JPH04359690A - Ｄｃモータの運転方法と運転回路 - Google Patents
Ｄｃモータの運転方法と運転回路Info
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- JPH04359690A JPH04359690A JP3136594A JP13659491A JPH04359690A JP H04359690 A JPH04359690 A JP H04359690A JP 3136594 A JP3136594 A JP 3136594A JP 13659491 A JP13659491 A JP 13659491A JP H04359690 A JPH04359690 A JP H04359690A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
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-
- 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
- H02P6/20—Arrangements for starting
-
- 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
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＤＣモータに関し、特
にＤＣモータを駆動する運転方法および運転回路に関す
る。
にＤＣモータを駆動する運転方法および運転回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】以下、ブラシレスＤＣモータを例にとっ
て説明する。ブラシレスＤＣモータは永久磁石を有する
ロータとステータコイルを有するステータを有する。ロ
ータの回転角度に応じてステータコイルに電流を供給す
ることによって回転トルクを発生させ、ロータを回転な
いし制動する。
て説明する。ブラシレスＤＣモータは永久磁石を有する
ロータとステータコイルを有するステータを有する。ロ
ータの回転角度に応じてステータコイルに電流を供給す
ることによって回転トルクを発生させ、ロータを回転な
いし制動する。
【０００３】以下、図３を参照して従来の技術によるＤ
Ｃモータの運転方法および運転回路について説明する。 図３（Ａ）に示す構成において、モータ１は、永久磁石
を有するロータと、ステータコイルを有するステータと
を含む。ステータコイルは３相の場合を図示する。モー
タ１のステータコイルには駆動回路２から位相を制御さ
れた３相電流が供給される。駆動回路２は、制御部３に
よって制御される。制御部３は、速度制御部３ａと電流
制御部３ｂを有し、速度制御部３ａからの出力信号は駆
動回路２に供給され、３相電流の位相（周波数）を制御
することにより、モータ１の回転速度を制御する。電流
制御部３ｂは、駆動回路２と負荷８の接続点に接続され
、駆動回路２からモータ１へ供給される電流の振幅を制
御する。
Ｃモータの運転方法および運転回路について説明する。 図３（Ａ）に示す構成において、モータ１は、永久磁石
を有するロータと、ステータコイルを有するステータと
を含む。ステータコイルは３相の場合を図示する。モー
タ１のステータコイルには駆動回路２から位相を制御さ
れた３相電流が供給される。駆動回路２は、制御部３に
よって制御される。制御部３は、速度制御部３ａと電流
制御部３ｂを有し、速度制御部３ａからの出力信号は駆
動回路２に供給され、３相電流の位相（周波数）を制御
することにより、モータ１の回転速度を制御する。電流
制御部３ｂは、駆動回路２と負荷８の接続点に接続され
、駆動回路２からモータ１へ供給される電流の振幅を制
御する。
【０００４】図３（Ａ）に示すような構成によってモー
タ１に発生するトルクの波形を、図３（Ｂ）に示す。図
３（Ｂ）のトルク波形は、モータ１のステータコイルの
１相分のみに駆動電流を供給したときに発生するトルク
を測定したものである。発生するトルクの最大値は、モ
ータ１に要求される仕様によって決定される。実際には
、３相分のトルクが相乗的に発生する。トルク波形の正
の部分のみを取り出してロータを駆動する。
タ１に発生するトルクの波形を、図３（Ｂ）に示す。図
３（Ｂ）のトルク波形は、モータ１のステータコイルの
１相分のみに駆動電流を供給したときに発生するトルク
を測定したものである。発生するトルクの最大値は、モ
ータ１に要求される仕様によって決定される。実際には
、３相分のトルクが相乗的に発生する。トルク波形の正
の部分のみを取り出してロータを駆動する。
【０００５】ところで、モータ１によって所定の慣性を
有するディスク等を駆動する場合、使用期間の経過等に
伴い、摩擦等によりモータの負荷が増大することがある
。また、モータの発生トルクが減少することもある。 このような場合、設計されたモータのトルクが必要とさ
