JP5811438B2 - Motor drive device - Google Patents

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Description

本発明は、複数の3相モータの駆動を行うモータ駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a motor drive device that drives a plurality of three-phase motors.

従来、3相モータとして、3相ブラシレスモータが知られている。3相ブラシレスモータは、ブラシ磨耗がないため耐久性が高く、広く用いられている。最も一般的な3相ブラシスモータは、3相コイルに3相交流電流を流すことで回転トルクが発生するものである。3相電流として、駆動回路の作りやすさから矩形波が多く使われてきたが、近年では正弦波を使用して正弦波電流駆動制御をすることで静音性や駆動効率の向上が実現されるようになった。さらに、3相正弦波電流の振幅と位相を精密に制御するベクトル制御が一般的になりつつある。このベクトル制御のためには、少なくとも2相分の相電流を検出する必要がある。しかし、2相分の相電流を検出するために電流センサを2つ用いるとコスト高になるので、3相のPWM(Pulse Width Modulation)インバータと直流電源との間の母線電流を1つの電流センサで検出し、この母線電流の検出値から元の(少なくとも2相分の)相電流を再現する方式が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方式を1シャント電流検出方式(又は、シングルシャント電流検出方式)という。この1シャント電流検出方式では、母線電流を検出する電流センサの出力信号を適切なタイミングでサンプリングすることにより、3相モータに印加される電圧レベルが最大となる相(最大相)の相電流と最小となる相(最小相)の相電流、即ち、2相分の電流を検出する。   Conventionally, a three-phase brushless motor is known as a three-phase motor. Three-phase brushless motors are widely used because they have no brush wear and have high durability. The most common three-phase brush motor generates rotational torque by passing a three-phase alternating current through a three-phase coil. As a three-phase current, a rectangular wave has been often used because of the ease of making a drive circuit. However, in recent years, the sine wave current drive control using a sine wave can improve silence and drive efficiency. It became so. Furthermore, vector control that precisely controls the amplitude and phase of a three-phase sinusoidal current is becoming common. For this vector control, it is necessary to detect phase currents for at least two phases. However, if two current sensors are used to detect the phase current for two phases, the cost becomes high, so the bus current between the three-phase PWM (Pulse Width Modulation) inverter and the DC power supply is one current sensor. And a method of reproducing the original phase current (for at least two phases) from the detected value of the bus current is proposed (for example, see Patent Document 1). This method is called a single shunt current detection method (or a single shunt current detection method). In this one-shunt current detection method, by sampling the output signal of the current sensor that detects the bus current at an appropriate timing, the phase current of the phase (maximum phase) with the maximum voltage level applied to the three-phase motor is obtained. The phase current of the minimum phase (minimum phase), that is, the current for two phases is detected.

上記1シャント電流検出方式は、センサコストは安く抑えられるが、母線電流が発現するのは3相のPWMインバータから出力されるPWM信号のパルス(以下「PWMパルス」という。)のうち1相あるいは2相のPWMパルスがONしているときだけである。したがって、母線電流の検出値から2相分の相電流の電流レベルを得るためには、1相のPWMパルスだけがONしている区間の母線電流レベルと、2相のPWMパルスがONしている区間の母線電流レベルの2つをサンプリングする必要がある。   In the one-shunt current detection method, the sensor cost can be kept low, but the bus current is generated in one phase of a PWM signal pulse (hereinafter referred to as “PWM pulse”) output from a three-phase PWM inverter. Only when the two-phase PWM pulse is ON. Therefore, in order to obtain the current level of the phase current for two phases from the detected value of the bus current, the bus current level in the section where only the one-phase PWM pulse is ON and the two-phase PWM pulse are ON. It is necessary to sample two of the bus current levels in a certain section.

しかし、上記PWMインバータから出力される3相のPWMパルスは3相正弦波電流になるように直流電圧を高速にPWM変調したものであるから、当然ながら時間軸上で2つのPWMパルスが互いに近接あるいは重なる場合がある。このような場合は、上記1シャント電流検出方式においてサンプリングすべき母線電流が発現する区間は非常に短くなる。一般に電流センサや検出アンプの帯域制限によって母線電流の検出結果が「なまる」ことや、サンプリング手段として一般的なADC(A/D変換器)の変換速度に限界があることなどから、上記2つのPWMパルスが互いに近接あるいは重なることによって時間軸上で短くなったサンプリング区間では母線電流をサンプリングすることが困難になる。つまり、上記1シャント電流検出方式において、各相の電圧レベルが互いに十分離れている場合は2相分の相電流をそれぞれ検出することができるが、例えば上記3相のうち最大相と中間相の電圧レベルが接近すると最大相の相電流が検出できなくなる(特許文献1の段落0006及び0069並びに図4参照)。また、同様に最小相と中間相の電圧レベルが接近すると最小相の相電流が検出できなくなる。   However, since the three-phase PWM pulse output from the PWM inverter is obtained by PWM-modulating a DC voltage at a high speed so as to become a three-phase sine wave current, naturally, the two PWM pulses are close to each other on the time axis. Or they may overlap. In such a case, the section in which the bus current to be sampled in the one-shunt current detection method appears is very short. Since the detection result of the bus current is generally “rounded” due to the band limitation of the current sensor or the detection amplifier, and the conversion speed of a general ADC (A / D converter) as a sampling means is limited, the above 2 It is difficult to sample the bus current in a sampling period that is shortened on the time axis due to the proximity or overlapping of two PWM pulses. That is, in the one-shunt current detection method, when the voltage levels of the phases are sufficiently separated from each other, the phase currents for two phases can be detected. For example, the maximum phase and the intermediate phase of the three phases can be detected. When the voltage level approaches, the maximum phase current cannot be detected (see paragraphs 0006 and 0069 of Patent Document 1 and FIG. 4). Similarly, when the voltage levels of the minimum phase and the intermediate phase approach each other, the phase current of the minimum phase cannot be detected.

そこで、特許文献1やその背景技術で開示されている参考文献に記載されているモータ制御装置では、時間軸上で2つのPWMパルスが近接している区間ではパルス幅を補正して、時間軸上で2つのPWMパルスが近接しないようにしている。例えば、特許文献1では、1シャント電流検出方式を用いて三相モータをベクトル制御するモータ制御装置において、U相軸から見た電圧指令ベクトルの位相に応じて電気角60度ごとにステップ的に回転するab座標を定義する。また、モータの回転子に設けられた永久磁石が作る磁束と同じ速度で回転する回転座標系において、永久磁石が作る最大磁束の方向をd軸にとり、d軸から電気角で90度進んだ位相にq軸をとったときに、それらを座標軸に選んだ座標をdq座標と定義する。そして、dq座標上の電圧指令ベクトルをab座標上に変換し、ab座標における電圧指令ベクトルの座標軸成分(va、vb)の大きさに基づいて、電圧指令ベクトルを補正することなく2相分の電流を検出可能かを判断する。補正が必要な場合、各座標軸成分の大きさを補正し、この補正後の電圧指令ベクトルからインバータに供給する三相電圧指令値を作成している。   Therefore, in the motor control device described in Patent Document 1 and the reference disclosed in the background art, the pulse width is corrected in a section where two PWM pulses are close on the time axis, and the time axis is corrected. The two PWM pulses are kept away from each other. For example, in Patent Document 1, in a motor control device that performs vector control of a three-phase motor using a one-shunt current detection method, stepwise every 60 degrees of electrical angle according to the phase of the voltage command vector viewed from the U-phase axis. Define the rotating ab coordinates. In a rotating coordinate system that rotates at the same speed as the magnetic flux generated by the permanent magnet provided on the rotor of the motor, the direction of the maximum magnetic flux generated by the permanent magnet is taken as the d-axis, and the phase is advanced 90 degrees in electrical angle from the d-axis. When the q axis is taken as the coordinates, the coordinates selected as the coordinate axes are defined as dq coordinates. Then, the voltage command vector on the dq coordinate is converted to the ab coordinate, and based on the magnitude of the coordinate axis component (va, vb) of the voltage command vector in the ab coordinate, the voltage command vector is corrected without correcting the voltage command vector. Determine whether current can be detected. When correction is necessary, the magnitude of each coordinate axis component is corrected, and a three-phase voltage command value supplied to the inverter is created from the corrected voltage command vector.

しかしながら、上記従来のパルス幅を補正する方法では、そのアルゴリズムが複雑になりやすく、低コストな回路やマイクロプロセッサで実現するのが難しくなる。また、補正前であれ補正後であれ、母線電流の2回のサンプリングタイミングがPWM期間(PWM信号の1周期の期間すなわちキャリア信号の1周期の期間)のどこにでもなり得る可能性がある。つまり、母線電流の2回のサンプリングタイミングがPWM期間内の決まった区間(前半なら前半、後半なら後半)に集中しない。このため、電流サンプリング手段であるADCのサンプリング動作に空き時間が作れず、時分割で他の用途や別のモータ電流検出等に使うことができない。従って、複数の3相モータを駆動制御する場合には、上記1シャント電流検出方式で母線電流を検出するために複数の3相モータごとにADCを設けることになり、コストアップとなっていた。   However, in the conventional method of correcting the pulse width, the algorithm is likely to be complicated, and it is difficult to implement it with a low-cost circuit or a microprocessor. Moreover, it is possible that the sampling timing of the bus current twice may be anywhere in the PWM period (one period of the PWM signal, that is, one period of the carrier signal) before or after the correction. In other words, the sampling timing of the bus current twice is not concentrated in a fixed interval in the PWM period (the first half in the first half and the second half in the second half). For this reason, an idle time cannot be made in the sampling operation of the ADC which is the current sampling means, and the ADC cannot be used for other uses or other motor current detection by time division. Accordingly, when driving control of a plurality of three-phase motors, an ADC is provided for each of the plurality of three-phase motors in order to detect the bus current by the one-shunt current detection method, resulting in an increase in cost.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の3相モータごとに電流サンプリング手段を備える構成に比べてより安価な構成で複数の3相モータそれぞれにおける1シャント電流検出方式による安定した相電流の検出が可能になるモータ駆動装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide one shunt current in each of a plurality of three-phase motors with a cheaper configuration as compared with a configuration including current sampling means for each of a plurality of three-phase motors. It is an object of the present invention to provide a motor drive device that enables stable phase current detection by a detection method.

上記課題を解決するために、請求項1の発明は、複数の3相モータの各コイル端にパルス電圧を印加して該複数の3相モータそれぞれに3相電流を流すモータ駆動装置であって、前記複数の3相モータに印加する印加パルスを発生させるパルス発生手段と、前記複数の3相モータのうちいずれか1つの3相モータに印加する印加パルスに対して他の3相モータに印加する印加パルスを所定の遅延時間ずつ順次遅延させる印加パルス遅延手段と、前記印加パルスが印加される前記複数の3相モータの各コイルを流れるコイル電流に相当するコイル電流相当値を抽出するための電流を検出するセンサ手段と、前記センサ手段で検出された検出電流値を、前記複数の3相モータ間で互いに異なるタイミングにサンプリングする1つのサンプリング手段と、前記サンプリング手段でサンプリングされた検出電流値から前記複数の3相モータそれぞれの前記コイル電流相当値を抽出する電流抽出手段と、を備え、前記複数の3相モータそれぞれの前記パルス発生手段は、前記3相モータの各コイル端子に印加すべきパルス電圧の電圧レベルに応じたデューティ比を有する3相の変調パルスを生成するパルス変調手段と、前記3相の変調パルスのうち最もパルス幅が長い変調パルスのパルス幅に応じて、第1シフト量として、互いに異なる2つの所定シフト量のいずれか1つを選択するシフト量選択手段と、前記3相の変調パルスのうち2番目にパルス幅が長い変調パルスを前記第1シフト量だけシフトしてタイミングを遅らせる第1シフト手段と、前記3相の変調パルスのうち3番目にパルス幅が長い変調パルスを所定の第2シフト量だけシフトしてタイミングを遅らせる第2シフト手段と、前記複数の3相モータに駆動電圧を印加する駆動電圧源を前記第1シフト手段及び前記第2シフト手段のシフト結果を反映した3相の変調パルスでそれぞれスイッチングして、前記複数の3相モータの各コイル端をパルス駆動するインバータ手段と、を有することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1のモータ駆動装置において、前記3相モータの個数をN、前記遅延時間をD、前記印加パルスを発生させるための基準キャリア信号の周期をTとしたとき、D≦T/Nの関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1又は2のモータ駆動装置において、前記複数の3相モータそれぞれの前記センサ手段は、前記インバータ手段の共通接地側又は共通電源側のいずれか一方を流れる電流を検出する電流センサからなり、前記サンプリング手段は、前記電流センサで検出された検出電流を互いに異なる2つのサンプリングタイミングでサンプリングして2つの検出電流値を出力する電流サンプリング手段と、前記2つのサンプリングタイミングをそれぞれ規定する信号として、予め設定した所定値に基づく第1のサンプリングタイミング信号と、前記第1シフト量に応じた2つの所定値から選択されたいずれか一つの所定値に基づく第2のサンプリングタイミング信号とを生成するサンプリングタイミング生成手段と、を有することを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項のモータ駆動装置において、前記電流抽出手段は、前記2つのサンプリングタイミングを発生した時の前記各変調パルスの論理値と、該2つのサンプリングタイミングで検出された2つの検出電流値とに基づいて、前記複数の3相モータの2相のコイル電流をそれぞれ抽出する複数の相電流抽出手段を有することを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a motor drive device that applies a pulse voltage to each coil end of a plurality of three-phase motors and causes a three-phase current to flow to each of the plurality of three-phase motors. A pulse generating means for generating an applied pulse to be applied to the plurality of three-phase motors; and an application pulse to be applied to any one of the plurality of three-phase motors to be applied to another three-phase motor. Applying pulse delay means for sequentially delaying the applied pulse by a predetermined delay time, and extracting a coil current equivalent value corresponding to a coil current flowing through each coil of the plurality of three-phase motors to which the applied pulse is applied Sensor means for detecting current and one sampling method for sampling the detected current value detected by the sensor means at different timings among the plurality of three-phase motors. When, and a current extraction means for extracting the coil current equivalent value of each of the plurality of three-phase motor from the sampled detected current value by said sampling means, before Symbol plurality of 3-phase motors each of said pulse generating means Includes a pulse modulation means for generating a three-phase modulation pulse having a duty ratio corresponding to a voltage level of a pulse voltage to be applied to each coil terminal of the three-phase motor, and the pulse width of the three-phase modulation pulse. Shift amount selecting means for selecting one of two different predetermined shift amounts as the first shift amount according to the pulse width of the long modulation pulse, and the second pulse among the three-phase modulation pulses A first shift means for delaying timing by shifting a modulation pulse having a long width by the first shift amount; and a third pulse among the three-phase modulation pulses. Shifts a long modulation pulse by a predetermined second shift amount to delay the timing, and a drive voltage source for applying a drive voltage to the plurality of three-phase motors as the first shift means and the second shift. And inverter means for switching each of the coil ends of the plurality of three-phase motors by pulse driving, each of which is switched with a three-phase modulation pulse reflecting the shift result of the means.
According to a second aspect of the present invention, in the motor drive device of the first aspect, the number of the three-phase motors is N, the delay time is D, and the period of the reference carrier signal for generating the applied pulse is T. In this case, the relationship of D ≦ T / N is satisfied.
According to a third aspect of the present invention, in the motor drive device of the first or second aspect , the sensor means of each of the plurality of three-phase motors flows through either the common ground side or the common power supply side of the inverter means. A current sensor for detecting a current, wherein the sampling means samples the detected current detected by the current sensor at two different sampling timings and outputs two detected current values; As a signal for defining each sampling timing, a first sampling timing signal based on a predetermined value set in advance and a second based on any one predetermined value selected from two predetermined values corresponding to the first shift amount Sampling timing generation means for generating a sampling timing signal of It is characterized in.
According to a fourth aspect of the present invention, in the motor drive device according to the third aspect , the current extracting means detects the logical value of each modulation pulse when the two sampling timings are generated and the two sampling timings. And a plurality of phase current extraction means for extracting the two-phase coil currents of the plurality of three-phase motors based on the two detected current values.

