JP2664442B2 - 無整流子電動機の駆動回路 - Google Patents
無整流子電動機の駆動回路Info
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- JP2664442B2 JP2664442B2 JP63294254A JP29425488A JP2664442B2 JP 2664442 B2 JP2664442 B2 JP 2664442B2 JP 63294254 A JP63294254 A JP 63294254A JP 29425488 A JP29425488 A JP 29425488A JP 2664442 B2 JP2664442 B2 JP 2664442B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は無整流子電動機の駆動回路に係り、特に電機
子巻線に発生する誘起電圧を利用して回転子の位置検出
信号を得る無整流子電動機の駆動回路に関する。
子巻線に発生する誘起電圧を利用して回転子の位置検出
信号を得る無整流子電動機の駆動回路に関する。
［従来の技術］ 電機子巻線に発生する誘起電圧を回転子の位置検出と
して利用する無整流子電動機の駆動装置においては、停
止状態から起動する場合には誘起電圧は発生していない
か、又は発生していても電圧値が低く位置検出信号を得
ることができない。このため、何らかの手段によって位
置検出信号が得られる回転数まで起動する必要がある。
して利用する無整流子電動機の駆動装置においては、停
止状態から起動する場合には誘起電圧は発生していない
か、又は発生していても電圧値が低く位置検出信号を得
ることができない。このため、何らかの手段によって位
置検出信号が得られる回転数まで起動する必要がある。
一般に用いられる起動方法は、無整流子電動機を同期
電動機として運転する方法である。すなわち無整流子電
動機を駆動するインバータ回路を他励式のインバータ回
路として運転し、このインバータ回路の出力周波数を徐
々に上げて行く低周波同期起動である。この低周波同期
起動中の電機子巻線に生ずる誘起電圧は前述のように小
さく、通常運転時のインバータ出力電圧を印加するとイ
ンバータを構成するスイッチング素子に過大な電流が流
れてしまう。このため低周波同期起動中の過大電流を防
ぐために、例えば特許第1,332,523号（特公昭61−995
号）に記載のように電流制限回路を設けている。
電動機として運転する方法である。すなわち無整流子電
動機を駆動するインバータ回路を他励式のインバータ回
路として運転し、このインバータ回路の出力周波数を徐
々に上げて行く低周波同期起動である。この低周波同期
起動中の電機子巻線に生ずる誘起電圧は前述のように小
さく、通常運転時のインバータ出力電圧を印加するとイ
ンバータを構成するスイッチング素子に過大な電流が流
れてしまう。このため低周波同期起動中の過大電流を防
ぐために、例えば特許第1,332,523号（特公昭61−995
号）に記載のように電流制限回路を設けている。
以下、本発明に最も近い他の従来例を第１図により説
明する。第１図は本従来例の全体構成図である。１は交
流電源、２は整流用のダイオード、３は平滑用のコンデ
ンサ、４はブリッジインバータ、６は電流検出器、７は
位置検出回路、８は３相発振回路、９は切換回路、10は
積分回路、11は割り算回路、12は電流指令回路、13は電
流比較回路、14は通流比増大回路、15は回転速度指令回
路、16は回転速度比較回路、17は通流比作成回路、18は
ゲート制御回路、19は変調回路、20は回転速度測定回路
であり、以上で無整流子電動機の駆動回路を構成してい
る。また、５は無整流子電動機である。
明する。第１図は本従来例の全体構成図である。１は交
流電源、２は整流用のダイオード、３は平滑用のコンデ
ンサ、４はブリッジインバータ、６は電流検出器、７は
位置検出回路、８は３相発振回路、９は切換回路、10は
積分回路、11は割り算回路、12は電流指令回路、13は電
流比較回路、14は通流比増大回路、15は回転速度指令回
路、16は回転速度比較回路、17は通流比作成回路、18は
ゲート制御回路、19は変調回路、20は回転速度測定回路
であり、以上で無整流子電動機の駆動回路を構成してい
る。また、５は無整流子電動機である。
