JP2818327B2 - ブラシレス直流電流のモータ電流の調整方法 - Google Patents

ブラシレス直流電流のモータ電流の調整方法

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JP2818327B2 JP3209094A JP20909491A JP2818327B2 JP 2818327 B2 JP2818327 B2 JP 2818327B2 JP 3209094 A JP3209094 A JP 3209094A JP 20909491 A JP20909491 A JP 20909491A JP 2818327 B2 JP2818327 B2 JP 2818327B2
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    • 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
    • H02P6/06Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブラシレス直流モータの
相巻線におけるモータ電流の調整方法であって、個々の
相巻線は、個々のブリッジ分岐におけるスイッチング可
能な半導体弁とこれらに並列に接続されているフリーホ
イールダイオードとを有する電子的に制御可能な直流電
圧・中間回路・変換器を介して、電流が流されるようさ
れており、さらにモータ電流の実際値検出が前記の直流
電圧・中間回路においてだけ行なわれる形式のモータ電
流の調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ブラシレス直流モータは高いダイナミッ
ク特性と良好な制御性により特徴づけられるため、駆動
技術においてますます多く用いられている。しかしモー
タを、広い回転数領域にわたる制御、殊に低い回転数の
方向への制御は、問題が無くはないことが示されてい
る。プラシレス直流モータの静かななめらかな始動を保
証する目的で、ドイツ連邦共和国特許出願公報第352
5210号に次の制御回路が示されている:所定の比較
値に達した場合に、固定子巻線の励磁が、前もって設定
された持続時間の間パルス幅変調ユニットを用いて、中
断される。モータ電流の減衰時間または上昇時間の変化
によって、固定子巻線は、高い回転数領域におけるより
も低い回転数領域において周波数および投入接続率が高
くされているパルス幅変調された電圧により励磁される
ことになる。
【0003】しかし前記の公知技術に示された制御回路
は、制御されるモータが作動中に、設定された最終回転
数で回転する場合にしか、有利に使用されない。この回
転数に対してモータ電流を中断する持続時間が最適に定
められる。この場合、最適とは、持続時間が、モータ電
流の落込み、したがってトルク変動ができるだけわずか
であるように選定されていることを意味する。このこと
を達成するために、最終回転数の高さに応じてモータ電
流の中断のための持続時間を相応に短かく選定しなけれ
ばならない。このために低い方の回転数領域において自
動的に、モータ電流の著しく短かい中断時間、ないし変
換器のパワートランジスタの非常に高いスイッチング周
波数が生じることになる。パワートランジスタの高いス
イッチング酷使の結果として、その寿命が短かくなる。
他方において低い方の回転数領域におけるパワートラン
ジスタのこの高いスイッチング率を低減させる目的で、
モータ電流の中断のための持続時間が中央の回転数領域
における回転数へ調整されると、著しいモータ電流落ち
込みが生じて、そのため高い方の回転数領域においてト
ルク変動が生ずる。要するに前記の公知技術において提
案されている解決手段は特別な使用例において適用され
ること、しかしこの公知技術は、例えば印刷機の駆動の
際に生じるような、広い回転数領域にわたり回転数が高
い精度で調整されるべき時は、満足には動作しない。こ
のような場合には、各々の任意の印刷速度においてトル
ク変動が大幅に抑圧されることが無条件で考慮されなけ
ればならない。何故ならばトルク変動は見当合せエラー
を引きおこしそのため不良印刷を生ぜさせることになる
からである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、モー
タの電流リップル特性も相巻線の電流印加用のクロック
パルス周波数も最小量へ低減する、専ら中間回路におけ
る“単一”電流測定を利用した場合のブラシレス直流モ
