JP2004350385A - Parallel drive method of dc brushless motor - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the parallel drive method of a DC brushless motor capable of providing a sufficiently high starting torque without complexing nor upsizing the entire arrangement. <P>SOLUTION: The parallel drive method drives DC brushless motors M<SB>1</SB>and M<SB>2</SB>connected in parallel at the same speed by a controller 200 equipped with an inverter 202. Relays Ry<SB>1</SB>and Ry<SB>2</SB>are connected between the inverter 202 and the motors M<SB>1</SB>and M<SB>2</SB>, respectively. At starting, one relay Ry<SB>1</SB>is turned on to accelerate the motor M<SB>1</SB>, and then the relay Ry<SB>1</SB>which is in on-state is turned off to allow the motor M<SB>1</SB>to rotate through inertia. After that, the relay Ry<SB>2</SB>corresponding to the other motor M<SB>2</SB>is turned on to accelerate the motor M<SB>2</SB>. When the difference in phase angle between the positions of rotors of the motors M<SB>1</SB>and M<SB>2</SB>comes to be within a set value, both motors M<SB>1</SB>and M<SB>2</SB>are determined to be in synchronism, and the relay Ry<SB>1</SB>corresponding to the motor M<SB>1</SB>is turned on for parallel operation of two motors M<SB>1</SB>and M<SB>2</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台のファンやポンプ等を同一速度で運転するために互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを駆動するための並列駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを一つの駆動回路によって駆動する従来技術として、図８に示す並列駆動回路が知られている。
図８において、１００は交流電源、２００’は駆動回路としてのコントローラ、Ｍ_１，Ｍ_２は並列運転される例えば三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）のＤＣブラシレスモータ、３０１，３０２は各モータＭ_１，Ｍ_２のロータ位置をＵ，Ｖ，Ｗ相の各相について検出するホール素子等の位置検出素子、２０１は交流電源１００の交流電圧を整流、平滑して所定の直流電圧を得る整流・平滑回路、２０２はモータＭ_１，Ｍ_２の各相ステータコイルに通流するための三相電圧形インバータ、２０３は位置検出素子３０１，３０２の出力信号からロータの位置及び回転速度を検出する位置検出回路、２０４はモータＭ_１，Ｍ_２の運転・停止指令や速度パターン（速度指令）を出力する速度制御回路、２０５は速度パターン及び回転速度検出値に基づいてインバータ２０２の出力電圧指令を生成し、これと搬送波とを比較してＰＷＭ演算等を行なう制御演算回路、２０６は制御演算回路２０５の出力信号（ＰＷＭ信号）に基づいてインバータ２０２の各スイッチング素子に対する駆動信号（点弧信号）を生成する点弧ロジック回路である。
【０００３】
図９は、この並列駆動回路の起動時におけるタイミングチャートである。
時刻Ｔ_１において運転指令が与えられると、時刻Ｔ_２までの間、インバータ２０２から各モータＭ_１，Ｍ_２のステータコイルに直流電圧が印加される。
これにより、モータＭ_１，Ｍ_２のコイルには同じ直流電流が流れてステータの各磁極が同一極性に励磁され、永久磁石からなる各モータＭ_１，Ｍ_２のロータが同じ位相角度の位置に引き寄せられる。
このとき、各モータＭ_１，Ｍ_２のロータは位相角度が一致しているので、図９に示す如く時刻Ｔ_３から徐々に印加電圧を高くして次第に加速していけば、２台のモータＭ_１，Ｍ_２は同期して加速され、やがて時刻Ｔ_４以後に印加電圧が一定の運転に移行する。
【０００４】
なお、インバータからなる１台の駆動回路の出力電圧を並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータに等しく印加してこれらのモータを駆動するＤＣブラシレスモータの並列駆動回路は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−３７９８７号公報（図１，図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した図８，図９の従来技術では、起動時にインバータ２０２の出力電流が各モータＭ_１，Ｍ_２に二分されて供給されるので、大きな起動トルクを得ることが難しい。このため、例えば屋外のファン等に適用した場合、冬場に雪や氷がファンに付着している時には円滑に起動できないことがある。