本発明によれば、印加パルス遅延手段により、複数の3相モータのうちいずれか1つの3相モータに印加する印加パルスに対して他の3相モータに印加する印加パルスを所定の遅延時間ずつ順次遅延させる。複数の3相モータそれぞれに印加する印加パルスのタイミングが所定の遅延時間ずつずれることにより、センサ手段で検出された検出電流が互いに略同じタイミングずつずれて1つのサンプリング手段に入力される。サンプリング手段に入力された検出電流値は、前記複数の3相モータ間で互いに異なるタイミングに順次サンプリングされ、電流抽出手段で検出電流値から前記複数の3相モータそれぞれのコイル電流相当値が抽出される。このように、複数の3相モータごとにサンプリング手段を時分割で使用することができる。よって、複数の3相モータで互いに異なるサンプリングタイミングによる電流のサンプリングが可能になり、1つのサンプリング手段で複数の3相モータのコイル電流相当値をサンプリングすることができる。これにより、複数の3相モータごとに電流のサンプリング手段を備える構成に比べてより安価な構成で複数の3相モータそれぞれにおける1シャント電流検出方式による安定した相電流の検出が可能になる。   According to the present invention, the application pulse applied to one of the three-phase motors among the plurality of three-phase motors is applied to the other three-phase motor by a predetermined delay time. Delay sequentially. When the timing of the applied pulse applied to each of the plurality of three-phase motors is shifted by a predetermined delay time, the detected currents detected by the sensor means are shifted by substantially the same timing and input to one sampling means. The detected current values input to the sampling means are sequentially sampled at different timings among the plurality of three-phase motors, and the current extraction means extracts the coil current equivalent values of the plurality of three-phase motors from the detected current values. The Thus, the sampling means can be used in a time division manner for each of the plurality of three-phase motors. Therefore, it is possible to sample currents at different sampling timings in the plurality of three-phase motors, and it is possible to sample the coil current equivalent values of the plurality of three-phase motors with one sampling means. Accordingly, it is possible to detect a stable phase current by a single shunt current detection method in each of the plurality of three-phase motors with a cheaper configuration as compared with a configuration including current sampling means for each of the plurality of three-phase motors.

本発明の実施形態に係るモータ駆動装置の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the motor drive device which concerns on embodiment of this invention. 同モータ駆動装置における各信号のタイミングチャート。The timing chart of each signal in the motor drive device. 第1のモータ系統のより詳細な構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a more detailed structure of a 1st motor system | strain. 大小順位判定器の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of a magnitude order determination device. ロジックの真理値表。Logic truth table. パルスシフト量決定器の内部構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the internal structure of a pulse shift amount determination device. パルスシフト切り換え付きPWM変調器の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the PWM modulator with pulse shift switching. パルスシフト切り換え付きPWM変調器の動作波形の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the operation waveform of the PWM modulator with pulse shift switching. PWM・電流抽出装置501,505,508における3相の各種信号の波形の一例を示すタイミングチャート。5 is a timing chart showing an example of waveforms of various three-phase signals in the PWM / current extraction devices 501, 505 and 508. 電流サンプリングタイミング発生器の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of a current sampling timing generator. サンプリングパルス生成器の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of a sampling pulse generator. 電流抽出手段の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of an electric current extraction means. 電流抽出手段を構成するロジック(論理処理部)の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the logic (logic processing part) which comprises an electric current extraction means. 同ロジック(論理処理部)を構成する第1ロジックの真理値表。The truth table of the 1st logic which comprises the same logic (logic processing part). 同ロジック(論理処理部)を構成する他の第1ロジックの真理値表。The truth value table of the other 1st logic which comprises the same logic (logic processing part). 同ロジック(論理処理部)を構成する第2ロジックの真理値表。The truth value table of the 2nd logic which comprises the same logic (logic processing part).

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るモータ駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。図示例のモータ駆動装置は、第1のモータ系統ch1〜第3のモータ系統ch3の3個の3相モータを駆動するものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a motor driving device according to an embodiment of the present invention. The motor driving apparatus in the illustrated example drives three three-phase motors of the first motor system ch1 to the third motor system ch3.

図1に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置は、パルス発生手段及び電流抽出手段としてのPWM・電流抽出装置501,505,508と、モータユニット502,506,509と、ノコギリ波発生器503と、印加パルス遅延手段504,507と、論理和手段510と、サンプリング手段511と、セレクタ512とを備えている。   As shown in FIG. 1, the motor drive device according to the present embodiment includes PWM / current extraction devices 501, 505, and 508 as pulse generation means and current extraction means, motor units 502, 506, and 509, and sawtooth wave generation. 503, application pulse delay means 504, 507, logical sum means 510, sampling means 511, and selector 512.

なお、以下の説明では、3相それぞれを表す名称としてU相、V相、W相という用語を用いている。また、どのモータ系統のどの相の信号であるかを区別するために、モータ系統識別符号としての「1」、「2」又は「3」や相識別符号としての「U」、「V」又は「W」を信号名に付している。例えば、信号名vU1、mU1、pwmU1などは、「1」及び「U」が付されており、第1のモータ系統ch1のU相の信号名を示している。   In the following description, the terms U phase, V phase, and W phase are used as names representing the three phases. In addition, in order to distinguish which phase of which motor system the signal is, “1”, “2” or “3” as a motor system identification code or “U”, “V” or as a phase identification code “W” is added to the signal name. For example, signal names vU1, mU1, pwmU1, etc. are given “1” and “U”, and indicate the U phase signal name of the first motor system ch1.

第1のモータ系統ch1のPWM・電流抽出装置501には、入力信号vU1,vV1,vW1が入力される。この入力信号vU1,vV1,vW1は、3相のモータコイルそれぞれに印加される3相の駆動電圧に相当する値(以下「駆動電圧相当値」という。)を示す信号であり、図示しない制御手段により与えられる。この入力信号の駆動電圧相当値は、アナログ電圧の値でもよいし、デジタル量でもよい。この駆動電圧相当値は、ノコギリ波発生器503から出力された周期的に変化する適切な基準キャリア信号としてのPWMキャリア信号saw1によりパルス幅変調(Pulse Width Modulation)されることで、上記駆動電圧相当値の電圧レベルに比例したパルス幅をもった印加パルス(変調パルス)としてのPWMパルスpwmU1,pwmV,pwmW1に変換される。このPWMパルスは、3相モータを駆動するパルスであるため「駆動パルス」と呼ばれる場合もある。   Input signals vU1, vV1, and vW1 are input to the PWM / current extraction device 501 of the first motor system ch1. The input signals vU1, vV1, and vW1 are signals indicating values corresponding to three-phase driving voltages applied to the three-phase motor coils (hereinafter referred to as “driving voltage equivalent values”), and are not shown. Given by. The drive voltage equivalent value of this input signal may be an analog voltage value or a digital quantity. This drive voltage equivalent value is equivalent to the drive voltage by being subjected to pulse width modulation by the PWM carrier signal saw1 as an appropriate reference carrier signal that periodically changes from the sawtooth wave generator 503. It is converted into PWM pulses pwmU1, pwmV, and pwmW1 as applied pulses (modulation pulses) having a pulse width proportional to the voltage level of the value. Since this PWM pulse is a pulse for driving a three-phase motor, it may be called a “drive pulse”.

第1のモータ系統ch1のモータユニット502は、インバータ手段8と、センサ手段としての電流センサ24と、モータのコイル端子27とから主に構成されている。モータユニット502は、PWMパルスpwmU1,pwmV1,pwmW1が入力され、インバータ手段8で図示しない駆動電圧源をスイッチングして3相モータのコイル端子27U,V,Wに印加する。これによりモータコイルに電流が流れ、モータが回転する。   The motor unit 502 of the first motor system ch1 is mainly composed of inverter means 8, a current sensor 24 as sensor means, and a coil terminal 27 of the motor. The motor unit 502 receives PWM pulses pwmU1, pwmV1, and pwmW1, and switches the drive voltage source (not shown) by the inverter means 8 to apply it to the coil terminals 27U, V, and W of the three-phase motor. As a result, a current flows through the motor coil, and the motor rotates.

電流センサ24は、3相モータのモータコイルを流れる母線電流isを検出し、その検出された電流の値(以下「検出電流値」という。)として、その検出電流値に相当する電圧値(以下「検出電流相当値」という。)isns1を出力する。1シャント電流検出方式では、インバータ手段8の共通接地側に配置した電流センサ(例えば、抵抗素子や磁気的な電流センサ素子)24により上記母線電流isを検出できる。インバータ手段8がスイッチングしている3相のPWMパルスの論理関係により、検出電流相当値isns1には、互いに時間的に異なるタイミングで、U相,V相,W相の相電流のうちいずれか一つの相電流の値あるいはいずれか2つの相電流の加算値が発現する。   The current sensor 24 detects the bus current is flowing through the motor coil of the three-phase motor, and the detected current value (hereinafter referred to as “detected current value”) is a voltage value (hereinafter referred to as the detected current value). This is referred to as “detected current equivalent value.”) Isns1 is output. In the single shunt current detection method, the bus current is can be detected by a current sensor (for example, a resistance element or a magnetic current sensor element) 24 arranged on the common ground side of the inverter unit 8. Due to the logical relationship of the three-phase PWM pulses that are switched by the inverter means 8, the detected current equivalent value isns1 is any one of the U-phase, V-phase, and W-phase phase currents at different timings. The value of one phase current or the sum of any two phase currents appears.

PWM・電流抽出装置501は、PWMパルスの発生タイミングに同期して、電流センサ選択指示信号sel_1と電流サンプリング信号smp_1とを出力する。電流サンプリング信号smp_1は、3相のPWMパルスのうちいずれか1つ又は2つがオンのタイミングで、3相のPWMパルスの互いに異なる論理関係によって少なくとも2回発生するのが好ましい。電流センサ選択指示信号sel_1は、電流サンプリング信号smp_1のタイミングを含んで選択するように指示する信号である。   The PWM / current extraction device 501 outputs a current sensor selection instruction signal sel_1 and a current sampling signal smp_1 in synchronization with the generation timing of the PWM pulse. It is preferable that the current sampling signal smp_1 is generated at least twice according to a different logical relationship between the three-phase PWM pulses when any one or two of the three-phase PWM pulses are turned on. The current sensor selection instruction signal sel_1 is a signal for instructing selection including the timing of the current sampling signal smp_1.

セレクタ512は、第1〜第3の各モータ系統ch1〜3のPWM・電流抽出装置501,505,508からの電流センサ選択指示信号sel_1,2,3それぞれに応じて、各3相モータの電流センサ24からの検出電流相当値isns1,2,3を選択し、その選択された検出電流相当値isnsを出力する。   The selector 512 determines the currents of the three-phase motors in response to the current sensor selection instruction signals sel_1, 2, 3 from the PWM / current extraction devices 501, 505, 508 of the first to third motor systems ch1-3, respectively. The detected current equivalent value iss1, 2, 3 from the sensor 24 is selected, and the selected detected current equivalent value isns is output.