はじめに、無整流子電動機の低周波同期起動方法につ
いて説明する。第２図はその動作説明図である。時刻ｔ
＝t0において３相発振回路８が発振を開始する。回転速
度はNoになる。３相発振出力は切換回路９を通りゲート
制御回路18を介し、後で述べる通流比に変調回路19で変
調され、ブリッジインバータ４を駆動する。３相発振回
路８はその発振周波数を漸増し、時刻ｔ＝t2において無
整流子電動機５の回転速度はN2に達する。回転速度がN2
に達すると誘起電圧の大きさは位置検出回路７および切
換回路９が作動するのに十分となり、通常の無整流子電
動機５として運転される。通常の無整流子電動機５とし
て運転されると、回転速度測定回路20で求めた回転速度
と回転速度指令回路15の回転速度指令を回転速度比較回
路16で比較し、その結果に基づいて通流比作成回路17は
通流比を決定し、変調回路19で変調しインバータの出力
電圧を調整し、無整流子電動機５の回転速度制御を行な
う。
いて説明する。第２図はその動作説明図である。時刻ｔ
＝t0において３相発振回路８が発振を開始する。回転速
度はNoになる。３相発振出力は切換回路９を通りゲート
制御回路18を介し、後で述べる通流比に変調回路19で変
調され、ブリッジインバータ４を駆動する。３相発振回
路８はその発振周波数を漸増し、時刻ｔ＝t2において無
整流子電動機５の回転速度はN2に達する。回転速度がN2
に達すると誘起電圧の大きさは位置検出回路７および切
換回路９が作動するのに十分となり、通常の無整流子電
動機５として運転される。通常の無整流子電動機５とし
て運転されると、回転速度測定回路20で求めた回転速度
と回転速度指令回路15の回転速度指令を回転速度比較回
路16で比較し、その結果に基づいて通流比作成回路17は
通流比を決定し、変調回路19で変調しインバータの出力
電圧を調整し、無整流子電動機５の回転速度制御を行な
う。
次に、本従来例の特徴である低周波同期起動中のオン
・オフ通流比の決定方法について説明する。起動時の通
流比D0は電機子巻線を流れる電流の大きさを、電流指令
回路12により出力される起動電流設定値と一致あるいは
近傍の値になるように設定する。そのために、まず通流
比を零あるいは小さな値に設定し駆動電流を測定しなが
ら通流比を漸増させ、巻線電流の大きさが起動電流設定
値に達したときの通流比で同期起動を開始する。ところ
で、第１図に示した構成における電流検出器６で検出さ
れる電流（以下、直流電流と呼ぶ）と電機子巻線を流れ
る電流（以下、巻線電流と呼ぶ）とは平均値及び波形が
異なる。そこで検出直流電流より巻線電流を求める手段
として抵抗とコンデンサ１つづつで構成されている積分
回路10と割り算回路11とを用いる。第３図は直流電流よ
り巻線電流を求める説明図である。電流検出器６で検出
された直流電流24は積分回路10で直流電流の平均値26に
変換される。巻線電流25は直流電流の平均値26の値を通
流比（T1/T1＋T2）で割ることによって推定できる。但
しT1はブリッジインバータを構成するスイッチング素子
のオンする期間、T2はオフする期間である。すなわち、
割り算回路11において直流電流の平均値26を通流比で割
り算を行ない巻線電流の推定値27を出力する。電流比較
回路13は電流指令と巻線電流の推定値27とを比較し、巻
線電流の推定値27が電流指令値に達するまで通流比増大
回路を作動させ、低周波同期起動の通流比の初期値D0を
決定する。
・オフ通流比の決定方法について説明する。起動時の通
流比D0は電機子巻線を流れる電流の大きさを、電流指令
回路12により出力される起動電流設定値と一致あるいは
近傍の値になるように設定する。そのために、まず通流
比を零あるいは小さな値に設定し駆動電流を測定しなが
ら通流比を漸増させ、巻線電流の大きさが起動電流設定
値に達したときの通流比で同期起動を開始する。ところ
で、第１図に示した構成における電流検出器６で検出さ
れる電流（以下、直流電流と呼ぶ）と電機子巻線を流れ
る電流（以下、巻線電流と呼ぶ）とは平均値及び波形が
異なる。そこで検出直流電流より巻線電流を求める手段
として抵抗とコンデンサ１つづつで構成されている積分
回路10と割り算回路11とを用いる。第３図は直流電流よ
り巻線電流を求める説明図である。電流検出器６で検出
された直流電流24は積分回路10で直流電流の平均値26に
