JPS6268090A - 無刷子直流電動機 - Google Patents
無刷子直流電動機Info
- Publication number
- JPS6268090A JPS6268090A JP60206453A JP20645385A JPS6268090A JP S6268090 A JPS6268090 A JP S6268090A JP 60206453 A JP60206453 A JP 60206453A JP 20645385 A JP20645385 A JP 20645385A JP S6268090 A JPS6268090 A JP S6268090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- chopper
- brushless
- comparator
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ブリッジ結線された半導体スイッチ群をオン
オフ切換制御することにより駆動される無刷子直流電動
機に係わり、特にオン信号幅の制御、いわゆるチョッパ
電圧制御により回転数を制御する無刷子直流電動機の負
荷軽減に関する。
オフ切換制御することにより駆動される無刷子直流電動
機に係わり、特にオン信号幅の制御、いわゆるチョッパ
電圧制御により回転数を制御する無刷子直流電動機の負
荷軽減に関する。
従来の無刷子直流電動機の回路構成を第５図に示す。直
流電動機４は、６ケのトランジスタをロータ磁極位置に
応じて順次切換制御することにより、回転する様に通電
されている。また直流電源１の十極側のトランジスタを
前記した、回転に応じて切換えられる周波数より高い周
波数で変調（以下チョッパ制御という）され、オンタイ
ミングの割合を制御することにより直流電動機１に印加
される等価電圧を制御して回転数を変える構成に方って
いる。さらに、還流ダイオード３のうち、−極側に接続
される３ケのダイオードは、電流検出抵抗Ｒａｌｌを介
して、−極側のトランジスタと並列接続されている。こ
のため第５図に示す様に、電流検出抵抗Ｒ工には、十極
側トランジスタのチョッパ動作オフ時の電流、即ち還流
電流も流れる。
流電動機４は、６ケのトランジスタをロータ磁極位置に
応じて順次切換制御することにより、回転する様に通電
されている。また直流電源１の十極側のトランジスタを
前記した、回転に応じて切換えられる周波数より高い周
波数で変調（以下チョッパ制御という）され、オンタイ
ミングの割合を制御することにより直流電動機１に印加
される等価電圧を制御して回転数を変える構成に方って
いる。さらに、還流ダイオード３のうち、−極側に接続
される３ケのダイオードは、電流検出抵抗Ｒａｌｌを介
して、−極側のトランジスタと並列接続されている。こ
のため第５図に示す様に、電流検出抵抗Ｒ工には、十極
側トランジスタのチョッパ動作オフ時の電流、即ち還流
電流も流れる。
この電流は、直流電動機４自体に流れるモータ電流と比
例の関係があり、直流電動機４にかかるトルクのみに依
存し、回転数を決定づけるチョッパのデユーティ （オ
ン割合／チョッパ周期）に影響されない。第３図は、こ
の様子を示したもので、横軸に周波数（回転数と比例す
る項）、縦軸に電流値Ｉをとると、モータ電流■、は、
水平線となり、回転数に依存しないことがわかる。モー
タ電流■。
例の関係があり、直流電動機４にかかるトルクのみに依
存し、回転数を決定づけるチョッパのデユーティ （オ
ン割合／チョッパ周期）に影響されない。第３図は、こ
の様子を示したもので、横軸に周波数（回転数と比例す
る項）、縦軸に電流値Ｉをとると、モータ電流■、は、
水平線となり、回転数に依存しないことがわかる。モー
タ電流■。
は、正確にトルクＴと比例して変わるため、モータ出力
トルクの制限用として、電流検出抵抗Ｒ，ヨ設けている
わけである。然るに、６ケのトランジスタと６ケの還流
ダイオードは、１つのパッケージに組み込まれ、パワー
モジュールとして汎用部品化されており、この様に、電
流検出抵抗Ｒ，ヨを設けた回路においては検出抵抗用と
して、１端子分増えるため、適用が困難となってきた。
トルクの制限用として、電流検出抵抗Ｒ，ヨ設けている
わけである。然るに、６ケのトランジスタと６ケの還流
ダイオードは、１つのパッケージに組み込まれ、パワー