論理和手段510は、各モータ系統ch1,2,3のPWM・電流抽出装置501,505,508から出力された電流サンプリング信号smp_1,2,3の論理和を演算し、その論理和の演算結果を示す信号を、各モータ系統ch1,2,3の検出電流相当値をサンプリングするサンプリングタイミングを規定するサンプリング指令信号(サンプリングタイミング信号)smpとして出力する。電流サンプリング信号smp_1,2,3は、互いに異なるタイミングで発生するのが好ましい。   The logical sum means 510 calculates the logical sum of the current sampling signals smp_1, 2, and 3 output from the PWM / current extraction devices 501, 505, and 508 of the motor systems ch1,2,3, and the calculation result of the logical sum Is output as a sampling command signal (sampling timing signal) smp that defines the sampling timing for sampling the detected current equivalent values of the motor systems ch1,2,3. The current sampling signals smp_1, 2 and 3 are preferably generated at different timings.

サンプリング手段511は、サンプリング指令信号smpに基づいて検出電流相当値(アナログ値)isnsをサンプリングしてデジタル値idetとして出力する。一般的にはADC(A/D変換器)が用いられ、検出電流相当値(アナログ値)isnsをサンプリング指令信号smpにより検出電流相当値(デジタル値)idetに変換し、次のサンプリング指令信号smpまで保持する。   The sampling means 511 samples the detected current equivalent value (analog value) isns based on the sampling command signal smp and outputs it as a digital value idet. In general, an ADC (A / D converter) is used, and the detected current equivalent value (analog value) isns is converted into a detected current equivalent value (digital value) idet by the sampling command signal smp, and the next sampling command signal smp is converted. Hold up.

PWM・電流抽出装置501は、サンプリング手段511でサンプリングされて変換された検出電流相当値(デジタル値)idetから、2相分のコイル電流値それぞれに相当するコイル電流相当値(デジタル値)iu_det1,iv_det1を抽出する。この2相分のコイル電流相当値(デジタル値)の抽出は、サンプリング指令信号smpが1つの3相モータにつき2回発生し、その2つのサンプリング指令信号smpで指定されるタイミングそれぞれにおいて互いに異なる検出電流相当値(デジタル値)idetをサンプリング手段511でサンプリングすることで実現される。   The PWM / current extraction device 501 uses coil current equivalent values (digital values) iu_det1, corresponding to coil current values for two phases, from the detected current equivalent values (digital values) idet sampled and converted by the sampling means 511. Extract iv_det1. The two-phase coil current equivalent values (digital values) are extracted in such a way that the sampling command signal smp is generated twice for each three-phase motor and is different from each other at the timings specified by the two sampling command signals smp. This is realized by sampling the current equivalent value (digital value) idet by the sampling means 511.

以上、第1のモータ系統ch1の場合について説明したが、第2のモータ系統ch2のPWM・電流抽出装置505及びモータユニット506は、上記第1のモータ系統ch1のPWM・電流抽出装置501及びモータユニット502と同じ動作をするので詳しい説明を省略する。ただし、PWM・電流抽出装置505には、印加パルス遅延手段504によりノコギリ波発生器503のPWMキャリア信号saw1に対して所定の遅延時間だけ遅延したPWMキャリア信号saw2が入力される。
また、第3のモータ系統ch3のPWM・電流抽出装置508及びモータユニット509は、内部構成や一部の信号名を省略しているが、上記第1のモータ系統ch1のPWM・電流抽出装置501及びモータユニット502と同じ動作をするので詳しい説明を省略する。ただし、PWM・電流抽出装置508には、印加パルス遅延手段507により第2のモータ系統ch2のPWM・電流抽出装置505に入力されるPWMキャリア信号saw2に対してさらに所定の遅延時間だけ遅延したPWMキャリア信号saw3が入力される。
以下、同様にして、さらに多数のモータ系統chを接続することが可能である。
The first motor system ch1 has been described above. The PWM / current extraction device 505 and the motor unit 506 of the second motor system ch2 are the same as the PWM / current extraction device 501 and the motor of the first motor system ch1. Since the operation is the same as that of the unit 502, detailed description is omitted. However, the PWM / current extraction device 505 receives the PWM carrier signal saw2 delayed by a predetermined delay time with respect to the PWM carrier signal saw1 of the sawtooth wave generator 503 by the applied pulse delay means 504.
Also, the PWM / current extraction device 508 and the motor unit 509 of the third motor system ch3 omit the internal configuration and some signal names, but the PWM / current extraction device 501 of the first motor system ch1. Since the operation is the same as that of the motor unit 502, detailed description thereof is omitted. However, the PWM / current extraction device 508 further includes a PWM delayed by a predetermined delay time with respect to the PWM carrier signal saw2 input to the PWM / current extraction device 505 of the second motor system ch2 by the applied pulse delay means 507. The carrier signal saw3 is input.
Hereinafter, it is possible to connect a larger number of motor systems ch in the same manner.

図2は、図1で示した構成例のモータ駆動装置における各信号のタイミングチャートである。なお、このタイミングチャートでは、主に第1及び第2のモータ系統ch1,ch2の各信号を示し、第3のモータ系統ch3の各信号は適宜省略している。   FIG. 2 is a timing chart of each signal in the motor drive device of the configuration example shown in FIG. In this timing chart, signals of the first and second motor systems ch1 and ch2 are mainly shown, and signals of the third motor system ch3 are omitted as appropriate.

図2において、第1のモータ系統ch1のPWMキャリア信号saw1に対して所定の遅延時間delayだけ遅延して第2のモータ系統ch2のPWMキャリア信号saw2が作られる。さらに、第2のモータ系統ch2のPWMキャリア信号saw2に対して所定の遅延時間delayだけ遅延して第3のモータ系統ch3のPWMキャリア信号saw3が作られる。   In FIG. 2, the PWM carrier signal saw2 of the second motor system ch2 is generated with a delay of a predetermined delay time delay with respect to the PWM carrier signal saw1 of the first motor system ch1. Further, the PWM carrier signal saw3 of the third motor system ch3 is generated with a delay of a predetermined delay time delay with respect to the PWM carrier signal saw2 of the second motor system ch2.

各PWMキャリア信号saw1,2と各モータ系統ch1,2のU相電圧指示vU1・vU2とが比較されてU相PWMパルスpwmU1,pwmU2が作られる。なお、第3のモータ系統ch3については図示していないが、同様にU相PWMパルスpwmU3が作られる。また、図示していないがV相とW相とについても同様にPWMパルスが作られる。   The PWM carrier signals saw1 and 2 and the U-phase voltage instructions vU1 and vU2 of the motor systems ch1 and ch2 are compared to generate U-phase PWM pulses pwmU1 and pwmU2. Although the third motor system ch3 is not shown, a U-phase PWM pulse pwmU3 is similarly generated. Although not shown, PWM pulses are similarly generated for the V phase and the W phase.

第1のモータ系統ch1の電流センサ選択指示信号sel_1は、PWMキャリア信号の周期(以下「PWMキャリア周期」という。)中の前半1/3程度の期間内でアクティブとなる。この電流センサ選択指示信号sel_1がアクティブとなる期間の長さは、おおむね上記所定の遅延時間delayと同じである。この期間中、電流サンプリング信号(サンプリングパルス)smp_1が2回出力される。このとき図示しないV相、W相のPWMパルスも含めた3相のPWMパルスの論理関係が互いに異なっていれば、1回目のサンプリングタイミングで検出電流相当値i1がサンプリングされ、2回目のサンプリングタイミングで検出電流相当値i2がサンプリングされる。そして、各検出電流相当値(アナログ値)i1,i2がサンプリング手段511で検出電流相当値(デジタル値)idetに変換されて出力される。   The current sensor selection instruction signal sel_1 of the first motor system ch1 becomes active within a period of about 1/3 of the period of the PWM carrier signal (hereinafter referred to as “PWM carrier period”). The length of the period during which the current sensor selection instruction signal sel_1 is active is substantially the same as the predetermined delay time delay. During this period, the current sampling signal (sampling pulse) smp_1 is output twice. At this time, if the logical relationship of the three-phase PWM pulses including the V-phase and W-phase PWM pulses (not shown) is different from each other, the detected current equivalent value i1 is sampled at the first sampling timing, and the second sampling timing is obtained. The detected current equivalent value i2 is sampled. The detected current equivalent values (analog values) i1 and i2 are converted into detected current equivalent values (digital values) idet by the sampling means 511 and output.

なお、図2のタイミングチャートでは、電流サンプリング信号(サンプリングパルス)smp_1等と検出電流相当値(デジタル値)idetへの反映のタイミングとが同時のタイミングとなっているが、実際のサンプリング手段511はA/D変換時間が0(ゼロ)でないので検出電流相当値(デジタル値)idetは若干遅延するのが普通である。しかし、若干遅延しても本発明の効果は十分得られるので、ここでは遅延時間を0としている。   In the timing chart of FIG. 2, the current sampling signal (sampling pulse) smp_1 and the like and the reflection timing to the detected current equivalent value (digital value) idet are the same timing, but the actual sampling means 511 is Since the A / D conversion time is not 0 (zero), the detected current equivalent value (digital value) idet is usually slightly delayed. However, since the effect of the present invention can be sufficiently obtained even with a slight delay, the delay time is set to 0 here.

第2のモータ系統ch2の各信号は第1のモータ系統ch1に対して所定の遅延時間delay分だけ遅延している。これにより、第1のモータ系統ch1との間で、上記検出電流相当値のサンプリングタイミングが重ならないので、同じサンプリング手段511を使うことができる。   Each signal of the second motor system ch2 is delayed by a predetermined delay time delay with respect to the first motor system ch1. Thereby, since the sampling timing of the detected current equivalent value does not overlap with the first motor system ch1, the same sampling means 511 can be used.

さらに、所定の遅延時間delayをPWMキャリア周期(PWMキャリア信号の周期)の1/3程度にしているため、図示しないが第3のモータ系統ch3も動作可能である。すなわち、第3のモータ系統ch3についても、同じサンプリング手段511を使って上記検出電流相当値のサンプリング処理を行うことができる。   Furthermore, since the predetermined delay time delay is set to about 1/3 of the PWM carrier cycle (PWM carrier signal cycle), the third motor system ch3 can also operate, although not shown. That is, for the third motor system ch3, the same sampling means 511 can be used to perform sampling processing of the detected current equivalent value.

以上のように、サンプリング手段511は第1,2,3のモータ系統ch1,2,3のサンプリング処理を行うことができ、3つのモータ系統ch1,2,3を1つのサンプリング手段511でまかなうことができる。   As described above, the sampling means 511 can perform the sampling processing of the first, second, and third motor systems ch1,2,3, and can cover the three motor systems ch1,2,3 with one sampling means 511. Can do.

なお、所定の遅延時間delayをより小さくすれば、さらに多くのモータ系統を1つのサンプリング手段511(ADC)でまかなうことができる。   If the predetermined delay time delay is further reduced, more motor systems can be covered by one sampling means 511 (ADC).

ここで、3相モータの個数をN、遅延時間delayをD、印加パルスを発生させるための基準キャリア信号sawの周期(PWMキャリア周期)をTとしたとき、次の式(1)を満たしてもよい。
D≦T/N・・・式(1)
Here, when the number of three-phase motors is N, the delay time delay is D, and the period (PWM carrier period) of the reference carrier signal saw for generating the applied pulse is T, the following equation (1) is satisfied. Also good.
D ≦ T / N Formula (1)

上記式(1)の関係を満たすことにより、時間軸上でN個の各モータ系統の電流サンプリング信号(サンプリングパルス)smpが互いに重なることがなく、PWMキャリア信号(基準キャリア信号)sawの1周期(PWMキャリア周期)内で、N個の3相モータそれぞれについて、コイル電流相当値を抽出するための検出電流相当値をサンプリングすることができる。   By satisfying the relationship of the above formula (1), the current sampling signals (sampling pulses) smp of each of the N motor systems on the time axis do not overlap each other, and one period of the PWM carrier signal (reference carrier signal) saw Within (PWM carrier cycle), the detected current equivalent value for extracting the coil current equivalent value can be sampled for each of the N three-phase motors.

図3は、上記第1のモータ系統ch1について、PWM・電流抽出装置501とモータユニット502との構成の一例をより詳細に説明したモータ駆動装置のブロック図である。なお、図3以降の図においては、第1のモータ系統ch1であることを示す信号名の添え字「1」は適宜省略している。   FIG. 3 is a block diagram of the motor drive device that explains in more detail an example of the configuration of the PWM / current extraction device 501 and the motor unit 502 with respect to the first motor system ch1. In FIG. 3 and subsequent figures, the suffix “1” of the signal name indicating the first motor system ch1 is omitted as appropriate.

