JPH0223098A - 可変リラクタンスモータの駆動装置 - Google Patents
可変リラクタンスモータの駆動装置Info
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- JPH0223098A JPH0223098A JP63172282A JP17228288A JPH0223098A JP H0223098 A JPH0223098 A JP H0223098A JP 63172282 A JP63172282 A JP 63172282A JP 17228288 A JP17228288 A JP 17228288A JP H0223098 A JPH0223098 A JP H0223098A
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、可変リラクタンスモーフの駆動装置に関する
。
。
[従来の技術]
従来より、可変リラクタンスモータの駆動装置50とし
て、第9図に示すように、相巻線通電回路51a〜51
dと、各相巻線通電回路51a〜51dに順次バイアス
電圧を印加する二つのスイリチ信号発生回路52及び5
3と、直流電源Vpを主要部として構成されているもの
が知られている。
て、第9図に示すように、相巻線通電回路51a〜51
dと、各相巻線通電回路51a〜51dに順次バイアス
電圧を印加する二つのスイリチ信号発生回路52及び5
3と、直流電源Vpを主要部として構成されているもの
が知られている。
相巻線通電回路51aにおいては、トランジスタT「5
1とトランジスタT r55とが同時に導通されて当該
相巻線L51が通電されると、磁気エネルギが出力され
てモータのロータに正の回転トルクが発生し、第10図
に実線で示すように、ロータが矢印Aの方向に回転する
。この後、負の回転トルクが発生する前に、即ち、第1
0図に破線で示すロータがステータに相対している状9
(以下、最大重なり状態という)から、更に回転しイン
ダクタンスの時間的な変化率が負になる以前に、トラン
ジスタT「51とトランジスタT「55とが同時に遮断
されて通電が停止される。そして、相巻線通電回路51
b〜51dにおいても順次同様にして通電が行われる。
1とトランジスタT r55とが同時に導通されて当該
相巻線L51が通電されると、磁気エネルギが出力され
てモータのロータに正の回転トルクが発生し、第10図
に実線で示すように、ロータが矢印Aの方向に回転する
。この後、負の回転トルクが発生する前に、即ち、第1
0図に破線で示すロータがステータに相対している状9
(以下、最大重なり状態という)から、更に回転しイン
ダクタンスの時間的な変化率が負になる以前に、トラン
ジスタT「51とトランジスタT「55とが同時に遮断
されて通電が停止される。そして、相巻線通電回路51
b〜51dにおいても順次同様にして通電が行われる。
又、上記相巻線通電回路51a〜51dは、相巻線L5
1〜L54の通電停止時に相巻線L51〜L54の両端
に誘導起電力が発生し極めて高い電圧がかかりスイッチ
ング用トランジスタTr51〜T「58や相巻wAI、
51〜L54が破壊されることを防ぐために、巻線電流
をダイオードD51〜D54からコンデンサCに流し電
荷としてコンデンサCに蓄積することによって相巻線L
51〜L54の磁気エネルギを回収するように構成され
ている。つまり、相巻線L51〜L54の巻線電流は、
帯電電荷としてコンデンサCに回生され、その回生され
た電荷は次に通電される相に供給される。
1〜L54の通電停止時に相巻線L51〜L54の両端
に誘導起電力が発生し極めて高い電圧がかかりスイッチ
ング用トランジスタTr51〜T「58や相巻wAI、
51〜L54が破壊されることを防ぐために、巻線電流
をダイオードD51〜D54からコンデンサCに流し電
荷としてコンデンサCに蓄積することによって相巻線L
51〜L54の磁気エネルギを回収するように構成され
ている。つまり、相巻線L51〜L54の巻線電流は、
帯電電荷としてコンデンサCに回生され、その回生され
た電荷は次に通電される相に供給される。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、上記駆動装置50は、1相につき2個のスイッ
チングトランジスタTr51〜T「54及びT「55〜
T「5Bを要し、かつ2個のスイッチ信号発生回路52
及び53を要する。更に、トランジスタT「51〜T「
54のエミッタ電位が個々に変化するので、一方のスイ
ッチ信号回路52を電気的に相互に絶縁されたベース駆
動信号発生回路52a、52b、52c、52dで構成
しなければならない。
チングトランジスタTr51〜T「54及びT「55〜
T「5Bを要し、かつ2個のスイッチ信号発生回路52
及び53を要する。更に、トランジスタT「51〜T「
54のエミッタ電位が個々に変化するので、一方のスイ
ッチ信号回路52を電気的に相互に絶縁されたベース駆
動信号発生回路52a、52b、52c、52dで構成
しなければならない。
従って、部品点数及び配線が増える。又、回生用のコン
デンサCには大容量のものが必要となるため駆動装置の
小型化、軽量化が困難となるとともに製造コストも高く
なる。
デンサCには大容量のものが必要となるため駆動装置の
小型化、軽量化が困難となるとともに製造コストも高く
なる。
本発明は、簡単な回路で構成され安価に作製できる可変
リラクタンスモータの駆動装置を提供することを目的と
してなされた。
リラクタンスモータの駆動装置を提供することを目的と
してなされた。
[課題を解決するための手段]