モジュールとして汎用部品化されており、この様に、電
流検出抵抗Ｒ，ヨを設けた回路においては検出抵抗用と
して、１端子分増えるため、適用が困難となってきた。
なお、この種の装置として関連するものとして、特開昭
５７−１６０３８７号が挙げられる。
５７−１６０３８７号が挙げられる。
本発明は、汎用パワーモジュールを用いても容易に構成
できる結線方法にあっても、モータ出力トルクを正確に
制御し、過負荷トルクにあっては、回転数を低減せしめ
、直流電動機やパワーモジュールの保護をする回路構成
を提供することにある。
できる結線方法にあっても、モータ出力トルクを正確に
制御し、過負荷トルクにあっては、回転数を低減せしめ
、直流電動機やパワーモジュールの保護をする回路構成
を提供することにある。
本発明は、チョッパ制御によって途切れる電流の平均値
を、チョッパ制御デユーティに比例する成る設定値と比
較することによって、汎用パワーモジュールを用いても
、上記目的が達せられることに着目して、なされたもの
である。
を、チョッパ制御デユーティに比例する成る設定値と比
較することによって、汎用パワーモジュールを用いても
、上記目的が達せられることに着目して、なされたもの
である。
以下、本発明を、第１図、第２図に示す一実施例により
説明する。第１図は、本発明を適用した無刷子直流電動
機の全体回路構成図である。電流検出抵抗Ｒａｗの接続
方法が、従来回路構成（第５図参照）と異なり、パワー
モジュール１０に接続されている。第２図は、制御基板
５の一部の回路部で電流検出抵抗Ｒａｗの検出部分を示
したものである。本実施例の動作を説明する。電流検出
抵抗Ｒ，Ｗには、第６図に示す様な、直流電動機４の回
転数にほぼ比例した断続波形電流が流れる。これを、時
定数がチョッパ周期より太き（設計された、抵抗Ｒ４お
よびキャパシタＣ１からなるローパスフィルターにより
平均化し、コンパレータ６に入力する。コンパレータ６
のもう一方の入力端子には、マイコン７のチョッパ出力
端子より出力されるチョッパ信号を、抵抗Ｒ１およびキ
ャパシタＣ２からなるローパスフィルターによって平滑
した比較レベル信号を、抵抗Ｒ２、Ｒ３によって分圧し
、入力する。オペアンプ８は、インピーダンス変換をす
るために挿入されたもので、ローパスフィルタ一定数、
Ｒ，、Ｃ２により、比較レベルが変わらない様に配慮さ
れている。この様に構成された実施例によると、電流検
出抵抗Ｒａｗにより、検出される電流Ｉｎは、第３図に
示す様に、圧縮機回転数信号Ｆに応じて変化するか、チ
ョッパデユーティも又、回転数信号Ｆに比例し、ひいて
はコンパレータ６の比較レベルも又、回転数信号Ｆに比
例するため、無刷子直流電動機４の出力トルクに応じた
制御ができる。例えば、第３図にて、従来検出方法で、
モータ電流■、を検出し、トルクレベルＴ３にて制御し
ていたとすると、検出抵抗の接続方法を変えただけなら
、回転数信号Ｆが低い、領域Ａで、出力トルクが、Ｔ３
レベルを越えてしまうが、本実施例によれば、このよう
な不都合が解消でき、回転数信号Ｆの全範囲で、トルク
レベルがＴ３以下に制御することができる。
説明する。第１図は、本発明を適用した無刷子直流電動
機の全体回路構成図である。電流検出抵抗Ｒａｗの接続
方法が、従来回路構成（第５図参照）と異なり、パワー
モジュール１０に接続されている。第２図は、制御基板
５の一部の回路部で電流検出抵抗Ｒａｗの検出部分を示
したものである。本実施例の動作を説明する。電流検出
抵抗Ｒ，Ｗには、第６図に示す様な、直流電動機４の回
転数にほぼ比例した断続波形電流が流れる。これを、時
定数がチョッパ周期より太き（設計された、抵抗Ｒ４お
よびキャパシタＣ１からなるローパスフィルターにより
平均化し、コンパレータ６に入力する。コンパレータ６
のもう一方の入力端子には、マイコン７のチョッパ出力
端子より出力されるチョッパ信号を、抵抗Ｒ１およびキ
ャパシタＣ２からなるローパスフィルターによって平滑
した比較レベル信号を、抵抗Ｒ２、Ｒ３によって分圧し
、入力する。オペアンプ８は、インピーダンス変換をす
るために挿入されたもので、ローパスフィルタ一定数、
Ｒ，、Ｃ２により、比較レベルが変わらない様に配慮さ
れている。この様に構成された実施例によると、電流検
出抵抗Ｒａｗにより、検出される電流Ｉｎは、第３図に
示す様に、圧縮機回転数信号Ｆに応じて変化するか、チ
