JP2020061815A - Motor drive control device, motor, and blower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動制御装置、モータ、及び送風装置に関する。 The present invention relates to a motor drive control device, a motor, and a blower device.
従来のモータは、特許文献1に開示されている。このモータは、センサレス制御方式であり、CPUと、電流制御回路と、ロータ位置検出部と、ロータと、モータコイルと、を備える。電流制御回路は、CPUから出力される電流制御信号に基づいてモータコイルに電流を印加して回転磁界を生成する。これにより、ロータが回転駆動する。ロータ位置検出部は、モータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータの回転位置を検知する。
A conventional motor is disclosed in
モータの起動時には、モータコイルを励磁して、ロータが強制的に動かされる。このとき、ロータ位置検出部が、ロータの回転を検知しない場合、起動電流を増加させてモータコイルを再度励磁し、ロータの起動処理を繰り返す。 When the motor is started, the motor coil is excited to forcibly move the rotor. At this time, when the rotor position detection unit does not detect the rotation of the rotor, the starting current is increased to re-energize the motor coil and the starting process of the rotor is repeated.
しかしながら、上記特許文献に開示されたモータによると、起動電流の増加により、起動運転時の消費電力が増加する問題があった。 However, according to the motor disclosed in the above patent document, there is a problem that the power consumption during the startup operation increases due to the increase in the startup current.
本開示は、起動運転時の消費電力を低減できるモータ駆動制御装置、及びそれを用いたモータ、送風装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a motor drive control device that can reduce power consumption during startup operation, a motor using the same, and a blower device.
本開示の例示的なモータ駆動制御装置は、交流電圧が印加されるモータ部の相巻線への通電パターンを所定の順序で切り換えて回転磁界を生成し、前記モータ部の駆動を制御する駆動制御部と、前記相巻線の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記モータ部の回転子の回転方向における回転方向位置情報を生成する位置情報生成部と、を備え、前記駆動制御部は、前記モータ部の起動運転において、前記回転磁界を生成して前記回転子を強制的に回転駆動させる強制転流を実施し、前記回転方向位置情報が前記回転磁界の回転に同期しない場合に、開始相の異なる前記回転磁界を生成して前記強制転流の実施を繰り返す。 An exemplary motor drive control device of the present disclosure is configured to generate a rotating magnetic field by switching an energization pattern to a phase winding of a motor unit to which an AC voltage is applied in a predetermined order to control the drive of the motor unit. A control unit, a voltage detection unit that detects the voltage of the phase winding, and a position information generation unit that generates rotation direction position information in the rotation direction of the rotor of the motor unit based on the detection result of the voltage detection unit. The drive control unit performs forced commutation to generate the rotating magnetic field and forcibly rotate and drive the rotor in the start-up operation of the motor unit, and the rotation direction position information indicates the rotation. When not synchronized with the rotation of the magnetic field, the rotating magnetic fields having different start phases are generated and the forced commutation is repeated.
例示的な本発明によれば、起動運転時の消費電力を低減できるモータ駆動制御装置、モータ及び送風装置を提供することができる。 According to the exemplary embodiments of the present invention, it is possible to provide a motor drive control device, a motor, and a blower device that can reduce power consumption during startup operation.