本発明の要旨とするところは、予め定められた順序で可
変リラクタンスモータの各相巻線を通電する通電制御手
段と、通電時に各相巻線に通電される電流量を制御する
電流量制御手段と、上記相巻線に並列接続され、その相
巻線への通電終了時に励磁電流をその相巻線に循環させ
る電流循環手段と、上記電流循環手段に接続可能に設け
られ、接続時に上記相巻線に循環された励磁電流を消費
する電流消費手段とを備えたことを特徴とする可変リラ
クタンスモータの駆動装置にある。
変リラクタンスモータの各相巻線を通電する通電制御手
段と、通電時に各相巻線に通電される電流量を制御する
電流量制御手段と、上記相巻線に並列接続され、その相
巻線への通電終了時に励磁電流をその相巻線に循環させ
る電流循環手段と、上記電流循環手段に接続可能に設け
られ、接続時に上記相巻線に循環された励磁電流を消費
する電流消費手段とを備えたことを特徴とする可変リラ
クタンスモータの駆動装置にある。
[作用]
通電制御手段及び電流量制御手段が当該の相巻線に通電
すると、可変リラクタンスモータのロータ突極がステー
タの81極に接近しロータが回転する。相巻線への通電
が遮断されると、相巻線の両端に磁束の変化を妨げる方
向に誘導起電力が発生するので、相巻線を流れる電流は
、電流循環手段を通って相巻線へ還流することができる
。従って、通電が遮断された後、還流電流は誘導起電力
によりロータを更に回転させる正のトルクとして出力さ
れ、次第に減衰する。また、相巻線に蓄積された磁気エ
ネルギはロータを回転させるために大半が消費される。
すると、可変リラクタンスモータのロータ突極がステー
タの81極に接近しロータが回転する。相巻線への通電
が遮断されると、相巻線の両端に磁束の変化を妨げる方
向に誘導起電力が発生するので、相巻線を流れる電流は
、電流循環手段を通って相巻線へ還流することができる
。従って、通電が遮断された後、還流電流は誘導起電力
によりロータを更に回転させる正のトルクとして出力さ
れ、次第に減衰する。また、相巻線に蓄積された磁気エ
ネルギはロータを回転させるために大半が消費される。
次に、ロータの最大重なり状態以降は、電流循環手段に
電流消費手段が接続され電流が電流消費手段を流れ消費
されで消滅し、相巻線の残留F11気エネルギが急速に
減少し、ロータの回転を妨げる負のトルクの発生が抑制
される。
電流消費手段が接続され電流が電流消費手段を流れ消費
されで消滅し、相巻線の残留F11気エネルギが急速に
減少し、ロータの回転を妨げる負のトルクの発生が抑制
される。
このように通電遮断後に相巻線に還流する電流は、ロー
タを回転させる正のトルクとして出力されるとともに、
最大重なり状態以降は速やかに消滅する。
タを回転させる正のトルクとして出力されるとともに、
最大重なり状態以降は速やかに消滅する。
[実施例]
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
4相の可変リラクタンスモータ(以下、SRモータと呼
ぶ)の駆動装置1は、第1図に示すように、通電制御手
段及び電流量制御手段としての4刊の相巻線通電回路2
a、2 b 、2 c 、2 d と、各相の駆動
を制i即する通電制御手段としてのスイッチ信号発生回
路4と、周知の電源回路6とを主要部として構成される
。
ぶ)の駆動装置1は、第1図に示すように、通電制御手
段及び電流量制御手段としての4刊の相巻線通電回路2
a、2 b 、2 c 、2 d と、各相の駆動
を制i即する通電制御手段としてのスイッチ信号発生回
路4と、周知の電源回路6とを主要部として構成される
。
相巻線通電回路2a〜2dは、相巻線LiL2゜L3.
L4に並列接続された電流循環手段としてのサイリスタ
5CRI、5CR2,5CR3,5CR4と、電流消費
手段としての抵抗R1,R2,R3,R4及びフリーホ
イールダイオードDI、D2.D3.D4から構成され
相巻線L1〜L4に並列接続された直列接続回路S 1
1.S I 2.S I3.S I4と、相巻線L1〜
L4に直列接続された相駆動トランジスタT「1゜T
r2. T r3. T r4とにより構成される。相
駆動トランジスタ′r「1〜Tr4のベース側には、周
知の電流検出器CTI、CT2.CT3.CT4が付設
されて通電電流を検出し電流検出信号をスイッチ信号発
生回路4に出力している。尚、相巻線LlはモータのA
相に、相巻線L2はB相に、相巻線L3はC相に、相巻
線L4はC相に設けられている。
L4に並列接続された電流循環手段としてのサイリスタ
5CRI、5CR2,5CR3,5CR4と、電流消費
手段としての抵抗R1,R2,R3,R4及びフリーホ
イールダイオードDI、D2.D3.D4から構成され
相巻線L1〜L4に並列接続された直列接続回路S 1
1.S I 2.S I3.S I4と、相巻線L1〜
L4に直列接続された相駆動トランジスタT「1゜T
r2. T r3. T r4とにより構成される。相
駆動トランジスタ′r「1〜Tr4のベース側には、周
知の電流検出器CTI、CT2.CT3.CT4が付設
されて通電電流を検出し電流検出信号をスイッチ信号発
生回路4に出力している。尚、相巻線LlはモータのA
相に、相巻線L2はB相に、相巻線L3はC相に、相巻
線L4はC相に設けられている。
スイッチ信号発生回路4は、第2図に示すように、相駆
動トランジスタTri〜Tr4のベースにバイアス電圧
を印加するスイッチングパルスP1〜P4を出力し、又
、サイリスタ5CRI〜5CR4のゲートにゲートトリ
ガパルスPgl、Pg2.Pg3゜Pg4を出力する。
動トランジスタTri〜Tr4のベースにバイアス電圧
を印加するスイッチングパルスP1〜P4を出力し、又