ョッパデユーティも又、回転数信号Ｆに比例し、ひいて
はコンパレータ６の比較レベルも又、回転数信号Ｆに比
例するため、無刷子直流電動機４の出力トルクに応じた
制御ができる。例えば、第３図にて、従来検出方法で、
モータ電流■、を検出し、トルクレベルＴ３にて制御し
ていたとすると、検出抵抗の接続方法を変えただけなら
、回転数信号Ｆが低い、領域Ａで、出力トルクが、Ｔ３
レベルを越えてしまうが、本実施例によれば、このよう
な不都合が解消でき、回転数信号Ｆの全範囲で、トルク
レベルがＴ３以下に制御することができる。
さらに、別の実施例を第４図により説明する。
基本的な動作は、先に説明した第１の実施例と同じであ
るが、この実施例では、マイコン７のチョッパ制御信号
のかわりに、電流検出抵抗Ｒ，ヨに流れる電流をコンパ
レータ９により比較した、実チョッパ信号を用いている
。第１の実施例では、パワーモジュール１０のスイッチ
ングお（れかあると、比較レベルに誤差を生じる不具合
かあるか、この実施例では、実チョッパ信号を電流検出
比較レベルにフィードバックでさるという、実施例特有
の効果もある。実施例は、ブリッジ構成されたトランジ
スタのうち、■極側のトランジスタをチョッパ制御し、
ｅ極側に電流検出抵抗を設けた回路を説明したか、これ
に限らず、別トランジスタによるチョッパ制御等の回路
にも本発明か有効であるのは言うまでもない。
るが、この実施例では、マイコン７のチョッパ制御信号
のかわりに、電流検出抵抗Ｒ，ヨに流れる電流をコンパ
レータ９により比較した、実チョッパ信号を用いている
。第１の実施例では、パワーモジュール１０のスイッチ
ングお（れかあると、比較レベルに誤差を生じる不具合
かあるか、この実施例では、実チョッパ信号を電流検出
比較レベルにフィードバックでさるという、実施例特有
の効果もある。実施例は、ブリッジ構成されたトランジ
スタのうち、■極側のトランジスタをチョッパ制御し、
ｅ極側に電流検出抵抗を設けた回路を説明したか、これ
に限らず、別トランジスタによるチョッパ制御等の回路
にも本発明か有効であるのは言うまでもない。
本発明によれば、あらゆる形式のチョッパ制御形無刷子
電動機において、制御用トランジスタや還流ダイオード
の接続方法をかえることな（、該無刷子直流電動機の出
力トルク制御をできるので、制御回路部分の大幅な標準
化かでき、ひいては、低価格化か達成でさるものである
。又、本発明によれば、必要に応じ、入力電流の制限も
、１個のトルク制限用電流検出抵抗で実現でき、機能拡
大も容易に果たせるものである。
電動機において、制御用トランジスタや還流ダイオード
の接続方法をかえることな（、該無刷子直流電動機の出
力トルク制御をできるので、制御回路部分の大幅な標準
化かでき、ひいては、低価格化か達成でさるものである
。又、本発明によれば、必要に応じ、入力電流の制限も
、１個のトルク制限用電流検出抵抗で実現でき、機能拡
大も容易に果たせるものである。
第１図は、本発明の無刷子直流電動機の全体構成図、第
２図は、第１図に示す実施例の電流検出回路部、第３図
は、出力トルクＴをパラメータとした電流、回転数関連
図、第４図は、本発明の別の実施例の電流検出回路部を
示す図、第５図は、従来実施例の回路構成を示す図、第
６図は、第１図、第５図に示す実施例の検出抵抗ＲＩＭ
に流れる電流波形例である。 ■・・・直流電源、２・・・トランジスタ、３・・・還
流ダイオード、４・・・直流電動機、５・・・制御基板
、６．９・・・コンパレータ、７・・・マイコン、８・
・・オペアンプ、Ｒ１−Ｒ，・・・抵抗、Ｃ１，Ｃ２・
・・キャパシタ、Ｒ＠Ｎ・・・電流検出抵抗、■、、・
・・本発明実施例の検出抵抗に流れる電流、■、・・・
従来実施例の検出抵抗に流れる電流、■・・・電流、Ｆ
・・・回転数制御信号の周波数、Ｔ・・・モータ出力ト
ルク。 茎 １ 口 茎 ２（１２１Ｉ Ｖ、３ 図 戸 箒 ５ 図
２図は、第１図に示す実施例の電流検出回路部、第３図
は、出力トルクＴをパラメータとした電流、回転数関連
図、第４図は、本発明の別の実施例の電流検出回路部を
示す図、第５図は、従来実施例の回路構成を示す図、第
６図は、第１図、第５図に示す実施例の検出抵抗ＲＩＭ
に流れる電流波形例である。 ■・・・直流電源、２・・・トランジスタ、３・・・還
流ダイオード、４・・・直流電動機、５・・・制御基板
、６．９・・・コンパレータ、７・・・マイコン、８・
