JP2019057981A - モータ制御用集積回路 - Google Patents
モータ制御用集積回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019057981A JP2019057981A JP2017180335A JP2017180335A JP2019057981A JP 2019057981 A JP2019057981 A JP 2019057981A JP 2017180335 A JP2017180335 A JP 2017180335A JP 2017180335 A JP2017180335 A JP 2017180335A JP 2019057981 A JP2019057981 A JP 2019057981A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pwm
- command value
- phase
- current
- speed
- 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.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 28
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
- H02P27/085—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation wherein the PWM mode is adapted on the running conditions of the motor, e.g. the switching frequency
-
- 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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
-
- 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
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
-
- 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
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
-
- 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
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Iq=IdRefsin(Δθ) …(1)
TM=PφIq …(2)
そこで、モータの強制転流制御をより安定的に行うことができる,又はモータの回転が停止した状態を検出して回路を保護できるモータ制御用集積回路を提供する。
入力される速度指令値に基づき前記PWM信号を生成して出力するPWM生成部と、
PWM制御に使用される搬送波と前記同期モータに通電される電流を検出する電流検出器に発生した信号とに基づいて、前記搬送波の周期内における固定された所定のタイミングで相電流の微分値を検出する電流検出部とを備え、
前記PWM生成部は、前記微分値に基づいて前記同期モータの速度を演算すると、前記速度に基づき同期モータへ印加するPWM信号を生成する。
入力される速度指令値に基づき前記PWM信号を生成して出力するPWM生成部と、
PWM制御に使用される搬送波と前記同期モータに通電される電流を検出する電流検出器に発生した信号とに基づいて、前記搬送波の周期内における固定された所定のタイミングで相電流の微分値を検出する電流検出部と、
前記微分値に基づいて前記同期モータの回転位置の変化を示す信号を生成し、前記信号に基づいて前記同期モータの停止状態を判定する停止判定部とを備え、
前記PWM生成部は、前記停止判定部が前記停止状態を判定すると、前記PWM信号の出力を停止する。
以下、第1実施形態について図1から図7を参照して説明する。図1は、モータ制御用IC(Integrated Circuit,集積回路)によりインバータ回路を制御してモータを駆動するシステムの構成を示す。直流電源1は、回転子に永久磁石を備える永久磁石同期モータ(以下、単にモータと称す)2を駆動する電力源である。直流電源1は、交流電源を直流に変換したものでも良い。インバータ回路3は、6個のスイッチング素子,例えばNチャネルMOSFET4U+,4Y+,4W+,4U−,4Y−,4W−を3相ブリッジ接続して構成されており、後述する変調部5で生成される3相分6つのスイッチング信号に基づいて、モータ2を駆動する電圧を生成する。
Du=−Dsin(θRef+θV)+0.5
Dv=−Dsin(θRef+θV−2π/3)+0.5
Dw=−Dsin(θRef+θV+2π/3)+0.5 …(3)
Lu=L0−L1cos(2θ)
Lv=L0−L1cos{2(θ−2π/3)}
Lw=L0−L1cos{2(θ+2π/3)} …(4)
これらインダクタンスの回転位置依存性を利用することで、モータ速度がゼロ近傍となる条件下でも回転位置を推定できる。
以下、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。第1実施形態では、位置信号生成部6で生成したパルス信号Ha,Hb,Hcから速度推定値ωcを演算していたが、第2実施形態では、パルス信号Ha,Hb,Hcを停止判定部21に入力する。停止判定部21では、カウンタ等を用いてパルス信号Ha,Hb,Hcのハイレベル期間又はローレベル期間を測定する。そして、測定した期間が一定時間以上であれば、モータ2が停止状態であると判定し、停止信号を出力する。
3相のPWM信号を実施形態のように発生させるためには、3種類のキャリアを用いずに位相シフト機能等を利用しても良いし、1種類のキャリアのデューティ設定タイミングや、パルス発生の比較極性等を変更するなどの方法を利用しても良い。
電流変化量検出部がキャリア周期内で3相の電流を検出するタイミングは、必ずしもキャリアのレベルが最小又は最大を示す位相を基準とする必要はなく、3相の電流を検出可能な範囲でキャリアの任意の位相に基づいて設定すれば良い。
また、電流を検出するタイミングは、PWMキャリアの周期に一致させる必要はなく、例えばキャリア周期の2倍や4倍の周期で検出を行っても良い。したがって、電流変化量検出部に入力する電流検出タイミング信号は、キャリアから得られた信号そのものである必要はなく、別個のタイマで生成した信号であっても良い。
電流変化量を測定する電圧ベクトルは、前記のV1,V3,V5に限らない。つまり、制御に用いる相電流の微分値はdIu(100),dIv(010),dIw(001)に限ることなく、互いに60度の位相差を有する関係となる微分値を適宜選択すれば良い。
電流検出部はシャント抵抗でもCTでも良い。スイッチング素子はMOSFET、IGBT,パワートランジスタやSiC,GaN等のワイドギャップ半導体等を使用しても良い。
Claims (6)
- 同期モータを駆動対象とし、3相ブリッジ接続された複数のスイッチング素子を所定のPWM信号に従いオンオフ制御することで直流を3相交流に変換するインバータ回路に前記PWM信号を出力するモータ制御用集積回路であって、
入力される速度指令値に基づき前記PWM信号を生成して出力するPWM生成部と、
PWM制御に使用される搬送波と前記同期モータに通電される電流を検出する電流検出器に発生した信号とに基づいて、前記搬送波の周期内における固定された所定のタイミングで相電流の微分値を検出する電流検出部とを備え、