、サイリスタ5CRI〜5CR4のゲートにゲートトリ
ガパルスPgl、Pg2.Pg3゜Pg4を出力する。
上記のSRモータの駆動装置1は、サーボ系の一部を構
成している。即ち、サーボ系20は、SRモータの駆動
装置1と、SRモータ10と、SRモータ10の回転軸
の回転角度を検出する周知の位置センサ12と、位置セ
ンサ12の出力する回転角度検出信号REに基づいてS
Rモータ10の回転速度を演算する速度演算回路14と
、外部からの速度指令信号SGIと速度演算回路14か
ら人力される速度信号SG2とを比較しその速度差に応
じてトルク補正信号SG3を出力する速度比較回路16
と、そのトルク補正信号SG3に基づいてスイッチング
パルスP1〜P4の位相を制御する位相制御信号SG4
をスイッチ信号発生回路4に出力する位相指令発生回路
18とから構成されている。又、サーボ系20において
、スイッチ信号発生回路4は、回転角度検出信号RE或
は電流量検出信号Vil〜Vi4に基づいて相駆動トラ
ンジスタTri〜Tr4の導通を制御するスイッチング
パルスP1〜P4を出力すると共に回転角度検出信号R
Eに基づいてサイリスタ5CRI〜5CR4の導通を制
御するゲートトリガパルスPgl〜Pg4を出力する。
成している。即ち、サーボ系20は、SRモータの駆動
装置1と、SRモータ10と、SRモータ10の回転軸
の回転角度を検出する周知の位置センサ12と、位置セ
ンサ12の出力する回転角度検出信号REに基づいてS
Rモータ10の回転速度を演算する速度演算回路14と
、外部からの速度指令信号SGIと速度演算回路14か
ら人力される速度信号SG2とを比較しその速度差に応
じてトルク補正信号SG3を出力する速度比較回路16
と、そのトルク補正信号SG3に基づいてスイッチング
パルスP1〜P4の位相を制御する位相制御信号SG4
をスイッチ信号発生回路4に出力する位相指令発生回路
18とから構成されている。又、サーボ系20において
、スイッチ信号発生回路4は、回転角度検出信号RE或
は電流量検出信号Vil〜Vi4に基づいて相駆動トラ
ンジスタTri〜Tr4の導通を制御するスイッチング
パルスP1〜P4を出力すると共に回転角度検出信号R
Eに基づいてサイリスタ5CRI〜5CR4の導通を制
御するゲートトリガパルスPgl〜Pg4を出力する。
次に、SRモータの駆動装置1の動作について説明する
。SRモータ10は、各相巻線L1〜L4にL1→L2
→L3→L4の循環順序で位相が電気角π/2ずつずれ
て通電されることによって、所定の方向へ回転する。
。SRモータ10は、各相巻線L1〜L4にL1→L2
→L3→L4の循環順序で位相が電気角π/2ずつずれ
て通電されることによって、所定の方向へ回転する。
各相巻tL1〜L4における電源6からの通電制御は以
下のように行われる。例えばA相では、第3図(A)及
び(B)に示すように、スイッチ信号発生回路4から出
力されたスイッチングパルスP1が相駆動トランジスタ
Triのベースに印可され相駆動相駆動トランジスタT
riが導通ずることにより、通電が開始される。
下のように行われる。例えばA相では、第3図(A)及
び(B)に示すように、スイッチ信号発生回路4から出
力されたスイッチングパルスP1が相駆動トランジスタ
Triのベースに印可され相駆動相駆動トランジスタT
riが導通ずることにより、通電が開始される。
通電を開始してから電気角π/2経過後(このとき電流
は所定の大きさIplに達している)、相駆動トランジ
スタTriの導通が遮断され相巻線L1への電流供給は
停止される。このとき相巻線L1の両端には誘導起電力
が発生し電流を流し続けるように電圧が加わる。同時に
、第3図(A)の■欄及び(B)に示すように、スイッ
チ信号発生回路4からゲートトリガパルスPglがサイ
リスタ5CRIのゲートに出力されサイリスタ5CRI
が導通ずる。従って、相巻線L1を流れる電流11はフ
リーホイール動作に入り相巻線L1からサイリスタ5C
RIを通って再び相巻&11に還流する。この還流電流
11は、当該ステータ8i極において磁気エネルギに変
換され機械的エネルギ(正のトルク)として出力されな
がら漸次減少し、かつ、相巻線L1に蓄積された磁気エ
ネルギの大半がロータを回転させるために消費されて、
ロータの突極は当該ステータ磁極に接近する。
は所定の大きさIplに達している)、相駆動トランジ
スタTriの導通が遮断され相巻線L1への電流供給は
停止される。このとき相巻線L1の両端には誘導起電力
が発生し電流を流し続けるように電圧が加わる。同時に
、第3図(A)の■欄及び(B)に示すように、スイッ
チ信号発生回路4からゲートトリガパルスPglがサイ
リスタ5CRIのゲートに出力されサイリスタ5CRI
が導通ずる。従って、相巻線L1を流れる電流11はフ
リーホイール動作に入り相巻線L1からサイリスタ5C
RIを通って再び相巻&11に還流する。この還流電流
11は、当該ステータ8i極において磁気エネルギに変
換され機械的エネルギ(正のトルク)として出力されな
がら漸次減少し、かつ、相巻線L1に蓄積された磁気エ
ネルギの大半がロータを回転させるために消費されて、
ロータの突極は当該ステータ磁極に接近する。
還流電流11は、電気角π経過時点、即ち、第3図(A
)の1欄に示すように、相巻線のインダクタンスが最大
L maxのとき(ステータ磁極とロータ突極との相対
位置が最大重なり状態のとき)にはまだ零にはならず残
存している。この時点での還流電流11の大きさ(■ρ
2)は、相巻yAL1のインダクタンスの大きさとコン
デンサCの時定数とから近似的に求められ、ゲー))リ
ガバルスPglのタイミング(電気角)が同じであれば