変換される。巻線電流25は直流電流の平均値26の値を通
流比（T1/T1＋T2）で割ることによって推定できる。但
しT1はブリッジインバータを構成するスイッチング素子
のオンする期間、T2はオフする期間である。すなわち、
割り算回路11において直流電流の平均値26を通流比で割
り算を行ない巻線電流の推定値27を出力する。電流比較
回路13は電流指令と巻線電流の推定値27とを比較し、巻
線電流の推定値27が電流指令値に達するまで通流比増大
回路を作動させ、低周波同期起動の通流比の初期値D0を
決定する。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術における低周波同期起動方法は起動時の
直流電流を検出し指令するものであって通常運転時にお
いては、その電流検出及び指令回路は使用されることが
なく、徒らに回路を複雑にする。従って、本発明の目的
は、電流検出及び指令回路を使用しないで低周波同期起
動を行なえる無整流子電動機の駆動装置を提供すること
にある。
直流電流を検出し指令するものであって通常運転時にお
いては、その電流検出及び指令回路は使用されることが
なく、徒らに回路を複雑にする。従って、本発明の目的
は、電流検出及び指令回路を使用しないで低周波同期起
動を行なえる無整流子電動機の駆動装置を提供すること
にある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題は斯の種の無整流子電動機の駆動回路と通常
用いられている例えば電動機の電源電圧検出回路を利用
し、起動時の変調信号の通流比の初期値を電源電圧の変
動に応じて制御して電動機巻線電流を一定の値にするこ
とにより達成した。
用いられている例えば電動機の電源電圧検出回路を利用
し、起動時の変調信号の通流比の初期値を電源電圧の変
動に応じて制御して電動機巻線電流を一定の値にするこ
とにより達成した。
［作 用］ ブリッジインバータのスイッチング素子の通流期間に
おいて、該ブリッジインバータの出力周波数より高い周
波数を有する変調信号で変調し、この変調信号の通流比
を変えることにより該ブリッジインバータの出力電圧、
すなわち電動機への印加電圧を調整する無整流子電動機
の駆動装置において、本発明においては低周波同期起動
時の上記通流比の初期値を、ブリッジインバータの入力
電圧である直流電圧と略反比例して設定し、この初期値
により起動し通常運転に達するまでの起動期間中は回転
速度の増大、すなわち上記電動機の誘起電圧の増大とと
もに上記通流比を上記初期値より漸増して電機子巻線へ
の印加電圧を上げることにより、前述の印加電圧と誘起
電圧との差を一定に保つことができる。
おいて、該ブリッジインバータの出力周波数より高い周
波数を有する変調信号で変調し、この変調信号の通流比
を変えることにより該ブリッジインバータの出力電圧、
すなわち電動機への印加電圧を調整する無整流子電動機
の駆動装置において、本発明においては低周波同期起動
時の上記通流比の初期値を、ブリッジインバータの入力
電圧である直流電圧と略反比例して設定し、この初期値
により起動し通常運転に達するまでの起動期間中は回転
速度の増大、すなわち上記電動機の誘起電圧の増大とと
もに上記通流比を上記初期値より漸増して電機子巻線へ
の印加電圧を上げることにより、前述の印加電圧と誘起
電圧との差を一定に保つことができる。
［実 施 例 本発明の実施例を第４図を用いて説明する。第４図は
本実施例の全体構成図である。本実施例に無整流子電動
機の駆動装置の構成は、起動時の通流比の設定方法が異
なるほかは上記本発明に最も近い従来例と同じである。
本発明実施例における起動時の通流比の設定方法を以下
説明する。前述のように、無整流子電動機の電機子巻線
電流の大きさは、同期起動初期の誘起電圧の無視できる
時間範囲では巻線印加電圧と巻線の抵抗とで決まる。す
なわち、巻線の抵抗は定数であるから所定の巻線電流を
流すための巻線印加電圧は巻線の抵抗と起動電流の積で
与えられる。したがって、この巻線印加電圧が得られる
ように通流比を設定すれば良い。しかしながら、一般的
に交流電源１の電圧は±10％程度変動する。したがって
交流電源１の電圧が変動すなわち直流電圧が変動しても
巻線印加電圧が一定になるように通流比を制御する必要
がある。そこで直流電圧を電圧検出回路28で検出し、こ