図3に示すように、PWM・電流抽出装置501は、大小順位判定器1と、最大値検出器2と、シフト量選択手段としてのパルスシフト量決定器3と、サンプリングタイミング生成手段としての電流サンプリングタイミング決定器4と、パルス変調手段としてのパルスシフト切り換え付きPWM変調器5,6,7と、パルス幅修正手段としての短パルス修正手段16と、サンプリングパルス生成器18と、ラッチ手段19,20と、電流抽出手段21と、ラッチ手段22,23と、論理和手段28と、デコーダ29とを備えている。上記パルスシフト量決定器3及びパルスシフト切り換え付きPWM変調器5,6,7は第1,第2シフト手段を構成し、ラッチ手段19,20及び電流抽出手段21は相電流抽出手段を構成する。さらに、サンプリングパルス生成器18及びラッチ手段22,23は、サンプリング手段を構成する。   As shown in FIG. 3, the PWM / current extraction device 501 includes a magnitude order determination unit 1, a maximum value detector 2, a pulse shift amount determiner 3 as a shift amount selection unit, and a current as a sampling timing generation unit. A sampling timing determiner 4; PWM modulators 5, 6, and 7 with pulse shift switching as pulse modulation means; a short pulse correction means 16 as pulse width correction means; a sampling pulse generator 18; 20, current extraction means 21, latch means 22 and 23, logical sum means 28, and decoder 29. The pulse shift amount determiner 3 and the PWM modulators 5, 6 and 7 with pulse shift switching constitute first and second shift means, and the latch means 19 and 20 and current extraction means 21 constitute phase current extraction means. . Further, the sampling pulse generator 18 and the latch means 22 and 23 constitute sampling means.

また、モータユニット502は、ゲート駆動手段9とスイッチ素子ブリッジ10〜15とで構成されるインバータ手段8と、増幅器25と抵抗26とで構成される電流センサ24とを備えている。   The motor unit 502 includes an inverter unit 8 including a gate driving unit 9 and switch element bridges 10 to 15, and a current sensor 24 including an amplifier 25 and a resistor 26.

図3において、入力信号vU,vV,vWは、モータコイル3相の駆動電圧に相当する駆動電圧相当値を示す信号であり、図示しない制御手段により与えられる。この入力信号vU,vV,vWの駆動電圧相当値はアナログ電圧の値でもよいし、デジタル量でもよい。この駆動電圧相当値は、適切なPWMキャリア信号によりパルス幅変調することで、駆動電圧相当値の電圧レベルに比例したパルス幅をもった変調パルスとしてのPWMパルスに変換されるので、この駆動電圧相当値はPWMパルスのパルス幅にも相当する。   In FIG. 3, input signals vU, vV, and vW are signals indicating drive voltage equivalent values corresponding to the three-phase drive voltages of the motor coil, and are given by control means (not shown). The drive voltage equivalent values of the input signals vU, vV, and vW may be analog voltage values or digital quantities. This drive voltage equivalent value is converted into a PWM pulse as a modulation pulse having a pulse width proportional to the voltage level of the drive voltage equivalent value by performing pulse width modulation with an appropriate PWM carrier signal. The equivalent value also corresponds to the pulse width of the PWM pulse.

短パルス修正手段16については後述するが、ここでは、入力信号vU,vV,vWは、そのまま短パルス修正手段16を通過してそれぞれ3相電圧レベルの信号mU,mV,mWになるものとする。   The short pulse correction means 16 will be described later. Here, the input signals vU, vV, and vW pass through the short pulse correction means 16 as they are and become signals mU, mV, and mW of three-phase voltage levels, respectively. .

大小順位判定器(sort sequence)1は、3相電圧レベル信号(PWMパルスのパルス幅相当でもある)mU,mV,mWがそれぞれ何番目に大きいか(パルス幅が長いか)を判定し、それぞれ大小順位信号sortU,sortV,sortWとして、「1」,「2」,「3」のいずれかの番号を出力する。具体的には、例えば、最もパルス幅が大きい(長い)相に番号「1」を出力し、2番目にパルス幅が大きい(長い)相に番号「2」を出力し、3番目にパルス幅が大きい(長い)すなわち最もパルス幅が小さい(短い)相に番号「3」を出力する。   The sort sequence 1 determines the order of the three-phase voltage level signals (which are also equivalent to the pulse width of the PWM pulse) mU, mV, mW, respectively (the pulse width is long), Any one of the numbers “1”, “2”, and “3” is output as the magnitude order signals sortU, sortV, and sortW. Specifically, for example, the number “1” is output to the phase with the largest (long) pulse width, the number “2” is output to the second (long) pulse width, and the pulse width is third. The number “3” is output to the phase having a large (long), that is, the smallest (short) pulse width.

図4は、大小順位判定器1の構成の一例を示すブロック図である。また、図5は、ロジック(論理処理部)104の真理値表である。
図4において、大小順位判定器1は、それぞれ2つの値を比較する大小比較器101,102,103と、ロジック104とを備えている。例えば、大小比較器101では、mU>mVとなるとき「1」を、そうでないとき「0」を出力する。そして、3つの信号mU,mV,mWの相互の大小関係をこれで比較し、それをロジック104で判定して、sortU,sortV,sortWを得る。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the magnitude order determination unit 1. FIG. 5 is a truth table of the logic (logic processing unit) 104.
In FIG. 4, the magnitude order determination unit 1 includes magnitude comparators 101, 102, and 103 that compare two values, and a logic 104. For example, the magnitude comparator 101 outputs “1” when mU> mV, and “0” otherwise. Then, the magnitude relation between the three signals mU, mV, and mW is compared with this, and the logic 104 determines the relationship, so that sortU, sortV, and sortW are obtained.

また、図5の真理値表に示すように、大小比較器101,102,103の出力値がいずれも「1」あるいはいずれも「0」のときは、おそらくいずれも等しいのであるが、便宜上mU,mV,mWの順とする。それ以外は大小関係から3つの順位がわかるのでその順位番号を出力する。   Further, as shown in the truth table of FIG. 5, when the output values of the magnitude comparators 101, 102, 103 are all “1” or all “0”, they are probably all equal, but for convenience mU , MV, mW. Otherwise, the three ranks are known from the magnitude relationship, and the rank number is output.

最大値検出器2は、大小順位判定器1から出力された電圧レベル信号mU,mV,mWのうちから最大の値を選んで最長パルスV1として出力する。最長パルスV1は次の式(2)のように表す。
V1=max(mU,mV,mW)・・・式(2)
上記最長パルスV1は、3相PWMパルスのうち最も長いパルス幅に相当する。
The maximum value detector 2 selects the maximum value from the voltage level signals mU, mV, mW output from the magnitude order determination unit 1 and outputs it as the longest pulse V1. The longest pulse V1 is expressed as the following equation (2).
V1 = max (mU, mV, mW) Expression (2)
The longest pulse V1 corresponds to the longest pulse width of the three-phase PWM pulses.

図6は、パルスシフト量決定器3の内部構成の一例を示すブロック図である。パルスシフト量決定器3は、上記最長パルスV1の値に基づいてパルスシフト量d1,d2を出力するものである。
図6において、条件判定器111で、最長パルスV1の値が所定値constより大きいか否かを判定し、判定結果がyesのとき(V1>constであるとき)、セレクタ112から第1シフト量d1として所定値d11を出力し、そうでないとき第1シフト量d1として所定値d12を出力する。また、第2シフト量d2として所定値を出力する。
なお、図3において最長パルスV1が入力される電流サンプリングタイミング決定器4については、後述する。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the pulse shift amount determiner 3. The pulse shift amount determiner 3 outputs pulse shift amounts d1 and d2 based on the value of the longest pulse V1.
In FIG. 6, the condition determiner 111 determines whether or not the value of the longest pulse V1 is greater than a predetermined value const. When the determination result is yes (when V1> const), the first shift amount is output from the selector 112. A predetermined value d11 is output as d1, and if not, a predetermined value d12 is output as the first shift amount d1. Further, a predetermined value is output as the second shift amount d2.
The current sampling timing determiner 4 to which the longest pulse V1 is input in FIG. 3 will be described later.

ノコギリ波発生器(Saw gen)17は、所定のPWMキャリア周期でノコギリ波sawを生成する。そして、パルスシフト切り換え付きPWM変調器5,6,7は、ノコギリ波sawをキャリアとし、上記3相電圧レベル信号mU,mV,mWを、大小順位信号sortU/V/Wとパルスシフト量d1,d2とに基づいてパルスシフトしてPWM変換し、PWMパルスpwmU/V/Wを出力する。   A sawtooth wave generator (Saw gen) 17 generates a sawtooth wave saw with a predetermined PWM carrier period. The PWM modulators 5, 6, and 7 with pulse shift switching use the sawtooth wave saw as a carrier, the three-phase voltage level signals mU, mV, and mW as the magnitude order signal sortU / V / W and the pulse shift amount d1, Based on d2, the pulse is shifted and PWM converted, and a PWM pulse pwmU / V / W is output.

図7は、パルスシフト切り換え付きPWM変調器5の構成の一例を示すブロック図である。なお、図7はU相のパルスシフト切り換え付きPWM変調器5の構成例であるが、V相とW相とでも同様の構成となるので、パルスシフト切り換え付きPWM変調器6,7については説明を省略する。   FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the PWM modulator 5 with pulse shift switching. FIG. 7 shows an example of the configuration of the PWM modulator 5 with U-phase pulse shift switching, but the V-phase and W-phase have the same configuration, so the PWM modulators 6 and 7 with pulse shift switching will be described. Is omitted.

図7において、パルスシフト切り換え付きPWM変調器5は、シフト量選択器131と、加算器132と、比較器133とを備えている。シフト量選択器131に入力される大小順位信号sortUは1,2,3のうちのいずれかの番号であり、U相が何番目に大きい(パルス幅が長い)かを示すものである。シフト量選択器131は、U相の大小順位信号sortUの番号に基づき、シフト量t1として、
(1)sortU=1(1番長い相)なら0
(2)sortU=2(2番目に番長い相)なら所定の第1シフト量dl
(3)sortU=3(最も短い相)なら所定の第2シフト量d2
を選択する。なお、値がゼロである0電圧レベル信号をシフト量t1だけシフトさせた電圧レベルの値はシフト量t1の値と同じであるので、以下の説明において、t1を適宜「第1電圧レベル信号」という。
In FIG. 7, the PWM modulator 5 with pulse shift switching includes a shift amount selector 131, an adder 132, and a comparator 133. The magnitude order signal sortU input to the shift amount selector 131 is one of 1, 2, and 3 and indicates how large the U phase is (the pulse width is long). Based on the number of the U-phase magnitude signal sortU, the shift amount selector 131 sets the shift amount t1 as
(1) 0 if sortU = 1 (the longest phase)
(2) If sortU = 2 (second longest phase), a predetermined first shift amount dl
(3) If sortU = 3 (shortest phase), a predetermined second shift amount d2
Select. Note that the voltage level value obtained by shifting the zero voltage level signal having a value of zero by the shift amount t1 is the same as the value of the shift amount t1, and therefore, in the following description, t1 is appropriately referred to as a “first voltage level signal”. That's it.

加算器132は、U相の電圧レベル信号mUにシフト量t1を加算して第2電圧レベル信号t2を生成する。   The adder 132 adds the shift amount t1 to the U-phase voltage level signal mU to generate a second voltage level signal t2.

比較器133は、PWMキャリア信号であるノコギリ波(以下「ノコギリ波キャリア」とう。)sawと、シフト処理後の第1電圧レベル信号t1及び第2電圧レベル信号t2とを比較して、
(1)「t1≦saw<t2」ならpwmU=1
(2)「saw<t1 あるいは saw≧t2」ならpwmU=0
としてPWM変調する。
このようにPWM変調すると、ノコギリ波キャリアsawが0になる時刻を基準として、mU相当のPWMパルスを、上記電圧レベルのシフト量t1に相当する時間分だけ時間軸上で後ろにずらした(シフトした)PWMパルスが生成される。
The comparator 133 compares the sawtooth wave (hereinafter referred to as “sawtooth carrier”) saw that is a PWM carrier signal with the first voltage level signal t1 and the second voltage level signal t2 after the shift processing,
(1) If “t1 ≦ saw <t2”, pwmU = 1
(2) If “saw <t1 or saw ≧ t2”, pwmU = 0
PWM modulation is performed.
When PWM modulation is performed in this manner, the PWM pulse corresponding to mU is shifted backward on the time axis by the time corresponding to the voltage level shift amount t1 with reference to the time when the sawtooth wave carrier saw becomes 0 (shift). PWM pulses are generated.

図8は、パルスシフト切り換え付きPWM変調器5の動作波形の一例を示すグラフである。
図8において、上記電圧レベルのシフト量t1として所定シフト量d1あるいはd2を与えないとき、ノコギリ波キャリアsawがU相の電圧レベル信号mUのレベルを越えないときにPWMパルスpwmU(0)=1となる。これに対して、上記電圧レベルのシフト量t1として所定シフト量d1あるいはd2を与えたとき、U相の電圧レベル信号mUのレベルに対して上にオフセットした電圧レベル信号t2と、0電圧レベルから上にオフセットしたレベルt1との間でPWMパルスpwmU=1になる。つまり、PWMパルスpwmUは第1シフト量d1あるいは第2シフト量d2に相当する時間分だけ時間軸上で後ろにシフトしたPWMパルスになる。
なお、図7及び図8の例では、ノコギリ波キャリアsawと比較する前の電圧レベルの操作でパルスシフトを実現する構成の場合について示しているが、ノコギリ波キャリアsawと比較した後のPWMパルス自体をシフトする構成にしてもよい。
FIG. 8 is a graph showing an example of operation waveforms of the PWM modulator 5 with pulse shift switching.
In FIG. 8, when the predetermined shift amount d1 or d2 is not given as the voltage level shift amount t1, the PWM pulse pwmU (0) = 1 when the sawtooth wave carrier saw does not exceed the level of the U-phase voltage level signal mU. It becomes. On the other hand, when a predetermined shift amount d1 or d2 is given as the voltage level shift amount t1, the voltage level signal t2 offset upward with respect to the level of the U-phase voltage level signal mU and the zero voltage level The PWM pulse pwmU = 1 from the level t1 offset upward. That is, the PWM pulse pwmU is a PWM pulse shifted backward on the time axis by a time corresponding to the first shift amount d1 or the second shift amount d2.
7 and 8 show the case where the pulse shift is realized by the operation of the voltage level before the comparison with the sawtooth wave carrier saw, the PWM pulse after the comparison with the sawtooth wave carrier saw. It may be configured to shift itself.