ータにおけるモータ電流の調整方法を提案することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は次のようにし
て解決されている、即ちモータ作動において、モータ電
流の電流上昇フェーズにおいてのみモータ電流の実際値
が測定され、モータ電流の実際値が目標値と比較されか
つモータ電流の目標値に達した際に、付勢されるブリッ
ジ分岐における1つのスイッチング可能な半導体弁だけ
が、少なくとも回転数に依存する持続時間の間遮断され
るようにしたのである。
【0006】モータ作動においてモータ電流の目標値に
達した際に、1つの半導体弁だけを遮断することによ
り、電流リップル特性は一層低減される。これにより損
失電力、したがって半導体弁−通常はパワートランジス
タが用いられる−の加熱が低減され、そのためトランジ
スタの寿命に対して有利に作用する。
【0007】本発明の方法から得られる別の利点は、モ
ータ作動中、即ちモータの通常の目的実現中の、モータ
の騒音の著しい低減化である。騒音最小化の原因は、付
勢されるブリッジ分岐の2つのパワートランジスタの一
方だけが遮断される場合、モータに加わる電圧が半減さ
れることによる:この場合、クロック制御される相巻線
は、電圧0Vかまたは直流電圧源の作動電圧Uへ接続
される。さらに有利にはコンデンサにおける実効電流が
低減される。
【0008】モータ作動において、電流の加えられるブ
リッジ分岐の1つのスイッチング可能な1つの半導体弁
だけがクロック制御される一方、発電機作動において、
モータ電流の目標値に達すると、2つのブリッジ分岐の
半導体弁を遮断することができる。モータ電流の中断に
対して、回転数に依存して持続時間を決定することに対
して択一的に、電流調整を2点電流調整器を用いて行な
うことができる。その理由は、発電機作動においては、
電圧源へ還流される電流が直流電圧・中間回路における
単一電流測定により検出され、従ってモータ電流は電流
減衰中もわかるからである。
【0009】また別の発明によれば、発電機作動におい
てモータ電流の低い方の限界値に達した場合に、付勢さ
れるブリッジ分岐における1つのスイッチング可能な半
導体弁だけが投入接続されるようにしたのである。モー
タ作動においては直流電圧・中間回路における“単一”
電流測定の結果、電流減衰は測定されないが、発電機作
動においては電流上昇中モータ電流は、中間回路におけ
る単一電流測定によっては検出されないという問題があ
る。1つだけの半導体弁の投入接続により発電機作動に
おいても損失電力、ひいては半導体弁の加熱が低減され
る。このことが、一方では半導体弁の寿命へ有利に作用
し、他方では発電機作動におけるモータ騒音を著しく低
下することにもなる。複数個のモータの1つが常に発電
機作動において動作する適用例の場合は、駆動回路の著
しい騒音発生は障害として目立つ。この発明は、この騒
音発生を著しく低減することに役立つものである。
【0010】モータ作動における半導体弁の遮断持続時
間または、発電機作動における半導体弁の投入接続持続
時間は、モータの回転数にだけではなく、別のパラメー
タによっても、例えばモータのインダクタンス、モータ
の抵抗、モータの温度、電流目標値と電流実際値との間
の偏差、および中間回路における電圧にも依存する。
【0011】前述のように、発電機作動においてモータ
電流は直流電圧・中間回路において電流上昇中は測定で
きない。別の本発明の方法により提案されていること
は、モータのスタート後のないし各々のコミュテート過
程の際の投入接続持続時間が、直流電圧・中間回路にお
ける電流減衰の開始の際に漸く測定される第1の測定可
能なモータ電流実際値が、モータ電流目標値の近傍にく
るように選定することである。通例はこのモータ電流は
モータ電流目標値よりも小さくなるようにすべきであ
る。
【0012】投入接続持続時間の経過後にモータ電流の
下側限界値に達しないと、本発明の方法の別の実施例に
おいては、付勢されるブリッジ分岐のスイッチング可能
な半導体弁が最小遮断時間の間は遮断される。この最小
遮断時間は少なくとも、相応の半導体弁の転流余裕時間
に等しくすべきである。この構成により次のことが阻止
される。即ち、モータ電流目標値に達しない場合に直ち
に再び投入接続されてしまい、スイッチング可能な半導
体弁が過大に酷使される。
【0013】本発明の方法の別の実施例において次のよ
うに構成されている。即ち付勢されるブリッジ分岐のス
イッチング可能な半導体弁が投入接続持続時間の終了後
は遮断されること、遮断後に中間回路において測定され
るモータ電流実際値が記憶されること、このモータ電流
実際値がモータ電流目標値と比較されること、およびモ
