JPH06351289A - Driver for variable reluctance motor - Google Patents

Driver for variable reluctance motor

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Publication number
JPH06351289A
JPH06351289A JP5156366A JP15636693A JPH06351289A JP H06351289 A JPH06351289 A JP H06351289A JP 5156366 A JP5156366 A JP 5156366A JP 15636693 A JP15636693 A JP 15636693A JP H06351289 A JPH06351289 A JP H06351289A
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JP
Japan
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current
phase
switching element
motor
coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP5156366A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuro Sakano
哲朗 坂野
Takayuki Sato
貴之 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a driver for VR motor in which the current control loop can be processed through current control of only one phase. CONSTITUTION:In a driver for a variable reluctance motor, a current detector R is fixed at a position where the total current, i.e., the sum of currents flowing through the coils ZA, ZB, ZC of the motor, can be detected. The coils ZA, ZB, ZC are then excited phase by phase based on the total current detected by the current detector R thus processing the current loop of each phase such that the total current follows up a current command.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、可変リラクタンスモー
タ(以下、VRモータという)の駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive device for a variable reluctance motor (hereinafter referred to as VR motor).

【0002】[0002]

【従来の技術】VRモータは突起歯に励磁コイルが巻回
されたステータと突起歯を有するロータとからなり、こ
のステータの励磁コイルに励磁電流を供給してステータ
突起歯を励磁し、ステータ突起歯に発生する磁気吸引力
によってロータの突起歯を引きよせ、その力をロータの
回転力としてロータを回転駆動するモータである。そし
て、励磁コイルに励磁電流を供給するためのスイッチン
グ素子を各相毎に設け、このスイッチング素子をモータ
の回転角に応じて開閉させることにより各相の励磁コイ
ルを励磁し、ロータを回転させている。
2. Description of the Related Art A VR motor comprises a stator having an exciting coil wound around a projecting tooth and a rotor having a projecting tooth. An exciting current is supplied to the exciting coil of the stator to excite the stator projecting tooth, and the stator projecting tooth is excited. This is a motor that draws the protruding teeth of the rotor by the magnetic attraction force generated in the teeth and uses that force as the rotational force of the rotor to drive the rotor to rotate. A switching element for supplying an exciting current to the exciting coil is provided for each phase, and the exciting coil of each phase is excited by rotating the switching element according to the rotation angle of the motor to rotate the rotor. There is.

【0003】例えば、A相,B相,C相の三相のVRモ
ータの場合、図4のVRモータの回転状態を示す図、及
び図5の従来の三相のVRモータの駆動回路図に示すよ
うに、A相のスイッチング素子を閉じてA相の励磁コイ
ルと直流電源を接続して通電を始め、A相のステータ突
起歯がロータ突起歯を吸引し、ロータが所定角度回転す
ると、A相のスイッチング素子を開いて通電を停止す
る。ついでB相のスイッチング素子を閉じてB相の励磁
コイルを励磁する。以下同様に、A相、B相、C相と順
次励磁することによってモータを一方方向に回転させ
る。また逆転させる場合は、A相、C相、B相と順次励
磁すればモータは逆転することとなる。
For example, in the case of a three-phase VR motor of A-phase, B-phase, and C-phase, a diagram showing the rotating state of the VR motor of FIG. 4 and a drive circuit diagram of the conventional three-phase VR motor of FIG. As shown, when the A-phase switching element is closed and the A-phase exciting coil and the DC power source are connected to start energization, the A-phase stator protruding teeth attract the rotor protruding teeth and the rotor rotates by a predetermined angle. Open the switching element of the phase and stop energization. Then, the B-phase switching element is closed to excite the B-phase exciting coil. Similarly, the motor is rotated in one direction by sequentially exciting the A phase, the B phase, and the C phase. In the case of reverse rotation, the motor is rotated in reverse by sequentially exciting the A-phase, C-phase and B-phase.

【0004】このようなVRモータの各励磁コイルを流
れる電流をPWM方式で制御する場合には、各相独立に
駆動回路を構成する必要があるため、各相毎にスイッチ
ング素子を4個若しくは、スイッチング素子2個と同数
のダイオードを必要としている。なお、図5は、各相毎
にスイッチング素子2個と同数のダイオードを用いて駆
動回路を構成する例である。
When the current flowing through each exciting coil of such a VR motor is controlled by the PWM method, it is necessary to configure a drive circuit for each phase independently, and therefore, four switching elements are provided for each phase, or It requires as many diodes as there are two switching elements. Note that FIG. 5 is an example in which a drive circuit is configured using the same number of diodes as two switching elements for each phase.

【0005】このように、従来のVRモータの駆動回路
は、スイッチング素子,ダイオードの数が多いことか
ら、駆動回路自体がそれだけ高価になると共に、1相当
たり2本のケーブルを必要としているため、さらに高価
になると共に、配線の工数もかかるという問題があっ
た。そこで、本願出願人は特願平4−84966号で、
スイッチング素子の数をVRモータの相の数Nに「1」
足した(N+1)の数でよい駆動回路を提供した。
As described above, since the conventional VR motor drive circuit has a large number of switching elements and diodes, the drive circuit itself is expensive and requires two cables for each phase. Further, there is a problem that the cost becomes higher and the wiring man-hours are required. Then, the applicant of the present application is Japanese Patent Application No. 4-84966.
Set the number of switching elements to "1" for the number N of VR motor phases.
A driving circuit having a sufficient number of (N + 1) is provided.

