JP6450256B2 - モータ駆動制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、モータ駆動制御装置に関する。
コイルへの通電を切り替えることで駆動させる一般的なモータにおいては、通電切替による電磁振動成分が振動悪化の主要因の1つであり、対策が必要である。
使用回転速度が決まっているモータでは、使用回転速度での共振を避けることで回避できるが、例えば、軸流ファンモータのように、停止から最高回転速度の間のあらゆる回転速度での振動ピーク値を一定値以下に抑えなければならないモータでは、上記手法は使用できず、対策に苦慮する。
特許文献1には、モータの固有振動数との共振によるステータの振動に基づく騒音の発生を抑制するモータ制御装置が記載されている。特許文献1に記載のモータ制御装置は、ロータの回転速度を算出する回転速度算出部と、回転速度算出部により算出された回転速度と、ステータの固有振動数とに基づいて、インバータへの変調率を調整する変調率調整部と、を有する。このモータ制御装置は、高調波成分の周波数と、ステータが有する固有振動数Fとによる共振現象の発生を防ぎ、ステータの振動に基づく騒音の発生を抑制しようとする。
特開2011−55651号公報
特許文献1に記載のモータ制御装置は、180度通電のように、PWM信号の周波数毎にインバータへの変調率を調整する必要が生じる。このため、処理能力の高いマイコンが必要になり、高コストとなるという問題がある。
そこで、本発明は、安価な構成でありながら、所定の回転速度範囲で生じるモータ固有振動数との共振を回避できるモータ駆動制御装置を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するため、本発明の可変機器システムは、三相モータの各相に電圧を印加して駆動するモータ駆動部と、
ロータの回転位置を検出して、回転位置情報を生成する回転位置検出回路と、検出された前記回転位置情報に基づいて、通電切替タイミング毎に、通電切替時の進角と遅角とを交互に繰り返して調整する駆動制御信号を前記モータ駆動部に出力する制御部と、を備える。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
本発明によれば、安価な構成でありながら、所定の回転速度範囲で生じるモータ固有振動数との共振を回避できるモータ駆動制御装置を提供することが可能となる。
本実施形態におけるモータ駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。 比較例における6極9スロットのブラシレスモータの電源電流波形図である。 本実施形態におけるモータ駆動制御装置の電源電流波形図である。 本実施形態におけるモータ駆動制御装置の通電制御を示すフローチャートであり、(a)は、メインフロー、(b)(c)は、通電切替のサブルーチンである。 本実施形態におけるモータ駆動制御装置の周波数対電流値特性図である。 本実施形態におけるモータ駆動制御装置の周波数対振動値特性図である。
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態におけるモータ20の駆動制御装置1の回路構成を示すブロック図である。
図1において、本実施形態に係るモータ20は、3相のブラシレスDCモータであり、各相のコイルLu,Lv,Lwとロータ(不図示)とを備えている。これらコイルLu,Lv,Lwの一端は、Y結線されている。コイルLu,Lv,Lwの他端は、それぞれインバータ回路2のU相出力、V相出力、W相出力に接続され、インバータ回路2から3相交流が供給されることによりモータ20は回転駆動される。
モータ20の駆動制御装置1(モータ駆動制御装置の一例)は、モータ20を駆動するインバータ回路2およびプリドライブ回路3(モータ駆動部の一例)と、ロータの回転位置を検出して、回転位置情報を生成する回転位置検出回路5を備えている。駆動制御装置1は更に、駆動制御信号S4(後記)をモータ駆動部に出力する制御部4を備えている。
駆動制御装置1は、直流電源Vdに接続され、U相配線、V相配線、W相配線の3相によってモータ20に接続される。駆動制御装置1は、モータ20に駆動電圧を印加して、モータ20の回転を制御する。U相、V相、W相には、それぞれ、端子間電圧Vu、Vv、Vwが印加される。
