JP4203156B2 - モータの制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例として、スイッチドリラクタンスモータなどの交番駆動されるモータの回転状態を制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種産業分野で、従来から、例としてスイッチドリラクタンスモータ(以下、モータと略す)などの交番駆動され、双方向回転可能なモータが用いられている。図1は本発明の基礎となる構成の3相交番駆動方式のモータ2の制御装置1の電気的構成を示すブロック図であり、図2は制御装置1の電気的構成の概略を示す回路図であり、図6は前記スイッチドリラクタンスモータ2の概略を示す図であり、図7は従来技術の動作を示すタイムチャートであり、図8は従来技術の動作を示すグラフである。
【0003】
以下、図6を参照して、モータ2の構成について説明する。このモータ2は、3n個、例として6個の磁極部3を有する固定子4を有し、それぞれ対角線上に位置する各磁極部3には、通電時に相互に異極となるようにコイル5a、5b、5cがそれぞれ巻回されている。モータ2の回転子6には、固定子4の各磁極部3と異なる位相となるように、例として4個の磁極部7が形成されている。回転子6は磁性材料から形成されるが、永久磁石や電磁石は用いられない。固定子4の各コイル5a、5b、5cには、それぞれスイッチSW1、SW2、SW3を介して電源8が接続されている。
【0004】
このようなモータ2において、前記各スイッチSW1、SW2、SW3を順次的に切換えると、固定子4には回転磁界が生じる。この回転磁界と回転子6の各磁極部7との磁気的な結合により、モータ2は回転駆動される。
【0005】
以下、図1及び図2を併せて参照して、本発明の基礎となる構成の制御装置1の電気的構成について説明する。図1、図2及び前記図6は、以下の従来技術の説明で参照されると共に、後述する発明の実施の形態の説明においても参照される。モータ2の各コイル5a、5b、5cは、制御装置1からのU相、V相及びW相の駆動信号Su、Sv、Swで駆動される。
【0006】
本従来例では、各コイル5a、5b、5cに臨んで、例としてホール素子などからなる磁極検出素子9が設けられ、コイル5a、5b、5cの磁束密度の変化が検出される。磁極検出素子9は、これにより、固定子4の各コイル5a、5b、5c毎の回転磁界を検出することができ、これに対応する位置信号SPを出力する。
【0007】
制御装置1は、各コイル5a、5b、5cに前記駆動信号Su、Sv、Swをそれぞれ供給するインバータ回路10を備える。インバータ回路10は、図2に示されるように、コイル5a、5b、5cに駆動用の電流をそれぞれ供給するトランジスタ(以下、上段トランジスタと称することがある)TrU1、TrV1、TrW1と、コイル5a、5b、5cからの該電流が流れ込むトランジスタ(以下、下段トランジスタと称することがある)TrU2、TrV2、TrW2とを各コイル5a、5b、5c毎に対応させて備えている。
【0008】
ここで、前記トランジスタTrU1、TrU2が前記スイッチSW1を構成し、トランジスタTrV1、TrV2が前記スイッチSW2を構成し、トランジスタTrW1、TrW2が前記スイッチSW3を構成する。
【0009】
電源8には、平滑用コンデンサC1が並列に接続され、トランジスタTrU1及びコイル5aの間には逆流防止用の整流素子D1が設けられ、コイル5a及びトランジスタTrU2の間には逆流防止用の整流素子D2が設けられる。また、トランジスタTrV1及びコイル5bの間には逆流防止用の整流素子D3が設けられ、コイル5b及びトランジスタTrV2の間には逆流防止用の整流素子D4が設けられる。トランジスタTrW1及びコイル5cの間には逆流防止用の整流素子D5が設けられ、コイル5c及びトランジスタTrW2の間には逆流防止用の整流素子D6が設けられる。
【0010】
前記磁極検出素子9からの位置信号SPは、波形合成回路11に入力され、各相毎の位置信号SPの波形を合成して、位置速度方向信号を出力する。これにより、各相毎の位置信号SPの位相や周期、また相互の位相差や位相の進行方向、即ち、モータ2の回転位置、回転速度や回転方向が判別可能になる。波形合成回路11からの位置速度方向信号は、速度制御回路12及びマイクロコンピュータなどからなる演算回路13に入力される。
【0011】
