JPH0389897A - 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

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JPH0389897A
JPH0389897A JP1227850A JP22785089A JPH0389897A JP H0389897 A JPH0389897 A JP H0389897A JP 1227850 A JP1227850 A JP 1227850A JP 22785089 A JP22785089 A JP 22785089A JP H0389897 A JPH0389897 A JP H0389897A
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excitation winding
switching element
capacitor
capacitive load
fets
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Masayuki Yamashita
正行 山下
Kenichi Kihira
紀平 憲一
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、スイッチング素子のオンオフにより励磁巻線
の通断電を行なうようにした可変リラクタンスモータの
駆動装置に関する。
(従来の技術) 一般に、可変リラクタンスモータの駆動装置は、モータ
の励磁巻線をスイッチング素子のオンオフにより通断電
させて駆動するようになっており、この場合に、高速回
転を実現させるために、スイッチングスピードの速いF
ET或はI GBT等のスイッチング素子を用いること
が多い。ところが、可変リラクタンスモーフは駆動装置
から離れて配置される場合があり、これによって励磁巻
線と駆動装置との間の配線が長くなると、負荷としての
励磁巻線のインダクタンスに加えて浮遊インダクタンス
及び浮遊容量が付加されることになり、この状態では、
スイッチング素子のスイッチングスピードが速すぎるこ
とにより、逆に次のような不具合を生ずることがあった
即ち、スイッチング素子によるスイッチング時の電圧変
化率(dv/dt)、電流変化率(di/dt)が大き
いと、励磁巻線或は配線の浮遊容量Cによるリーク電流
Δ1(−C◆dv/dt)が大きくなって、安全性に欠
けたり、浮遊インダクタンスLによるサージ電圧Δv 
(=L・di/dt)が大きくなって、スイッチング素
子が過電圧により破壊したり或は安全動作領域(A S
 O)を外れて破壊する等の虞があった。
そこで、従来では上述のような不具合を解消すべく、例
えば第3図乃至第6図に示すような駆動装置が考えられ
ていた。
即ち、まず第3図において、1は直流電源、2は可変リ
ラクタンスモータの励磁巻線で、その両端子はFET3
及び4を夫々介して直流電源1の両端子に接続されてい
る。これらのFET3及び4は図示しない制御回路から
制御信号が与えられてオンオフの動作を行うようになっ
ている。5及び6は帰還用ダイオードで、夫々FET3
.励磁巻線2の直列回路及び励磁巻線2.FET4の直
列回路と並列に図示極性で接続されている。7はコンデ
ンサ8及び抵抗9の直列回路からなるスナバ回路で、F
ET3に並列に接続されており、10はコンデンサ11
及び抵抗12の直列回路からなるスナバ回路で、FET
4に並列に接続されている。
このような構成によれば、FET3及び4のオフ時には
、励磁巻線2に発生する逆起電圧はスナバ回路7及び1
0のコンデンサ8及び11により吸収されると共に、そ
のとき流れ続けようとする電流は帰還用ダイオード5及
び6を介して直流電源1に戻される。これにより、FE
T3及び4の6端子電圧VOSは、第4図に示すように
コンデンサ8及び11の端子電圧に従って上昇してゆき
、最終的に電源電圧に基づく分担電圧に到達する。この
場合、コンデンサ8及び11には、直流電源1の端子電
圧が印加されることにより定電圧充電されるので、所謂
コンデンサ充電曲線に沿って上昇するため、例えば、電
源電圧の違いによる到達端子電圧v1或はv2に対して
、FET3及び4の端子電圧もこれに伴なって実線で示
した曲線或は破線で示した曲線に従って上昇して行くも
のである。従って、回路定数を適当に設定することによ
り、この充電曲線の傾きであるdv/dtを設定するこ
とができるので、FET3及び4におけるサージ電圧Δ
