JP4066227B2 - Ｄｃブラシレスモータの並列駆動回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台のファンやポンプ等を同一速度で運転するために互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを駆動するための並列駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、この種の並列駆動回路を特願２００１−２２２４１２号として先に出願した。
すなわち、上記先願に係る並列駆動回路は、互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動する並列駆動回路であって、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路において、各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備えたものである。
【０００３】
図８は上記従来記述の全体構成を示しており、２台のＤＣブラシレスモータＭＡ，ＭＢを１台の駆動回路によって駆動する場合のものである。
図８において、三相ブリッジ回路の各相出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗには同一構成のＤＣブラスレスモータＭＡ，ＭＢが並列に接続されており、それぞれに設けられたホール素子ＨＵ，ＨＶ，ＨＷはロータ位置検出回路２１，２２に接続されている。
【０００４】
これらの検出回路２１，２２から出力される各モータＭＡ，ＭＢのロータ位置検出信号は信号選択回路４０に入力され、どちらのモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号を使用するかを切り替えて選択可能となっている。そして、この信号選択回路４０からは、選択したモータの位置検出信号に応じてスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６をオン・オフさせるために、スイッチング信号発生回路３０に対する制御信号が出力される。なお、５０は各モータＭＡ，ＭＢの速度制御回路である。
【０００５】
前記信号選択回路４０は、図９に示すようにモータＭＡの位置検出信号が入力されるＸＯＲ（排他的論理和）ゲートＩＣ１，ＩＣ２と、ＸＯＲゲートＩＣ２の出力側に接続されたＮＡＮＤゲートＩＣ３〜ＩＣ７と、モータＭＢの位置検出信号が入力されるＮＡＮＤゲートＩＣ８〜ＩＣ１０と、プルアップ抵抗等の抵抗Ｒ１〜Ｒ１０と、コンデンサＣ１と、ＮＡＮＤゲートＩＣ５〜ＩＣ１０の出力側のダイオードＤ１〜Ｄ７と、出力側のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３とから構成されている。
この信号選択回路４０は、図１０に示すようなモータＭＡ，ＭＢの各相の位置検出信号が入力された際に、スイッチング信号発生回路３０に対してモータＭＡ，ＭＢの１相または２相のスイッチング素子を駆動させるための制御信号をトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３から出力するように動作する。
【０００６】
以下、図８の従来技術の動作を、図９、図１０を参照しつつ説明する。
いま、モータＭＡ，ＭＢが同期して同一速度で運転されているとすると、それぞれの位置検出信号は図１０のように同期して出力されている。なお、図１０では、モータＭＡに関する信号をＡ、モータＭＢに関する信号をＢで示している。
【０００７】
両方のモータＭＡ，ＭＢを位置検出信号に同期させて運転するためには、図１０のロータ回転角（空間角）が０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°のタイミングで位置検出信号が変化するのに合わせて、スイッチング信号発生回路３０から出力されるスイッチング信号を変化させる必要がある。
【０００８】
一方、図１０における回転角が０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°の間は、各モータＭＡ，ＭＢともに位置検出信号に変化がなく、一定の状態を保っている。
従って、上述したように位置検出信号に変化がなく一定の状態を保っている間に、モータＭＡの位置検出信号とモータＭＢの位置検出信号とを切り替えても何ら悪影響はない。
【０００９】
例えば、モータＭＡの位置検出信号を用いてモータＭＡを駆動するためのスイッチング信号（モータＭＡ，ＭＢは並列に接続されているので、モータＭＢを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る）を出力している時に、他方のモータＭＢの位置検出信号に切り替えてモータＭＢを駆動するためのスイッチング信号（同じくモータＭＡを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る）を出力するようにしても、この切替が位置検出信号に変化がない期間に行われるのであれば、切り替えた瞬間にモータの印加電圧が急変する心配はない。また、この例のように位置検出信号の周期よりも短い周期で切り替えるようにすれば、動作が不安定になるおそれも少ない。
【００１０】
よってこの従来技術では、角度が０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°（３６０°）の間である３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°の時点で、信号選択回路４０によりモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号をモータ間で交互に切り替えて選択するようにし、この選択した位置検出信号に基づいてモータＭＡ，ＭＢを駆動するためのスイッチング信号を出力させるようにした。
【００１１】
つまり、図１０に示す如く、例えば３３０°〜３０°の間はモータＭＡの位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｗ相コイルＣＷに通電する（期間はそれぞれ異なる）ようにスイッチング信号を出力する。また、３０°〜９０°の間はモータＭＢの位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｗ相コイルＣＷに通電する（期間はそれぞれ異なる）ようにスイッチング信号を作成する。
以後同様に、９０°〜１５０°の間はモータＭＡの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶに通電するようにスイッチング信号を作成し、１５０°〜２１０°の間はモータＭＢの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶに通電するようにスイッチング信号を作成する。
【００１２】
