KR20090019281A - Motor control device - Google Patents

Motor control device Download PDF

Info

Publication number
KR20090019281A
KR20090019281A KR1020070083585A KR20070083585A KR20090019281A KR 20090019281 A KR20090019281 A KR 20090019281A KR 1020070083585 A KR1020070083585 A KR 1020070083585A KR 20070083585 A KR20070083585 A KR 20070083585A KR 20090019281 A KR20090019281 A KR 20090019281A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
phase winding
phase windings
motor
winding
Prior art date
Application number
KR1020070083585A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101312464B1 (en
Inventor
아키히코 호다
Original Assignee
오리엔탈모터가부시끼가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오리엔탈모터가부시끼가이샤 filed Critical 오리엔탈모터가부시끼가이샤
Priority to KR1020070083585A priority Critical patent/KR101312464B1/en
Publication of KR20090019281A publication Critical patent/KR20090019281A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101312464B1 publication Critical patent/KR101312464B1/en

Links

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
    • 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
    • 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
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • 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
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/22—Multiple windings; Windings for more than three phases
    • 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
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/50—Reduction of harmonics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

A motor control apparatus is provided to prevent an effect of a high frequency leakage current applied to a grounding line by using floating capacity of a motor winding due to a rapid change of voltages. A motor control apparatus includes a plurality of inverter driving units(3A,3B) and a plurality of PWM(Pulse Width Modulation) control units(5A,5B). The inverter driving units drive each of phase windings(1A,1B). The PWM control units control the inverter driving units in a PWM manner. Each of the inverter driving units includes a first and second switching elements(Q1,Q2) and a third and fourth switching elements(Q3,Q4). The first and second switching elements are inserted between one end of the phase winding and a positive pole and between one end of the phase winding and a negative pole of a power supply unit, respectively. The third and fourth switching elements are inserted between the other end of the phase winding and the positive pole and between the other end of the phase winding and the negative pole.

Description

모터 제어 장치{MOTOR CONTROL DEVICE}Motor Control Device {MOTOR CONTROL DEVICE}

본 발명은 복수의 독립된 상 권선을 갖는 모터에 적용되는 모터 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor control apparatus applied to a motor having a plurality of independent phase windings.

최근의 모터 제어 장치는 MOSFET나 IGBT 등의 고속 스위칭 소자를 이용하여 고주파로 PWM 제어를 행하는 구성을 가진 것이 많다. 이러한 모터 제어 장치에서는 스위칭 소자의 스위칭 시의 급격한 전압 변화에 의해 모터 권선의 부유용량을 통해 「고주파 누설 전류」가 접지선에 흐른다는 현상이 발생한다.In recent years, many motor control devices have a configuration in which PWM control is performed at a high frequency by using a high-speed switching element such as a MOSFET or an IGBT. In such a motor control device, a phenomenon in which "high frequency leakage current" flows to the ground line through the stray capacitance of the motor winding due to a sudden voltage change during switching of the switching element.

상기 고주파 누설 전류는 전자파 장해의 발생원으로 된다. 그리고, 상기 고주파 누설 전류에 대해서는 안전성의 관점에서 각종 안전 규격에 의해 그 한도값이 정해져 있다.The high frequency leakage current is a source of electromagnetic interference. And the said high frequency leakage current has the limit value defined by various safety standards from a safety viewpoint.

도 14는 상기 부유용량을 고려한 모터 권선의 모델을 나타내는 등가 회로(분포 정수 회로로서 나타내어져 있다)이다. 이 도 14에 나타내는 바와 같이, 모터에 발생한 고주파의 전류는 권선 인덕턴스를 통하지 않고, 권선간에 개재되는 권선간 부유용량(C1) 및 권선과 모터 프레임(케이스) 사이에 개재되는 프레임간 부유용량(C2)을 통해서 접지선에 흐르게 된다. 따라서, 고주파적으로 생각하면 입력 단자 에 용량이 집중되어 있는 것으로 생각해도 된다.Fig. 14 is an equivalent circuit (indicated as a distributed constant circuit) showing a model of the motor winding in consideration of the stray capacitance. As shown in Fig. 14, the high frequency current generated in the motor does not pass through the winding inductance, but the interwinding stray capacitance C1 interposed between the windings and the interframe stray capacitance C2 interposed between the winding and the motor frame (case). Flows through the ground wire. Therefore, considering the high frequency, the capacitor may be concentrated in the input terminal.

도 15에 A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)을 구비하는 2상 모터의 고주파 등가 회로를 나타낸다. 고주파의 누설 전류는 동 도면에 나타내는 부유용량(C3)을 통해서 접지선에 흐른다. 이 고주파의 누설 전류를 억제하기 위해서는 모터 프레임의 전압 변동을 억제할 필요가 있다.15 shows a high frequency equivalent circuit of a two-phase motor having an A-phase winding 1A and a B-phase winding 1B. The high frequency leakage current flows to the ground line through the stray capacitance C3 shown in the figure. In order to suppress this high frequency leakage current, it is necessary to suppress the voltage variation of the motor frame.

상기 모터 프레임의 전압 변동은 결론적으로 A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 각 단자의 전압의 평균값의 변동을 억제함으로써 억제할 수 있다. 그래서, 실질적으로 도 16에 예시한 구성을 갖는 모터 제어 장치가 제안되어 있다(예컨대, 비특허문헌1 참조).In conclusion, the voltage variation of the motor frame can be suppressed by suppressing the variation of the average value of the voltages of the terminals of the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B. Then, the motor control apparatus which has the structure illustrated substantially in FIG. 16 is proposed (for example, refer nonpatent literature 1).

이 모터 제어 장치는 A상 권선(1A)을 구동하는 인버터식 구동부(3A)와, B상 권선(1B)을 구동하는 인버터식 구동부(3B)와, 구동부(3A)의 스위칭 소자(Q1~Q4)를 온오프 제어하는 PWM 제어부(50A)와, 구동부(3B)의 스위칭 소자(Q5~Q8)를 온오프 제어하는 PWM 제어부(50B)와, A상 권선(1A)의 전류를 검출하는 전류 검출기(7A)와, B상 권선(1B)의 전류를 검출하는 전류 검출기(7B)를 구비하고 있다.The motor control device includes an inverter-type driver 3A for driving the A-phase winding 1A, an inverter-type driver 3B for driving the B-phase winding 1B, and switching elements Q1 to Q4 of the driver 3A. ) PWM control unit 50A for on-off control, PWM control unit 50B for on-off control of switching elements Q5 to Q8 of driver 3B, and current detector for detecting current in A-phase winding 1A. 7A and a current detector 7B for detecting a current in the B-phase winding 1B.