図9は、PWM・電流抽出装置501,505,508における3相の各種信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。図中の上段(1〜6列)は3相それぞれの電圧レベル信号mU/V/W及びPWMパルスpwmU/V/Wの波形を示し、図中の下段(7〜12列)は母線電流(検出電流)is、検出電流相当値isns及び電流サンプリング信号smp、サンプリング値puvw1,puvw2、及び抽出後の2相分のコイル電流相当値(デジタル値)iu_det,iv_detの波形を示している。   FIG. 9 is a timing chart illustrating an example of waveforms of various three-phase signals in the PWM / current extraction devices 501, 505, and 508. The upper part (rows 1 to 6) in the figure shows the waveforms of the voltage level signals mU / V / W and PWM pulse pwmU / V / W for each of the three phases, and the lower part (rows 7 to 12) in the figure shows the bus current ( The waveforms of the detected current) is, the detected current equivalent value iss, the current sampling signal smp, the sampling values puvw1, puvw2, and the coil current equivalent values (digital values) iu_det, iv_det for two phases after extraction are shown.

なお、信号mU/V/Wは、図3においては電圧レベルの信号であるが、図9においてはパルスシフト前のパルス相当に直して表示している。図9において、パルス信号mUが最大(最長)であり、以下、パルス信号mV,mWの順に長いものとする。また、図9において、シフト量d1やd2、及び信号mUやmVの単位として時間を使ったり電圧レベルを使ったりするが、PWM変換過程の前か後かの違いだけで両者には本質的な違いはないので、以下説明文脈に応じてどちらも使うことにする。   The signal mU / V / W is a voltage level signal in FIG. 3, but is displayed in a manner corresponding to the pulse before the pulse shift in FIG. In FIG. 9, it is assumed that the pulse signal mU is the maximum (longest), and the pulse signals mV and mW are longer in the following order. In FIG. 9, time or voltage level is used as a unit of shift amounts d1 and d2 and signals mU and mV, but both are essential only in the difference between before and after the PWM conversion process. Since there is no difference, both will be used according to the explanation context.

また、最小PWMパルス幅Thは検出電流のサンプリングに必要な最小PWMパルス幅の目安であり、シフト量d1の選択条件である最長パルスV1の長さ判定(図6のconst)として2×Thを用いている。   The minimum PWM pulse width Th is an indication of the minimum PWM pulse width necessary for sampling the detected current, and 2 × Th is used as the length determination (const in FIG. 6) of the longest pulse V1 which is a selection condition for the shift amount d1. Used.

図9において、3種類の所定量d11,d12,d2として次の条件式で得られる値を選ぶと、検出電流のサンプリングに必要な時間Thをどのような場合でも最小限で確保できる。   In FIG. 9, when the values obtained by the following conditional expressions are selected as the three types of predetermined amounts d11, d12, d2, the time Th required for sampling the detection current can be ensured at a minimum.

d11=Th;
d12=2×Th;
d2 =3×Th;
if(V1>2×Th) d1=d11;
else d1=d12;
d11 = Th;
d12 = 2 × Th;
d2 = 3 × Th;
if (V1> 2 × Th) d1 = d11;
else d1 = d12;

このようにして、最も長いパルス幅(mU)に応じて第1シフト量d1として互いに異なる2つの所定シフト量としての所定値d11か所定値d12かを選択して2番目に長いパルス(mV)を後ろにシフトする第1シフト手段と、第2シフト量として所定値d2を用いて3番目に長いパルス(mW)を後ろにシフトする第2シフト手段が実現できる。   In this way, the second longest pulse (mV) is selected by selecting either the predetermined value d11 or the predetermined value d12 as two different predetermined shift amounts as the first shift amount d1 according to the longest pulse width (mU). The first shift means that shifts backward and the second shift means that shifts the third long pulse (mW) backward using the predetermined value d2 as the second shift amount can be realized.

最長パルスV1(=mU)>2×Thのときは、信号mVを時間軸上でTh(=d11)だけ後ろにシフトする。このとき最初のTh時間は信号mUだけが1(U相がON)であり、これでU相電流が母線電流に発現するので、PWM期間の最初の方で第1の検出電流のサンプリングが可能である。次のTh時間(Th<t<2×Th期間)では、信号mUとmVとが1になることが保証されるので、これでU+V相電流(−W相電流)が母線電流に発現し、第2の検出電流のサンプリングが可能になる。   When the longest pulse V1 (= mU)> 2 × Th, the signal mV is shifted backward by Th (= d11) on the time axis. At this time, only the signal mU is 1 for the first Th time (the U-phase is ON), and the U-phase current appears in the bus current. Therefore, the first detection current can be sampled at the beginning of the PWM period. It is. In the next Th time (Th <t <2 × Th period), the signals mU and mV are guaranteed to be 1, so that the U + V phase current (−W phase current) appears in the bus current, The second detection current can be sampled.

一方、最長パルスV1(=mU)<2×Thのときは、2番目のTh時間(Th<t<2×Th期間)中に信号mUが0になるのでd11のシフト量では第2の検出電流のサンプリング時間が確保されない。そこで、この場合は、信号mVを時間軸上で2×Th(=d12)だけ後ろにシフトする。そうすると、3番目のTh時間(2×Th<3×Th期間)中に信号mVだけが1になり、ここでV相電流が母線電流に発現し、第2の検出電流のサンプリングが可能になる。   On the other hand, when the longest pulse V1 (= mU) <2 × Th, the signal mU becomes 0 during the second Th time (Th <t <2 × Th period), so the second detection is performed with the shift amount of d11. Current sampling time is not secured. Therefore, in this case, the signal mV is shifted backward by 2 × Th (= d12) on the time axis. Then, during the third Th time (2 × Th <3 × Th period), only the signal mV becomes 1, where the V-phase current appears in the bus current, and the second detection current can be sampled. .

また、パルスシフト量d1=2×Th(=d12)の場合でも2番目のサンプリング時に信号mVだけが1になるように、信号mWは時間軸上でさらに後ろ(d2=3×Th)にシフトしておく。   Further, even when the pulse shift amount is d1 = 2 × Th (= d12), the signal mW is shifted further back (d2 = 3 × Th) on the time axis so that only the signal mV becomes 1 at the second sampling. Keep it.

このようにすると、PWMパルスのパルス幅自体は変えないので、他の相に修正を波及させる必要がなく、回路が簡単になる。また、PWMパルスのシフト量は3種類の所定値d11,d12,d2だけを使うので回路が簡単である。さらに検出電流のサンプリング期間が基準時間からわずか3×Th以内に集中するため、ThをPWM期間の幅に対して短くしておけば、PWM期間の残りの部分内で別のモータの電流を同じサンプリング手段で検出しやすい、というメリットがある。したがって、別の用途や複数モータを扱う場合でも、1個のサンプリング手段(ADC)を時分割で使いやすく低コストになる。   In this way, since the pulse width itself of the PWM pulse is not changed, it is not necessary to propagate the correction to other phases, and the circuit is simplified. Further, since only three kinds of predetermined values d11, d12, d2 are used for the shift amount of the PWM pulse, the circuit is simple. Further, since the sampling period of the detection current is concentrated within only 3 × Th from the reference time, if Th is shortened with respect to the width of the PWM period, the current of another motor is the same in the remaining part of the PWM period. There is an advantage that it is easy to detect by the sampling means. Therefore, even when handling different applications or a plurality of motors, one sampling means (ADC) is easy to use in a time-sharing manner and is low in cost.

図3において、インバータ手段8は、直流電源をPWMパルスでスイッチングして3相コイルにパルス電圧を印加し、コイルインダクタンスで平滑化された3相電流iu,iv,iwを流すものである。上述したように、インバータ手段8は、ゲート駆動手段9とスイッチ素子ブリッジ10〜15とからなる。スイッチ素子ブリッジ10〜15は、近年ではFET(Field Effect Transistor)と呼ばれる電界効果トランジスタで構成されることが多いが、バイポーラトランジスタで構成してもよい。   In FIG. 3, the inverter means 8 switches a DC power supply with a PWM pulse, applies a pulse voltage to the three-phase coil, and flows three-phase currents iu, iv, iw smoothed by the coil inductance. As described above, the inverter unit 8 includes the gate driving unit 9 and the switch element bridges 10 to 15. In recent years, the switch element bridges 10 to 15 are often composed of field effect transistors called FETs (Field Effect Transistors), but may be composed of bipolar transistors.

また、ゲート駆動手段9は、上述の構成で得られた3相のPWMパルスpwmU/V/Wからスイッチ素子のゲートON/OFFパルスに変換する回路で、上下のFET、例えば、スイッチ素子ブリッジ10,11がPWMパルスにより、どちらかONするように反転回路とレベルシフト回路とで構成される。わかりやすいようにPWMパルスが1のとき上側FETがON,下側FETがOFF、PWMパルスが0のとき上側FETがOFF,下側FETがONとするが、どちらにするかは設計上の選択的事項である。   The gate driving means 9 is a circuit for converting the three-phase PWM pulse pwmU / V / W obtained in the above configuration into a gate ON / OFF pulse of a switch element. , 11 are constituted by an inverting circuit and a level shift circuit so that either of them is turned on by a PWM pulse. For ease of understanding, when the PWM pulse is 1, the upper FET is ON, the lower FET is OFF, and when the PWM pulse is 0, the upper FET is OFF and the lower FET is ON. It is a matter.

また、モータの3相コイル27には、コイル端にU,V,Wと名称を付記してある。これらのコイル端に流れ込む電流を正符号にとり3相電流iu,iv,iwとする。   Further, the three-phase coil 27 of the motor is labeled with U, V, W at the coil ends. The current flowing into these coil ends is taken as a positive sign and is defined as a three-phase current iu, iv, iw.

電流センサ24については、後述するが、ここでは電流センサ24は短絡として説明する。インバータ手段8の下側のスイッチ素子ブリッジ11,13,15を束ねて接地(GND)に接続し、上側のスイッチ素子ブリッジ10,12,14を束ねて直流電源に接続している。接地側あるいは電源側の共通ライン(母線)に母線電流isが流れる。1シャント電流検出方式では、この母線電流isを電流センサ24で検出する。   Although the current sensor 24 will be described later, here, the current sensor 24 will be described as a short circuit. The lower switch element bridges 11, 13, and 15 of the inverter means 8 are bundled and connected to the ground (GND), and the upper switch element bridges 10, 12, and 14 are bundled and connected to a DC power source. A bus current is flows through a common line (bus) on the ground side or the power supply side. In the single shunt current detection method, the bus current is is detected by the current sensor 24.

図3に示すモータ駆動装置では、電流センサ24は、インバータ手段8の下側のスイッチ素子ブリッジ11,13,15を束ねて接地(GND)に接続する途中に挿入され、母線電流isを検出する。電流センサ24は、上述したように電源側に挿入してもよいが、GND側の方が電圧レベルが低いので安価なアンプ等の回路素子が使えることが多く、好ましい。
また、電流センサ24は抵抗26をGND間に挿入し、抵抗間の電圧を増幅器25で増幅することで母線電流isに比例した検出値isnsを検出電流相当値として得ることができる。なお、抵抗方式でなく磁気的な方式も一般的である。
In the motor drive device shown in FIG. 3, the current sensor 24 is inserted in the middle of connecting the switch element bridges 11, 13, 15 on the lower side of the inverter means 8 to the ground (GND), and detects the bus current is. . The current sensor 24 may be inserted on the power supply side as described above, but the GND side has a lower voltage level, so that it is often preferable to use an inexpensive circuit element such as an amplifier.
Further, the current sensor 24 can obtain a detected value isns proportional to the bus current is as a detected current equivalent value by inserting a resistor 26 between the GNDs and amplifying the voltage between the resistors with the amplifier 25. In addition, not a resistance method but a magnetic method is also common.

図3に示すサンプリング手段511及びセレクタ512については、図1に示したものと同じであるので説明を省略する。   The sampling means 511 and selector 512 shown in FIG. 3 are the same as those shown in FIG.