モータ駆動部は、インバータ回路2およびプリドライブ回路3で構成される。直流電源Vdは、モータ駆動部に電源電圧Vccを印加して、電力を供給する。モータ駆動部は、直流電源Vdからの電力供給を受け、制御部4からの駆動制御信号S4に基づき、モータ20のU相、V相、W相のコイルLu,Lv,Lwに駆動電流を供給してロータを回転させる。モータ駆動部は、正弦波駆動方式でモータ20を駆動する。
インバータ回路2は、プリドライブ回路3(モータ駆動部の一部)とモータ20が備える各相のコイルLu,Lv,Lwとに接続される。インバータ回路2は、プリドライブ回路3の駆動信号Vuu〜Vwlに基づき、モータ20の各相のコイルLu,Lv,Lwに通電する。
インバータ回路2は、スイッチング素子Q1,Q2が直列接続されるU相のスイッチングレッグと、スイッチング素子Q3,Q4が直列接続されるV相のスイッチングレッグと、スイッチング素子Q5,Q6が直列接続されるW相のスイッチングレッグとを有している。これらスイッチング素子Q1〜Q6は、例えばFET(Field Effect Transistor)である。インバータ回路2は、直流電源Vdに接続され、更に抵抗R0に接続されている。
U相、V相、W相のスイッチングレッグは、それぞれ上アーム側のスイッチング素子Q1,Q3,Q5と、下アーム側のスイッチング素子Q2,Q4,Q6とを備えている。スイッチング素子Q1,Q3,Q5のドレイン端子は、それぞれ直流電源Vdの正極に接続されている。スイッチング素子Q1,Q3,Q5のソース端子は、それぞれスイッチング素子Q2,Q4,Q6のドレイン端子に接続されており、それらの接続点より、それぞれU相、V相、W相の交流信号が出力される。スイッチング素子Q2,Q4,Q6のソース端子は、それぞれ抵抗R0を介してグランド(直流電源Vdの負極)に接続されている。スイッチング素子Q1〜Q6のゲート端子は、それぞれプリドライブ回路3に接続される。
インバータ回路2は、直流電源Vdから電力の供給を受け、プリドライブ回路3から駆動信号Vuu〜Vwlが入力されると、3相交流をモータ20のU相配線、V相配線、W相配線に流す。
プリドライブ回路3(モータ駆動部の一部)は、接続されるインバータ回路2との組合せでモータ駆動部を構成し、制御部4に接続される。プリドライブ回路3は、例えば、6個のゲートドライブ回路を備え、インバータ回路2を駆動するための駆動信号Vuu〜Vwlを生成する。
制御部4は、回転位置算出部41、回転速度算出部42、通電タイミング調整部43、および通電信号生成部44を備え、マイクロコンピュータに含まれている。なお、各部は、ソフトウェアで実現されて、機能を仮想的に表したものであってもよい。
回転位置算出部41は、抵抗素子R1〜R6を含む回転位置検出回路5により検出されるロータの回転位置情報(相電圧V1、V2、V3)を入力し、それに対応した位置検出信号S1を生成する。回転位置検出回路5は、本実施形態では、各相の逆起電圧を検出して、回転位置を検出する。なお、回転位置の検出方法は、本実施形態のように逆起電圧を検出する構成に限定されず、例えば、ホールセンサなどの各種センサを用いて検出する構成であってもよい。
回転速度算出部42は、位置検出信号S1を基に回転速度を算出し、回転速度情報S2を生成する。
通電タイミング調整部43は、回転速度算出部42から出力される回転速度情報S2を基に、所定の回転速度範囲のときに進角と遅角を調整する通電タイミング信号S3を生成する。
通電信号生成部44は、位置検出信号S1と通電タイミング信号S3を入力して、駆動制御信号S4を生成する。
制御部4は、回転位置検出回路5により検出された回転位置情報(相電圧V1、V2、V3)に基づいて、通電切替時の進角と遅角とを所定パターンで繰り返して調整する駆動制御信号S4をモータ駆動部に出力する。
本明細書において、進角とは通電期間を短くすることをいい、遅角とは通電期間を長くすることをいう。
具体的には、制御部4は、下記の通電切替設定を行う。
制御部4は、モータ20が所定の回転速度範囲にあるならば、通電切替時の進角と遅角とを所定パターンで繰り返して調整する。本発明では、1回転当たりを1周期として1回発生する現象を1次成分としてとらえ、ロータの1回転あたりの通電切替回数nに対応する周期をn次成分と定義し、所定の回転速度範囲は、このn次成分とモータの固有共振周波数とが共振現象を生じる範囲を含む。
制御部4は、ロータの1回転あたりの通電切替回数nに対応するn次成分の電源電流を低減するように駆動制御信号S4を出力する。
