JP4352860B2 - 電動機の制御装置 - Google Patents
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電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
電動機の回転速度に応じて、各相コイルに対する通電角を可変とする通電角可変手段と、
電動機の回転速度が速いほど、前記通電角のうち各相コイルの通電中心角より前側の角度がその後ろ側の角度に対して大きくなるように、通電開始角を決定する通電開始角決定手段と、を備え、
前記通電開始角決定手段は、
電動機の回転速度に応じて、各相コイルに対する通電電流の立ち上がりに要する角度を進み角として算出する進み角算出手段と、
前記前側の角度が、前記進み角の分だけ前記後ろ側の角度に比して大きくなるように、前記通電開始角を算出する通電開始角算出手段と、
を含むことを特徴とする。
各相コイルへの通電が停止された後、そのコイルに還流電流が流れる期間を還流期間角として推定する還流期間推定手段と、
前記通電角の後、各相コイルの逆起電力がゼロとなるまでの角度を通電終了角として算出する通電終了角算出手段と、
前記通電終了角が前記還流期間角より小さい場合は、前記逆起電力がゼロとなるまでの間に前記還流期間角が確保されるように、前記通電角の終了点を補正する通電角終了点補正手段と、
を備えることを特徴とする。
各相コイルへの通電角を固定し、その通電角の中でPWM制御を行うことでトルク制御を行うPWM制御手段と、
前記通電角可変手段により前記通電角を可変とすることでトルク制御を行う通電角制御手段と、
電動機の回転速度が制御切り替え判定値より高い場合には、前記通電角制御手段を作動させ、一方、電動機の回転速度が制御切り替え判定値以下である場合には前記PWM制御手段を作動させる制御切り替え手段と、
を備えることを特徴とする。
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、3相のブラシレスモータ(以下、単に「電動機」と称す)10を備えている。電動機10は、所定のパターンに着磁された回転子と、その回転子を取り巻くように配置されたU相、V相およびW相のコイルとを備えている。
図2は、本実施形態のシステムの動作原理を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図2(A)は、電動機10の作動中にU相コイルに表れる逆起電力の波形の一例を示す。また、図2(B)は、U相コイルに対する通電パターンの波形の一例であり、図2(C)は、その結果としてU相コイルに流通する電流の波形である。
図3は、上記の機能を実現するために、本実施形態において制御器24が実行する処理の流れを説明するためのフローチャートである。図3に示すルーチンでは、先ず、磁極センサ22の出力信号に基づいて電動機10の回転数Nが演算される(ステップ100)。次に、電流センサ20の出力信号をA/D変換して取り込むことによりモータ電流Iが検出される(ステップ102)。モータ電流Iは、より具体的には、U相電流IUの絶対値│IU│と、V相電流IVの絶対値│IV│と、W相電流IWの絶対値│IW│との和である。モータ電流Iは、検出のタイミングによらず各相電流IU、IVおよびIWの大きさ(振幅)の特性値として用い得る変数である。
α=90−{γ+(t−γ)/2}
=90−(γ+t)/2 ・・・(1)
β=90−(t−γ)/2 ・・・(2)
本実施形態の装置は、上述した通り、所望のトルクを実現するための通電角tの設定と、高い効率の実現を目的とした位相角(通電開始角α)の設定とを組み合わせた制御(以下、ここではこの制御を「通電角制御」と称す)を行うことができる。そして、その通電角制御を行うことで効率的に電動機10を駆動することができる。しかしながら、本実施形態の装置は、常にその通電角制御の手法で電動機10を駆動するものではない。
12 インバータ
14 直流電源
16 +側スイッチ素子
18 −側スイッチ素子
20 電流センサ
22 磁極センサ
24 制御器
t 通電角
γ 進み角
α 通電開始角
β 通電終了角
β´ 還流期間角
Claims (3)
- ブラシレスモータの回転を制御するための電動機の制御装置であって、
電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
電動機の回転速度に応じて、各相コイルに対する通電角を可変とする通電角可変手段と、
電動機の回転速度が速いほど、前記通電角のうち各相コイルの通電中心角より前側の角度がその後ろ側の角度に対して大きくなるように、通電開始角を決定する通電開始角決定手段と、を備え、
前記通電開始角決定手段は、
電動機の回転速度に応じて、各相コイルに対する通電電流の立ち上がりに要する角度を進み角として算出する進み角算出手段と、
前記前側の角度が、前記進み角の分だけ前記後ろ側の角度に比して大きくなるように、前記通電開始角を算出する通電開始角算出手段と、
を含むことを特徴とする請求項1記載の電動機の制御装置。 - 各相コイルへの通電が停止された後、そのコイルに還流電流が流れる期間を還流期間角として推定する還流期間推定手段と、
前記通電角の後、各相コイルの逆起電力がゼロとなるまでの角度を通電終了角として算出する通電終了角算出手段と、
前記通電終了角が前記還流期間角より小さい場合は、前記逆起電力がゼロとなるまでの間に前記還流期間角が確保されるように、前記通電角の終了点を補正する通電角終了点補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の電動機の制御装置。 - 各相コイルへの通電角を固定し、その通電角の中でPWM制御を行うことでトルク制御を行うPWM制御手段と、
前記通電角可変手段により前記通電角を可変とすることでトルク制御を行う通電角制御手段と、
電動機の回転速度が制御切り替え判定値より高い場合には、前記通電角制御手段を作動させ、一方、電動機の回転速度が制御切り替え判定値以下である場合には前記PWM制御手段を作動させる制御切り替え手段と、
を備えることを特徴とする請求項1または2記載の電動機の制御装置。
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