JPH09219998A - 三相モータの駆動方式 - Google Patents

三相モータの駆動方式

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JPH09219998A
JPH09219998A JP8061566A JP6156696A JPH09219998A JP H09219998 A JPH09219998 A JP H09219998A JP 8061566 A JP8061566 A JP 8061566A JP 6156696 A JP6156696 A JP 6156696A JP H09219998 A JPH09219998 A JP H09219998A
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JP
Japan
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starting
phase motor
operation step
time
rotor
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JP8061566A
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Miki Sakurai
幹 桜井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 三相モータのブラシレス・センサレス駆動
の一方法で、その起動方式を示す。ホール素子や回転数
入力のプログラムの代りに、三相モータの出力からロー
タの回転による起電力を帰還して、回転の周期を制御
し、起動時の安定した駆動を実現する。 【構成】 直流の駆動電源電圧を時間分割した分割の
動作ステップ(22)による三相モータの駆動方式にお
いて、その中の特定の動作ステップ(23);T1、T
3、T5のパルス巾が、起動時に起動の動作ステップ
(24):T1v、T3v、T5vのようにその巾を広
くする。また、起動の動作ステップ(24)がステップ
T1vからT5vに進み、電磁極のN極(64N)をス
テータ(62)のS2からS3に移動した後、追従する
ロータ(63)の回転磁石N1(65)がステータ(6
2)のS1に起電力E(69)を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、直流の駆動電源によ
る、民生用や工業用機器に使われる三相モータの起動方
式に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より直流電源による三相モータの起
動は、ロータの近くに配置されたホール素子により、ロ
ータの位置を検出して入力に帰還する方式、また、起動
時の回転数入力をプログラムによって小さな回転数から
設定された回転数に増加して起動する方式などがある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ホール素子の出力を回
転数入力に帰還する方式は、ホール素子の組み込み費用
やその検出及び処理の回路が必要になり、その上、駆動
装置の小形化に問題がある。また、回転数入力のプログ
ラムによる方式は、出力からの帰還がなく、起動の安定
性や、負荷の変動への応答などの問題点がある。本発明
は、これらの欠点を解決するために発明されたものであ
る。 【0004】 【課題を解決するための手段】直流の駆動電源電圧によ
る三相モータの駆動は、その電気角を時間分割した分割
の動作ステップ(22)などによって駆動している。こ
こでは、その中の三相モータの起動開始に都合の良い特
定の動作ステップ(23);T1、T3、T5のパルス
巾が、起動時に起動の動作ステップ(24);T1v、
T3v、T5vのように、そのパルス巾を数十倍にまで
広く可変できる機能を持たせる。また、起動の動作ステ
ップ(24);T1v、T3v、T5vには、それぞれ
のステッブで追従するロータ(63)の回転磁石N1
(65)が起電力E(69)を発生させる機能を持たせ
る。たとえば、起動の動作ステップ(24)がステップ
T1vからT5vに進み、電磁極のN極(64N)をス
テータ(62)のS2からS3に移動した後にロータ
(63)が追従すると、ロータ(63)の回転磁石N1
(65)がステータ(62)のS1を切り、S1に起電
力E(69)を発生させる。 【0005】 【作用】起動時の負荷に見合うトルクと起動の動作ステ
ップ(24)の長いパルス巾で回転磁界を作り、ロータ