ラッチ手段22,23は、サンプリング手段(ADC)511の出力である検出電流相当値(デジタル値)idetを電流サンプリング信号(サンプリングタイミングパルス)smp1,smp2に応じたラッチパルスsmp1’,smp2’でサンプリングし、電流相当値i1,i2を得る。電流サンプリング信号(サンプリングタイミングパルス)smp1,smp2は、サンプリング手段511のサンプリングを指示するパルスである。また、ラッチパルスsmp1’,smp2’は、サンプリング手段511の出力をラッチするパルスである。ラッチパルスsmp1’,smp2’は、電流サンプリング信号smp1,smp2よりもA/D変換に必要な所要時間だけ遅延したものが好ましい。なお、図3においては、PWMパルスを遅延させる印加パルス遅延手段については、図示していない。   The latch means 22 and 23 sample the detected current equivalent value (digital value) idet output from the sampling means (ADC) 511 with latch pulses smp1 ′ and smp2 ′ corresponding to the current sampling signals (sampling timing pulses) smp1 and smp2. Then, current equivalent values i1 and i2 are obtained. The current sampling signals (sampling timing pulses) smp1 and smp2 are pulses for instructing sampling by the sampling means 511. The latch pulses smp1 'and smp2' are pulses for latching the output of the sampling means 511. The latch pulses smp1 'and smp2' are preferably delayed from the current sampling signals smp1 and smp2 by a time required for A / D conversion. In FIG. 3, the applied pulse delay means for delaying the PWM pulse is not shown.

電流サンプリング信号(サンプリングタイミングパルス)smp1,smp2は、論理和手段28で論理和されて1本のサンプリングパルスsmpとなってサンプリング手段511をトリガする。図1に示した構成ではサンプリング手段511をトリガするサンプリングパルスsmpは、他のモータ系統ch2,ch3のサンプリングパルスsmp_2,3とさらに論理和手段510で論理和されるが、図3は、第1のモータ系統ch1の説明図であるため、論理和手段510等の図示を省略している。   The current sampling signals (sampling timing pulses) smp1 and smp2 are logically summed by the logical sum means 28 to become one sampling pulse smp and trigger the sampling means 511. In the configuration shown in FIG. 1, the sampling pulse smp that triggers the sampling means 511 is logically ORed with the sampling pulses smp_2 and 3 of the other motor systems ch2 and ch3 by the OR means 510. FIG. Therefore, the logical sum means 510 and the like are not shown.

デコーダ29は、キャリア信号sawのレベルをデコードして、サンプリングタイミングパルスsmp1,smp2を含みサンプリング手段511の入力セレクタ512の動作にかかる時間やA/D変換時間を加味して決定した期間で、電流センサ選択指示信号selがアクティブになるように動作する。   The decoder 29 decodes the level of the carrier signal saw and includes the sampling timing pulses smp1 and smp2 and is determined in consideration of the time required for the operation of the input selector 512 of the sampling means 511 and the A / D conversion time. It operates so that the sensor selection instruction signal sel becomes active.

図10は、電流サンプリングタイミング発生器4の構成の一例を示すブロック図である。電流サンプリングタイミング発生器4は、最長パルスV1の長さに応じてサンプリングタイミング値s1,s2を出力する。図10において、条件判定器121で、最長パルスV1が所定値(const)より大きい(長い)とき、セレクタ122からs2=s21、そうでないときs2=s22を出力する。また、所定値s1を出力する。   FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the current sampling timing generator 4. The current sampling timing generator 4 outputs sampling timing values s1 and s2 according to the length of the longest pulse V1. In FIG. 10, when the longest pulse V1 is larger (long) than a predetermined value (const), the condition determiner 121 outputs s2 = s21 from the selector 122, and otherwise s2 = s22. Further, the predetermined value s1 is output.

図11は、サンプリングパルス生成器18の構成の一例を示すブロック図である。サンプリングパルス生成器18で、サンプリングタイミング値s1,s2とノコギリ波キャリアsawから、saw=s1,saw=s2のタイミングでサンプリングパルスsmp1,smp2を出力する。サンプリングパルス生成器18を構成する一致検出器141,142は、saw=s1のときsmp1を、saw=s2のときsmp2を出力する。   FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the sampling pulse generator 18. The sampling pulse generator 18 outputs sampling pulses smp1 and smp2 from the sampling timing values s1 and s2 and the sawtooth wave carrier saw at the timing of saw = s1, saw = s2. The coincidence detectors 141 and 142 constituting the sampling pulse generator 18 output smp1 when saw = s1, and smp2 when saw = s2.

前述の図9の波形例において、PWMパルスpwmU/V/W間の論理によって、母線電流isがPWM期間にいくつかの電流レベルで発現する。また、電流センサ24による検出電流相当値isnsは帯域制限により母線電流isよりもなまった形になり、変化に遅れが生じる。帯域を制限することで高周波ノイズを抑制する効果があるため、遅れが許容できる範囲でなるべく低い帯域に設計するのが好ましい。   In the waveform example of FIG. 9 described above, the bus current is is expressed at several current levels during the PWM period by the logic between the PWM pulses pwmU / V / W. Further, the detected current equivalent value iss from the current sensor 24 becomes less than the bus current is due to the band limitation, and the change is delayed. By limiting the band, there is an effect of suppressing high frequency noise. Therefore, it is preferable to design the band as low as possible within the allowable delay range.

また、上記電流サンプリング信号(サンプリングタイミングパルス)smp1,smp2はPWM基準時刻(ノコギリ波キャリアsaw=0となる時刻)からサンプリングタイミング値s1,s2だけ経過したところで発生する。このときの検出電流相当値isnsのレベルがサンプリングされて第1電流レベルi1,第2電流レベルi2となる。   The current sampling signals (sampling timing pulses) smp1 and smp2 are generated when the sampling timing values s1 and s2 have elapsed from the PWM reference time (the time when the sawtooth wave carrier saw = 0). At this time, the level of the detected current equivalent value iss is sampled to become the first current level i1 and the second current level i2.

ここで、上記電流サンプリングタイミング発生器4の所定値const=2×Thとする。最小PWMパルス幅Thは電流サンプリングに必要な最小PWMパルス幅の目安で、上記シフト量d1の選択条件である最長パルスV1の長さ判定(図6の所定値const)として2×Thを用いているが、ここでも同じ値を用いる。   Here, the predetermined value const = 2 × Th of the current sampling timing generator 4 is set. The minimum PWM pulse width Th is an indication of the minimum PWM pulse width necessary for current sampling, and 2 × Th is used as the length determination (predetermined value const in FIG. 6) of the longest pulse V1 which is a selection condition for the shift amount d1. The same value is used here.

また、サンプリングタイミング値s1,s21,s22として以下の式(3)〜(5)を用いて計算した値を用いるのが好ましい。なお、d11,d12については、上述した値と同様である。
s1=Th−e・・・・・・・・・・・・・・・式(3)
s21=2×Th−e=d11+Th−e・・・式(4)
s22=3×Th−e=d12+Th−e・・・式(5)
Moreover, it is preferable to use the values calculated using the following equations (3) to (5) as the sampling timing values s1, s21, and s22. D11 and d12 are the same as the values described above.
s1 = Th−e Equation (3)
s21 = 2 × Th−e = d11 + Th−e Formula (4)
s22 = 3 × Th−e = d12 + Th−e Formula (5)

上記Th時間(あるいは2×Th,3×Th)のなるべく後ろ側でサンプリングするように、式中のeの値は0か0に近い値とする。ただし、サンプリング回路の特性上、サンプリングパルスが発生したあとも若干の時間は現信号を保持しなければならない場合があるので、e=0ではなく若干の時間を確保する場合がある。そうすると、V1(mU)>2×Thのときはd1=ThだけmVパルスがシフトしているから、サンプリングタイミング値s1時刻ではmUだけが1であり、第1電流レベルi1としてU相電流がサンプリングされる。サンプリングタイミング値s2(=s21=2×Th−e)ではmUとmVとが1であり、第2電流レベルi2としてU+V相(−W相)電流がサンプリングされる。   The value of e in the equation is set to 0 or a value close to 0 so that sampling is performed as far back as possible in the above Th time (or 2 × Th, 3 × Th). However, because of the characteristics of the sampling circuit, the current signal may have to be held for some time after the sampling pulse is generated, and therefore, some time may be secured instead of e = 0. Then, since mV pulse is shifted by d1 = Th when V1 (mU)> 2 × Th, only mU is 1 at the sampling timing value s1, and the U-phase current is sampled as the first current level i1. Is done. In the sampling timing value s2 (= s21 = 2 × Th−e), mU and mV are 1, and the U + V phase (−W phase) current is sampled as the second current level i2.

また、V1(mU)≦2×Thのときは、第1シフト量d1=2×ThだけmVパルスがシフトしているから、サンプリングタイミング値s1時刻ではmUだけが1であり、第1電流レベルi1としてU相電流がサンプリングされる。サンプリングタイミング値s2(=s22=3×Th−e)ではmVだけが1であり、第2電流レベルi2としてV相電流がサンプリングされる。なお、mVパルスはサンプリングタイミング値s2タイミングよりも後ろ(第2シフト量d2=3×Th)にシフトしているから、サンプリングタイミング値s2でサンプリングされる電流に影響を与えない。   When V1 (mU) ≦ 2 × Th, the mV pulse is shifted by the first shift amount d1 = 2 × Th. Therefore, only mU is 1 at the sampling timing value s1, and the first current level The U-phase current is sampled as i1. In the sampling timing value s2 (= s22 = 3 × Th−e), only mV is 1, and the V-phase current is sampled as the second current level i2. Since the mV pulse is shifted behind the sampling timing value s2 timing (second shift amount d2 = 3 × Th), the current sampled at the sampling timing value s2 is not affected.

このようにしてPWMパルスのシフト量に応じて電流サンプリングタイミングを所定値から選択することで、タイミングが分散せず固定的なサンプリングになるので回路実装が簡単になる。また、サンプリンタイミングがPWM期間内のわずか3×Thよりも前半に集中するので、別の用途や複数モータを扱う場合でも1個のサンプリング手段(ADC)を時分割で使いやすく低コストになる。   Thus, by selecting the current sampling timing from a predetermined value according to the shift amount of the PWM pulse, the timing is not dispersed and fixed sampling is performed, so that the circuit mounting is simplified. In addition, since the sampling timing is concentrated in the first half of only 3 × Th in the PWM period, even when handling another application or a plurality of motors, it is easy to use one sampling means (ADC) by time division, and the cost is low.

また、図3において、ラッチ手段19,20は、電流サンプリングパルスsmp1,smp2が発生した時点のPWMパルスpwmU/V/Wの論理レベルをサンプリングしてpuvw1,puvw2として保持する。   In FIG. 3, the latch means 19 and 20 sample the logic level of the PWM pulse pwmU / V / W at the time when the current sampling pulses smp1 and smp2 are generated and hold them as puvw1 and puvw2.

電流抽出手段21は、サンプリングされた電流i1,i2と、そのときのPWM論理値puvw1,puvw2から、2相分のコイル電流相当値(デジタル値)iu_det,iv_detを得る。   The current extraction unit 21 obtains coil current equivalent values (digital values) iu_det and iv_det for two phases from the sampled currents i1 and i2 and the PWM logic values puvw1 and puvw2 at that time.

図12は、電流抽出手段21の構成の一例を示すブロック図である。
電流抽出手段21は、反転手段201,202と、ロジック(論理処理部)203と、セレクタ204,205,206と、セレクタ207と、セレクタ208と、加算器209,210とを備えている。反転手段201,202は、電流i1,i2の符号を反転して−i1,−i2を得るものである。上記セレクタ204,205,206は、電流i1,−i1,i2,−i2および0のいずれかを相電流選択指示信号sel_iu,sel_iv,sel_iwに基づいて選択し、それぞれ暫定的に各相の電流iu,iv,iwとする。上記ロジック203は、puvw1,puvw2の組み合わせ論理により、各相電流選択指示信号sel_iu,sel_iv,sel_iwを出力する。
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the current extraction unit 21.
The current extraction unit 21 includes inversion units 201 and 202, logic (logic processing unit) 203, selectors 204, 205, and 206, a selector 207, a selector 208, and adders 209 and 210. The inversion means 201 and 202 invert the signs of the currents i1 and i2 to obtain -i1 and -i2. The selectors 204, 205, 206 select any one of the currents i1, -i1, i2, -i2 and 0 based on the phase current selection instruction signals sel_iu, sel_iv, sel_iw, and tentatively each current iu of each phase. , Iv, iw. The logic 203 outputs each phase current selection instruction signal sel_iu, sel_iv, sel_iw by the combination logic of puvw1 and puvw2.

図13は、ロジック(論理処理部)203の構成の一例を示すブロック図である。ロジック(論理処理部)203は、2つの第1ロジック221,222と、第2ロジック223とを備えている。第1ロジック221,222は、同じロジックであり、puvw1/2の論理値から、そのときの電流i1,i2が、iu,iv,iw,−iu,−iv,−iwのいずれであるのかを判断して、「i1as」、「i2as」として出力する。   FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the logic (logic processing unit) 203. The logic (logic processing unit) 203 includes two first logics 221 and 222 and a second logic 223. The first logics 221 and 222 are the same logic, and from the logic value of puvw1 / 2, the currents i1 and i2 at that time are iu, iv, iw, -iu, -iv, and -iw. Determine and output as “i1as” and “i2as”.

図14は、第1ロジック221の真理値表である。また、図15は、第1ロジック222の真理値表である。   FIG. 14 is a truth table of the first logic 221. FIG. 15 is a truth table of the first logic 222.

また、第2ロジック223は、第1ロジック221から出力されたi1as及び第2ロジック222から出力されたi2asに基づいて、各相電流の相電流選択指示信号sel_iu,sel_iv,sel_iwを出力する。   The second logic 223 outputs the phase current selection instruction signals sel_iu, sel_iv, sel_iw of each phase current based on i1as output from the first logic 221 and i2as output from the second logic 222.