以下に図面を参照して本開示の例示的な実施形態を説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
なお、本明細書では、送風装置100において、モータ部1及び羽根111の回転の中心軸CAと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。
In the specification, in the
モータ部1の固定子11のU相巻線12u、V相巻線12v、W相巻線12wのそれぞれ、又はこれらの総称を相巻線12と呼ぶことがある。3相交流電圧において、相巻線12に通電される相を通電相と呼び、相巻線12に通電されない相を非通電相と呼ぶ。また、2つの通電される相巻線12の組み合わせを通電パターンと呼ぶ。また、3相交流電圧のU相電圧、V相電圧、W相電圧のそれぞれ、又はこれらの総称を相電圧と呼ぶことがある。
Each of the U-phase winding 12u, the V-phase winding 12v, the W-phase winding 12w of the
(1.送風装置の構成)
図1は、送風装置100の一例を示すブロック図である。送風装置100は、本実施形態では、軸方向の一方から他方に流れる気流を発生させる軸流ファンである。但し、この例示に限定されず、送風装置100は、軸方向から吸気した空気を径方向外側に送出する遠心ファンであってもよい。
(1. Structure of blower)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the
図1に示すように、送風装置100は、インペラ110と、モータ120と、を備える。インペラ110は、上下方向に延びる中心軸CAを中心に回転可能な羽根111を有する。モータ120は、インペラ110を駆動して回転させることにより、羽根111を回転させる。また、送風装置100には、直流電源200が接続される。直流電源200は、送風装置100の電力源である。図1に示すように、直流電源200の高電圧側の正出力端子は、モータ120の後述するインバータ3に接続される。直流電源200の低電圧側の負出力端子は、接地される。
As shown in FIG. 1, the
(2.モータの構成要素)
次に、モータ120の各構成要素を説明する。モータ120は、モータ部1と、インバータ3と、モータ駆動制御装置4と、を備える。
(2. Motor components)
Next, each component of the
モータ部1は、3相ブラシレスDCモータ(BLDCモータ)であり、インバータ3から三相交流電圧が印加される。モータ部1は、回転子10と、固定子11と、を備える。回転子10には、永久磁石が設けられる。固定子11には、U相巻線12uと、V相巻線12vと、W相巻線12wとが設けられる。相巻線12u、12v、12wは、本実施形態では点12cを中心にY結線される。各々の相巻線12u、12v、12wにおいて、点12cとは反対側端は、モータ部1の端子13u、13v、13wにそれぞれ接続される。なお、相巻線12u、12v、12wは、この例示に限定されず、Δ(デルタ)結線されてもよい。
The
インバータ3は、モータ部1に三相交流電圧を出力する。インバータ3は、上アームスイッチ31u、31v、31wと、下アームスイッチ32u、32v、32wと、を有する。上アームスイッチ31u、31v、31w及び下アームスイッチ32u、32v、32wは、モータ部1に出力する三相交流電圧を生成するブリッジ回路を形成する。該ブリッジ回路は、高電圧側の上アームスイッチ31u及び低電圧側の下アームスイッチ32uが直列接続されたU相用のアームと、高電圧側の上アームスイッチ31v及び低電圧側の下アームスイッチ32vが直列接続されたV相用のアームと、高電圧側の上アームスイッチ31w及び低電圧側の下アームスイッチ32wが直列接続されたW相用のアームと、を有する。これらのアームは、互いに並列接続される。各々のアームの高電圧側端は、直流電源200の高電圧側端子に接続される。そのため、各々のアームには、直流電源200からの直流電圧が印加される。各々のアームの低電圧側端は、電流検出用の抵抗3aを介して接地される。
The
上アームスイッチ31u、31v、31w及び下アームスイッチ32u、32v、32wはそれぞれ、スイッチング素子と、ダイオードと、を含む。スイッチング素子には、例えば、FET(電界効果トランジスタ)、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などが用いられる。ダイオードは、直流電源200の低電圧側から高電圧側に向かう方向を順方向として、スイッチング素子と並列に接続される。言い換えると、ダイオードのアノードはスイッチング素子の低電圧側端に接続され、カソードはスイッチング素子の高電圧側端に接続される。ダイオードは、還流ダイオード(フリーホイールダイオード)として機能する。また、ダイオードは、FETに内蔵されるボディダイオードであってもよいし、或いは、スイッチング素子に外付けされてもよい。
The upper arm switches 31u, 31v, 31w and the