演算回路13には、基準速度に対応する速度指令信号が別途、入力されており、これに基づく制御信号が前記速度制御回路12からの信号と共にロジック回路14に入力され、ロジック回路14では前記インバータ回路10の各トランジスタをオン/オフする制御信号が作成されてインバータ回路10に出力される。インバータ回路10には直流電源が接続され、直流電源からの電圧・電流がインバータ回路10で変調されてモータ2に供給される。インバータ回路10からはモータ2に供給される駆動電流のレベルがフィードバック信号として速度制御回路12に入力される。このようにして、モータ2は前記速度指令信号に基づいた基準速度で回転するように制御される。
【0012】
本従来技術において、モータ2の回転を停止する処理を図7及び図8を参照して説明する。図7に示される正転期間において、制御装置1はインバータ回路10から図7(1)〜同図(3)に示される各相毎の駆動信号Su、Sv、Swをモータ2の各コイル5a、5b、5cにそれぞれ出力する。この駆動信号Su、Sv、Swは、各相毎に位相が順次的にずれた位相差を有しており、これにより、前記固定子4に回転磁界が発生され、モータ2が回転駆動される。
【0013】
次に、図7の逆転期間において、モータ2にブレーキをかけるために、駆動信号Su、Sv、Swとして、正転期間の場合とは逆の位相差の駆動信号Su、Sv、Swをモータ2に出力する。この逆転期間は、予め定める固定された長さに定められる。逆転期間においてモータ2の回転が所定の回転速度に低下されると、制御装置1は前記駆動信号Su、Sv、Swの出力を停止する。これ以降、モータ2は、慣性で若干の間、回転を続けた上で停止する。このようにしてモータ2の回転が停止される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の駆動方式に於いて、図8に示されるように、モータ2が比較的低速で回転している場合、前記逆転期間が固定期間であるため、回転速度や温度などによっては、逆転期間中にモータ2が減速して停止し、更に逆回転を開始するオーバーシュート現象が発生する場合がある。
【0015】
また、図8に示されるように、モータ2が比較的高速で回転している場合、前記逆転期間が固定期間であるため、回転速度や温度などによっては、逆転期間中にモータ2が所定の速度まで減速できず、逆転期間が終了して駆動信号Su、Sv、Swのモータ2への供給が停止された後でも、モータ2が比較的長時間回転を継続してしまう場合がある。
【0016】
このようにして、従来技術では、モータ2の不所望な動作を発生させ、動作上の信頼性が低いという不具合がある。
【0017】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、モータを所望の態様で停止するようにして動作上の信頼性が向上されたモータの制御方法を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
複数相のコイルに所定の位相差で交番駆動信号がそれぞれ供給されて回転駆動され、回転数検出手段がモータの回転数に対応する回転数信号を出力しているモータの回転を停止するための制御方法であって、モータの停止指示に対応して、該複数相のコイルに該位相差と逆の位相差で交番駆動信号がそれぞれ供給され、該回転数信号が、予め定められるモータの逆回転時を含まない閾値回転数に対応する閾値レベルに到達するまで該逆位相差交番駆動信号の供給が継続される逆相駆動ステップと、該回転数信号が該閾値レベルに到達したときに、該複数相のコイルへの該逆位相差交番駆動信号の供給が停止される信号停止ステップとを含んでいる。
【0019】
【作用】
本発明のモータ制御方法によれば、モータの複数相のコイルに所定の位相差で交番駆動信号がそれぞれ供給されてモータが回転駆動され、回転数検出手段がモータの回転数に対応する回転数信号を出力し、この回転数信号を用いてモータの回転速度が制御される。
【0020】
モータの回転を停止する場合、逆相駆動ステップにおいて、モータの停止指示に対応して、モータの複数相のコイルに前記位相差と逆の位相差で交番駆動信号がそれぞれ供給され、回転数信号が、予め定められるモータの閾値回転数に対応する閾値レベルに到達するまで逆位相差交番駆動信号の供給が継続される。次に、信号停止ステップで、回転数信号が前記閾値レベルに到達したときに、複数相のコイルへの前記逆位相差交番駆動信号の供給が停止される。
【0021】
このとき、モータが比較的低速で回転している場合や、比較的高速で回転している場合のいずれでも、モータの回転速度が前記閾値レベルに到達するまでは逆位相差交番駆動信号がモータに供給される。
【0022】