제어부(50A)에 있어서 증폭기(51)는 A상 전류 지령과 전류 검출기(7A)에 의해 검출되는 A상 권선(1A)의 전류를 비교하고, 그들의 편차를 증폭해서 출력한다. 비교기(52)는 증폭기(51)의 출력과 기준 삼각파를 비교함으로써 구동부(3A)의 스위칭 소자(Q1,Q4)를 온오프 제어하는 신호를 형성하고, 또한, 비교기(52)의 출력에 접속된 인버터(53)는 구동부(3A)의 스위칭 소자(Q2,Q3)를 온오프 제어하는 신호를 형성한다. 제어부(50B)는 상기 요소(51~53)에 대응하는 요소(51'~53')를 구비하고 있다.In the control unit 50A, the amplifier 51 compares the A-phase current command with the current of the A-phase winding 1A detected by the current detector 7A, amplifies these deviations, and outputs them. The comparator 52 forms a signal for controlling the switching elements Q1 and Q4 of the driver 3A on and off by comparing the output of the amplifier 51 with the reference triangular wave, and is connected to the output of the comparator 52. The inverter 53 forms a signal for controlling the switching elements Q2 and Q3 of the driving unit 3A on and off. The control part 50B is equipped with the element 51'-53 'corresponding to the said element 51-53.

소정 시점에서의 상기 증폭기(51)의 출력 및 증폭기(51')의 출력은, 예컨대, 도 17(a)에 있어서의 상측의 라인 및 하측의 라인과 같이 각각 나타내어진다. 이 경우, 도 16에 있어서의 A상 권선(1A)의 좌단의 전압(VA) 및 우단의 전압(VA')은 도 17(b)에 나타내는 형태로 각각 변화되고, 또한, 도 16에 있어서의 B상 권선(1B)의 좌단의 전압(VB) 및 우단의 전압(VB')은 도 17(c)에 나타내는 형태로 각각 변화된다.The output of the amplifier 51 and the output of the amplifier 51 'at a predetermined time point are shown as, for example, the upper line and the lower line in Fig. 17A. In this case, the voltage V A at the left end and the voltage V A ′ at the right end of the A-phase winding 1A in FIG. 16 are respectively changed in the form shown in FIG. 17 (b). The voltage V B at the left end and the voltage V B ′ at the right end of the B-phase winding 1B in FIG. 17 are respectively changed in the form shown in FIG. 17 (c).

도 17의 스위칭 시퀀스에 의하면, 동 도면(d)에 나타내는 바와 같이, A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 각 단자 전압의 평균값이 항상 전원 전압(V)의 절반정도로 된다. 즉, 상기 단자 전압의 평균값의 변동이 억제된다.According to the switching sequence of FIG. 17, as shown to the same figure (d), the average value of each terminal voltage of A-phase winding 1A and B-phase winding 1B always becomes about half of power supply voltage V. As shown in FIG. That is, the fluctuation of the average value of the terminal voltage is suppressed.

도 18의 (a) 및 (b)는 각각 A상 권선(1A)을 좌측으로부터 우측 방향으로 전류가 흐르고 있는 상태를 나타내고 있다. 동 도면(a)에서는 스위칭 소자(Q1,Q4)를 통해서 전류가 흐르고, 또한, 동 도면(b)에서는 스위칭 소자(Q2,Q3)에 병렬 접속된 각 환류 다이오드를 통해서 전류(환류 전류)가 흐르고 있다. 도 19에 상기 각 전류의 파형을 나타낸다. 이 도 19에 나타내는 T1,T2는 각각 도 18(a),(b)에 있어서의 A상 권선(1A)의 통전 주기이다.18A and 18B show a state in which current flows through the A-phase winding 1A from left to right, respectively. In the drawing (a), a current flows through the switching elements Q1 and Q4, and in the drawing (b), a current (reflux current) flows through each of the flyback diodes connected in parallel to the switching elements Q2 and Q3. have. 19 shows the waveforms of the respective currents. T1 and T2 shown in this FIG. 19 are the energization periods of the A-phase winding 1A in FIG. 18 (a), (b), respectively.

그런데, 상기 스위칭 시퀀스에 의하면 A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 각 단자 전압의 평균값은 억제되지만, 도 17(b),(c)에 나타내는 바와 같이, 양 권선(1A 및 1B)에 항상 전원 전압(V)이 인가되게 된다. 이 때문에, 권선(1A,1B)에 대 한 인가 전압의 극성이 변화될 때마다 상기 권선(1A,1B)을 흐르는 전류가 di/dt=V/L(L은 권선(1A,1B)의 인덕턴스)로 표현되는 변화율로 크게 변동하게 된다(도 19 참조). 이와 같이, 권선 전류가 크게 변동하면 권선(1A,1B)의 저항에 의한 동손 및 철판에서 발생하는 철손이 커진다.By the way, according to the said switching sequence, although the average value of each terminal voltage of A phase winding 1A and B phase winding 1B is suppressed, as shown to FIG. 17 (b), (c), both windings 1A and 1B are shown. ) Is always applied to the power supply voltage (V). For this reason, whenever the polarity of the voltage applied to the windings 1A, 1B changes, the current flowing through the windings 1A, 1B is di / dt = V / L (L is the inductance of the windings 1A, 1B). The rate of change is largely fluctuated by the rate of change expressed by) (see FIG. 19). As described above, when the winding current fluctuates greatly, copper loss caused by the resistance of the windings 1A and 1B and iron loss generated in the iron plate become large.

상기 권선 전류의 변동을 억제하기 위해서 스위칭 시퀀스 중에 권선(1A)(권선(1B))의 양단을 동전위로 접속하여 권선 전류를 환류시킨다는 모드를 설정하는 것이 고려된다. In order to suppress the fluctuation of the winding current, it is considered to set a mode in which the winding current is refluxed by connecting both ends of the winding 1A (winding 1B) in a coincidence during the switching sequence.

도 20은 권선 전류를 환류시킨다는 모드를 실현하도록 구성한 2상 모터용 제어 장치를 나타내고 있다. 이 도 20에 있어서 제어부(500A)는 비교기(54) 및 인버터(55)를 부가한 점에서 도 16에 나타내는 제어부(50A)와 상위하고, 마찬가지로, 제어부(500B)는 비교기(54') 및 인버터(55')를 부가한 점에서 동 도면에 나타내는 제어부(50B)와 상위한다.Fig. 20 shows a control device for a two-phase motor configured to realize a mode of refluxing a winding current. 20, the control part 500A differs from the control part 50A shown in FIG. 16 by the addition of the comparator 54 and the inverter 55, and similarly, the control part 500B has the comparator 54 'and the inverter. It differs from the control part 50B shown by the same figure at the point which added 55 '.

제어부(500A)에 있어서의 한쪽의 비교기(52)는 증폭기(51)의 출력과 제 1 기준 삼각파를 비교함으로써 스위칭 소자(Q1)를 온오프 제어하는 신호를 형성하고, 또한, 이 비교기(52)의 출력에 접속된 인버터(53)는 스위칭 소자(Q2)를 온오프 제어하는 신호를 형성한다.One comparator 52 in the control unit 500A forms a signal for controlling the switching element Q1 on and off by comparing the output of the amplifier 51 with the first reference triangular wave, and the comparator 52 The inverter 53 connected to the output of the signal forms a signal for controlling the switching element Q2 on and off.