【0006】図6は、このようにスイッチング素子の数
が(相数+1)の3相VRモータの駆動回路の一例を示
す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a drive circuit for a three-phase VR motor having the number of switching elements (the number of phases + 1).

【0007】図6において、ZA,ZB,ZCはVRモ
ータのA,B,C相のコイルのインピーダンスであり、
Q2,Q3,Q4はA,B,C相のコイルの選択励磁す
るためのスイッチング素子(トランジスタ)である。ま
た、Q1はPWM途をサイクルを行なうスイッチング素
子であり、D1,D2,D3,D4はダイオードであ
る。1はR,S,Tの3相交流を整流し直流電圧(主電
圧)Vを発生させる整流回路であり、C1は平滑コンデ
ンサである。前記各コイルに流れる電流ia,ib,i
cを検出するために電流検出器が設けられており、図6
の例では電流検出抵抗によって検出するものとして電流
検出抵抗Ra,Rb,Rcが示されている。なお、it
は各コイルに流れる電流ia,ib,icを合計したト
ータル電流であり、it=ia+ib+icで表れる。
In FIG. 6, ZA, ZB, and ZC are impedances of the A, B, and C phase coils of the VR motor,
Q2, Q3 and Q4 are switching elements (transistors) for selectively exciting A, B and C phase coils. Further, Q1 is a switching element that performs a cycle of PWM, and D1, D2, D3 and D4 are diodes. Reference numeral 1 is a rectifier circuit that rectifies a three-phase AC of R, S, and T to generate a DC voltage (main voltage) V, and C1 is a smoothing capacitor. Currents ia, ib, i flowing in the coils
A current detector is provided to detect c.
In the above example, the current detection resistors Ra, Rb, Rc are shown as being detected by the current detection resistors. Note that it
Is a total current obtained by summing the currents ia, ib, and ic flowing in each coil, and is represented by it = ia + ib + ic.

【0008】前記構成において、VRモータの駆動、す
なわち、コイルの励磁についてA相のコイルの励磁を例
にとって説明する。
In the above structure, the driving of the VR motor, that is, the excitation of the coil will be described by taking the excitation of the A-phase coil as an example.

【0009】(1)正の電圧をA相コイルに印加しA相
の相電流iaを増加させる場合:A相のスイッチング素
子Q2をオンとし他の相のスイッチング素子Q3,Q4
をオフとして、スイッチング素子Q1をPWM信号によ
ってオン/オフさせると、スイッチング素子Q1がオン
のときには、電流iaがQ1→Ra→ZA→Q2の順に
流れ、A相のコイルには電圧Vが印加され電流iaは増
加する。
(1) When a positive voltage is applied to the A phase coil to increase the A phase current ia: The A phase switching element Q2 is turned on and the other phase switching elements Q3 and Q4.
Is turned off and the switching element Q1 is turned on / off by the PWM signal, when the switching element Q1 is turned on, the current ia flows in the order of Q1 → Ra → ZA → Q2, and the voltage V is applied to the A-phase coil. The current ia increases.

【0010】一方、スイッチング素子Q1がオフになる
と、A相のコイルに蓄積されたエネルギによって、D1
→Ra→ZA→Q2の順に電流iaが流れ、A相コイル
には電圧「V」が印加されることになり、電流iaは減
少する。そこで、スイッチング素子Q1をオン/オフさ
せるPWM信号のデューティー比をηaとすると、A相
にかかる平均電圧は(ηa×V)となる。
On the other hand, when the switching element Q1 is turned off, the energy accumulated in the coil of phase A causes D1
The current ia flows in the order of → Ra → ZA → Q2, the voltage “V” is applied to the A-phase coil, and the current ia decreases. Therefore, if the duty ratio of the PWM signal for turning on / off the switching element Q1 is ηa, the average voltage applied to the A phase is (ηa × V).

【0011】(2)負の電圧をA相コイルに印加しA相
の相電流iaを減少させる場合:A相,B相,C相の全
てのスイッチング素子Q2,Q3,Q4をオフにする。
PWM信号で切り替わるスイッチング素子Qがオンのと
きには、電流iaはQ1→Ra→ZA→Q2の順に流
れ、A相のコイルには電圧「0」が印加される。また、
スイッチング素子Q1がオフのときには、電流iaはD
1→Ra→ZA→D2の順に流れ、A相のコイルには
「−V」の電圧が印加されることになり、電流iaは減
少し、A相のコイルにかかる平均電圧は(1−ηa)×
(−V)となる。
(2) When a negative voltage is applied to the phase A coil to reduce the phase current ia of the phase A: All the switching elements Q2, Q3, Q4 of the phases A, B, C are turned off.
When the switching element Q that is switched by the PWM signal is on, the current ia flows in the order of Q1 → Ra → ZA → Q2, and the voltage “0” is applied to the A-phase coil. Also,
When the switching element Q1 is off, the current ia is D
1 → Ra → ZA → D2, the voltage of “−V” is applied to the coil of phase A, the current ia decreases, and the average voltage applied to the coil of phase A is (1-ηa ) ×
(-V).

