization patterns # 1, # 2, # 3, # 5, # 6, and # 7. 30 is driven to rotate. As a result, the two-phase rotating electrical machine control device 40 of the present modification has fewer energization patterns than the first embodiment, so that the control over the switching elements 211 to 216 can be simplified. For example, the two-phase rotating electrical machine control device 40 determines the switching elements 211 to 216 based on the rising or falling timing of the pulse signal H1 and the pulse signal H2 supplied from the first Hall IC and the second Hall IC, respectively. Control on and off states. At that time, as shown in FIG. 5, the two-phase rotating electrical machine control device 40 switches at the rising or falling timing of the pulse signal H1 and the pulse signal H2 in the energization patterns # 1, # 3, # 5, and # 7. Although the elements 211 to 216 can be controlled to be in an on state or an off state, in the energization patterns # 2, # 4, # 6, and # 8, the switching elements 211 to 216 are turned on at the rising or falling timing of the pulse signal H1 and the pulse signal H2. The on state or off state cannot be controlled. Therefore, when switching from the energization pattern # 1 to the energization pattern # 2, the two-phase rotating electrical machine control device 40 switches to the energization pattern # 2 after counting for a certain time from the rising timing of the pulse signal H1. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40 needs a process of counting time (hereinafter referred to as “time measurement process”) when the energization patterns # 2, # 4, # 6, and # 8 are performed. . Therefore, by omitting the energization patterns # 4 and # 8, it is possible to reduce the time measurement processing of the two-phase rotating electrical machine control device 40 as compared with the first embodiment.
The reason why the energization pattern # 4 and the energization pattern # 8 can be omitted will be described below.

通電パターン#4を経由せずに通電パターン#3から通電パターン#5に通電パターンを切り替える場合には、B相コイル30bに流れる電流を還流させる閉ループが形成されないため、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができない。同様に、通電パターン#7から通電パターン#1に通電パターンを切り替える際に、B相コイル30bに流れる電流を還流させる閉ループが形成されないため、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができない。すなわち、2相回転電機30を回転駆動させるトルクが発生しない期間が存在する。   When the energization pattern is switched from the energization pattern # 3 to the energization pattern # 5 without passing through the energization pattern # 4, a closed loop for returning the current flowing through the B-phase coil 30b is not formed, and thus the self-induction of the B-phase coil 30b. The influence by cannot be reduced. Similarly, when the energization pattern is switched from the energization pattern # 7 to the energization pattern # 1, a closed loop that circulates the current flowing through the B-phase coil 30b is not formed, thereby reducing the influence of self-induction of the B-phase coil 30b. Can not. That is, there is a period during which no torque for rotating the two-phase rotating electrical machine 30 is generated.

しかしながら、通電パターン#3の場合、スイッチング素子212〜215がオフ状態であるため、電源装置10から供給される電流は、A相コイル30aとB相コイル30bとが直列に接続された経路を通る。通電パターン#7の場合、スイッチング素子211、212、215、216がオフ状態であるため、電源装置10から供給される電流(励磁電流)は、通電パターン#3と同様にA相コイル30aとB相コイル30bとが直列に接続された経路を通る。A相コイル30aとB相コイル30bとが直列に接続された経路の電気抵抗は、A相コイル30aの抵抗値RとB相コイル30bの抵抗値Rとを加算した抵抗値(R+R)となる。なお、以下に示す実施形態では、便宜上、抵抗値Rと抵抗値Rとが同じ抵抗値Rである場合を説明する。すなわち、A相コイル30aとB相コイル30bとのインダクタンスが同じであると仮定する。したがって、A相コイル30aとB相コイル30bとが直列に接続された経路の電気抵抗は2Rとなる。一方、通電パターン#1や通電パターン#5では、電源装置10から供給される電流が通る経路は、A相コイル30aとB相コイル30bとのうちいずれかの電機子コイル39を通る経路である。すなわち、電源装置10から供給される電流が通る経路は、A相コイル30aとB相コイル30bとが直列に接続された経路ではなく、A相コイル30a又はB相コイル30bのみを経由する経路である。すなわち、A相コイル30a又はB相コイル30bのみを経由する経路の電気抵抗はRとなる。したがって、電源装置10の電圧が12Vであると仮定した場合、A相コイル30aとB相コイル30bとが直列に接続された経路では、A相コイル30aとB相コイル30bとの各々に6Vの電圧が印加されていることになる。一方、A相コイル30a又はB相コイル30bのみを経由する経路では、A相コイル30a又はB相コイル30bに12Vの電圧が印加されていることになる。すなわち、A相コイル30aとB相コイル30bとが直列に接続された経路を構成する通電パターン#3、#7は、A相コイル30a又はB相コイル30bのみを経由する経路を備える#1、#5と比較して、A相コイル30a又はB相コイル30bに流れる電流が小さいことになる。 However, in the case of the energization pattern # 3, since the switching elements 212 to 215 are in the OFF state, the current supplied from the power supply device 10 passes through a path in which the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b are connected in series. . In the case of the energization pattern # 7, since the switching elements 211, 212, 215, and 216 are in the OFF state, the current (excitation current) supplied from the power supply device 10 is the same as that of the energization pattern # 3. It passes through a path in which the phase coil 30b is connected in series. A phase electric resistance of the coil 30a and the path and the B-phase coil 30b are connected in series, the resistance value R a and the resistance R b the resistance value obtained by adding the B-phase coil 30b of the A-phase coil 30a (R a + R b ). In the embodiments described below, for convenience, and the resistance value R a and the resistance R b will be described a case where the same resistance R c. That is, it is assumed that the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b have the same inductance. Therefore, the electrical resistance of a path and the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b are connected in series becomes 2R c. On the other hand, in the energization pattern # 1 and the energization pattern # 5, the path through which the current supplied from the power supply device 10 passes is one that passes through one of the armature coils 39 of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. . That is, the path through which the current supplied from power supply device 10 passes is not a path in which A-phase coil 30a and B-phase coil 30b are connected in series, but a path that passes only through A-phase coil 30a or B-phase coil 30b. is there. That is, the electrical resistance of the path through only the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b becomes R c. Therefore, assuming that the voltage of power supply device 10 is 12V, in the path in which A-phase coil 30a and B-phase coil 30b are connected in series, each of A-phase coil 30a and B-phase coil 30b has a voltage of 6V. A voltage is applied. On the other hand, in the path passing only through the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b, a voltage of 12V is applied to the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b. That is, energization patterns # 3 and # 7 constituting a path in which the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b are connected in series are provided with a path that passes only through the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b # 1, Compared with # 5, the current flowing through the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b is small.