제어부(500A)에 있어서의 다른쪽의 비교기(54)는 상기 증폭기(51)의 출력과 상기 제 1 기준 삼각파는 180°위상이 어긋난 제 2 기준 삼각파를 비교함으로써 스위칭 소자(Q4)를 온오프 제어하는 신호를 형성하고, 또한, 이 비교기(54)의 출력에 접속된 인버터(55)는 스위칭 소자(Q3)를 온오프 제어하는 신호를 형성한다.The other comparator 54 in the controller 500A controls the switching element Q4 on and off by comparing the output of the amplifier 51 and the second reference triangle wave 180 degrees out of phase with the first reference triangle wave. The inverter 55 connected to the output of the comparator 54 forms a signal for controlling the switching element Q3 on and off.

한편, 제어부(500B)에 있어서의 비교기(52',54') 및 인버터(53',55')는 제어부(500A)에 있어서의 비교기(52,54) 및 인버터(53)에 준한 동작을 실행하여 스위칭 소자(Q5~Q8)를 온오프 제어하는 신호를 형성한다.On the other hand, the comparators 52 'and 54' and the inverters 53 'and 55' in the control unit 500B perform operations corresponding to the comparators 52 and 54 and the inverter 53 in the control unit 500A. To form a signal for controlling the switching elements Q5 to Q8 on and off.

상기 제 1, 제 2 기준 삼각파에 대한 증폭기(51)의 출력 및 증폭기(51')의 출력은 소정 시점에 있어서 도 21(a)에 있어서의 상방의 라인 및 하방의 라인과 같이 각각 나타내어진다. 이 경우, 도 20에 있어서의 A상 권선(1A)의 좌단의 전압(VA) 및 우단의 전압(VA')은 도 21(b)에 나타내는 형태로 각각 변화되고, 또한, 도 20에 있어서의 B상 권선(1B)의 좌단의 전압(VB) 및 우단의 전압(VB')은 도 21(c)에 나타내는 형태로 각각 변화된다.The output of the amplifier 51 and the output of the amplifier 51 'with respect to the first and second reference triangular waves are shown as the upper line and the lower line in FIG. In this case, the voltage V A at the left end and the voltage V A ′ at the right end of the A-phase winding 1A in FIG. 20 are respectively changed in the form shown in FIG. 21 (b). The voltage V B at the left end and the voltage V B ′ at the right end of the B-phase winding 1B in FIG. 21 are changed in the form shown in FIG. 21 (c).

도 21에 나타내는 스위칭 시퀀스에 의하면 A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 각 단자 전압의 평균값이 동 도면(d)에 나타내는 형태로 변동된다. 즉, 0~V(V는 전원 전압)의 범위에 있어서 스위칭 상태가 변화될 때마다 V/4의 스텝으로 변동하게 된다. According to the switching sequence shown in FIG. 21, the average value of each terminal voltage of the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B fluctuates in the form shown in FIG. That is, whenever the switching state is changed in the range of 0 to V (V is the power supply voltage), the voltage is varied in the step of V / 4.

도 22의 (a)~(d)는 각각 A상 권선(1A)을 좌로부터 우측 방향으로 전류가 흐르고 있는 상태를 나타내고 있다. 동 도면(a)에서는 스위칭 소자(Q1,Q4)를 통해서 전류가 흐르고, 또한 동 도면(b)에서는 스위칭 소자(Q2)에 병렬 접속된 환류 다이오드 및 스위칭 소자(Q4)를 통해서 전류가 흐르고 있다. 또한, 동 도면(c)에서는 스위칭 소자(Q1,Q4)를 통해서 상기 전류가 흐르고, 또한 동 도면(d)에서는 스위칭 소자(Q1)와, 스위칭 소자(Q3)에 병렬 접속된 환류 다이오드를 통해서 상기 전류가 흐르고 있다. 도 23에 상기 각 전류의 파형을 나타낸다. 이 도 23에 나타내는 T1~T4는 각각 도 22(a)~(d)에 있어서의 통전 주기이다.22A to 22D show a state in which current flows in the A-phase winding 1A from left to right, respectively. In the figure (a), a current flows through the switching elements Q1 and Q4, and in the figure (b), a current flows through the reflux diode and the switching element Q4 connected in parallel to the switching element Q2. In the drawing (c), the current flows through the switching elements Q1 and Q4. In the drawing (d), the current flows through the switching element Q1 and the reflux diode connected in parallel to the switching element Q3. Current is flowing. Fig. 23 shows waveforms of the respective currents. T1-T4 shown in this FIG. 23 is an energization period in FIG.22 (a)-(d), respectively.

도 22(a),(c)의 상태에서는 A상 권선(1A)에 전원 전압(V)이 인가되므로, 이 A상 권선(1A)을 흐르는 전류가 di/dt=V/L로 표현되는 변화율로 변화된다. 한편, 도 22(b),(d)의 상태에서는 A상 권선(1A)의 양단이 동전위로 되므로, 이 권선(1A)의 전류가 상기 권선(1A)의 저항이나 환류 다이오드의 내부 저항에 의해 완만하게 감소하게 된다.In the state of Figs. 22A and 22C, the power supply voltage V is applied to the A-phase winding 1A, so that the current flowing through this A-phase winding 1A is expressed as di / dt = V / L. Is changed. On the other hand, in the state of Figs. 22 (b) and (d), since both ends of the A-phase winding 1A are coincident, the current of this winding 1A is caused by the resistance of the winding 1A or the internal resistance of the freewheeling diode. It will slowly decrease.

도 24는 전류를 0으로 제어하고 있을 때(동 도면(a) 참조)의 스위칭 시퀀스를 나타낸다. 이 스위칭 시퀀스에 있어서는, 동 도면(b) 및 (c)로부터 명확해지는 바와 같이, A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 양단이 전원의 플러스측에 접속되는 상태와 GND측에 접속되는 상태가 듀티 50%로 반복된다.Fig. 24 shows a switching sequence when the current is controlled to zero (see the same figure (a)). In this switching sequence, as is clear from Figs. (B) and (c), both ends of the A-phase winding 1A and B-phase winding 1B are connected to the positive side of the power supply and to the GND side. The repeating state is repeated at 50% duty.

이 상태에서는 A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 인가 전압이 0이므로, 이들 권선(1A,1B)에 전류는 흐르지 않는다. 그러나, 이 상태에 있어서는, 도 24(d)에 나타내는 바와 같이, A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 각 단자 전압의 평균값의 변동의 크기가 전원 전압(V)으로 되고, 이 때문에 모터 프레임의 전압 변동은 최대로 된다.In this state, since the applied voltage of the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B is 0, no current flows through these windings 1A and 1B. However, in this state, as shown in Fig. 24 (d), the magnitude of variation in the average value of the terminal voltages of the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B is the power supply voltage V. Therefore, the voltage variation of the motor frame is maximized.