モータ駆動制御装置4は、モータ部1の駆動を制御する。より具体的には、モータ駆動制御装置4は、インバータ3をPWM(Pulse Width Modulation)制御し、インバータ3を介してモータ部1の駆動を制御する。さらに、モータ駆動制御装置4は、インバータ3のブリッジ回路の低電圧側端から電流検出用の抵抗3aに流れる電流を検出し、その検出結果に基づいてインバータ3からモータ部1に流れる電流値Iを制御する。
The motor drive control device 4 controls the drive of the
(3.モータ駆動制御装置の構成要素)
モータ駆動制御装置4は、図1に示すように、駆動制御部41と、電流検出部42と、記憶部43と、電圧検出部44と、判定部45と、位置情報生成部46と、回転数検出部47と、を備える。
(3. Components of the motor drive controller)
As shown in FIG. 1, the motor drive control device 4 includes a drive control unit 41, a
駆動制御部41は、三相交流電圧が印加されるモータ部1の駆動を制御し、モータ部1の相巻線12への通電パターンを所定の順序nで切り換える。なお、nは、正の整数である。例えば、駆動制御部41は、記憶部43に格納されたプログラム及び情報を用いてモータ部1の駆動をセンサレス制御する。具体的には、駆動制御部41は、インバータ3の上アームスイッチ31u、31v、31w、又は、下アームスイッチ32u、32v、32wをPWMパルスによってそれぞれ制御する。これにより、駆動制御部41は、三相交流電圧を出力するインバータ3を用いてモータ部1の駆動を制御することができる。
The drive control unit 41 controls the drive of the
電流検出部42は、インバータ3のブリッジ回路と接地端GNDとの間に接続された電流検出用の抵抗3aに流れる電流を検出し、その電流値をモータ部1に流れる電流値Iとして検出する。
The
記憶部43は、電力供給が停止しても記憶を維持する不揮発性の記憶媒体である。記憶部43は、モータ駆動制御装置4の各構成要素で用いられる情報を記憶し、特に駆動制御部41で用いられるプログラム及び制御情報などを記憶する。例えば、記憶部43は、後述する強制転流の実施において生成される回転磁界の開始相及び強制転流の実施回数を記憶する。
The
電圧検出部44は、端子電圧Vu、Vv、Vwのうち、通電されていない相巻線12に接続された端子13の端子電圧を該相巻線12に生じる誘起電圧として検出する。具体的には、電圧検出部44は、モータ部1の端子13v、13w間が通電される際に、端子13uの端子電圧VuをU相巻線12uのU相電圧として検出する。また、電圧検出部44は、モータ部1の端子13w、13u間が通電される際に、端子13vの端子電圧VvをV相巻線12vのV相電圧として検出する。また、電圧検出部44は、モータ部1の端子13u、13v間が通電される際に、端子13wの端子電圧VwをW相巻線12wのW相電圧として検出する。
The
判定部45は、各種の判定を行う。位置情報生成部46は、電圧検出部44の検出結果に基づいてモータ部1の回転子10の回転方向における回転方向位置情報を生成する。
The
回転数検出部47は、回転方向位置情報に基づいて、モータ部1の回転子10の回転数を検出する。
The rotation speed detection unit 47 detects the rotation speed of the
(4.モータ部の駆動制御例)
次に、モータ駆動制御装置4によるモータ部1の駆動制御処理の一例を説明する。図2は、モータ部1の駆動制御例を説明するためのフローチャートである。図3は、モータ部1のセンサレス制御において回転子10の回転方向位置に応じて検出される端子電圧Vu、Vv、Vwの一例を示すグラフである。なお、図3において、各々の端子電圧Vu、Vv、Vwの曲線部分は、非通電時の端子電圧を示す。
(4. Motor drive control example)
Next, an example of drive control processing of the
図2の開始時点において、モータ部1の回転子10は、停止又は低速で回転している。そのため、回転方向位置情報の作成に必要な誘起電圧を各相巻線12u、12v、12wに発生させるため、駆動制御部41は、モータ部1の起動運転を実施する(ステップS1)。起動運転前の状態において、回転子10が、停止又は低速で回転するため、位置情報生成部46は、回転子10の回転方向位置情報を生成できない。そこで、起動運転では、強制転流によりモータ部1の回転子10を強制的に回転させる。
At the start of FIG. 2, the
強制転流では、所定の通電期間毎に、通電パターンを切り換え、モータ部1の3つの相巻線12のうちの2つが、通電されて励磁する。2つの相巻線12の組み合わせは、所定の順序で切り換えられる。これにより、一定の回転速度を有する回転磁界が、生成される。なお、各通電パターンでは、残りの1つの相巻線12には通電されない。例えば、通電相がU相及びV相であれば、非通電相はW相である。
In forced commutation, the energization pattern is switched every predetermined energization period, and two of the three phase windings 12 of the