その大きさは回転速度に依存せず電流11のビーク伽I
plに対して一定の割合である。
)の1欄に示すように、相巻線のインダクタンスが最大
L maxのとき(ステータ磁極とロータ突極との相対
位置が最大重なり状態のとき)にはまだ零にはならず残
存している。この時点での還流電流11の大きさ(■ρ
2)は、相巻yAL1のインダクタンスの大きさとコン
デンサCの時定数とから近似的に求められ、ゲー))リ
ガバルスPglのタイミング(電気角)が同じであれば
その大きさは回転速度に依存せず電流11のビーク伽I
plに対して一定の割合である。
更に、電気角がπを超えると、ステータ(i!]チとロ
ータの突極との相対位置が最大重なり状態から重なりの
減少状態に転じインダクタンスの時間的な変化率が負に
なる。そのため相巻線L1に電流が流れ続ける方向へ誘
導起電力が発生し、還流電流11が増加する。この誘導
起電力の大きさは還流電流11の大きさとロータの回転
速度とを関数として累進的に増大する。従って、還流電
流11が比較的大きいと急激□に上昇し、大きな負トル
クが発生し制動がかかってしまう。
ータの突極との相対位置が最大重なり状態から重なりの
減少状態に転じインダクタンスの時間的な変化率が負に
なる。そのため相巻線L1に電流が流れ続ける方向へ誘
導起電力が発生し、還流電流11が増加する。この誘導
起電力の大きさは還流電流11の大きさとロータの回転
速度とを関数として累進的に増大する。従って、還流電
流11が比較的大きいと急激□に上昇し、大きな負トル
クが発生し制動がかかってしまう。
そこで、電気角がπの時、スイッチ信号発生回路4がス
イッチングパルスPi (このパルスは相巻線L1へ
の通電時のパルスに比して極めて短い)を出力し、これ
が相駆動トランジスタTriのベースに瞬時印可され、
相駆動トランジスタTriが瞬時導通する。これにより
サイリスタ5CR1に逆方向電圧が加わりサイリスタ5
CRIは遮断される。すると、電?m l 1は抵抗R
1とフリーホイールダイオードD1とを通って相巻線L
1に還流する。これで、電流11は抵抗R1により消費
され熱エネルギとして放出される。それ故、相巻線L1
の残留磁気エネルギは急速に減少し負のトルク発生は抑
制される。尚、抵抗R1の値は、SRモータ10の最高
回転速度とそのときの還流電流の(Bi Iρ2が適切
な減少度合で減衰するように選定する。
イッチングパルスPi (このパルスは相巻線L1へ
の通電時のパルスに比して極めて短い)を出力し、これ
が相駆動トランジスタTriのベースに瞬時印可され、
相駆動トランジスタTriが瞬時導通する。これにより
サイリスタ5CR1に逆方向電圧が加わりサイリスタ5
CRIは遮断される。すると、電?m l 1は抵抗R
1とフリーホイールダイオードD1とを通って相巻線L
1に還流する。これで、電流11は抵抗R1により消費
され熱エネルギとして放出される。それ故、相巻線L1
の残留磁気エネルギは急速に減少し負のトルク発生は抑
制される。尚、抵抗R1の値は、SRモータ10の最高
回転速度とそのときの還流電流の(Bi Iρ2が適切
な減少度合で減衰するように選定する。
そして、サイリスタ5CRIが遮断されてから電気角π
経過後に相駆動トランジスタTriが再び導通され通電
サイクルが継続する。
経過後に相駆動トランジスタTriが再び導通され通電
サイクルが継続する。
次に、SRモータの駆動装置1の制動動作について説明
する。
する。
スイッチ信号発生回路4は、外部から制動指令信号SG
5が入力されると、相巻線L1〜L4のインダクタンス
変化が負である過程で、各相銀に電気角π(最大重なり
状態)のときスイッチングパルスP1〜P4を出力し、
相駆動トランジスタTrl〜Tr4を電気角π/2の間
導通させ、相巻線Ll〜L4に通電する。すると、負の
トルクが発生しSRモータ10の回転を制動する。この
制動過程では、上記したように誘導起電力が発生し、相
巻線L1〜L4にかかる電圧が電源電圧Vsと同じ極性
で加わるため、電流11〜i4が増加し電流制限値Ip
3を超えてしまう。そこで、スイッチ信号発生回路4は
周知のチョッパ制御で相駆動トランジスタTri〜Tr
4を導通制御する。即ち、第4図に示すように、スイッ
チ信号発生回路4は、電流11〜i4が制限電流値I
p3を超えると、相駆動トランジスタ1゛「1〜Tr4
を遮断し電流11〜i4が制限電流値I p3より下が
ると、再び相駆動トランジスタTri〜Tr4を導通さ
せるようにスイッチングパルスP1〜P4を出力する。
5が入力されると、相巻線L1〜L4のインダクタンス
変化が負である過程で、各相銀に電気角π(最大重なり
状態)のときスイッチングパルスP1〜P4を出力し、
相駆動トランジスタTrl〜Tr4を電気角π/2の間
導通させ、相巻線Ll〜L4に通電する。すると、負の
トルクが発生しSRモータ10の回転を制動する。この
制動過程では、上記したように誘導起電力が発生し、相
巻線L1〜L4にかかる電圧が電源電圧Vsと同じ極性
で加わるため、電流11〜i4が増加し電流制限値Ip
3を超えてしまう。そこで、スイッチ信号発生回路4は
周知のチョッパ制御で相駆動トランジスタTri〜Tr
4を導通制御する。即ち、第4図に示すように、スイッ
チ信号発生回路4は、電流11〜i4が制限電流値I
p3を超えると、相駆動トランジスタ1゛「1〜Tr4
を遮断し電流11〜i4が制限電流値I p3より下が
ると、再び相駆動トランジスタTri〜Tr4を導通さ
せるようにスイッチングパルスP1〜P4を出力する。
更に、制動時にはサイリスタ5CRI〜5CR4を遮断
しておき、チョッパ制御過程における相駆動トランジス