V或はリーク電流Δlにより生ずる不具合は解消される
また、第5図に示すものは、同図(a)に示すゲート回
路(スナバ回路なし)に対して同図(b)に示すように
、FET3及び4のゲート抵抗13及び14に直列に順
方向にダイオード15及び16を介在させ、これらと並
列に抵抗値の大きな抵抗17及び18を夫々接続して構
成したもので、これにより、FET3及び4のオフ時間
を遅らせてオフ時のスイッチングによるdi/dt或は
dv/dtを抑制するものである。この結果、第6図に
示すように、FET3及び4にかかるdv/dtは、破
線で示す傾きから実線で示す傾きに抑制され、FET3
及び4に対する前述のような不具合が解消されるもので
ある。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述のような従来構成のものでは、FE
T3及び4のオフ時に発生する逆起電力から保護は行な
えるものの、例えば、第3図に示すものの場合には、上
述したようにFET3及び4の端子電圧VOSは、電源
電圧の値が異なると、第4図に示したように電圧変化率
dV/dtも異なる値となるため、場合によってはFE
T3及び4のASO領域を外れてしまう虞があり、また
、発生するノイズの特性もばらついてしまい、駆動装置
の設計に当って、その都度電源電圧を考慮してスイッチ
ング素子の保護を行なわねばならないという不具合があ
った。
一方、第5図に示すものの場合には、d v / dt
を小さくできるものの、これではFET3及び4のオフ
時の蓄積時間が長くなって、電流を速く遮断することが
できず、実質的にスイッチングスピードが遅くなること
になる。つまり、スイッチングスピードの速いFET3
,4を使用する意味がなくなってしまい、高速回転を実
現できなくなるものであった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、高速のスイッチング素子のオフ時に、発生するサー
ジ電圧或はリーク電流からスイッチング素子を保護して
可変リラクタンスモーフの高速回転を実現させつつ、こ
の場合でも電源電圧の違いを考慮することなく、一定の
dV/dtを設定することができて回路の設計要素を減
らして簡単化させ、且つノイズ特性のばらつきも低減さ
せることかできる可変リラクタンスモータの駆動装置を
提供するにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、可変リラクタンスモータの励磁巻線に対して
、スイッチング素子のオンオフにより通断電するように
した可変リラクタンスモータの駆動装置を対象とし、容
量性負荷或は容量性負荷と抵抗との直列回路を前記励磁
巻線に並列に接続したところに特徴を有する。
(作用) 本発明の可変リラクタンスモータの駆動装置によれば、
励磁巻線への通電がスイッチング素子のオフで断電され
ると、励磁巻線のインダクタンス成分により負荷電流は
流れ続けようとするが、そのとき瞬時的に発生している
電流は並列に接続されている容量性負荷に充電されて吸
収されるので、スイッチング素子に逆並列に接続された
ダイオードに電流が流れるまでの間にサージ電圧或はリ
ーク電流が大きく発生することがなくなる。そして、こ
の場合、容量性負荷には励磁巻線からの電流により定電
流充電されるので、その端子電圧は直線的に上昇し、従
ってスイッチング素子の端子電圧も直線的に上昇してゆ
く。これにより、スイッチング素子の端子電圧の上昇率
(dv/dt)を常に一定の値とすることができ、従っ
て一度設定しておけば、電源電圧を変更した場合でもス
イッチング素子の端子電圧の上昇率(dv/dt)の変
動を考慮する必要がなくなり、スイッチング素子の保護
に対する設計要素が少なくなると共に、これによりノイ
ズ特性のばらつきも低減される。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について第1図乃至第2図を参
照しながら説明する。
まず、電気的構成を示す第1図において、21は直流電
源、22は可変リラクタンスモータの励磁巻線で、その
両端子はスイッチング素子たるFET23及び24を夫
々介して直流電源21の両端子に接続されている。この
場合、FET23及び24は図示しない制御装置により
制御されてオシオフされるようになっている。25及び
26は帰還用ダイオードで、夫々FET23.励磁巻線
22の直列回路及び励磁巻線22.FET24の直列回
路と並列に図示極性で接続されている。27は容量性負
