JPH04190692A - Device for controlling energizing of inductance load - Google Patents
Device for controlling energizing of inductance loadInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野〕
出力がlOθワット以上以上室動機の電機子コイルの通
電電流を高速度回転のときに、指定した波形の通電制御
を行なう場合に利用される。[Detailed description of the invention] "Industrial field of application" Used to control the energization of the armature coil of a room engine with a specified waveform when rotating at high speed, with an output of 1Oθ watts or more. .
又磁気軸受の電磁石の電流の制御は、その励磁コイルの
インダクタンスが大きいので、回転子を浮上せしめる為
の通電電流の急速な変化が困難となる。かかる困難な問
題が、本発明の手段を利用することにより除去される。Furthermore, in controlling the current of the electromagnet of the magnetic bearing, since the inductance of the excitation coil is large, it is difficult to rapidly change the current flowing to levitate the rotor. Such difficult problems are obviated by utilizing the measures of the present invention.
リラクタンス型の電動機の電機子コイル(励磁コイル)
は、著しくインダクタンスが大きいので、通電電流の位
置検知信号による制御が困難である。Armature coil (excitation coil) of reluctance type motor
Since the inductance is extremely large, it is difficult to control the current flowing using the position detection signal.
従って、出力トルクが大きい利点がある反面に次の欠点
がある。通電電流の立上りと降下部の時間巾が大きくな
り、従って減トルクと反トルクが発生するので、回転速
度の上昇と効率の上昇が不可能となる。従って実用化さ
れた例は殆んどない現状にある。Therefore, although there is an advantage of large output torque, there are the following disadvantages. The time width of the rise and fall portions of the applied current becomes large, and therefore reduced torque and counter-torque occur, making it impossible to increase the rotational speed and efficiency. Therefore, there are currently almost no examples of this being put into practical use.
又インダクタンス負荷の通電電流のチョッパ回路の応答
性を良好とする為には、インダクタンス負荷が大きい場
合には、対応して電源電圧を高くして、通電電流の立上
りを急速とし、インダクタンスによる蓄積磁気エネルギ
を電源に還流することにより、通電電流の降下を急速と
して応答性を速くして通電電流の制御を行なっている。In addition, in order to improve the responsiveness of the chopper circuit for the current flowing through an inductance load, when the inductance load is large, the power supply voltage is increased correspondingly to make the current rise rapidly, and the accumulated magnetism due to the inductance is increased. By circulating energy back to the power source, the current flowing through the device is controlled by rapidly reducing the drop in current and increasing the responsiveness.
「本発明が解決しようとしている課題〕第1の課題
〔従来の技術〕の項で説明したように、チョッパ回路に
よる大きいインダクタンス負荷の通電電流の応答性を高
速とするには、電源電圧を高くする手段があるが、より
高速な応答性を得る為には、電源電圧が著しく高くなり
、実用性が失なわれる問題点がある。``Problems to be Solved by the Present Invention'' As explained in the first problem [prior art] section, in order to increase the responsiveness of the current flowing through a large inductance load using a chopper circuit, the power supply voltage must be increased. Although there are means to do this, there is a problem in that the power supply voltage becomes extremely high in order to obtain faster response, which impairs practicality.
例えば、出力SOOワットの誘導電動機、リラクタンス
型の電動機の場合に、電機子電流のチョッパ制御のパル
ス巾を数マイクロセコンド位とする為には、駆動トルク
を得る為の印加電圧のk −10倍の電圧が必要となり
、実用性が失なわれる不都合がある。For example, in the case of an induction motor or a reluctance type motor with an output of SOO Watts, in order to make the pulse width of chopper control of the armature current several microseconds, the applied voltage to obtain the driving torque must be k -10 times. voltage is required, which has the disadvantage of impractical use.
第2の課題
リラクタンス型の電動機の電機子コイルの通電を位置検
知信号の巾だけ通電する場合に、その太き、いインダク
タンスの為に通電電流の立上りがおくれて減トルクを発
生し、通電の停止時に蓄積磁気エネルギの放出による電
流の降下時間が長く、反トルクを発生する。Second issue: When energizing the armature coil of a reluctance type motor by the width of the position detection signal, the rise of the energized current is delayed due to the large inductance, resulting in reduced torque. When stopped, the current drops due to the release of stored magnetic energy, which takes a long time and generates counter torque.
従って、低速の電動機となる問題点がある。Therefore, there is a problem that the electric motor operates at a low speed.
特に、自動車のバッテリ電源の場合には、印加電圧が低
いので、毎分数百回転位までが限界で実用性がない。In particular, in the case of a battery power source for an automobile, the applied voltage is low, so the rotation speed is limited to several hundred rotations per minute and is not practical.
小型で出力トルクが大きいので車載電動機として利点が
あるが、上述した欠点の為に実用化できない問題点があ
る。Although it is advantageous as an on-vehicle electric motor because it is small and has a large output torque, it has the problem that it cannot be put to practical use due to the above-mentioned drawbacks.
パルス電動機(ステッピング電動機)の場合にも同じ欠
点がある。The same disadvantage exists in the case of pulse motors (stepping motors).
第1の手段
インダクタンス負荷の両端に接続された第1゜第2の半
導体スイッチング素子と、第1、第2の半導体スイッチ
ングを介してインダクタンス負荷に供電する直流電源と
、第1の半導体スイッチング素子とインダクタンス負荷
との直列接続体に逆接続された第1のダイオードと、第
2の半導体スイッチング素子とインダクタンス負荷との
直列接続体に逆接続された第2のダイオードと、インダ
クタンス負荷の通電電流を検出して検出電圧を得る電流
検出回路と、設定された任意の波形の電圧を有する基準
電圧と、インダクタンス負荷に供電する直流電源側に順
方向に押入された逆流防止用のダイオードと、該ダイオ
ードに並列に接続して設けられたコンデンサと、直流電
源より第3の半導体スイッチング素子を介して設定され
た電流が通電されている充電用インダクタンスと、第1
゜第2の半導体スイッチング素子が導通するとき若しく
は、不導通罠保持されるときにのみ第3の半導体スイッ
チング素子を不導通に保持する通電制御回路と第3の半
導体スイッチング素子が不導通に転化したときに、充電
用インダクタンスに蓄積された磁気エネルギによる電流
を第3のダイオードを介して前記したコンデンサに流入
して充電する電気回路と、前記した艦=力検出電圧が基
準電圧を越えると第1.第2.第3の半導体スイッチン
グ素子を不導通に転化して、インダクタンス負荷の蓄積
磁気エネルギの放出による電流が直流電源側に流入する
ことを逆流防止用ダイオードにより阻止し、第1、第2
のダイオードを介して前記した蓄積磁気エネルギが前記
したコンデ/すを充したコンデンサを充電して静電エネ
ルギとして転換せしめられて該コンデンサを高電圧に充
電することにより、急速に通電電流を降下せしめ、所定
値まで降下すると第1.第2の半導体スイッチング素子
を導通せしめて、該インデンサの充電された高電圧によ
り、通電電流の立上りを急速とするチョッパ回路とより
構成されたものである。First means: a first semiconductor switching element connected to both ends of an inductance load; a DC power supply supplying power to the inductance load via the first and second semiconductor switching devices; and a first semiconductor switching element. The first diode is connected in reverse to the series connection with the inductance load, the second diode is connected in reverse to the series connection of the second semiconductor switching element and the inductance load, and the current flowing through the inductance load is detected. a current detection circuit that obtains a detection voltage, a reference voltage having a set arbitrary waveform voltage, a backflow prevention diode inserted in the forward direction into the DC power supply side that supplies power to the inductance load, and a current detection circuit that obtains a detection voltage. A capacitor connected in parallel, a charging inductance to which a set current is applied from a DC power supply via a third semiconductor switching element, and a first
゜The energization control circuit holds the third semiconductor switching element non-conductive only when the second semiconductor switching element becomes conductive or the non-conductive trap is held, and the third semiconductor switching element is changed to non-conductive. In some cases, an electric circuit is provided in which a current due to the magnetic energy stored in the charging inductance flows into the capacitor through a third diode to charge the capacitor, and when the force detection voltage exceeds the reference voltage, the first .. Second. The third semiconductor switching element is made non-conductive, and the backflow prevention diode prevents the current caused by the release of the accumulated magnetic energy of the inductance load from flowing into the DC power supply side.
The stored magnetic energy charges the capacitor filled with the capacitor through the diode and is converted into electrostatic energy, charging the capacitor to a high voltage, thereby causing the current to flow to drop rapidly. , when it drops to a predetermined value, the first. It is constituted by a chopper circuit that makes the second semiconductor switching element conductive and uses the high voltage charged in the inductor to cause the current to rise rapidly.
第2の手段
第1、第2のインダクタンス負荷のそれぞれの両端に接
続された第1.菌−の半導体スイッチング素子と第2、
第2の半導体スイッチング素子と、第1.第1.第2、
第2の半導体スイッチング素子を介してそれぞれ第1.
第2のインダクタンス負荷に供電する直流電源と、各半
導体スイッチング素子とこれに接続された各インダクタ
ンス負荷との直列接続体に逆接続された逆接続ダイオー
ドと、第1、第2のインダクタンス負荷の通電電流を検
出して第1の検出電圧を得る通電電流検出回路と、第1
、第2のインダクタンス負荷の通電電流を指令する基準
電圧と、第1、第2のインダクタンス負荷に供電する直
流電源側に順方向に挿入された逆流防止用のダイオード
と、該ダイオードに並列に接続して設けられたコンデン
サと、直流電源より第3の半導体スイッチング素子を介
して通電される充電用インダクタンスと、該充電用イン
ダクタンスの通電電流を検出して第2の検出電圧を得る
通電電流検出回路と、所定の時間巾で所定の時間間隔で
配設された矩形波の電気信号列と、該電気信号列に含ま
れる奇数番目の電気信号により、その巾だけ第1.第1
の半導体スイッチング素子を導通せしめて第1のインダ
クタンス負荷に通電し、偶数番目の電気信号により、そ
の巾だけ第2、第2の半導体スイッチング素子を導通せ
しめて第2のインダクタンス負荷に通電し、奇数番目と
偶数番目のすべての電気信号により、第3の半導体スイ
ッチング素子を導通せしめて充電用インダクタンスに通
電する通電制御回路と、第3の半導体素子が不導通に転
化したときに、充電用インダクタンスに蓄積された磁気
エネルギによる電流を、充電用インダクタンスと第3の
半導体スイッチング素子の接続点に逆接続されたダイオ
ードを介して前記したコンデンサに充電する電気回路と
、前記した第1の検出電圧と基準電圧に比例する電圧と
を比較することにより、第1、第1、第2、第2の半導
体スイッチング素子の導通、不導通を制御して、第1、
第2のインダクタンス負荷の電流値を基準電圧に対応す
る値に保持する第1のチョッパ回路と、前記した第2の
検出電圧と基準電圧に比例する電圧とを比較することに
より第30半導体スイッチング素子の導通、不導通を制
御して、充電用イン、ダクタンスの電流値を基準電圧に
対応した値に保持する第2のチョッパ回路と、第1、第
2のインダクタンス負荷のlっの通電が電気信号列に含
まれる電気信号の末端において停止されたときに、該イ
ンダクタンス負荷と充電用インダクタンスに蓄積された
磁気エネルギの放出による電流が直流電源に流入するこ
とを逆流防止用ダイオードにより阻止し、逆接続された
ダイオードを介して前記した蓄積磁気エネルギが、前記
したコンデンサを充電して静電エネルギに転換すること
により、該コンデンサを高電圧の充電電圧に保持すると
ともに通電電流を急速に降下せしめ、次に他の1つのイ
ンダクタンス負荷の通電が、次の電気信号の初端におい
て開始されたときに、該コンデンサの充電された高電圧
により通電電流の立上りを急速とする電気回路とより構
成されたものである。−
第3の手段
第1.第2.第3.・・・の複数個のインダクタンス負
荷のそれぞれの両端に接続された第1,1及び第22口
及び第3.第1及び・・・の半導体スイッチング素子を
介してそれぞれ第1.第2.第3、・・・のインダクタ
ンス負荷に供電する直流電源と、各半導体スイッチング
素子とこれに接続された各インダクタンス負荷との直列
接続体に逆接続された逆接続ダイオードと、第1.第2
.第3゜・・・のインダクタンス負荷の通電電流をそれ
ぞれ検出して第1群の検出電圧を得る通電電流検出回路
と、第1.第2.第3・・・のインダクタンス負荷の通
電電流を指令する基準電圧と、第1.第2.第3、・・
・のインダクタンス負荷に供電する直流電源側に順方向
に挿入された逆流防止用の第1.第2゜第3.・・・の
ダイオードと、該ダイオードに並列に接続して設けられ
た第1、第2、第3.・・・のコンデンサと、直流電源
より半導体スイッチング素子を介して通電される第1.