タTri〜T「4遮断時には電流11〜i4を抵抗R1
〜R4とフリーホイールダイオードD1〜D4を通じて
相巻線L1〜L4に還流させ、電流11〜14の一部を
抵抗R1〜R4で消費させ速やかに制限電流値Ip3以
下に減少させる(抵抗R1〜R4で消費される電流は第
4図ではハ・ンチングで示されている)。尚、制動トル
クの大きさは、上記の電流制限値Ip3の大きさにより
定まる。
しておき、チョッパ制御過程における相駆動トランジス
タTri〜T「4遮断時には電流11〜i4を抵抗R1
〜R4とフリーホイールダイオードD1〜D4を通じて
相巻線L1〜L4に還流させ、電流11〜14の一部を
抵抗R1〜R4で消費させ速やかに制限電流値Ip3以
下に減少させる(抵抗R1〜R4で消費される電流は第
4図ではハ・ンチングで示されている)。尚、制動トル
クの大きさは、上記の電流制限値Ip3の大きさにより
定まる。
上記したようにSRモータの駆動装置1においては、1
相につき1個の相駆動トランジスタTri〜Tr4のみ
で相巻線Ll〜L4への通電を制御しているので、従来
の駆動装置に比してトランジスタの数を半減することが
できる。加えて、従来のように、電気的に相互に絶縁さ
れた専用のバイアス電源を用いる必要はなくなる。従っ
て、装置の小型化、軽量化が容易となる。更に、切替手
段としてサイリスタ5CR1〜5CR4を用いているの
で電流消費用の抵抗R1〜R4及びフリーホイールダイ
オードD1〜D4との直列回路への切り替え制御が簡単
になる。サイリスタ5CRI〜5CR4は、通電許容電
流が大きいのものでも、トランジスタに比して安価であ
る。
相につき1個の相駆動トランジスタTri〜Tr4のみ
で相巻線Ll〜L4への通電を制御しているので、従来
の駆動装置に比してトランジスタの数を半減することが
できる。加えて、従来のように、電気的に相互に絶縁さ
れた専用のバイアス電源を用いる必要はなくなる。従っ
て、装置の小型化、軽量化が容易となる。更に、切替手
段としてサイリスタ5CR1〜5CR4を用いているの
で電流消費用の抵抗R1〜R4及びフリーホイールダイ
オードD1〜D4との直列回路への切り替え制御が簡単
になる。サイリスタ5CRI〜5CR4は、通電許容電
流が大きいのものでも、トランジスタに比して安価であ
る。
又、相巻線L1〜L4への通電遮断後に相巻線L1〜L
4を流れる電流11〜i4及び蓄積された磁気エネルギ
の一部を正のトルクとして出力することができると共に
、最大重なり状態以降は抵抗R1〜R4により速やかに
還流電流を消滅させ残留磁気エネルギを急速に減少させ
負のトルク発生を抑制することができる。従って、磁気
エネルギを回生用コンデンサに電荷として回収する従来
の方法に比して、電源電圧の脈動を抑制することができ
るとともにコンデンサの容量を小さくすることもでき、
これによっても装置を小型にすることができる。
4を流れる電流11〜i4及び蓄積された磁気エネルギ
の一部を正のトルクとして出力することができると共に
、最大重なり状態以降は抵抗R1〜R4により速やかに
還流電流を消滅させ残留磁気エネルギを急速に減少させ
負のトルク発生を抑制することができる。従って、磁気
エネルギを回生用コンデンサに電荷として回収する従来
の方法に比して、電源電圧の脈動を抑制することができ
るとともにコンデンサの容量を小さくすることもでき、
これによっても装置を小型にすることができる。
次に、本発明の第二の実施例について説明する。
4相の可変リラクタンスモータの駆動装置20は、第5
図に示すように、通電制御手段及び電流量制御手段とし
ての4組の相巻線通電回路21a、21b、21 c、
21d と、各相の駆動を制御する通電制御手段として
のスイッチ信号発生回路22とから構成される。尚、こ
の可変リラクタンスモータの駆動装置20には、電流検
出器、電源回路が備えられているが、第一実施例と同様
であるので、図は省略する。又、可変リラクタンスモー
タの駆動装置20は、第一実施例と同様にSRモータの
サーボ系(図示略)の一部を構成している。
図に示すように、通電制御手段及び電流量制御手段とし
ての4組の相巻線通電回路21a、21b、21 c、
21d と、各相の駆動を制御する通電制御手段として
のスイッチ信号発生回路22とから構成される。尚、こ
の可変リラクタンスモータの駆動装置20には、電流検
出器、電源回路が備えられているが、第一実施例と同様
であるので、図は省略する。又、可変リラクタンスモー
タの駆動装置20は、第一実施例と同様にSRモータの
サーボ系(図示略)の一部を構成している。
相巻線通電回路21a〜21dは、相巻線Lll、L1
2.L13.L14に直列接続された相駆動トランジス
タT rll、 T r12. T r13. ’I’
r14を主要部として構成されている。相巻線通電回
路21a及び21Cにおいては、各々の相駆動トランジ
スタTrll及びT「13のコレクタから、電流循環手
段としての接続切替用トランジスタT「15並びに電流
消費手段としての抵抗R11との並列接続回路PII、
PI2にフリーホイールダイオードDll、D13が順
方向に接続されている。同様に、相巻線通電回路21b
及び21dにおいては、接続切替用トランジスタT r
16と抵抗R12との並列接続回路に、フリーホイール
ダイオードD 12. D 14が順方向に接続されて
いる。各々の接続切替用トランジスタTr15. T
r16のベースはスイッチ信号発生回路22に接続され
る。尚、相巻線LllはSRモータのA相に、相巻線L
12はB相に、相巻線り、13はC相に、相巻線L14
はD相に設けられている。
2.L13.L14に直列接続された相駆動トランジス