次に、駆動制御部41は、回転子10の回転を加速させるべく、モータ部1の同期運転を実施する(ステップS2)。同期運転では、位置情報生成部46は、各通電パターンにおいて、例えば非通電相の相電圧が仮想の中性点電圧Vnと同じになるタイミングと、該タイミングでの非通電相の相電圧の増減傾向と、の検出結果に基づいて回転方向位置情報を作成する。
Next, the drive control unit 41 carries out the synchronous operation of the
例えば図3のように励磁する場合、仮想の中性点電圧Vnが例えば3Vであれば、U相が非通電相である際、端子電圧Vuが増加して3Vとなる点において、回転子10の回転方向位置が、電気角で0deg(又は360deg)と検出される。また、端子電圧Vuが減少して3Vとなる点において、回転子10の回転方向位置が、電気角で180degと検出される。
For example, in the case of excitation as shown in FIG. 3, if the virtual neutral point voltage Vn is, for example, 3V, when the U phase is the non-conduction phase, the terminal voltage Vu increases to 3V, and the
V相が非通電相である際、端子電圧Vvが増加して3Vとなる点において、回転子10の回転方向位置が、電気角で120degと検出される。また、端子電圧Vvが減少して3Vとなる点において、回転子10の回転方向位置が、電気角で300degと検出される。
When the V-phase is the non-conduction phase, the rotational direction position of the
W相が非通電相である際、端子電圧Vwが減少して3Vとなる点において、回転子10の回転方向位置が、電気角で60degと検出される。また、端子電圧Vwが増加して3Vとなる点において、回転子10の回転方向位置が、電気角で240degと検出される。
When the W phase is the non-energized phase, the rotational direction position of the
駆動制御部41は、同期運転において、回転数検出部47で検知された回転子10の回転数に応じた通電期間毎に通電パターンを回転方向位置情報に応じて切り換えることにより、回転子10の回転を加速させる。
In the synchronous operation, the drive control unit 41 switches the energization pattern in accordance with the rotational direction position information for each energization period corresponding to the rotation speed of the
回転数が所定数以上になると、駆動制御部41は、モータ部1の定常制御運転を実施する(ステップS3)。定常制御運転では、回転子10が所望の回転数で回転され、モータ部1の駆動情報及び回転方向位置情報に応じて通電パターンが切り換えられる。これにより、モータ部1が駆動される。そして、モータ部1の駆動が停止されると(ステップS4でYES)、図2の駆動制御処理が終了する。
When the number of rotations becomes equal to or higher than the predetermined number, the drive control unit 41 carries out the steady control operation of the motor unit 1 (step S3). In the steady control operation, the
(5.モータ部の起動運転例)
次に、モータ部1の起動運転の一例を具体的に説明する。図4は、モータ部1の起動運転例を説明するためのフローチャートである。起動運転が開始されると、ステップS100では、駆動制御部41が、初期処理を行い、ステップS101に移行する。初期処理は、モータ部1の端子13u、13v、13wを短絡させてショートブレーキを行う。これにより、回転子10が、停止する。また、前回の起動運転において記憶部43に記憶された強制転流の実施回数mが、リセットされてm=0を記憶する。
(5. Example of starting operation of the motor section)
Next, an example of the startup operation of the
ステップS101では、駆動制御部41は、回転磁界を生成して回転子10を強制的に回転駆動させる強制転流を実施する。強制転流の回転磁界は、一定の通電期間で、通電パターンを複数回切り換えることにより、一定の回転速度で電気角が、60degずつ回転する。また、回転磁界の励磁相は、電気角が120degずれるごとに第1励磁相、第2励磁相、第3励磁相に順に切り換わる。強制転流の回転磁界は、通電パターンを12回切り換えて、2回転する。これにより、強制転流の実施期間を短縮しながら、回転子10の起動成功率を向上することができる。なお、通電パターンの各通電期間を12.8msとした場合に、1回の強制転流の実施期間は、12.8×12=153.6msとなる。