また、所望の起動トルクを得るために、インバータを含むコントローラを個々のモータごとに設けて駆動することも考えられるが、装置全体が複雑化、大型化し、コストも高くなるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、装置全体の複雑化や大型化を招くことなく、十分に大きい起動トルクを得ることができるＤＣブラシレスモータの並列駆動方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するためのＤＣブラシレスモータの並列駆動方法において、
前記駆動回路の出力側と各モータとの間にスイッチ手段をそれぞれ接続し、
起動時には、１台のモータに対応するスイッチ手段をオンして当該モータを加速した後、オン状態にある前記スイッチ手段をオフして前記１台のモータを惰性で回転させ、その後、他のモータに対応するスイッチ手段をオンして当該他のモータを加速すると共に、前記１台のモータのロータ位置の位相角度と前記他のモータのロータ位置の位相角度との差が設定値以内になったときにこれらのモータが同期したと判断し、前記１台のモータに対応するスイッチ手段をオンして複数台のモータを並列運転するものである。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、複数台のモータの同期を判断する条件として、請求項１に記載した如く各モータのロータ位置の位相角度差が設定値以内であることに加えて、各モータの回転速度の差が設定値以内になったことを条件として加味するものである。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載したＤＣブラシレスモータの並列駆動方法において、
前記他のモータに対応するスイッチ手段がオンしている状態で前記１台のモータに対応するスイッチ手段をオンすることにより複数台のモータを並列運転する際に、一定時間は並列運転開始時の各モータの回転速度を維持するものである。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、請求項１，２または３に記載したＤＣブラシレスモータの並列駆動方法において、
各モータのロータ位置検出信号から各相ごとに論理和または論理積を検出して各相ごとに制御用ロータ位置検出信号を作成し、これらの制御用ロータ位置検出信号に基づいて前記駆動回路内の半導体スイッチング素子に対する駆動信号を作成するものである。
【００１２】
なお、請求項１〜４における駆動回路としては、請求項５に記載したように、例えば三相電圧形インバータが使用される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図１はこの実施形態が適用される並列駆動回路の構成を示すブロック図であり、図８と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
図１において、２００はこの実施形態が適用される駆動回路としてのコントローラであり、各モータＭ_１，Ｍ_２に対応して設けられた位置検出素子３０１，３０２の出力信号はそれぞれ位置検出回路２０３１，２０３２に入力され、これらの出力信号は速度制御回路２０４の出力信号と共に制御演算回路２０５に入力されている。
【００１４】
制御演算回路２０５からは、点弧ロジック回路２０６に向けて三相電圧形インバータ２０２を制御するための駆動信号が出力されていると共に、インバータ２０２の出力側と各モータＭ_１，Ｍ_２との間に接続されたスイッチ手段としてのリレーＲｙ_１，Ｒｙ_２をそれぞれ駆動する制御信号が出力される。
【００１５】
次に、図２は、この実施形態の起動時におけるタイミングチャートであり、図３は図２に対応するフローチャートである。
以下、これらの図を参照しつつ本実施形態における起動方法を説明する。
【００１６】
まず、図２の時刻Ｔ_１１で制御演算回路２０５に運転指令が与えられると、制御演算回路２０５はモータＭ_１側のリレーＲｙ_１をＯＮさせ、モータＭ_１のみを駆動する（図３のＳ１，Ｓ２）。
一定時間経過してから（図３のＳ３）、時刻Ｔ_１２でリレーＲｙ_１をＯＦＦすると共に、リレーＲｙ_２をＯＮし、モータＭ_２を駆動する（図３のＳ４，Ｓ５）。なお、リレーＲｙ_１をＯＦＦした後に、モータＭ_１は惰性で回転している。
【００１７】
この状態で、制御演算回路２０５は、位置検出回路２０３１，２０３２から出力される位置検出信号に基づいて、各モータＭ_１，Ｍ_２の位相角度α_１，α_２の差を求め、その差が設定値α以内になったらモータＭ_１側のリレーＲｙ_１をＯＮする（図３のＳ６，Ｓ７）。なお、図２では、時刻Ｔ_１３において位相角度α_１，α_２の差が設定値α以内になったと仮定している。
【００１８】
ここで、αを両モータＭ_１，Ｍ_２が同期していると見なせる程度の小さい値に設定すれば、位相角度α_１，α_２の差が設定値α以内になった時点で両モータＭ_１，Ｍ_２が同期したと判断でき、このときにＯＦＦ状態のリレーＲｙ_１をＯＮすれば、両モータＭ_１，Ｍ_２を同期状態で並列運転することが可能になる。
そして、時刻Ｔ_１３以後は、速度制御回路２０４により設定速度まで加速していけばよい（図３のＳ８）。
なお、図２ではモータＭ_１，Ｍ_２の位相角度α_１，α_２が直線状に変化するように描いてあるが、位相角度α_１，α_２は実際には正弦波状に変化するものである。
【００１９】
図４は、他の起動方法を示すフローチャートである。
図３の起動方法において、モータＭ_１，Ｍ_２の速度が十分に低い時点で同期を検出できれば問題はないが、位相角度の差が設定値以内であることだけを同期検出の条件にすると、モータＭ_１，Ｍ_２の回転速度の差が大きい場合に円滑に同期運転に移行できない場合がある。
【００２０】
