JP5399097B2 - スイッチトリラクタンスモータ用制御装置 - Google Patents
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Description
について、図13に基づき説明する。
2 回転位置検出装置
3 電流検出装置
3u U相の電流値検出装置
3v V相の電流値検出装置
3w W相の電流値検出装置
10 パワー回路部
11 第1のHブリッジ
12 第2のHブリッジ
13 第3のHブリッジ
20 スイッチ制御装置
21 回転位置検出部
22 第1の通電信号出力部
23 電流検出部
24 電流指令部
25 電流値比較部
26 PWM出力部
27 第2の通電信号出力部
28 回転速度検出部
29 電流閾値メモリ
30 第1の回転閾値メモリ
31 第2の回転閾値メモリ
32、36 動作判別部
33 出力切替部
40、41 選択モジュール部
41 選択モジュール部
100 パワー回路部
101 第1のハーフブリッジ回路
102 第2のハーフブリッジ回路
103 第3のハーフブリッジ回路
104 第4のハーフブリッジ回路
200 スイッチトリラクタンスモータ
201 ステータ
202 ステータコア
202a 突極
203 ロータ
500〜503 スイッチトリラクタンスモータ装置
U U相の電気巻線
V V相の電気巻線
W W相の電気巻線
Ua 一端
Ub 他端
Va 一端
Vb 他端
Wa 一端
Wb 他端
BT 直流電源
CA キャパシタ
Claims (6)
- 電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータとを有するスイッチトリラクタンスモータの前記電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記直流電源の一の極と前記電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第1の半導体スイッチ素子と、前記電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記電気巻線への電流の流れを許容するダイオードと、前記直流電源の前記一の極と前記電気巻線の他端との間に接続され、前記電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第2の半導体スイッチ素子とを備えるHブリッジ回路と、
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置と、
前記回転位置検出装置と、前記Hブリッジ回路に備わる第1および第2の半導体スイッチ素子と、前記電流値検出装置に接続され、前記第1および第2の半導体スイッチ素子に制御信号を供給するスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータが指定方向に回転していると判断される場合、または、指定方向と反対の方向に予め定められた第1の回転数未満で回転していると判断される場合に、
前記第1または第2の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第1または第2の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に前記予め定められた第1の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記第1および第2の半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 - 前記スイッチ制御装置は、前記ハードチョッピングモードで動作した後に、前記ロータが指定方向と反対の方向に前記第1の回転数より小さい予め定められた第2の回転数以下で回転していると判断される場合に、
再度前記ソフトチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項1に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 - U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの、それぞれの一端が中性点にて一つに接続された前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記直流電源の一の極と、前記U相、V相およびW相の一端が接続された中性点との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記中性点との間の電流の流れのオンオフを制御する第11の半導体スイッチ素子と、前記中性点と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記中性点と前記直流電源の他の極との間の電流の流れのオンオフを制御する第12の半導体スイッチ素子とを有する第1のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第13の半導体スイッチ素子と、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第14の半導体スイッチ素子とを有する第2のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第15の半導体スイッチ素子と、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第16の半導体スイッチ素子とを有する第3のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第17の半導体スイッチ素子と、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第18の半導体スイッチ素子とを有する第4のハーフブリッジとを備えるパワー回路部と、
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置と、
前記回転位置検出装置と、前記パワー回路部に備わる第1から第8の半導体スイッチ素子と、前記電流値検出装置とに接続され、前記第11から第18の半導体スイッチ素子に制御信号を供給するスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータが指定方向に回転していると判断される場合、または、指定方向と反対の方向に予め定められた第1の回転数未満で回転していると判断される場合に、
前記第11または第12の半導体スイッチ素子のいずれか一方に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第13から第18の半導体スイッチ素子のいずれか一つに対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に前記予め定められた第1の回転数以上で回転しているとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される判断される場合に、
前記第11または第12の半導体スイッチ素子、および前記第13から第18の半導体スイッチ素子のいずれか一つに対しては、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 - 前記スイッチ制御装置は、前記ハードチョッピングモードで動作した後に、前記ロータが指定方向と反対の方向に前記第1の回転数より小さい予め定められた第2の回転数以下で回転していると判断される場合に、
再度前記ソフトチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項3に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 - U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記直流電源の一の極と前記U相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第1の半導体スイッチ素子と、前記U相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記U相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードと、前記直流電源の前記一の極と前記U相の電気巻線の他端との間に接続され、前記U相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記U相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記U相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容ないし禁止を制御する第2の半導体スイッチ素子とを備える第1のHブリッジ回路と、
前記直流電源の一の極と前記V相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第1の半導体スイッチ素子と、前記V相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記V相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードとを有する第3の電気アームと、
前記直流電源の前記一の極と前記V相の電気巻線の他端との間に接続され、前記V相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記V相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記V相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第2の半導体スイッチ素子とを有する第4の電気アームとを備える第2のHブリッジ回路と、
前記直流電源の一の極と前記W相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第1の半導体スイッチ素子と、前記W相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記W相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードとを有する第5の電気アームと、前記直流電源の前記一の極と前記W相の電気巻線の他端との間に接続され、前記W相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記W相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記W相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第2の半導体スイッチ素子とを有する第6の電気アームとを備える第3のHブリッジ回路とを備えるパワー回路部と、
前記回転位置検出装置と、前記電流値検出装置と、前記第1、第2および第3のHブリッジ回路に備わる第1および第2の半導体スイッチ素子に接続され、前記回転位置検出装置から供給される前記回転数信号に基づき、予め定められた通電パターンに従い、第1、第2および第3のブリッジ回路に備わるそれぞれの第1および第2の半導体スイッチ素子に、順次選択的に制御信号を供給し、前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される電流の通電を切り替えるスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される通電の切り替えの当初は、
前記第1または第2の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第1または第2の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第1の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記第1および第2の半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 - U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの、それぞれの一端が中性点にて一つに接続された前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記直流電源の一の極と、前記U相、V相およびW相の一端が接続された中性点との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記中性点との間の電流の流れのオンオフを制御する第11の半導体スイッチ素子と、前記中性点と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記中性点と前記直流電源の他の極との間の電流の流れのオンオフを制御する第12の半導体スイッチ素子とを有する第1のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第13の半導体スイッチ素子と、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第14の半導体スイッチ素子とを有する第2のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第15の半導体スイッチ素子と、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第16の半導体スイッチ素子とを有する第3のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第17の半導体スイッチ素子と、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第18の半導体スイッチ素子とを有する第4のハーフブリッジとを備えるパワー回路部と、
前記回転位置検出装置と、前記電流値検出装置と、前記第1から第4のハーフブリッジ回路に備わる第11から第18の半導体スイッチ素子とに接続され、前記回転位置検出装置から供給される前記回転数信号に基づき、予め定められた通電パターンに従い、第1のハーフブリッジ回路に備わる第11または第12の半導体スイッチ素子、および第2から第4のハーフブリッジ回路に備わる第13または第18の半導体スイッチ素子に、順次選択的に制御信号を供給し、前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される電流の通電を切り替えるスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される通電の切り替えの当初は、
前記第11または第12の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第13または第18の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第1の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記第11または第12の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子、および前記第13から第18の半導体スイッチ素子のいずれか一つの半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
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