第2.第3.・・・の充電用インダクタンスと、該充電
用インダクタンスの通電電流を検出して第一群の検出電
圧を得る通電電流検出回路と、該第2群の検出電圧のそ
れぞれ回路と、所定の時間巾で同じ時間巾だけ離間して
6Q設された矩形波の第1の電気信号列ならびに第1の
電気信号列より位相が順次に所定巾だけお(れた同形の
矩形波の電気信号が配設された第2。a second means connected to both ends of each of the first and second inductance loads; A fungal semiconductor switching element and a second,
a second semiconductor switching element; 1st. Second,
via the second semiconductor switching elements.
A DC power supply that supplies power to the second inductance load, a reversely connected diode that is reversely connected to the series connection of each semiconductor switching element and each inductance load connected thereto, and energization of the first and second inductance loads. an energizing current detection circuit that detects a current and obtains a first detection voltage;
, a reference voltage that commands the conduction current of the second inductance load, a reverse current prevention diode inserted in the forward direction on the side of the DC power supply that supplies power to the first and second inductance loads, and connected in parallel to the diode. a charging inductance that is energized from a DC power source via a third semiconductor switching element; and a current-carrying current detection circuit that detects the current flowing through the charging inductance and obtains a second detection voltage. The first . 1st
conducts the semiconductor switching element of the even-numbered electrical signal to energize the first inductance load, and in response to the even-numbered electrical signal, the second semiconductor switching element conducts by the width thereof to energize the second inductance load; An energization control circuit that makes the third semiconductor switching element conductive and energizes the charging inductance by all the th and even-numbered electric signals, and when the third semiconductor switching element becomes non-conductive, the charging inductance an electric circuit that charges the capacitor with a current generated by accumulated magnetic energy through a diode reversely connected to a connection point between the charging inductance and the third semiconductor switching element; and the first detection voltage and reference. By comparing the voltage with the voltage proportional to the voltage, the conduction and non-conduction of the first, first, second, and second semiconductor switching elements are controlled.
A first chopper circuit that maintains the current value of the second inductance load at a value corresponding to the reference voltage, and a 30th semiconductor switching element by comparing the second detection voltage and a voltage proportional to the reference voltage. A second chopper circuit controls conduction and non-conduction of the charging inductance to maintain the current value of the inductance at a value corresponding to the reference voltage. When the electrical signal included in the signal train is stopped at the end, the reverse current prevention diode prevents the current due to the release of the magnetic energy stored in the inductance load and the charging inductance from flowing into the DC power supply, and the reverse current is prevented. The stored magnetic energy via the connected diode charges the capacitor and converts it into electrostatic energy, thereby holding the capacitor at a high charging voltage and rapidly reducing the carrying current; Next, when the energization of another inductance load is started at the beginning of the next electric signal, the energized current rapidly rises due to the high voltage charged in the capacitor. It is something. - Third means 1st. Second. Third. . . are connected to both ends of each of the plurality of inductance loads. via the first and... semiconductor switching elements, respectively. Second. A DC power source that supplies power to the third inductance load, a reverse connection diode connected in reverse to the series connection of each semiconductor switching element and each inductance load connected thereto, and a reversely connected diode connected to the series connection body of each semiconductor switching element and each inductance load connected thereto. Second
.. A conduction current detection circuit that detects the conduction current of each inductance load of the 3rd degree... and obtains a first group of detected voltages; Second. The reference voltage that commands the current flowing through the third inductance load, and the first... Second. Third...
・The first . 2nd゜3rd. . . , and first, second, third, . . . diodes connected in parallel to the diodes. . . , and the first capacitor, which is energized from the DC power supply via the semiconductor switching element.
Second. Third. . . . a charging inductance, an energizing current detection circuit that detects the energizing current of the charging inductance to obtain the first group of detected voltages, a respective circuit for the second group of detected voltages, and a predetermined time width. A first electric signal train of rectangular waves arranged 6Q apart from each other by the same time width, and electric signals of rectangular waves of the same shape whose phase is sequentially delayed by a predetermined width from the first electric signal train are arranged. The second one.
第3.・・・の電気信号列と、第1の電気信号列により
、その巾だけ第1、t′7の半導体スイッチング素子を
導通せしめて第1のインダクタンス負荷に通電し、第2
.第3.・・・の電気信号列により、それぞれ第2.証
コの半導体素子スイッチング素子、第3.第3の半導体
スイッチング素子、・・・を導通せしめて、それぞれ第
2、第3.・・・のインダクタぞれ第1.第2.第3.
・・、・の充電用インダクタンスを半導体スイッチング
素子の導通により通電する第2の通電制御回路と、各充
電用インダクタンスに接続された半導体スイッチング素
子が不導通に転化したときに充電用インダクタンスに蓄
積された磁気エネルギによる電流を、充電用インダクタ
ンスと半導体スイッチング素子の接続点に逆接続された
ダイオードを介して、第1.第2.第3゜・・・のコン
デンサに充電する電気回路と、前記した第1群の検出電
圧と基準電圧に比例する電圧を比較することにより、第
1.第1.第2、第2、第3、第3.・・・の半導体ス
イッチング素子の導通、不導通を制御して、第1.第2
.第3.・・・のインダクタンス負荷の1つの通電が電
気信号列に含まれる電気信号の末端において停止された
ときに、該インダクタンス負荷と対応する充電用インダ
クタンスに蓄積された磁気エネルギの放出による電流が
直流電源に流入することを対応する逆流防止用のダイオ
ードにより阻止し、逆接続ダイオードを介して前記した
蓄積磁気エネルギにより、対応するコンデンサを充電し
て静電エネルギに転換することにより、該コンデンサを
高電圧の充電電圧に保持するとともに通電電流を急速に
降下せしめ、次に到来する電気信号により該インダクタ
ンス負荷の通電されたときに、その初期の始端部におい
て、該コンデンサの充電された高電圧により通電電流の
立上りを急速とする電気回路とより構成されたものであ
る。Third. . . . and the first electrical signal train, the first and t'7 semiconductor switching elements are made conductive by the width thereof, and the first inductance load is energized, and the second
.. Third. . . , the second . Certification semiconductor device switching device, 3rd. The third semiconductor switching elements, . . . are brought into conduction, and the second, third, . . . , the first inductor, respectively. Second. Third.
A second energization control circuit that energizes the charging inductances of . The current generated by the magnetic energy is passed through a diode reversely connected to the connection point between the charging inductance and the semiconductor switching element. Second. By comparing the electric circuit that charges the capacitors of the third . 1st. Second, second, third, third. The conduction and non-conduction of the semiconductor switching elements of the first... are controlled. Second
.. Third. When the energization of one of the inductance loads is stopped at the end of the electric signal included in the electric signal train, a current due to the release of the magnetic energy accumulated in the charging inductance corresponding to the inductance load is generated in the DC power source. The corresponding capacitor is charged with the stored magnetic energy through the reverse-connected diode and converted into electrostatic energy, thereby causing the capacitor to be charged at a high voltage. When the inductance load is energized by the next electric signal, the high voltage charged in the capacitor causes the current to flow at the initial starting point. It is composed of an electric circuit that allows the rise of the current to be rapid.
第1の作用
インダクタンス負荷の電流値の制御はチョッパ回路によ
り行なわれている。通電電流を、半導体スイッチング素
子によりオン、オフしているので、インダクタンスの為
K、オン時の電流の立上りとオフ時の電流の降下がおそ
(なり、速い応答性が失なわれる。The current value of the first working inductance load is controlled by a chopper circuit. Since the conduction current is turned on and off by a semiconductor switching element, the inductance causes the rise of the current when it is on and the drop of the current when it is off, resulting in a loss of fast response.
電源電圧を高(して、上記した問題点を解決する手段が
利用されているが、これにも限界がある。Measures have been used to solve the above-mentioned problems by increasing the power supply voltage, but this also has its limitations.
本発明装置では、オフ時の蓄積磁気エネルギを小容量の
コンデンサに充電して高電圧とし、この高電圧によ−り
電流の立上りと降下を急速として、早い応答性のある通
電制御を行りている。In the device of the present invention, the stored magnetic energy during the OFF state is charged into a small capacitor to create a high voltage, and this high voltage causes the current to rise and fall quickly, thereby controlling the current flow with quick response. ing.
更に又、上述した磁気エネルギの転換時の銅損と鉄損を
、付設する充電用インダクタンスにより補充して上述し
た作用を完全に行なうように構成している。Furthermore, the above-mentioned copper loss and iron loss during conversion of magnetic energy are supplemented by an attached charging inductance, so that the above-mentioned function can be completely performed.
従って第1の課題が解決される。Therefore, the first problem is solved.
第2の作用
リラクタンス型の電動機及びパルス電動機において、電
機子コイルのインダクタンスが著しく大きいので1位置
検知信号の巾だけ通電することは困難で、電流の立上り
と降下の時間巾が増大する。In the second action reluctance type electric motor and the pulse electric motor, the inductance of the armature coil is extremely large, so it is difficult to conduct electricity for the width of one position detection signal, and the time width of the rise and fall of the current increases.