ータ電流実際値とモータ電流目標値との間に偏差がある
時は補正値が求められること、この補正値を以て、付勢
されるブリッジ分岐のスイッチング可能な半導体弁の後
続の投入接続持続時間の値が選定されることである。こ
の方法により連続的に投入接続持続時間の相応の値選定
により、後続の投入接続持続時間に対するスタート点と
しての下限値が得られることになる。
【0014】前もって設定された下側限界値に達する
と、付勢されたブリッジ分岐のスイッチング可能な半導
体弁が、補正された持続時間の間投入接続される。この
時点以降は次のことが保証される。即ち発電機作動にお
いてもスイッチング可能な半導体弁は、その都度に該当
するパラメータに適合調整された持続時間の間投入接続
される。
【0015】この方法の場合に重要なことは、発電機作
動とモータ作動との間の切り換え点である。切り換え点
は回転数がn=0min −1におかれるのではなく、発
電機として領域における低い回転数においておかれる。
これにより保証されることは、発電機作動においてもち
ようど回転数n=0min −1においてモータに電流の
流れが存在することである。
【0016】半導体弁を付加的に保護する目的で提案さ
れていることは、発電機作動においてもモータ作動にお
いても、付勢されるブリッジ分岐中のスイッチング可能
な半導体弁が交番的に投入接続されるか(発電機作
動)、または交番的に遮断される(モータ作動)。この
構成により更に、発電機作動において電流上昇が変換器
の上側回路を介してまたは下側回路を介し交番的に実施
され、これにより変換器の半導体弁が一様に負荷される
ようになることが保証される。
【0017】
【実施例】図1および図2にモータ作動における本発明
の方法の実施例による駆動回路が示されている。図1は
電流上昇中の回路を示し、図2は電流減衰中の回路を示
す。モータ1は、抵抗R、インダクタンスLおよび交流
電源による等価回路として示されている。このモータは
直流電圧中間回路付変換器(スタチックコンバータ)2
を介して制御される。変換器2の個々のブリッジ分岐は
それぞれ、並列接続されたフリーホイールダイオードV
1〜V4を有するパワートランジスタTr1〜Tr4に
より構成される。
【0018】上述の電流調整器の正確な動作を保証する
ためには、モータ電流はいかなる瞬間においてもわかっ
ていなければならない。この目的でモータ電流を各々の
個々の相巻線において測定することが必要不可欠であ
る。出力部におけるエラー(例えばブリッジの短絡)を
検出する目的で、このいわゆる複数電流測定の場合も、
直流電圧中間回路5における電流IZKの付加的な測定
を省略すべきではない。所定の目標値へのモータ電流I
の調整は従来は公知のように、対角ブリッジ分岐中に
設けられている2つのトランジスタのオン・オフによる
2つの作動モードにおいて行なわれた。これらのトラン
ジスタは、モータ電流が下側のまたは上側の電流限界に
達する時に、その都度オンまたはオフされる。
【0019】複数個の電流測定装置4の使用に起因する
多額のコストを節約する目的で、本発明による方法は直
流電圧中間回路5における単一電流測定に基づいて構成
される。この電流測定に適した測定装置4はドイツ連邦
共和国特許出願公開公報第3708892号に示されて
いる。
【0020】直流電圧中間回路5における単一電流測定
の場合、モータ作動中に唯1つのトランジスタをクロッ
ク制御する際確かに次のような問題が現われる:トラン
ジスタTr1およびTr4の導通状態への切り換えの際
のモータ電流Iの上昇は、直流電圧中間回路5におい
て測定される電流と同一であるが、モータ電流目標値I
Refへ達した際にトランジスタTr1ないしTr4が
遮断状態へ制御される時に、測定装置4は減衰する電流
を検出しない。直流電圧中間回路5における測定装置4
により測定される電流IZKは図5に示されている。電
流減衰中の相応の回路は図2が示す。
【0021】モータ電流Iが上側限界値IRefに達
すると、2つのトランジスタのうちの一方だけが−この
場合はトランジスタTr4が−遮断される。モータ電流
は、トランジスタTr1とトランジスタTr3に並
列に接続されているフリーホイールダイオードV3とを
介して減衰する。この種の制御は電流上昇の時間経過に
何らかの変化を及ぼすが、電流の減衰時間はより大きく
なる。何故ならばフリーホイール電流がインダクタンス
Lから、トランジスタTr1およびフリーホイールダイ
オードV3を介して閉じられる電流回路を介して流れる
からである。
【0022】図3および図4は、本発明の方法を用いる
場合に生じるモータ電流Iの経過を示す。電流上昇時
