JP3274894B2 - モータ駆動方法 - Google Patents

モータ駆動方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ駆動方法に関
し、特に、正弦波駆動形ブラシレスモータをパルス幅変
調(PWM)方式によるパルス信号にて駆動する場合の
逆起電流によるモータ減速を防止するための新規な改良
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、正弦波駆動形ブラシレスモータ
は、図3に示すように、U,V,Wの三相の駆動コイル
1,2,3に流れる電流を正弦波状に制御する必要があ
り、そのために各駆動コイル1,2,3に一対設けられ
た合計6個のトランジスタUH,UL,VH,VL,W
H,WLのオン・オフを制御してU,V,W相の各駆動
コイルに適切な電圧を印加しなければならない。そのた
め、従来は、図4で示すパルス幅変調方式(以下、PW
M方式と云う)によるパルス信号を用いた駆動方式を採
用していた。
【0003】すなわち、前述の方式では各相すなわち各
駆動コイル1,2,3のハイアーム側のトランジスタU
H,VH,WHとローアーム側のトランジスタUL,V
L,WLとは互いにオン・オフが逆となっており、PW
M方式の1サイクルのうち、区間イでは各相ともハイア
ーム側のトランジスタUH,VH,WHがオンしている
ので、各U,V,W相の電圧差は零となり、電流が流れ
ることはない。
【0004】次に、図4の区間口では、U,V相はハイ
アーム側のトランジスタUH,VHがオンであり、W相
はローアーム側のトランジスタWLがオンしているの
で、U,V相とW相とにVCCの電圧差が生じ、U,V相
からW相へ電流が流れる。次に、区間ハでは、U相はハ
イアーム側のトランジスタUHがオン、V,W相はロー
アーム側のトランジスタVL,WLがオンであるため、
U相とV,W相とにVCCの電圧差が生じU相からV,W
相へ電流が流れる。
【0005】次に、区間ニでは、U,V,W相ともロー
アーム相のトランジスタUL,VL,WLがオンである
ため、U,V,W相には電圧差はなく、電流は流れな
い。
【0006】また、PWM方式では、1サイクルの周期
Tが短いため、区間イ〜ニの動きによりU,V,W相に
は平均してVu,Vv,Vw(0<Vw<Vv<Vu)
の電圧が印加された状態と等価になり、U相、V相、W
相の各電流iu,iv,iwはその電圧差に対応して流
れることになる。この場合には、iu>0,iv=0,
iw<0となり、この電圧iu,iv,iwは前述の区
間イ、ニのように各相U,V,Wの電圧差が零(0)の
区間においても、各駆動コイル1,2,3のインダクタ
ンスの働きにより電流は流れ続けようとする。すなわ
ち、区間イではトランジスタUH,WHに並列に設けら
れたフライホイルダイオードDWHによりUH→U→W
→DWHの循環ループにより流れる。また、区間ニでは
トランジスタULのフライホイルダイオードDULによ
りDUL→U→W→WLの循環ループにより流れ続け
る。
【0007】もし、前述のような循環ループができなく
なると、流れていた電流が瞬時に零(0)となり、イン
ダクタンスの働きにより、逆サージ電圧が発生すること
になる。そのため、零電圧印加の区間でも6個の各トラ
ンジスタUH〜WLを全てオフとすることは望ましくな
い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のモータ駆動方法
は、以上のように構成されていたため、次のような課題
が存在していた。すなわち、モータが回転すると、各相
の駆動コイルには回転数に比例した誘起電圧が発生し、
このため、例えば、前述の区間イ、ニでは、この誘起電
圧のみが印加されている状態となり、この誘起電圧は一
般に回転を止めるような向きの電流を流そうとするの
で、区間イ、ニでは流れていた電流が次第に減ってい
き、この誘起電圧が大きい場合には逆方向の電流(逆起
電流)が流れることとなる。この場合、区間イでは、W
H→W→U→DUHの循環ループとなり、区間ニではS
WL→W→U→ULの循環ループとなる。従って、この
ように逆起電流が流れると、モータは減速しようとする
ため、高速回転の場合に特に効率の悪い制御となってい
た。すなわち、PWM方式の零電圧印加区間でハイアー
ム側又はローアーム側のトランジスタが全てオンしてい
るため、前述の逆起電流を流すループが発生していた。
【0009】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、正弦波駆動形ブラシレスモ
ータをパルス幅変調(PWM)方式によるパルス信号に
て駆動する場合の逆起電流によるモータ減速を防止する
ようにしたモータ駆動方法を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によるモータ駆動
方法においては、三相の各駆動コイルを各一対で合計6
個のトランジスタを介して制御するようにしたモータ駆
動方法において、流そうとする電流iu,iv,iwの
向きに従って各相U,V,Wのハイオーム側のトランジ
スタUH,VH,WH又はローアーム側のトランジスタ
UL,VL,WLを選択し、それ以外のトランジスタを
PWMの1サイクル中常にオフとし、前記選択した各ト
ランジスタのうち、流そうとする電流の絶対値が最大の
相のハイアーム側又はローアーム側のトランジスタはパ
ルス幅変調の1サイクル中常にオンとし、他の相のトラ
ンジスタは当該相(1〜3の何れか)に流す電流に応じて
オン・オフすることにより、前記各駆動コイルに逆起電
流が流れないようにした方法である。
【0011】
【作用】本発明によるモータ駆動方法においては、各ト
ランジスタのうち、流そうとする電流の絶対値が最大の
トランジスタはパルス幅変調の1サイクル中常にオンと
し、他のトランジスタは当該相に流す電流に応じてオン