れる駆動力に対してあまり余裕がない場合、モータが起
動しなくなることがある。
有するディスク等を駆動する場合、使用期間の経過等に
伴い、摩擦等によりモータの負荷が増大することがある
。また、モータの発生トルクが減少することもある。 このような場合、設計されたモータのトルクが必要とさ
れる駆動力に対してあまり余裕がない場合、モータが起
動しなくなることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
モータの発生するトルクが不足する場合、モータの交換
、修理等を必要とした。
モータの発生するトルクが不足する場合、モータの交換
、修理等を必要とした。
【０００７】本発明の目的は、負荷の増大、モータの性
能低下等により、モータの発生するトルクが不足するよ
うになった場合にも交換、修理等を必要とせず、モータ
を使用できるようにするＤＣモータの運転方法を提供す
ることである。
能低下等により、モータの発生するトルクが不足するよ
うになった場合にも交換、修理等を必要とせず、モータ
を使用できるようにするＤＣモータの運転方法を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のＤＣモータの運
転方法は、ＤＣモータに供給する電力を相内で振動させ
ることによって変動するトルクを発生させることを特徴
とする。
転方法は、ＤＣモータに供給する電力を相内で振動させ
ることによって変動するトルクを発生させることを特徴
とする。
【０００９】
【作用】ＤＣモータに供給する電力を振動させることに
よって、振動するトルクが発生する。この場合、トルク
の最大値は、平均トルクよりも高い値となる。一般に、
モータの負荷は回転しはじめるときに最大のトルクを必
要とし、一旦回転した後は必要とするトルクは減少する
。トルクが振動することにより、トルクの平均値は以前
と同じであっても、トルクの最大値は増大する。このた
め、起動時に必要な最大トルクを満足できるようになる
。一旦起動した負荷は必要とするトルクが減少するため
、変動するトルクの小さい部分によっても駆動すること
が可能となる。
よって、振動するトルクが発生する。この場合、トルク
の最大値は、平均トルクよりも高い値となる。一般に、
モータの負荷は回転しはじめるときに最大のトルクを必
要とし、一旦回転した後は必要とするトルクは減少する
。トルクが振動することにより、トルクの平均値は以前
と同じであっても、トルクの最大値は増大する。このた
め、起動時に必要な最大トルクを満足できるようになる
。一旦起動した負荷は必要とするトルクが減少するため
、変動するトルクの小さい部分によっても駆動すること
が可能となる。
【００１０】
【実施例】図１に本発明の実施例によるＤＣモータの運
転方法および運転回路を示す。図１（Ａ）はＤＣモータ
の運転回路を示し、図１（Ｂ）は発生トルクの波形を示
す。モータ１には、駆動回路２から３相の駆動電流が供
給される。駆動回路２は電源端子１０と接地１１の間に
接続されるが、電源端子１０と駆動回路２の間には昇圧
回路４およびスイッチング回路５が直列に接続されてい
る。昇圧回路４は電源端子１０から供給される電圧を増
大させる。スイッチング回路５にはパルス発生回路６か
らパルス信号が供給され、昇圧回路４の出力電圧をスイ
ッチングする。このため、スイッチング回路５の出力電
圧はパルス状に振動する電圧となる。駆動回路２には、
制御回路３の速度制御部３ａから制御信号が与えられ、
駆動回路２と負荷８の接続点には制御部３の電流制御部
３ｂが接続されている。制御回路２は従来の技術におけ
る駆動回路と同様に動作する。パルス発生回路６の発生
するパルス信号は、たとえば数１０Ｈｚに設定される。
転方法および運転回路を示す。図１（Ａ）はＤＣモータ
の運転回路を示し、図１（Ｂ）は発生トルクの波形を示
す。モータ１には、駆動回路２から３相の駆動電流が供
給される。駆動回路２は電源端子１０と接地１１の間に
接続されるが、電源端子１０と駆動回路２の間には昇圧
回路４およびスイッチング回路５が直列に接続されてい
る。昇圧回路４は電源端子１０から供給される電圧を増
大させる。スイッチング回路５にはパルス発生回路６か
らパルス信号が供給され、昇圧回路４の出力電圧をスイ
ッチングする。このため、スイッチング回路５の出力電
圧はパルス状に振動する電圧となる。駆動回路２には、
制御回路３の速度制御部３ａから制御信号が与えられ、
駆動回路２と負荷８の接続点には制御部３の電流制御部
３ｂが接続されている。制御回路２は従来の技術におけ
る駆動回路と同様に動作する。パルス発生回路６の発生
するパルス信号は、たとえば数１０Ｈｚに設定される。
【００１１】図１（Ｂ）は、図３（Ｂ）同様、モータ１
の１相分のステータコイルによって発生するトルク波形
を示す。１回転３０秒程度で回転させた場合のトルク波
形である。駆動回路２の電源電圧が振動するため、駆動
回路２から供給される電流値も相内で振動する。このた
め、モータ１に発生するトルク波形も図に示すように、