間は、モータ回転数が増加する場合により長くなるが、
モータ電流Iの減衰は、上昇する回転数と共に大きく
なる逆電圧のためより迅速に行われ、電流減衰時間は回
転数上昇と共に短くなる。本発明によれば、モータ電流
を導びくトランジスタに対する“オフ”時間は、回転数
に依存して設定される。即ち“オフ”時間は回転数領域
全体にわたり可変であり、この値は、モータ電流I
従ってトルクのリップル特性とスイッチング周波数がで
きるだけ小さいように、選定されている。低い回転数領
域における電流経過を示す図3において“オフ”時間
は、高い回転数領域における電流経過を示す図4におけ
るよりも大きく選定されている。“オフ”時間t、ひ
いては次のオン時間tの設定には、前述の回転数の逆
数に依存する電流減衰時間が考慮される。しかしこの場
合に注意すべきことは、EMFと“オフ”時間は回転数
領域全体において直線的な依存性は有しない。例えば低
い回転数領域においては著しく長い遮断時間が形成され
る。何故ならば電流は著しく緩慢にしか減衰しないから
である。この依存性を無視すると、短かすぎる“オン”
時間に基づいてトランジスタの転流余裕時間が下回わる
おそれが生ずる。
【0023】図6に本発明の方法によるモータ作動にお
けるスタート後またはコミュテート後のモータ電流の経
過を示す。調整は、一定のヒステリシスが得られるよう
に、行なわれる。モータ電流が限界値IGRに達する
と、付勢されるブリッジ分岐のトランジスタのうちの1
つが、回転数に依存する持続時間tの間遮断される。
スイッチオン時点に測定される電流Iが許容幅ΔIの
下側限界におけるモータ電流と一致しないと、次の“オ
フ”時間tausの決定の際に考慮される補正係数Kが
導入される。これにより、モータ電流Iが“オフ”時
間tausの終了と共に許容幅Iの下側限界に達するこ
とが連続的に実現される。
【0024】一定のヒステリシスではなく、本発明の方
法を最大許容周波の場合に、殊に半導体弁の転流余裕時
間により定められている最小ヒステリシス値へ合せるこ
ともできる。
【0025】図8に相巻線におけるモータ電流Iの経
過が示されており、図9に発電機作動の場合の直流電圧
中間回路5における、同時に測定された電流IZKが示
されている。2つのトランジスタのクロック制御の場合
に減衰するモータ電流Iは、トランジスタの遮断の場
合に測定装置4を介して直流電圧源へ還流される。その
ため直流電圧中間回路5において測定される電流IZK
の値は、モータ電流Iと常に一致する。従ってこの場
合も、モータ電流Iを2つの設定された電流限界値内
で2点調整器を用いて調整することができる。
【0026】図10は発電機作動における電流上昇中の
本発明の方法の実施例による駆動回路を示す。他方、図
11は電流減衰中の駆動回路を示す。モータ1は、抵抗
R、インダクタンスLおよび交流電圧源による等価回路
として示されている。このモータはモータ作動における
ように直流電圧中間回路・変換器2を介して制御され
る。変換器2の個々のブリッジはこの場合もそれぞれ、
並列接続されたフライホイールダイオードV1〜V4を
有するパワートランジスタTr1〜Tr4により構成さ
れている。所定の目標値Isollへのモータ電流I
の調整はトランジスタTr1〜Tr4のクロック制御を
介して行なわれる。本発明の方法の実施例によれば電流
上昇は、例えば対角分岐中の両方のトランジスタTr3
およびTr2を介してではなく、トランジスタTr3お
よびフリーホイールダイオードV1を介して行なわれ
る。電流Iは変換器2の“上側回路”において流れ
る。モータを流れる電流Iは直流電圧・中間回路2に
おける電流測定装置4により検出されない。そのため中
間回路2において測定される電流IZKが電流上昇中の
モータの電流調整のために用いられない。本発明によれ
ばトランジスタTr3は、回転数および他のパラメータ
に依存する持続時間tの間はオンにされる。
【0027】図11に示されている様に電流減衰フェー
ズにおいては、クロック制御されているトランジスタT
r3も遮断されている。電流減衰はフリーホイールダイ
オードV4およびV1を介して行なわれる。モータ電流
は電流減衰フェーズ中は中間回路において測定される電
流IZKに相応する。中間回路において測定された電流
ZKが下側限界値に達すると、付勢されるブリッジ分
岐のトランジスタTr3は再び、回転数に依存する持続
時間tの間中はオンにされる。
【0028】図12にはモータ電流Iないし、中間回
路において測定される電流IZKが時間に対して示され
ている。図13に示されている様にモータ電流Iは直
流電圧中間回路における電流上昇フェーズ中は測定され