れを通流比初期値設定回路14′に導き直流電圧に応じて
通流比の初期値を設定する。通流比の初期値はブリッジ
インバータの出力電圧（巻線印加電圧）を一定にするた
めにブリッジインバータの入力電圧である直流電圧と反
比例して変化させる。これは、交流電源１の電圧変動は
±10％程度であり、一次近似による直線制御で十分であ
るからである。
本実施例の全体構成図である。本実施例に無整流子電動
機の駆動装置の構成は、起動時の通流比の設定方法が異
なるほかは上記本発明に最も近い従来例と同じである。
本発明実施例における起動時の通流比の設定方法を以下
説明する。前述のように、無整流子電動機の電機子巻線
電流の大きさは、同期起動初期の誘起電圧の無視できる
時間範囲では巻線印加電圧と巻線の抵抗とで決まる。す
なわち、巻線の抵抗は定数であるから所定の巻線電流を
流すための巻線印加電圧は巻線の抵抗と起動電流の積で
与えられる。したがって、この巻線印加電圧が得られる
ように通流比を設定すれば良い。しかしながら、一般的
に交流電源１の電圧は±10％程度変動する。したがって
交流電源１の電圧が変動すなわち直流電圧が変動しても
巻線印加電圧が一定になるように通流比を制御する必要
がある。そこで直流電圧を電圧検出回路28で検出し、こ
れを通流比初期値設定回路14′に導き直流電圧に応じて
通流比の初期値を設定する。通流比の初期値はブリッジ
インバータの出力電圧（巻線印加電圧）を一定にするた
めにブリッジインバータの入力電圧である直流電圧と反
比例して変化させる。これは、交流電源１の電圧変動は
±10％程度であり、一次近似による直線制御で十分であ
るからである。
以上、説明した方法で通流比の初期値を設定し低周波
同期起動を開始する。次いで３相発振回路８の発振周波
数を増大させ、これに伴い回転速度も増大し誘起電圧22
の値も同じように大きくなる。通流比が初期値のまま変
化しないとインバータの出力電圧が一定であり、誘起電
圧の上昇とともに巻線印加電圧は減少してしまう。そこ
で、低周波同期起動中に通流比を漸増させる必要があ
る。しかし低周波同期起動の初期においては誘起電圧は
小さく巻線印加電圧の減少は無視して差し支えない。本
実施例では、３相発振回路８の周波数が回転速度N1を超
えた範囲で通流比増大回路14を作動させ、通流比を増大
し巻線印加電圧の減少を防いでいる。
同期起動を開始する。次いで３相発振回路８の発振周波
数を増大させ、これに伴い回転速度も増大し誘起電圧22
の値も同じように大きくなる。通流比が初期値のまま変
化しないとインバータの出力電圧が一定であり、誘起電
圧の上昇とともに巻線印加電圧は減少してしまう。そこ
で、低周波同期起動中に通流比を漸増させる必要があ
る。しかし低周波同期起動の初期においては誘起電圧は
小さく巻線印加電圧の減少は無視して差し支えない。本
実施例では、３相発振回路８の周波数が回転速度N1を超
えた範囲で通流比増大回路14を作動させ、通流比を増大
し巻線印加電圧の減少を防いでいる。
以上説明したように、本実施例によれば直流電流や巻
線電流を検出することなく無整流子電動機の低周波同期
起動を行なうことができる。
線電流を検出することなく無整流子電動機の低周波同期
起動を行なうことができる。
次に本発明を自動車エンジンの燃料ポンプに適用した
場合の実施例について説明する。第５図は燃料ポンプ用
無整流子電動機の駆動装置の全体構成図である。自動車
エンジンの燃料ポンプを駆動する場合、整流子の交換の
要なく制御装置の高い無整流子電動機が有利である。ま
た燃料雰囲気にさらされるため回転子位置センサレスの
無整流子電動機が最適である。105はブリッジインバー
タ、106は無整流子電動機、112はバッテリ、113は電圧
検出回路、114は制御回路である。無整流子電動機106は
制御回路114とブリッジインバータ105より構成される無
整流子電動機の駆動装置により駆動され、その起動運転
方法は前述の通りである。さて、一般に自動車の電子制
御回路にバッテリの電圧の検出機能があるから、それを
電圧検出回路113として機能させることにより、本発明
による起動時の通流比の初期値を設定することができ
る。
場合の実施例について説明する。第５図は燃料ポンプ用
無整流子電動機の駆動装置の全体構成図である。自動車
エンジンの燃料ポンプを駆動する場合、整流子の交換の
要なく制御装置の高い無整流子電動機が有利である。ま
た燃料雰囲気にさらされるため回転子位置センサレスの
無整流子電動機が最適である。105はブリッジインバー
タ、106は無整流子電動機、112はバッテリ、113は電圧
検出回路、114は制御回路である。無整流子電動機106は
制御回路114とブリッジインバータ105より構成される無
整流子電動機の駆動装置により駆動され、その起動運転
方法は前述の通りである。さて、一般に自動車の電子制
御回路にバッテリの電圧の検出機能があるから、それを
電圧検出回路113として機能させることにより、本発明
による起動時の通流比の初期値を設定することができ
る。
以上のように本発明によれば既存の機能をそのまま利
用できる無整流子電動機の起動装置を構成することがで
きる。
用できる無整流子電動機の起動装置を構成することがで
きる。
［発明の効果］ 本発明によれば、電圧の平均値を利用して無整流子電
動機の低周波同期起動時の電流を制御できるので、電流
検出及び指令の回路を排除することができる。
動機の低周波同期起動時の電流を制御できるので、電流
検出及び指令の回路を排除することができる。
第１図は本発明の一実施例の全体回路構成図、第２図は
第１図本実施例の動作説明図、第３図は巻線電流推定の
仕方の説明図、第４図は他の実施例の全体回路構成図、
第５図は本発明を自動車の燃料ポンプの駆動に適用した
場合の回路ブロック図である。 １……交流電源、２……ダイオード ３……コンデンサ、４……ブリッジインバータ ５……無整流子電動機、６……電流検出器 ７……位置検出回路、８……３相発振回路 ９……切換回路、10……積分回路 11……割り算回路、12……電流指令回路 13……電流比較回路、14……通流比増大回路 14′……通流比初期値設定回路、15……回転速度指令回
路 16……回転速度比較回路、17……通流比作成回路 18……ゲート制御回路、19……変調回路 20……回転速度測定回路、21……回転速度信号 22……誘起電圧、23……通流比 24……直流電流、25……巻線電流 26……直流電流の平均値、27……巻線電流の推定値 28……電圧検出回路
第１図本実施例の動作説明図、第３図は巻線電流推定の
仕方の説明図、第４図は他の実施例の全体回路構成図、
第５図は本発明を自動車の燃料ポンプの駆動に適用した
場合の回路ブロック図である。 １……交流電源、２……ダイオード ３……コンデンサ、４……ブリッジインバータ ５……無整流子電動機、６……電流検出器 ７……位置検出回路、８……３相発振回路 ９……切換回路、10……積分回路 11……割り算回路、12……電流指令回路 13……電流比較回路、14……通流比増大回路 14′……通流比初期値設定回路、15……回転速度指令回
路 16……回転速度比較回路、17……通流比作成回路 18……ゲート制御回路、19……変調回路 20……回転速度測定回路、21……回転速度信号 22……誘起電圧、23……通流比 24……直流電流、25……巻線電流 26……直流電流の平均値、27……巻線電流の推定値 28……電圧検出回路
Claims (1)
- 【請求項１】交流電源、該交流電源に接続された整流回
路、該整流回路の出力端子に接続された平滑用コンデン
サ、該平滑用コンデンサに接続されたブリッジインバー
タ、該ブリッジインバータに接続された無整流子電動
機、該無整流子電動機の回転子位置をその巻線の誘起電
圧から検出する位置検出回路、同期起動用の３相発振回
路、該発振回路の出力と前記位置検出回路の出力との切
換を行なう切換回路、該切換回路の出力信号に基づいて
前記ブリッジインバータのゲートを制御するゲート制御
回路、該ブリッジインバータを構成するスイッチング素
子の通流期間を該ブリッジインバータの出力周波数より
高い周波数を有する変調信号で変調し、この変調信号の
通流比を変えることにより該ブリッジインバータの出力
電圧を調整する電圧制御回路、無整流子電動機の回転速
度を所定の回転数に制御する電圧指令を該電圧制御回路
に出力する回転速度制御回路より成る無整流子電動機の
駆動回路において、 同期起動時の上記通流比の初期値を、該ブリッジインバ
ータの入力電圧である直流電圧と略反比例して設定し、
同期起動期間中の前記通流比を初期値より漸増させるこ