一般的に、励磁コイルに蓄えられるエネルギーは、当該励磁コイルに流れる電流の二乗とインダクタンスとの積に比例する。したがって、励磁コイルに流れる電流が大きくなるにしたがって逆起電力が高くなる。これにより、通電パターン#3、#7よりも通電パターン#1、#5の方がA相コイル30a及びB相コイル30bに蓄えられるエネルギーが大きいことになる。すなわち、通電パターン#3、#7からB相コイル30bを逆励磁する(通電パターン#3→#5、#7→#1)ことで発生する逆起電力は、通電パターン#1、#5からA相コイル30aを逆励磁する(通電パターン#1→#3、#5→#7)ことで発生する逆起電力より小さい。したがって、逆励磁により2相回転電機30のトルクが発生しない期間(以下、「トルク未発生期間」という。)は、通電パターン#3→#5、#7→#1よりも通電パターン#1→#3、#5→#7の方が短い。これにより、通電パターン#3→#5、#7→#1のトルク未発生期間が許容できるのではあれば、トルク未発生期間が長い逆励磁の期間(通電パターン#1→#3、#5→#7)においては、それぞれ閉ループを形成する通電パターン#2と通電パターン#6とを用いてから逆励磁を行い、通電パターン#4及び通電パターン#8を省略することができる。   In general, the energy stored in the exciting coil is proportional to the product of the square of the current flowing in the exciting coil and the inductance. Therefore, the counter electromotive force increases as the current flowing through the exciting coil increases. As a result, the energization patterns # 1 and # 5 store more energy in the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b than the energization patterns # 3 and # 7. That is, the back electromotive force generated by reversely energizing the B phase coil 30b from the energization patterns # 3 and # 7 (energization pattern # 3 → # 5, # 7 → # 1) is generated from the energization patterns # 1 and # 5. It is smaller than the back electromotive force generated by reversely exciting the A-phase coil 30a (energization pattern # 1 → # 3, # 5 → # 7). Therefore, during the period in which the torque of the two-phase rotating electrical machine 30 is not generated by reverse excitation (hereinafter referred to as “torque non-generation period”), the energization pattern # 1 → rather than the energization patterns # 3 → # 5, # 7 → # 1. # 3, # 5 → # 7 are shorter. As a result, if the torque non-occurrence periods of energization patterns # 3 → # 5 and # 7 → # 1 are acceptable, the reverse excitation period (energization patterns # 1 → # 3, # 5 with a long torque non-occurrence period). In # 7), reverse energization is performed after using energization pattern # 2 and energization pattern # 6 that form a closed loop, respectively, and energization pattern # 4 and energization pattern # 8 can be omitted.

したがって、上述の変形例によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏するとともに、スイッチング素子211〜216に対する制御の簡略化が可能となる。   Therefore, according to the above-described modification, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the control for the switching elements 211 to 216 can be simplified.

(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aについて説明する。
図6は、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aを備えた2相回転電機用制御システム1Aの概略構成の一例を示す図である。図6に示すように、2相回転電機用制御システム1Aは、電源装置10、インバータ回路20、2相回転電機30及び2相回転電機制御装置40Aを備える。第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aは、第1の実施形態と比較して、電流の向きが切り換わる電機子コイル39に流れている電流を当該電機子コイル39に還流させる閉ループを異なる経路で形成する。
(Second Embodiment)
The two-phase rotating electrical machine control device 40A in the second embodiment will be described below.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a control system 1A for a two-phase rotating electrical machine including the two-phase rotating electrical machine control device 40A according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the control system 1A for a two-phase rotating electrical machine includes a power supply device 10, an inverter circuit 20, a two-phase rotating electrical machine 30, and a two-phase rotating electrical machine control device 40A. Compared with the first embodiment, the two-phase rotating electric machine control device 40A in the second embodiment is a closed loop that causes the current flowing through the armature coil 39 whose current direction is switched to flow back to the armature coil 39. Are formed by different routes.