ない。即ち、電流上昇中は電流調整のために電流値I
istは存在しない。
【0029】図14はモータのオン後、ないしコミュテ
ート後のモータ電流Iの電流経過を時間に依存して示
す。付勢されるブリッジ分岐のトランジスタTr3の最
初の投入接続中は、図10に示すように、電流が形成さ
れる。持続時間tの値は、トランジスタTr3のオフ
後の最初の電流値Iistがモータ電流目標値I
sollの近傍にくるように、選定される。この値は計
算回路において記憶される。測定された電流値Iist
と所定の電流目標値Isollとの間に偏差がある場
合、クロック制御されるトランジスタ−図10に示され
ているトランジスタTr3−が最小オフ時間t
aus minの間遮断される。この最小オフ時間t
aus minはトランジスタの転流余裕時間へ適合さ
れており、かつ電流目標値に達しない場合付勢されるブ
リッジ分岐のクロック制御されるトランジスタが直ちに
再び投入接続され、これによりその寿命が著しく低減さ
れてしまうことになるのを防止すべきである。この最小
オフ時間taus minの後に相応の電流値が再び記
憶される。この測定されたモータ電流実際値Iist
所定のモータ電流目標値Isollから偏差がある場合
は、計算装置により、補正されたオン時間tが算出さ
れる。トランジスタTr3の遮断時点に測定された直流
電圧中間回路中のモータ電流実際値Iistが所定のモ
ータ電流目標値Isollから偏差がある場合は、再び
このトランジスタは最小オフ時間taus minの間
遮断される。トランジスタTr3の後続のオン時間t
は必要に応じて再び補正される。この補正は、付勢され
るブリッジ分岐のトランジスタTr3の遮断時点におい
て測定されたモータ電流実際値Iistがモータ電流目
標値Isollと一致するまで、持続的に行なわれる。
この時点以降は、付勢されるブリッジ分岐のトランジス
タTr3はその都度、求められた持続時間tの間遮断
される。
【0030】計算装置はオン持続時間においてモータ電
流の、別のパラメータ、例えばモータのインダクタンス
L、モータの抵抗R、モータ温度、回転数に依存するE
MFならびにモータ電流目標値Isollの所定の電流
許容値Iに対する依存性も考慮する。
【0031】図15は、付勢されるブリッジ分岐のトラ
ンジスタTr3のクロック制御中に、中間回路において
測定された電流IZKを示す。
【0032】図16に本発明の方法を実施するためのブ
ラシレス直流電流モータ駆動回路のブロック図が示され
ている。この駆動回路は、永久磁石から成る回転子と3
つの相巻線とを有するブラシレス直流電流モータ1の等
価回路を有している。直流モータ1には公知の様に回転
子位置発信器6が配属されており、この発信器はコミュ
テート時点を定めるコミュテート信号を供給する。直流
モータ1の直流電圧中間回路・変換器2は、電源側の整
流器モジュール8および機械側の出力段7から構成され
ている。出力段7は3相交流電流ブリッジとして構成さ
れている。安定化された直流電圧UZKを有する直流電
圧中間回路5において、電流測定装置4を用いて、直流
電圧中間回路5における電圧が、電位的に分離して測定
される(直流電圧中間回路5における単一電流測定)。
【0033】回転子位置発信器6のディジタル信号は回
転数実際値として用いられ、さらに回転数実際値処理装
置(D/A変換器)9によりアナログ電圧へ変換され
る。回転数実際値検出のためには外部の回転速度計が必
要とされないため、このことは著しくコストの面で有利
な解決手段を提供する。回転数目標値は目標値発生器1
0により供給される。回転数調整は公知の様に、回転数
調整器11(通常はPI調整器)、電流制限器12およ
び絶対値形成器13を用いて、行なわれる。回転数調整
部は、回転数調整部に従属する電流調整部に対するモー
タ電流の目標値を供給する。
【0034】モータ電流の実際値は前述のように、直流
電圧中間回路5における電流測定回路4を用いて測定さ
れる。発電機作動において電流調整器14は2点電流調
整器として動作する。モータ電流が電流調整器ヒステリ
シス領域の上限に達すると、出力段7のパワートランジ
スターこれらは制御論理回路15および回転方向切り換
え制御部16の信号に応じて制御される−がオフにされ
る。さらに電流調整器ヒステリシス領域の下限を下回わ
ると、前記のパワートランジスタはオンにされる。
【0035】電流調整部には絶対値形成器13のために
常に正の出力電圧が導びかれるため、極性検出部19を
介して回転方向切り換え制御部16に極性変化が信号報
知される。それからこの回転方向変換制御部16は出力
段7のパワートランジスタの相応の別の作動モードへの