前記PWM生成部は、前記微分値に基づいて前記同期モータの速度を演算すると、前記速度に基づき同期モータへ印加するPWM信号を生成するモータ制御用集積回路。 - 前記PWM生成部は、前記微分値の3相間の大小関係に基づいて、前記同期モータのロータ回転位置に応じて変化するパルス信号を生成する位置信号生成部と、
前記パルス信号のレベルが変化する間隔より前記同期モータの速度を演算する速度演算部とを備える請求項1記載のモータ制御用集積回路。 - 前記PWM生成部は、前記速度指令値と、演算した前記同期モータの速度との差に応じてデューティ指令値を決定する速度制御部と、
前記デューティ指令値と、前記速度指令値を積分した位置指令値と、入力される電圧位相指令値とに基づいて、3相デューティ指令値を決定する3相デューティ生成部とを備える請求項1又は2記載のモータ制御用集積回路。 - 同期モータを駆動対象とし、3相ブリッジ接続された複数のスイッチング素子を所定のPWM信号に従いオンオフ制御することで直流を3相交流に変換するインバータ回路に前記PWM信号を出力するモータ制御用集積回路であって、
入力される速度指令値に基づき前記PWM信号を生成して出力するPWM生成部と、
PWM制御に使用される搬送波と前記同期モータに通電される電流を検出する電流検出器に発生した信号とに基づいて、前記搬送波の周期内における固定された所定のタイミングで相電流の微分値を検出する電流検出部と、
前記微分値に基づいて前記同期モータの回転位置の変化を示す信号を生成し、前記信号に基づいて前記同期モータの停止状態を判定する停止判定部とを備え、
前記PWM生成部は、前記停止判定部が前記停止状態を判定すると、前記PWM信号の出力を停止するモータ制御用集積回路。 - 前記微分値の3相間の大小関係に基づいて、前記同期モータのロータ回転位置に応じて変化するパルス信号を生成する位置信号生成部を備え、
前記停止判定部は、前記パルス信号のレベルが変化する間隔より前記同期モータの停止状態を判定する請求項4記載のモータ制御用集積回路。 - 前記PWM生成部は、前記速度指令値を積分した位置指令値と、入力されるデューティ指令値と、入力される電圧位相指令値とに基づいて3相デューティ指令値を決定する3相デューティ生成部を備える請求項4又は5記載のモータ制御用集積回路。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017180335A JP6914787B2 (ja) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | モータ制御用集積回路 |
CN201810958963.0A CN109525161B (zh) | 2017-09-20 | 2018-08-22 | 马达控制用集成电路 |
US16/134,089 US10630213B2 (en) | 2017-09-20 | 2018-09-18 | Motor control integrated circuit |
DE102018215926.2A DE102018215926A1 (de) | 2017-09-20 | 2018-09-19 | Integrierte Schaltung für Motorsteuerung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017180335A JP6914787B2 (ja) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | モータ制御用集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019057981A true JP2019057981A (ja) | 2019-04-11 |
JP6914787B2 JP6914787B2 (ja) | 2021-08-04 |
Family
ID=65526771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017180335A Active JP6914787B2 (ja) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | モータ制御用集積回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10630213B2 (ja) |
JP (1) | JP6914787B2 (ja) |
CN (1) | CN109525161B (ja) |
DE (1) | DE102018215926A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6950598B2 (ja) * | 2018-03-15 | 2021-10-13 | トヨタ自動車株式会社 | モータ制御装置、モータ制御プログラム及びモータ制御方法 |
CN114868330A (zh) * | 2020-02-12 | 2022-08-05 | 美蓓亚三美株式会社 | 马达驱动控制装置、风扇以及马达驱动控制方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001169590A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-22 | Hitachi Ltd | モータ制御装置 |
JP2003009573A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Denso Corp | 車両用同期機の制御装置 |
US20080048599A1 (en) * | 2006-07-13 | 2008-02-28 | Ho Eddy Y Y | Signal conditioning apparatus and method for determination of permanent magnet motor rotor position |
JP2013066254A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Toshiba Corp | モータ制御装置 |
JP2014230430A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | パナソニック株式会社 | 永久磁石型同期電動機の制御装置 |
JP2016163518A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社東芝 | 回転位置検出装置,モータ制御装置及び回転位置検出方法 |
JP2017046406A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 株式会社東芝 | 回転位置検出装置及び回転位置検出方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH680547A5 (ja) | 1990-06-12 | 1992-09-15 | Saia Ag | |
US5821713A (en) * | 1995-09-11 | 1998-10-13 | Advanced Motion Controls, Inc. | Commutation position detection system and method |
JP2003037990A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Hitachi Ltd | モータ制御装置 |
GB0220401D0 (en) * | 2002-09-03 | 2002-10-09 | Trw Ltd | Motor drive control |