数１０Ｈｚの周波数で各相内で振動するものとなる。
の１相分のステータコイルによって発生するトルク波形
を示す。１回転３０秒程度で回転させた場合のトルク波
形である。駆動回路２の電源電圧が振動するため、駆動
回路２から供給される電流値も相内で振動する。このた
め、モータ１に発生するトルク波形も図に示すように、
数１０Ｈｚの周波数で各相内で振動するものとなる。
【００１２】図２を参照して、さらに詳しく説明する。
図２は、駆動回路２の出力電流、すなわちモータ１に供
給される電流波形を示す。
給される電流波形を示す。
【００１３】図２（Ａ）においては、電流波形Ｉ１ は
、電源電圧がスイッチング回路５によってパルス状に制
御されているので、所定の周波数でパルス状に変化して
いる。振動波形Ｉ１ が、直流電流波形Ｉ０ と同一の
平均値を有する場合、実行電流値は同じである。従って
、電源端子１０に接続される電流源の供給能力は変更す
る必要がない。このため、昇圧回路４、スイッチング回
路５、パルス発生回路６以外は従来と同一の回路要素を
用いても、駆動回路２に供給される電流を、図２（Ａ）
に示すように振動させることにより、駆動回路２からモ
ータ１に供給される電流の最大値を増大させることがで
きる。 モータ１に供給される瞬時電流値が増大すれば、発生す
る瞬時トルクは増大する。このため、電流Ｉ０ で駆動
されたときには起動しなかったモータであっても、振動
する電流波形Ｉ１ で駆動される場合には、最大電流値
の増大によってモータ１は駆動する。一般にモータは回
転を開始すると、必要とされる駆動トルクは減少するた
め、その後、瞬時電流値が平均値Ｉ０ よりも減少した
状態においても回転を維持する。
、電源電圧がスイッチング回路５によってパルス状に制
御されているので、所定の周波数でパルス状に変化して
いる。振動波形Ｉ１ が、直流電流波形Ｉ０ と同一の
平均値を有する場合、実行電流値は同じである。従って
、電源端子１０に接続される電流源の供給能力は変更す
る必要がない。このため、昇圧回路４、スイッチング回
路５、パルス発生回路６以外は従来と同一の回路要素を
用いても、駆動回路２に供給される電流を、図２（Ａ）
に示すように振動させることにより、駆動回路２からモ
ータ１に供給される電流の最大値を増大させることがで
きる。 モータ１に供給される瞬時電流値が増大すれば、発生す
る瞬時トルクは増大する。このため、電流Ｉ０ で駆動
されたときには起動しなかったモータであっても、振動
する電流波形Ｉ１ で駆動される場合には、最大電流値
の増大によってモータ１は駆動する。一般にモータは回
転を開始すると、必要とされる駆動トルクは減少するた
め、その後、瞬時電流値が平均値Ｉ０ よりも減少した
状態においても回転を維持する。
【００１４】このようにして、直流電流Ｉ０ によって
は起動しなくなった場合にも、供給する電流をＩ１ に
示すように振動させることにより、平均電流値は同一で
あってもモータ１を起動させることが可能となる。
は起動しなくなった場合にも、供給する電流をＩ１ に
示すように振動させることにより、平均電流値は同一で
あってもモータ１を起動させることが可能となる。
【００１５】図２（Ｂ）は、さらに別の起動方法を示す
。図２（Ｂ）においては、スイッチング回路５の制御に
より、駆動回路２に供給される電流Ｉ２ は、振動しつ
つ次第にその最大値を減少させる。電流Ｉ２ の最大値
が一定の期間においてモータが起動を始めれば、必要と
するトルクは減少する。このため、電流Ｉ２ の最大値
が次第に減少してもモータ１の回転を維持するのに十分
なトルクが得られる。
。図２（Ｂ）においては、スイッチング回路５の制御に
より、駆動回路２に供給される電流Ｉ２ は、振動しつ
つ次第にその最大値を減少させる。電流Ｉ２ の最大値
が一定の期間においてモータが起動を始めれば、必要と
するトルクは減少する。このため、電流Ｉ２ の最大値
が次第に減少してもモータ１の回転を維持するのに十分
なトルクが得られる。
【００１６】なお、ＤＣモータに供給する電流を振動さ
せることにより、モータの発生するトルクは振動する。 このトルクの振動により、負荷に振動を発生させること
もできる。たとえば、モータがハードディスクを駆動す
る場合、モータが振動することによってハードディスク
が振動し、ハードディスクとヘッドの吸着力を弱めるこ
とが可能である。吸着力の減少により、モータ、すなわ
ちハードディスクは回転を開始する。
せることにより、モータの発生するトルクは振動する。 このトルクの振動により、負荷に振動を発生させること
もできる。たとえば、モータがハードディスクを駆動す
る場合、モータが振動することによってハードディスク
が振動し、ハードディスクとヘッドの吸着力を弱めるこ
とが可能である。吸着力の減少により、モータ、すなわ
ちハードディスクは回転を開始する。
【００１７】以上説明した実施例においては、モータの
駆動回路に供給される電圧自身をパルス状に振動させた
。
駆動回路に供給される電圧自身をパルス状に振動させた
