JP4776394B2 - モータの制御装置 - Google Patents
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Description
上記高周波漏れ電流は、電磁波障害の発生源になる。そして、上記高周波漏れ電流に対しては、安全性の観点から、各種安全規格によってその限度値が定められている。
上記モータフレームの電圧変動は、結論として、A相巻線1AおよびB相巻線1Bの各端子の電圧の平均値の変動を抑えることで抑制することができる。そこで、実質的に図16に例示したような構成を有するモータ制御装置が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
図17のスイッチングシーケンスによれば、同図(d)に示すように、A相巻線1AおよびB相巻線1Bの各端子電圧の平均値が常に電源電圧Vの半分となる。つまり、上記端子電圧の平均値の変動が抑制される。
図20は、巻線電流を環流させるというモードを実現するように構成した2相モータ用制御装置を示している。この図20において、制御部500Aは、比較器54およびインバータ55を付加した点で図12に示す制御部50Aと相違し、同様に、制御部500Bは、比較器54'およびインバータ55'を付加した点で同図に示す制御部50Bと相違する。
制御部500Aにおける他方の比較器54は、前記増幅器51の出力と上記第1基準三角波とは180°位相のずれた第2基準三角波とを比較することによってスイッチング素子Q4をオンオフ制御する信号を形成し、また、この比較器54の出力に接続されたインバータ55は、スイッチング素子Q3をオンオフ制御する信号を形成する。
一方、制御部500Bにおける比較器52',54'およびインバータ53',55'は、制御部500Aにおける比較器52,54およびインバータ53に準じた動作を実行して、スイッチング素子Q5〜Q8をオンオフ制御する信号を形成する。
図21に示すスイッチングシーケンスによれば、A相巻線1AおよびB相巻線1Bの各端子電圧の平均値が同図(d)に示す形態で変動する。つまり、0〜V(Vは電源電圧)の範囲において、スイッチング状態が変化するごとにV/4のステップで変動することになる。
この状態では、A相巻線1AおよびB相巻線1Bの印加電圧が0であるので、これらの巻線1A,1Bに電流は流れない。しかし、この状態においては、図24(d)に示すように、A相巻線1AおよびB相巻線1Bの各端子電圧の平均値の変動の大きさが電源電圧Vとなり、このため、モータフレームの電圧変動は最大となる。
本発明は、前記相巻線を2つもしくは3以上備えたモータに適用することができる。
本実施形態に係るモータ制御装置は、図20に示す制御装置と同様に、駆動部3A,3Bおよび電流検出器7A,7Bを備えている。制御部5Aは、図20に示す制御部500Aと同一の構成の構成を有する。これに対して、制御部5Bは、比較器52',54'に入力させる基準三角波の種別において図20に示した制御部500Bと相違している。
すなわち、図20に示した制御部500Bは、比較器52'に第1基準三角波を入力し、比較器54'に該第1基準三角波とは位相が180°ずれた第2基準三角波をそれぞれ入力するように構成されている。これに対して、制御部5Bは、比較器52'に第2基準三角波を入力し、比較器54'に第1基準三角波を入力するように構成されている。
ある時点での上記増幅器51および51'の出力は、例えば、図2(a)における上側のラインおよび下側のラインようにそれぞれ表される。この場合、図1におけるA相巻線1Aの左端の電圧VAおよび右端の電圧VA'は、図2(b)に示す形態(図21(b)に示す形態と同様)でそれぞれ変化する。一方、図1におけるB相巻線1Bの左端の電圧VBおよび右端の電圧VB'は、図2(c)に示す形態(図21(c)に示す電圧VBおよびVB'の移送を180°ずらした形態)で変化する。
すなわち、図21のスイッチングシーケンスでは、相巻線1A,1Bの各端子電圧の平均値が0〜Vの範囲で変動(図21(d)参照)するのに対して、図2のスイッチングシーケンスでは、同図(d)に示すように、上記平均値がV/4〜3V/4の範囲で変動することになる。つまり、図21のスイッチングシーケンスの場合に比して、上記平均値の変動幅が半分に抑制されることになる。
この結果、このスイッチングシーケンスでは、同図(d)に示すように、各相巻線1A,1Bの各端子電圧の平均値が一定(V/2)になって変動しない。