荷たるコンデンサ、28は抵抗で、これらの直列回路に
よりスナバ回路29が構成されており、励磁巻線22に
並列に接続されている。
次に、本実施例の作用について第2図をも参照しながら
述べる。
FET23及び24が制御装置からの制御信号によりオ
ンオフが繰り返されると、直流電源21から励磁巻線2
2への通断電が繰り返され、図示しない可変リラクタン
スモータが駆動される。
上述の場合、FET23及び24が断電されたときには
、次のようにして励磁巻線22の電流が流れる。即ち、
FET23及び24がオフした瞬間には、励磁巻線21
に流れていた電流はインダクタンス成分のはたらきによ
り断電後も流れ続けようとする。この瞬時電流は、スナ
バ回路29のコンデンサ27に充電されることにより吸
収され、その後の電流は帰還用ダイオード25.26を
介して直流電源21に戻される。従って、このときコン
デンサ27は定電流充電されることになり、その端子電
圧は直線的に上昇して行く。これにより、このときのF
ET23及び24の端子電圧も直線的に上昇して行き、
第2図に示すように、端子電圧の上昇率つまりd v 
/ d tは一定の値となる。即ち、従来のと異なり、
FET23及び24の端子電圧は、最終的に分担する電
圧例えばV。
或はv2といった値に関係なく直線的に上昇して分担電
圧に達するように、なるものである。
このような本実施例によれば、スナバ回路2つを負荷と
しての励磁巻線21に並列に接続するようにしたので、
FET23及び24のオフ時に励磁巻[21からの電流
によりコンデンサ27が定電流充電されることになり、
FET23及び24の端子電圧は直線的に上昇し、従っ
て、その上昇率dV/dtは最終的に到達する分担電圧
の値に関係なく一定の値となる。これにより、回路定数
を考慮してFET23及び24のd v / d tを
設定する必要がなくなり、回路設計が簡単化でき、また
、このようにd V/d tを一定の値に設定できるこ
とから、発生するノイズ特性のばらつきも低減される。
尚、上記実施例では、容量性負荷としてのコンデンサ2
7及び抵抗28を用いたスナバ回路29を構成したが、
これに限らず、容量性負荷つまりコンデンサ27のみを
励磁巻線21に並列接続させるようにしても同様の効果
が得られる。
また、上記実施例では、スイッチング素子としてFET
23及び24を用いたが、これに限らず、例えばバイポ
ーラトランジスタやI GBT等のスイッチング素子を
用いても良い。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の可変リラクタンスモータ
の駆動装置によれば、励磁巻線に並列に容量性負荷或は
容量性負荷と抵抗との直列回路を接続する構成としたの
で、スイッチング素子のオフ時に励磁巻線から流れる電
流により容量性負荷に定電流充電させることができ、こ
れによりスイッチング素子の端子電圧も直線的に上昇さ
せることができ、従って、スイッチング素子の端子電圧
を電源電圧に関係なく一定の上昇率に設定できて、回路
の設計要素を減らして簡単化させることができ、且つノ
イズ特性のばらつきを低減させることができるという優
れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の一実施例を示し、第1図は
電気的構成図、第2図は端子電圧の上昇時の説明図であ
り、第3図及び第4図は従来例を示し、第3図は第1図
相当図、第4図は第2図相当図であり、第5図及び第6
図は異なる従来例を示し、第5図は電気的構成の部分図
、第6図は第2図相当図である。 図面中、21は直流電源、22は励磁巻線、23及び2
4はFET (スイッチング素子)、25及び26は帰
還用ダイオード、27はコンデンサ(容量性負荷)、2
8は抵抗、29はスナバ回路である。 何 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、可変リラクタンスモータの励磁巻線に対して、スイ
    ッチング素子のオンオフにより通断電するようにしたも
    のにおいて、容量性負荷或は容量性負荷と抵抗との直列
    回路を前記励磁巻線に並列に接続し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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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