JP4429338B2 (ja) * | 2006-09-11 | 2010-03-10 | 三洋電機株式会社 | モータ制御装置、電流検出ユニット |
CN103098366B (zh) * | 2010-07-12 | 2016-05-18 | 松下电器产业株式会社 | 相位偏移检测装置、马达驱动装置、无刷马达以及相位偏移检测方法 |
JP5531981B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2014-06-25 | 株式会社デンソー | モータ |
JP6208005B2 (ja) | 2013-12-25 | 2017-10-04 | 株式会社東芝 | 電動機の磁極位置推定装置、インバータ装置及び電動機システム |
WO2016038992A1 (ja) | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 三菱電機株式会社 | 交流回転機の制御装置及び磁極位置補正量演算方法 |
-
2017
- 2017-09-20 JP JP2017180335A patent/JP6914787B2/ja active Active
-
2018
- 2018-08-22 CN CN201810958963.0A patent/CN109525161B/zh active Active
- 2018-09-18 US US16/134,089 patent/US10630213B2/en active Active
- 2018-09-19 DE DE102018215926.2A patent/DE102018215926A1/de active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001169590A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-22 | Hitachi Ltd | モータ制御装置 |
JP2003009573A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Denso Corp | 車両用同期機の制御装置 |
US20080048599A1 (en) * | 2006-07-13 | 2008-02-28 | Ho Eddy Y Y | Signal conditioning apparatus and method for determination of permanent magnet motor rotor position |
JP2013066254A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Toshiba Corp | モータ制御装置 |
JP2014230430A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | パナソニック株式会社 | 永久磁石型同期電動機の制御装置 |
JP2016163518A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社東芝 | 回転位置検出装置,モータ制御装置及び回転位置検出方法 |
JP2017046406A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 株式会社東芝 | 回転位置検出装置及び回転位置検出方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6914787B2 (ja) | 2021-08-04 |
CN109525161A (zh) | 2019-03-26 |
US20190089274A1 (en) | 2019-03-21 |
DE102018215926A1 (de) | 2019-03-21 |
US10630213B2 (en) | 2020-04-21 |
CN109525161B (zh) | 2022-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8890450B2 (en) | Motor control device | |
JP4749874B2 (ja) | 電力変換装置及びそれを用いたモータ駆動装置 | |
US20070296371A1 (en) | Position sensorless control apparatus for synchronous motor | |
JP4928855B2 (ja) | 同期機のセンサレス制御装置 | |
KR102070983B1 (ko) | 집적 회로 | |
CN108633323B (zh) | 电力变换装置及旋转电机驱动装置 | |
JP2015126565A (ja) | 電動機の磁極位置推定装置、インバータ装置及び電動機システム | |
JP5278723B2 (ja) | モータの制御装置及びモータの制御方法 | |
JP2010035363A (ja) | 永久磁石形同期電動機の制御装置 | |
JP6953763B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JP6914787B2 (ja) | モータ制御用集積回路 | |
JP6463966B2 (ja) | モータ駆動装置およびモータ駆動用モジュール並びに冷凍機器 | |
US20160156294A1 (en) | Motor driving module | |
JP2013141345A (ja) | モータ制御装置及び空気調和機 | |
JP2019187177A (ja) | モータ制御装置 | |
US20230142956A1 (en) | Motor controller, motor system and method for controlling motor | |
JP5534991B2 (ja) | 同期電動機の制御装置 | |
JP2017205017A (ja) | 空気調和機のモータ制御装置及び空気調和機 | |
KR102260101B1 (ko) | 모터 제어용 집적 회로 | |
US11705841B2 (en) | Estimation device and AC motor drive device | |
KR20140090470A (ko) | 전동기 구동장치 | |
JP2018164360A (ja) | 同期電動機の制御装置 | |
JP5798513B2 (ja) | 永久磁石同期電動機の初期磁極位置の検出方法および装置、並びに永久磁石同期電動機の制御装置 | |
JP2007082380A (ja) | 同期モータ制御装置 | |
JP2020036440A (ja) | 同期リラクタンスモータの制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200729 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200804 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201002 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210615 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210714 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6914787 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |