JPH0683589B2 - 無整流子電動機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明はロータに永久磁石を用いた無整流子電動機の制
御装置に関するものである。

＜従来技術＞ 第４図に示すように、永久磁石ロータを用いた従来の無
整流子電動機M1では交流電源１をコンバータ２にて平滑
した直流電圧をインバータ回路３にてスイツチングを行
ない、モータ巻線に交流電圧を印加し運転を行なつてい
た。そして、永久磁石ロータ４を位置検出センサー６で
検出し、その信号は制御回路７に入力し、目標回転数に
近づけるべくチヨツピングデユーテイを可変し、インバ
ータ回路３にスイツチング信号を送つていた。

通常、位置検出センサー６としてはホール素子が用いら
れるが、ホール素子の特性のバラツキや引き出し線の本
数が多いという欠点があつた。

そこで、位置検出センサー６を用いずに、モータ巻線に
誘起される逆起電力を利用し、永久磁石ロータの位置を
検出することにより自己転流を行ない無整流子電動機を
回転させることができる。しかし、この逆起電力を利用
したセンサーレス方式では、無整流子電動機が停止中に
逆起電力は発生していないので、起動時は同期転流方式
で起動しなければならない。

この同期転流方式とは、起動時は低周波数の駆動パター
ンで無整流子電動機を同期モータとして回転させ、この
駆動信号パターンを徐々に高周波数に上げていくと、モ
ータ巻線の逆起電力も大きくなる。そして、位置検出の
信号が十分に追従したところで自己転流に切り換える。
また、この同期転流時にはチヨツピングデユーテイも時
間に比例し徐々に上げていくがそのカーブが負荷とマツ
チングしていないと、自己転流に切換わる際に負荷に対
しトルク不足から脱調を起こしたり、逆にトルク過大か
ら位置検出センサーの入力信号と制御回路７からのドラ
イブ出力信号が発振し脱調を起こすことがある。これは
モータ巻線に印加される電圧実効値はチヨツピングパル
スのデユーテイと、またパルスのピーク値と比例関係に
あるためである。そしてこの同期転流はチヨツピングデ
ユーテイが数％から20％前後までが一般的であり、この
チヨツピングデユーテイの小さい範囲ではパルスのピー
ク値の影響が大きくなる。

ここでパルスのピーク値とは交流電源１をコンバータ２
にて平滑した直流電圧のことである。つまり、第５図の
起動からの時間Ｔを横軸に、モータ巻線に印加される電
圧実効値Ｖを縦軸とした線図に示すように、同期転流の
時間とチヨツピングデユーテイの関係は実線D2のカーブ
のようにバランスがとれているが、前記直流電圧が高け
れば破線D1のカーブのように、また低ければ破線D3のよ
うに脱調を起こしやすい領域（斜線部）に接近する。

＜目的＞ 本発明は、上記した点に鑑み、同期転流時に交流電源を
コンバータにて平滑した直流電圧の値に応じチヨツピン
グデユーテイの時間に対するカーブを変え、同期転流か
ら自己転流への切り換わり時に起こりやすい脱調をなく
し、無整流子電動機の安定した運転を可能にできる制御
装置の提供を目的とする。

＜実施例＞ 以下、本発明の一実施例を第１図に基づき説明すると、
本発明は、交流電源８をコンバータ９にて平滑した直流
電圧を、六個のトランジスタを三相ブリツジ接続したイ
ンバータ回路10にてスイツチングを行ない、中性点非接
地Ｙ結線されたモータ巻線に交流電圧を印加し、その電
圧はデユーテイ可変でチヨツピングして、無整流子電動
機のロータ回転数を制御する制御回路14を有する制御装
置において、モータ巻線の端子間電圧に基づいて無整流
子電動機の永久磁石ロータ11の位置を検出する位置検出
回路13を設け、その位置検出した出力信号に基づいて無
整流子電動機の自己転流を行なう機能と、起動時に同期
転流カーブA,B,C（同期転流の時間に対するチヨツピン
グのデユーテイ可変カーブ）のうちから前記交流電源８
をコンバータ９にて平滑した直流電圧の値によつて適し
たカーブを選びこのカーブに従つてチヨツピングデユー
テイを変える機能とを前記制御回路14に有せしめられた
ものである。