。
【００１８】図４は本発明の他の実施例によるＤＣモー
タの運転回路を示す。本実施例においては、昇圧回路４
の出力がそのまま駆動回路２に印加されている。また、
パルス発生回路６の出力が駆動回路２に供給される。モ
ータ１および制御回路３は図１（Ａ）の回路と同様であ
る。駆動回路２はパルス発生回路６からのパルス信号を
受けることにより、モータ１に供給する電流値を相内で
パルス状に変動させる。このようにして、駆動回路２か
らモータ１に供給する電流の平均値は変化させず、かつ
その最大値を増大させることができる。このため、モー
タ１の発生する瞬時トルクは増大する。モータ１の発生
する瞬時トルクの増大により、直流電流駆動によっては
モータ１の発生するトルクが不足して負荷を駆動できな
くなった場合にも、トルク最大値の増大によって負荷を
駆動することが可能となる。
タの運転回路を示す。本実施例においては、昇圧回路４
の出力がそのまま駆動回路２に印加されている。また、
パルス発生回路６の出力が駆動回路２に供給される。モ
ータ１および制御回路３は図１（Ａ）の回路と同様であ
る。駆動回路２はパルス発生回路６からのパルス信号を
受けることにより、モータ１に供給する電流値を相内で
パルス状に変動させる。このようにして、駆動回路２か
らモータ１に供給する電流の平均値は変化させず、かつ
その最大値を増大させることができる。このため、モー
タ１の発生する瞬時トルクは増大する。モータ１の発生
する瞬時トルクの増大により、直流電流駆動によっては
モータ１の発生するトルクが不足して負荷を駆動できな
くなった場合にも、トルク最大値の増大によって負荷を
駆動することが可能となる。
【００１９】以上、モータ１に供給する電流の平均値は
増大させず、電流値を振動させることによってモータ１
の発生する最大トルクを増大させる場合を説明したが、
モータ１の発生する最大トルクが増大すれば、平均電流
値が直流供給の場合の電流値に等しい必要はない。たと
えば、供給電流の平均値は減少しても、瞬時電力が増大
すれば発生する最大トルクは増大するため、駆動力を増
大させることが可能である。また、図１、図４の回路に
おいて、直流電流供給によってもトルクが不足しない場
合は、あえて駆動回路２から供給する電流をパルス的に
変動させなくても良い。たとえば、通常の状態において
は、電源端子１０を駆動回路２に直接接続し、モータ１
に通常の起動電流を供給してもモータ１が起動しないと
きにのみ電源端子１０を昇圧回路４に接続するような回
路構成としてもよい。
増大させず、電流値を振動させることによってモータ１
の発生する最大トルクを増大させる場合を説明したが、
モータ１の発生する最大トルクが増大すれば、平均電流
値が直流供給の場合の電流値に等しい必要はない。たと
えば、供給電流の平均値は減少しても、瞬時電力が増大
すれば発生する最大トルクは増大するため、駆動力を増
大させることが可能である。また、図１、図４の回路に
おいて、直流電流供給によってもトルクが不足しない場
合は、あえて駆動回路２から供給する電流をパルス的に
変動させなくても良い。たとえば、通常の状態において
は、電源端子１０を駆動回路２に直接接続し、モータ１
に通常の起動電流を供給してもモータ１が起動しないと
きにのみ電源端子１０を昇圧回路４に接続するような回
路構成としてもよい。
【００２０】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＤＣモータに供給される電流が振動させられることによ
って、モータが発生する瞬時トルクの最大値は増大する
。
ＤＣモータに供給される電流が振動させられることによ
って、モータが発生する瞬時トルクの最大値は増大する
。
【００２２】このため、一定の電流供給によっては起動
不能となった場合にも、起動トルクを増大させて起動を
行うことが可能となる。
不能となった場合にも、起動トルクを増大させて起動を
行うことが可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す。図１（Ａ）は回路構成
を示し、図１（Ｂ）はトルク波形を示す。
を示し、図１（Ｂ）はトルク波形を示す。
【図２】モータに供給される電流波形の例を示す。図２
（Ａ）は一定の平均電流値を供給する場合、図２（Ｂ）
は漸減する平均電流値を供給する場合の電流波形である
。
（Ａ）は一定の平均電流値を供給する場合、図２（Ｂ）
は漸減する平均電流値を供給する場合の電流波形である
。
【図３】従来の技術によるＤＣモータの駆動を説明する
図である。図３（Ａ）は運転回路の回路図、図３（Ｂ）
はモータに発生するトルク波形のグラフである。
図である。図３（Ａ）は運転回路の回路図、図３（Ｂ）
はモータに発生するトルク波形のグラフである。
【図４】本発明の他の実施例によるＤＣモータの駆動回
路を示す回路図である。
路を示す回路図である。
１ ＤＣモータ
２ 駆動回路
３ 制御回路
３ａ 速度制御部
３ｂ 電流制御部
４ 昇圧回路
５ スイッチング回路