従って、モータがどのような回転速度で回転していても、逆位相差交番駆動信号の停止時には、モータの回転速度は前記閾値レベルまで減速されている。従って、逆相駆動ステップの期間がモータの回転速度に対して過度に短すぎたり長すぎたりして、モータが逆回転したり、停止するまでに過度に長時間を要したりする不具合が解消され、動作上の信頼性が格段に向上される。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図1〜図6を参照して説明する。図1は本発明の基礎となる構成の3相交番駆動方式のモータ2の制御装置1の電気的構成を示すブロック図であり、図2は制御装置1の電気的構成の概略を示す回路図であり、図3は本実施例の動作を示すタイムチャートであり、図4は本実施例の動作を示すグラフであり、図5は本実施例の動作を示すフローチャートであり、図6はスイッチドリラクタンスモータ2の概略を示す図である。図1、図2及び図6は、前記従来技術の項で説明されており、再度の説明を省略する。
【0024】
本実施例は、モータの制御方法に関するものであり、当該制御方法に用いられる構成は、従来技術の項で説明した前記スイッチドリラクタンスモータ2の構成及びその制御装置1の構成と、前記従来技術における説明の範囲で同一であり、以下の説明に必要な場合は前述した名称及び参照符号を援用する。
【0025】
本実施例において、モータ2の回転を停止する制御装置1の処理を図3〜図5を参照して説明する。図5のステップa1では、図3に示される正転期間において、制御装置1はインバータ回路10から図3(1)〜同図(3)に示される各相毎の駆動信号Su、Sv、Swをモータ2の各コイル5a、5b、5cにそれぞれ出力する。この駆動信号Su、Sv、Swは、各相毎に位相が順次的にずれた位相差を有しており、これにより、前記固定子4に回転磁界が発生され、モータ2が回転駆動される。
【0026】
次に、図5のステップa2において、制御装置1はモータ2を停止させる停止信号が入力されたかどうかを判断し、停止信号を待機する。ステップa2で停止信号が入力されたことが判断されると、処理はステップa3に移行し、逆転駆動ステップである図3の逆転期間において、モータ2にブレーキをかけるために、駆動信号Su、Sv、Swとして、正転期間の場合とは逆の位相差の駆動信号Su、Sv、Swをモータ2に出力する。この逆転期間は可変期間であり、モータ2の回転速度が図4に示す閾値レベルに低下するまで継続される。この回転速度の検出は、前記磁極検出素子9からの前記位置速度方向信号のモータ回転速度に対応した周波数を電圧に変換し、前記閾値レベルに相当する基準電圧と比較するなどの周知の手段によって可能である。
【0027】
図5のステップa4において、モータ2の回転数に対応する回転数電圧が前記閾値レベルに対応する閾値電圧に到達したかどうかが判断される。このような逆転期間において、モータ2の回転速度が前記閾値レベルに到達するまで減速されると、ステップa5において、制御装置1は前記駆動信号Su、Sv、Swの出力を停止する。
【0028】
これ以降、信号停止ステップである図7に示す停止期間において、モータ2は、慣性で若干の間、回転を続けた上で停止する。このようにしてモータ2の回転が停止される。
【0029】
このような本実施例の制御方法に於いて、図4に示されるように、モータ2が比較的低速で回転している場合やモータ2が比較的高速で回転している場合のいずれの場合でも、モータ2の回転速度が前記閾値レベルに到達するまでは逆位相差の駆動信号Su、Sv、Swがモータ2に供給される。
【0030】
従って、モータ2がどのような回転速度で回転していても、逆位相差の駆動信号Su、Sv、Swの停止時には、モータ2の回転速度は前記閾値レベルまで減速されている。従って、逆転期間がモータ2の回転速度に対して過度に短すぎたり長すぎたりして、モータ2が逆回転したり、停止するまでに過度に長時間を要したりする不具合が解消され、動作上の信頼性が格段に向上される。
【0031】
また、本実施例の変形例として、逆転期間における逆位相差の駆動信号Su、Sv、Swの周波数や電圧などを、逆転開始時のモータ2の回転速度に対応させて変化させるようにしてもよい。このようにすることにより、モータ2の回転速度が前記閾値レベルに減速される期間をほぼ一定の期間とすることができる。逆転期間に続く停止期間におけるモータ2の停止までの期間が一定であるので、この変形例では、前記実施例の作用効果に加え、モータ2の回転速度に関わらず、モータ2の停止までの期間を一定にすることができるという新たな作用効果を実現することができる。