制御部4は、モータ駆動部が通電切替時の進角と遅角を交互に行うように制御する。その結果、駆動制御装置1は、(n/2)次成分の電源電流は増大するが、n次成分の電源電流が低減する。
以下、上述のように構成されたモータ駆動制御装置の動作について説明する。
まず、本発明の基本的な考え方について説明する。
一般的に、モータを効率的に駆動させるためには、電流波形をムラ無く均一に統一することを目指す。しかし、電流波形をムラ無く均一に統一すると、通電タイミングをきっちりと揃えることになり、結果として、ある一定の回転次数成分を生み出すこととなる。
例えば、6極9スロットのブラシレスモータであれば、1回転につき18回の通電切替が発生する。このため、電流波形をFFT(Fast Fourier Transform)により分析すると、理想的には18次成分のみが発生する。この18次成分が、モータの固有値(固有振動数)と共振することで大きな電磁振動成分となってしまう。
ここで、1回転あたりの通電切替回数は、極数の2分の1に、一極あたりの通電切替回数(例えば3相の場合は6回)を乗算して求められる。
本発明は、所定回転速度範囲で、通電切替時の進角と遅角とを所定パターンで繰り返すように調整する。これにより、電磁振動成分の発生要因となるロータの1回転あたりの通電切替回数nに対応するn次成分を、他の次数成分に移すことで、電磁振動成分を抑制することができる。
例えば、6極9スロットのブラシレスモータであれば、18次成分がモータの固有値と共振してしまう特定の回転速度領域で、通電切替タイミング毎に、進角と遅角を交互に行うように通電波形を制御する。これにより、18次成分の半分の周波数の9次成分の電源電流が増加する。9次成分の電源電流が増加する一方、18次成分の電源電流が抑制される。これにより、モータの固有振動数との共振を回避することができる。
次に、本実施形態のモータ駆動制御装置の動作について説明する。
[比較例]
図2は、比較例の6極9スロットのブラシレスモータの電源電流波形図である。図2の縦軸は、図1の電流Iの電流波形を示し、横軸は、時刻を示している。
図2の符号A0,B0は、6極9スロットのブラシレスモータの通電切替タイミングを示している。図2では、通電切替が周期的に行われている電源電流の波形を示す。
図2に示すように、通電切替タイミングA0,B0間の通電期間Cと、通電切替タイミングB0,A0間の通電期間Dとは、ほぼ同じ長さである。また、図2の破線は、電流波形の最大振幅を繋いだ包絡線を示し、通電切替タイミング毎に、同じような電流波形が繰り返される。
[本モータ駆動制御装置]
図3は、本実施形態のモータ駆動制御装置の電源電流波形図であり、図2の比較例の電源電流波形図に対応している。図3の縦軸は、図1の電流Iの電流波形を示し、横軸は、時刻を示している。
図3の符号A,Bは、本実施形態の進角遅角設定による通電切替タイミングを示している。
本実施形態は、(n/2)次成分の電源電流を増大させ、n次成分の電源電流を低減する。ここでは、18次成分を低減するために、9次成分を含ませる通電切替を行う場合を例に採る。
9次成分を含ませるようにするために、通電切換時、2回に1回電流の振幅を大きくするような通電切替にする。一例として、通電切替時の進角と遅角とを所定パターン(例えば、交互)で繰り返して調整する。具体的には、以下の制御を行う。
<進角遅角設定>
(1) 図3に示すように、通電切替タイミングAでは、通常より遅く通電を切り替える遅角制御を行う。
(2) 図3に示すように、通電切替タイミングBでは、通常より早く通電を切り替える進角制御を行う。
(3) 上記(1)(2)の進角遅角設定は、所定パターン(ここでは、交互)で繰り返す。すなわち、上記(1)の通電切替タイミングAでの遅角分を、次の通電切替タイミングBでの進角分で相殺する。このため、ロータの1回転あたりの通電切替でみると、進角遅角の影響はない。
具体的には、図3に示すように、通電切替タイミングA,B間の通電期間Eと、通電切替タイミングB,A間の通電期間Fとは、異なる長さである。通電期間Eは、通常時よりも短く、通電期間Dは、通常時より長くなり、通電期間Eと通電期間Fとの合計は通常の通電切替2回分の期間と同じにすることで、ロータの1回転あたりでは、進角遅角の影響がなくなる。