図１０では、説明の便宜上、角度が３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°でモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号を切り替えているが、０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°（３６０°）の間であって、モータＭＡ，ＭＢの位置検出信号に変化がない任意の角度で切り替えれば、同様の効果を得ることができる。
【００１３】
なお、図９に示した信号選択回路４０の動作を確認すると、例えば図１０の３０°〜６０°の間のモータＭＡ，ＭＢのロータ位置検出信号（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）を何れも論理（１，０，１）で表し、これらがモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号として入力されているとすると、図９の論理回路によって出力側トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の出力信号の論理は（１，０，１）であり、次の６０°〜９０°の間のモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）を何れも論理（１，０，０）とすると、出力側トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の出力信号の論理は（１，０，０）となり、図１０の３０°〜９０°の期間における信号選択回路の出力（制御信号）の変化と一致していることが判る。
【００１４】
以上のような動作により、２台のモータＭＡ，ＭＢをロータ位置検出信号に同期させて単一の駆動回路により安定的に並列駆動することが可能である。
なお、モータＭＡ，ＭＢへの印加電圧が等価的に正弦波となるようにスイッチング素子をＰＷＭ（パルス幅変調）制御する正弦波ＰＷＭ制御方式が良く知られている。この方式をスイッチング信号発生回路３０に適用してＰＷＭパルスによりスイッチング素子を駆動することにより、モータを一層安定して動作させることが可能である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷状態が全く同一であれば問題はないが、例えばこれらのモータによって屋外に設置された冷却塔のファン等をそれぞれ駆動する場合、自然風が各ファンに均等に当たらない場合がある。
このため、各モータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさが不均等になり、特に速度を上げたような場合には運転が不安定になるおそれがあった。
【００１６】
そこで本発明は、負荷が不均等な場合にも常に安定した並列運転を可能にすると共に、低コストで提供可能なＤＣブラシレスモータの並列駆動回路を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路であって、各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備えた並列駆動回路において、各ロータ位置検出信号のずれを検出し、このずれがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたものである。
【００１８】
請求項２に記載した発明は、各モータのステータに流れる電流を検出し、その電流の大きさの差がしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたものである。
【００１９】
請求項３に記載した発明は、各モータのステータに流れる電流を検出し、その電流の大きさがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたものである。
【００２０】
請求項４に記載した発明は、モータのステータに流れる電流の脈動成分を検出し、その脈動成分の大きさがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は請求項１の発明に相当する本発明の第１実施形態を示す回路図であり、図８と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
【００２２】
この実施形態では、モータＭＡ，ＭＢのロータ位置検出信号が位相差検出回路６０に入力され、位置検出信号の位相差に相当する位相差検出信号が速度制御回路５０に入力されている。
なお、信号選択回路４０は図８において説明したのと同様の動作を行い、その内部構成も図９と同一である。
【００２３】
以下、本実施形態の動作を、図２、図３を参照しつつ説明する。
いま、モータＭＡ，ＭＢの負荷がファンであり、これらのモータＭＡ，ＭＢが同期して同一速度で運転されているとすると、モータＭＡ，ＭＢのロータ位置検出信号は図２のようになる。図２において、モータＭＡに関する信号をＡ、モータＭＢに関する信号をＢで示している。
両方のモータＭＡ，ＭＢを位置検出信号に同期させて運転するためには、ロータ回転角が０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°のタイミングで位置検出信号が変化するのに合わせて、スイッチング信号発生回路３０から出力されるスイッチング信号を変化させる必要がある。
【００２４】
一方、図２における回転角が０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°の間は、各モータＭＡ，ＭＢともに位置検出信号に変化がなく、一定の状態を保っている（例えば、０°〜６０°の間はモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号としてＵ相及びＷ相の信号が検出される状態が続き、６０°〜１２０°の間はモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号としてＵ相のみの信号が検出される状態が続く）。
【００２５】
従って、上述の如く位置検出信号に変化がなく一定の状態を保っている間に、モータＭＡの位置検出信号とモータＭＢの位置検出信号とを切り替えても何ら悪影響はない。
例えば、モータＭＡの位置検出信号を用いてモータＭＡを駆動するためのスイッチング信号（モータＭＡ，ＭＢは並列に接続されているので、モータＭＢを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る）を出力している時に、他方のモータＭＢの位置検出信号に切り替えてモータＭＢを駆動するためのスイッチング信号（同じくモータＭＡを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る）を出力するようにしても、この切替が位置検出信号に変化がない期間に行われるのであれば、切り替えた瞬間にモータの印加電圧が急変する心配はない。また、この例のように位置検出信号の周期よりも短い周期で切り替えるようにすれば、動作が不安定になるおそれも少ない。
【００２６】