次に作用を説明すると、交流電源８をコンバータ９にて
平滑した直流電圧をインバータ回路10にてスイツチング
を行ない、モータ巻線に交流電圧を印加し、電動機M2を
運転する。このとき、永久磁石ロータ11の位置検出はモ
ータ巻線の端子間電圧を位置検出回路13に入力して位置
検出を行ない、制御回路14に入力する。そして制御回路
14では目標回転数に近づけるべくチヨツピングデユーテ
イを可変し、インバータ回路10にスイツチング信号を送
る。ここで起動時の同期転流では、第２図（ｂ）の図の
起動からの時間Ｔを横軸に、モータ巻線に印加される電
圧実効値Ｖを縦軸とした線図の如く、複数のチヨツピン
グデユーテイのカーブA,B,Cを用意し、第３図の制御回
路14のフローチヤートの如く、直流電圧の値に応じ、そ
れに適したカーブＡまたはＢまたはＣを選び、時間T1の
経過を待ち、自己転流へ切換える。そして、その時の脱
調を防ぐ。つまり、直流電圧が高いときはチヨツピング
デユーテイを少なく抑え、直流電圧が低いときはチヨツ
ピングデユーテイを多くとることにより、第２図
（ａ），（ｂ）の比較から明らかな如く、脱調を起こし
やすい領域（斜線部）を大幅に少なくする。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

＜効果＞ 以上の説明から明らかな通り、本発明は、交流電源をコ
ンバータにて平滑した直流電圧をインバータ回路にてス
イツチングを行ない、モータ巻線に交流電圧を印加し、
その電圧はデユーテイ可変でチヨツピングして、無整流
子電動機のロータ回転数を制御する制御回路を有する制
御装置において、無整流子電動機のロータの位置を検出
する位置検出回路を設け、その位置検出した出力信号に
基づいて無整流子電動機の自己転流を行なう機能と、起
動時に前記交流電源をコンバータにて平滑した直流電圧
の値によつて同期転流の時間に対するチヨツピングデユ
ーテイのカーブを選択してこのカーブに従つてチヨツピ
ングデユーテイを変える機能とを前記制御回路に有せし
められたことを特徴とする無整流子電動機の制御装置に
関するものである。

したがつて、本発明によると、ロータを用いた無整流子
電動機において、起動時の同期転流から自己転流への切
換わり時は、電源電圧あるいはそれを平滑した直流電圧
の変動にも脱調せず安定した運転が行なえる優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明無整流子電動機の制御装置の一実施例を
示すブロツク図、第２図（ａ），（ｂ）は起動からの時
間Ｔを横軸に、モータ巻線に印加される電圧実効値Ｖを
縦軸とした線図、第３図は同じく制御回路のフローチヤ
ート、第４図は従来例の制御装置のブロツク図、第５図
は同じく起動からの時間Ｔを横軸に、モータ巻線に印加
される電圧実効値Ｖを縦軸とした線図である。 A,B,C:同期転流カーブ、8:交流電源、9:コンバータ、1
0:インバータ回路、11:ロータ、13:位置検出回路、14:
制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源をコンバータにて平滑した直流電
   圧をインバータ回路にてスイツチングを行ない、モータ
   巻線に交流電圧を印加し、その電圧はデユーテイ可変で
   チヨツピングして、無整流子電動機のロータ回転数を制
   御する制御回路を有する制御装置において、無整流子電
   動機のロータの位置を検出する位置検出回路を設け、そ
   の位置検出した出力信号に基づいて無整流子電動機の自
   己転流を行なう機能と、起動時に前記交流電源をコンバ
   ータにて平滑した直流電圧の値によつて同期転流の時間
   に対するチヨツピングデユーテイのカーブを選択してこ
   のカーブに従つてチヨツピングデユーテイを変える機能
   とを前記制御回路に有せしめられたことを特徴とする無
   整流子電動機の制御装置。