なお、ローサイド側の通電切替時の遅角制御とハイサイド側の通電切替時の進角制御とは、一例であり、ローサイド側とハイサイド側の通電切替を逆にしてもよい。この場合、ローサイド側の通電切替時に進角制御を、またハイサイド側の通電切替時に遅角制御を行う態様となる。
上記進角遅角を交互に繰り返すパターンでは、(n/2)次成分(本例では、9次成分)の電源電流を増大させて、ロータの1回転あたりの通電切替回数nにとしたときのn次成分(本例では、18次成分)の電源電流を低減することができる。また、進角遅角設定は、所定パターンであればよく、交互ではないパターンも含まれる。例えば、上記進角遅角設定を実行し、その後の数回の通電切替時では、上記進角遅角設定を行わず、さらにその後の通電切替時に上記進角遅角設定を実行するようにしてもよい。
図3の破線は、電流波形の最大振幅を繋いだ包絡線を示している。この包絡線が示すように、通電切替タイミングAでは電流の振幅が大きくなり、通電切替タイミングBでは電流の振幅は通常の通電切替時より小さくなる。その結果、通電期間Eと通電期間Fの間で1回の大きな周期があるように調整することで1回転あたりの周期を半減するように設定できる。
図4は、本実施形態のモータ駆動制御装置の通電制御を示すフローチャートであり、図4(a)は、そのメインフロー、図4(b),(c)は、図4(a)のステップS102のサブルーチンである。図4のフローは、制御部4(図1参照)において所定タイミング毎に繰り返し実行される。
ステップS101において、制御部4は、モータ20(図1参照)が所定の回転速度範囲にあるか否かを判別する。所定の回転速度範囲は、ロータの1回転あたりの通電切替回数nに対応するn次成分とモータ20の固有共振周波数とが共振現象を生じる範囲を含む。モータ20の回転速度は、回転位置算出部41(図1参照)が、回転位置検出回路5からの回転位置情報(相電圧V1、V2、V3)に対応した位置検出信号S1を生成し、回転速度算出部42が位置検出信号S1を基に回転速度を算出し、回転速度情報S2を生成することで算出する。
モータ20が所定の回転速度範囲にあるならば(ステップS101でYESの判定)、モータ20の固有振動数と共振する電磁振動成分を抑制するために、ステップS102で制御部4は、進角遅角設定を行う。具体的には、通電タイミング調整部43では、回転速度算出部42から出力される回転速度情報S2を基に、所定の回転速度範囲のときに進角と遅角を調整する通電タイミング信号S3を生成する。通電信号生成部44は、位置検出信号S1と通電タイミング信号S3を入力して、駆動制御信号S4を生成する。上記ステップS102の進角遅角設定は、所定の回転速度範囲で強制的に進角、遅角を所定パターンで繰り返すものである。詳細は後記する。進角遅角設定を行った後、ステップS101に戻り、モータ20が所定の回転速度範囲にある間(ステップ101でYESの判定)は、ステップ102の進角遅角設定の処理を継続する。
一方、上記ステップS101でモータ20が所定の回転速度範囲にない場合(NOの判定)は、制御部4は上記ステップS102の進角遅角設定をスキップしてステップS103に進む。
ステップS103において、制御部4は通常の通電制御を行って本フローを終了する。
次に、上記進角遅角設定について説明する。
進角遅角設定は、切替時の進角と遅角とを所定パターンで繰り返して調整する。以下、例示する。
<例1>
図4(b)に示すように、ステップS11において、回転位置算出部41がロータの回転位置を算出する。
ステップS12において、通電タイミング調整部43が、ロータの回転位置を基に、通電切替時の進角と遅角を交互に行う。
これにより、(n/2)次成分の電源電流を増大させてn次成分の電源電流を低減させることができる。例えば、9次成分の電源電流を増大させて18次成分の電源電流を低減させる。
<例2>
図4(c)に示すように、ステップS21において、回転位置算出部41がロータの回転位置を算出する。
ステップS22において、通電タイミング調整部43が、通電切替の進角と遅角を所定パターンで繰り返す。
これにより、ロータの1回転あたりの通電切替回数nにとしたときのn次成分の電源電流を低減させることができる。
図5は、本実施形態のモータ駆動制御装置の周波数対電流値特性図である。図5は、6極9スロットのブラシレスモータにて回転速度をスイープさせて取得した電流波形のFFTグラフを示す。図5の縦軸は、図1の電流Iの電流値を示し、横軸は、周波数を示している。図5の実線で示す波形は、本実施形態の電流波形を、破線で示す波形は、比較例の電流波形を示している。