このため、本実施形態では、角度が０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°（３６０°）の間である３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°の時点で、信号選択回路４０によりモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号をモータ間で交互に切り替えて選択するようにし、この選択した位置検出信号に基づいてモータＭＡ，ＭＢを駆動するためのスイッチング信号を出力させる。
【００２７】
つまり、図２に示す如く、例えば３３０°〜３０°の間はモータＭＡの位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｗ相コイルＣＷに通電する（期間はそれぞれ異なる）ようにスイッチング信号を出力する。また、３０°〜９０°の間はモータＭＢの位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｗ相コイルＣＷに通電する（期間はそれぞれ異なる）ようにスイッチング信号を作成する。
【００２８】
以後同様に、９０°〜１５０°の間はモータＭＡの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶに通電するようにスイッチング信号を作成し、１５０°〜２１０°の間はモータＭＢの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶに通電するようにスイッチング信号を作成する。
【００２９】
図２では、説明の便宜上、角度が３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°でモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号を切り替えているが、切り替え角度はこれらの値に限られるものではなく、前述のように０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°（３６０°）の間であって、モータＭＡ，ＭＢの位置検出信号に変化がない任意の角度で切り替えれば同様の効果を得ることができる。
上述のように２台のモータＭＡ，ＭＢが同期して同一速度で運転されている場合には、図２に示す如く位相差検出信号は出力されない。
【００３０】
次に、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさが異なる場合には、モータＭＡ，ＭＢの同期がずれ、両者の位置検出信号にずれを生じてくる。
図３は同期ずれを生じたときのタイミングチャートであり、モータＭＡよりもモータＭＢの負荷の方が大きいため、モータＭＢの位置検出信号が１５°分、遅れて出力されている。この位置検出信号の遅れは、負荷の大きさの差に応じて大きくなる。
【００３１】
なお、信号選択回路４０の動作は２台のモータＭＡ，ＭＢが同期運転されているときと同一であるが、図３の状態では、各モータＭＡ，ＭＢともに位置検出信号に変化がなく一定の状態を保っている期間が１５°〜６０°の間、７５０°〜１２０°の間、１３５°〜１８０°の間、１９５°〜２４０°の間、２５５°〜３００°の間、３１５°〜０°（３６０°）の間となっているため、これらの各期間内でロータ位置検出信号の切替が行われる。結果的に、ロータ位置検出信号は、図２と同じタイミングで切り替わっている。
【００３２】
図３のようにモータＭＡ，ＭＢの同期がずれている場合には、位相差検出信号が出力され、この信号は速度制御回路５０に入力される。
図３では、位相差検出信号を「Ｆ」，「Ｌ」として示してあり、「Ｆ」は「進み」を意味し、「Ｌ」は「遅れ」を意味する。この例ではモータＭＢの位置検出信号が遅れている（モータＭＡの位置検出信号が進んでいる）ものであるが、信号選択回路４０によって選択されているロータ位置検出信号に着目して便宜的に「進み」、「遅れ」を決めているため、例えば０°〜１５°の間（モータＭＡの位置検出信号が選択されている）の位相差は「Ｆ」、６０°〜７５°の間（モータＭＢの位置検出信号が選択されている）の位相差は「Ｌ」、……と表している。
【００３３】
速度制御回路５０は、位相差検出信号を受けてモータＭＡ，ＭＢの速度を制御するもので、位相差検出信号が一定期間以上継続した場合、あるいは位相差が一定角度以上になった場合には、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように動作する。
ここで、図４はモータＭＡ，ＭＢの速度−負荷トルク特性を示している。この例では、前述のようにモータＭＢの負荷の方がモータＭＡの負荷よりも大きくなっており、両モータＭＡ，ＭＢの速度が低下すると、負荷トルクの差が減少することがわかる。
【００３４】
従って、各モータＭＡ，ＭＢの負荷の相違により位置検出信号に位相差が生じた場合には、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御することで、負荷の差を減少させる制御が行われ、同期ずれを解消する方向に並列運転が行われるようになる。
これにより、信号選択回路４０の動作とも相まって、２台のモータＭＡ，ＭＢを安定して並列運転することができる。
【００３５】
次に、図５は請求項２の発明に相当する本発明の第２実施形態を示す回路図である。
この実施形態では、モータＭＡ，ＭＢの各ステータのＵ相コイルＣＵを流れる電流が電流検出器ＣＴＡ，ＣＴＢにより検出され、これらの電流検出値が電流差検出回路７０に入力されている。そして、この電流差検出信号が速度制御回路５０に入力されている。速度制御回路５０は、電流の大きさの差がしきい値を超えた場合に、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように動作する。
なお、信号選択回路４０の動作は第１実施形態と同一である。
【００３６】
いま、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさが異なる場合には、各モータＭＡ，ＭＢの同期がずれてくると共に、各モータＭＡ，ＭＢのステータに流れる電流の大きさに差が生じ、この差は負荷の大きさの差に応じて大きくなる。
すなわち、各モータＭＡ，ＭＢに流れる電流差は負荷の大きさの差と見なすことができ、前述した如くこの負荷の大きさの差は速度に応じて変化するので、電流差検出回路７０により検出した電流差に応じてモータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御すれば、負荷の差を減少させる方向に制御が行われる。
これにより、信号選択回路４０の動作とも相まって、２台のモータＭＡ，ＭＢを安定して並列運転することができる。
【００３７】
図６は、請求項３の発明に相当する本発明の第３実施形態を示す回路図である。
この実施形態では、モータＭＡ，ＭＢの各Ｕ相コイルＣＵを流れる電流が電流検出器ＣＴＡ，ＣＴＢにより検出され、これらの電流検出値がそれぞれ電流比較回路８０Ａ，８０Ｂに入力されている。電流比較回路８０Ａ，８０Ｂは、各モータＭＡ，ＭＢの電流の大きさをしきい値と比較し、しきい値を超えたら速度制御回路５０に対して信号を出力する。