2相回転電機制御装置40Aは、スイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御することで、A相コイル30a及びB相コイル30bに通電する通電パターンを切り替える。すなわち、2相回転電機制御装置40Aは、スイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御することで、A相コイル30a及びB相コイル30bのそれぞれに対して流れる電流の向きを制御する。言い換えれば、2相回転電機制御装置40Aは、予め設定された複数の通電パターンを順次用いて、A相コイル30a又はB相コイル30bに流れる電流の向きを切り替えるようにスイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御する。これにより、2相回転電機制御装置40Aは、A相コイル30a又はB相コイル30bの磁束の向きを切り替えることで、ロータマグネット33とティース34との間に吸引力又は反発力を発生させ、ロータ31を回転させる。   The two-phase rotating electrical machine control device 40A switches the energization pattern for energizing the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b by controlling on and off of the switching elements 211 to 216. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40A controls the direction of the current flowing through each of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b by controlling the switching elements 211 to 216 to be turned on and off. In other words, the two-phase rotating electrical machine control device 40A sequentially turns on the switching elements 211 to 216 so as to switch the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b using a plurality of preset energization patterns. Control off and on. Thereby, the two-phase rotating electrical machine control device 40A generates an attractive force or a repulsive force between the rotor magnet 33 and the teeth 34 by switching the direction of the magnetic flux of the A-phase coil 30a or the B-phase coil 30b. 31 is rotated.

第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターンは、A相コイル30aとB相コイル30bとを交互に逆励磁させる4つの通電パターン(通電パターン#1、#3、#5、#7)と、逆励磁する電機子コイル39に流れている電流を当該電機子コイル39に還流させる閉ループを、逆励磁する前に形成する通電パターン(通電パターン#2´、#4´、#6´、#8´)を備える。例えば、A相コイル30aに流れている電流の向きを切り替える場合、すなわちA相コイル30aを逆励磁する場合には、2相回転電機制御装置40Aは、A相コイル30aに流れている電流をA相コイル30aに還流させる閉ループを形成するようにスイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御する。閉ループを形成してから一定時間経過後に、2相回転電機制御装置40Aは、上記閉ループを開放しA相コイル30aを逆励磁する。なお、2相回転電機制御装置40Aは、第1ホールIC及び第2ホールICから供給されるパルス信号H1、H2の立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングとに基づいて、上記通電パターンの切り換えてもよい。   The energization pattern of the two-phase rotating electrical machine control device 40A in the second embodiment includes four energization patterns (energization patterns # 1, # 3, # 5, which alternately reversely excite the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. # 7) and energization patterns (energization patterns # 2 ′, # 4 ′, ##) formed before reverse excitation of a closed loop for returning the current flowing through the armature coil 39 to be reversely excited to the armature coil 39 6 ′, # 8 ′). For example, when the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a is switched, that is, when the A-phase coil 30a is reversely excited, the two-phase rotating electrical machine control device 40A converts the current flowing through the A-phase coil 30a to A The switching elements 211 to 216 are turned on and off so as to form a closed loop for refluxing the phase coil 30a. After a certain time has elapsed since the closed loop was formed, the two-phase rotating electrical machine control device 40A opens the closed loop and reversely excites the A-phase coil 30a. The two-phase rotating electrical machine control device 40A may switch the energization pattern based on the rising timing and falling timing of the pulse signals H1 and H2 supplied from the first Hall IC and the second Hall IC.

2相回転電機制御装置40Aは、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、2相回転電機制御装置40の一部として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。   The two-phase rotating electrical machine control device 40A may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination of hardware and software. Further, the computer may function as a part of the two-phase rotating electrical machine control device 40 by executing the program. The program may be stored in a computer-readable medium, or may be stored in a storage device connected to a network.

以下に、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターンについて説明する。   The energization pattern of the two-phase rotating electrical machine control device 40A in the second embodiment will be described below.