従って、立上り時の減トルクと降下時の反トルクにより
、回転速度の上昇は不可能である。Therefore, it is impossible to increase the rotational speed due to the reduced torque during startup and the counter torque during descent.
直流電源電圧を高電圧とすると、回転速度は上昇するが
、効率が劣化して実用性が失なわれる。If the DC power supply voltage is set to a high voltage, the rotational speed will increase, but the efficiency will deteriorate and practicality will be lost.
本発明装置では、位置検知信号の末端の通電停止時の電
機子コイルの大きい蓄積磁気エネルギをコンデンサに充
電して高電圧−に保持し、次に通電される電機子コイル
にその高電圧を印加して、電流の立上りを急速としてい
る。In the device of the present invention, the large accumulated magnetic energy of the armature coil at the time of de-energization at the end of the position detection signal is charged into a capacitor, held at a high voltage, and the high voltage is applied to the armature coil to be energized next. This makes the rise of the current rapid.
このときの銅損と鉄損を別設した充電用インダクタンス
の磁気エネルギにより補充しているので、高速度高効率
のリラクタンス型の電動機が得られる作用がある。Since the copper loss and iron loss at this time are supplemented by the magnetic energy of the separately provided charging inductance, a reluctance type motor with high speed and high efficiency can be obtained.
従って第2の課題が解決される。Therefore, the second problem is solved.
第1図以降の実施例につき、本発明装置の詳細を説明す
る。図面の同一記号のものは同一部材なのでその重複し
た説明は省略する。The details of the apparatus of the present invention will be explained with reference to the embodiments shown in FIG. 1 and subsequent figures. Components with the same symbols in the drawings are the same members, so a redundant explanation will be omitted.
第1図(a)において、記号lは、インダクタイス負荷
で、例えば電動機の1個の電機子コイル若しくは磁気軸
受の励磁コイルである。コイルの磁心は省略して図示し
ていない。In FIG. 1(a), the symbol l is an inductor load, such as one armature coil of a motor or an excitation coil of a magnetic bearing. The magnetic core of the coil is omitted and not shown.
負荷/の両端には、トランジスタ3a、3bが接続され
、ダイオード4!a、4(bが、各トランジスタと負荷
lとに逆接続されている。Transistors 3a and 3b are connected across the load /, and a diode 4! a, 4(b) are reversely connected to each transistor and the load l.
励磁電流(電機子電流と考えてもよい。)は、抵抗?a
の電圧降下として検出され、絶対値回路(整流回路)
10により整流され、その出力は、オペアンプ//aの
一端子に入力されている。子端子の入力は端子//の基
準電圧となっている。Is the excitation current (which can also be thought of as an armature current) a resistance? a
Absolute value circuit (rectifier circuit)
10, and its output is input to one terminal of an operational amplifier //a. The input of the child terminal is the reference voltage of terminal //.
基準電圧は、第2図のタイムチャートの曲線/qとして
一例が示されている。An example of the reference voltage is shown as curve /q in the time chart of FIG.
直流電源端子2a、2bにより、負荷lは、順方向に接
続されたダイオード6を介して供電される。The load l is powered by the DC power supply terminals 2a and 2b via the diode 6 connected in the forward direction.
第2図の曲線/4(で示す基準電圧がオペアンプl/a
に入力されると、オペアンプ//aの出力はアンド回路
gaに入力される。端子り已の入力はハイレベルに保持
されているので、反転回路を介して、トランジスタ3a
が導通する。同時にトランジスタ3bも導通する。The reference voltage shown by the curve /4 (in Fig. 2 is the operational amplifier l/a
, the output of the operational amplifier //a is input to the AND circuit ga. Since the input to the terminal 3a is held at a high level, the transistor 3a is
conducts. At the same time, transistor 3b also becomes conductive.
従って、負荷/は通電され、励磁電流は、第2図の点線
曲線lSに示すように立上って通電が開始される。Therefore, the load / is energized, and the excitation current rises as shown by the dotted curve IS in FIG. 2, and energization is started.
抵抗9aの電圧降下(通電電流即ち励磁電流に比例して
いる。)が、オペアンプ//aの子端子の電圧を越える
と、オペアンプ//aの出力はローレベルに転化するの
で、トランジスタ3a、:lbは不導通となる。When the voltage drop across the resistor 9a (proportional to the current, that is, the excitation current) exceeds the voltage at the child terminal of the operational amplifier //a, the output of the operational amplifier //a changes to a low level, so the transistors 3a, :lb becomes non-conductive.
負荷lに蓄積された大きい磁気エネルギは、ダイオード
fa、Ilbを介して電源正極2a側に還流されて、消
滅せしめるのが、周知の手段であるが、本発明装置では
、逆流防止用の°ダイ看−ド6により、上記した還流が
阻止されるので、コンデンサSを充電して高電圧とする
。It is a well-known method to circulate the large magnetic energy accumulated in the load l to the power supply positive electrode 2a side via the diodes fa and Ilb and eliminate it. However, in the device of the present invention, the backflow prevention diode The guard 6 prevents the above-mentioned reflux, so the capacitor S is charged to a high voltage.
従って、電流は急速に降下し、所定値だけ降下すると、
オペアンプ//aのヒステリシス特性により、その出力
がハイレベルに復帰する。Therefore, the current drops rapidly, and when it drops by a given value,
Due to the hysteresis characteristic of the operational amplifier //a, its output returns to high level.
従っ°て、トランジスタ3a、3bが導通し、コンデン
サSの充電電圧により、励磁電流は急速に立上るが、第
2図の曲線llIの電圧まで、絶対値回路10の出力が
増大すると、トランジスタ3 a 、 J−bは再び不
導通となる。かかるサイクルを繰返すチョッパ回路とな
り、負荷lの励磁電流の曲&lSは、曲@tq(基準電
圧)k比例したものとなる。Therefore, the transistors 3a and 3b become conductive, and the excitation current rises rapidly due to the charging voltage of the capacitor S. However, when the output of the absolute value circuit 10 increases to the voltage of curve llI in FIG. a, J-b become non-conductive again. A chopper circuit repeats such a cycle, and the excitation current curve &lS of the load l is proportional to the curve @tq (reference voltage) k.
上述したチョッパ作用を第2図の点線l乙の近傍のみを
時間的に拡大して示したのがその下段の電流曲線である
。The current curve at the bottom shows the above-mentioned chopper action by temporally enlarging only the vicinity of the dotted line 1B in FIG.
点11M1ダa)マ、基準電圧lダに比例した励磁電流
を拡大して示したものである。曲i/ja 、 /!;
b 、・・・は、負荷lに実際に流れる脈流を示した
ものである。トランジスタ3a、3bが導通すると、曲
線/jaに示すように電流が立上るが、このときに、コ
ン、デンサSに蓄積された静電エネルギによる高電圧に
より電流の立上りは急速となる。Point 11M1 (a) is an enlarged view of the excitation current proportional to the reference voltage l. Song i/ja, /! ;
b, . . . indicate the pulsating current actually flowing through the load l. When the transistors 3a and 3b become conductive, the current rises as shown by the curve /ja, but at this time, the rise of the current becomes rapid due to the high voltage due to the electrostatic energy stored in the capacitor S.
点線/41aまで立上ると、トランジスタ3a、3気エ
ネルギは、コンデンサSを充電して高電圧とするので、
降下は急速となる。When the voltage rises to the dotted line /41a, the energy of the transistor 3a charges the capacitor S to a high voltage, so
The descent will be rapid.
かかるサイクルを繰返して、励磁電流は曲線IQaを上
限値として変化するものである。By repeating this cycle, the excitation current changes with the curve IQa as the upper limit.
曲線/!; a 、/!; b p・・・の時間巾は、
コンデンサSの容量により変化され、容量が小さい程時
間巾が小さくなる特徴がある。curve/! ;a,/! ; b The time span of p... is
It changes depending on the capacitance of the capacitor S, and has the characteristic that the smaller the capacitance, the smaller the time width.
以上の事実は、負荷lとコンデンサSは並列共振回路と
相似した性質があるので、コンデンサSの容量が小さく
なる程共振周波数が大きくなることからも推定されるも
のである。The above fact can be inferred from the fact that the load l and the capacitor S have properties similar to those of a parallel resonant circuit, and the smaller the capacitance of the capacitor S, the higher the resonance frequency becomes.
インダクタンス負荷lの抵抗によるジュール損失及びイ
ンダクタンス負荷ンの磁心部で鉄損が発生する為の損失
により、エネルギ損失が発生する。Energy loss occurs due to Joule loss due to the resistance of the inductance load l and loss due to iron loss occurring in the magnetic core of the inductance load.
チョッパ周波数を大きくすると、この損失は対応して増
大する。実測によると、30%位の損失となる。Increasing the chopper frequency increases this loss correspondingly. According to actual measurements, the loss is about 30%.
従りて、コンデンサSに蓄積された静電エネルギは減少
し、この静電エネルギを、インダクタンス負荷lの磁気
エネルギに転化するときに損失により更に減少する。Therefore, the electrostatic energy stored in the capacitor S is reduced and further reduced due to losses when converting this electrostatic energy into magnetic energy of the inductance load l.
上述した理由により、第2図の電流の立上り部15aと
降下部の巾が増大するので、高い周波数のチョッパ作用
を行なうことが困難となる。For the above-mentioned reason, the widths of the rising portion 15a and the falling portion of the current shown in FIG. 2 increase, making it difficult to perform a chopper action at a high frequency.
特に、大きいインダクタンス負荷lの場合には、上述し
た困難が大きい欠点となり、曲線isの時間巾矢印12
が小さい場合には、曲線/4’に対応して励磁電流/3
を正確に応答性良く制御することが不可能となる欠点を
発生する。In particular, in the case of a large inductance load l, the above-mentioned difficulties become a major drawback, and the time span arrow 12 of the curve is
If is small, the exciting current /3 corresponds to the curve /4'
This results in the drawback that it is impossible to control accurately and responsively.
次に上記した欠点を除去する手段につき説明する。磁路
の閉じられたソフトフェライト磁心にコイルが捲着され
たインダクタンスが記号/aとして示されている。Next, means for eliminating the above-mentioned drawbacks will be explained. An inductance in which a coil is wound around a soft ferrite magnetic core with a closed magnetic path is indicated by the symbol /a.
電源端子、2aより低い電圧の正電圧端子−〇と負電圧
端子2bにより、インダクタンス/aはトランジスタ3
cを介して通電される。The inductance/a of the transistor 3 is due to the power supply terminal, the positive voltage terminal −〇 whose voltage is lower than 2a, and the negative voltage terminal 2b.
energized via c.
端子?より正電圧が入力されているので、トランジスタ
3Cは導通している。Terminal? Since a more positive voltage is being input, the transistor 3C is conductive.
従って、インダクタンス/aには所定の電流値の通電が
行なわれている。アンド回路ffaの出力がハイレベル
のとき、即ちトランジスタJa、Jbが導通して、イン
ダクタンス負荷lの電流が増加するときに、トランジス
タ3dが導通するので。Therefore, a predetermined current value is applied to the inductance /a. When the output of the AND circuit ffa is at a high level, that is, when the transistors Ja and Jb are conductive and the current of the inductance load l increases, the transistor 3d is conductive.
トランジスタ3Cは不導通に転化して、インダクタンス
/aに蓄積された磁気エネルギは、ダイオードlICを
介してコンデンサSを図示の極性に充電して静電エネル
ギに転化される。Transistor 3C is turned non-conductive and the magnetic energy stored in inductance /a is converted into electrostatic energy by charging capacitor S to the polarity shown through diode IC.
従って、インダクタンス負荷lの蓄積磁気エネルギによ
り、すでに充電されているコンデンサSの電圧な史に上
昇して高電圧とする。Therefore, due to the magnetic energy stored in the inductance load l, the voltage of the capacitor S, which has already been charged, increases to a high voltage.
従って、インダクタンス負荷/の電流の立上りが急速と
なる。Therefore, the rise of the current in the inductance load becomes rapid.
次にアンド回路ざaの出力がローレベルとなると、イン
ダクタンス負荷lの通電が断たれ、そのタンス/aの電
流は増大する。Next, when the output of the AND circuit zaa becomes a low level, the inductance load l is de-energized, and the current in the resistor /a increases.
以上の説明より理解されるように、インダクタンスlの
銅損と鉄損で失なわれたエネルギは、インダクタンス/
aより、ダイオードlIcを介して補充されるので、チ
ョッパ電流の立上りと降下部の巾を所定の値に保持でき
て、応答性の早いインダクタンス負荷lの通電制御を行
なうことができる作用効果がある。As can be understood from the above explanation, the energy lost due to copper loss and iron loss of inductance l is
Since it is replenished via the diode lIc from a, the width of the rise and fall portions of the chopper current can be maintained at predetermined values, and the energization control of the inductance load l with quick response can be performed. .
インダクタンス/aは、コンデンサSの充電を行なうの
で、充電用インダクタンスと呼称する。Since the inductance/a charges the capacitor S, it is called a charging inductance.
インダクタンス負荷lの電流の立上るときに、充電用イ
ンダクタンス/aよりコンデンサSを充電しているが、
点線で示す反転回路3eを挿入して、インダクタンス負
荷lの電流の降下時に、インダクタンス/aの蓄積磁気
エネルギをコンデンサSに充電しても同じ目的が達成さ
れる。When the current of the inductance load l rises, the capacitor S is charged by the charging inductance /a, but
The same purpose can be achieved by inserting an inverting circuit 3e shown by a dotted line to charge the capacitor S with the stored magnetic energy of inductance/a when the current of the inductance load l drops.
充電用インダクタンス/aの通電電流値は、インダクタ
ンス負荷lの通電電流に対応して大きく設定することが
より効果的である。It is more effective to set the current value of the charging inductance /a to be large in accordance with the current flowing through the inductance load l.
その為に、基準電圧1/の電圧に比例して正電圧端子2
cを上昇せしめるか、若しくは、トランジスタ3cを活
性領域で作動して、端子?より流入するベース電流を、
基準電圧l/に比例する電圧とすることにより目的が達
成されるものである。Therefore, the positive voltage terminal 2 is proportional to the voltage of the reference voltage 1/
c can be increased, or transistor 3c can be operated in the active region, and the terminal ? The base current flowing in from
The purpose is achieved by setting the voltage to be proportional to the reference voltage l/.
第1図(b)は同じ目的を達成する為の他の手段である
。第1図(b)のコンデンサSは、ダイオード6と並列
に接続されていることが、第1図(a)と異なっている
。又チョッパ回路が異なっている。FIG. 1(b) is another means to achieve the same objective. The capacitor S in FIG. 1(b) differs from that in FIG. 1(a) in that it is connected in parallel with the diode 6. Also, the chopper circuit is different.
第1図(b)において、励磁電流が増大して、抵抗qa
の電圧降下が、基準電圧端子/lの電圧(第2図の曲線
lダ)を越えると、オペアンプ//aの出力がハイレベ
ルに転化する。この出力は、微分回路13により立上り
部の微分パルスが得られ、微分パルスは単安定回路/J
aを付勢するので所定の時間巾の電気パルスが得られる
。In FIG. 1(b), the excitation current increases and the resistance qa
When the voltage drop exceeds the voltage at the reference voltage terminal /l (curve lda in FIG. 2), the output of the operational amplifier //a changes to a high level. From this output, a differential pulse at the rising edge is obtained by the differentiating circuit 13, and the differential pulse is obtained by the monostable circuit/J
By energizing a, an electric pulse of a predetermined duration can be obtained.
この電気パルスは、反転回路/3bで反転されて、トラ
ンジスタ3a、3bを付勢して不導通とする。This electric pulse is inverted by an inverting circuit /3b, energizing transistors 3a and 3b and rendering them non-conductive.
上述した電気パルスの時間巾は、第2図の曲線/3;h
、 /、td 、・・・の巾と等しくされる。The time width of the electric pulse mentioned above is the curve /3;h in Figure 2.
, /,td,... are made equal to the width.
従って、所要のチョッパ作用が行なわれる。The required chopping action is thus performed.
インダクタンス/aの通電が断たれたときに。When the current flow to inductance/a is cut off.
その磁気エネルギにより、コンデンサSは図示の極性に
充電されるので、電源正端子コa、、2b電圧とコンデ
ンサ5の充電電圧が加算されて、インダクタンス負荷l
の通電電流の立上りを急速とし、又降下も急速とするこ
とが、第1図(1))の場合より有効な手段となる。Due to the magnetic energy, the capacitor S is charged to the polarity shown in the figure, so the voltage of the power supply positive terminal cores a, 2b and the charging voltage of the capacitor 5 are added, and the inductance load l
A more effective means than in the case of FIG. 1 (1)) is to make the rise of the applied current rapid and also the rapid fall of the current.
他の作用効果は第1図(a)の場合と同様である。Other effects are the same as in the case of FIG. 1(a).
周知の手段によると、端子Ja、、2bの印加電圧は高
い電圧となり、チョッパ周波数(曲線lta。According to known means, the voltage applied to the terminals Ja, 2b becomes a high voltage and the chopper frequency (curve lta).
/&b、・・・の時間巾)を小さくすることには限界が
あるO
従って、基準電圧向m/’Iの矢印lコの巾が小さく1
00マイクロセコンド位となると、曲線lqの図示のよ
うな凹凸に対応する時定数の小さい応答は不可能となる
欠点がある。There is a limit to reducing the time width of / & b, ... Therefore, the width of the arrow l of the reference voltage direction m/'I is small.
When it comes to about 00 microseconds, there is a drawback that a response with a small time constant corresponding to the unevenness as shown in the curve lq is impossible.
本発明装置によると、印加電圧を低(しても、コンデン
サSの作用により、応答性を高速度とすることができる
効果がある。According to the device of the present invention, even if the applied voltage is low, due to the action of the capacitor S, the response speed can be increased.
実測によると、出力300ワット位のりラフタンス型の
電動機の磁極の励1磁コイルの通電制御を行なった場合
に、印加直流電圧100ボルトで、曲線/ja 、 /
jb 、・・・の巾は0.Sマイクロセコンドとなる。According to actual measurements, when controlling the energization of the excitation coil of the magnetic pole of a roughtance type motor with an output of about 300 watts, the curve /ja, / with an applied DC voltage of 100 volts.
The width of jb,... is 0. It becomes S microsecond.
このときのコンデンサSの容量は、0.lマイクロファ
ラッドである。The capacitance of the capacitor S at this time is 0. l microfarad.
従りて、大きいインダクタンス負荷の場合でも、励磁電
流の応答性のよい通電制御を行なうことができるので、
磁気軸受の励磁コイルの通電制御を行なうことにより、
回転体の磁気浮上をより正確に行なうことができる作用
効果がある。Therefore, even in the case of a large inductance load, the excitation current can be controlled with good responsiveness.
By controlling the energization of the excitation coil of the magnetic bearing,
There is an effect that the magnetic levitation of the rotating body can be carried out more accurately.
トランジスタJa、Jb、JcD代りに、IGBTと呼
称される半導体スイッチング素子を使用すると、大電流
でより高速度の応答性のものが得られる。If semiconductor switching elements called IGBTs are used in place of the transistors Ja, Jb, and JcD, a larger current and faster response can be obtained.
第2図の曲に/’Iをサイン波とすると、インバータに
本発明手段が利用できて、高速度で振動の少ない高速誘
導機が得られる。If /'I is a sine wave in the song of FIG. 2, the means of the present invention can be used for the inverter, and a high-speed induction machine with high speed and little vibration can be obtained.
第7図(1))において、ダイオード6は電源正極コミ
側に設けられているが、後述するように電源負極2b側
に設けても同じ目的が達成される。In FIG. 7(1), the diode 6 is provided on the power supply positive electrode side, but as will be described later, the same purpose can be achieved even if it is provided on the power supply negative electrode 2b side.
リラクタンス型の電動機の電機子コイルは、マグネット
回転子のブラシレス電動機と比較して、磁極のインダク
タンスが著しく太きい。The armature coil of a reluctance type electric motor has a significantly larger magnetic pole inductance than that of a magnetic rotor brushless electric motor.
従って出力トルクは大きいが、磁極の磁気エネルギの転
換がおそくなり、回転速度が低下し実用性が失なわれて
いる。Therefore, although the output torque is large, the conversion of the magnetic energy of the magnetic poles is slow, the rotational speed is reduced, and practicality is lost.
本発明の技術を利用すると、上述した欠点が除去されて
、毎分10万回転のものまで得られる効果がある。When the technique of the present invention is utilized, the above-mentioned drawbacks are eliminated and there is an effect that rotation speeds up to 100,000 revolutions per minute can be obtained.
第1図(C)(d)につき詳細を説明する。The details of FIGS. 1(C) and (d) will be explained below.
第3図(a)は、3相全波通電のりラフタンス型の電動
機の1つの相の位置検知信号を示したタイムチャートで
ある。FIG. 3(a) is a time chart showing a position detection signal of one phase of a three-phase full-wave current-carrying roughtance type electric motor.
曲線/7a’、 /? b 、・・・は1つの相の片波
の通電の磁極の電機子コイルの通電を指令する位置検知
信号で、それぞれ電気角で120度の巾で、互いに36
0度の位相差があり、矩形波の電気信号となっている。Curve /7a', /? b, . . . are position detection signals that command the energization of the armature coil of the magnetic pole of single-wave energization of one phase, each having a width of 120 degrees in electrical angle and 36 degrees from each other.
There is a phase difference of 0 degrees, and the signal is a rectangular wave electrical signal.
曲線/ga、・・・も同じ波形で、磁極の電機子コイル
に他の片波の通電を行なう位置検知信号となっている。Curves /ga, . . . have the same waveform, and serve as position detection signals for energizing the armature coil of the magnetic pole with the other wave.