この信号が入力された速度制御回路５０では、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御動作を行う。
なお、信号選択回路４０の動作は第１実施形態と同一である。
【００３８】
いま、２台のモータＭＡ，ＭＢのうちいずれかの負荷が大きくなると、そのモータに流れる電流が大きくなり、その大きさは負荷の大きさに対応する。これと同時に、各モータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさの差も大きくなり、位相検出信号のずれ（同期ずれ）も大きくなる。
また、ファンやポンプ等の機械では、速度が上昇するほど負荷トルクが大きくなり、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさの差も大きくなる。
【００３９】
従って、電流比較回路８０Ａまたは８０Ｂによりいずれかのモータの電流がしきい値を超えたことを検出した場合には、速度制御回路５０によりモータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御すれば、負荷の差を減少させる方向に制御が行われる。
これにより、信号選択回路４０の動作とも相まって、２台のモータＭＡ，ＭＢを安定して並列運転することができる。
【００４０】
図７は、請求項４の発明に相当する本発明の第４実施形態を示す回路図である。
この実施形態では、三相ブリッジ回路のＵ相出力線に電流検出器ＣＴが接続されており、その電流検出値が脈動成分検出回路９０に入力されている。
脈動成分検出回路９０は、Ｕ相電流の脈動成分をフィルタにより検出し、脈動成分の大きさをしきい値と比較して、脈動成分がしきい値を超えたら速度制御回路５０に対して信号を出力する。
この信号が入力された速度制御回路５０では、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御動作を行う。
なお、信号選択回路４０の動作は第１実施形態と同一である。
【００４１】
いま、２台のモータＭＡ，ＭＢのうちいずれかの負荷が大きくなると、そのモータに流れる電流が大きくなり、その大きさは負荷の大きさに対応する。これと同時に、各モータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさの差も大きくなり、位相検出信号のずれ（同期ずれ）も大きくなって動作が不安定になる。
また、２台のモータＭＡ，ＭＢの電流の大きさが異なってくると、三相ブリッジ回路から供給される電流の脈動成分が増加し、この脈動成分は負荷の大きさの差が大きいほど大きくなる。
更に、ファンやポンプ等の機械では、速度が上昇するほど負荷トルクが大きくなり、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさの差も大きくなる。
【００４２】
従って、脈動成分検出回路９０により検出した脈動成分の大きさがしきい値を超えた場合に、速度制御回路５０によりモータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御すれば、負荷の差を減少させる方向に制御が行われる。
これにより、信号選択回路４０の動作とも相まって、２台のモータＭＡ，ＭＢを安定して並列運転することができる。
なお、図７の実施形態では、三相ブリッジ回路の出力電流、すなわち２台のモータＭＡ，ＭＢの合成電流を検出して脈動成分を検出しているが、図５，図６と同様に、各モータＭＡ，ＭＢのそれぞれに電流検出器ＣＴＡ，ＣＴＢを設けて各モータＭＡ，ＭＢの脈動成分の大きさをそれぞれのしきい値と比較するようにしても良い。
【００４３】
また、２台のモータＭＡ，ＭＢとして同一特性のモータを使用し、ファン等の負荷の特性も同一である場合に本発明が最も有効であることは言うまでもない。更に、上記各実施形態では２台のＤＣブラシレスモータを並列運転する場合について説明したが、本発明は３台以上のモータを並列運転する場合にも適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数台のＤＣブラシレスモータを１台の駆動回路によって安定して駆動することが可能であり、各モータ毎に駆動回路を設ける場合に比べて安価に提供することができる。
特に本発明は、並列運転されるエアコンの室内または室外ファン、ファンコイルユニットのファン、ファンフィルタユニットのファン、ビルや家庭用のファン、換気扇、空調用ファン、自動販売機の冷却用ファン、各種ポンプ等を負荷とするＤＣブラシレスモータに適用すると好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図である。
【図２】図１の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】図１の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の実施形態における各モータの速度−負荷トルク特性を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す回路図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す回路図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示す回路図である。
【図８】従来技術を示す回路図である。
【図９】図８における信号選択回路の構成を示す回路図である。
【図１０】従来技術の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
Ｅ 直流電源
Ｔ１〜Ｔ６ スイッチング素子
Ｕ，Ｖ，Ｗ 出力端子
ＭＡ，ＭＢ ＤＣブラシレスモータ
ＣＵ，ＣＶ，ＣＷ コイル
ＨＵ，ＨＶ，ＨＷ ホール素子
ＣＴ，ＣＴＡ，ＣＴＢ 電流検出器
１１ ステータ
１２ ロータ
２１，２２ ロータ位置検出回路
３０ スイッチング信号発生回路
４０ 信号選択回路
５０ 速度制御回路
６０ 位相差検出回路
７０ 電流差検出回路
８０Ａ，８０Ｂ 電流比較回路
９０ 脈動成分検出回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台のファンやポンプ等を同一速度で運転するために互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを駆動するための並列駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、この種の並列駆動回路を特願２００１−２２２４１２号として先に出願した。
すなわち、上記先願に係る並列駆動回路は、互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動する並列駆動回路であって、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路において、各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備えたものである。