In step S101, the drive control unit 41 performs forced commutation to generate a rotating magnetic field and forcibly rotate and drive the
開始電気角を0degとした場合に、回転磁界の開始相は、第1励磁相となる。回転磁界の回転により、電気角は、0deg、60deg、120deg、180deg、240deg、300deg、360deg、60deg、120deg、180deg、240deg、300degの順で変化する。なお、360degは、0degと同じ電気角である。 When the starting electrical angle is 0 deg, the starting phase of the rotating magnetic field is the first excitation phase. Due to the rotation of the rotating magnetic field, the electrical angle changes in the order of 0 deg, 60 deg, 120 deg, 180 deg, 240 deg, 300 deg, 360 deg, 60 deg, 120 deg, 180 deg, 240 deg, 300 deg. Note that 360 deg is the same electrical angle as 0 deg.
強制転流の開始直後から、位置情報生成部46は、回転子10の回転方向における回転方向位置情報を生成する。強制転流の実施が、終了すると、強制転流の実施回数mを1回加算して記憶部43にm=1を記憶し、ステップS102に移行する。
Immediately after the start of the forced commutation, the position
ステップS102では、回転方向位置情報が、回転磁界の回転に同期するか否かを判定部45により判定する。回転方向位置情報が、回転磁界の回転に同期している場合(ステップS102でYES)、モータ部1は、正常に起動されたと判定してステップS103に移行する。なお、ステップS102の判定は、一定の回転速度で回転する回転磁界に対して回転子10が所定の回転数で回転しているか否かにより判断できる。
In step S102, the
ステップS103では、直前に実施された強制転流の回転磁界の開始相を記憶部43に記憶する。すなわち、回転方向位置情報が回転磁界の回転に同期した場合に、強制転流の開始相を記憶部43に記憶する。開始相を記憶部43に記憶した後、起動運転を終了する。起動運転を終了した後、図2のステップS2の同期運転が開始される。
In step S103, the starting phase of the rotating magnetic field of the forced commutation performed immediately before is stored in the
一方、回転方向位置情報が回転磁界の回転に同期していない場合(ステップS102でNO)、モータ部1は、正常に起動されていないと判定してステップS104に移行する。
On the other hand, when the rotation direction position information is not synchronized with the rotation of the rotating magnetic field (NO in step S102), the
ステップS104では、記憶部43に記憶された強制転流の実施回数mが3回に達しているか否かを判定する。起動運転において、強制転流の実施回数は、上限値が3回に予め決められている。強制転流の実施回数が、3回に達していない場合(ステップS104でNO)、ステップS105に移行する。
In step S104, it is determined whether the number m of times of forced commutation stored in the
ステップS105では、次回の強制転流の回転磁界の開始相が、変更されてステップS101に戻る。具体的には、回転磁界の開始電気角が、120degに変更され、第2励磁相が、開始相となる。 In step S105, the starting phase of the rotating magnetic field for the next forced commutation is changed, and the process returns to step S101. Specifically, the starting electrical angle of the rotating magnetic field is changed to 120 deg, and the second excitation phase becomes the starting phase.