とを特徴とする無整流子電動機の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63294254A JP2664442B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 無整流子電動機の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63294254A JP2664442B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 無整流子電動機の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02142387A JPH02142387A (ja) | 1990-05-31 |
| JP2664442B2 true JP2664442B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=17805342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63294254A Expired - Lifetime JP2664442B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 無整流子電動機の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664442B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101397893B1 (ko) | 2012-12-10 | 2014-05-20 | 삼성전기주식회사 | 모터 구동 장치 및 모터 구동 방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5104319B2 (ja) * | 2007-05-28 | 2012-12-19 | セイコーエプソン株式会社 | 電動モータの駆動制御回路及びそれを備えた電動モータ |
| US8368331B2 (en) | 2008-08-29 | 2013-02-05 | Rbc Manufacturing Corporation | Methods and apparatus for monitoring average current and input power in an electronically commutated motor |
| CN111900901B (zh) * | 2020-08-06 | 2021-10-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 油泵电机的启动控制方法、装置、汽车、介质及处理器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61135387A (ja) * | 1984-12-04 | 1986-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモ−タ駆動装置 |
| JPH0648916B2 (ja) * | 1985-01-28 | 1994-06-22 | 株式会社日立製作所 | 電動機の速度制御装置 |
| JPS62247786A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-28 | Aisan Ind Co Ltd | 電動式燃料供給ポンプの駆動制御回路 |
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-
1988
- 1988-11-21 JP JP63294254A patent/JP2664442B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101397893B1 (ko) | 2012-12-10 | 2014-05-20 | 삼성전기주식회사 | 모터 구동 장치 및 모터 구동 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02142387A (ja) | 1990-05-31 |
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