図7は、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#1、#2´、#3、#4´、#5、#6´、#7、#8´(以下、「#1〜#8´」とする。)について説明する図である。図7A〜図7Hには、通電パターン#1〜#8´のそれぞれにおけるA相コイル30aとB相コイル30bとに流れる電流の流れを示す。なお、破線で示したスイッチング素子211〜216はオフ状態であることを示し、実線で示したスイッチング素子211〜216はオン状態であることを示す。また、矢印はA相コイル30aとB相コイル30bにおける電流の流れる方向を示す。通電パターン#1〜#8´は、2相回転電機30を駆動可能なパターンになっている。なお、2相回転電機制御装置40Aは、通電パターン#1、#2´、#3、#4´、#5、#6´、#7、#8´の順に通電パターンを切り替えることを繰り返すことで、2相回転電機30を回転駆動する。なお、2相回転電機30の始動時において、2相回転電機制御装置40Aは、通電パターン#1〜#8´の通電パターンの中で、任意の通電パターンを用いてスイッチング素子211〜216のオンとオフとを制御してもよい。すなわち、第2の実施形態の2相回転電機制御装置40Aは、切り替える通電パターンの順番に特徴があるのであって、2相回転電機30の始動時における通電パターンには特に限定されない。なお、図7Aは、図3Aと同様であるため、説明を省略する。図7Cは、図3Cと同様であるため、説明を省略する。図7Eは、図3Eと同様であるため、説明を省略する。図7Gは、図3Gと同様であるため、説明を省略する。   FIG. 7 shows the energization patterns # 1, # 2 ′, # 3, # 4 ′, # 5, # 6 ′, # 7, # 8 ′ (hereinafter referred to as the energization patterns) of the two-phase rotating electrical machine control device 40A in the second embodiment. It is a figure explaining "# 1- # 8 '." 7A to 7H show the flow of current flowing through the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b in each of the energization patterns # 1 to # 8 ′. Note that switching elements 211 to 216 indicated by broken lines indicate an off state, and switching elements 211 to 216 indicated by solid lines indicate an on state. The arrows indicate the direction of current flow in the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. The energization patterns # 1 to # 8 ′ are patterns that can drive the two-phase rotating electrical machine 30. Note that the two-phase rotating electrical machine control device 40A repeats switching the energization patterns in the order of energization patterns # 1, # 2 ′, # 3, # 4 ′, # 5, # 6 ′, # 7, and # 8 ′. Then, the two-phase rotating electrical machine 30 is rotationally driven. At the start of the two-phase rotating electrical machine 30, the two-phase rotating electrical machine control device 40A turns on the switching elements 211 to 216 using an arbitrary energizing pattern among the energizing patterns # 1 to # 8 '. And off may be controlled. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40A of the second embodiment is characterized by the order of the energization patterns to be switched, and is not particularly limited to the energization pattern when the two-phase rotating electrical machine 30 is started. Note that FIG. 7A is similar to FIG. Since FIG. 7C is the same as FIG. 3C, description thereof is omitted. Since FIG. 7E is the same as FIG. 3E, description thereof is omitted. Since FIG. 7G is the same as FIG. 3G, description thereof is omitted.

(通電パターン#2´)
図7Bは、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#2´を示す図である。
通電パターン#2´は、スイッチング素子211、212、213がオフ状態であり、スイッチング素子214、215、216がオン状態である。したがって、A相コイル30aに流れる電流Iaは、スイッチング素子214、スイッチング素子215を通り、A相コイル30aに還流する。また、B相コイル30bに流れる電流Ibは、スイッチング素子216、スイッチング素子215を通り、B相コイル30bに還流する。すなわち、通電パターン#2´では、2相回転電機制御装置40Aが通電パターン#1からスイッチング素子215をオン状態とし、スイッチング素子212をオフ状態とすることで、A相コイル30a、スイッチング素子214及びスイッチング素子215の閉ループと、B相コイル30b、スイッチング素子216及びスイッチング素子215の閉ループとが形成される(図7B参照)。
(Energization pattern # 2 ')
FIG. 7B is a diagram illustrating an energization pattern # 2 ′ of the two-phase rotating electrical machine control device 40A according to the second embodiment.
In the energization pattern # 2 ′, the switching elements 211, 212, and 213 are off, and the switching elements 214, 215, and 216 are on. Therefore, the current Ia flowing through the A-phase coil 30a passes through the switching element 214 and the switching element 215 and returns to the A-phase coil 30a. The current Ib flowing through the B-phase coil 30b passes through the switching element 216 and the switching element 215 and returns to the B-phase coil 30b. That is, in the energization pattern # 2 ′, the two-phase rotating electrical machine control device 40A turns on the switching element 215 and turns off the switching element 212 from the energization pattern # 1, so that the A-phase coil 30a, the switching element 214, and A closed loop of the switching element 215 and a closed loop of the B-phase coil 30b, the switching element 216, and the switching element 215 are formed (see FIG. 7B).

このように、通電パターン#1から通電パターン#3に通電パターンを切り替えることでA相コイル30aに流れる電流の向きを逆転させA相コイル30aを逆励磁するのではなく、通電パターン#1から通電パターン#2´に切り替えることでA相コイル30aに流れる電流を還流させ、その後に通電パターン#3に切り替える。これにより、A相コイル30aを逆励磁する際に、A相コイル30aの自己誘導による影響を低減することができる。   Thus, by switching the energization pattern from the energization pattern # 1 to the energization pattern # 3, the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a is reversed and the A-phase coil 30a is not reverse-excited. By switching to the pattern # 2 ′, the current flowing through the A-phase coil 30a is recirculated, and then switched to the energization pattern # 3. Thereby, when the A-phase coil 30a is reversely excited, the influence of the self-induction of the A-phase coil 30a can be reduced.

(通電パターン#4´)
図7Dは、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#4´を示す図である。
通電パターン#4´は、スイッチング素子212、214、216がオフ状態であり、スイッチング素子211、213、215がオン状態である。したがって、B相コイル30bに流れる電流Ibは、スイッチング素子213、スイッチング素子211及びA相コイル30aを通り、B相コイル30bに還流する。すなわち、通電パターン#4´では、2相回転電機制御装置40Aが通電パターン#3からスイッチング素子216をオフ状態とし、スイッチング素子213、215をオン状態とすることで、B相コイル30b、スイッチング素子213、スイッチング素子211及びA相コイル30aで閉ループが形成される。このとき、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子211、A相コイル30a、スイッチング素子215及びグランドを経由する経路のみを通る(図7D参照)。これにより、B相コイル30bは励磁されていないが、A相コイル30aが励磁されている。2相回転電機制御装置40Aは、B相コイル30bに流れる電流を切り換え対象として切り換え対象の電流を還流させる閉回路を形成することで、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができる。
(Energization pattern # 4 ')
FIG. 7D is a diagram illustrating an energization pattern # 4 ′ of the two-phase rotating electrical machine control device 40A according to the second embodiment.
In the energization pattern # 4 ′, the switching elements 212, 214, and 216 are off, and the switching elements 211, 213, and 215 are on. Therefore, the current Ib flowing through the B-phase coil 30b passes through the switching element 213, the switching element 211, and the A-phase coil 30a and returns to the B-phase coil 30b. That is, in the energization pattern # 4 ′, the two-phase rotating electrical machine control device 40A turns off the switching element 216 and turns on the switching elements 213 and 215 from the energization pattern # 3. 213, the switching element 211 and the A-phase coil 30a form a closed loop. At this time, the current supplied from the power supply device 10 passes only through the path passing through the switching element 211, the A-phase coil 30a, the switching element 215, and the ground (see FIG. 7D). Thereby, the B-phase coil 30b is not excited, but the A-phase coil 30a is excited. The two-phase rotating electrical machine control device 40A can reduce the influence of self-induction of the B-phase coil 30b by forming a closed circuit that recirculates the current to be switched using the current flowing through the B-phase coil 30b as a switching target. .

このように、通電パターン#3から通電パターン#5に通電パターンを切り替えることでB相コイル30bに流れる電流の向きを逆転させB相コイル30bを逆励磁するのではなく、通電パターン#3から通電パターン#4´に切り替えることでB相コイル30bに流れる電流を還流させ、その後に通電パターン#5に切り替える。これにより、B相コイル30bを逆励磁する際に、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができるため、効率よく2相回転電機30を駆動することができる。   In this way, by switching the energization pattern from the energization pattern # 3 to the energization pattern # 5, the direction of the current flowing in the B-phase coil 30b is reversed and the B-phase coil 30b is not reverse-excited. By switching to the pattern # 4 ′, the current flowing through the B-phase coil 30b is recirculated and then switched to the energization pattern # 5. Thereby, when the B-phase coil 30b is reversely excited, the influence of the self-induction of the B-phase coil 30b can be reduced, so that the two-phase rotating electrical machine 30 can be driven efficiently.

(通電パターン#6´)
図7Fは、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#6´を示す図である。
通電パターン#6´は、スイッチング素子214、215、216がオフ状態であり、スイッチング素子211、212、213がオン状態である。したがって、A相コイル30aに流れる電流Iaは、スイッチング素子212、スイッチング素子211を通り、A相コイル30aに還流する。また、B相コイル30bに流れる電流Ibは、スイッチング素子212、スイッチング素子213を通り、B相コイル30bに還流する。すなわち、通電パターン#6´では、2相回転電機制御装置40Aが通電パターン#5からスイッチング素子215をオフ状態とし、スイッチング素子212をオン状態とすることで、A相コイル30a、スイッチング素子212及びスイッチング素子211の閉ループと、B相コイル30b、スイッチング素子212及びスイッチング素子213の閉ループとが形成される(図7F参照)。
(Energization pattern # 6 ')
FIG. 7F is a diagram illustrating an energization pattern # 6 ′ of the two-phase rotating electrical machine control device 40A according to the second embodiment.
In the energization pattern # 6 ′, the switching elements 214, 215, and 216 are off, and the switching elements 211, 212, and 213 are on. Therefore, the current Ia flowing through the A-phase coil 30a passes through the switching element 212 and the switching element 211 and returns to the A-phase coil 30a. The current Ib flowing through the B-phase coil 30b passes through the switching element 212 and the switching element 213 and returns to the B-phase coil 30b. That is, in the energization pattern # 6 ′, the two-phase rotating electrical machine control device 40A turns off the switching element 215 and turns on the switching element 212 from the energization pattern # 5, whereby the A-phase coil 30a, the switching element 212, and A closed loop of the switching element 211 and a closed loop of the B-phase coil 30b, the switching element 212, and the switching element 213 are formed (see FIG. 7F).

このように、通電パターン#5から通電パターン#7に通電パターンを切り替えることでA相コイル30aに流れる電流の向きを逆転させA相コイル30aを逆励磁するのではなく、通電パターン#5から通電パターン#6´に切り替えることでA相コイル30aに流れる電流を還流させ、その後に通電パターン#7に切り替える。これにより、A相コイル30aを逆励磁する際に、A相コイル30aの自己誘導による影響を低減することができる。   Thus, by switching the energization pattern from the energization pattern # 5 to the energization pattern # 7, the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a is reversed to reversely excite the A-phase coil 30a, but the energization is started from the energization pattern # 5. By switching to the pattern # 6 ′, the current flowing through the A-phase coil 30a is recirculated and then switched to the energization pattern # 7. Thereby, when the A-phase coil 30a is reversely excited, the influence of the self-induction of the A-phase coil 30a can be reduced.