【0012】前記(1),(2)の動作によってA相励
磁区間中、A相励磁電流iaは指令電流icmd に追従す
るようにPWM信号によって制御される。そして、モー
タが回転し励磁相がB相に変わると、スイッチング素子
Q2がオフになりスイッチング素子Q3がオンとなる。
B相の励磁においては、前記A相励磁の場合のスイッチ
ング素子Q2の役割がスイッチング素子Q3に代わる点
のみが相違し、スイッチング素子Q1とQ3の動作とB
相コイルにかかる電圧の関係はA相の場合と同一であ
る。同様に、モータが回転しC相励磁となった場合に
は、A相励磁のときのスイッチング素子Q2がスイッチ
ング素子Q4に代わるだけで、動作及びCコイルにかか
る電圧の関係は同一である。
By the operations (1) and (2), the A-phase exciting current ia is controlled by the PWM signal so as to follow the command current iscmd during the A-phase exciting period. When the motor rotates and the excitation phase changes to the B phase, the switching element Q2 turns off and the switching element Q3 turns on.
In the B-phase excitation, the only difference is that the role of the switching element Q2 in the case of the A-phase excitation replaces the switching element Q3, and the operations of the switching elements Q1 and Q3
The relationship of the voltages applied to the phase coils is the same as in the case of the A phase. Similarly, when the motor rotates and becomes C-phase excitation, the switching element Q2 at the time of A-phase excitation only replaces the switching element Q4, and the operation and the voltage applied to the C coil are the same.

【0013】図7はこの駆動回路における各相のコイル
電流ia,ib,ic、指令電流icmd との関係を説明
する説明図で、図7の(a)に示すようにA相励磁の場
合、A相電流iaは指令電流icmd とA相電流iaとの
差の電流偏差によって決まるPWM信号のデューティー
比ηaによって立ち上がり、電流指令icmd に追従する
ように制御される。そして、B相励磁に切り替わるとき
には、図7の(b)に示すように、B相電流ibはB相
の電流ibは電流指令icmd と検出されたB相電流ib
の差の電流偏差によって決まるデューティー比ηbによ
って立ち上がり,電流指令icmd に追従するように制御
される。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the coil currents ia, ib, ic of each phase and the command current iscmd in this drive circuit. In the case of A-phase excitation as shown in FIG. 7A, The A-phase current ia rises by the duty ratio ηa of the PWM signal determined by the current deviation of the difference between the command current iscmd and the A-phase current ia, and is controlled so as to follow the current command iscmd. Then, when switching to B-phase excitation, as shown in FIG. 7B, the B-phase current ib is the B-phase current ib, the B-phase current ib is the current command icmd, and the detected B-phase current ib.
Is controlled by the duty ratio ηb which is determined by the current deviation of the difference between the current and the current command iscmd.

【0014】そして、B相励磁開始直後においては、ス
イッチング素子Q2はオフとなっているから、A相コイ
ルにかかる平均電圧は前記(2)の動作より(1−η
b)×(−V)であり、A相電流iaは減少し励磁相が
切り替わってからある時間tab後に0となる。このA
相からB相への励磁切替え区間tabにおいては、モー
タに流れる電流のトータル電流はB相の電流ibにA相
の立ち下がり電流を加算した電流となる。
Immediately after the start of B-phase excitation, the switching element Q2 is off, so that the average voltage applied to the A-phase coil is (1-.eta.
b) × (−V), the A-phase current ia decreases and becomes 0 after a certain time tab after the excitation phase is switched. This A
In the excitation switching section tab from the phase B to the phase B, the total current flowing through the motor is a current obtained by adding the falling current of the A phase to the current ib of the B phase.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】前記の従来のVRモー
タの駆動装置には、以下の問題がある。
The above-mentioned conventional VR motor drive device has the following problems.

【0016】(1)各相の電流を独立して検出し制御す
るため、励磁切替え区間等において相の励磁区間が重な
る部分では、複数相の電流制御ループ処理が必要とな
る。電流制御ループ処理には各相当毎にある演算量が必
要であり、同時に複数相の電流制御を行うため演算量は
増加する。また、一般に、モータをデジタルサーボによ
り駆動する場合に、良好な性能をえるためにサンプリン
グ周期を短くする必要があるが、多量の演算量を短時間
で処理するためには、処理速度の高い高価なMPUが必
要である。
(1) Since the currents of the respective phases are independently detected and controlled, a current control loop process of a plurality of phases is required in the portion where the excitation sections of the phases overlap in the excitation switching section or the like. A certain amount of calculation is required for each current control loop process, and the amount of calculation increases because current control of a plurality of phases is performed simultaneously. Further, generally, when a motor is driven by a digital servo, it is necessary to shorten the sampling cycle in order to obtain good performance, but in order to process a large amount of calculation in a short time, a high processing speed and high cost are required. MPU is required.

【0017】(2)VRモータの駆動回路に(相数+
1)のスイッチング素子によって制御する駆動回路を用
いた場合、従来の方法では、各相の電流を検出するため
の電流検出器を各相毎に設けなければならず、電流検出
手段等が各相毎に必要である。
(2) In the drive circuit of the VR motor (the number of phases +
When the drive circuit controlled by the switching element of 1) is used, in the conventional method, a current detector for detecting the current of each phase must be provided for each phase, and the current detection means, etc. Required for each.