図16は、第2ロジック223の真理値表である。図中、i1は電流i1を、i1mは−i1を選択することを示している。また、i2は電流i2を、i2mは−i2を選択することを示している。さらに、空欄は0を選択することを示している。   FIG. 16 is a truth table of the second logic 223. In the figure, i1 indicates that current i1 is selected, and i1m indicates that -i1 is selected. Further, i2 indicates that current i2 is selected, and i2m indicates that -i2 is selected. Further, the blank indicates that 0 is selected.

また、図12において、加算器209,210は、暫定的な相電流iu,iv,iwから「−(iv+iw)」および「−(iw+iu)」を計算する。セレクタ207は、iuとして固定値0が選択されたときは「−(iv+iw)」を選択し、それ以外はiuを選択してiu_detとする。また、セレクタ208は、ivとして固定値0が選択されたときは「−(iw+iu)」を選択し、それ以外はivを選択してiv_detとする。   In FIG. 12, the adders 209 and 210 calculate “− (iv + iw)” and “− (iw + iu)” from the provisional phase currents iu, iv, and iw. The selector 207 selects “− (iv + iw)” when the fixed value 0 is selected as iu, and selects iu as iu_det otherwise. Further, the selector 208 selects “− (iw + iu)” when a fixed value 0 is selected as iv, and selects iv otherwise to be iv_det.

図9の下段(7〜12列)の相電流抽出タイミングにおいて、電流サンプリング信号(サンプリングパルス)smp1,smp2の時点におけるPWM論理値がpuvw1,puvw2に保持される。また、相電流iu_detはこの場合はどちらもmUサンプリングのi1が採用される。相電流iv_detは、1回目のサンプリングパルスsmp1,smp2の時点でそれぞれiu=i1,iw=−i2が得られるので、暫定ivとしては直接得られず、次の式(6)で得られる。
iv_det=−(iw+iu)
=−(−i2+i1)
=i2−i1・・・・・・式(6)
なお、2回目のサンプリングパルスsmp2ではi2=ivなのでそのまま用いられる。
At the phase current extraction timing in the lower stage (rows 7 to 12) in FIG. 9, the PWM logic values at the time of the current sampling signals (sampling pulses) smp1 and smp2 are held in puvw1 and puvw2. Further, in this case, i1 of mU sampling is adopted as the phase current iu_det. Since the phase current iv_det is obtained as iu = i1 and iw = −i2 at the time of the first sampling pulses smp1 and smp2, respectively, it cannot be obtained directly as the provisional iv, and is obtained by the following equation (6).
iv_det =-(iw + iu)
=-(-I2 + i1)
= I2-i1 Formula (6)
In the second sampling pulse smp2, since i2 = iv, it is used as it is.

このようにして、サンプリングタイミング値s1,s2の発生時の前記各変調パルスの論理値puvw1,puvw2と、検出電流i1,i2とに基づいて、2相のコイル電流iu,ivを抽出することができる。
他の第2,第3のモータ系統ch2,ch3についても同様の構成で、2相のコイル電流iu,ivを抽出することができる。
In this manner, the two-phase coil currents iu and iv can be extracted based on the logical values puvw1 and puvw2 of the respective modulation pulses and the detected currents i1 and i2 when the sampling timing values s1 and s2 are generated. it can.
With respect to the other second and third motor systems ch2 and ch3, the two-phase coil currents iu and iv can be extracted with the same configuration.

以上、本実施形態によれば、複数の3相モータとしての第1〜第3のモータ系統ch1〜3の複数の3相モータの各コイル端27(U,V,W)にパルス電圧を印加してこれら複数の3相モータそれぞれに3相電流を流すモータ駆動装置であって、第1〜第3のモータ系統ch1〜3の複数の3相モータに印加する印加パルスを発生させるパルス発生手段としてのPWM・電流抽出装置501,505,508と、第1〜第3のモータ系統ch1〜3の複数の3相モータのうちいずれか1つ、例えば第1のモータ系統ch1の3相モータに印加する印加パルスに対して他の第2,第3のモータ系統ch2,ch3の3相モータに印加する印加パルスを所定の遅延時間delayずつ順次遅延させる印加パルス遅延手段504,507と、印加パルスが印加される複数の3相モータの各コイルを流れるコイル電流に相当するコイル電流相当値を抽出するための電流を検出するセンサ手段としての電流センサ24と、電流センサ24で検出された検出電流(母線電流)を、複数の3相モータ間で互いに異なるタイミングにサンプリングする1つのサンプリング手段511と、サンプリング手段511でサンプリングされた検出電流値から複数の3相モータそれぞれのコイル電流相当値を抽出する電流抽出手段としてのPWM・電流抽出装置501,505,508と、を備えている。
本実施形態のモータ駆動装置では、印加パルス遅延手段504,507が、第1のモータ系統ch1の3相モータに印加する印加パルスに対して他の第2,第3のモータ系統ch2,ch3の3相モータに印加する印加パルスを所定の遅延時間delayずつ順次遅延させる。第1〜3のモータ系統ch1〜3の複数の3相モータそれぞれに印加する印加パルスのタイミングが所定の遅延時間delayずつずれることにより、電流センサ24で検出する複数の検出電流値に相当する検出電流相当値(アナログ値)isns1〜3)が互いに略同じタイミングでずれてサンプリング手段511に入力される。サンプリング手段511に入力された複数の3相モータの検出電流相当値(アナログ値)は、その複数の3相モータ間で互いに異なるタイミングに順次サンプリングされ、検出電流相当値(デジタル値)idet1〜3としてPWM・電流抽出装置501,505,508に入力される。PWM・電流抽出装置501,505,508で検出電流相当値(デジタル値)idet1〜3からコイル電流相当値(デジタル値)iu_det1〜3,iv_det1〜3が順次抽出される。このように、第1〜3のモータ系統ch1〜3の複数の3相モータごとにサンプリング手段511を時分割で使用することができる。よって、第1〜3のモータ系統ch1〜3の複数の3相モータで互いに異なるサンプリングタイミングによる検出電流相当値のサンプリングが可能になり、1個のサンプリング手段511で複数の3相モータの検出電流相当値をサンプリングすることができる。これにより、サンプリング手段511を第1〜3のモータ系統ch1〜3の複数の3相モータごとに備える構成に比べて、より安価な構成で複数の3相モータそれぞれにおける1シャント電流検出方式による安定した相電流の検出が可能になる。
また、本実施形態によれば、第1〜3のモータ系統ch1〜3の3相モータの個数をN、前記遅延時間delayをD、前記印加パルスを発生させるための基準キャリア信号の周期(PWMキャリア周期)をTとしたとき、D≦T/Nの関係を満たす。
これにより、時間軸上で各モータ系統の印加パルスが重なることがなく、基準キャリア信号の周期(PWMキャリア周期)内でN個の3相モータそれぞれについて、コイル電流相当値を抽出するための検出電流(母線電流)をサンプリングすることができる。
また、本実施形態によれば、第1〜3のモータ系統ch1〜3の3相モータの各コイル端子27に印加すべきパルス電圧の電圧レベルに応じたデューティ比を有する3相の変調パルスを生成するパルス変調手段としてのパルスシフト切り換え付きPWM変調器5,6,7と、3相の変調パルスのうち最もパルス幅が長い変調パルスのパルス幅V1に応じて、第1シフト量d1として、互いに異なる2つの所定シフト量としての所定量d11,d12のいずれか1つを選択するシフト量選択手段としてのパルスシフト量決定器3と、3相の変調パルスのうち2番目にパルス幅が長い変調パルスを第1シフト量だけシフトしてタイミングを遅らせる第1シフト手段としてのパルスシフト量決定器3とパルスシフト切り換え付きPWM変調器5,6,7と、3相の変調パルスのうち3番目にパルス幅が長いパルスを所定の第2シフト量だけ後ろにシフトしてタイムングを遅らせる第2シフト手段としてのパルスシフト量決定器3とパルスシフト切り換え付きPWM変調器5,6,7と、複数の3相モータに駆動電圧を印加する駆動電圧源を該第1シフト手段及び該第2シフト手段のシフト結果を反映した3相の変調パルスでそれぞれスイッチングして、複数の3相モータの各コイル端(U,V,W)をパルス駆動するインバータ手段8と、を備えている。
これにより、パルス幅自体は変える必要がなく回路が簡単になる。また、シフト量は3種類の所定値だけを使うので、可変にする必要がなく回路が簡単である。さらに、電流センサ24で検出された検出電流(母線電流)をサンプリングする期間が、基準時間からわずか3×Th(電流サンプリングに必要な最小PWMパルス幅の3倍)だけ経過した期間内に集中するため、電流サンプリングに必要な最小PWMパルス幅ThをPWM期間の幅に対して短くしておけば、残りのPWM期間内で同じサンプリング手段(ADC)を別の目的に使うことができる。あるいは複数の3相モータを扱う場合でも、1個のサンプリング手段(ADC)を時分割で使うことができ低コストになる。従って、PWMパルス幅を複雑に補正することなく、簡単なアルゴリズムで2相分のコイル電流が容易に検出でき、かつ検出電流(母線電流)のサンプリングの時分割にも適した駆動パルスを生成することができる。
また、本実施形態によれば、インバータ手段8の共通接地側GND又は共通電源側のいずれか一方を流れる電流を検出する電流センサ24と、電流センサ24で検出された検出電流(母線電流)を互いに異なる2つのサンプリングタイミングs1,s2でサンプリングして2つの検出電流相当値i1,i2を出力するサンプリング手段としてのサンプリングパルス生成器18及びサンプリング手段22,23と、上記2つのサンプリングタイミングを規定する信号として、予め設定した所定値に基づく第1のサンプリングタイミング信号s1と、前記第1シフト量に応じた2つの所定値s21,s22から選択されたいずれか一つの所定値に基づく第2のサンプリングタイミング信号s2とを生成するサンプリングタイミング生成手段としての電流サンプリングタイミング決定器4、を備えた。
これにより、サンプリングタイミングが分散せず固定的なサンプリングになり回路が簡単になる。また、サンプリングタイミングがPWM期間内のわずか3×Th(電流サンプリングに必要な最小PWMパルス幅の3倍)よりも前半に集中するので、1個のサンプリング手段(ADC)を別の用途に時分割で使うことができ、低コストになる。従って、低コストで適切なサンプリングタイミングを生成し、安定に検出電流(母線電流)を検出することができる。
また、本実施形態によれば、上記2つのサンプリングタイミングs1,s2を発生した時の各変調パルスの論理値puvw1,puvw2と、2つのサンプリングタイミング信号s1,s2で検出された2つの検出電流値i1,i2とに基づいて、2相のコイル電流iu,ivを抽出する複数の相電流抽出手段としてのラッチ手段19,20と電流抽出手段21と、を備えた。これにより、簡単で低コストな回路で適切な相電流を検出できる。
As described above, according to this embodiment, a pulse voltage is applied to each coil end 27 (U, V, W) of the plurality of three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to ch3 as the plurality of three-phase motors. A motor driving device for causing a three-phase current to flow through each of the plurality of three-phase motors, and for generating a pulse to be applied to the plurality of three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to ch3. As one of the PWM / current extraction devices 501, 505, and 508 and the plurality of three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to 3, for example, the three-phase motor of the first motor system ch1 Application pulse delay means 504 and 507 for sequentially delaying application pulses applied to the three-phase motors of the other second and third motor systems ch2 and ch3 by a predetermined delay time with respect to the applied pulses A current sensor 24 as a sensor means for detecting a current for extracting a coil current equivalent value corresponding to a coil current flowing through each coil of a plurality of three-phase motors to which a pulse is applied, and a detection detected by the current sensor 24 One sampling means 511 that samples current (bus current) at different timings among a plurality of three-phase motors, and a coil current equivalent value of each of the plurality of three-phase motors from the detected current value sampled by the sampling means 511 PWM / current extraction devices 501, 505, and 508 as current extraction means for extraction.
In the motor drive device of the present embodiment, the applied pulse delay means 504 and 507 apply the other second and third motor systems ch2 and ch3 to the applied pulse applied to the three-phase motor of the first motor system ch1. The applied pulses applied to the three-phase motor are sequentially delayed by a predetermined delay time delay. Detection corresponding to a plurality of detected current values detected by the current sensor 24 by shifting the timing of the applied pulse applied to each of the plurality of three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to 3 by a predetermined delay time delay. The current equivalent values (analog values) isns 1 to 3) are input to the sampling means 511 with substantially the same timing. The detected current equivalent values (analog values) of the plurality of three-phase motors input to the sampling means 511 are sequentially sampled at different timings among the plurality of three-phase motors, and the detected current equivalent values (digital values) idet1 to idet1-3. Are input to the PWM / current extraction devices 501, 505 and 508. The PWM / current extraction devices 501, 505, and 508 sequentially extract the coil current equivalent values (digital values) iu_det1 to iv_det1 to iv_det1 to 3 from the detected current equivalent values (digital values) idet1 to 1-3. Thus, the sampling means 511 can be used in a time division manner for each of the plurality of three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to ch3. Therefore, it is possible to sample the detection current equivalent values at different sampling timings in the plurality of three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to 3, and the detection current of the plurality of three-phase motors by one sampling means 511. Equivalent values can be sampled. As a result, compared to the configuration in which the sampling unit 511 is provided for each of the plurality of three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to 3, the one-shunt current detection method for each of the plurality of three-phase motors is stable with a cheaper configuration. Phase current can be detected.
Further, according to this embodiment, the number of three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to 3 is N, the delay time delay is D, and the period of the reference carrier signal for generating the applied pulse (PWM) When the carrier cycle is T, the relationship D ≦ T / N is satisfied.
As a result, the pulse applied to each motor system does not overlap on the time axis, and detection for extracting coil current equivalent values for each of the N three-phase motors within the period of the reference carrier signal (PWM carrier period). The current (bus current) can be sampled.
Further, according to the present embodiment, three-phase modulation pulses having a duty ratio corresponding to the voltage level of the pulse voltage to be applied to the coil terminals 27 of the three-phase motors of the first to third motor systems ch1 to ch3 are applied. In accordance with the PWM modulators 5, 6, and 7 with pulse shift switching as the pulse modulation means to be generated and the pulse width V1 of the modulation pulse having the longest pulse width among the three-phase modulation pulses, the first shift amount d1 is Pulse shift amount determiner 3 as a shift amount selecting means for selecting one of predetermined amounts d11 and d12 as two different predetermined shift amounts, and the second longest pulse width among the three-phase modulated pulses A pulse shift amount determiner 3 as first shift means for shifting the modulation pulse by the first shift amount to delay the timing, and PWM modulators 5 and 6 with pulse shift switching. 7 and pulse shift amount determiner 3 as a second shift means for delaying the timing by shifting the pulse having the third longest pulse width among the three-phase modulation pulses by a predetermined second shift amount and pulse shift switching PWM modulators 5, 6, and 7, and a driving voltage source that applies a driving voltage to a plurality of three-phase motors with three-phase modulation pulses that reflect the shift results of the first shift means and the second shift means, respectively. And inverter means 8 for switching and pulse driving each coil end (U, V, W) of the plurality of three-phase motors.
This simplifies the circuit without having to change the pulse width itself. Also, since only three kinds of predetermined values are used for the shift amount, it is not necessary to make it variable, and the circuit is simple. Furthermore, the period during which the detected current (bus current) detected by the current sensor 24 is sampled is concentrated within a period in which only 3 × Th (three times the minimum PWM pulse width necessary for current sampling) has elapsed from the reference time. Therefore, if the minimum PWM pulse width Th required for current sampling is made shorter than the width of the PWM period, the same sampling means (ADC) can be used for another purpose in the remaining PWM period. Alternatively, even when a plurality of three-phase motors are handled, one sampling means (ADC) can be used in a time-sharing manner, resulting in low cost. Therefore, it is possible to easily detect the coil current for two phases with a simple algorithm without complicated correction of the PWM pulse width, and to generate a drive pulse suitable for time division of sampling of the detection current (bus current). be able to.
Further, according to the present embodiment, the current sensor 24 that detects the current flowing through either the common ground side GND or the common power source side of the inverter unit 8 and the detected current (bus current) detected by the current sensor 24 are Sampling pulse generator 18 and sampling means 22 and 23 as sampling means for sampling at two different sampling timings s1 and s2 and outputting two detected current equivalent values i1 and i2, and the two sampling timings are defined. As a signal, a second sampling based on any one predetermined value selected from a first sampling timing signal s1 based on a predetermined value set in advance and two predetermined values s21, s22 corresponding to the first shift amount. As sampling timing generation means for generating the timing signal s2. Current sampling timing determiner 4, comprising a.
As a result, the sampling timing is not dispersed and the sampling is fixed, and the circuit is simplified. In addition, since the sampling timing is concentrated in the first half of only 3 × Th (three times the minimum PWM pulse width required for current sampling) in the PWM period, one sampling means (ADC) is time-divided for different applications. Can be used at low cost. Therefore, an appropriate sampling timing can be generated at low cost, and the detection current (bus current) can be detected stably.
Further, according to the present embodiment, the logical values puvw1 and puvw2 of each modulation pulse when the two sampling timings s1 and s2 are generated, and the two detected current values detected by the two sampling timing signals s1 and s2. Based on i1 and i2, latch means 19 and 20 and current extraction means 21 as a plurality of phase current extraction means for extracting the two-phase coil currents iu and iv are provided. Thereby, an appropriate phase current can be detected with a simple and low-cost circuit.