６ パルス発生回路
８ 負荷
１０ 電源端子
１１ 接地端子
Claims (2)
- 【請求項１】 ＤＣモータに供給する電力を相内で振
動させることによって振動するトルクを発生させること
を特徴とするＤＣモータの運転方法。 - 【請求項２】 ＤＣモータに各相の電流を供給する駆
動回路と、パルス列を発生するパルス発生回路と、前記
パルス列によって前記駆動回路の供給する電流を相内で
振動させる制御回路とを含むＤＣモータの運転回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13659491A JP3298902B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Ｄｃモータの運転方法と運転回路 |
| US07/891,941 US5363028A (en) | 1991-05-07 | 1992-06-01 | Circuit and method of driving a DC motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13659491A JP3298902B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Ｄｃモータの運転方法と運転回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04359690A true JPH04359690A (ja) | 1992-12-11 |
| JP3298902B2 JP3298902B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=15178952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13659491A Expired - Fee Related JP3298902B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-06-07 | Ｄｃモータの運転方法と運転回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5363028A (ja) |
| JP (1) | JP3298902B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111030412A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-17 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 一种振动波形的设计方法及振动马达 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06165567A (ja) * | 1992-11-17 | 1994-06-10 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| US5642026A (en) * | 1994-09-30 | 1997-06-24 | Itt Automotive Electrical Systems, Inc. | Windshield wiper system having reduced wipe speed at reversal points using variable frequency induction motor control |
| DE19702949A1 (de) * | 1997-01-28 | 1998-07-30 | Stribel Gmbh | Steuergerät |
| US6342984B1 (en) * | 1998-07-01 | 2002-01-29 | Western Digital Technologies, Inc | Disk drive including DC to DC voltage converter for increasing voltage to its spindle motor and VCM |
| US6611127B2 (en) * | 2000-08-07 | 2003-08-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Drive circuit for motor/generator |
| US7196491B2 (en) * | 2003-02-12 | 2007-03-27 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System and method for stall detection of a motor |
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