図5の符号aに示すように、比較例では、ロータの1回転につき18回の通電切替に伴い18次成分が発生する。上述したように、この18次成分は、モータ20の固有値(固有振動数)と共振することで大きな電磁振動成分となる。
本実施形態では、通電切替時の進角と遅角を交互に行うことで、9次成分を増大させて18次成分を低減させる。
モータ20の回転速度を変化させていくと、所定の回転速度範囲において、通電切替回数nに対応するn次成分に相当する周波数範囲で、モータ20の固有振動数と共振する現象が生じる。本実施形態では、その周波数範囲で電源電流を抑制することにより、n次成分での共振を回避することができる。
図5の破線での囲み領域で示すように、本実施形態では、18次成分に相当する周波数範囲(3200Hz〜4200Hz)における電流値を抑制している(図5の符号b参照)。図5では、所定の回転速度範囲(上記の周波数範囲に対応する回転速度10667rpm〜14000rpmを含む範囲)の区間において、通電制御(進角遅角設定)を行うことで、モータ20の固有値と18次成分との共振を回避している。
ただし、図5の符号cに示すように、本実施形態では、9次成分が増大することになる。しかし、この9次成分は、モータ20の固有値(固有振動数)と共振しないので電磁振動成分が生じることはない。また、9次成分近傍の周波数領域は、電流値も小さいので系への影響はない。
ここで、本実施形態において、18次成分に対応する回転速度範囲が10667rpm〜14000rpmとなる理由について説明する。
モータ20の固有値(固有振動数)は、測定により既知であるとする。この固有振動数と共振することで大きな電磁振動成分が生じることになる。図5の場合、共振点(電磁振動成分)が3200[Hz]から4200[Hz]の間にある。それをそれぞれ回転速度に換算すると、3200[Hz]×60÷18=10667[rpm]、4200[Hz]×60÷18=14000[rpm]となる。
すなわち、n次成分の周波数範囲がf1[Hz]〜f2[Hz]に対応する回転速度範囲の下限Rmin[rpm]と上限Rmax[rpm]は、それぞれ、(f1×60÷n)[rpm]、(f2×60÷n)[rpm]となる。
そして、所定の回転速度範囲は、少なくともn次成分に対応する回転速度範囲を含む、すなわち、n次成分とモータ20の固有共振周波数とが共振現象を生じる範囲を含むように設定される。
図6は、本実施形態のモータ駆動制御装置の周波数対振動値特性図である。図6は、6極9スロットのブラシレスモータの回転方向における周波数に対する振動値(振動成分のピーク値)の変化を示している。図6の縦軸は、振動値を示し、横軸は、周波数を示している。図6の実線で示す波形は、本実施形態の振動値を、破線で示す波形は、比較例の振動値を示している。
図6の破線で囲んだ18次成分に対応する電磁振動成分の周波数範囲では、振動ピーク値が50%以上低減できるという、大きな振動低減効果が得られた。
以上説明したように、本実施形態のモータ20の駆動制御装置1は、モータ20の各相に電圧を印加して駆動するモータ駆動部と、ロータの回転位置を検出して、回転位置情報を生成する回転位置検出回路5と、検出された回転位置情報(相電圧V1、V2、V3)に基づいて、通電切替時の進角と遅角とを所定パターンで繰り返して調整する駆動制御信号S4をモータ駆動部に出力する制御部4と、を備える。制御部4は、モータ20が所定の回転速度範囲にあるならば、通電切替時の進角と遅角とを所定パターンで繰り返して調整する。制御部4は、ロータの1回転あたりの通電切替回数nにとしたときのn次成分の電源電流を低減するように駆動制御信号S4を出力する。
これにより、安価な構成でありながら、所定の回転速度範囲で生じるモータ固有振動数との共振が回避され、モータの振動およびそれに伴う騒音を低減することが可能なモータ駆動制御装置を提供することが可能となる。
また、本実施の形態では、特許文献1の技術のように、変調率に特に依存することなく、通電切替時に、通電期間を調整するようにしているため、安価なマイコン(制御部)で上記のことが実現できる。
また、本実施の形態では、制御部4は、モータ駆動部が通電切替時の進角と遅角を交互に行うように制御するので、(n/2)次成分の電源電流を増大させてn次成分の電源電流を低減することができる。すなわち、所定の回転速度範囲で、通電タイミング毎に、進角と遅角の制御を交互に行うことで、ロータの1回転あたりの通電回数n回に対応するn次成分の電流値の大きさを抑制することができる。その結果、所定の回転速度範囲で生じるモータ固有振動数との共振が回避でき、モータの振動およびそれに伴う騒音を低減することができる。