タT rll、 T r12. T r13. ’I’
r14を主要部として構成されている。相巻線通電回
路21a及び21Cにおいては、各々の相駆動トランジ
スタTrll及びT「13のコレクタから、電流循環手
段としての接続切替用トランジスタT「15並びに電流
消費手段としての抵抗R11との並列接続回路PII、
PI2にフリーホイールダイオードDll、D13が順
方向に接続されている。同様に、相巻線通電回路21b
及び21dにおいては、接続切替用トランジスタT r
16と抵抗R12との並列接続回路に、フリーホイール
ダイオードD 12. D 14が順方向に接続されて
いる。各々の接続切替用トランジスタTr15. T
r16のベースはスイッチ信号発生回路22に接続され
る。尚、相巻線LllはSRモータのA相に、相巻線L
12はB相に、相巻線り、13はC相に、相巻線L14
はD相に設けられている。
スイッチ信号発生回路22は、相駆動トランジスタT「
11〜T「14にバイアス電圧を印可するスイッチング
パルスpH〜P14及び接続切替用トランジスタT r
15. T r16にバイアス電圧を印可するスイッチ
ングパルスP 15. P 16を出力する。
11〜T「14にバイアス電圧を印可するスイッチング
パルスpH〜P14及び接続切替用トランジスタT r
15. T r16にバイアス電圧を印可するスイッチ
ングパルスP 15. P 16を出力する。
次に、SRモータの駆動装置20の動作について説明す
る。SRモータの駆動時には、各相巻線L11〜L14
はL11→L12→L13→L14の循環順序で位相が
電気角π/2ずつずれて通電される。各相巻線Lit〜
L14への通電は、第6図に示すように、スイッチ信号
発生回路22からスイッチングパルスpH〜P14が出
力されて相駆動トランジスタT「11〜Tr14が導通
することにより行われる。例えば、相巻線Lllに相駆
動トランジスタT rllが導通して通電が行なわれ、
電気角π/2経過後に通電が遮断されるが、この時SR
モータの駆動装置20においては、同時にスイッチ信号
発生回路22から接続切替用トランジスタT r15の
ベースに、スイッチングパルスP15が、出力され接続
切替用トランジスタTr15が導通ずる。このスイッチ
ングパルスP15は、周期が電気角π、デユーティ比率
が50%である。このとき相巻gL11の両端には誘導
起電力が発生し相巻線Lllには電流を流し続けるよう
に電圧が加わる。従って、相巻線Lllを流れる電流1
11はフリーホイール動作に入り相巻線Litから接続
切替用トランジスタT「15を通って再び相巻線Lll
に還流する。この還流電流111は、磁気エネルギに変
換され機械的エネルギ(正のトルク)として出力されな
がら最大値ip4から所定値i p5まで漸次減少する
。そして、電気角π経過後、即ち、最大重なり状態以降
では、接続切替用トランジスタT「15は遮断される。
る。SRモータの駆動時には、各相巻線L11〜L14
はL11→L12→L13→L14の循環順序で位相が
電気角π/2ずつずれて通電される。各相巻線Lit〜
L14への通電は、第6図に示すように、スイッチ信号
発生回路22からスイッチングパルスpH〜P14が出
力されて相駆動トランジスタT「11〜Tr14が導通
することにより行われる。例えば、相巻線Lllに相駆
動トランジスタT rllが導通して通電が行なわれ、
電気角π/2経過後に通電が遮断されるが、この時SR
モータの駆動装置20においては、同時にスイッチ信号
発生回路22から接続切替用トランジスタT r15の
ベースに、スイッチングパルスP15が、出力され接続
切替用トランジスタTr15が導通ずる。このスイッチ
ングパルスP15は、周期が電気角π、デユーティ比率
が50%である。このとき相巻gL11の両端には誘導
起電力が発生し相巻線Lllには電流を流し続けるよう
に電圧が加わる。従って、相巻線Lllを流れる電流1
11はフリーホイール動作に入り相巻線Litから接続
切替用トランジスタT「15を通って再び相巻線Lll
に還流する。この還流電流111は、磁気エネルギに変
換され機械的エネルギ(正のトルク)として出力されな
がら最大値ip4から所定値i p5まで漸次減少する
。そして、電気角π経過後、即ち、最大重なり状態以降
では、接続切替用トランジスタT「15は遮断される。
従って、還流電流illは抵抗R11を通って相巻線L
11に還流するので抵抗R11で消費され電流illは
速やかに減衰し、残留磁気エネルギが急速に減少する。
11に還流するので抵抗R11で消費され電流illは
速やかに減衰し、残留磁気エネルギが急速に減少する。
一方、電気角3π/2を経過したとき接続切替用トラン
ジスタT r15が再び導通するので、相巻線通電回路
21cでは、フリーホイール動作に入る。
ジスタT r15が再び導通するので、相巻線通電回路
21cでは、フリーホイール動作に入る。
それ故、相巻線Lllの還流電流illを、相巻線通電
回路21cのフリーホイール動作開始までに零にし負の
トルクを発生させないようにする必要がある。従って、
抵抗の値は電気角π/2の間に還流電流illが所定値
ip5から零になるように定められる。これで、相巻線
通電回路21aにおいては、最大重なり状態以降のイン
ダクタンスの減少領域で発生する負のトルクは小さく抑
えられ、SRモータの回転にほとんど影響を与えない。
回路21cのフリーホイール動作開始までに零にし負の
トルクを発生させないようにする必要がある。従って、
抵抗の値は電気角π/2の間に還流電流illが所定値
ip5から零になるように定められる。これで、相巻線
通電回路21aにおいては、最大重なり状態以降のイン