【０００３】
図８は上記従来記述の全体構成を示しており、２台のＤＣブラシレスモータＭＡ，ＭＢを１台の駆動回路によって駆動する場合のものである。
図８において、三相ブリッジ回路の各相出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗには同一構成のＤＣブラスレスモータＭＡ，ＭＢが並列に接続されており、それぞれに設けられたホール素子ＨＵ，ＨＶ，ＨＷはロータ位置検出回路２１，２２に接続されている。
【０００４】
これらの検出回路２１，２２から出力される各モータＭＡ，ＭＢのロータ位置検出信号は信号選択回路４０に入力され、どちらのモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号を使用するかを切り替えて選択可能となっている。そして、この信号選択回路４０からは、選択したモータの位置検出信号に応じてスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６をオン・オフさせるために、スイッチング信号発生回路３０に対する制御信号が出力される。なお、５０は各モータＭＡ，ＭＢの速度制御回路である。
【０００５】
前記信号選択回路４０は、図９に示すようにモータＭＡの位置検出信号が入力されるＸＯＲ（排他的論理和）ゲートＩＣ１，ＩＣ２と、ＸＯＲゲートＩＣ２の出力側に接続されたＮＡＮＤゲートＩＣ３〜ＩＣ７と、モータＭＢの位置検出信号が入力されるＮＡＮＤゲートＩＣ８〜ＩＣ１０と、プルアップ抵抗等の抵抗Ｒ１〜Ｒ１０と、コンデンサＣ１と、ＮＡＮＤゲートＩＣ５〜ＩＣ１０の出力側のダイオードＤ１〜Ｄ７と、出力側のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３とから構成されている。
この信号選択回路４０は、図１０に示すようなモータＭＡ，ＭＢの各相の位置検出信号が入力された際に、スイッチング信号発生回路３０に対してモータＭＡ，ＭＢの１相または２相のスイッチング素子を駆動させるための制御信号をトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３から出力するように動作する。
【０００６】
以下、図８の従来技術の動作を、図９、図１０を参照しつつ説明する。
いま、モータＭＡ，ＭＢが同期して同一速度で運転されているとすると、それぞれの位置検出信号は図１０のように同期して出力されている。なお、図１０では、モータＭＡに関する信号をＡ、モータＭＢに関する信号をＢで示している。
【０００７】
両方のモータＭＡ，ＭＢを位置検出信号に同期させて運転するためには、図１０のロータ回転角（空間角）が０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°のタイミングで位置検出信号が変化するのに合わせて、スイッチング信号発生回路３０から出力されるスイッチング信号を変化させる必要がある。
【０００８】
一方、図１０における回転角が０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°の間は、各モータＭＡ，ＭＢともに位置検出信号に変化がなく、一定の状態を保っている。
従って、上述したように位置検出信号に変化がなく一定の状態を保っている間に、モータＭＡの位置検出信号とモータＭＢの位置検出信号とを切り替えても何ら悪影響はない。
【０００９】
例えば、モータＭＡの位置検出信号を用いてモータＭＡを駆動するためのスイッチング信号（モータＭＡ，ＭＢは並列に接続されているので、モータＭＢを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る）を出力している時に、他方のモータＭＢの位置検出信号に切り替えてモータＭＢを駆動するためのスイッチング信号（同じくモータＭＡを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る）を出力するようにしても、この切替が位置検出信号に変化がない期間に行われるのであれば、切り替えた瞬間にモータの印加電圧が急変する心配はない。また、この例のように位置検出信号の周期よりも短い周期で切り替えるようにすれば、動作が不安定になるおそれも少ない。
【００１０】
よってこの従来技術では、角度が０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°（３６０°）の間である３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°の時点で、信号選択回路４０によりモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号をモータ間で交互に切り替えて選択するようにし、この選択した位置検出信号に基づいてモータＭＡ，ＭＢを駆動するためのスイッチング信号を出力させるようにした。
【００１１】
つまり、図１０に示す如く、例えば３３０°〜３０°の間はモータＭＡの位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｗ相コイルＣＷに通電する（期間はそれぞれ異なる）ようにスイッチング信号を出力する。また、３０°〜９０°の間はモータＭＢの位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｗ相コイルＣＷに通電する（期間はそれぞれ異なる）ようにスイッチング信号を作成する。
以後同様に、９０°〜１５０°の間はモータＭＡの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶに通電するようにスイッチング信号を作成し、１５０°〜２１０°の間はモータＭＢの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶに通電するようにスイッチング信号を作成する。
【００１２】
図１０では、説明の便宜上、角度が３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°でモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号を切り替えているが、０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°（３６０°）の間であって、モータＭＡ，ＭＢの位置検出信号に変化がない任意の角度で切り替えれば、同様の効果を得ることができる。
【００１３】
なお、図９に示した信号選択回路４０の動作を確認すると、例えば図１０の３０°〜６０°の間のモータＭＡ，ＭＢのロータ位置検出信号（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）を何れも論理（１，０，１）で表し、これらがモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号として入力されているとすると、図９の論理回路によって出力側トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の出力信号の論理は（１，０，１）であり、次の６０°〜９０°の間のモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）を何れも論理（１，０，０）とすると、出力側トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の出力信号の論理は（１，０，０）となり、図１０の３０°〜９０°の期間における信号選択回路の出力（制御信号）の変化と一致していることが判る。