(通電パターン#8´)
図7Hは、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aの通電パターン#8´を示す図である。
通電パターン#8´は、スイッチング素子211、213、215がオフ状態であり、スイッチング素子212、214、216がオン状態である。したがって、B相コイル30bに流れる電流Ibは、A相コイル30a、スイッチング素子214、スイッチング素子216を通り、B相コイル30bに還流する。すなわち、通電パターン#8´では、2相回転電機制御装置40Aが通電パターン#7からスイッチング素子213をオフ状態とし、スイッチング素子212、216をオン状態とすることで、B相コイル30b、A相コイル30a、スイッチング素子214及びスイッチング素子216で閉ループが形成される。このとき、電源装置10から供給された電流は、スイッチング素子212、A相コイル30a、スイッチング素子214及びグランドを経由する経路のみを通る(図7H参照)。これにより、B相コイル30bは励磁されていないが、A相コイル30aのみが励磁されている。したがって、通電パターン#8´から通電パターン#1に通電パターンを切り替えると、A相コイル30aに流れる電流の向きは変化しないが、B相コイル30bに流れる電流が逆転する。そのため、B相コイル30bが逆励磁される。2相回転電機制御装置40Aは、B相コイル30bに流れる電流を切り換え対象として切り換え対象の電流を還流させる閉回路を形成することで、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができる。
(Energization pattern # 8 ')
FIG. 7H is a diagram illustrating an energization pattern # 8 ′ of the two-phase rotating electrical machine control device 40A according to the second embodiment.
In the energization pattern # 8 ′, the switching elements 211, 213, and 215 are in the off state, and the switching elements 212, 214, and 216 are in the on state. Therefore, the current Ib flowing through the B-phase coil 30b passes through the A-phase coil 30a, the switching element 214, and the switching element 216 and returns to the B-phase coil 30b. That is, in the energization pattern # 8 ′, the two-phase rotating electrical machine control device 40A turns off the switching element 213 and turns on the switching elements 212 and 216 from the energization pattern # 7, whereby the B-phase coil 30b and the A-phase The coil 30a, the switching element 214, and the switching element 216 form a closed loop. At this time, the current supplied from the power supply device 10 passes only through the path passing through the switching element 212, the A-phase coil 30a, the switching element 214, and the ground (see FIG. 7H). Thereby, the B phase coil 30b is not excited, but only the A phase coil 30a is excited. Therefore, when the energization pattern is switched from the energization pattern # 8 ′ to the energization pattern # 1, the direction of the current flowing through the A-phase coil 30a does not change, but the current flowing through the B-phase coil 30b is reversed. Therefore, the B phase coil 30b is reversely excited. The two-phase rotating electrical machine control device 40A can reduce the influence of self-induction of the B-phase coil 30b by forming a closed circuit that recirculates the current to be switched using the current flowing through the B-phase coil 30b as a switching target. .

このように、通電パターン#7から通電パターン#1に通電パターンを切り替えることでB相コイル30bに流れる電流の向きを逆転させB相コイル30bを逆励磁するのではなく、通電パターン#7から通電パターン#8´に切り替えることでB相コイル30bに流れる電流を還流させ、その後に通電パターン#1に切り替える。これにより、B相コイル30bを逆励磁する際に、B相コイル30bの自己誘導による影響を低減することができるため、効率よく2相回転電機30を駆動することができる。   In this way, by switching the energization pattern from the energization pattern # 7 to the energization pattern # 1, the direction of the current flowing through the B-phase coil 30b is reversed and the B-phase coil 30b is not reverse-excited. By switching to the pattern # 8 ′, the current flowing through the B-phase coil 30b is circulated and then switched to the energization pattern # 1. Thereby, when the B-phase coil 30b is reversely excited, the influence of the self-induction of the B-phase coil 30b can be reduced, so that the two-phase rotating electrical machine 30 can be driven efficiently.

なお、本実施形態における2相回転電機制御装置40Aは、A相コイル30aとB相コイル30bとの2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている電流の向きを切り替える際に、電流の向きを切り替えるコイルに流れる電流を還流させたが、これに限定されない。例えば、2相回転電機制御装置40Aは、A相コイル30aとB相コイル30bとの2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている電流の向きを切り替える複数のタイミングのうち、少なくとも一つのタイミングにおいて、電流の向きを切り替えるコイルに流れる電流を還流させる。例えば、複数のタイミングとは、図7に示す通電パターン#1から#3へ直接切り替えるタイミング、#3から#5へ直接切り替えるタイミング、#5から#7へ直接切り替えるタイミング、#7から#1へ直接切り替えるタイミングの4つの通電パターンの切り換えタイミングを示す。すなわち、2相回転電機制御装置40Aは、上記閉回路を形成する通電パターンである通電パターン#2´、#4´、#6´、#8´の中で、少なくとも1つの通電パターンを含んでいればよい。   Note that the two-phase rotating electrical machine control device 40A in the present embodiment switches the current direction when switching the direction of the current flowing in one of the two coils of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. Although the current flowing through the coil for switching the direction is recirculated, the present invention is not limited to this. For example, the two-phase rotating electrical machine control device 40A includes at least one of a plurality of timings for switching the direction of the current flowing in one of the two coils of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. At the timing, the current flowing through the coil for switching the current direction is returned. For example, the plurality of timings are the timing for directly switching from energization pattern # 1 to # 3 shown in FIG. 7, the timing for directly switching from # 3 to # 5, the timing for directly switching from # 5 to # 7, and from # 7 to # 1. The switching timing of the four energization patterns at the timing of direct switching is shown. That is, the two-phase rotating electrical machine control device 40A includes at least one energization pattern among the energization patterns # 2 ′, # 4 ′, # 6 ′, and # 8 ′ that are energization patterns forming the closed circuit. It only has to be.