(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(g)のようなものがある。
(a)所定の回転速度範囲は、使用するモータの固有振動数との共振点によって、適宜、適切に設定されるべきものであり、一義的に限定されるものではない。本発明は、通電切替時、強制的に進角、遅角を所定パターンで繰り返すところに特徴がある。したがって、どのような回転速度範囲でも適用可能である。
(b) 駆動制御装置の各構成要素は、少なくともその一部がハードウェアによる処理ではなく、ソフトウェアによる処理であってもよい。
(c) 本実施形態では、モータ20は、6極9スロットのブラシレスモータとして説明したが、磁極数、スロット数、モータの種類は特に限定されない。また、モータ20の相数も特に限定されない。
(d) 回転位置検出回路は、本実施形態(逆起電圧の検出回路)に限定されず、例えばホールセンサなどであってもよい。
(e) 駆動制御装置は、少なくともその一部を集積回路(IC:Integrated Circuit)としてもよい。
(f) 図1に示した駆動制御装置の回路ブロック構成は具体例であって、これに限定されない。
(g) 図5に示した制御フローは一例であって、これらのステップの処理に限定されるものではなく、例えば、各ステップ間に他の処理が挿入されてもよい。
1 駆動制御装置 (モータ駆動制御装置の一例)
2 インバータ回路 (モータ駆動部の一部)
3 プリドライブ回路 (モータ駆動部の一部)
4 制御部
41 回転位置算出部
42 回転速度算出部
43 通電タイミング調整部
44 通電信号生成部
5 回転位置検出回路
S1 位置検出信号
S2 回転速度情報
S3 通電タイミング信号
S4 駆動制御信号
Lu,Lv,Lw コイル
V1,V2,V3 相電圧
Vcc 電源電圧
Vd 直流電源
Vu,Vv,Vw 端子間電圧
Vuu,Vul,Vvu,Vvl,Vwu,Vwl 駆動信号
I 電流
Q1〜Q6 スイッチング素子

Claims (7)

  1. 三相モータの各相に電圧を印加して駆動するモータ駆動部と、
    ロータの回転位置を検出して、回転位置情報を生成する回転位置検出回路と、
    検出された前記回転位置情報に基づいて、通電切替タイミング毎に、通電切替時の進角と遅角とを交互に繰り返して調整する駆動制御信号を前記モータ駆動部に出力する制御部と、
    を備えることを特徴とするモータ駆動制御装置。
  2. 前記制御部は、前記三相モータが所定の回転速度範囲にあるならば、通電切替時の進角と遅角とを交互に繰り返して調整する
    ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動制御装置。
  3. モータの各相に電圧を印加して駆動するモータ駆動部と、
    ロータの回転位置を検出して、回転位置情報を生成する回転位置検出回路と、
    検出された前記回転位置情報に基づいて、通電切替時の進角と遅角とを所定パターンで繰り返して調整する駆動制御信号を前記モータ駆動部に出力する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記モータが所定の回転速度範囲にあるならば、通電切替時の進角と遅角とを所定パターンで繰り返して調整し、
    前記所定の回転速度範囲は、前記ロータの1回転あたりの通電切替回数nに対応するn次成分と前記モータの固有共振周波数とが共振現象を生じる範囲を含む
    ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
  4. 前記制御部は、前記n次成分の電源電流を低減するように前記駆動制御信号を出力する
    ことを特徴とする請求項3に記載のモータ駆動制御装置。
  5. 前記制御部は、(n/2)次成分の電源電流を増大させて前記n次成分の電源電流を低減する
    ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載のモータ駆動制御装置。
  6. 前記制御部は、前記モータ駆動部が通電切替時の進角と遅角を交互に行うように制御する