【0032】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例を有するものである。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、モータの回転を停止する場合、逆相駆動ステップにおいて、モータの停止指示に対応して、モータの複数相のコイルに前記位相差と逆の位相差で交番駆動信号がそれぞれ供給され、回転数信号が、予め定められるモータの閾値回転数に対応する閾値レベルに到達するまで逆位相差交番駆動信号の供給が継続されるようにした。次に、信号停止ステップで、回転数信号が前記閾値レベルに到達したときに、複数相のコイルへの前記逆位相差交番駆動信号の供給が停止される。
【0034】
このとき、モータが比較的低速で回転している場合や、比較的高速で回転している場合のいずれでも、モータの回転速度が前記閾値レベルに到達するまでは逆位相差交番駆動信号がモータに供給される。
【0035】
従って、モータがどのような回転速度で回転していても、逆位相差交番駆動信号の停止時には、モータの回転速度は前記閾値レベルまで減速されている。従って、逆相駆動ステップの期間がモータの回転速度に対して過度に短すぎたり長すぎたりして、モータが逆回転したり、停止するまでに過度に長時間を要したりする不具合が解消され、動作上の信頼性が格段に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基礎となる構成の制御装置1の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】制御装置1の電気的構成の概略を示す回路図である。
【図3】本実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図4】本実施例の動作を示すグラフである。
【図5】本実施例の動作を示すである。
【図6】フローチャートスイッチドリラクタンスモータ2の概略を示す図である。
【図7】従来技術の動作を示すタイムチャートである。
【図8】従来技術の動作を示すグラフである。
【符号の説明】
1 制御装置
2 モータ
3、7 磁極部
4 固定子
5a、5b、5c コイル
6 回転子
9 磁極検出素子
10 インバータ回路
11 波形合成回路
12 速度制御回路
13 演算回路
14 ロジック回路
SP 位置信号
SW1、SW2、SW3 スイッチ
Su、Sv、Sw 駆動信号
Claims (1)
- 複数相のコイルに所定の位相差で交番駆動信号がそれぞれ供給されて回転駆動され、回転数検出手段がモータの回転数に対応する回転数信号を出力しているモータの回転を停止するための制御方法であって、
モータの停止指示に対応して、該複数相のコイルに該位相差と逆の位相差で交番駆動信号がそれぞれ供給され、該回転数信号が、予め定められるモータの逆回転時を含まない閾値回転数に対応する閾値レベルに到達するまで該逆位相差交番駆動信号の供給が継続される逆相駆動ステップと、
該回転数信号が該閾値レベルに到達したときに、該複数相のコイルへの該逆位相差交番駆動信号の供給が停止される信号停止ステップとを含むモータの制御方法。
Priority Applications (1)
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JP29510398A JP4203156B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | モータの制御方法 |
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JP29510398A JP4203156B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | モータの制御方法 |
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JP29510398A Expired - Fee Related JP4203156B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | モータの制御方法 |
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1998
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