(63)の追従を待つ。一旦、ロータ(63)が始動す
ると、発生した起電力E(69)をパルス巾に帰還しそ
のパルス巾を狭くする。すなわち、ロータ(63)の回
転数が上がり、より大きな起電力E(69)が発生し
て、これを繰り返すことにより、設定された回転数の特
定の動作ステップ(23)のパルス巾となる。この時、
設定された回転数での起電力E(69)によるパルス巾
は、特定の動作ステップ(23)のパルス巾より狭くな
るが無視される。 【0006】 【実施例】以下、本発明の実施例としてデルタ結線され
た三相モータの起動システムについて説明する。図2は
全体のシステム図である。BI−CMOS回路などによ
る波形設定の組合せ回路(20)は図1の分割の動作ス
テップ(22)のようなステップを回転数入力(10)
の電気角の周期に基いて作り、直流の駆動電源電圧Vp
(33)で動作する駆動回路(30)でパワーに変換し
て、デルタ結線された三相モータ(60)を駆動する。
実施例としては、分割の動作ステップ(22)は、後述
の図3の分割の動作ステップA(22A)となり、各々
の端子電圧(32)に駆動電源電圧Vp(33)、接地
電圧GND(34)それにオープン電圧OPN(35)
がプログラムされ、駆動回路(30)のPチャンネル・
パワーMOSとNチャンネル・パワーMOSなどの駆動
素子(31)のスイッチイングによって作られる。 【0007】一方、起動時には、波形設定の組合せ回路
(20)に接続した遅延発生回路(40)によって、特
定の動作ステップA(23A)が図1の起動の動作ステ
ップ(24)ようにパルス巾を広くする。すなわち、三
相モータ(60)から帰還信号(52)がない時、遅延
発生回路(40)を構成している単安定回路などでパル
ス巾を最大に設定する。そして、起動開始後の三相モー
タ(60)からの帰還信号(52)が検出積分回路(5
0)通して作られると、遅延発生回路(40)を構成し
ているレベルシフト回路などで、単安定回路のリセット
時間を制御して順次パルス巾を狭くする。起動が進み回
転数入力(10)に同期すると、この大きな帰還信号
(52)による狭いリセット時間は基準の特定の動作ス
テップA(23A)より小さくなり無視される。すなわ
ち、三相モータ(60)は起動し、回転数入力(10)
に同期して回転する。ここで、検出積分回路(50)
は、比較電圧Vr(51)によって、発生する起電力E
(69)に重畳している駆動電源電圧Vp(33)の1
/2の電圧を差引き、また、特定の動作ステップA(2
3A)のタイミングに合わせたサンプリングや、安定の
ための時定数などを持たせた回路である。 【0008】図3は分割の動作ステップA(22A)
で、12ステップのデルタ結線三相モータ用にプログラ
ムされた例である。また、図4は起動開始の三相モータ
(60)の状態図である。端子電圧(32)には駆動電
源電圧Vp(33)、接地電圧GND(34)それにオ
ープン電圧OPN(35)が印加され、この電圧によ
り、各々の相電流(61)が流れ、ステータ(62)に
N極(64N)、N/2極、S極(64S)、S/2
極、無磁極(64O)の回転磁界を作る。特定の動作ス
テップA(23A)は、A1、A5、A9となり、起動
時にはこのステップが機能し、N極(64N)が相電流
Iuv(61UV)、相電流Ivw(61VW)、相電
流Iwu(61WU)によって作られ低速で回転する。
ロータ(63)の回転磁石S1(66)が追従し、一旦
起動が開始しすると、たとえば、図4の特定の動作ステ
ップA(23A)がA5の状態において、ロータ(6
3)の回転磁石S1(66)が相電流Iuv(61U
V)から相電流Ivw(61VW)へのN極(64N)
の移動に追従して回転角θだけ回転すると、回転磁石N
1(65)が相電流Iwu(61WU)のコイルを切
り、このコイルに起電力E(69)を発生させる。この
時、特定の動作ステップA(23A)のA5では、端子
電圧V(32V)、端子電圧W(32W)、端子電圧U
(32U)に、それぞれ駆動電源電圧Vp(33)、接
地電圧GND(34)それにオープン電圧OPN(3
5)が印加され、駆動電源電圧Vp(33)と接地電圧
GND(34)との中間にあるオープン電圧OPN(3
5)の端子電圧U(32U)には、回転による発生した
起電力E(69)が駆動電源電圧Vp(33)の1/2
の電圧に重畳して現われる。 【0009】図5は特定の動作ステップA(23A)の
パルス巾による起電力E(69)の実測値である。図
6、図7および図8は、他の分割の動作ステップで、そ
れぞれ、デルタ結線された三相モータの6分割の動作ス