これにより、ステップS101の2回目の強制転流では、回転磁界の回転により、電気角は、120deg、180deg、240deg、300deg、360deg、60deg、120deg、180deg、240deg、300deg、360deg、60degの順で変化する。なお、360degは、0degと同じ電気角である。 Accordingly, in the second forced commutation of step S101, the electrical angle is 120 deg, 180 deg, 240 deg, 300 deg, 360 deg, 60 deg, 120 deg, 180 deg, 240 deg, 300 deg, 360 deg, and 60 deg in that order due to the rotation of the rotating magnetic field. Change. Note that 360 deg is the same electrical angle as 0 deg.
2回目の強制転流の実施が、終了すると、強制転流の実施回数mを1回加算して記憶部43にm=2を記憶し、ステップS102において、モータ部1は、正常に起動されていない判定された場合、1回目の強制転流の実施後と同様にステップS104からステップ105に移行する。
When the execution of the second forced commutation is completed, the number m of times of forced commutation is added once to store m = 2 in the
ステップS105では、次回の強制転流の回転磁界の開始相が、変更されてステップS101に戻る。具体的には、回転磁界の開始電気角が、240degに変更され、第3励磁相が、開始相となる。 In step S105, the starting phase of the rotating magnetic field for the next forced commutation is changed, and the process returns to step S101. Specifically, the starting electrical angle of the rotating magnetic field is changed to 240 deg, and the third excitation phase becomes the starting phase.
これにより、ステップS101の3回目の強制転流では、回転磁界の回転により、電気角は、240deg、300deg、360deg、60deg、120deg、180deg、240deg、300deg、360deg、60deg、120deg、180degの順で変化する。なお、360degは、0degと同じ電気角である。 Thereby, in the third forced commutation of step S101, the electrical angle is 240 deg, 300 deg, 360 deg, 60 deg, 120 deg, 180 deg, 240 deg, 300 deg, 360 deg, 60 deg, 120 deg, 180 deg in this order due to the rotation of the rotating magnetic field. Change. Note that 360 deg is the same electrical angle as 0 deg.
通常、起動運転において、開始相の通電前、回転子10は、停止又は低速回転している。このため、開始相の通電時に比較的大きな駆動力が必要になる。また、開始相と回転子10との相対的な角度において、回転子10に発生する駆動力が相対的に小さいことがある。また、モータ部1の駆動が停止した際に、回転子10が停止し易い回転方向位置がある。この相対的な角度と、回転方向位置と、が一致すると、回転子10の起動成功率が低下する。本実施形態では、回転方向位置情報が回転磁界の回転に同期しない場合(ステップS102でNO)に、開始相の異なる回転磁界を生成して強制転流を繰り返す。これにより、いずれかの開始相が、回転子10に大きな駆動力を発生させる励磁相と一致する。従って、最適な開始相を見つけて回転子10の起動成功率を向上することができる。
Normally, in the start-up operation, the
また、強制転流において、通電パターンの各通電期間は全て同じであり、回転磁界が、一定の回転速度で回転する。これにより、大きな駆動力が必要になる開始相の通電期間をその後の通電期間よりも長くする必要がない。従って、起動運転時における消費電力を低減できる。 In the forced commutation, all energization periods of the energization pattern are the same, and the rotating magnetic field rotates at a constant rotation speed. As a result, it is not necessary to make the energization period of the start phase, which requires a large driving force, longer than the energization period thereafter. Therefore, it is possible to reduce the power consumption during the startup operation.