そこで、図４に示すように、回転速度の差として小さい値Ｎを設定し、モータＭ_１，Ｍ_２の速度Ｎ_１，Ｎ_２の差が設定値Ｎ以内であり、しかも、位相角度α_１，α_２の差が設定値α以内になった時点で両モータＭ_１，Ｍ_２が同期したと判断するようにした（図４のＳ１６，Ｓ１７）。なお、図４におけるＳ１１〜Ｓ１５，Ｓ１８，Ｓ１９は、図３のＳ１〜Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８と実質的に同じ手順である。
ここで、モータＭ_１，Ｍ_２の速度Ｎ_１，Ｎ_２は、図１の位置検出回路２０３１，２０３２による位置検出信号の周波数から容易に検出可能である。
【００２１】
次に、図５は、更に別の起動方法を示すフローチャートである。
図３の起動方法により、位相角度の差が設定値以内になったことから同期を判断して両モータＭ_１，Ｍ_２を並列運転する場合、並列運転の開始直後は未だ若干の速度差や位相角度の差が存在する場合があり、この状態で直ちに加速すると速やかに加速できないことがある。
【００２２】
そこで、図５に示す如く、位相角度の差が設定値以内になってＯＦＦ状態のリレーＲｙ_１をＯＮさせることにより両モータＭ_１，Ｍ_２の並列運転を開始した後も、現状の速度で一定時間Ｔ_ｘだけ両モータＭ_１，Ｍ_２を運転し（図５のＳ２８）、その後に設定速度まで加速するようにした（図５のＳ２９）。この図５におけるＳ２１〜Ｓ２７，Ｓ２９は、図３のＳ１〜Ｓ７，Ｓ８と実質的に同じ手順である。
図２では、時刻Ｔ_１３から並列運転を開始しているが、図５に示す起動方法によれば、時刻Ｔ_１３以後、モータＭ_１，Ｍ_２の速度Ｎ_１，Ｎ_２を直ちに加速することなく、破線のように時刻Ｔ_１３における速度を所定時間、維持するものである。
【００２３】
ここで、図２、図３に示したように、時刻Ｔ_１３において両モータＭ_１，Ｍ_２の同期を判断し、その後、両モータＭ_１，Ｍ_２を並列運転して直ちに加速していく場合の位置検出信号の処理方法について、以下に説明する。
【００２４】
図６は、図１における位置検出回路２０３１，２０３２の一具体例を示している。
図６において、ＵＡ，ＶＡ，ＷＡはモータＭ_１のロータ位置検出信号であり、ＵＢ，ＶＢ，ＷＢはモータＭ_２のロータ位置検出信号である。実際に制御に使用される制御用ロータ位置検出信号は、６個のＡＮＤ回路４１ＵＡ，４１ＶＡ，４１ＷＡ，４１ＵＢ，４１ＶＢ，４１ＷＢ及び３個のＯＲ回路４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗを用いて、運転モータ選択回路４３の出力信号により、モータＭ_１のロータ位置検出信号を用いるか、またはモータＭ_２のロータ位置検出信号を用いるか、あるいは、モータＭ_１，Ｍ_２のロータ位置検出信号の論理和を用いるかが選択される。
【００２５】
すなわち、最初の始動時（図３のステップＳ２によりリレーＲｙ_１をＯＮしてステップＳ３により一定時間経過した後）には、運転モータ選択回路４３の出力Ａ（モータＭ_１に対応）をＨｉｇｈレベル、出力Ｂ（モータＭ_２に対応）をＬｏｗレベルにする。これにより、ＡＮＤ回路４１ＵＡ，４１ＶＡ，４１ＷＡに入力されたモータＭ_１のロータ位置検出信号ＵＡ，ＶＡ，ＷＡはそのままＯＲ回路４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに入力されるが、ＡＮＤ回路４１ＵＢ，４１ＶＢ，４１ＷＢの出力信号は常にＬｏｗレベルであるため、制御用ロータ位置検出信号としては、モータＭ_１のロータ位置検出信号ＵＡ，ＶＡ，ＷＡだけが有効に利用される。
【００２６】
同様にして、次のステップ（図３のステップＳ４によりリレーＲｙ_１をＯＦＦしてステップＳ５によりリレーＲｙ_２をＯＮした後）では、運転モータ選択回路４３の出力ＢをＨｉｇｈレベル、出力ＡをＬｏｗレベルにする。これにより、制御用ロータ位置検出信号としては、モータＭ_２のロータ位置検出信号ＵＢ，ＶＢ，ＷＢだけが有効に利用される。
【００２７】
そして、図６により検出される各モータＭ_１，Ｍ_２の各相ごとの位相角度の差がα°以内になったら（図３のステップＳ６）、次のステップとして、図３のステップＳ７によりリレーＲｙ_１をＯＮすると共に、運転モータ選択回路４３の出力Ａ，Ｂを何れもＨｉｇｈレベルにする。
これにより、モータＭ_１，Ｍ_２のロータ位置検出信号ＵＡ，ＶＡ，ＷＡ，ＵＢ，ＶＢ，ＷＢがすべてＯＲ回路４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに入力され、各モータＭ_１，Ｍ_２のロータ位置検出信号の論理和が各相ごとに制御用ロータ位置検出信号として出力されることになる。その後、両モータＭ_１，Ｍ_２は設定速度まで加速される（図３のステップＳ８）。
【００２８】
なお、図６では、２台のモータＭ_１，Ｍ_２を並列運転する場合に各モータＭ_１，Ｍ_２の各相ごとのロータ位置検出信号の論理和を用いて制御用ロータ位置検出信号を求めているが、各相ごとのロータ位置検出信号の論理積を用いて制御用ロータ位置検出信号を求めても良い。
また、図６の機能はすべてマイコンにより置き換えて実現することも可能である。
【００２９】
図７は、モータＭ_１，Ｍ_２が完全に同期していて、各相のロータ位置検出信号が同期している場合を示している。この場合、モータＭ_１，Ｍ_２のロータ位置検出信号と、ＯＲ回路４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗの出力信号、すなわち制御用ロータ位置検出信号とが全く同じ信号となっている。つまり、モータＭ_１，Ｍ_２とも同期して運転できることを示している。
【００３０】
上記実施形態では、２台のＤＣブラシレスモータを並列運転する場合について説明したが、本発明の運転方法は３台以上のモータを並列運転する場合にも適用可能である。
また、図１のリレーＲｙ_１，Ｒｙ_２は有接点、無接点を問わないと共に、スイッチ手段としてはリレー以外の半導体スイッチを使用しても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、起動時に順次１台ずつモータに通流するようにし、その後、複数台のモータが同期してから並列運転に移行するようにしたため、実質的に各モータを個別のコントローラにより起動するのと同等の作用を果たすことができる。これにより、各モータに十分な起動電流を供給して大きな起動トルクを得ることが可能である。