テップB(22B)、48分割の動作ステップC(22
C)、スター結線された三相モータの6分割の動作ステ
ップD(22D)の場合である。 【00010】 【発明の効果】この起動方式は、三相モータのブラシレ
ス・センサレス駆動の一方法で、ホール素子や回転数入
力のプログラムを必要としない。また、三相モータの出
力を制御回路に直接帰還でき、たとえば、一個の半導体
集積回路駆動素子に組み込むことができる。すなわち、
起動を含んだ駆動方式を低価格に作ることができ、か
つ、駆動時の安定性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の三相モータの起動時の動作ステップと
ステータ/ロータの原理図。 【図2】本発明の実施例のデルタ結線三相モータの起動
システム図。 【図3】本発明の実施例のデルタ結線三相モータの12
分割の動作ステップA表。 【図4】本発明の実施例のデルタ結線三相モータの起動
時のステータとロータ状態図。 【図5】本発明の実施例のデルタ結線三相モータの動作
ステップ巾と起電力の特性図。 【図6】本発明の実施例のデルタ結線三相モータの6分
割の動作ステップB表。 【図7】本発明の実施例のデルタ結線三相モータの48
分割の動作ステップC表。 【図8】本発明の実施例のスター結線三相モータの6分
割の動作ステップD表。 【符号の説明】 10 回転数入力 20 波形設定の組合せ回路 21 電気角の周期T0 22 分割の動作ステップ 22A、22B、22C、22Dデルタ結線三相モータ
の12分割の動作ステップA、6分割の動作ステップ
B、48分割の動作ステップC、スター結線三相モータ
の6分割の動作ステップD 23 特定の動作ステップ:T1、T3、T5 23A 特定の動作ステップA;A1、A5、A9 24 起動の動作ステップ:T1v、T3v、T5v 30 駆動回路 31 駆動素子 32 端子電圧 32U、32V、32W 端子電圧Vu、Vv、Vw 33 駆動電源電圧Vp 34 接地電圧GND 35 オープン電圧OPN 40 遅延発生回路 50 検出積分回路 51 比較電圧Vr 52 帰還信号 60 三相モータ 61 相電流 61UV、61VW、61WU 相電流Iuv、 I
vw、 Iwu 62 ステータ 63 ロータ 64 電磁極 64N、64S、640 N極、S極、無電極 65 回転磁石N1 66 回転磁石S1 67 回転角θ 68 検出出力 69 起電力E

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 直流の駆動電源電圧を時間分割した分割
    の動作ステップ(22)による三相モータの駆動方式に
    おいて、その中の特定の動作ステップ(23);T1、
    T3、T5のパルス巾が、起動時に起動の動作ステップ
    (24):T1v、T3v、T5vのようにその巾を広
    くする起動方式。 【請求項2】 【請求項1】の方式において、起動の動作ステップ(2
    4)がステップT1vからT5vに進み、電磁極のN極
    (64N)をステータ(62)のS2からS3に移動し
    た後、追従するロータ(63)の回転磁石N1(65)
    がステータ(62)のS1に起電力E(69)を発生さ
    せる起動式。 【請求項3】 起動時に、 【請求項1】の起動の動作ステップ(24);T1v、
    T3v、T5vのパルス巾に、 【請求項2】の方式による起電力E(69)を帰還しパ
    ルス巾を制御する起動方式。
JP8061566A 1996-02-14 1996-02-14 三相モータの駆動方式 Pending JPH09219998A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6018606A (en) * 1996-07-15 2000-01-25 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fiber fixing device for linear lightguide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6018606A (en) * 1996-07-15 2000-01-25 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fiber fixing device for linear lightguide

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