【0018】そこで、本発明の目的は、電流制御ループ
処理を1相のみの電流制御で可能とするとともに、電流
検出器の個数を減少させたVRモータの駆動装置を提供
することにある。
It is therefore an object of the present invention to provide a VR motor driving device that enables current control loop processing by current control of only one phase and reduces the number of current detectors.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、可変リラクタンスモータを駆動する駆動
装置において、モータの各コイルに流れる電流を合計し
たトータル電流が検出できる位置に電流検出器を取付
け、その電流検出器で検出されるトータル電流に基づい
て各コイルを一相ずつ励磁することにより、トータル電
流が電流指令に追従するように相毎の電流ループ処理を
行なうものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a drive device for driving a variable reluctance motor, in which current detection is performed at a position where the total current obtained by summing the currents flowing through the coils of the motor can be detected. A coil is attached and each coil is excited one phase at a time based on the total current detected by the current detector, so that the current loop processing for each phase is performed so that the total current follows the current command.

【0020】また、本発明は、前記目的を達成するため
に、可変リラクタンスモータを駆動する駆動装置におい
て、ダイオードの一端が給電用直流電源の負極端子に接
続され、他端がスイッチング素子に接続され、そのスイ
ッチング素子の他端が直流電源の正極端子に接続される
共通直列回路と、スイッチング素子の一端が給電用直流
電源の負極端子に接続され、他端がダイオードに接続さ
れ、そのダイオードのターゲットが直流電源の正極端子
に接続され、各相毎に備えられる直列回路と、一端が前
記各相毎の直列回路のスイッチング素子とダイオードの
接続点と可変リラクタンスモータの対応する励磁コイル
に接続され、他端が前記共通直列回路のスイッチング素
子とダイオードの接続点に接続されている1個の電流検
出回路とにより駆動回路が構成し、ロータの電気角を検
出する手段と、前記電気角を用いて励磁すべき相を決定
し、該励磁相に対応するスイッチング素子を制御する手
段と、前記駆動回路の検出電流が指令電流に一致するよ
うにモータコイルの電圧制御を行う手段によりモータの
駆動を行うものである。
In order to achieve the above object, the present invention is a drive device for driving a variable reluctance motor, wherein one end of a diode is connected to a negative terminal of a DC power supply for power supply and the other end is connected to a switching element. , A common series circuit in which the other end of the switching element is connected to the positive terminal of the DC power supply, one end of the switching element is connected to the negative terminal of the DC power supply for power supply, the other end is connected to the diode, and the target of the diode Is connected to the positive terminal of the DC power supply, a series circuit provided for each phase, and one end is connected to the connection point of the switching element and the diode of the series circuit for each phase and the corresponding excitation coil of the variable reluctance motor, The other end is driven by one current detection circuit connected to the connection point of the switching element and the diode of the common series circuit. The circuit is configured, means for detecting the electrical angle of the rotor, means for determining the phase to be excited using the electrical angle, controlling the switching element corresponding to the excitation phase, and the detection current of the drive circuit The motor is driven by means for controlling the voltage of the motor coil so as to match the command current.

【0021】[0021]

【作用】本発明によれば、可変リラクタンスモータを駆
動する駆動装置において、モータの各コイルに流れる電
流を合計したトータル電流が検出できる位置に設置した
電流検出器により、モータの各コイルに流れる電流を合
計したトータル電流を検出し、その電流検出器で検出さ
れるトータル電流に基づいて各コイルを一相ずつ励磁す
ることにより、トータル電流が電流指令に追従するよう
に相毎の電流ループ処理を行なうものであり、励磁相の
切替え時においても電流ループ処理は1つの相のみで行
うことができる。
According to the present invention, in the drive device for driving the variable reluctance motor, the current flowing in each coil of the motor is detected by the current detector installed at a position where the total current summing the currents flowing in each coil of the motor can be detected. The total current detected by the current detector is detected, and each coil is excited one phase at a time based on the total current detected by the current detector, and the current loop processing for each phase is performed so that the total current follows the current command. The current loop processing can be performed in only one phase even when switching the excitation phase.

【0022】また、本発明によれば、可変リラクタンス
モータを駆動する駆動装置において、ダイオードの一端
が給電用直流電源の負極端子に接続され、他端がスイッ
チング素子に接続され、そのスイッチング素子の他端が
直流電源の正極端子に接続される共通直列回路と、スイ
ッチング素子の一端が給電用直流電源の負極端子に接続
され、他端がダイオードに接続され、そのダイオードの
ターゲットが直流電源の正極端子に接続され、各相毎に
備えられる直列回路と、一端が前記各相毎の直列回路の
スイッチング素子とダイオードの接続点と可変リラクタ
ンスモータの対応する励磁コイルに接続され、他端が前
記共通直列回路のスイッチング素子とダイオードの接続
点に接続されている1個の電流検出回路とにより駆動回
路を構成し、この駆動回路の1個の電流検出回路にモー
タの各コイルに流れる電流を合計するトータル電流を流
して検出し、ロータの電気角を検出する手段から得られ
るロータの電気角によりモータの各コイルの励磁すべき
相を決定し、その励磁相に対応するスイッチング素子を
制御して、電流検出回路の検出電流が指令電流に一致す
るようにモータコイルの電圧制御を行うことによって、
モータの駆動を行う。
According to the present invention, in the drive device for driving the variable reluctance motor, one end of the diode is connected to the negative terminal of the DC power supply for power supply, the other end is connected to the switching element, and A common series circuit whose end is connected to the positive terminal of the DC power supply, and one end of the switching element is connected to the negative terminal of the DC power supply for power supply, the other end is connected to the diode, and the target of the diode is the positive terminal of the DC power supply. A series circuit provided for each phase, one end of which is connected to a connection point of the switching element and the diode of the series circuit of each phase and a corresponding excitation coil of the variable reluctance motor, and the other end of which is connected to the common series. A drive circuit is composed of a switching element of the circuit and one current detection circuit connected to the connection point of the diode. Excitation of each coil of the motor by means of the rotor electrical angle obtained from the means for detecting the total electrical current that sums the currents flowing in each coil of the motor through one current detection circuit of the motor circuit By determining the phase to be controlled, controlling the switching element corresponding to the excitation phase, by controlling the voltage of the motor coil so that the detected current of the current detection circuit matches the command current,
Drives the motor.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments.