【００１４】
以上のような動作により、２台のモータＭＡ，ＭＢをロータ位置検出信号に同期させて単一の駆動回路により安定的に並列駆動することが可能である。
なお、モータＭＡ，ＭＢへの印加電圧が等価的に正弦波となるようにスイッチング素子をＰＷＭ（パルス幅変調）制御する正弦波ＰＷＭ制御方式が良く知られている。この方式をスイッチング信号発生回路３０に適用してＰＷＭパルスによりスイッチング素子を駆動することにより、モータを一層安定して動作させることが可能である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷状態が全く同一であれば問題はないが、例えばこれらのモータによって屋外に設置された冷却塔のファン等をそれぞれ駆動する場合、自然風が各ファンに均等に当たらない場合がある。
このため、各モータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさが不均等になり、特に速度を上げたような場合には運転が不安定になるおそれがあった。
【００１６】
そこで本発明は、負荷が不均等な場合にも常に安定した並列運転を可能にすると共に、低コストで提供可能なＤＣブラシレスモータの並列駆動回路を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路であって、各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備えた並列駆動回路において、各ロータ位置検出信号のずれを検出し、このずれがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたものである。
【００１８】
請求項２に記載した発明は、各モータのステータに流れる電流を検出し、その電流の大きさの差がしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたものである。
【００１９】
請求項３に記載した発明は、各モータのステータに流れる電流を検出し、その電流の大きさがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたものである。
【００２０】
請求項４に記載した発明は、モータのステータに流れる電流の脈動成分を検出し、その脈動成分の大きさがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は請求項１の発明に相当する本発明の第１実施形態を示す回路図であり、図８と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
【００２２】
この実施形態では、モータＭＡ，ＭＢのロータ位置検出信号が位相差検出回路６０に入力され、位置検出信号の位相差に相当する位相差検出信号が速度制御回路５０に入力されている。
なお、信号選択回路４０は図８において説明したのと同様の動作を行い、その内部構成も図９と同一である。
【００２３】
以下、本実施形態の動作を、図２、図３を参照しつつ説明する。
いま、モータＭＡ，ＭＢの負荷がファンであり、これらのモータＭＡ，ＭＢが同期して同一速度で運転されているとすると、モータＭＡ，ＭＢのロータ位置検出信号は図２のようになる。図２において、モータＭＡに関する信号をＡ、モータＭＢに関する信号をＢで示している。
両方のモータＭＡ，ＭＢを位置検出信号に同期させて運転するためには、ロータ回転角が０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°のタイミングで位置検出信号が変化するのに合わせて、スイッチング信号発生回路３０から出力されるスイッチング信号を変化させる必要がある。
【００２４】
一方、図２における回転角が０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°の間は、各モータＭＡ，ＭＢともに位置検出信号に変化がなく、一定の状態を保っている（例えば、０°〜６０°の間はモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号としてＵ相及びＷ相の信号が検出される状態が続き、６０°〜１２０°の間はモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号としてＵ相のみの信号が検出される状態が続く）。
【００２５】
従って、上述の如く位置検出信号に変化がなく一定の状態を保っている間に、モータＭＡの位置検出信号とモータＭＢの位置検出信号とを切り替えても何ら悪影響はない。
例えば、モータＭＡの位置検出信号を用いてモータＭＡを駆動するためのスイッチング信号（モータＭＡ，ＭＢは並列に接続されているので、モータＭＢを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る）を出力している時に、他方のモータＭＢの位置検出信号に切り替えてモータＭＢを駆動するためのスイッチング信号（同じくモータＭＡを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る）を出力するようにしても、この切替が位置検出信号に変化がない期間に行われるのであれば、切り替えた瞬間にモータの印加電圧が急変する心配はない。また、この例のように位置検出信号の周期よりも短い周期で切り替えるようにすれば、動作が不安定になるおそれも少ない。
【００２６】
このため、本実施形態では、角度が０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°（３６０°）の間である３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°の時点で、信号選択回路４０によりモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号をモータ間で交互に切り替えて選択するようにし、この選択した位置検出信号に基づいてモータＭＡ，ＭＢを駆動するためのスイッチング信号を出力させる。
【００２７】
つまり、図２に示す如く、例えば３３０°〜３０°の間はモータＭＡの位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｗ相コイルＣＷに通電する（期間はそれぞれ異なる）ようにスイッチング信号を出力する。また、３０°〜９０°の間はモータＭＢの位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｗ相コイルＣＷに通電する（期間はそれぞれ異なる）ようにスイッチング信号を作成する。