また、モータの台数分だけコントローラを設ける必要がないので、装置構成の複雑化や大型化を招くこともなく、コストの低減にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態が適用される並列駆動回路のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における起動時のタイミングチャートである。
【図３】図２に対応する起動方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態における他の起動方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における別の起動方法を示すフローチャートである。
【図６】図１における位置検出回路の一例を示す構成図である。
【図７】図６の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】従来技術の並列駆動回路を示すブロック図である。
【図９】従来技術の起動時におけるタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００：交流電源
２００：コントローラ
２０１：整流・平滑回路
２０２：三相電圧形インバータ
２０３１，２０３２：位置検出回路
２０４：速度制御回路
２０５：制御演算回路
２０６：点弧ロジック回路
３０１，３０２：位置検出素子
４１ＵＡ，４１ＶＡ，４１ＷＡ，４１ＵＢ，４１ＶＢ，４１ＷＢ：ＡＮＤ回路
４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ：ＯＲ回路
４３：運転モータ選択回路
Ｍ_１，Ｍ_２：ＤＣブラシレスモータ
Ｒｙ_１，Ｒｙ_２：リレー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a parallel driving method for driving a plurality of DC brushless motors connected in parallel with each other to operate a plurality of fans and pumps at the same speed.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique for driving a plurality of DC brushless motors connected in parallel by one drive circuit, a parallel drive circuit shown in FIG. 8 is known.
8, 100 is an AC power source, 200 'DC brushless motor controller as a drive _circuit, M 1, _{M 2,} for example a three-phase in parallel operation (U, V, W-phase), each motor 301, 302 A position detecting element such as a Hall element for detecting the rotor position of M ₁ and M ₂ for each of the U, V and W phases. Rectifier 201 rectifies and smoothes the AC voltage of AC power supply 100 to obtain a predetermined DC voltage. and smoothing circuit, 202 is a three-phase voltage source inverter for Tsuryu to each phase stator coil of the motor _M 1, _{M 2,} 203 detects the position and rotation speed of the rotor from the output signal of the position detecting elements 301 and 302 A position detection circuit 204 is a speed control circuit for outputting a start / stop command or a speed pattern (speed command) for the motors M ₁ and M ₂ , and a speed control circuit 205 is based on the speed pattern and the detected rotation speed. A control operation circuit for generating an output voltage command of the inverter 202 and performing a PWM operation or the like by comparing the output voltage command with a carrier wave, and a control operation circuit 206 for each switching element of the inverter 202 based on an output signal (PWM signal) of the control operation circuit 205 This is a firing logic circuit that generates a drive signal (firing signal).
