JPS59194693A - 3相直流モータ - Google Patents

3相直流モータ

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JPS59194693A
JPS59194693A JP58069588A JP6958883A JPS59194693A JP S59194693 A JPS59194693 A JP S59194693A JP 58069588 A JP58069588 A JP 58069588A JP 6958883 A JP6958883 A JP 6958883A JP S59194693 A JPS59194693 A JP S59194693A
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coil
magnetic flux
coils
motor
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Koji Hori
宏治 堀
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は直流モータの駆動回路に関−し、特にブラシレ
ス直流モータの駆動回路に用いて最適なものである。
背景技術とその問題点 ブラシレス直流モータのトルクリップルを低減させる方
法として、従来力1ら界磁を形成するためのロータマグ
ネットを台形波状の着磁ノくターンにして、通電区域に
おけるコイルの鎖交磁束をほぼ一定にする方法が用いら
れている。しかしこの方法では、通電区域における鎖交
磁束を完全に一定にすることは困難であって、台形波の
肩部付近でトルクの落ち込みが生じ、これによってトル
クリップルが生ずる。また台形波状の着磁パターンにす
ることによって有効な磁束が減少し、モータの出力が低
下することがある。
界磁波形とは無関係な一定トルクを得る方法として、コ
イル鎖交磁束Bを検出しその逆数i/Bに比例した駆動
電流8流してトルク(鎖交磁束×電流)を一定とする駆
動方式が提案されている。
コイル鎖交磁束の検出方法としては、ホール素子等の感
磁性検出素子を用いる方法と、モータ駆動コイルに検出
コイルを重ね巻きする方法が通常用いられている。これ
らの方法はモータと駆動回路との間の結合線の本数が検
出素子または検出コイルの分だけ多くなる問題がある。
なおホール素子等の検出素子で検出する場合、ロータの
回転位置を検出して各相の駆動コイルの通電切換信号を
得る検出素子とコイル鎖交磁束検出素子とを兼用するこ
とが考えられるが、通電切換のタイミングの関係上、ロ
ータ位置検出素子と駆動コイルとが同相で配置されるこ
とが少なく、従って、駆動コイルの鎖交磁束を検出する
ことが実質的に困難である場合が多い。
またホール素子等で鎖交磁束を検出する場合、検出素子
の出力にDCオフセットやドリフトが含まれていてこれ
らを回路的に補正する手段が必要となる上、点の検出で
あるためロータマグネットに対して所定の対向面積(コ
イル面積〕を有するコイルの鎖交磁束を正確に代表する
ことが困難である。
一方、モータ駆動コイルに重ね巻きされた検出コイルで
鎖交磁束を検出する場合、モータの巻線構造が複雑にな
る上、駆動巻線の巻スペースが減少して効率が低下する
問題がある。
発明の目的 本発明は上述の問題にかんがみ、特別な検出素子や検出
コイルを設けることなく、各駆動コイルの実際鎖交磁束
に極めて近い信号を検出してその逆数に比例した電流を
各コイルに流し、これによってトルクリップルの無い一
定トルクを得るようにすることを目的とする。
発明の概要 本発明の直流モータ駆動回路は、非通電相のコイル誘起
電圧を検出して通電相のコイル鎖交磁束波形に近似した
近似信号を得る手段と、この近似信号の逆数に比例した
駆動電流を通電相のコイルに流す手段とを具備し、これ
によって特別な検出素子や検出コイルを用いずに、実際
の鎖交磁束に近い近似信号を得ている。
実施例 以下本発明を実施例に基いて説明する。
第1図は本発明によるモータ駆動回路を示し、第2図は
その動作を示す波形図である。このモータは3相片方向
通電形ブラシレスモークであって、6相コイル(1)〜
(3)がスイ゛ンチングトランジスタ(4ン〜(6)に
よってスイッチング駆動される。第2図aは各相の鎖交
磁束Ba(実線〕、Bb C,点m)、BC(一点鎖線
)を示し、第2図すはトランジスタ(4)〜(6)に与
えられる 120°ごとのスイッチング信(7)の出力
に基いてスイッチ回路(8)において形成される。なお
各相のコイル(1)〜(3)の通電区間は、第2図a、
bに示Tようにコイル鎖交磁束が正の最大となる角度位
置を中心とする120°の区間で、 、ある。
各コイル(1)〜(3)の駆動電流の大ききは、各スイ
ッチングトランジスタ(4)〜(6)の共通結合点に接
続されたシリーズ制御トランジスタ(9)及びオペアン
プ(10)によって制御される。即ち、この制御トラン
ジスタ(9)と直列に結合された小抵抗Rでもって駆動
電流iが検出され、検出電圧iRと制御電圧Xcとが等
しくなるように駆動電流iが制御され、i=午で表わさ
れる電流が流される。
一方、各コイル(1)〜(3)の誘起電圧、即ち鎖交磁
束がスイッチIJ’l+、(13) u4)を介して導
出される。これらのスイッチ(12a)〜(12りはス
イッチング(I8)によって制御され、通電されていな
い2つの相のコイル(11−f3Jに対応するスイッチ
(121−<14Jのみが閉じられる。各スイッチ(1
21〜α力の制御信号は前記スイッチング信号の反転信
号a、b%Cであってよい。
スイッチ(12)〜Iの出力は抵抗加算器(151で加
算され、オペアンプ(田)で反転増巾され、鎖交磁束近
似信号Eとして得られる。
第6図のベクトル図に示すように例えばC相コイル(6
)が通電すれているとき、人相コイル(4)及びB相コ
イル(5)の誘起電圧(鎖交磁束Bb%Bc )の和の
反転信号はC相の鎖交磁束と一致する。従ってオペアン
プ(16)の出力Eは第2図Cに示すように通電相の鎖
交磁束を代表している。
この鎖交磁束近似信号Eは掛算器αでの一方の入力に与
えられ1、その他方の入力には前記の駆動電流検出信号
iRが与えられる。掛算結果iREはオペアンプ賭の一
人力に与えられ、その十入力にはモータの速度指令電圧
■(例えば速度サーボ電圧〕が与えられる。そしてオペ
アンプ(+81の出力が前記の制御電圧■cとしてオペ
アンプaO)に与えられるのずつ流される。この電流i
は第2図dに示すように鎖交磁束近似信号E?こ逆比例
したものである。
このためコイル(1)〜(3)を流れる電流と、このコ
イルの鎖交磁束密度Bθ= f(bθ〕とによって発生
する回転トルクTは、 (K、に’:定数) となる。
即ち、回転トルクTは、コイル(1)〜(3)の鎖交磁
束密度Bθ−= f(bθ)に無関係に定まり、トルク
指令電圧■が一定であれば、第2図eのようにモータの
回転角θに依存しないほぼ一定の回転トルクを得ること
ができる。このため、トルクリップルが極めて少なくな
り、回転むらがほとんど発生しないブラシレスモータを
得ることが出来る。
なお第1図の実施例(こおいて制御用トランジスタ(9
)は電源■。C側に挿入されてもよく、また各スイッチ
ングトランジスタ(4)〜(6)に与えるスイッチング
信号a % Cの振巾を制御電圧■cで制御することに
より駆動電流iを制御してもよい。
次に第4図は本発明の別の実施例を示す3相両方向通電
形ブラシレスモークの駆動回路図であり、第5図はその
動作波形図である。このモータにおいては、6相コイル
(1)〜(3)がY結88れ、プッシュプル接続された
スイッチングトランジスタ+4)f4)’、(51(5
1’、(61(61’によって駆動される。第5図a−
cは各相の鎖交磁束Ba % Bb s Bc  ’e
示している。各相はその鎖交磁束の正及び負の最大位口
を中心とTる120°の区間ごとに第5図a、b%Cの
斜線部で示すように正方向及び負方向に交互に通%され
る。従って各相の通電角は互に60’ずつオーバーラツ
プし、常に2つの相のコイルに電流が流されて、2相の
合成トルクが順次発注する。例えば第4図においてトラ
ンジスタ(6)と(4)′とがオンとなっているとA相
コイル(1)及びB相コイル(2)に電流が流れる。こ
のときC相コイル(3]は通電されない。
ロータマグネットによる界磁波形が正弦波であるとする
と、第6図のベクトル図に示すように、通電相(例えば
A相及びB相〕の鎖交磁束の合成ベクトルはBa  B
b ”” Babとなり、この磁束Babと駆動電流i
との積に比例したトルクが発生す4第6図から明らかな
ように2つの通電相の合成鎖交磁束(BabJは非通電
相の鎖交磁束(Ba月こ対して90°進み位相である。
即ち、通電相の鎖交磁束をsinθ及びsin (θ+
120°〕とすると、その合成磁束はJsin (θ+
240°+90°)となる。θ+240°は非通電相の
位相と合致している。従って非通電相コイルの誘起電圧
を検出して90’進相サセた信号でもってトルク発生に
関与している通電相の鎖交磁束を近似することができる
第4図において各相のコイル(1)〜(3)の誘起電圧
は第1図と同様にスイッチ(121−側を介して導出さ
れる。これらのスイッチa2〜(14)はスイッチ回路
(8)の出力によって制御され、非通電相に対応するス