曲線/ffa 、 山と曲線/7a、/?b、・・・は
電気角で110度の位相差がある。Curve/ffa, Mountain and Curve/7a, /? b, . . . have a phase difference of 110 degrees in electrical angle.
片波の電機子コイルガ、第1図(c)でインダクタンス
負荷lとして示され、他の片波の電機子コイルがインダ
クタンス負荷/−/として示されている。トランジスタ
3a、3bが位置検知信号曲線/7aの巾だけ通電され
ると、その大きいインダクタンスの為に、第3図(a)
の曲線/9のように立上り、点線〃の点で通電が断たれ
ると、大きい磁気エネルギの放電により電流が降下する
。One armature coil is shown as an inductance load l in FIG. 1(c), and the other armature coil is shown as an inductance load /-/. When the transistors 3a and 3b are energized by the width of the position sensing signal curve /7a, due to their large inductance, as shown in FIG.
When the current flow is cut off at the point indicated by the dotted line, the current drops due to the discharge of large magnetic energy.
正トルクの発生する区間は、矢印2/aの巾で、電気角
で110度なので、立上り部では減トルク(トルクが減
少する)が発生し、降下部では反トルクが発生する。The area where positive torque is generated is the width of arrow 2/a and is 110 degrees in electrical angle, so a reduced torque (torque decreases) is generated in the rising portion, and a counter torque is generated in the descending portion.
高速度の回転となると、曲1j/7aの巾は対応して小
さくなるが、反トルクを発生する時間巾は不変である。When rotating at a high speed, the width of the curve 1j/7a becomes correspondingly smaller, but the time width for generating the counter torque remains unchanged.
又減トルクの量が増大する。Also, the amount of reduced torque increases.
従って、高速度の回転は不可能となる。Therefore, high speed rotation becomes impossible.
理想的な通電は、曲線/7aの巾だけ矩形波の通電を行
なうことである。The ideal energization is to energize with a rectangular wave for the width of the curve /7a.
本発明の手段によると、上述した問題点が解決されるも
のである。次にその説明をする。According to the means of the present invention, the above-mentioned problems are solved. Next, I will explain it.
第1図(e)において、曲線/?a、/7b、・・・の
位置検知信号は、端子7aより入力される。In FIG. 1(e), the curve /? The position detection signals a, /7b, . . . are input from the terminal 7a.
オペアンプ//aの子端子には、基準電圧l/を抵抗9
で分割した電圧が入力されている。The reference voltage l/ is connected to the child terminal of the operational amplifier //a through a resistor 9
The voltage divided by is input.
アンド回路ga、)ランラスタ3a、3b、ダイオード
lIa、41b、抵抗9a、絶対値回路10の作用は、
第1図(a)と全く同じ作用を行なうので。The functions of the AND circuit ga,) run raster 3a, 3b, diodes lIa, 41b, resistor 9a, and absolute value circuit 10 are as follows:
This is because it performs exactly the same action as in Fig. 1(a).
基準電圧l/に対応したチョッパ作用により、インダク
タンス負荷l(電機子コイル)には、所定の値の電流が
通電される。午の電流が第3図(a)の2段目の曲線2
.1bに相等している。Due to the chopper action corresponding to the reference voltage l/, a current of a predetermined value is passed through the inductance load l (armature coil). The afternoon current is the second curve 2 in Figure 3(a).
.. It is equivalent to 1b.
曲線/?aの末端で、トランジスタaa、3bが不導通
に転化して通電が断たれるが、その詳細を次に説明する
。curve/? At the end of a, the transistors aa and 3b are turned non-conductive and the current flow is cut off, the details of which will be explained next.
れた磁心(ソフトフェライト製)に捲着された充電用イ
ンダクタンスで、トランジスタ3Cを介して通電制御が
行なわれている。Power supply is controlled via a transistor 3C using a charging inductance wound around a magnetic core (made of soft ferrite).
アンド回路ざbの左側の入力信号は、アンド回・同じ作
用を行なうので、チョッパ回路となる。The input signal on the left side of the AND circuit zab performs the same function as the AND circuit, so it becomes a chopper circuit.
従って、充電用インダクタンス/aには、基準電圧/l
に規制された電流値の通電が、第3図(a)の曲&/?
aの巾だけ行なわれる。Therefore, the charging inductance /a has a reference voltage /l
The energization with the current value regulated by the song &/? in Figure 3(a)
It is carried out only by the width of a.
このときに、充電用インダクタンス/aは、チ行なわれ
ている。曲線/?aの末端で、トランジスタ3a、3b
、3Cはともに不導通に転化するので、インダクタンス
負荷lに蓄積された磁気エネルギは、ダイオード&a、
#b、電源端子2a。At this time, the charging inductance /a is set. curve/? At the end of a, transistors 3a, 3b
, 3C both turn non-conducting, so the magnetic energy stored in the inductance load l is transferred to the diode &a,
#b, power terminal 2a.
2bを介してコンデンサSを図示の極性に充電する。又
同時充電用インダクタンス/aに蓄積された磁気エネル
ギもダイオードllc、1IeLを介してコンデンサS
を充電する。2b to charge the capacitor S to the polarity shown. In addition, the magnetic energy accumulated in the simultaneous charging inductance/a is also transferred to the capacitor S via the diodes llc and 1IeL.
to charge.
従ってコンデンサSは高電圧に充電されて保持される。Therefore, the capacitor S is charged and maintained at a high voltage.
記号Aは、インダクタンス負荷/−1をインダクタンス
負荷lと全く同様に通電制御を行なうブロック回路で、
端子7b(端子7aに対応する)には、第3図(a)9
曲線/ga*・・・の位置検知信号が入力されている。Symbol A is a block circuit that controls energization of inductance load /-1 in exactly the same way as inductance load l,
The terminal 7b (corresponding to the terminal 7a) has the terminal 9 in FIG. 3(a).
A position detection signal of curve /ga*... is input.
インダクタンス負荷/−/は、電動機の片波の磁極に捲
着された電機子コイルを示しているので、端子?bに入
力された曲715)/fa、・・・の位置検知信号によ
りその巾だけ、基準電圧//に規制された通電が、抵抗
qa、オペアンプ//aによるチョッパ作用により行な
われている。The inductance load /-/ indicates the armature coil wound around the magnetic pole of one wave of the motor, so is it a terminal? According to the position detection signal of the song 715)/fa, .
曲線/ffaの電気信号が入力されると、インダクタン
ス負荷/−/の両側のトランジスタが導通して通電され
る。When the electrical signal of the curve /ffa is input, the transistors on both sides of the inductance load /-/ are made conductive and energized.
このときの印加電圧は、コンデンサ3の充電電圧と電源
端子2a、コbの電圧が加算されたものとなるので、電
流は急速に立上がる。The applied voltage at this time is the sum of the charging voltage of the capacitor 3 and the voltages of the power supply terminals 2a and 2b, so the current rises rapidly.
従って、第3図(a)の3段目の曲線23のように立上
がる。その後の点線23aはチョッパ回路により制御さ
れた通電となる。Therefore, it rises like the third curve 23 in FIG. 3(a). After that, the dotted line 23a becomes energization controlled by the chopper circuit.
曲線/faの末端で、インダクタンス負荷/−/の両端
のトランジスタと充電用インダクタンスlaの下側のト
ランジスタ3Cが同時に不導通に転化するので、電流は
曲1g2Jcのように急速に降下する。At the end of the curve /fa, the transistors at both ends of the inductance load /-/ and the transistor 3C below the charging inductance la are simultaneously turned non-conductive, so the current rapidly drops as shown in the curve 1g2Jc.
上述した通電の立上りと降下は、コンデンサSの充電電
圧により急速となるので、電機子コイルの通電電流、そ
のインダクタンスの大きさにより、コンデンサSの容量
を調整する必要がある。又充電用インダクタンス/aの
通電電流とそのインダクタンスに関しても事情は同じで
ある。Since the above-mentioned rise and fall of current flow becomes rapid depending on the charging voltage of the capacitor S, it is necessary to adjust the capacitance of the capacitor S depending on the current flowing through the armature coil and the magnitude of its inductance. The same situation applies to the current flowing through the charging inductance/a and its inductance.
第3図(a)の矢印、2/bは電気角で110度なので
、曲線22a、 22b 、 2λCの巾がその区間内
にあれば反トルクの発生はなく、矩形波に近い通電であ
れば減トルクも発生しない。The arrow 2/b in Fig. 3(a) is 110 degrees in electrical angle, so if the widths of curves 22a, 22b, and 2λC are within that range, no counter torque will occur, and if the current is close to a square wave, then No reduced torque occurs.
次に端子7aより、曲線/71)の電気信号が入力され
ると、曲1g12dに示す通電が行なわれる。Next, when an electric signal of curve /71) is inputted from terminal 7a, energization shown in song 1g12d is performed.
以上の説明より理解されるように、端子?a。As understood from the above explanation, is the terminal? a.
7bの位置検知信号の入力により、1つの相の片波通電
の電機子コイルと他の片波通電の電機子コイルは、交互
に通電され、又同時に充電用インダクタンス/aも同じ
巾だけ通電される。By inputting the position detection signal 7b, the single-wave energized armature coil of one phase and the other single-wave energized armature coil are alternately energized, and at the same time, the charging inductance /a is energized to the same width. Ru.
各電機子コイルの通電の交替時に、コンデンサSの充電
、放電により、通電の立上りと降下を急速とし、このと
きに発生する銅損と鉄損を、充電用インダクタンス/a
の蓄積磁気エネルギにより補充して上述した立上りと降
下を、より急速とすることが本発明の要旨である。When energization of each armature coil is changed, the capacitor S is charged and discharged to make the energization rise and fall quickly, and the copper loss and iron loss that occur at this time are calculated by charging inductance/a
It is the gist of the invention to make the above-mentioned rise and fall more rapid by replenishing the stored magnetic energy.
従ってかかる条件を満足するように、第1図(e)の充
電用インダクタンス/aの大きさ、通電電流を調整する
必要がある。Therefore, it is necessary to adjust the magnitude of the charging inductance /a and the current flowing in FIG. 1(e) so as to satisfy such conditions.
3相の電機子コイルの他の2相の電機子コイルについて
も同じ手段が採用されている。The same means is adopted for the other two-phase armature coils of the three-phase armature coil.
従って、リラクタンス型3相電動機の大きい出力トルク
を保持して、しかも高速回転を行なうことができる作用
効果がある。Therefore, it is possible to maintain the large output torque of the reluctance type three-phase motor and to rotate at high speed.
同じ目的を達する為の他の手段を第1図(d)について
説明する。第1図(d)において、第1図(e)と異な
る点のみを説明する。Another means for achieving the same purpose will be described with reference to FIG. 1(d). In FIG. 1(d), only the points different from FIG. 1(e) will be explained.
端子7aに、第3図(a)の曲線/?aの位置検知信号
が入力されていると、トランジスタah、3bが導通し
て、インダクタンス負荷lが通電される。The curve /? of FIG. 3(a) is applied to the terminal 7a. When the position detection signal a is input, the transistors ah and 3b become conductive, and the inductance load l is energized.