[0003]
FIG. 9 is a timing chart when the parallel drive circuit is activated.
If the operation command at time _{T 1} is given, between times _{T 2,} a DC voltage is applied from the inverter 202 to the stator coils of the motor _M 1, _{M 2.}
As a result, the same DC current flows through the coils of the motors M ₁ and M ₂ , and the magnetic poles of the stator are excited to have the same polarity, and the rotors of the motors M ₁ and M _{2 formed} of permanent magnets are positioned at the same phase angle. Gravitate.
At this time, since the phase angles of the rotors of the motors M ₁ and M ₂ match, as shown in FIG. 9, if the applied voltage is gradually increased from time T ₃ to gradually accelerate the two motors, M ₁ and M ₂ are accelerated in synchronization with each other, and the operation shifts to a constant operation after time T ₄ .
[0004]
A parallel drive circuit of a DC brushless motor that drives the motors by applying the output voltage of one drive circuit composed of an inverter equally to a plurality of DC brushless motors connected in parallel is described in, for example, Patent Document 1. Have been.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2003-37987 (FIGS. 1 and 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art of FIGS. 8 and 9 described above, the output current of the inverter 202 is divided into _two and supplied to the motors M ₁ and M ₂ at the time of startup, so that it is difficult to obtain a large startup torque. For this reason, for example, when the present invention is applied to an outdoor fan or the like, it may not be possible to start smoothly when snow or ice adheres to the fan in winter.
Further, in order to obtain a desired starting torque, it is conceivable to provide a controller including an inverter for each motor and drive the motor. However, there has been a problem that the entire apparatus becomes complicated, large, and costly.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a parallel driving method of a DC brushless motor that can obtain a sufficiently large starting torque without causing the entire apparatus to be complicated and large.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a parallel arrangement of DC brushless motors for driving a plurality of DC brushless motors connected in parallel at the same speed by a drive circuit having a plurality of semiconductor switching elements. In the driving method,
Switch means are respectively connected between the output side of the drive circuit and each motor,
At the time of starting, after the switch means corresponding to one motor is turned on to accelerate the motor, the switch means in the on state is turned off to rotate the one motor by inertia. Is turned on to accelerate the other motor, and the difference between the phase angle of the rotor position of the one motor and the phase angle of the rotor position of the other motor is within a set value. Sometimes, it is determined that these motors are synchronized, and a switch means corresponding to the one motor is turned on to operate a plurality of motors in parallel.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, as a condition for judging the synchronization of a plurality of motors, in addition to the fact that the phase angle difference between the rotor positions of the respective motors is within a set value as described in the first aspect, Is taken into account on condition that the difference between the rotation speeds is within the set value.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for driving a DC brushless motor in parallel according to the first or second aspect,
When a plurality of motors are operated in parallel by turning on the switch means corresponding to the one motor in a state where the switch means corresponding to the other motor is on, a certain period of time is required when starting the parallel operation. This is to maintain the rotation speed of each motor.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for driving a DC brushless motor in parallel according to the first, second, or third aspect.
A logical sum or a logical product is detected for each phase from the rotor position detection signal of each motor to create a control rotor position detection signal for each phase, and the control circuit is controlled based on these control rotor position detection signals. And a drive signal for the semiconductor switching element.
[0012]
As the driving circuit in claims 1 to 4, for example, a three-phase voltage source inverter is used as described in claim 5.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a parallel drive circuit to which this embodiment is applied, and the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 1, reference numeral 200 denotes a controller as a drive circuit to which this embodiment is applied, and output signals of position detection elements 301 and 302 provided corresponding to each of the motors M ₁ and M ₂ are position detection circuits 2031 respectively. , 2032, and these output signals are input to the control arithmetic circuit 205 together with the output signal of the speed control circuit 204.
[0014]
A drive signal for controlling the three-phase voltage source inverter 202 is output from the control arithmetic circuit 205 to the ignition logic circuit 206, and the output side of the inverter 202 and each of the motors M ₁ and M ₂ are connected. Control signals for driving the relays Ry ₁ and Ry ₂ as switching means connected therebetween are output.
[0015]
Next, FIG. 2 is a timing chart at the time of startup of this embodiment, and FIG. 3 is a flowchart corresponding to FIG.