上述したように、第2の実施形態における2相回転電機制御装置40Aは、A相コイル30aとB相コイル30bとの2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている励磁電流の向きを切り替える前に、励磁電流の向きを切り替える対象のコイルに流れる電流を還流させた後に、所定の励磁電流の向きに切り替える切替制御を実行可能である。これにより、A相又はB相(のコイル)に流れる電流の向きを切り替える際に、貫通電流の発生を防止し、且つ自己誘導の影響を低減することができる。   As described above, the two-phase rotating electrical machine control device 40A in the second embodiment determines the direction of the excitation current flowing in one of the two coils of the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b. Before switching, it is possible to execute switching control for switching the direction of the excitation current to a predetermined direction after the current flowing through the coil to be switched is recirculated. Thereby, when switching the direction of the electric current which flows into A phase or B phase (coil), generation | occurrence | production of a through current can be prevented and the influence of a self-induction can be reduced.

また、上述した実施形態において、2相回転電機制御装置40、40Aは2相三線式で2相回転電機30を制御する。ただし、2相四線式でも2相回転電機30を制御することは可能である。しかしながら、2相四線式を用いる場合、インバータ回路において使用するスイッチング素子の数を増加させる必要があり高コストとなる。   In the above-described embodiment, the two-phase rotating electric machine control devices 40 and 40A control the two-phase rotating electric machine 30 with a two-phase three-wire system. However, it is possible to control the two-phase rotating electrical machine 30 even in a two-phase four-wire system. However, when the two-phase four-wire system is used, it is necessary to increase the number of switching elements used in the inverter circuit, resulting in high cost.

また、2相回転電機30は、3相回転電機(例えば、3相ブレシレスDCモータ)と比較して回転角度を検出するためのセンサを削減することができる。すなわち、回転電機として2相回転電機30を用いることで、3相回転電機を用いる場合と比べて安価な回転電機用制御システムを提供することができる。   In addition, the two-phase rotating electrical machine 30 can reduce the number of sensors for detecting the rotation angle compared to a three-phase rotating electrical machine (for example, a three-phase brushless DC motor). That is, by using the two-phase rotating electric machine 30 as the rotating electric machine, it is possible to provide an inexpensive rotating electric machine control system as compared with the case of using the three-phase rotating electric machine.

また、上述した実施形態において、A相コイル30a及びB相コイル30bは、図8に示す通り、複数のコイルが並列及び直列に接続されたコイル群としてそれぞれ構成されていてもよい。   In the above-described embodiment, the A-phase coil 30a and the B-phase coil 30b may be configured as a coil group in which a plurality of coils are connected in parallel and in series as shown in FIG.

上述した実施形態における2相回転電機制御装置40、40Aをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。   You may make it implement | achieve the two-phase rotary electric machine control apparatuses 40 and 40A in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. You may implement | achieve using programmable logic devices, such as FPGA (Field Programmable Gate Array).

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

1 2相回転電機用制御システム
10 電源装置
20 インバータ回路
30 2相回転電機
30a A相コイル
30b B相コイル
31 ロータ
32 ステータ
33 ロータマグネット
34 ティース
36 巻胴部
37 先端部
38 スロット
39 電機子コイル
40 2相回転電機制御装置
211〜216 スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control system 10 for two-phase rotary electric machines Power supply device 20 Inverter circuit 30 Two-phase rotary electric machine 30a A-phase coil 30b B-phase coil 31 Rotor 32 Stator 33 Rotor magnet 34 Teeth 36 Winding trunk part 37 Tip part 38 Slot 39 Armature coil 40 Two-phase rotating electrical machine control device 211-216 switching element

Claims (3)