[특허문헌1] 「STEP MOTOR SYSTEM DESIGN HANDBOOK」Secobd Edition Albert C.Leenhouts Published by Litchfield Engineering Co., Kingman AZ U.S.A.1997[Patent Document 1] 「STEP MOTOR SYSTEM DESIGN HANDBOOK」 Secobd Edition Albert C.Leenhouts Published by Litchfield Engineering Co., Kingman AZ U.S.A.1997

이와 같이, 도 20에 나타내는 모터 제어 장치에 의하면 모터에 흐르는 전류의 변동(리플)은 저감되지만, A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 각 단자 전압의 평 균값의 변동이 커지므로, 모터 프레임 전압의 변화가 커지고, 바꾸어 말하면, 고주파의 누설 전류가 커지고, 전자파 장해가 발생할 우려가 있다.As described above, according to the motor control apparatus shown in FIG. 20, the variation (ripple) of the current flowing through the motor is reduced, but the variation in the average value of the terminal voltages of the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B increases. In other words, the change in the motor frame voltage becomes large, in other words, the high frequency leakage current may increase and electromagnetic interference may occur.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 모터에 흐르는 전류의 리플을 저감하면서 고주파 누설 전류를 효과적으로 억제할 수 있는 모터 제어 장치를 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a motor control device capable of effectively suppressing high frequency leakage current while reducing ripple of current flowing in a motor.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 독립된 상 권선을 갖는 모터에 적용되고, 상기 복수의 상 권선을 한쪽 세트의 상 권선과 다른쪽 세트의 상 권선으로 나누어 제어하는 모터 제어 장치로서, 상기 각 상 권선을 각각 구동하는 복수의 인버터식 구동 수단과, 상기 각 인버터식 구동 수단을 각각 PWM 제어하는 복수의 PWM 제어 수단을 구비하고, 상기 각 PWM 제어 수단은 대응하는 상기 인버터식 구동 수단이 그 구동 수단에 따른 상기 상 권선의 양단에 전원의 전압을 인가하는 상태, 상기 상 권선의 양단을 상기 전원의 플러스측에 접속시키는 상태, 및 상기 권선의 양단을 상기 전원의 마이너스측에 접속시키는 상태를 취할 수 있는 스위칭 시퀀스를 실행하도록 구성되고, 또한, 상기 한쪽 세트의 상 권선에 따른 상기 구동 수단에 대응한 PWM 제어 수단과, 상기 다른쪽 세트의 상 권선에 따른 상기 구동 수단에 대응한 PWM 제어 수단은 상기 한쪽 세트에 포함되는 1개 이상의 상 권선의 양단이 상기 전원의 플러스측에 접속되어 있을 때에 상기 다른쪽 세트에 포함되는 모든 상 권선의 적어도 일단을 상기 전원의 마이너스측에 접속시키고, 상기 한쪽 세트에 포함되는 1개 이상의 상 권선의 양단이 상기 전원의 마이너스측에 접속되어 있을 때에 상기 다른쪽 세트에 포함되는 모든 상 권선의 적어도 일단을 상기 전원의 플러스측에 접속시키도록 서로의 스위칭 시퀀스의 위상 관계를 설정한 구성 을 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention is applied to a motor having a plurality of independent phase windings, and the motor control device for controlling the plurality of phase windings divided into one set of phase windings and the other set of phase windings, And a plurality of inverter control means for driving each phase winding, respectively, and a plurality of PWM control means for PWM control of each inverter drive means, wherein each of the PWM control means has a corresponding inverter drive means. A state in which a voltage of a power supply is applied to both ends of the phase winding according to the driving means, a state in which both ends of the phase winding are connected to the positive side of the power supply, and a state in which both ends of the winding are connected to the negative side of the power supply. PWM control, configured to execute a switching sequence which can be taken, and also corresponding to the drive means according to the one set of phase windings And a PWM control means corresponding to the driving means according to the other set of phase windings is connected to the other set when both ends of one or more phase windings included in the one set are connected to the plus side of the power supply. At least one end of all phase windings included is connected to the negative side of the power supply, and when both ends of one or more phase windings included in the one set are connected to the negative side of the power supply, The phase relationship of the switching sequence of each other is set so that at least one end of a phase winding may be connected to the plus side of the said power supply.

상기 각 인버터식 구동 수단은 대응하는 상 권선의 일단과 상기 전원의 정극간 및 부극간에 각각 개재시킨 제 1 및 제 2 스위칭 소자와, 상기 상 권선의 타단과 상기 전원의 정극간 및 부극간에 각각 개재시킨 제 3 및 제 4 스위칭 소자를 구비할 수 있다.Each of the inverter driving means includes first and second switching elements interposed between one end of a corresponding phase winding and the positive electrode and the negative electrode of the power supply, respectively, and between the other end of the phase winding and the positive electrode and the negative electrode of the power supply, respectively. The third and fourth switching elements can be provided.

상기 각 PWM 제어 수단 중 상기 한쪽 세트의 상 권선을 구동하는 인버터식 구동 수단에 대응한 PWM 제어 수단은 상기 전류 지령에 대한 상기 상 권선의 전류값의 편차와 제 1 기준 삼각파의 비교에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 제어하고, 상기 상 권선의 전류값의 편차와 상기 제 1 기준 삼각파는 위상이 180° 어긋난 제 2 기준 삼각파의 비교에 기초하여 상기 제 3 및 제 4 스위칭 소자를 제어하도록 구성되고, 상기 각 PWM 제어 수단 중 상기 다른쪽 세트의 상 권선을 구동하는 인버터식 구동 수단에 대응한 PWM 제어 수단은 상기 전류 지령에 대한 상기 상 권선의 전류값의 편차와 상기 제 2 기준 삼각파의 비교에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 제어하고, 상기 상 권선의 전류값의 편차와 상기 제 1 기준 삼각파의 비교에 기초하여 상기 제 3 및 제 4 스위칭 소자 스위칭 소자를 제어하도록 구성된다.The PWM control means corresponding to the inverter type drive means for driving said one set of phase windings among said PWM control means is based on a comparison of the deviation of the current value of said phase winding with respect to said current command and a first reference triangle wave. The first and second switching elements are controlled, and the deviation of the current value of the phase winding and the first reference triangular wave control the third and fourth switching elements based on a comparison of the second reference triangular wave with 180 ° out of phase. And a PWM control means corresponding to an inverter type driving means for driving the other set of phase windings among the PWM control means, wherein the deviation of the current value of the phase winding with respect to the current command and the second reference triangular wave. Controlling the first and second switching elements based on a comparison of the second and third switching elements, based on a comparison of the current value of the phase winding and the first reference triangle wave. And a fourth switching element switching element.

본 발명은 상기 상 권선을 2개 혹은 3개 이상 구비한 모터에 적용할 수 있다.The present invention can be applied to a motor having two or three or more phase windings.

<발명의 효과>Effect of the Invention

본 발명에 의하면 모터에 흐르는 전류의 리플이 저감된다. 또한, 커먼 모드 전압의 변동이 저감되므로, 커먼 모드 코일 등의 부품을 사용하는 일 없이 모터의 프레임 전압의 변동에 기인한 고주파 누설 전류를 대폭적으로 억제할 수 있다. 따라서, EMI(전자파 장해)를 억제 혹은 방지한 모터의 제어가 가능하게 된다.According to the present invention, the ripple of the current flowing through the motor is reduced. Moreover, since the fluctuation | variation of a common mode voltage is reduced, the high frequency leakage current resulting from the fluctuation of the frame voltage of a motor can be suppressed significantly, without using components, such as a common mode coil. Therefore, it becomes possible to control the motor which suppresses or prevents EMI (electromagnetic interference).