ダクタンスの減少領域で発生する負のトルクは小さく抑
えられ、SRモータの回転にほとんど影響を与えない。
又、SRモータの低速回転時には励磁時間が比較的長く
制限電流値i maxを超えてしまうので、相駆動トラ
ンジスタT「11〜T「14のチョッピング制御を行っ
て、相巻線LLl〜L14への通電を制限する。この場
合、例えば、第7図に示すように、相巻線通電回路21
aで通電電流illがチョッパ制御されている期間は、
相巻線通電回路21cでは還流電流i 13を抵抗R1
1で消費している過程に当たり、接続切替用トランジス
タT「15は遮断されている。つまり、上記チョッパ制
御時期間において、トランジスタT「11が遮断された
ときには、フリーホイール電流は抵抗R11により消費
されてSRモータの駆動力が落ちてしまう。
制限電流値i maxを超えてしまうので、相駆動トラ
ンジスタT「11〜T「14のチョッピング制御を行っ
て、相巻線LLl〜L14への通電を制限する。この場
合、例えば、第7図に示すように、相巻線通電回路21
aで通電電流illがチョッパ制御されている期間は、
相巻線通電回路21cでは還流電流i 13を抵抗R1
1で消費している過程に当たり、接続切替用トランジス
タT「15は遮断されている。つまり、上記チョッパ制
御時期間において、トランジスタT「11が遮断された
ときには、フリーホイール電流は抵抗R11により消費
されてSRモータの駆動力が落ちてしまう。
そこで、相巻線L13を流れる電流i 13が所定電流
値ip7を超えているときには、相巻線通電回路21c
での電流消費を優先させ接続切替用トランジスタT「1
5は遮断したまままとするが、電流111が所定電流値
ip7以下に減衰したときには、接続切替用トランジス
タTr15を導通させる。即ち、第8図に示すように、
所定電流値ip7に対応する所定の電圧V refを出
力する基準電圧電源Vpと、相巻線L13を流れる電流
i13を電圧に変換出力する電流検出器の検出信号Vi
と基準電圧V refとを比較し電流i13が所定電流
値ip7以下に減衰したときに判定信号(ハイアクティ
ブ)を出力する電圧比較器OPと、論理積回路ANDと
からなる接続切替用トランジスタT「15の導通制御回
路30を付設して、接続切替用トランジスタT「15の
導通を制御する。論理積回路ANDには、電圧比較器○
Pの出力信号と、チョッピング制御中を検出する検出信
号5Gchと、C相におけるインダクタンス減少期間を
検出する信号5Ginとが人力され、それらの論理積出
力で接続切替用トランジスタT「15を導通させる。尚
、上記の所定電流値ip7は、回転速度に比例する関数
として設定してもよい。
値ip7を超えているときには、相巻線通電回路21c
での電流消費を優先させ接続切替用トランジスタT「1
5は遮断したまままとするが、電流111が所定電流値
ip7以下に減衰したときには、接続切替用トランジス
タTr15を導通させる。即ち、第8図に示すように、
所定電流値ip7に対応する所定の電圧V refを出
力する基準電圧電源Vpと、相巻線L13を流れる電流
i13を電圧に変換出力する電流検出器の検出信号Vi
と基準電圧V refとを比較し電流i13が所定電流
値ip7以下に減衰したときに判定信号(ハイアクティ
ブ)を出力する電圧比較器OPと、論理積回路ANDと
からなる接続切替用トランジスタT「15の導通制御回
路30を付設して、接続切替用トランジスタT「15の
導通を制御する。論理積回路ANDには、電圧比較器○
Pの出力信号と、チョッピング制御中を検出する検出信
号5Gchと、C相におけるインダクタンス減少期間を
検出する信号5Ginとが人力され、それらの論理積出
力で接続切替用トランジスタT「15を導通させる。尚
、上記の所定電流値ip7は、回転速度に比例する関数
として設定してもよい。
以上の動作は、相巻線通電回路21b及び21dの絹合
せについても同様である。
せについても同様である。
上記したように第2実施例は、第1実施例と同様の効果
を奏すると共に、相巻線通電回路21a及び21c、相
巻線通電回路21b及び21dでトランジスタ及び抵抗
との並列接続回路を共通使用するので、SRモータの駆
動装置20を構成する素子の数を削減し部品点数を大幅
に減らすことができる。
を奏すると共に、相巻線通電回路21a及び21c、相
巻線通電回路21b及び21dでトランジスタ及び抵抗
との並列接続回路を共通使用するので、SRモータの駆
動装置20を構成する素子の数を削減し部品点数を大幅
に減らすことができる。
尚、上記第2実施例では接続切替用の素子としてトラン
ジスタを使用したが、このほかにサイリスタを使用して
もよく、その場合には回路構成をより簡単にすることが
できると共により安価に作製できる。
ジスタを使用したが、このほかにサイリスタを使用して
もよく、その場合には回路構成をより簡単にすることが
できると共により安価に作製できる。
[発明の効果]
本発明の可変リラクタンスモータの駆動装置によれば、
通電制御手段及び電流量制御手段を構成する素子の数を
削減することができる。又、相巻線を流れる電流及び相
巻線に蓄積された磁気エネルギを回転トルクに出力し、
最大重なり状態以降は還流電流を消費手段で消費するの
で回生用コンデンサを小容量のものとすることができる
。従って、装置の小型化、軽量化が容易となるとともに
製造コストの低減にも貢献することができる。
通電制御手段及び電流量制御手段を構成する素子の数を
削減することができる。又、相巻線を流れる電流及び相
巻線に蓄積された磁気エネルギを回転トルクに出力し、
最大重なり状態以降は還流電流を消費手段で消費するの