図4に示すモータ制御装置は、図1の制御装置に、スイッチング素子Q9〜Q12からなる駆動部3Cと、C相巻線1Cの電流を検出する電流検出器7Cと、駆動部3CをPWM制御する制御部5Cとを付加した構成を有する。制御部5Cは、図1の制御部5Aに対応する構成を有し、電流検出器7Cの出力と第1、第2基準三角波とに基づいてスイッチング素子Q9〜Q12に対するオンオフ制御信号を形成する。
すなわち、一方の組の相巻線に係る駆動部に対応したPWM制御部および他方の組の相巻線に係る駆動部に対応したPWM制御部が、一方の組に含まれる少なくとも1つの相巻線の両端が電源の正側に接続されている時に、他方の組に含まれる全ての相巻線の少なくとも一端を前電源の負側に接続させ、一方の組に含まれる少なくとも1つの相巻線の両端が電源の負側に接続されている時に、他方の組に含まれる全ての相巻線の少なくとも一端を電源の正側に接続させるようなスイッチングシーケンスを実行してモータを制御する。
また、上記実施形態では、アナログ回路を用いてモータの電流制御を実行しているが、CPU等のマイクロプロセッサを用いたデジタル回路による電流制御を実行する構成も採用可能である。
1B B相巻線
1C C相巻線
1D D相巻線
3A〜3D 駆動部
5A〜5D 制御部
7A〜7D 電流検出器
51,51' 増幅器
52,54,52',54' 比較器
53,55,53',55' インバータ
Claims (4)
- 複数の独立した相巻線を有するモータに適用され、前記複数の相巻線を一方の組の相巻線と他方の組の相巻線に分けて制御するモータの制御装置であって、
前記各相巻線をそれぞれ駆動する複数のインバータ式駆動手段と、
前記各インバータ式駆動手段をそれぞれPWM制御する複数のPWM制御手段と、を備え、
前記各PWM制御手段は、
対応する前記インバータ式駆動手段が、該駆動手段に係る前記相巻線の両端に電源の電圧を印加する状態、該相巻線の両端を前記電源の正側に接続させる状態、および、該巻線の両端を前記電源の負側に接続させる状態をとりうるスイッチングシーケンスを実行するように構成され、
さらに、前記一方の組の相巻線に係る前記駆動手段に対応したPWM制御手段と、前記他方の組の相巻線に係る前記駆動手段に対応したPWM制御手段は、
前記一方の組に含まれる少なくとも1つの相巻線の両端が前記電源の正側に接続されている時に、前記他方の組に含まれる全ての相巻線の少なくとも一端を前記電源の負側に接続させ、前記一方の組に含まれる少なくとも1つの相巻線の両端が前記電源の負側に接続されている時に、前記他方の組に含まれる全ての相巻線の少なくとも一端を前記電源の正側に接続させるように、互いのスイッチングシーケンスの位相関係を設定した構成を有することを特徴とするモータ制御装置。 - 前記各インバータ式駆動手段は、対応する相巻線の一端と前記電源の正極間および負極間にそれぞれ介在させた第1および第2のスイッチング素子と、前記相巻線の他端と前記電源の正極間および負極間にそれぞれ介在させた第3および第4のスイッチング素子と、を備えることを特徴とする請求項1に記載のモータの制御装置。
- 前記各PWM制御手段のうち、前記一方の組の相巻線を駆動するインバータ式駆動手段に対応したPWM制御手段は、前記電流指令に対する前記相巻線の電流値の偏差と第1基準三角波との比較に基づいて前記第1および第2のスイッチング素子を制御し、前記相巻線の電流値の偏差と前記第1基準三角波とは位相が180°ずれた第2基準三角波との比較に基づいて前記第3および第4のスイッチング素子を制御するように構成され、
前記各PWM制御手段のうち、前記他方の組の相巻線を駆動するインバータ式駆動手段に対応したPWM制御手段は、前記電流指令に対する前記相巻線の電流値の偏差と前記第2基準三角波との比較に基づいて前記第1および第2のスイッチング素子を制御し、前記相巻線の電流値の偏差と前記第1基準三角波との比較に基づいて前記第3および第4のスイッチング素子スイチング素子を制御するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のモータの制御装置。 - 前記モータは、前記相巻線を2つもしくは3以上備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のモータの制御装置。
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