도 1은 2상 모터(예컨대, 2상 스테핑 모터)에 적용한 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 실시형태를 나타내는 회로도이다. 이 도 1에 있어서는 도 20에 나타내는 요소와 동일 혹은 공통되는 요소에 동일한 참조번호를 붙이고 있다. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor control apparatus according to the present invention applied to a two-phase motor (for example, a two-phase stepping motor). In FIG. 1, the same reference numerals are given to the same or common elements as those shown in FIG.

본 실시형태에 따른 모터 제어 장치는 도 20에 나타내는 제어 장치와 마찬가지로 구동부(3A,3B) 및 전류 검출기(7A,7B)를 구비하고 있다. 제어부(5A)는 도 20에 나타내는 제어부(500A)와 동일한 구성의 구성을 갖는다. 이것에 대해서 제어부(5B)는 비교기(52',54')에 입력시키는 기준 삼각파의 종별에 있어서 도 20에 나타낸 제어부(500B)와 상위하고 있다.The motor control device according to the present embodiment includes the driving units 3A and 3B and the current detectors 7A and 7B similarly to the control device shown in FIG. 20. The control part 5A has the structure of the same structure as the control part 500A shown in FIG. On the other hand, the control part 5B differs from the control part 500B shown in FIG. 20 in the classification of the reference triangular wave input to the comparator 52 ', 54'.

즉, 도 20에 나타낸 제어부(500B)는 비교기(52')에 제 1 기준 삼각파를 입력하고, 비교기(54')에 상기 제 1 기준 삼각파와는 위상이 180° 어긋난 제 2 기준 삼각파를 각각 입력하도록 구성되어 있다. 이것에 대해서 제어부(5B)는 비교기(52')에 제 2 기준 삼각파를 입력하고, 비교기(54')에 제 1 기준 삼각파를 입력하도록 구성되어 있다.That is, the controller 500B shown in FIG. 20 inputs the first reference triangular wave to the comparator 52 ', and inputs the second reference triangular wave 180 degrees out of phase with the first reference triangular wave to the comparator 54'. It is configured to. On the other hand, the control part 5B is comprised so that a 2nd reference triangular wave may be input to the comparator 52 'and a 1st reference triangular wave is input to the comparator 54'.

다음에, 상기 구성을 갖는 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치의 작용을 설명한다.Next, the operation of the motor control apparatus according to the present embodiment having the above configuration will be described.

소정 시점에서의 상기 증폭기(51 및 51')의 출력은, 예컨대, 도 2(a)에 있어 서의 상측의 라인 및 하측의 라인과 같이 각각 나타내어진다. 이 경우, 도 1에 있어서의 A상 권선(1A)의 좌단의 전압(VA) 및 우단의 전압(VA')은 도 2(b)에 나타내는 형태(도 21(b)에 나타내는 형태와 마찬가지)로 각각 변화된다. 한편, 도 1에 있어서의 B상 권선(1B)의 좌단의 전압(VB) 및 우단의 전압(VB')은 도 2(c)에 나타내는 형태(도 21(c)에 나타내는 전압(VB 및 VB')의 이송을 180° 어긋나게 한 형태)로 변화된다.The outputs of the amplifiers 51 and 51 'at a predetermined time point are shown, for example, as in the upper line and the lower line in Fig. 2A. In this case, the voltage V A at the left end and the voltage V A ′ at the right end of the A-phase winding 1A in FIG. 1 are the same as those shown in FIG. 2B (FIG. 21B). The same). On the other hand, the voltage V B at the left end and the voltage V B ′ at the right end of the B-phase winding 1B in FIG. 1 are shown in FIG. 2 (c) (the voltage V shown in FIG. 21 (c)). B and V B ′) are shifted by 180 °).

이 도 2의 스위칭 시퀀스의 경우, 개별의 상 권선(1A,1B)의 전류 경로 및 전류 파형은 도 21의 스위칭 시퀀스의 경우의 것(도 22, 도 23 참조)과 바뀌지 않지만, 상 권선(1A,1B)의 각 단자 전압의 평균값의 변동이 도 2(d)에 나타내는 바와 같이 대폭적으로 억제되게 된다.In the switching sequence of FIG. 2, the current path and current waveform of the individual phase windings 1A and 1B are not changed from those of the switching sequence of FIG. 21 (see FIGS. 22 and 23), but the phase winding 1A Variation in the average value of each terminal voltage of 1B) is significantly suppressed as shown in Fig. 2 (d).

즉, 도 21의 스위칭 시퀀스에서는 상 권선(1A,1B)의 각 단자 전압의 평균값이 0~V의 범위에서 변동(도 21(d) 참조)하는 것에 대하여, 도 2의 스위칭 시퀀스에서는, 동 도면(d)에 나타내는 바와 같이, 상기 평균값이 V/4~3V/4의 범위에서 변동하게 된다. 즉, 도 21의 스위칭 시퀀스의 경우에 비해서 상기 평균값의 변동폭이 절반정도로 억제되게 된다.That is, in the switching sequence of FIG. 21, the average value of the terminal voltages of the phase windings 1A and 1B fluctuates in the range of 0 to V (see FIG. 21D). As shown in (d), the said average value will fluctuate in the range of V / 4-3V / 4. That is, compared with the switching sequence of FIG. 21, the variation of the average value is suppressed by about half.

또한, 도 2의 스위칭 시퀀스에서는 상기 평균값의 변동폭이 V/2에서 벗어나는 시간이 짧아지므로, 대부분의 시간에 있어서 상기 평균값이 V/2로 안정하게 된다. 즉, 예컨대, 모터를 저속 회전 혹은 정지시켰을 때에 있어서는 각 상 권선(1A,1B)에 전압을 인가하는 시간이 짧아도 상기 권선(1A,1B)에 전류를 흘릴 수 있으므로, 순간적으로는 상기 상 권선(1A,1B)의 각 단자 전압의 평균값이 V/4나 3V/4로 변동하게 되지만, 대부분의 시간에 있어서 상기 평균값이 V/2로 안정된다.In addition, in the switching sequence of FIG. 2, since the time when the fluctuation range of the average value deviates from V / 2 becomes short, the average value becomes stable at V / 2 for most of the time. That is, for example, when the motor is rotated at low speed or stopped, current can flow through the windings 1A and 1B even if the time for applying voltage to each of the phase windings 1A and 1B is short. Although the average value of each terminal voltage of 1A, 1B) fluctuates to V / 4 or 3V / 4, the said average value is stabilized to V / 2 for most of the time.

도 3은, 동 도면(a)에 나타내는 바와 같이, 전류를 0으로 제어하고 있을 때(증폭기(51,51')의 출력이 0일 때)의 스위칭 시퀀스를 나타낸다. 이 스위칭 시퀀스에 있어서는, 동 도면(b),(c)로부터 명확해지는 바와 같이, A상 권선(1A) 및 B상 권선(1B)의 각 양단이 전원의 플러스측에 접속되는 상태와 GND측에 접속되는 상태가 듀티 50%의 비율로 반복된다. 따라서, 각 상 권선(1A,1B)에는 전류가 흐르지 않는다.3 shows a switching sequence when the current is controlled to 0 (when the outputs of the amplifiers 51 and 51 'are 0), as shown in FIG. In this switching sequence, as is clear from Figs. (B) and (c), both ends of the A-phase winding 1A and the B-phase winding 1B are connected to the positive side of the power supply and the GND side. The connected state is repeated at a rate of 50% duty. Therefore, no current flows through each of the phase windings 1A and 1B.