切り換え制御を始める。回転方向切り換え部16と出力
段7との結合はドライバ段17を介して行なわれる。
【0036】制御電子回路18は入力信号として電流設
定値、電流実際値、目標回転方向に関する情報および回
転子発信器の信号を得る。これらから実際回転数と実際
回転方向が求められる。制御電子回路18においてこれ
らの情報を用いて“オフ”時間tが求められる。
【0037】算出された電流調整器オフ時間は時間発信
器21のレジスタの中へ書き込まれる。制御線路22を
介して電流調整器14は制御電子回路18から、その都
度の作動モードに関する情報を得る。例えば電流調整器
14には、発電機作動において論理“1”が現われ、モ
ータ作動においては論理“0”が現われる。
【0038】制御線路22が“0”へ置かれると、電流
調整器14は実質的にヒステリシス無く動作する。付勢
されるブリッジ分岐の2つの半導体弁の一方だけをクロ
ック制御するための信号は、ドライバ段17へ達する。
電流調整器の“オフ”信号は制御線路23を介して時間
発信器21をトリガする。トリガ信号は時間発信器21
の出力信号と共にオア素子24へ与えられる。算出され
た“オフ”時間tに応じてその都度、付勢されるブリ
ッジ分岐の2つのトランジスタの一方が、モータ電流目
標値IRefに達した場合に、オフにされる。
【0039】制御線路22が“1”へ置かれると、“オ
フ時間”t=0が時間発信器21の中へ与えられる。
それから電流調整器14は、ヒステリシスを有する2点
電流調整器として動作する:付勢されるブリッジ分岐の
2つのトランジスタは、上側電流限界値に達した場合に
オフにされ、下側電流限界値に達した場合にオンにされ
る。
【0040】図16において本発明の方法は、発電機作
動において2つのトランジスタがクロック制御される実
施例に基づいて説明された。この方法は、モータが普通
はモータ作動において運転され、遮断の際にだけ短時間
発電機作動において運転される時に、重要である。この
場合著しい騒音発生は、制動期間に短時間だけ発生し、
従ってほとんど障害を受けない。これに対して駆動部の
一方が常に発電機作動において運転されると、このモー
タの騒音発生が騒音レベルの高さを定める。この場合、
発電機作動において半導体弁の一つだけのクロック制御
が著しく有利であると示されている。
【0041】図17に遮断装置(図16の20)の制御
のための流れ図が、モータとしての作動に対しても発電
機作動に対しても示されている。制御は図16に示され
た制御電子回路18を介して行なわれる。
【0042】新たな回転数実際値が使用可能になると、
プログラム点25において、直ちにプログラムがスター
トされる。26において、モータ作動が行なわれている
か、または発電機作動が行なわれているかが、判定され
る。駆動部がモータ作動において動作する時は、プログ
ラム点27においてモータ作動としての調整器がオンに
される。29で表にロードされていた“オフ”時間t
が時間発信器21の中へ入力される。
【0043】駆動回路が発電機作動において動作する場
合は、33において調整器が発電機作動オンにされる。
続いて34で“オン”時間tが算出される。この“オ
ン”時間tはモータ作動における“オフ”時間t
同様に、回転数だけに依存しない。例えば“オン”時間
のまたは“オフ”時間tの算出の場合にこの値
の、モータのインダクタンスL、モータの抵抗R、モー
タの温度Tにまたは例えば電流目標値Isollを中心
とした電流許容幅Iにも対する依存性も考慮できる。3
5において“オン”時間が表から時間発信器21の中へ
入力される。36において“オン”時間tの終了後の
電流実際値がモータ電流Iの限界値IGrと一致して
いるか否かが検査される。一致しない場合は37におい
て補正された“オン”時間tekorrが算出される。
これらプログラムステップは、この補正された時間t
ekorrの終了後の電流実際値がモータ電流Iの限
界値IGrと一致する迄、連続的に実行される。この一
致に達するかまたは新たな回転数実際値nistが使用
可能になると、プログラムは38においてスタートへ戻
る。
【0044】
【発明の効果】本発明の構成により、トランジスタの寿
命が高まると共にさらにモータの騒音が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法のモータ作動中の実施例の電流上
昇中の駆動回路を示す図である。
【図2】本発明の方法のモータ作動中の電流減衰中の駆
動回路を示す図である。
【図3】モータ作動の場合の低回転数領域における1つ
の相巻線における電流経過図である。