2つのコイルを備える2相三線式の回転電機を制御する2相回転電機制御装置であって、
前記2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている励磁電流の向きを切り替える前に、前記励磁電流の向きを切り替える対象のコイルに流れる電流を還流させた後に、所定の励磁電流の向きに切り替える切替制御を実行可能である2相回転電機制御装置。
A two-phase rotating electrical machine control device for controlling a two-phase three-wire rotating electrical machine including two coils,
Before switching the direction of the excitation current flowing in one of the two coils, after flowing the current flowing in the coil to be switched, the direction of the excitation current is changed to the predetermined direction of the excitation current. A two-phase rotating electrical machine control device capable of executing switching control for switching.
前記励磁電流の向きを切り替える前記対象のコイルとは異なる他方のコイルに流れる励磁電流の向きを維持したまま、前記対象のコイルに流れる電流を還流させる請求項1に記載の2相回転電機制御装置。   2. The two-phase rotating electrical machine control device according to claim 1, wherein the current flowing in the target coil is recirculated while maintaining the direction of the excitation current flowing in the other coil different from the target coil that switches the direction of the excitation current. . 2つのコイルを備える2相三線式の回転電機と、
前記回転電機を制御する2相回転電機制御装置と、
を備え、
前記2相回転電機制御装置は、
前記2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに流れている励磁電流の向きを切り替える前に、前記励磁電流の向きを切り替える対象のコイルに流れる電流を還流させた後に、所定の励磁電流の向きに切り替える切替制御を実行可能である2相回転電機用制御システム。
A two-phase three-wire rotary electric machine with two coils;
A two-phase rotating electrical machine control device for controlling the rotating electrical machine;
With
The two-phase rotating electrical machine control device
Before switching the direction of the excitation current flowing in one of the two coils, after flowing the current flowing in the coil to be switched, the direction of the excitation current is changed to the predetermined direction of the excitation current. A control system for a two-phase rotating electrical machine capable of executing switching control for switching.
JP2015220594A 2015-11-10 2015-11-10 Rotating electrical machine control system Active JP6616162B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015220594A JP6616162B2 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Rotating electrical machine control system
CN201680064208.7A CN108419451B (en) 2015-11-10 2016-11-07 Two-phase rotating electric machine control device and control system for two-phase rotating electric machine
PCT/JP2016/082939 WO2017082194A1 (en) 2015-11-10 2016-11-07 Two-phase rotating electrical machine control device and control system for two-phase rotating electrical machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015220594A JP6616162B2 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Rotating electrical machine control system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019201464A Division JP6776432B2 (en) 2019-11-06 2019-11-06 Rotating electric machine control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017093157A true JP2017093157A (en) 2017-05-25
JP6616162B2 JP6616162B2 (en) 2019-12-04

Family

ID=58695431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015220594A Active JP6616162B2 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Rotating electrical machine control system

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6616162B2 (en)
CN (1) CN108419451B (en)
WO (1) WO2017082194A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004056843A (en) * 2002-07-16 2004-02-19 Matsushita Refrig Co Ltd Motor drive
JP2008193877A (en) * 2007-02-08 2008-08-21 Mitsubishi Electric Corp Electric motor, motor driving controller and ventilation fan, pump for liquid, cooling medium compressor, blower, air-conditioning system, and refrigerator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011120372A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Juki Corp Drive device of stepping motor
JP2013110863A (en) * 2011-11-21 2013-06-06 Asahi Kasei Electronics Co Ltd H bridge circuit and motor drive device
JP6461551B2 (en) * 2014-10-17 2019-01-30 ローム株式会社 Fan motor driving device, driving method, cooling device using the same, and electronic device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004056843A (en) * 2002-07-16 2004-02-19 Matsushita Refrig Co Ltd Motor drive
JP2008193877A (en) * 2007-02-08 2008-08-21 Mitsubishi Electric Corp Electric motor, motor driving controller and ventilation fan, pump for liquid, cooling medium compressor, blower, air-conditioning system, and refrigerator

Also Published As

Publication number Publication date
JP6616162B2 (en) 2019-12-04
CN108419451B (en) 2021-05-28
WO2017082194A1 (en) 2017-05-18
CN108419451A (en) 2018-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5363913B2 (en) Rotating electric machine drive system
US20160006311A1 (en) Electric motor, generator and commutator system, device and method
US6710581B1 (en) Constant-power brushless DC motor
KR101781382B1 (en) Design improvements for flux switching machines
JP2009112091A (en) Rotating electrical machine and drive controller therefor
JPWO2007105319A1 (en) Generator, power generation method and motor
US20130134805A1 (en) Switched reluctance motor
JP2009545941A (en) Electric motor system and electric motor operating method
US20090302787A1 (en) Induction and switched reluctance motor
JP2011120465A (en) Two-phase bldc motor
RU2633379C2 (en) Modular polyphase electrical machine
JP5543186B2 (en) Switched reluctance motor drive system
JPWO2016114353A1 (en) Pole-switching rotating electrical machine and driving method for pole-switching rotating electrical machine
JP4853232B2 (en) Rotating electrical machine equipment
JP2016536952A (en) Improved switched reluctance motor and switched reluctance device for hybrid vehicles
JP2011125125A (en) Switched reluctance motor and switched reluctance motor drive system
US8581465B2 (en) Generator
JP5751147B2 (en) Motor equipment
JP6776432B2 (en) Rotating electric machine control system
US10756661B2 (en) Field winding type rotating electric machine
JP2017225203A (en) Switched reluctance motor drive system
JP5885423B2 (en) Permanent magnet rotating electric machine
US11735971B1 (en) Electric motor, generator and commutator system, device and method
JPWO2018008057A1 (en) Pole-switching rotating electrical machine and driving method for pole-switching rotating electrical machine
JP6616162B2 (en) Rotating electrical machine control system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180828

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181025

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191008

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6616162

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150