また、起動運転において、回転子10の位置決めを行う直流励磁を実施せずに強制転流のみを実施する。これにより、起動運転時における消費電力をより低減できる。
Further, in the start-up operation, only the forced commutation is performed without performing the DC excitation for positioning the
3回目の強制転流の実施が、終了すると、強制転流の実施回数mを1回加算して記憶部43にm=3を記憶する。
When the execution of the third forced commutation is completed, the number m of times of forced commutation is added once, and m = 3 is stored in the
3回目の強制転流の実施において、回転方向位置情報が回転磁界の回転に同期しない場合(ステップS102でNO)、ステップS104において、強制転流の実施回数mが3回に達していると判定する(ステップS104でYES)。このとき、起動運転を終了し、図2の同期運転も開始しない。すなわち、U相、V相、W相の開始相で回転磁界を生成し、モータ部1が、正常に起動されていない場合、駆動力不足以外の要因によってモータ部1が、正常に起動されていないと判定する。これにより、駆動力不足以外の要因によって回転子10が回転しない場合に、早期に起動運転を停止して無駄な消費電力が発生することを防止できる。
When the rotational direction position information is not synchronized with the rotation of the rotating magnetic field during the third forced commutation (NO in step S102), it is determined in step S104 that the number m of times of forced commutation has reached three times. Yes (YES in step S104). At this time, the start-up operation is ended and the synchronous operation shown in FIG. 2 is not started. That is, when the rotating magnetic field is generated in the U-phase, V-phase, and W-phase starting phases and the
また、次回の起動運転において、ステップS101では、記憶部43に記憶された前回と同じ開始相の回転磁界を生成して強制転流を実施する。これにより、起動運転の最初の強制転流において、回転子10の起動成功率を向上させることができる。従って、モータ部1の起動時間を短くできる。
In the next startup operation, in step S101, the rotating magnetic field of the same start phase as the previous one stored in the
(6.その他)
以上、本開示では、例示的な実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は本開示に限定されない。本開示は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、本開示で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
(6. Other)
In the above, the present disclosure has described the exemplary embodiments. The scope of the present invention is not limited to the present disclosure. The present disclosure can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention. Further, the items described in the present disclosure can be arbitrarily combined as long as no contradiction occurs.
本実施形態では、2回目の強制転流において、1回目の強制転流の開始電気角に対して120degずれて第2励磁相を開始相としたが、1回目の強制転流の開始電気角に対して−120deg(240deg)ずれて第3励磁相を開始相としてもよい。また、1回目の強制転流の開始相を第2励磁相又は第3励磁相としてもよい。また、第1励磁相を開始相とする場合に、開始電気角を60degとしてもよい。 In the present embodiment, in the second forced commutation, the second excitation phase is set as the start phase by being shifted by 120 deg with respect to the start electrical angle of the first forced commutation. Alternatively, the third excitation phase may be shifted by −120 deg (240 deg) and used as the start phase. The start phase of the first forced commutation may be the second excitation phase or the third excitation phase. Further, when the first excitation phase is the start phase, the start electrical angle may be 60 deg.
本開示は、モータ部をセンサレス制御するモータ駆動制御装置、モータ、送風装置に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure is useful for a motor drive control device, a motor, and a blower device that sensorlessly controls a motor unit.
100・・・送風装置、110・・・インペラ、111・・・羽根、120・・・モータ、200・・・直流電源、1・・・モータ部、10・・・回転子、11・・・固定子、12・・・相巻線、12u・・・U相巻線、12v・・・V相巻線、12w・・・W相巻線、12c・・・点、13u・・・U相端子、13v・・・V相端子、13w・・・W相端子、3・・・インバータ、3a・・・抵抗、31u、31v、31w・・・上アームスイッチ、32u、32v、32w・・・下アームスイッチ、4・・・モータ駆動制御装置、41・・・駆動制御部、42・・・電流検出部、43・・・記憶部、44・・・電圧検出部、45・・・判定部、46・・・位置情報生成部、47・・・回転数検出部、Vu・・・U相端子電圧、Vv・・・V相端子電圧、Vw・・・W相端子電圧、Vn・・・仮想の中性点電圧、I・・・モータ部に流れる電流値、I1・・・第1電流値、I2・・・第2電流値、CA・・・中心軸、n・・・順序 100 ... Blower, 110 ... Impeller, 111 ... Blade, 120 ... Motor, 200 ... DC power supply, 1 ... Motor part, 10 ... Rotor, 11 ... Stator, 12 ... Phase winding, 12u ... U phase winding, 12v ... V phase winding, 12w ... W phase winding, 12c ... Point, 13u ... U phase Terminal, 13v ... V phase terminal, 13w ... W phase terminal, 3 ... Inverter, 3a ... Resistor, 31u, 31v, 31w ... Upper arm switch, 32u, 32v, 32w ... Lower arm switch, 4 ... Motor drive control device, 41 ... Drive control unit, 42 ... Current detection unit, 43 ... Storage unit, 44 ... Voltage detection unit, 45 ... Judgment unit , 46 ... Position information generation unit, 47 ... Rotation speed detection unit, Vu ... U-phase terminal voltage, Vv ... Phase terminal voltage, Vw ... W phase terminal voltage, Vn ... Virtual neutral point voltage, I ... Current value flowing in motor unit, I1 ... First current value, I2 ... Second Current value, CA ... Central axis, n ... Sequence