이 결과, 이 스위칭 시퀀스에서는, 동 도면(d)에 나타내는 바와 같이, 각 상 권선(1A,1B)의 각 단자 전압의 평균값이 일정(V/2)하게 되어 변동되지 않는다.As a result, in this switching sequence, as shown in the drawing (d), the average value of each terminal voltage of each phase winding 1A, 1B becomes constant (V / 2) and does not fluctuate.

상기 실시형태에 의하면 모터에 흐르는 전류의 리플을 저감할 수 있고, 또한, 커먼 모드 코일 등의 부품을 추가하는 일 없이 모터의 프레임 전압의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 동손 및 철판에서 발생하는 철손을 가능한 한 억제하면서 고주파 누설 전류를 대폭적으로 삭감하여 EMI(전자파 장해)를 억제할 수 있다.According to the said embodiment, the ripple of the electric current which flows into a motor can be reduced, and the fluctuation | variation of the frame voltage of a motor can be suppressed, without adding components, such as a common mode coil. Therefore, EMI (electromagnetic interference) can be suppressed by drastically reducing high frequency leakage current while suppressing iron loss generated in copper loss and iron plate as much as possible.

본 발명은 2상 모터뿐만 아니라, 3개 이상의 독립된 상 권선을 갖는 다상(3상, 4상, 5상, 6상 등)의 모터에도 유효하게 적용할 수 있다. 도 4 및 도 9에 3상 모터에 적용하는 경우 및 4상 모터에 적용하는 경우의 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 실시형태를 각각 나타낸다.The present invention can be effectively applied not only to a two-phase motor but also to a motor of a multiphase (three phase, four phase, five phase, six phase, etc.) having three or more independent phase windings. 4 and 9 show an embodiment of a motor control apparatus according to the present invention, respectively, when applied to a three-phase motor and when applied to a four-phase motor.

도 4에 나타내는 모터 제어 장치는 도 1의 제어 장치에 스위칭 소자(Q9~Q12)로 이루어지는 구동부(3C)와, C상 권선(1C)의 전류를 검출하는 전류 검출기(7C)와, 구동부(3C)를 PWM 제어하는 제어부(5C)를 부가한 구성을 갖는다. 제어부(5C)는 도 1의 제어부(5A)에 대응하는 구성을 갖고, 전류 검출기(7C)의 출력과 제 1, 제 2 기준 삼각파에 기초하여 스위칭 소자(Q9~Q12)에 대한 온오프 제어 신호를 형성한다.The motor control apparatus shown in FIG. 4 includes a drive unit 3C including switching elements Q9 to Q12, a current detector 7C for detecting current of the C-phase winding 1C, and a drive unit 3C in the control device of FIG. ) Has a configuration in which a control unit 5C for PWM control is added. The control part 5C has the structure corresponding to the control part 5A of FIG. 1, The on-off control signal to switching elements Q9-Q12 based on the output of the current detector 7C, and a 1st, 2nd reference triangle wave. To form.

상기 제 1, 제 2 기준 삼각파에 대한 A상 증폭기(51), B상 증폭기(51') 및 C상 증폭기(51)의 각 출력이, 예컨대, 도 5 (a)에 있어서의 상, 중, 하의 라인으로 나타내는 값을 각각 갖는 경우, A상 권선(1A)의 좌단의 전압(VA) 및 우단의 전압(VA')은 동 도면(b)에 나타내는 형태로, B상 권선(1B)의 좌단의 전압(VB) 및 우단의 전압(VB')은 동 도면(c)에 나타내는 형태로, C상 권선(1C)의 좌단의 전압(VC) 및 우단의 전압(VC')은 동 도면(c)에 나타내는 형태로 각각 변화된다. 이 결과, A상 권선(1A), B상 권선(1B) 및 C상 권선(1C)의 각 단자 전압의 평균값은 동 도면(e)에 나타내는 형태로 변동, 즉, 2V/6(V/3)~4V/6(2V/3)의 범위에서 변동하게 된다.Each of the outputs of the A-phase amplifier 51, the B-phase amplifier 51 'and the C-phase amplifier 51 with respect to the first and second reference triangle waves is, for example, phase, middle, in FIG. When each has the value shown by the lower line, the voltage V A of the left end of the A phase winding 1A, and the voltage V A 'of the right end are shown in the figure (b), and the B phase winding 1B The voltage at the left end of the voltage V B and the voltage at the right end of the voltage V B ′ are in the form shown in the same figure (c), and the voltage V C at the left end of the C-phase winding 1C and the voltage at the right end (V C '). Are respectively changed to the form shown in the figure (c). As a result, the average value of each terminal voltage of the A-phase winding 1A, the B-phase winding 1B, and the C-phase winding 1C fluctuates in the form shown in the drawing (e), that is, 2 V / 6 (V / 3). ) Will fluctuate within the range of 4V / 6 (2V / 3).

도 6은 전류를 0으로 제어하고 있을 때의 스위칭 시퀀스를 나타낸다. 이 스위칭 시퀀스에 있어서는 각 상 권선(1A,1B 및 1C)에 전류가 흐르지 않고, 또한, 각 상 권선(1A,1B 및 1C)의 각 단자 전압의 평균값이 2V/6(V/3)~4V/6(2V/3)의 범위에서 변화되게 된다.6 shows a switching sequence when the current is controlled to zero. In this switching sequence, no current flows through each of the phase windings 1A, 1B, and 1C, and the average value of each terminal voltage of each of the phase windings 1A, 1B, and 1C is 2V / 6 (V / 3) to 4V. It is changed in the range of / 6 (2V / 3).

도 7 및 도 8은 상기 3상 모터를 도 20의 제어 장치의 구성에 준한 3상 모터 제어 장치로 제어한 경우에 있어서의 도 5 및 도 6에 대응하는 스위칭 시퀀스를 각각 나타내고 있다. 도 5(e)와 도 7(e)의 대비 및 도 6(e)와 도 8(e)의 대비로부터 명확해지는 바와 같이, 도 4에 나타내는 본 발명의 제어 장치에 의하면 각 상 권선 의 단자 전압의 평균값의 변동이 억제되고, 또한, 상기 평균값의 변동폭이 V/2로부터 벗어나는 시간이 짧아진다.7 and 8 show the switching sequences corresponding to FIGS. 5 and 6 in the case where the three-phase motor is controlled by the three-phase motor controller according to the configuration of the controller of FIG. 20. As apparent from the contrast between Figs. 5 (e) and 7 (e) and the contrasts of Figs. 6 (e) and 8 (e), according to the control device of the present invention shown in Fig. 4, the terminal voltage of each phase winding The fluctuation of the average value of is suppressed, and the time for which the fluctuation range of the average value deviates from V / 2 is shortened.