【図4】モータ作動の場合の高回転数領域における1つ
の相巻線中の電流経過図である。
【図5】モータ作動の場合の直流電圧・中間回路におけ
る電流経過図である。
【図6】本発明の方法の実施例によるモータ作動におけ
るスタート後またはコミュテート後のモータ電流の経過
を示す図である。
【図7】本発明の方法の実施例によるモータ作動におけ
る直流電圧・中間回路における電流経過図である。
【図8】発電機作動の場合の1つの相巻線における電流
経過図である。
【図9】発電機作動の場合の直流電圧・中間回路におけ
る電流経過図である。
【図10】発電機作動における電流上昇中の本発明の方
法の実施例による駆動回路図である。
【図11】発電機作動における電流減衰中の本発明の方
法の実施例による駆動回路図である。
【図12】トランジスタのクロック制御の際の発電機作
動に対する相巻線における電流経過図である。
【図13】トランジスタのクロック制御の際の発電機作
動に対する直流電圧・中間回路における電流経過図であ
る。
【図14】本発明の方法の実施例による発電機作動にお
けるスタート後またはコミュテート後のモータ電流の経
過図である。
【図15】本発明による方法の実施例の発電機作動にお
ける直流電圧・中間回路における電流経過図である。
【図16】本発明の方法による直流電流駆動装置のブロ
ック図である。
【図17】遮断装置の制御に対する流れ図である。
【符号の説明】
1 直流モータ 2 直流電圧・中間回路・変換器(変換器) 3 直流電圧源 4 電流測定装置 5 直流電圧・中間回路 6 回転子位置発信器 7 出力段 8 整流器モジュール 9 回転数・実際値・処理装置(DAC) 10 目標値発生器 11 回転数調整器 12 電流制限器 13 絶対値形成器 14 電流調整器 15 制御論理回路 16 回転方向変換制御回路 17 ドライバ段 18 制御電子回路 19 極性検出器 20 遮断装置 21 時間発信器 22 制御線路 23 制御線路 24 オア素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 390009232 Kurfuersten−Anlage 52−60,Heidelberg,Fe deral Republic of Germany (56)参考文献 特開 平4−79789(JP,A) 特開 昭61−98183(JP,A) 特開 昭58−212384(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 6/00 - 6/24

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブラシレス直流モータの相巻線における
    モータ電流の調整方法であって、個々の相巻線は、個々
    のブリッジ分岐におけるスイッチング可能な半導体弁と
    これらに並列に接続されているフリーホイールダイオー
    ドとを有する電子的に制御可能な直流電圧・中間回路・
    変換器を介して、電流が流されるようされており、さら
    にモータ電流の実際値検出が前記の直流電圧・中間回路
    においてだけ行なわれる形式のモータ電流の調整方法に
    おいて、モータ作動においてモータ電流(Iの電
    流上昇フェーズにおいてのみモータ電流の実際値が測定
    され、モータ電流の実際値が目標値と比較されかつモー
    タ電流の目標値に達した際に、付勢されるブリッジ分岐
    における1つのスイッチング可能な半導体弁(Tr
    1,...,Tr4)だけが、少なくとも回転数に依存
    する持続時間(t)の間遮断されることを特徴とする
    ブラシレス直流モータのモータ電流の調整方法。
  2. 【請求項2】 前記持続時間(t)が例えばモータの
    インダクタンス、モータの抵抗R、モータ温度、EMF
    並びにモータ電流目標値Isollの所定の電流許容幅
    Iのような別の作動状態量に依存して設定されるように
    した請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 付勢されるブリッジ分岐のスイッチング
    可能な半導体弁(Tr1,Tr4ないしTr2,Tr
    3)が、コミュテートの都度交番的に遮断されるように
    した請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 ブラシレス直流モータの相巻線における
    モータ電流の調整方法であって、個々の相巻線は、個々
    のブリッジ分岐におけるスイッチング可能な半導体弁と