【００２８】
以後同様に、９０°〜１５０°の間はモータＭＡの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶに通電するようにスイッチング信号を作成し、１５０°〜２１０°の間はモータＭＢの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路３０はＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶに通電するようにスイッチング信号を作成する。
【００２９】
図２では、説明の便宜上、角度が３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°でモータＭＡ，ＭＢの位置検出信号を切り替えているが、切り替え角度はこれらの値に限られるものではなく、前述のように０°〜６０°の間、６０°〜１２０°の間、１２０°〜１８０°の間、１８０°〜２４０°の間、２４０°〜３００°の間、３００°〜０°（３６０°）の間であって、モータＭＡ，ＭＢの位置検出信号に変化がない任意の角度で切り替えれば同様の効果を得ることができる。
上述のように２台のモータＭＡ，ＭＢが同期して同一速度で運転されている場合には、図２に示す如く位相差検出信号は出力されない。
【００３０】
次に、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさが異なる場合には、モータＭＡ，ＭＢの同期がずれ、両者の位置検出信号にずれを生じてくる。
図３は同期ずれを生じたときのタイミングチャートであり、モータＭＡよりもモータＭＢの負荷の方が大きいため、モータＭＢの位置検出信号が１５°分、遅れて出力されている。この位置検出信号の遅れは、負荷の大きさの差に応じて大きくなる。
【００３１】
なお、信号選択回路４０の動作は２台のモータＭＡ，ＭＢが同期運転されているときと同一であるが、図３の状態では、各モータＭＡ，ＭＢともに位置検出信号に変化がなく一定の状態を保っている期間が１５°〜６０°の間、７５０°〜１２０°の間、１３５°〜１８０°の間、１９５°〜２４０°の間、２５５°〜３００°の間、３１５°〜０°（３６０°）の間となっているため、これらの各期間内でロータ位置検出信号の切替が行われる。結果的に、ロータ位置検出信号は、図２と同じタイミングで切り替わっている。
【００３２】
図３のようにモータＭＡ，ＭＢの同期がずれている場合には、位相差検出信号が出力され、この信号は速度制御回路５０に入力される。
図３では、位相差検出信号を「Ｆ」，「Ｌ」として示してあり、「Ｆ」は「進み」を意味し、「Ｌ」は「遅れ」を意味する。この例ではモータＭＢの位置検出信号が遅れている（モータＭＡの位置検出信号が進んでいる）ものであるが、信号選択回路４０によって選択されているロータ位置検出信号に着目して便宜的に「進み」、「遅れ」を決めているため、例えば０°〜１５°の間（モータＭＡの位置検出信号が選択されている）の位相差は「Ｆ」、６０°〜７５°の間（モータＭＢの位置検出信号が選択されている）の位相差は「Ｌ」、……と表している。
【００３３】
速度制御回路５０は、位相差検出信号を受けてモータＭＡ，ＭＢの速度を制御するもので、位相差検出信号が一定期間以上継続した場合、あるいは位相差が一定角度以上になった場合には、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように動作する。
ここで、図４はモータＭＡ，ＭＢの速度−負荷トルク特性を示している。この例では、前述のようにモータＭＢの負荷の方がモータＭＡの負荷よりも大きくなっており、両モータＭＡ，ＭＢの速度が低下すると、負荷トルクの差が減少することがわかる。
【００３４】
従って、各モータＭＡ，ＭＢの負荷の相違により位置検出信号に位相差が生じた場合には、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御することで、負荷の差を減少させる制御が行われ、同期ずれを解消する方向に並列運転が行われるようになる。
これにより、信号選択回路４０の動作とも相まって、２台のモータＭＡ，ＭＢを安定して並列運転することができる。
【００３５】
次に、図５は請求項２の発明に相当する本発明の第２実施形態を示す回路図である。
この実施形態では、モータＭＡ，ＭＢの各ステータのＵ相コイルＣＵを流れる電流が電流検出器ＣＴＡ，ＣＴＢにより検出され、これらの電流検出値が電流差検出回路７０に入力されている。そして、この電流差検出信号が速度制御回路５０に入力されている。速度制御回路５０は、電流の大きさの差がしきい値を超えた場合に、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように動作する。
なお、信号選択回路４０の動作は第１実施形態と同一である。
【００３６】
いま、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさが異なる場合には、各モータＭＡ，ＭＢの同期がずれてくると共に、各モータＭＡ，ＭＢのステータに流れる電流の大きさに差が生じ、この差は負荷の大きさの差に応じて大きくなる。
すなわち、各モータＭＡ，ＭＢに流れる電流差は負荷の大きさの差と見なすことができ、前述した如くこの負荷の大きさの差は速度に応じて変化するので、電流差検出回路７０により検出した電流差に応じてモータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御すれば、負荷の差を減少させる方向に制御が行われる。
これにより、信号選択回路４０の動作とも相まって、２台のモータＭＡ，ＭＢを安定して並列運転することができる。
【００３７】
図６は、請求項３の発明に相当する本発明の第３実施形態を示す回路図である。
この実施形態では、モータＭＡ，ＭＢの各Ｕ相コイルＣＵを流れる電流が電流検出器ＣＴＡ，ＣＴＢにより検出され、これらの電流検出値がそれぞれ電流比較回路８０Ａ，８０Ｂに入力されている。電流比較回路８０Ａ，８０Ｂは、各モータＭＡ，ＭＢの電流の大きさをしきい値と比較し、しきい値を超えたら速度制御回路５０に対して信号を出力する。
この信号が入力された速度制御回路５０では、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御動作を行う。
なお、信号選択回路４０の動作は第１実施形態と同一である。
【００３８】
いま、２台のモータＭＡ，ＭＢのうちいずれかの負荷が大きくなると、そのモータに流れる電流が大きくなり、その大きさは負荷の大きさに対応する。これと同時に、各モータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさの差も大きくなり、位相検出信号のずれ（同期ずれ）も大きくなる。
また、ファンやポンプ等の機械では、速度が上昇するほど負荷トルクが大きくなり、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさの差も大きくなる。
【００３９】