도 9에 나타내는 4상 모터용의 제어 장치는 도 4의 제어 장치에 스위칭 소자(Q13~Q16)로 이루어지는 구동부(3D)와, D상 권선(1D)의 전류를 검출하는 전류 검출기(7D)와, 구동부(3D)를 PWM 제어하는 제어부(5D)를 부가한 구성을 갖는다. 제어부(5D)는 도 4의 제어부(5B)에 대응하는 구성을 갖고, 전류 검출기(7D)의 출력과 제 1, 제 2 기준 삼각파에 기초하여 스위칭 소자(Q13~Q16)에 대한 온오프 제어 신호를 형성한다.The control device for a four-phase motor shown in FIG. 9 includes a drive unit 3D including switching elements Q13 to Q16, a current detector 7D for detecting a current of the D-phase winding 1D, and a control device of FIG. And the control part 5D which PWM-controls the drive part 3D. The control part 5D has the structure corresponding to the control part 5B of FIG. 4, The on-off control signal to the switching elements Q13-Q16 is based on the output of the current detector 7D, and the 1st, 2nd reference triangle wave. To form.

상기 제 1, 제 2 기준 삼각파에 대한 A상 증폭기(51), B상 증폭기(51'), C상 증폭기(51) 및 D상 증폭기(51')의 각 출력이, 예컨대, 도 10(a)의 상방으로부터 하방을 향해 순차적으로 배열하는 라인으로 나타내어지는 경우, A상 권선(1A)의 좌단의 전압(VA) 및 우단의 전압(VA')은 동 도면(b)에 나타내는 형태로, B상 권선(1B)의 좌단의 전압(VB) 및 우단의 전압(VB')은 동 도면(c)에 나타내는 형태로, C상 권선(1C)의 좌단의 전압(VC) 및 우단의 전압(VC')은 동 도면(d)에 나타내는 형태로, 또한, D상 권선(1D)의 좌단의 전압(VD) 및 우단의 전압(VD')은 동 도면(e)에 나타내는 형태로 각각 변화된다. 이 결과, 권선(1A), 권선(1B), 권선(1C) 및 권선(1D)의 각 단자 전압의 평균값은 동 도면(f)에 나타내는 형태로 변동되는 것, 즉, 3V/8~5V/8의 범위에서 변동하게 된다.Each output of the A-phase amplifier 51, the B-phase amplifier 51 ', the C-phase amplifier 51, and the D-phase amplifier 51' for the first and second reference triangle waves is, for example, FIG. In the case of a line arranged sequentially from above to below, the voltage V A at the left end of the A-phase winding 1A and the voltage V A ′ at the right end are in the form shown in FIG. , The voltage V B at the left end of the B-phase winding 1B and the voltage V B ′ at the right end are shown in the drawing (c), and the voltage V C at the left end of the C-phase winding 1C and The voltage V C 'at the right end is shown in the drawing (d), and the voltage V D at the left end and the voltage V D ' at the right end of the D-phase winding 1D are the same as in the drawing (e). Each is changed into the form shown in the figure. As a result, the average value of each terminal voltage of the winding 1A, the winding 1B, the winding 1C, and the winding 1D varies in the form shown in the same figure f, that is, 3V / 8 to 5V / It will fluctuate in the range of 8.

도 11은 전류를 0으로 제어하고 있을 때의 스위칭 시퀀스를 나타낸다. 이 스 위칭 시퀀스에 있어서는 각 상 권선(1A,1B,1C 및 1D)에 전류가 흐르지 않고, 또한, 각 상 권선(1A,1B,1C 및 1D)의 각 단자 전압의 평균값이 V/2로 고정되게 된다.11 shows a switching sequence when the current is controlled to zero. In this switching sequence, no current flows through each of the phase windings 1A, 1B, 1C, and 1D, and the average value of each terminal voltage of each of the phase windings 1A, 1B, 1C, and 1D is fixed at V / 2. Will be.

도 12 및 도 13은 상기 4상 모터를 도 20의 제어 장치의 구성에 준한 구성의 4상 모터 제어 장치로 제어한 경우에 있어서의 도 10 및 도 11에 대응하는 스위칭 시퀀스를 각각 나타내고 있다. 도 10(f)와 도 12(f)의 대비 및 도 11(f)와 도 13(f)의 대비로부터 명확해지는 바와 같이, 도 9에 나타내는 본 발명의 제어 장치에 의하면, 각 상 권선의 단자 전압의 평균값의 변동이 억제되고, 또한, 상기 평균값의 변동폭이 V/2로부터 벗어나는 시간이 짧아진다.12 and 13 show switching sequences corresponding to FIGS. 10 and 11 in the case where the four-phase motor is controlled by the four-phase motor control device having the configuration corresponding to that of the control device of FIG. 20. As apparent from the contrast between FIG. 10 (f) and FIG. 12 (f) and the contrast between FIG. 11 (f) and FIG. 13 (f), according to the control device of the present invention shown in FIG. The fluctuation of the average value of the voltage is suppressed, and the time for which the fluctuation range of the average value deviates from V / 2 is shortened.

이상의 설명으로부터 명확해지는 바와 같이, 상기 각 실시형태에 따른 모터 제어 장치는 복수의 독립된 상 권선을 갖는 모터에 적용되고, 이 복수의 상 권선을 한쪽 세트의 상 권선과 다른쪽 세트의 상 권선으로 나누어 제어하는 것이다.As will be apparent from the above description, the motor control apparatus according to each of the above embodiments is applied to a motor having a plurality of independent phase windings, and the plurality of phase windings are divided into one set of phase windings and the other set of phase windings. To control.

즉, 한쪽 세트의 상 권선에 따른 구동부에 대응한 PWM 제어부 및 다른쪽 세트의 상 권선에 따른 구동부에 대응한 PWM 제어부가 한쪽의 세트에 포함되는 1개 이상의 상 권선의 양단이 전원의 플러스측에 접속되어 있을 때에 다른쪽의 세트에 포함되는 모든 상 권선의 적어도 일단을 전원의 마이너스측에 접속시키고, 한쪽의 세트에 포함되는 1개 이상의 상 권선의 양단이 전원의 마이너스측에 접속되어 있을 때에, 다른쪽의 세트에 포함되는 모든 상 권선의 적어도 일단을 전원의 플러스측에 접속시키는 스위칭 시퀀스를 실행해서 모터를 제어한다.That is, both ends of the one or more phase windings included in one set of the PWM control unit corresponding to the driving unit according to one set of phase windings and the PWM control unit corresponding to the driving unit according to the other set of phase windings are connected to the positive side of the power supply. When at least one end of all phase windings included in the other set is connected to the negative side of the power supply when connected, and both ends of one or more phase windings included in one set are connected to the negative side of the power supply, The motor is controlled by executing a switching sequence that connects at least one end of all phase windings included in the other set to the plus side of the power supply.

또한, 상기 각 실시형태에 따른 모터 제어 장치는 복수의 독립된 상 권선을 갖는 여러가지의 모터, 예컨대, 스테핑 모터, 브러시리시 모터, 인덕션 모터 등의 제어에도 적용할 수 있다.The motor control apparatus according to each of the above embodiments can also be applied to control of various motors having a plurality of independent phase windings, for example, stepping motors, brushless motors, induction motors, and the like.