【0024】(実施例の構成)図1は本発明の一実施例
のVRモータ駆動回路の回路図である。
(Structure of Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram of a VR motor drive circuit according to an embodiment of the present invention.

【0025】従来のVRモータ駆動回路である図6と本
発明の回路である図1とを比較すると相違する点は、電
流検出器(図中電流検出抵抗Rで示される)が1個にな
り、各相に流れる電流を加算したトータル電流itを該
電流検出器Rによって検出するようにした構成にある。
A comparison between the conventional VR motor drive circuit shown in FIG. 6 and the circuit of the present invention shown in FIG. 1 is that there is only one current detector (indicated by a current detection resistor R in the figure). , The total current it added with the currents flowing in the respective phases is detected by the current detector R.

【0026】図1において、電流検出器Rは、ダイオー
ドの一端が給電用の直流用電源の負極端子に接続され他
端がスイッチング素子に接続され、そのスイッチング素
子の他端が直流用電源の正極端子に接続されている共通
直列回路のスイッチング素子とダイオードの接続点に一
端が接続され、他端が各励磁コイルZA,ZB,ZCに
接続されている。したがって、この構成により各励磁コ
イルZA,ZB,ZCを流れる電流はこの電流検出器R
を共通に流れるため、電流検出器Rによって各相に流れ
る電流を加算したトータル電流itを求めることができ
る。
In FIG. 1, in the current detector R, one end of the diode is connected to the negative terminal of the DC power supply for power supply, the other end is connected to the switching element, and the other end of the switching element is the positive electrode of the DC power supply. One end is connected to the connection point of the switching element and the diode of the common series circuit connected to the terminal, and the other end is connected to each exciting coil ZA, ZB, ZC. Therefore, with this configuration, the current flowing through each exciting coil ZA, ZB, ZC is
, The total current it can be obtained by adding the currents flowing in the respective phases by the current detector R.

【0027】また、このVRモータ駆動制御を行なう制
御手段のハードウエア構成は従来と同一のプロセッサ、
ROM、RAM、及び入出力回路等で構成され、この制
御手段のプロセッサが実施する処理において従来と相違
している。なお、この制御手段のハードウエア構成は、
周知であるため図示していない。
The hardware configuration of the control means for controlling the VR motor drive is the same as that of the conventional processor,
It is composed of a ROM, a RAM, an input / output circuit and the like, and the processing executed by the processor of this control means is different from the conventional one. The hardware configuration of this control means is
Not shown because it is well known.

【0028】(実施例の作用)図2は、本発明の一実施
例の制御手段のプロセッサが実施する電流ループ処理の
フローチャートであり、制御手段のプロセッサは所定周
期毎に図2に示す処理を実施する。以下、図2のフロー
チャートのステップSの符号に従って説明する。
(Operation of Embodiment) FIG. 2 is a flow chart of the current loop processing executed by the processor of the control means of one embodiment of the present invention. The processor of the control means executes the processing shown in FIG. carry out. Hereinafter, description will be given according to the reference numeral of step S in the flowchart of FIG.

【0029】ステップS1:まず、電流指令icmd を読
み取るとともに、電流検出器Rによりトータル電流it
を読み取り、モータのロータ位置を読み取る検出器によ
りロータ電気角θを検出して読み取る。図3は、本発明
の一実施例による各相電流及びトータル電流の説明図で
あり、トータル電流itは電流検出器Rにより検出され
る。
Step S1: First, the current command icmd is read and the total current it is detected by the current detector R.
Is read, and the rotor electrical angle θ is detected and read by a detector that reads the rotor position of the motor. FIG. 3 is an explanatory diagram of each phase current and total current according to an embodiment of the present invention, and the total current it is detected by the current detector R.

【0030】ステップS2:次に、前記ステップS1の
工程で読み取った電流指令icmd と読み取ったトータル
電流itとを比較する。
Step S2: Next, the current command icmd read in the step S1 is compared with the read total current it.