従って、電流比較回路８０Ａまたは８０Ｂによりいずれかのモータの電流がしきい値を超えたことを検出した場合には、速度制御回路５０によりモータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御すれば、負荷の差を減少させる方向に制御が行われる。
これにより、信号選択回路４０の動作とも相まって、２台のモータＭＡ，ＭＢを安定して並列運転することができる。
【００４０】
図７は、請求項４の発明に相当する本発明の第４実施形態を示す回路図である。
この実施形態では、三相ブリッジ回路のＵ相出力線に電流検出器ＣＴが接続されており、その電流検出値が脈動成分検出回路９０に入力されている。
脈動成分検出回路９０は、Ｕ相電流の脈動成分をフィルタにより検出し、脈動成分の大きさをしきい値と比較して、脈動成分がしきい値を超えたら速度制御回路５０に対して信号を出力する。
この信号が入力された速度制御回路５０では、モータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御動作を行う。
なお、信号選択回路４０の動作は第１実施形態と同一である。
【００４１】
いま、２台のモータＭＡ，ＭＢのうちいずれかの負荷が大きくなると、そのモータに流れる電流が大きくなり、その大きさは負荷の大きさに対応する。これと同時に、各モータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさの差も大きくなり、位相検出信号のずれ（同期ずれ）も大きくなって動作が不安定になる。
また、２台のモータＭＡ，ＭＢの電流の大きさが異なってくると、三相ブリッジ回路から供給される電流の脈動成分が増加し、この脈動成分は負荷の大きさの差が大きいほど大きくなる。
更に、ファンやポンプ等の機械では、速度が上昇するほど負荷トルクが大きくなり、２台のモータＭＡ，ＭＢの負荷の大きさの差も大きくなる。
【００４２】
従って、脈動成分検出回路９０により検出した脈動成分の大きさがしきい値を超えた場合に、速度制御回路５０によりモータＭＡ，ＭＢの速度を低下させるように制御すれば、負荷の差を減少させる方向に制御が行われる。
これにより、信号選択回路４０の動作とも相まって、２台のモータＭＡ，ＭＢを安定して並列運転することができる。
なお、図７の実施形態では、三相ブリッジ回路の出力電流、すなわち２台のモータＭＡ，ＭＢの合成電流を検出して脈動成分を検出しているが、図５，図６と同様に、各モータＭＡ，ＭＢのそれぞれに電流検出器ＣＴＡ，ＣＴＢを設けて各モータＭＡ，ＭＢの脈動成分の大きさをそれぞれのしきい値と比較するようにしても良い。
【００４３】
また、２台のモータＭＡ，ＭＢとして同一特性のモータを使用し、ファン等の負荷の特性も同一である場合に本発明が最も有効であることは言うまでもない。更に、上記各実施形態では２台のＤＣブラシレスモータを並列運転する場合について説明したが、本発明は３台以上のモータを並列運転する場合にも適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数台のＤＣブラシレスモータを１台の駆動回路によって安定して駆動することが可能であり、各モータ毎に駆動回路を設ける場合に比べて安価に提供することができる。
特に本発明は、並列運転されるエアコンの室内または室外ファン、ファンコイルユニットのファン、ファンフィルタユニットのファン、ビルや家庭用のファン、換気扇、空調用ファン、自動販売機の冷却用ファン、各種ポンプ等を負荷とするＤＣブラシレスモータに適用すると好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図である。
【図２】図１の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】図１の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の実施形態における各モータの速度−負荷トルク特性を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す回路図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す回路図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示す回路図である。
【図８】従来技術を示す回路図である。
【図９】図８における信号選択回路の構成を示す回路図である。
【図１０】従来技術の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
Ｅ 直流電源
Ｔ１〜Ｔ６ スイッチング素子
Ｕ，Ｖ，Ｗ 出力端子
ＭＡ，ＭＢ ＤＣブラシレスモータ
ＣＵ，ＣＶ，ＣＷ コイル
ＨＵ，ＨＶ，ＨＷ ホール素子
ＣＴ，ＣＴＡ，ＣＴＢ 電流検出器
１１ ステータ
１２ ロータ
２１，２２ ロータ位置検出回路
３０ スイッチング信号発生回路
４０ 信号選択回路
５０ 速度制御回路
６０ 位相差検出回路
７０ 電流差検出回路
８０Ａ，８０Ｂ 電流比較回路
９０ 脈動成分検出回路
Claims (4)
- 互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備えた並列駆動回路において、
各ロータ位置検出信号のずれを検出し、このずれがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたことを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動回路。 - 互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備えた並列駆動回路において、
各モータのステータに流れる電流を検出し、その電流の大きさの差がしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたことを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動回路。 - 互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備えた並列駆動回路において、
各モータのステータに流れる電流を検出し、その電流の大きさがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたことを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動回路。 - 互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備えた並列駆動回路において、
モータのステータに流れる電流の脈動成分を検出し、その脈動成分の大きさがしきい値を超えた場合に各モータの速度を低下させるように制御する速度制御手段を備えたことを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動回路。
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