電流が増大して、抵抗qaの電圧降下がオペアンプ//
aの子端子の入力電圧(基準電圧)を越えると、アンド
回路ざaの入力がローレベルに転化するので、トランジ
スタ3aのみが不導通に転化する。As the current increases, the voltage drop across resistor qa increases
When the input voltage (reference voltage) of the child terminal of a is exceeded, the input of the AND circuit a changes to a low level, so that only the transistor 3a becomes non-conductive.
インダクタンス負荷/の磁気エネルギは、トランジスタ
3b、抵抗?a、ダイオードダbを介して放電されて電
流が減少する。設定値まで減少すると、オペアンプ//
aのヒステリシス特性により、その出力がハイレベルに
復帰するので、トランジスタ3aは再び導通して電流が
増大する。かかるサイクルを繰返すチョッパ回路となり
、インダクタンス負荷lの通電電流が設定値に保持され
る。The magnetic energy of the inductance load/is the transistor 3b and the resistor? A, the current is discharged through the diode b, and the current decreases. When it decreases to the set value, the op amp //
Due to the hysteresis characteristic of a, its output returns to a high level, so transistor 3a becomes conductive again and the current increases. A chopper circuit repeats this cycle, and the current flowing through the inductance load l is maintained at a set value.
曲線/?aの末端では、トランジスタ3a、3bはとも
に不導通となるので、インダクタンス負荷/の磁気エネ
ルギは、ダイオード9a、4fbを介してコンデンサS
を図示の極性に充電する。curve/? At the terminal of a, both transistors 3a and 3b are non-conductive, so the magnetic energy of the inductance load is transferred to the capacitor S via the diodes 9a and 4fb.
Charge to the polarity shown.
このときに、コンデンサSの電圧と電源2a。At this time, the voltage of the capacitor S and the power supply 2a.
2bの電圧が加算されているので、インダクタンス負荷
/の通電が急速に降下する。Since the voltage of 2b is added, the energization of the inductance load / drops rapidly.
又充電用インダクタンス/aにも、アンド回路gb、抵
抗9b、オペアンプ//bで構成されたチョッパ回路の
作用により、曲線/?aの区間だけ基準電圧/lに比例
する設定値の通電が行なわれている。曲線/7aの末端
で、アンド回路gbの出力がローレベルに転化して、ト
ランジスタ3cが不導通となり、インダクタンス/aの
磁気エネルギはダイオードlIcを介してコンデンサS
を充電して更に高圧とする。従ってインダクタンス負荷
l(電機子コイル)、の通電の降下は更に急速となる。Also, the charging inductance /a is changed to the curve /? due to the action of the chopper circuit composed of the AND circuit gb, the resistor 9b, and the operational amplifier //b. Only in the section a, energization is performed at a set value proportional to the reference voltage/l. At the end of curve /7a, the output of AND circuit gb changes to low level, transistor 3c becomes non-conductive, and the magnetic energy of inductance /a is transferred to capacitor S through diode lIc.
is charged to create even higher voltage. Therefore, the current drop in the inductance load l (armature coil) becomes even more rapid.
ブロック回路Aは、他の片波通電の電機子コイル(イン
ダクタンス負荷/−/で表示する)の通電をする為のイ
ンダクタンス負荷lの通電と同じ電気回路である。The block circuit A is the same electric circuit as the one used to energize the inductance load l for energizing another single-wave energized armature coil (indicated by inductance load /-/).
所定時間後に、第3図(a)の曲線/gaの位置検知信
号が端子7bに入力される。After a predetermined time, a position detection signal of curve /ga in FIG. 3(a) is input to terminal 7b.
コンデンサSの充電電圧と電源端子Ua、コbの加算さ
れた高電圧が、インダクタンス負荷/−lの両端に接続
したトランジスタの導通により印加されるので1通電電
流は急速に立上る。A high voltage, which is the sum of the charging voltage of the capacitor S and the power supply terminals Ua and B, is applied by the conduction of the transistors connected to both ends of the inductance load /-l, so that the current flowing through the capacitor S quickly rises.
その後は、オペアンプ//a、抵抗9a等によるチョッ
パ回路により、電流は、基準電圧に対応した電流値とな
る。Thereafter, a chopper circuit including an operational amplifier //a, a resistor 9a, etc. causes the current to have a current value corresponding to the reference voltage.
充電用インダクタンス/aも前述した場合と同様に基準
電圧に比例した電圧が、曲線/ffaの巾だけ通電され
る。Similarly to the case described above, a voltage proportional to the reference voltage is applied to the charging inductance /a by the width of the curve /ffa.
以上の説明より判るように、インダクタンス負荷/、/
−/は交互に位置検知信号の巾だけ通電され、通電の初
期の立上りと通電停止時の降下は急速となるので本発明
の目的が達成される。As you can see from the above explanation, the inductance load /, /
-/ are alternately energized by the width of the position detection signal, and the initial rise of energization and the fall when energization is stopped are rapid, so that the object of the present invention is achieved.
第1図(Q)(d)の基準電圧//を回転速度検出装置
の回転速度検出信号により制御して変更することにより
定速制御を行なうことができる。Constant speed control can be performed by controlling and changing the reference voltages shown in FIGS. 1(Q) and (d) using the rotational speed detection signal of the rotational speed detection device.
本発明による手段は、マ夛ネット回転子を有する3相の
ブラシレス電動機にも適用できる。この場合には、電機
子コイルのインダクタンスが小さいので更に高速に回転
する電動機とすることができるものである。The measures according to the invention can also be applied to three-phase brushless motors with magnet rotors. In this case, since the inductance of the armature coil is small, the motor can rotate even faster.
第1図社)において、コンデンサSを除去し、点線の結
線で示すように、同じ容量のコンデンサSaを設けても
同じ効果が得られる。1), the same effect can be obtained even if the capacitor S is removed and a capacitor Sa of the same capacity is provided as shown by the dotted line connection.
本発明の技術は、パルス電動機(ステッピング電動機)
K適用できる。The technology of the present invention is a pulse motor (stepping motor)
K can be applied.
パルス電動機を大型高トルクとすると、電機子コイルの
インダクタンスが増大して、ステッピングの時間が増大
して、負荷を迅速に移動することが不可能となる欠点を
生ずる。A large, high torque pulse motor has the disadvantage that the inductance of the armature coil increases, increasing the stepping time and making it impossible to move the load quickly.
特にリラクタンス型とすると、出力トルクは増大するが
上述した欠点は更に大きくなる。In particular, if a reluctance type is used, the output torque increases, but the above-mentioned drawbacks become even greater.
本発明の手段によると上述した欠点が除去されるので、
を相片波通電のパルス電動機を例として次に説明する。With the measures of the invention, the above-mentioned drawbacks are eliminated, so that
will be explained next using a pulse motor with single-phase wave energization as an example.
第3図(b)のタイムチャートにおいて、曲線24ta
。In the time chart of FIG. 3(b), the curve 24ta
.
2グb、・・・は、矩形波で、巾は電気角で/ざθ度離
間している。この電気信号列は第1の相のパルス信号で
ある。2, b, . . . are rectangular waves whose widths are electrical angles and are spaced apart by θ degrees. This electrical signal train is a first phase pulse signal.
曲線2!;a、コ5b、・・・2曲線コAa、ムb、・
・・1曲線27 a 、 2? b 、−、曲線M a
、コg b 、−、曲線コ9a、29b、・・・は第
1相のパルス信号と同じ形状で。Curve 2! ;a, 5b,... 2 curves Aa, mub, .
...1 curve 27 a, 2? b, −, curve M a
, ko g b , -, curves ko 9a, 29b, . . . have the same shape as the first phase pulse signal.
順次に電気角で60度位相がおくれて配設され、それぞ
れ第2.第3.第ダ、第S、第6の相のパルス信号とな
る。The second... Third. These are pulse signals of the D-th, S-th, and sixth phases.
第9図において、第7の相の磁極に件着された第1の相
の電機子コイル(インダクタンス負荷)/及び充電用イ
ンダクタンス/aは、第7図(d)より、ブロック回路
Aを除去したもの全く同じ回路により通電制御が行なわ
れている。In Figure 9, the armature coil (inductance load) of the first phase attached to the magnetic pole of the seventh phase / and the charging inductance /a are removed from the block circuit A in Figure 7 (d). The energization control is performed by exactly the same circuit.
従って作用効果も同じであるが、次の点が異なっている
。Therefore, the effects are the same, but the following points are different.
端子?aより、第3図(b)の曲線評aのパルス信号が
入力されると、第1の相のインダクタンス負荷(電機子
コイル)には1曲線3aに示す通電電流が得られ、電流
の立上りと降下は急速となる。Terminal? When a pulse signal with curve evaluation a in Fig. 3(b) is input from a, the inductance load (armature coil) of the first phase receives the current shown in curve 1 3a, and the current rises. and the descent becomes rapid.
この特徴は第3図(d)の場合と全(同様である。This feature is completely similar to the case of FIG. 3(d).
次に曲線2’lbのパルス信号が端子7aに入力される
と、コンデンサSに充電された高電圧と電源端子2a、
コbが加算されて、インダクタンス負荷lに印加される
ので1曲線Jbの立上りが急速となる。曲線2Q bの
末端で通電が停止されると、充電用インダクタンス/a
とインダクタンス負荷lに蓄積された磁気エネルギは、
コンデンサSの静電エネルギに転換されて高電圧に充電
される。Next, when the pulse signal of the curve 2'lb is input to the terminal 7a, the high voltage charged in the capacitor S and the power supply terminal 2a,
Since Jb is added and applied to the inductance load l, the rise of the first curve Jb becomes rapid. When the current is stopped at the end of curve 2Q b, the charging inductance/a
And the magnetic energy stored in the inductance load l is
The capacitor S is converted into electrostatic energy and charged to a high voltage.
従って曲線Δbの降下は急速となる。Therefore, the curve Δb drops rapidly.
以上の説明のように、インダクタンス負荷の大きさに無
関係に、又回転速度が大きくなっても、電気パルス信号
に対応した巾の通電が第7の相の電機子コイルに通電さ
れる作用効果がある。As explained above, regardless of the size of the inductance load and even if the rotational speed increases, the effect of energizing the armature coil of the seventh phase with a width corresponding to the electric pulse signal is achieved. be.
ブロック回路Bは、第2の相の磁極に捲着されり第2の
相の電機子コイル即ちインダクタンス負荷/−/と充電
用インダクタンス/1)を含む右側のインダクタンス負
荷lと充電用インダクタンス/aと全く同じ構成の電気
回路である。Block circuit B is wound around the magnetic poles of the second phase and includes a second phase armature coil, that is, an inductance load /-/ and a charging inductance /1). This is an electric circuit with exactly the same configuration as .