【0031】ステップS3:次に、前記ステップS2の
比較工程において、トータル電流itが電流指令icmd
以下の場合には、電流指令icmd からトータル電流it
を減じた電流偏差(icmd −it)に、設定されている
電流ループの比例ゲインKを乗じ、さらに整流回路の出
力である主電圧相当値Vで除してPWM信号のデューテ
ィー比ηを求める。すなわち、次の式(1)の演算を行
なってデューティー比ηを求める。
Step S3: Next, in the comparison step of the step S2, the total current it is the current command icmd.
In the following cases, the total current it from the current command iscmd
The current deviation (icmd-it) obtained by subtracting is multiplied by the set current loop proportional gain K and further divided by the main voltage equivalent value V which is the output of the rectifier circuit to obtain the duty ratio η of the PWM signal. That is, the duty ratio η is obtained by performing the calculation of the following equation (1).

【0032】 η=(K/V)(icmd −it) …(1) そして、このデューティー比ηのPWM信号により、ス
イッチング素子を制御することによって、トータル電流
itを増加させて電流指令icmd に追従させる。
Η = (K / V) (icmd −it) (1) Then, by controlling the switching element by the PWM signal of this duty ratio η, the total current it is increased to follow the current command icmd. Let

【0033】ステップS4:一方、前記ステップS2の
比較工程において、トータル電流itが電流指令icmd
を超えている場合には、PWM信号のデューティー比η
を次の式(2)の演算を行なって求める。
Step S4: On the other hand, in the comparison step of Step S2, the total current it is the current command icmd.
If the duty ratio exceeds the duty ratio η of the PWM signal
Is calculated by the following equation (2).

【0034】 η=1+(K/V)(icmd −it) …(2) そして、このデューティー比ηのPWM信号により、ス
イッチング素子を制御することによって、トータル電流
itを減少させて電流指令icmd に追従させる。
Η = 1 + (K / V) (icmd −it) (2) Then, by controlling the switching element by the PWM signal of this duty ratio η, the total current it is reduced to the current command icmd. Make them follow.

【0035】ステップS5,6:次に、前記ステップS
1の工程で読み取ったロータ電気角θよりA相励磁相、
B相励磁相、あるいはC相励磁相のいずれの励磁相かを
決定する。そして、A相励磁相の場合にはステップS7
に進み、B相励磁相の場合にはステップS8に進み、C
相励磁相の場合にはステップS9に進む。各ステップS
7,8,9の工程では、記ステップS1の工程で読み取
った電流指令icmd と読み取ったトータル電流itとを
比較し、その比較結果によりスイッチング素子Q1/Q
4のオン、オフを制御する。
Steps S5 and 6: Next, the step S
From the rotor electrical angle θ read in step 1, the A phase excitation phase,
Either the B-phase excitation phase or the C-phase excitation phase is determined. Then, in the case of the A phase excitation phase, step S7
If it is the B phase excitation phase, proceed to step S8
In the case of the phase excitation phase, the process proceeds to step S9. Each step S
In the steps 7, 8 and 9, the current command iscmd read in the step S1 is compared with the total current it read and the switching element Q1 / Q
4 is turned on and off.

【0036】ステップS7,8:励磁相がA相の場合で
あって、ステップS7の工程において検出トータル電流
itが電流指令icmd より小さいと判定された場合に
は、トータル電流itを増加させて電流指令icmd に追
従させるために前記した式(1)の動作を行なわせる必
要がある。
Steps S7, 8: When the excitation phase is the A phase, and when it is determined that the detected total current it is smaller than the current command icmd in the step S7, the total current it is increased to increase the current. In order to follow the command icmd, it is necessary to perform the operation of the above equation (1).

【0037】図1において、A相に対応するスイッチン
グ素子Q2をオンとするとともにスイッチング素子Q1
をステップS3の工程で求めたデューティー比ηでオン
/オフさせるPWM信号を出力すると共に、他のスイッ
チング素子Q3,Q4をオフとして、A相電流を増加さ
せトータル電流itを増加させる。この時、A相コイル
に印加される電圧は、前記したようにスイッチング素子
Q1がオンのときは整流回路1の出力である主電圧Vで
あり、スイッチング素子Q1がオフのときには「0」と
なる。したがって、A相コイルに印加される平均電圧は
次の式(3)によって表される。
In FIG. 1, the switching element Q2 corresponding to the phase A is turned on and the switching element Q1 is turned on.
The PWM signal for turning on / off the duty ratio η obtained in the process of step S3 is output, and the other switching elements Q3 and Q4 are turned off to increase the A-phase current and increase the total current it. At this time, the voltage applied to the A-phase coil is the main voltage V which is the output of the rectifier circuit 1 when the switching element Q1 is on, and becomes "0" when the switching element Q1 is off, as described above. . Therefore, the average voltage applied to the A-phase coil is expressed by the following equation (3).

【0038】 平均電圧=η×V=(K/V)(icmd −it)×V =K(icmd −it) …(3) ステップS7,9:一方、励磁相がA相の場合であっ
て、ステップS7の工程において検出トータル電流it
が電流指令icmd を超えていると判定された場合には、
トータル電流itを減少させて電流指令icmd に追従さ
せるために前記した式(2)の動作を行なわせる必要が
ある。
Average voltage = η × V = (K / V) (icmd-it) × V = K (icmd-it) (3) Steps S7 and 9: On the other hand, when the excitation phase is the A phase, , Total current it detected in step S7
Is determined to exceed the current command icmd,
In order to decrease the total current it and follow the current command icmd, it is necessary to perform the operation of the above-mentioned formula (2).