    これらに並列に接続されているフリーホイールダイオー
    ドとを有する電子的に制御可能な直流電圧・中間回路・
    変換器を介して、電流が流されるようされており、さら
    にモータ電流の実際値検出が前記の直流電圧・中間回路
    においてだけ行なわれる形式のモータ電流の調整方法に
    おいて、発電機作動においてモータ電流(I)の
    流減衰フェーズにおいてのみモータ電流の実際値が測定
    され、低い方の限界値と比較されかつモータ電流の低い
    方の限界値に達した際に付勢されるブリッジ分岐の1
    つのスイッチング可能な半導体弁(Tr1,Tr4ない
    しTr2,Tr3)だけが少なくとも回転数に依存する
    持続時間(te)の間投入接続されることを特徴とする
    ブラシレス直流モータのモータ電流の調整方法。
  5. 【請求項5】 前記持続時間(t)が、例えばモータ
    のインダクタンス、モータの抵抗R、モータ温度、EM
    F並びにモータ電流目標値Isollの所定の電流許容
    幅Iのような別の作動状態量に依存して設定されるよう
    にした請求項記載の方法。
  6. 【請求項6】 モータの投入接続後またはコミュテート
    後、前記持続時間(t)は、第1の測定可能なモータ
    電流実際値(Iist)がモータ電流目標値(I
    soll)のできるだけ近傍にくるように選定されてい
    る請求項記載の方法。
  7. 【請求項7】 モータの投入接続後、付勢されるブリッ
    ジ分岐のスイッチング可能な半導体弁(Tr
    1,...,Tr4)が、最小オフ時間(
    aus min)の間は遮断されるようにした請求項
    記載の方法。
  8. 【請求項8】 付勢されるブリッジ分岐のスイッチング
    可能な半導体弁(Tr1,Tr4ないしTr2,Tr
    3)が、コミュテートの都度交番的に投入接続されるよ
    うにした請求項記載の方法。
  9. 【請求項9】 電流上昇が交番的に、上側の回路(V
    3,Tr1ないしV1,Tr3)を介して、または下側
    の回路(Tr4,V2ないしTr2,V4)を介して行
    なわれる請求項記載の方法。
  10. 【請求項10】 ブラシレス直流モータの相巻線におけ
    るモータ電流の調整方法であって、個々の相巻線は、個
    々のブリッジ分岐におけるスイッチング可能な半導体弁
    とこれらに並列に接続されているフリーホイールダイオ
    ードとを有する電子的に制御可能な直流電圧・中間回路
    ・変換器を介して、電流が流されるようされており、さ
    らにモータ電流の実際値検出が前記の直流電圧・中間回
    路においてだけ行なわれる形式のモータ電流の調整方法
    において、発電機作動においてモータ電流(I)の
    電流減衰フェーズにおいてのみモータ電流の実際値が測
    定され、電流上昇フェーズにおいて付勢されるブリッジ
    分岐における1つのスイッチング可能な半導体弁(Tr
    1,Tr4ないしTr2,Tr3)だけが少なくとも回
    転数に依存する持続時間(t )の間投入接続され、か
    つ該持続時間(t )の終了の際に、該持続時間
    (t )の間に投入されていた、付勢されるブリッジ分
    岐のスイッチング可能な半導体弁(Tr1,...,T
    r4)が遮断されるようにし、さらに中間回路において
    測定されたモータ電流実際値(I ist )が記憶される
    ようにし、さらにこのモータ電流実際値(I ist )が
    モータ電流目標値(I soll )と比較されるように
    し、モータ電流実際値(I ist )とモータ電流目標値
    (I soll )との間に偏差があると、補正値(K)が
    求められるようにし、該補正値を用いて、付勢されるブ
    リッジ分岐のスイッチング可能な半導体弁(Tr
    1,...,Tr4)の後続の投入接続時間(t
    korr )の値が選定されるようにしたことを特徴とす
    るブラシレス直流モータのモータ電流の調整方法。
  11. 【請求項11】 前もって設定された下側限界値(I
    gr)に達した際に、付勢されるブリッジ分岐のスイッ
    チング可能な半導体弁(Tr1,...,Tr4)が、
    前記補正値を用いて選定された持続時間(t
    e korr)の間投入接続されるようにした請求項
    記載の方法。
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