ブロック回路C,D、E、Fも全く同じ回路で、それぞ
れ第3.第ダ、第5.第6の相の電機子コイル即ちイン
ダクタンス負荷/−2,/−,7,/−9,/−3及び
充電用インダクタンス/c、/d、/e、/fの通電制
御回路である。Block circuits C, D, E, and F are also exactly the same circuits, and the third block circuits are the same. No. D, No. 5. This is an energization control circuit for the armature coil of the sixth phase, that is, the inductance loads /-2, /-, 7, /-9, /-3 and the charging inductances /c, /d, /e, /f.
端子?b、7c 、?d、?e 、?fには、第3図(
b)の曲Ijl!2!ia、Δb、・・・及びその下の
段のパルス信号がそれぞれ入力される。Terminal? b, 7c,? d,? E,? f is shown in Fig. 3 (
b) song Ijl! 2! ia, Δb, . . . and the pulse signals of the stages below are inputted, respectively.
従って、第2.第3.第ダ、第S、第6の相の電機子コ
イルには、対応するパルス信号の巾だけの通電が行なわ
れるので、高速ステッピングの回転が行なわれる作用効
果がある。Therefore, the second. Third. Since the armature coils of the D-th, S-th, and sixth phases are energized by the width of the corresponding pulse signal, there is an effect that high-speed stepping rotation is performed.
従って本発明の目的が達成されるものである。The objects of the invention are thus achieved.
第1の効果
インダクタンス負荷の通電電流のチョッパ制御を行なっ
て、速い変化のある入力信号に対応した応答性の早い通
電制御を行なうことができる。特に大きいインダクタン
ス負荷の場合に有効な技術となる。By performing chopper control of the current flowing through the first effect inductance load, it is possible to perform current flow control with quick response in response to input signals that change rapidly. This is a particularly effective technique for large inductance loads.
第2の効果
大きい出力の電動機を高速度、高効率で駆動することか
できる。特に、リラクタンス型の電動機及びパルス電動
機の場合には、電機子コイル(インダクタンス負荷)が
大きいインダクタンスを有するので、高トルクとなるが
、低速度となり実用性が失なわれる。Second effect: A motor with a large output can be driven at high speed and with high efficiency. In particular, in the case of reluctance type electric motors and pulse electric motors, the armature coil (inductance load) has a large inductance, resulting in high torque but low speed, which makes them impractical.
本発明装置によると、高トルク、高効率で高速度のもの
が得られるので実用性があり有効な技術を供与できる。According to the apparatus of the present invention, high torque, high efficiency, and high speed can be obtained, so that a practical and effective technique can be provided.
第1図は、本発明装置の通電制御の為の電気回路、第2
図は、インダクタンス負荷制御の為の入力信号と通電電
流のタイムチャート、第3図は、電動機の位置検知信号
曲線とパルス電動機の入力パルス信号のタイムチャート
、第f図は、パルス電動機の通電制御の為の電気回路図
をそれぞれ示す・
/、/−1,/−2,・・・インダクタンス負荷(電機
子コイル)、 /a、/b、・・・充電用インダクタ
ンス、 2a、2b、2c・・・直流電源正負端子、
10・・・絶対値回路、 7/a、//b・・・オペ
アンプ、 3θ・・・反転回路、 l/・・・基準電
圧、 13・・・微分回路、 /、?a・・・単安定回
路、 A、B、・・・。
F・・・ブロック回路、 IQ・・・入力電気信号曲線
、/j;、 /!;a 、 /!;b 、・・・/jd
・・・インダクタンス負荷の電流曲線、 /?a 、
/?b 、 −、/ffa 、 −、位置検知信号曲線
、 /9,22a、2.1b、−,23,IJa。
−−−、2!;a、 23 b 、 −通電電流曲線、
評a、コ+b。
−・・、 2!; a 、 2! b 、−1,2Aa
、コロb、・ 、コ?a、J?b、−,2ga、Mb、
−,29a、29b、−人力パルス信号曲線。FIG.
The figure is a time chart of the input signal and energizing current for inductance load control, Figure 3 is a time chart of the motor position detection signal curve and the input pulse signal of the pulse motor, and Figure f is the energization control of the pulse motor. The electrical circuit diagrams for /, /-1, /-2, ... inductance load (armature coil), /a, /b, ... charging inductance, 2a, 2b, 2c,・DC power supply positive and negative terminals,
10... Absolute value circuit, 7/a, //b... Operational amplifier, 3θ... Inverting circuit, l/... Reference voltage, 13... Differentiating circuit, /,? a... Monostable circuit, A, B,... F...Block circuit, IQ...Input electrical signal curve, /j;, /! ;a, /! ;b,.../jd
...Current curve of inductance load, /? a,
/? b, −, /ffa, −, position detection signal curve, /9,22a, 2.1b, −,23,IJa. ---, 2! ; a, 23 b, - energizing current curve;
Ratings a, ko+b. -..., 2! ; a, 2! b, -1,2Aa
, Koro b... , Ko? a.J? b,-,2ga,Mb,
-, 29a, 29b, - Human pulse signal curve.
Claims (3)
2の半導体スイッチング素子と、第1、第2の半導体ス
イッチングを介してインダクタンス負荷に供電する直流
電源と、第1の半導体スイッチング素子とインダクタン
ス負荷との直列接続体に逆接続された第1のダイオード
と、第2の半導体スイッチング素子とインダクタンス負
荷との直列接続体に逆接続された第2のダイオードと、
インダクタンス負荷の通電電流を検出して検出電圧を得
る電流検出回路と、設定された任意の波形の電圧を有す
る基準電圧と、インダクタンス負荷に供電する直流電源
側に順方向に挿入された逆流防止用のダイオードと、該
ダイオードに並列に接続して設けられたコンデンサと、
直流電源より第3の半導体スイッチング素子を介して設
定された電流が通電されている充電用インダクタンスと
、第1、第2の半導体スイッチング素子が導通するとき
若しくは、不導通に保持されるときにのみ第3の半導体
スイッチング素子を不導通に保持する通電制御回路と、
第3の半導体スイッチング素子が不導通に転化したとき
に、充電用インダクタンスに蓄積された磁気エネルギに
よる電流を第3のダイオードを介して前記したコンデン
サに流入して充電する電気回路と、前記した検出電圧が
基 準電圧を越えると第1、第2、第3の半導体スイッチン
グ素子を不導通に転化して、インダクタンス負荷の蓄積
磁気エネルギの放出による電流が直流電源側に流入する
ことを逆流防止用ダイオードにより阻止し、第1、第2
のダイオードを介して前記した蓄積磁気エネルギが前記
したコンデンサを充電して静電エネルギとして転換せし
めるとともに充電用インダクタンスの蓄積磁気エネルギ
が第3のダイオードを介して前記したコンデンサを充電
して静電エネルギとして転換せしめられて該コンデンサ
を高電圧に充電することにより、急速に通電電流を降下
せしめ、所定値まで降下すると第1、第2の半導体スイ
ッチング素子を導通せしめて、該コンデンサの充電され
た高電圧により、通電電流の立上りを急速とするチョッ
パ回路とより構成されたことを特徴とするインダクタン
ス負荷の通電制御装置。(1) First and second semiconductor switching elements connected to both ends of an inductance load, a DC power supply that supplies power to the inductance load via the first and second semiconductor switching, the first semiconductor switching element, and the inductance. a first diode connected in reverse to a series connection with a load; a second diode connected in reverse to a series connection of a second semiconductor switching element and an inductance load;
A current detection circuit that detects the current flowing through an inductance load and obtains a detection voltage, a reference voltage that has a set arbitrary waveform voltage, and a reverse current prevention circuit that is inserted in the forward direction on the DC power supply side that supplies power to the inductance load. a diode, a capacitor connected in parallel to the diode,
Only when the charging inductance, through which the current set from the DC power source is passed through the third semiconductor switching element, and the first and second semiconductor switching elements are electrically connected or are maintained in a non-conductive state. an energization control circuit that maintains a third semiconductor switching element in a non-conductive state;
an electric circuit for charging the capacitor by flowing current due to magnetic energy stored in the charging inductance into the capacitor via the third diode when the third semiconductor switching element is turned non-conductive; When the voltage exceeds the reference voltage, the first, second, and third semiconductor switching elements are turned non-conducting, and the backflow prevention diode prevents current from flowing into the DC power supply side due to the release of the accumulated magnetic energy of the inductance load. The first and second
The stored magnetic energy passes through the third diode to charge the capacitor and convert it into electrostatic energy, and the stored magnetic energy in the charging inductance charges the capacitor via the third diode to convert it into electrostatic energy. By charging the capacitor to a high voltage, the current flowing through the capacitor is rapidly reduced, and when it drops to a predetermined value, the first and second semiconductor switching elements are made conductive, and the high voltage charged in the capacitor is reduced. 1. An energization control device for an inductance load, comprising a chopper circuit that rapidly increases the rise of the energized current depending on the voltage.