【0039】図1において、スイッチング素子Q1をス
テップS4の工程で求めたデューティー比ηでオン/オ
フさせるPWM信号を出力すると共に、他のスイッチン
グ素子Q2,Q3,Q4をオフとして、A相電流を減少
させトータル電流itを減少させる。この場合、前記し
たようにスイッチング素子Q1がオンのときにはA相コ
イルにかかる電圧は「0」であり、スイッチング素子Q
1がオフの時「−V」が印加されることになる。したが
って、ステップS4の工程で求めたデューティー比ηよ
り、A相コイルに印加される平均電圧は次の式(4)に
よって表される。
In FIG. 1, a PWM signal for turning on / off the switching element Q1 at the duty ratio η obtained in the step S4 is output, and the other switching elements Q2, Q3, Q4 are turned off, and the A-phase current is changed. To reduce the total current it. In this case, as described above, when the switching element Q1 is on, the voltage applied to the A-phase coil is "0", and the switching element Q1
When 1 is off, "-V" will be applied. Therefore, the average voltage applied to the A-phase coil is represented by the following equation (4) based on the duty ratio η obtained in the step S4.

【0040】 平均電圧=(1−η)×V=−(K/V)(icmd −it)×(−V) =K(icmd −it) …(4) 前記式(3)及び式(4)で示されるように、トータル
電流itが電流指令icmd 以下の場合も、超える場合
も、A相コイルにかかる平均電圧は電流指令icmd から
トータル電流itを減じた電圧偏差に比例ゲインKを乗
じた値となり、トータル電流itを指令電流icmd に追
従するように比例制御が実行されることが分かる。
Average voltage = (1−η) × V = − (K / V) (icmd −it) × (−V) = K (icmd −it) (4) Formula (3) and Formula (4) ), The average voltage applied to the A-phase coil is obtained by multiplying the voltage deviation obtained by subtracting the total current it from the current command iscmd by the proportional gain K regardless of whether the total current it is less than or equal to the current command iscmd. It becomes a value, and it can be seen that the proportional control is executed so that the total current it follows the command current iscmd.

【0041】ステップS10,13:ステップS6の工
程で励磁相がB相、若しくはC相と判断された場合は、
A相におけるステップS7の工程と同様の処理を実行す
る。
Steps S10, 13: If the exciting phase is judged to be the B phase or the C phase in the step S6,
The same process as the process of step S7 in the A phase is executed.

【0042】ステップS11,14:電流指令icmd と
トータル電流itを比較し、電流指令icmd が大きいと
きには、B相励磁の場合にはスイッチング素子Q3をオ
ン、スイッチング素子Q2,Q4をオフ、C相励磁の場
合にはスイッチング素子Q4をオン、スイッチング素子
Q2,Q3をオフとしてスイッチング素子をステップS
3の工程で求めたデューティー比ηのPWM信号でスイ
ッチングする。そして、このデューティー比ηのPWM
信号により、スイッチング素子を制御することによっ
て、トータル電流itを増加させて電流指令icmd に追
従させる。
Steps S11, 14: The current command icmd is compared with the total current it. When the current command icmd is large, in the case of B-phase excitation, switching element Q3 is turned on, switching elements Q2 and Q4 are turned off, and C-phase excitation is performed. In the case of, the switching element Q4 is turned on, the switching elements Q2 and Q3 are turned off, and the switching element is set to step S.
Switching is performed with the PWM signal having the duty ratio η obtained in the process of 3. And the PWM of this duty ratio η
By controlling the switching element by the signal, the total current it is increased to follow the current command iscmd.

【0043】ステップS12,15:また、電流指令i
cmd よりトータル電流itの方が大きいときには、ステ
ップS9と同様に、スイッチング素子Q2,Q3,Q4
をオフとしスイッチング素子Q1をステップS4の工程
で求めたデューティー比ηでスイッチングする。そし
て、このデューティー比ηのPWM信号により、スイッ
チング素子を制御することによって、トータル電流it
を減少させて電流指令icmd に追従させる。
Steps S12, 15: In addition, the current command i
When the total current it is larger than cmd, as in step S9, the switching elements Q2, Q3 and Q4 are
Is turned off and the switching element Q1 is switched at the duty ratio η obtained in the step S4. Then, by controlling the switching element with the PWM signal of this duty ratio η, the total current it
Is made to follow the current command iscmd.

【0044】以上の処理を所定周期毎に実施することに
より、電流指令icmd と検出トータル電流itの差であ
る電流偏差(icmd −it)に、電流ループの比例ゲイ
ンKを乗じた値の励磁相を印加してトータル電流itが
電流指令icmd に追従するように制御することになる。
By carrying out the above-mentioned processing every predetermined period, the excitation phase having a value obtained by multiplying the current deviation (icmd-it) which is the difference between the current command icmd and the detected total current it by the proportional gain K of the current loop. Is applied to control the total current it to follow the current command icmd.

【0045】(実施例の効果)複数の相を同時に制御す
る場合と比較して、演算処理量が少なく、同じサンプリ
ング周期であっても、演算速度の低いMPUにより処理
が可能となる。また、電流検出手段やADコンバータ、
絶縁アンプ等の個数を減少させることができる。
(Effect of Embodiment) Compared to the case where a plurality of phases are controlled at the same time, the amount of calculation processing is small, and even with the same sampling cycle, processing can be performed by the MPU having a low calculation speed. In addition, current detection means, AD converter,
The number of isolation amplifiers and the like can be reduced.