Hereinafter, the activation method according to the present embodiment will be described with reference to these drawings.
[0016]
First, the operation when the command is given to the control arithmetic circuit 205 at time _{T 11} in FIG. 2, the control arithmetic circuit 205 is turned ON the relay Ry ₁ of the motor _{M 1} side, and drives only the motor _{M 1} (in FIG. 3 S1 , S2).
After elapse of a predetermined time (S3 in FIG. 3), while OFF relay Ry ₁ at time _{T 12,} and ON the relay Ry _2, drives the motor _{M 2} (S4 in FIG. 3, S5). Note that after the OFF relay Ry _1, the motor _{M 1} is rotated by inertia.
[0017]
In this state, the control arithmetic circuit 205 calculates the difference between the phase angles α ₁ and α ₂ of the motors M ₁ and M ₂ based on the position detection signals output from the position detection circuits 2031 and 2032. turning oN the relay Ry ₁ of the motor _{M 1} side Once it within the set value alpha (S6 in FIG. 3, S7). Incidentally, it is assumed that the phase angle alpha _1, the difference in alpha ₂ becomes within the set value alpha in FIG At 2, the time T _13.
[0018]
Here, if α is set to a value small enough to consider that both motors M ₁ and M ₂ are synchronized, when the difference between phase angles α ₁ and α ₂ falls within the set value α, both motors M ₁ and M ₂ are set at the same time. _1, it can be determined that _{M 2} are synchronized, if oN the relay Ry ₁ in the OFF state at this time, it is possible to parallel operation of both the motor _M 1, _{M 2} in a synchronized state.
Then, the time _{T 13} later, the speed control circuit 204 may go to accelerate to the set speed (S8 in FIG. 3).
In FIG. 2, the phase angles α ₁ and α _{2 of the} motors M ₁ and M ₂ are drawn so as to change linearly. However, the phase angles α ₁ and α ₂ actually change in a sine wave shape. is there.
[0019]
FIG. 4 is a flowchart illustrating another activation method.
In the starting method of FIG. 3, there is no problem if the synchronization can be detected at the time when the speeds of the motors M ₁ and M ₂ are sufficiently low. However, if only the phase angle difference is within the set value, the condition for synchronization detection is as follows. When the difference between the rotation speeds of the motors M ₁ and M ₂ is large, it may not be possible to smoothly shift to the synchronous operation.
[0020]
Therefore, as shown in FIG. 4, a small value N is set as the difference between the rotation speeds, the difference between the speeds N ₁ and N ₂ of the motors M ₁ and M ₂ is within the set value N, and the phase angle α ₁ and so it is determined that the motors _M 1, _{M 2} are synchronized when the difference in alpha ₂ becomes within the set value alpha (S16 in FIG. 4, S17). S11 to S15, S18, and S19 in FIG. 4 are substantially the same procedures as S1 to S5, S7, and S8 in FIG.
Here, the speeds N ₁ and N ₂ of the motors M ₁ and M ₂ can be easily detected from the frequencies of the position detection signals by the position detection circuits 2031 and 2032 in FIG.
[0021]
Next, FIG. 5 is a flowchart showing still another activation method.
According to the starting method shown in FIG. 3, when the two motors M ₁ and M ₂ are operated in parallel by judging synchronization because the difference between the phase angles is within the set value, there is still a slight speed difference immediately after the start of the parallel operation. There may be a phase angle difference, and if acceleration is performed immediately in this state, rapid acceleration may not be possible.
[0022]
Therefore, as shown in FIG. 5, even after the parallel operation of the two motors M ₁ and M ₂ is started by turning on the relay Ry _{1 in the} OFF state when the difference between the phase angles falls within the set value, the current speed is maintained. certain period of time _{T x} drove both motors _M 1, _{M 2} (S28 in FIG. 5), and so as to accelerate subsequent to the set speed (S29 in FIG. 5). S21 to S27 and S29 in FIG. 5 are substantially the same procedures as S1 to S7 and S8 in FIG.
In Figure 2, but from time _{T 13} has started a parallel operation, according to the starting method of FIG. 5, the time _{T 13} after, to immediately accelerate the rate _N 1, _{N 2} of the motor _M 1, _{M 2} without a predetermined time rate at time T ₁₃ as shown by a broken line, it is intended to maintain.
[0023]
Here, as shown in FIG. 2, FIG. 3, determines the synchronization both motors _M 1, _{M 2} at time _{T 13,} then continue to accelerate immediately operated in parallel with the motors _M 1, _{M 2} A method of processing the position detection signal in such a case will be described below.
[0024]
FIG. 6 shows a specific example of the position detection circuits 2031 and 2032 in FIG.