イッチのみが閉じられる。この結果、各スイッチ(12
1〜(圓の共通接続出力より第5図dに示す非通電相の
誘起電圧波形が得られる。この波形は第5図a % C
の斜線部具外の磁束波形を順次抜出したものlこ対応す
る。
検出された誘起電圧波形はオペアンプ(t6)を介して
微分回路(19)に与えられ、微分(90°進相〕され
る。微分回路(19の出1、力(第5図e〕は全波整流
回路(軸で第5図fの如く整流される。この整流出力は
既述の如く通電相の合成鎖交磁束に対応したものである
。全波整流回路(20)の出力は鎖交磁束近似信号Eと
して第1図の実施例と同様に掛算器<171に与えられ
る。この掛算器Q7)及びオペアンプα81aO)の制
御によって、第1図と同様に第5図gのような磁束に逆
比例し且つトルク指令電圧■に比例したモータ駆動電流
が流される。
なお第4図の実施例において、微分回路(19)の代り
に積分回路を用いて90°の位相を行ってもよい。但し
この場合、第5図dの波形を積分しても第5図eの波形
が得られないので、第4図のスイッチ(12)〜圓の前
(コイル側〕に6相分の積分器を設け、それらの出力を
スイッチ(121−a<で選択してから反転増巾して全
波整流を行うように構成すムなお本発明はコミュテータ
を備える直流モータlども適用できる。また第1図及び
第4図の実施例において、鎖交磁束近似信号Eの逆数演
算を行う割算器を設けて、演算出力17Eに比例した駆
動電流を流すようにしてもよい。
発明の効果 本発明は上述の如く非通電相のコイル誘起電圧から通電
相の鎖交磁束波形を近似した信号を得二鎖交磁束に逆比
例した駆動電流を流すようにしたので、鎖交磁束波形の
回転角に関する変化とは無関係の一定回転トルクを得る
ことができ、しかも特別な磁束検出素子や検出コイルを
設けることなく、駆動コイルの実際の鎖交磁束とほぼ等
しい近似信号を得ることができるから、トルクリップル
を著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す6相片方向通電形ブラ
シレスモークの駆動回路図、第2図は第1図の回路の動
作波形図、第6図は第1図の回路の動作原理を説明する
コイル鎖交磁束のベクトル図、第4図は本発明の別の実
施例を示す6相両方向通電形ブラシレスモータの駆動回
路図、第5図は第4図の回路の動作波形図、第6図は第
4図の回路の動作原理を説明するコイル鎖交磁束のベク
トル図である。 なお図面に用いた符号において、 (IK21(3)・・・・・・・・・コイル(7)・・
・・・・・・・・・・・・・位置検出器(8)・・・・
・・・・・・・・・・・スイッチ回路(12X131(
14)・・・・・・・・・スイッチ(15)・・・・・
・・・・・・・・・・抵抗加算器(16)・・・・・・
・・・・・・・・・オペアンプ(17)・・・・・・・
・・・・・・・・掛算器α8゛i−・・・・・・・・・
・・・・オペアンプ(19)・・・・・・・・・・・・
・・・微分回路(2G)・・・・・・・・・・・・・・
・全波整流回路E・・・・・・・・・・・・・・・鎖交
磁束近似信号である。 代理人 土産 勝 〃  常包芳男 〃  杉浦俊貴

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 非通電相のコイル誘起電圧を検出して通電相のフィル鎖
    交磁束波形番こ近似した近似信号を得る手段と、この近
    似信号の逆数に比例した駆動電流を通電相のコイルに流
    す手段とを具備する直流モータ駆動回路。
JP58069588A 1983-04-20 1983-04-20 3相直流モータ Expired - Lifetime JPH0632586B2 (ja)

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JP58069588A JPH0632586B2 (ja) 1983-04-20 1983-04-20 3相直流モータ

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JPS59194693A true JPS59194693A (ja) 1984-11-05
JPH0632586B2 JPH0632586B2 (ja) 1994-04-27

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ID=13407133

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Cited By (4)

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