・オフするため、例えば、図1及び図2に示されている
ように、特定の区間では電流の循環が形成され、誘起電
圧により逆向きの逆起電流が流れようとしても逆向きの
電流を流すループが存在しないので逆起電流は流れず、
安定したモータの回転を得ることができる。
【0012】
【実施例】以下、図面と共に本発明によるモータ駆動方
法の好適な実施例について詳細に説明する。なお、図3
に示す各トランジスタUH〜WL、各駆動コイル1〜
3、各相U,V,W、各フライホイルダイオードDUH
〜DWLについては、同一構成を用いているため、ここ
ではその説明を省略し、図3の構成をそのまま用いるも
のとする。
【0013】まず、図3において各相U,V,Wの各駆
動コイル1,2,3を流れる電流iu,iv,iwは図
1においてはiu>iv>0>iwの場合であり、この
場合、オンするトランジスタは電流の向きに従ってトラ
ンジスタUH,VH,WLとし、他のトランジスタU
L,VL,WHはオフとする。また、│iw│>iu>
ivであるため、流そうとする電流の絶対値が最大のト
ランジスタWLを図1のようにPWMの1サイクル中常
にオンさせ、他のトランジスタUH,VHは電流iu,
ivに応じてオン・オフする。
【0014】従って、図1の区間イ、ロにおいて電流o
u,ivが流れ、区間ハでは、次の第1表の循環ループ
による電流が流れ続けようとする。
【0015】
【表1】 すなわち、前述の第1表の循環ループでは、トランジス
タULのフライホイルダイオードDULからU相の第1
駆動コイル1及びW相の第3駆動コイル3からトランジ
スタWLを経て循環すると共に、トランジスタVLのフ
ライホイルダイオードDVLからV相の第2駆動コイル
2及びW相の第3駆動コイル3からトランジスタWLを
経て循環することができ、この区間ハでは逆向きの逆起
電流が流れるループは形成されず、安定した駆動を得る
ことができる。
【0016】次に、図2は、各駆動コイル1,2,3を
流れる電流iu,iv,iwは図2においてはiu>0
>iv>iwの場合であり、この場合、オンするトラン
ジスタは電流の向きに沿ってトランジスタUH,VL,
WLとし、他のトランジスタUL,VH,WHはオフと
する。また、│iu│>iv>│iwであるため、流そ
うとする電流の絶対値が最大のトランジスタUHを図1
のようにPWMの1サイクル中常にオンさせ、他のトラ
ンジスタVL,WLを電流iv,iwに応じてオン・オ
フする。
【0017】従って、図1の区間イ、ロにおいて電流i
v,iwが流れ、区間ハでは、次の第2表の循環ループ
による電流が流れ続けようとする。
【0018】
【表2】 すなわち、前述の第2表の循環ループでは、トランジス
タUHからU相の第1駆動コイル1及びV相の第2駆動
コイル2からトランジスタVHのフライホイルダイオー
ドDVHを経て循環すると共に、前記第1駆動コイル1
からW相の第3駆動コイル3を経てトランジスタWHの
フライホイルダイオードDWHを経て循環することがで
き、この区間ハでは逆向きの逆起電流が流れるループは
形成されず、安定した駆動を得ることができる。
【0019】従って、前述の図1及び図2では、流そう
とする電流iu,iv,iwの向きに従って各相U,
V,Wのハイオーム側のトランジスタUH,VH,WH
又はローアーム側のトランジスタUL,VL,WLを選
択し、それ以外のトランジスタをPWMの1サイクル中
常にオフとする。また、選択したトランジスタのうち、
流そうとする電流の絶対値が最大のトランジスタ(図1
ではWL、図2ではUH)をPWMの1サイクル中常に
オンとし、他のトランジスタはその当該相に流そうとす
る電流に応じた分だけオン・オフする。従って、モータ
の誘起電圧の発生により逆向きの逆起電流が流れようと
しても、それを許す循環ループが存在しないため、逆電
流の流れを防止することができる。なお前述の各トラン
ジスタの選択及び電流検出器(図示せず)により検出し
た各電流の大きさの検出等の制御は、図示しない制御部
を介して行うものである。
【0020】
【発明の効果】本発明によるモータ駆動方法は、流そう
とする電流の絶対値が最大のトランジスタはパルス幅変
調の1サイクル中常にオンとし、他のトランジスタをオ
ン・オフするようにしたので、誘起電圧による逆起電流
が流れるループが形成されず、減速状態のない安定した
モータ駆動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるモータ駆動方法を示す波形図であ
る。
【図2】本発明による他のモータ駆動方法を示す波形図
である。
【図3】本発明及び従来のモータ駆動回路を示す回路図
である。
【図4】従来のモータ駆動方法を示す波形図である。
【符号の説明】 1,2,3 U,V,Wの駆動コイル UH〜WL トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三相の各駆動コイル(1,2,3)を各一対で
    合計6個のトランジスタ(UH〜WL)を介して制御するよう
    にしたモータ駆動方法において、流そうとする電流i
    u,iv,iwの向きに従って各相U,V,Wのハイオ
    ーム側のトランジスタUH,VH,WH又はローアーム
    側のトランジスタUL,VL,WLを選択し、それ以外
    のトランジスタをPWMの1サイクル中常にオフとし、
    前記選択した各トランジスタ(UH〜WL)のうち、流そうと
    する電流の絶対値が最大の相のハイアーム側又はローア
    ーム側のトランジスタはパルス幅変調の1サイクル中常
    にオンとし、他の相のトランジスタは当該相(1〜3の何
    れか)に流す電流に応じてオン・オフすることにより、
    前記各駆動コイルに逆起電流が流れないようにしたこと
    を特徴とするモータ駆動方法。
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