1 大小順位判定器
2 最大値検出器
3 パルスシフト量決定器
4 電流サンプリングタイミング決定器
5,6,7 パルスシフト切り換え付きPWM変調器
8 インバータ手段
9 ゲート駆動手段
10〜15 スイッチ素子ブリッジ
16 短パルス修正手段
17 ノコギリ波発生器
18 サンプリングパルス生成器
19,20 ラッチ手段
21 電流抽出手段
22,23 サンプリング手段
24 電流センサ
27 モータのコイル端子
501,505,508 PWM・電流抽出装置
502,506,509 モータユニット
504,507 印加パルス遅延手段
510 論理和手段
511 サンプリング手段(ADC)
512 セレクタ
d1 第1シフト量
d2 第2シフト量
d11,d12 所定量
Th 電流サンプリングに必要な最小PWMパルス幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Large / low rank determination device 2 Maximum value detector 3 Pulse shift amount determination device 4 Current sampling timing determination device 5, 6, 7 PWM modulator with pulse shift switching 8 Inverter device 9 Gate drive device 10-15 Switch element bridge 16 Short pulse Correction means 17 Sawtooth wave generator 18 Sampling pulse generator 19, 20 Latch means 21 Current extraction means 22, 23 Sampling means 24 Current sensor 27 Motor coil terminals 501, 505, 508 PWM / current extraction device 502, 506, 509 Motor Units 504 and 507 Applied pulse delay means 510 Logical sum means 511 Sampling means (ADC)
512 selector d1 first shift amount d2 second shift amount d11, d12 predetermined amount Th minimum PWM pulse width required for current sampling

特開2008−99542号公報JP 2008-99542 A

Claims (4)

複数の3相モータの各コイル端にパルス電圧を印加して該複数の3相モータそれぞれに3相電流を流すモータ駆動装置であって、
前記複数の3相モータに印加する印加パルスを発生させるパルス発生手段と、
前記複数の3相モータのうちいずれか1つの3相モータに印加する印加パルスに対して他の3相モータに印加する印加パルスを所定の遅延時間ずつ順次遅延させる印加パルス遅延手段と、
前記印加パルスが印加される前記複数の3相モータの各コイルを流れるコイル電流に相当するコイル電流相当値を抽出するための電流を検出するセンサ手段と、
前記センサ手段で検出された検出電流を、前記複数の3相モータ間で互いに異なるタイミングにサンプリングする1つのサンプリング手段と、
前記サンプリング手段でサンプリングされた検出電流値から前記複数の3相モータそれぞれの前記コイル電流相当値を抽出する電流抽出手段と、を備え
記複数の3相モータそれぞれの前記パルス発生手段は、
前記3相モータの各コイル端子に印加すべきパルス電圧の電圧レベルに応じたデューティ比を有する3相の変調パルスを生成するパルス変調手段と、
前記3相の変調パルスのうち最もパルス幅が長い変調パルスのパルス幅に応じて、第1シフト量として、互いに異なる2つの所定シフト量のいずれか1つを選択するシフト量選択手段と、
前記3相の変調パルスのうち2番目にパルス幅が長い変調パルスを前記第1シフト量だけシフトしてタイミングを遅らせる第1シフト手段と、
前記3相の変調パルスのうち3番目にパルス幅が長い変調パルスを所定の第2シフト量だけシフトしてタイミングを遅らせる第2シフト手段と、
前記複数の3相モータに駆動電圧を印加する駆動電圧源を前記第1シフト手段及び前記第2シフト手段のシフト結果を反映した3相の変調パルスでそれぞれスイッチングして、前記複数の3相モータの各コイル端をパルス駆動するインバータ手段と、を有することを特徴とするモータ駆動装置。
A motor driving device that applies a pulse voltage to each coil end of a plurality of three-phase motors to flow a three-phase current to each of the plurality of three-phase motors,
Pulse generating means for generating applied pulses to be applied to the plurality of three-phase motors;
An applied pulse delay means for sequentially delaying an applied pulse applied to another three-phase motor by a predetermined delay time with respect to an applied pulse applied to any one of the plurality of three-phase motors;
Sensor means for detecting a current for extracting a coil current equivalent value corresponding to a coil current flowing through each coil of the plurality of three-phase motors to which the application pulse is applied;
One sampling means for sampling the detected current detected by the sensor means at different timings among the plurality of three-phase motors;
Current extraction means for extracting the coil current equivalent value of each of the plurality of three-phase motors from the detected current value sampled by the sampling means ;
Before SL plurality of 3-phase motors each of said pulse generating means,
Pulse modulation means for generating a three-phase modulation pulse having a duty ratio corresponding to a voltage level of a pulse voltage to be applied to each coil terminal of the three-phase motor;
Shift amount selecting means for selecting one of two different predetermined shift amounts as the first shift amount according to the pulse width of the modulation pulse having the longest pulse width among the three-phase modulation pulses;
First shift means for delaying the timing by shifting the modulation pulse having the second longest pulse width among the three-phase modulation pulses by the first shift amount;
Second shift means for delaying the timing by shifting a modulation pulse having the third largest pulse width among the three-phase modulation pulses by a predetermined second shift amount;
The plurality of three-phase motors are each switched by switching a driving voltage source for applying a driving voltage to the plurality of three-phase motors with a three-phase modulation pulse reflecting a shift result of the first shift means and the second shift means. And an inverter means for pulse driving each coil end.
請求項1のモータ駆動装置において、  The motor driving device according to claim 1,
前記3相モータの個数をN、前記遅延時間をD、前記印加パルスを発生させるための基準キャリア信号の周期をTとしたとき、  When the number of the three-phase motors is N, the delay time is D, and the period of the reference carrier signal for generating the applied pulse is T,
D≦T/N  D ≦ T / N
の関係を満たすことを特徴とするモータ駆動装置。The motor drive device characterized by satisfying the relationship
請求項1又は2のモータ駆動装置において、
前記複数の3相モータそれぞれの前記センサ手段は、前記インバータ手段の共通接地側又は共通電源側のいずれか一方を流れる電流を検出する電流センサからなり、
前記サンプリング手段は、
前記電流センサで検出された検出電流を互いに異なる2つのサンプリングタイミングでサンプリングして2つの検出電流値を出力する電流サンプリング手段と、
前記2つのサンプリングタイミングをそれぞれ規定する信号として、予め設定した所定値に基づく第1のサンプリングタイミング信号と、前記第1シフト量に応じた2つの所定値から選択されたいずれか一つの所定値に基づく第2のサンプリングタイミング信号とを生成するサンプリングタイミング生成手段と、を有することを特徴とするモータ駆動装置。
In the motor drive device according to claim 1 or 2 ,
The sensor means of each of the plurality of three-phase motors includes a current sensor that detects a current flowing through either the common ground side or the common power supply side of the inverter means,
The sampling means includes
Current sampling means for sampling the detected current detected by the current sensor at two different sampling timings and outputting two detected current values;
As a signal defining each of the two sampling timings, a first sampling timing signal based on a predetermined value set in advance and any one predetermined value selected from two predetermined values corresponding to the first shift amount are used. And a sampling timing generation means for generating a second sampling timing signal based thereon.
請求項のモータ駆動装置において、
前記電流抽出手段は、
前記2つのサンプリングタイミングを発生した時の前記各変調パルスの論理値と、該2つのサンプリングタイミングで検出された2つの検出電流値とに基づいて、前記複数の3相モータの2相のコイル電流をそれぞれ抽出する複数の相電流抽出手段を有することを特徴とするモータ駆動装置。
In the motor drive device of Claim 3 ,
The current extraction means includes
Based on the logical value of each modulation pulse when the two sampling timings are generated and the two detected current values detected at the two sampling timings, the two-phase coil currents of the three-phase motors A motor drive device comprising a plurality of phase current extraction means for extracting the phase currents.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11329594B2 (en) 2019-10-10 2022-05-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and control method for reducing leakage current and noise

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9362860B2 (en) 2013-04-17 2016-06-07 Nsk Ltd Multi-phase motor control apparatus and electric power steering apparatus using the same
JP6277696B2 (en) * 2013-12-06 2018-02-14 富士通株式会社 Motor control device and motor control method
JP6175704B2 (en) 2014-03-19 2017-08-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power steering device and control device for power steering device
CN103944461B (en) * 2014-03-26 2016-06-22 苏州相城常理工技术转移中心有限公司 Single-FPGA-realized multi-asynchronous-motor control system and control method
EP3206297B1 (en) * 2014-10-08 2020-04-29 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device and control method for same, and electric power steering control device
JP6672799B2 (en) 2016-01-06 2020-03-25 株式会社リコー Current detection device, motor control system, image processing device, and sheet transport device
WO2021064951A1 (en) 2019-10-03 2021-04-08 株式会社Fuji Motor drive device and component mounting macine equipped with motor drive device
CN112782459B (en) * 2019-11-01 2022-11-15 广东美芝制冷设备有限公司 Air conditioner and compressor phase current and PFC current sampling method and system thereof
CN117639597B (en) * 2023-12-05 2024-05-28 湖南大学 Carrier wave self-synchronization method and device among multiple three-phase permanent magnet motor distributed controllers

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010110116A (en) * 2008-10-30 2010-05-13 Ricoh Co Ltd Motor drive
JP5398356B2 (en) * 2009-05-28 2014-01-29 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Electric motor control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11329594B2 (en) 2019-10-10 2022-05-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and control method for reducing leakage current and noise

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