【0046】(実施例の変形例)電流検出器として、実
施例に示した電流検出抵抗Rに代えてフォトカプラ等の
電流信号を他の信号形態に変換する素子を用いることも
可能である。
(Modification of Embodiment) As the current detector, it is possible to use an element such as a photocoupler for converting a current signal into another signal form, instead of the current detection resistor R shown in the embodiment.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータの各コイルの合計の電流を検出し、そのトータル
電流により電流制御を行うため、電流制御ループ処理を
1相のみの電流制御が可能となり、また電流検出器の個
数を減少させることができる。
As described above, according to the present invention,
Since the total current of each coil of the motor is detected and the current is controlled by the total current, the current control loop process can control the current of only one phase, and the number of current detectors can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のVRモータ駆動回路の回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a VR motor drive circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の制御手段のプロセッサが実
施する電流ループ処理のフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of a current loop process executed by the processor of the control means according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例による各相電流及びトータル
電流の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of each phase current and total current according to an embodiment of the present invention.

【図4】VRモータの回転状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a rotating state of a VR motor.

【図5】従来の三相のVRモータの駆動回路図である。FIG. 5 is a drive circuit diagram of a conventional three-phase VR motor.

【図6】従来の三相のVRモータの駆動回路図である。FIG. 6 is a drive circuit diagram of a conventional three-phase VR motor.

【図7】従来の三相のVRモータの駆動回路におけるコ
イル電流と指令電流との関係を説明する説明図でる。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a coil current and a command current in a drive circuit of a conventional three-phase VR motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 整流回路 Q1〜Q4 スイッチング素子 D1〜D4 ダイオード ZA A相インピーダンス ZB B相インピーダンス ZC C相インピーダンス R 電流検出器の電流検出抵抗 ia A相電流 ib B相電流 ic C相電流 it トータル電流 1 rectifier circuit Q1 to Q4 switching element D1 to D4 diode ZA A phase impedance ZB B phase impedance ZC C phase impedance R current detector current detection resistance ia A phase current ib B phase current ic C phase current it total current

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可変リラクタンスモータを駆動する駆動
装置において、 前記モータの各コイルに流れる電流を合計したトータル
電流が検出できる位置に電流検出器を取付け、該電流検
出器で検出されるトータル電流に基づいて各コイルを一
相ずつ励磁することにより、トータル電流が電流指令に
追従するように相毎の電流ループ処理を行なうことを特
徴とする可変リラクタンスモータの駆動装置。
1. A drive device for driving a variable reluctance motor, wherein a current detector is attached at a position where a total current obtained by summing the currents flowing through the coils of the motor can be detected, and the total current detected by the current detector is A variable reluctance motor drive device characterized by performing current loop processing for each phase so that the total current follows the current command by exciting each coil based on each phase.
【請求項2】 可変リラクタンスモータを駆動する駆動
装置において、 (a)ダイオードの一端が給電用直流電源の負極端子に
接続され、他端がスイッチング素子に接続され、そのス
イッチング素子の他端が直流電源の正極端子に接続され
る共通直列回路と、 (b)スイッチング素子の一端が給電用直流電源の負極
端子に接続され、他端がダイオードに接続され、そのダ
イオードのターゲットが直流電源の正極端子に接続さ
れ、各相毎に備えられる直列回路と、 (c)一端が前記各相毎の直列回路のスイッチング素子
とダイオードの接続点と可変リラクタンスモータの対応
する励磁コイルに接続され、他端が前記共通直列回路の
スイッチング素子とダイオードの接続点に接続されてい
る1個の電流検出回路とにより駆動回路を構成し、 (d)ロータの電気角を検出する手段と、 (e)前記電気角を用いて励磁すべき相を決定し、該励
磁相に対応するスイッチング素子を制御する手段と、 (f)前記駆動回路の検出電流が指令電流に一致するよ
うにモータコイルの電圧制御を行う手段によりモータの
駆動を行うことを特徴とする可変リラクタンスモータの
駆動装置。
2. In a drive device for driving a variable reluctance motor, (a) one end of a diode is connected to a negative electrode terminal of a DC power supply for power supply, the other end is connected to a switching element, and the other end of the switching element is DC. A common series circuit connected to the positive terminal of the power supply, and (b) one end of the switching element is connected to the negative terminal of the DC power supply for power supply, the other end is connected to the diode, and the target of the diode is the positive terminal of the DC power supply. And (c) one end is connected to the connection point of the switching element and the diode of the series circuit for each phase and the corresponding exciting coil of the variable reluctance motor, and the other end is connected to the series circuit. A drive circuit is configured by the switching element of the common series circuit and one current detection circuit connected to the connection point of the diode; Means for detecting the electrical angle of the rotor; (e) means for determining a phase to be excited by using the electrical angle and controlling a switching element corresponding to the excited phase; and (f) detected current of the drive circuit. Is a drive device for a variable reluctance motor, characterized in that the motor is driven by a means for controlling the voltage of the motor coil so as to match the command current.
JP5156366A 1993-06-03 1993-06-03 Driver for variable reluctance motor Pending JPH06351289A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8471535B2 (en) 2009-02-23 2013-06-25 Mitsubishi Electric Corporation Large current handling capable semiconductor switching device with suppression of short circuit damage and recovery current switching loss

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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