・・オペアンプ、Ｒ１−Ｒ，・・・抵抗、Ｃ１，Ｃ２・
・・キャパシタ、Ｒ＠Ｎ・・・電流検出抵抗、■、、・
・・本発明実施例の検出抵抗に流れる電流、■、・・・
従来実施例の検出抵抗に流れる電流、■・・・電流、Ｆ
・・・回転数制御信号の周波数、Ｔ・・・モータ出力ト
ルク。 茎 １ 口 茎 ２（１２１Ｉ Ｖ、３ 図 戸 箒 ５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ブリッジ結線された半導体スイッチ群と、該半導体
スイッチ群と並列に接続されるダイオード群と、前記半
導体スイッチ群に直流電圧を供給する直流電源部と、こ
の直流電源部と半導体スイッチ群との間に直列に接続さ
れる電流検出手段と、前記直流電源に半導体スイッチを
介して接続された直流電動機本体とを有し、前記直流電
源の直流電圧をオンオフ制御することにより前記直流電
動機の回転数を制御せしめる無刷子直流電動機において
、前記電流検出部により検出して得られる電圧値と前記
オンオフ制御信号のうちのオン割合に応じて変化する基
準電圧値とを比較し、この基準電圧値よりも前記検出電
圧値が設定値以上大きい場合に、前記オンオフ制御信号
のオン割合を制御することを特徴とする無刷子直流電動
機。 ２、オンオフ制御信号のオン割合が、電流検出手段によ
り得られる電流波形信号を一定の比較レベル信号と比較
して作成される特許請求の範囲第２項記載の無刷子直流
電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206453A JPS6268090A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 無刷子直流電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206453A JPS6268090A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 無刷子直流電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6268090A true JPS6268090A (ja) | 1987-03-27 |
Family
ID=16523625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60206453A Pending JPS6268090A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 無刷子直流電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6268090A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02237492A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 電動送風機 |
| EP0684693A3 (en) * | 1994-05-27 | 1997-07-16 | Emerson Electric Co | Sensorless control device for commutating multi-phase dynamoelectric machines. |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP60206453A patent/JPS6268090A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02237492A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 電動送風機 |
| EP0684693A3 (en) * | 1994-05-27 | 1997-07-16 | Emerson Electric Co | Sensorless control device for commutating multi-phase dynamoelectric machines. |
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