In FIG. 6, UA, VA, WA are rotor position detection signal of the motor _{M 1,} UB, VB, WB is the rotor position detection signal of the motor _{M 2.} A control rotor position detection signal actually used for control is generated by an operation motor selection circuit using six AND circuits 41UA, 41VA, 41WA, 41UB, 41VB, 41WB and three OR circuits 42U, 42V, 42W. the 43 output signals of, whether used rotor position detection signal of the motor M _1, or using the rotor position detection signal of the motor M _2, or, using a logical sum of the motor M _1, M ₂ of the rotor position detection signal Is selected.
[0025]
That is, when the first startup (after the predetermined time elapses in step S3, by turning ON the relay Ry ₁ in step S2 of FIG. 3), the output A (corresponding to the motor _{M 1)} a High-level driving motor selection circuit 43 , the output B (corresponding to the motor _{M 2)} to the Low level. Thus, the AND circuit 41UA, 41VA, motor _{M 1} of the rotor position detection signals UA input to 41WA, VA, WA intact OR circuit 42U, 42V, but is input to 42W, the AND circuit 41UB, 41VB, the 41WB since the output signal is always Low level, as the control rotor position detection signals, the rotor position detection signals UA motor M _1, VA, only WA is effectively utilized.
[0026]
Similarly, in the next step (after turning ON the relay Ry ₂ by step S5 OFF the relay Ry ₁ in step S4 in FIG. 3), High-level output B of the driver motor selection circuit 43, the output A Low To level. Thus, as the control rotor position detection signals, the rotor position detection signal UB of the motor M _2, VB, only WB is effectively utilized.
[0027]
When the difference between the phase angles of the respective motors M ₁ and M ₂ detected in FIG. 6 is within α ° (step S6 in FIG. 3), the next step is to perform step S7 in FIG. with turning oN the relay Ry _1, the output a of the driver motor selection circuit 43, both the B to High level.
Thus, the motor _M 1, _{M 2} of the rotor position detection signals UA, VA, WA, UB, VB, WB all OR circuit 42U, 42V, is input to 42W, the motors _M 1, _{M 2} of the rotor position detection signal Is output as a control rotor position detection signal for each phase. Thereafter, both motors M ₁ and M ₂ are accelerated to the set speed (step S8 in FIG. 3).
[0028]
In FIG. 6, when the two motors M ₁ and M ₂ are operated in parallel, the control rotor position detection signal is calculated using the logical sum of the rotor position detection signals for each phase of the motors M ₁ and M _2. However, the control rotor position detection signal may be obtained using the logical product of the rotor position detection signals for each phase.
Further, all the functions in FIG. 6 can be realized by being replaced by a microcomputer.
[0029]
FIG. 7 shows a case where the motors M ₁ and M ₂ are completely synchronized and the rotor position detection signals of each phase are synchronized. In this case, the rotor position detection signals of the motors M ₁ and M ₂ and the output signals of the OR circuits 42U, 42V and 42W, that is, the control rotor position detection signals are exactly the same signal. That is, it is shown that the motors M ₁ and M ₂ can be operated in synchronization with each other.
[0030]
In the above embodiment, the case where two DC brushless motors are operated in parallel has been described. However, the operation method of the present invention is also applicable to the case where three or more motors are operated in parallel.
In addition, the relays Ry ₁ and Ry ₂ in FIG. 1 may be either contacted or non-contacted, and a semiconductor switch other than a relay may be used as the switch means.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the motors are sequentially passed one by one at the time of startup, and thereafter, the plurality of motors are synchronized to shift to the parallel operation. An action equivalent to being activated by a separate controller can be performed. As a result, a sufficient starting current can be supplied to each motor to obtain a large starting torque.
In addition, since it is not necessary to provide controllers for the number of motors, it is possible to contribute to cost reduction without complicating or increasing the size of the device configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a parallel drive circuit to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a timing chart at the time of startup in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an activation method corresponding to FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart illustrating another activation method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating another activation method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of a position detection circuit in FIG. 1;
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a conventional parallel drive circuit.
FIG. 9 is a timing chart at the time of startup according to the related art.