端に接続された第1、@第1@の半導体スイッチング素
子と第2、@第2@の半導体スイッチング素子と、第1
、@第1@、第2、@第2@の半導体スイッチング素子
を介してそれぞれ第1、第2のインダクタンス負荷に供
電する直流電源と、各半導体スイッチング素子とこれに
接続された各インダクタンス負荷との直列接続体に逆接
続された逆接続ダイオードと、第1、第2のインダクタ
ンス負荷の通電電流を検出して第1の検出電圧を得る通
電電流検出回路と、第1、第2のインダクタンス負荷の
通電電流を指令する基準電圧と、第1、第2のインダク
タンス負荷に供電する直流電源側に順方向に挿入された
逆流防止用のダイオードと、該ダイオードに並列に接続
して設けられたコンデンサと、直流電源より第3の半導
体スイッチング素子を介して通電される充電用インダク
タンスと、該充電用インダクタンスの通電電流を検出し
て第2の検出電圧を得る通電電流検出回路と、所定の時
間巾で所定の時間間隔で配設された矩形波の電気信号列
と、該電気信号列に含まれる奇数番目の電気信号により
、その巾だけ第1、@第1@の半導体スイッチング素子
を導通せしめて第1のインダクタンス負荷に通電し、偶
数番目の電気信号により、その巾だけ第2、@第2@の
半導体スイッチング素子を導通せしめて第2のインダク
タンス負荷に通電し、奇数番目と偶数番目のすべての電
気信号により、第3の半導体スイッチング素子を導通せ
しめて充電用インダクタンスに通電する通電制御回路と
、第3の半導体素子が不導通に転化したときに、充電用
インダクタンスに蓄積された磁気エネルギによる電流を
、充電用インダクタンスと第3の半導体スイッチング素
子の接続点に逆接続されたダイオードを介して前記した
コンデンサに充電する電気回路と、前記した第1の検出
電圧と基準電圧に比例する電圧とを比較することにより
、第1、@第1@、第2、@第2@の半導体スイッチン
グ素子の導通、不導通を制御して、第1、第2のインダ
クタンス負荷の電流値を基準電圧に対応する値に保持す
る第1のチョッパ回路と、前記した第2の検出電圧と基
準電圧に比例する電圧とを比較することにより第3の半
導体スイッチング素子の導通、不導通を制御して、充電
用インダクタンスの電流値を基準電圧に対応した値に保
持する第2のチョッパ回路と、第1、第2のインダクタ
ンス負荷の1つの通電が電気信号列に含まれる電気信号
の末端において停止されたときに、該インダクタンス負
荷と充電用インダクタンスに蓄積された磁気エネルギの
放出による電流が直流電源に流入することを逆流防止用
ダイオードにより阻止し、逆接続されたダイオードを介
して前記した蓄積磁気エネルギが、前記したコンデンサ
を充電して静電エネルギに転換することにより、該コン
デンサを高電圧の充電電圧に保持するとともに通電電流
を急速に降下せしめ、次に他の1つのインダクタンス負
荷の通電が、次の電気信号の初端において開始されたと
きに、該コンデンサの充電された高電圧により通電電流
の立上りを急速とする電気回路とより構成されたことを
特徴とするインダクタンス負荷の通電制御装置。(2) A first @first@ semiconductor switching element and a second @second@ semiconductor switching element connected to both ends of the first and second inductance loads, respectively;
, a DC power supply that supplies power to the first and second inductance loads via the first and second semiconductor switching elements, respectively, and each semiconductor switching element and each inductance load connected thereto. a reversely connected diode that is reversely connected to the series connection body; a current-carrying current detection circuit that detects the current flowing through the first and second inductance loads to obtain a first detection voltage; and the first and second inductance loads. a reference voltage that commands the current to be supplied, a diode for backflow prevention inserted in the forward direction on the DC power supply side that supplies power to the first and second inductance loads, and a capacitor connected in parallel to the diode. a charging inductance that is energized from a DC power supply via a third semiconductor switching element; a energizing current detection circuit that detects the energizing current of the charging inductance to obtain a second detection voltage; A rectangular wave electric signal train arranged at a predetermined time interval and odd-numbered electric signals included in the electric signal train cause the first semiconductor switching element to conduct by the width thereof. The first inductance load is energized, and the even-numbered electrical signal makes the second, @2nd@ semiconductor switching element conductive by the width thereof, and the second inductance load is energized, and all of the odd-numbered and even-numbered An energization control circuit that makes the third semiconductor switching element conductive and energizes the charging inductance according to an electric signal; and when the third semiconductor element becomes non-conductive, the magnetic energy accumulated in the charging inductance an electric circuit for charging the capacitor with a current through a diode reversely connected to a connection point between the charging inductance and the third semiconductor switching element; and a voltage proportional to the first detection voltage and the reference voltage. By comparing the current values of the first and second inductance loads, the current values of the first and second inductance loads are set to the reference voltage by controlling the conduction and non-conduction of the first, @first@, second, and @second@ semiconductor switching elements. By comparing the first chopper circuit that maintains the corresponding value with the second detection voltage and a voltage proportional to the reference voltage, the third semiconductor switching element is controlled to be conductive or non-conductive, and charging is performed. a second chopper circuit that maintains the current value of the inductance at a value corresponding to the reference voltage; and when energization of one of the first and second inductance loads is stopped at the end of the electrical signal included in the electrical signal train. The reverse current prevention diode prevents the current due to the release of the magnetic energy stored in the inductance load and the charging inductance from flowing into the DC power supply, and the stored magnetic energy is transmitted through the reversely connected diode. By charging the aforementioned capacitor and converting it into electrostatic energy, the capacitor is held at a high charging voltage and the energizing current is rapidly dropped, and then the energizing of another inductance load causes the following: 1. An energization control device for an inductance load, comprising an electric circuit that causes a energizing current to rise rapidly by a high voltage charged in the capacitor when started at the beginning of an electric signal.
ンス負荷のそれぞれの両端に接続された第1、@第1@
及び第2、@第2@及び第3、@第3@及び・・・の半
導体スイッチング素子を介してそれぞれ第1、第2、第
3、・・・のインダクタンス負荷に供電する直流電源と
、各半導体スイッチング素子とこれに接続された各イン
ダクタンス負荷との直列接続体に逆接続された逆接続ダ
イオードと、第1、第2、第3、・・・のインダクタン
ス負荷の通電電流をそれぞれ検出して第1群の検出電圧
を得る通電電流検出回路と、第1、第2、第3・・・の
インダクタンス負荷の通電電流を指令する基準電圧と、
第1、第2、第3、・・・のインダクタンス負荷に供電
する直流電源側に順方向に挿入された逆流防止用の第1
、第2、第3、・・・のダイオードと、該ダイオードに
並列に接続して設けられた第1、第2、第3、・・・の
コンデンサと、直流電源より半導体スイッチング素子を
介して通電される第1、第2、第3、・・・の充電用イ
ンダクタンスと、該充電用インダクタンスの通電電流を
検出して第2群の検出電圧を得る通電電流検出回路と、
該第2群の検出電圧のそれぞれにより、前記した基準電
圧に比例する電流を対応する充電用インダクタンスに通
電する第1のチョッパ回路と、所定の時間巾で同じ時間
巾だけ離間して配設された矩形波の第1の電気信号列な
らびに第1の電気信号列より位相が順次に所定巾だけお
くれた同形の矩形波の電気信号が配設された第2、第3
、・・・の電気信号列と、第1の電気信号列により、そ
の巾だけ第1、@第1@の半導体スイッチング素子を導
通せしめて第1のインダクタンス負荷に通電し、第2、
第3、・・・の電気信号列により、それぞれ第2、@第
2@の半導体素子スイッチング素子、第3、@第3@の
半導体スイッチング素子、・・・を導通せしめて、それ
ぞれ第2、第3、・・・のインダクタンス負荷を通電せ
しめる第1の通電制御回路と、第1、第2、第3、・・
・の電気信号列により、その巾だけそれぞれ第1、第2
、第3、・・・の充電用インダクタンスを半導体スイッ
チング素子の導通により通電する第2の通電制御回路と
、各充電用インダクタンスに接続された半導体スイッチ
ング素子が不導通に転化したときに充電用インダクタン
スに蓄積された磁気エネルギによる電流を、充電用イン
ダクタンスと半導体スイッチング素子の接続点に逆接続
されたダイオードを介して、第1、第2、第3、・・・
のコンデンサに充電する電気回路と、前記した第1群の
検出電圧と基準電圧に比例する電圧を比較することによ
り、第1、@第1@、第2、@第2@、第3、@第3@
、・・・の半導体スイッチング素子の導通、不導通を制
御して、第1、第2、第3、・・・のインダクタンス負
荷の電流値を基準電圧に対応する値に保持する第2のチ
ョッパ回路と、第1、第2、第3、・・・のインダクタ
ンス負荷の1つの通電が電気信号列に含まれる電気信号
の末端において停止されたときに、該インダクタンス負
荷と対応する充電用インダクタンスに蓄積された磁気エ
ネルギの放出による電流が直流電源に流入することを対
応する逆流防止用のダイオードにより阻止し、逆接続ダ
イオードを介して前記した蓄積磁気エネルギにより、対
応するコンデンサを充電して静電エネルギに転換するこ
とにより、該コンデンサを高電圧の充電電圧に保持する
とともに通電電流を急速に降下せしめ、次に到来する電
気信号により該インダクタンス負荷の通電されたときに
、その初期の始端部において、該コンデンサの充電され
た高電圧により通電電流の立上りを急速とする電気回路
とより構成されたことを特徴とするインダクタンス負荷
の通電制御装置。(3) The first @ first @ connected to both ends of each of a plurality of first, second, third, ... inductance loads.
and a DC power supply that supplies power to the first, second, third, . . . inductance loads through the second, @second@, third, @third@, and . A reversely connected diode connected in reverse to a series connection body of each semiconductor switching element and each inductance load connected thereto, and the current flowing through the first, second, third, etc. inductance loads are detected respectively. an energizing current detection circuit that obtains a first group of detection voltages; a reference voltage that commands energizing currents of the first, second, third, . . . inductance loads;
The first for backflow prevention inserted in the forward direction on the DC power supply side that supplies power to the first, second, third, etc. inductance loads.
, second, third, ... diodes, first, second, third, ... capacitors connected in parallel to the diodes, and a DC power source via a semiconductor switching element. first, second, third, etc. charging inductances that are energized, and an energizing current detection circuit that detects the energizing current of the charging inductances to obtain a second group of detected voltages;
A first chopper circuit that energizes the corresponding charging inductance with a current proportional to the reference voltage according to each of the second group of detected voltages is arranged to be spaced apart from the first chopper circuit by the same time width in a predetermined time width. a first electric signal train of rectangular waves, and second and third electric signals of the same shape whose phase is sequentially delayed by a predetermined width from the first electric signal train.
, . . . and the first electrical signal train, the first, @first@ semiconductor switching element is made conductive by the width thereof, and the first inductance load is energized, and the second,
The third, . . . electrical signal trains cause the second, @second@ semiconductor element switching element, the third, @third@ semiconductor switching element, . . . to conduct, respectively, and the second, A first energization control circuit that energizes a third,... inductance load, and a first, second, third,...
・By the electric signal train, the first and second
A second energization control circuit that energizes the charging inductances of , third, . The current due to the magnetic energy stored in the first, second, third, . . .
By comparing the electric circuit that charges the capacitors with the detected voltage of the first group and the voltage proportional to the reference voltage, 3rd @
, . . . a second chopper that controls conduction or non-conduction of the semiconductor switching elements to maintain the current values of the first, second, third, . . . inductance loads at values corresponding to the reference voltage. When energization of the circuit and one of the first, second, third, etc. inductance loads is stopped at the end of the electrical signal included in the electrical signal train, the charging inductance corresponding to the inductance load is The current flowing into the DC power supply due to the release of stored magnetic energy is blocked by the corresponding backflow prevention diode, and the stored magnetic energy charges the corresponding capacitor via the reversely connected diode to prevent static electricity. The conversion into energy holds the capacitor at a high charging voltage and causes the energizing current to drop rapidly, so that when the inductance load is energized by the next incoming electrical signal, at its initial starting point. 1. An energization control device for an inductance load, comprising: an electric circuit that makes the rise of the energizing current rapid due to the high voltage charged in the capacitor.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2316063A JPH04190692A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Device for controlling energizing of inductance load |
PCT/JP1991/001605 WO1992010025A1 (en) | 1990-11-22 | 1991-11-22 | Current controller for inductive load |
US07/910,150 US5313149A (en) | 1990-11-22 | 1991-11-22 | Current supply control apparatus for inductance load |
DE69127808T DE69127808T2 (en) | 1990-11-22 | 1991-11-22 | CURRENT CONTROLLER FOR INDUCTIVE LOAD |
EP92902494A EP0512121B1 (en) | 1990-11-22 | 1991-11-22 | Current controller for inductive load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2316063A JPH04190692A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Device for controlling energizing of inductance load |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04190692A true JPH04190692A (en) | 1992-07-09 |
Family
ID=18072851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2316063A Pending JPH04190692A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Device for controlling energizing of inductance load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04190692A (en) |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP2316063A patent/JPH04190692A/en active Pending
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