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
  7. 前記制御部は、
    前記回転位置情報に対応した信号を基に、回転速度を算出する回転速度算出部と、
    前記回転速度算出部から出力される回転速度情報を基に、通電切替タイミング毎に、通電切替時の進角と遅角を調整する通電タイミング信号を生成する通電タイミング調整部と、
    前記回転位置情報に対応した信号と前記通電タイミング信号を入力して、前記駆動制御信号を生成する通電信号生成部と、を備える
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6510582B2 (ja) * 2017-04-03 2019-05-08 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法及びチューブポンプ
JP6674420B2 (ja) * 2017-08-22 2020-04-01 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置
JP2019088065A (ja) * 2017-11-02 2019-06-06 トヨタ自動車株式会社 モータの制御装置
JP7190333B2 (ja) * 2018-11-07 2022-12-15 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置、電子機器及びモータの制御方法
CN109375559A (zh) * 2018-12-13 2019-02-22 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 一种用于水下的冗余直流电机驱动器的冗余控制系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3643140A (en) * 1970-08-07 1972-02-15 Armec Corp Dc energized timing motor utilizing a resonant member to maintain constant speed
JPS573590A (en) * 1980-06-04 1982-01-09 Hitachi Ltd Controller for brushless electric motor
JPS63107498A (ja) * 1986-10-21 1988-05-12 Mitsubishi Electric Corp ステツピングモ−タの制御装置
JP3302429B2 (ja) * 1993-02-22 2002-07-15 セイコーエプソン株式会社 記録装置駆動用パルスモータの駆動方法
JP2001145381A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Toyota Motor Corp モータの制御装置
JP2004297933A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ブラシレスモータの制御方法
US8080957B2 (en) * 2006-04-11 2011-12-20 Nsk, Ltd. Motor control device and motor-driven power steering system using the same
JP4692647B2 (ja) * 2009-02-05 2011-06-01 トヨタ自動車株式会社 交流電動機の制御装置
JP2011055651A (ja) 2009-09-02 2011-03-17 Toyota Motor Corp モータ制御装置
JP2011217584A (ja) * 2010-04-02 2011-10-27 Minebea Co Ltd モータ駆動装置及びその制御方法
JP5378323B2 (ja) * 2010-08-09 2013-12-25 株式会社東芝 ブラシレスモータ駆動回路、および、ブラシレスモータ駆動システム
JP6022319B2 (ja) * 2012-11-19 2016-11-09 ミネベア株式会社 モータの駆動制御装置

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