[Explanation of symbols]
100: AC power supply 200: Controller 201: Rectifying / smoothing circuit 202: Three-phase voltage source inverters 2031 and 2032: Position detection circuit 204: Speed control circuit 205: Control operation circuit 206: Firing logic circuit 301, 302: Position detection element 41UA, 41VA, 41WA, 41UB, 41VB, 41WB: AND circuit 42U, 42V, 42W: OR circuit 43: operation motor selection circuit _{M 1, M} 2: DC brushless motor _Ry 1, Ry _2: relay

Claims (5)

互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するためのＤＣブラシレスモータの並列駆動方法において、
前記駆動回路の出力側と各モータとの間にスイッチ手段をそれぞれ接続し、
起動時には、１台のモータに対応するスイッチ手段をオンして当該モータを加速した後、オン状態にある前記スイッチ手段をオフして前記１台のモータを惰性で回転させ、その後、他のモータに対応するスイッチ手段をオンして当該他のモータを加速すると共に、前記１台のモータのロータ位置の位相角度と前記他のモータのロータ位置の位相角度との差が設定値以内になったときに前記１台のモータに対応するスイッチ手段をオンして複数台のモータを並列運転することを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動方法。A method for driving a plurality of DC brushless motors connected in parallel at the same speed by a drive circuit having a plurality of semiconductor switching elements at the same speed, comprising:
Switch means are respectively connected between the output side of the drive circuit and each motor,
At the time of starting, after the switch means corresponding to one motor is turned on to accelerate the motor, the switch means in the on state is turned off to rotate the one motor by inertia. Is turned on to accelerate the other motor, and the difference between the phase angle of the rotor position of the one motor and the phase angle of the rotor position of the other motor is within a set value. A method of driving a DC brushless motor in parallel, wherein the switch means corresponding to the one motor is sometimes turned on to operate a plurality of motors in parallel. 互いに並列接続された複数台のＤＣブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するためのＤＣブラシレスモータの並列駆動方法において、
前記駆動回路の出力側と各モータとの間にスイッチ手段をそれぞれ接続し、
起動時には、１台のモータに対応するスイッチ手段をオンして当該モータを加速した後、オン状態にある前記スイッチ手段をオフして前記１台のモータを惰性で回転させ、その後、他のモータに対応するスイッチ手段をオンして当該他のモータを加速すると共に、前記１台のモータの回転速度と前記他のモータの回転速度との差が設定値以内であり、かつ、前記１台のモータのロータ位置の位相角度と前記他のモータのロータ位置の位相角度との差が設定値以内になったときに前記１台のモータに対応するスイッチ手段をオンして複数台のモータを並列運転することを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動方法。A method for driving a plurality of DC brushless motors connected in parallel at the same speed by a drive circuit having a plurality of semiconductor switching elements at the same speed, comprising:
Switch means are respectively connected between the output side of the drive circuit and each motor,
At the time of starting, after the switch means corresponding to one motor is turned on to accelerate the motor, the switch means in the on state is turned off to rotate the one motor by inertia. Is turned on to accelerate the other motor, the difference between the rotation speed of the one motor and the rotation speed of the other motor is within a set value, and When the difference between the phase angle of the rotor position of the motor and the phase angle of the rotor position of the other motor is within a set value, the switch means corresponding to the one motor is turned on to connect a plurality of motors in parallel. A method for driving a DC brushless motor in parallel, the method comprising driving. 請求項１または２に記載したＤＣブラシレスモータの並列駆動方法において、
前記他のモータに対応するスイッチ手段がオンしている状態で前記１台のモータに対応するスイッチ手段をオンすることにより複数台のモータを並列運転する際に、一定時間は並列運転開始時の各モータの回転速度を維持することを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動方法。The parallel driving method of a DC brushless motor according to claim 1 or 2,
When a plurality of motors are operated in parallel by turning on the switch means corresponding to the one motor in a state where the switch means corresponding to the other motor is on, a certain period of time is required when starting the parallel operation. A method of driving a DC brushless motor in parallel, wherein the rotation speed of each motor is maintained. 請求項１，２または３に記載したＤＣブラシレスモータの並列駆動方法において、
各モータのロータ位置検出信号から各相ごとに論理和または論理積を検出して各相ごとに制御用ロータ位置検出信号を作成し、これらの制御用ロータ位置検出信号に基づいて前記駆動回路内の半導体スイッチング素子に対する駆動信号を作成することを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動方法。The parallel driving method for a DC brushless motor according to claim 1, 2, or 3,
A logical sum or a logical product is detected for each phase from the rotor position detection signal of each motor to create a control rotor position detection signal for each phase, and the control circuit is controlled based on these control rotor position detection signals. A driving signal for the semiconductor switching element according to (1). 請求項１，２，３または４に記載したＤＣブラシレスモータの並列駆動方法において、
前記駆動回路を三相電圧形インバータにより構成したことを特徴とするＤＣブラシレスモータの並列駆動方法。The parallel driving method of a DC brushless motor according to claim 1, 2, 3, or 4,
A method for driving a DC brushless motor in parallel, wherein the driving circuit is constituted by a three-phase voltage source inverter.

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