で回生用コンデンサを小容量のものとすることができる
。従って、装置の小型化、軽量化が容易となるとともに
製造コストの低減にも貢献することができる。
第1図は本発明の第1実施例である可変リラクタンスモ
ータの駆動装置の電気回路図、第2図は可変リラクタン
スモータのサーボ系を示すブロック図、第3図(A)は
各相巻線への通電及び通電遮断の時期を示すタイミング
チャート、第3図(B)はA相の相巻線への通電状態を
示す説明図、第4図は制動時の通電状態を示す説明図、
第5図は本発明の第2実施例である可変リラクタンスモ
ータの駆動装置の電気回路図、第6図は各相巻線への通
電及び通電遮断の時間を示すタイミングチャート、第7
図は制動時の通電状態を示す説明図、第8図は接続切替
用トランジスタの制御回路のブロック図、第9図は従来
の可変リラクタンスモータの駆動装置を示す電気回路図
、第10図は可変リラクタンスモータのステータとロー
タとの相対位置を示す説明図である。 1.20・・・可変リラクタンスモータの駆動装置2a
〜2d−・・相巻線通電回路 4・・・スイッチ信号発生回路 21a〜21d・・・相巻線通電回路 L1〜L4.Lll〜L14・・・相巻線5CRI〜5
CR4・・・サイリスタ D1〜D4.Dll〜D14・・・フリーホイールダイ
オ−R1〜R4,R11〜R12・・・抵抗T r15
. T r16・・・接続切替用トランジスタ代理人
弁理士 定立 勉(ほか2名)ド 第1図 第4図 /Aノ 第3図 第5図 第6図 ル2 峻フル (B) 第7図 50Cn tn 第9図
ータの駆動装置の電気回路図、第2図は可変リラクタン
スモータのサーボ系を示すブロック図、第3図(A)は
各相巻線への通電及び通電遮断の時期を示すタイミング
チャート、第3図(B)はA相の相巻線への通電状態を
示す説明図、第4図は制動時の通電状態を示す説明図、
第5図は本発明の第2実施例である可変リラクタンスモ
ータの駆動装置の電気回路図、第6図は各相巻線への通
電及び通電遮断の時間を示すタイミングチャート、第7
図は制動時の通電状態を示す説明図、第8図は接続切替
用トランジスタの制御回路のブロック図、第9図は従来
の可変リラクタンスモータの駆動装置を示す電気回路図
、第10図は可変リラクタンスモータのステータとロー
タとの相対位置を示す説明図である。 1.20・・・可変リラクタンスモータの駆動装置2a
〜2d−・・相巻線通電回路 4・・・スイッチ信号発生回路 21a〜21d・・・相巻線通電回路 L1〜L4.Lll〜L14・・・相巻線5CRI〜5
CR4・・・サイリスタ D1〜D4.Dll〜D14・・・フリーホイールダイ
オ−R1〜R4,R11〜R12・・・抵抗T r15
. T r16・・・接続切替用トランジスタ代理人
弁理士 定立 勉(ほか2名)ド 第1図 第4図 /Aノ 第3図 第5図 第6図 ル2 峻フル (B) 第7図 50Cn tn 第9図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 予め定められた順序で可変リラクタンスモータの各相
巻線を通電する通電制御手段と、 通電時に各相巻線に通電される電流量を制御する電流量
制御手段と、 上記相巻線に並列接続され、その相巻線への通電終了時
に励磁電流をその相巻線に循環させる電流循環手段と、 上記電流循環手段に接続可能に設けられ、接続時に上記
相巻線に循環された励磁電流を消費する電流消費手段と
、 を備えたことを特徴とする可変リラクタンスモータの駆
動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63172282A JP2699420B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63172282A JP2699420B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0223098A true JPH0223098A (ja) | 1990-01-25 |
JP2699420B2 JP2699420B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=15939033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63172282A Expired - Fee Related JP2699420B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2699420B2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62198900U (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-17 |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP63172282A patent/JP2699420B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62198900U (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-17 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2699420B2 (ja) | 1998-01-19 |
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