Claims (9)
前記相巻線の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記モータ部の回転子の回転方向における回転方向位置情報を生成する位置情報生成部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記モータ部の起動運転において、前記回転磁界を生成して前記回転子を強制的に回転駆動させる強制転流を実施し、前記回転方向位置情報が前記回転磁界の回転に同期しない場合に、開始相の異なる前記回転磁界を生成して前記強制転流の実施を繰り返す、モータ駆動制御装置。 A drive control unit that controls the drive of the motor unit by switching the energization pattern to the phase winding of the motor unit to which an AC voltage is applied in a predetermined order to generate a rotating magnetic field.
A voltage detector for detecting the voltage of the phase winding,
A position information generation unit that generates rotation direction position information in the rotation direction of the rotor of the motor unit based on the detection result of the voltage detection unit;
Equipped with
In the startup operation of the motor unit, the drive control unit performs forced commutation to generate the rotating magnetic field and forcibly rotate and drive the rotor, and the rotation direction position information indicates rotation of the rotating magnetic field. A motor drive controller that, when not synchronized, generates the rotating magnetic fields having different start phases and repeats the forced commutation.
前記起動運転において、
前記回転方向位置情報が前記回転磁界の回転に同期しない場合に、前記回転磁界の開始電気角が、120degずれて次回前記強制転流が実施される、請求項1に記載のモータ駆動制御装置。 A three-phase AC voltage is applied to the motor unit,
In the start-up operation,
The motor drive control device according to claim 1, wherein when the rotation direction position information is not synchronized with the rotation of the rotating magnetic field, the starting electrical angle of the rotating magnetic field shifts by 120 degrees and the forced commutation is performed next time.
前記回転磁界は、一定の回転速度で回転する、請求項1又は請求項2に記載のモータ駆動制御装置。 In carrying out the forced commutation,
The motor drive control device according to claim 1, wherein the rotating magnetic field rotates at a constant rotation speed.
前記回転方向位置情報が前記回転磁界の回転に同期した場合に、次回の前記起動運転において、前回と同じ開始相の前記回転磁界を生成して前記強制転流を実施する、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。 In the start-up operation,
When the rotational direction position information is synchronized with the rotation of the rotating magnetic field, in the next startup operation, the rotating magnetic field having the same start phase as the previous time is generated to perform the forced commutation. Item 4. The motor drive controller according to any one of Items 3.
前記回転方向位置情報が前記回転磁界の回転に同期した場合に、前記強制転流の前記開始相を前記記憶部に記憶する、請求項4に記載のモータ駆動制御装置。 Has a non-volatile storage,
The motor drive control device according to claim 4, wherein the start phase of the forced commutation is stored in the storage unit when the rotational direction position information is synchronized with the rotation of the rotating magnetic field.
前記強制転流の実施回数は、上限値が予め決められている、請求項1〜請求項5のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。 In the start-up operation,
The motor drive control device according to claim 1, wherein an upper limit value of the number of times of forced commutation is determined in advance.
上下方向に延びる中心軸を中心に回転可能な羽根を有するインペラと、
を備える、送風装置。 A motor according to claim 8;
An impeller having blades rotatable about a central axis extending in the up-down direction,
A blower.
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