또한, 상기 실시형태에서는 아날로그 회로를 이용하여 모터의 전류 제어를 실행하고 있지만, CPU 등의 마이크로 프로세서를 이용한 디지털 회로에 의한 전류 제어를 실행하는 구성도 채용가능하다.In the above embodiment, the current control of the motor is executed by using an analog circuit, but a configuration in which current control by a digital circuit using a microprocessor such as a CPU is executed may also be adopted.

도 1은 2상 모터에 적용한 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 실시형태를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor control device according to the present invention applied to a two-phase motor.

도 2는 도 1의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스의 일례를 나타내는 차트이다.FIG. 2 is a chart showing an example of a switching sequence of the motor control device of FIG. 1.

도 3은 전류를 0으로 제어하고 있을 때의 도 1의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스를 나타내는 차트이다.3 is a chart showing a switching sequence of the motor control apparatus of FIG. 1 when the current is controlled to zero.

도 4는 3상 모터에 적용한 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 실시형태를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor control device according to the present invention applied to a three-phase motor.

도 5는 도 4의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스의 일례를 나타내는 차트이다.FIG. 5 is a chart showing an example of a switching sequence of the motor control apparatus of FIG. 4.

도 6은 전류를 0으로 제어하고 있을 때의 도 4의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스를 나타내는 차트이다.6 is a chart showing a switching sequence of the motor control apparatus of FIG. 4 when the current is controlled to zero.

도 7은 비교예의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스의 일례를 나타내는 차트이다.7 is a chart showing an example of a switching sequence of the motor control device of the comparative example.

도 8은 전류를 0으로 제어하고 있을 때의 비교예의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스를 나타내는 차트이다.8 is a chart showing a switching sequence of the motor control device of the comparative example when the current is controlled to zero.

도 9는 4상 모터에 적용한 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 실시형태를 나타내는 회로도이다.9 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor control device according to the present invention applied to a four-phase motor.

도 10은 도 9의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스의 일례를 나타내는 차트이 다.FIG. 10 is a chart showing an example of a switching sequence of the motor control device of FIG. 9.

도 11은 전류를 0으로 제어하고 있을 때의 도 9의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스를 나타내는 차트이다.FIG. 11 is a chart showing a switching sequence of the motor control apparatus of FIG. 9 when the current is controlled to zero.

도 12는 비교예의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스의 일례를 나타내는 차트이다.12 is a chart showing an example of a switching sequence of a motor control device of a comparative example.

도 13은 전류를 0으로 제어하고 있을 때의 비교예의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스를 나타내는 차트이다.It is a chart which shows the switching sequence of the motor control apparatus of the comparative example at the time of controlling the electric current to zero.

도 14는 부유용량을 고려한 권선의 등가 회로도이다.14 is an equivalent circuit diagram of a winding in consideration of stray capacitance.

도 15는 2상 모터의 고주파 등가 회로도이다.15 is a high frequency equivalent circuit diagram of a two-phase motor.

도 16은 종래의 모터 제어 장치의 일례를 나타내는 회로도이다.It is a circuit diagram which shows an example of the conventional motor control apparatus.

도 17은 도 16의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스를 나타내는 차트이다.FIG. 17 is a chart illustrating a switching sequence of the motor control apparatus of FIG. 16.

도 18은 도 16의 모터 제어 장치의 A상 권선에 대한 전류 경로를 예시한 회로도이다.FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a current path for an A-phase winding of the motor control apparatus of FIG. 16.

도 19는 도 18에 나타내는 각 전류의 파형도이다.19 is a waveform diagram of each current shown in FIG. 18.

도 20은 비교예에 따른 2상 모터 제어 장치의 일례를 나타내는 회로도이다.20 is a circuit diagram showing an example of a two-phase motor control device according to a comparative example.

도 21은 도 20의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스를 나타내는 차트이다.FIG. 21 is a chart illustrating a switching sequence of the motor control apparatus of FIG. 20.

도 22는 도 20의 모터 제어 장치의 A상 권선에 관한 전류 경로를 예시한 회로도이다.FIG. 22 is a circuit diagram illustrating a current path with respect to the A-phase winding of the motor control apparatus of FIG. 20.

도 23은 도 22에 나타내는 각 전류의 파형도이다.FIG. 23 is a waveform diagram of each current shown in FIG. 22.

도 24는 전류를 0으로 제어하고 있을 때의 도 20의 모터 제어 장치의 스위칭 시퀀스를 나타내는 차트이다.24 is a chart showing a switching sequence of the motor control device of FIG. 20 when the current is controlled to zero.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

1A : A상 권선 1B : B상 권선1A: A phase winding 1B: B phase winding

1C : C상 권선 1D : D상 권선1C: C phase winding 1D: D phase winding

3A~3D : 구동부 5A~5D : 제어부3A ~ 3D: Drive part 5A ~ 5D: Control part

7A~7D : 전류 검출기 51,51' : 증폭기7A ~ 7D: Current Detector 51,51 ': Amplifier

52,54,52',54' : 비교기 53,55,53',55' : 인버터52,54,52 ', 54': Comparator 53,55,53 ', 55': Inverter

Claims (4)

복수의 독립된 상 권선을 갖는 모터에 적용되고, 상기 복수의 상 권선을 한쪽 세트의 상 권선과 다른쪽 세트의 상 권선으로 나누어 제어하는 모터 제어 장치로서:A motor control device applied to a motor having a plurality of independent phase windings, wherein the plurality of phase windings are divided into one set of phase windings and the other set of phase windings to control: 상기 각 상 권선을 각각 구동하는 복수의 인버터식 구동 수단, 및A plurality of inverter driving means for respectively driving said phase windings, and 상기 각 인버터식 구동 수단을 각각 PWM 제어하는 복수의 PWM 제어 수단을 구비하고;A plurality of PWM control means for PWM controlling each inverter drive means respectively; 상기 각 PWM 제어 수단은,Each PWM control means, 대응하는 상기 인버터식 구동 수단이 그 구동 수단에 따른 상기 상 권선의 양단에 전원의 전압을 인가하는 상태, 상기 상 권선의 양단을 상기 전원의 플러스측에 접속시키는 상태, 및 상기 권선의 양단을 상기 전원의 마이너스측에 접속시키는 상태를 취할 수 있는 스위칭 시퀀스를 실행하도록 구성되고,Corresponding inverter-driven means for applying a voltage of a power source to both ends of the phase winding according to the drive means, connecting both ends of the phase winding to the positive side of the power source, and both ends of the winding Configured to execute a switching sequence capable of taking a state that connects to the negative side of the power source, 또한, 상기 한쪽 세트의 상 권선에 따른 상기 구동 수단에 대응한 PWM 제어 수단과, 상기 다른쪽 세트의 상 권선에 따른 상기 구동 수단에 대응한 PWM 제어 수단은,Further, the PWM control means corresponding to the driving means according to the one set of phase windings, and the PWM control means corresponding to the driving means according to the other set of phase windings, 상기 한쪽 세트에 포함되는 1개 이상의 상 권선의 양단이 상기 전원의 플러스측에 접속되어 있을 때에 상기 다른쪽 세트에 포함되는 모든 상 권선의 적어도 일단을 상기 전원의 마이너스측에 접속시키고, 상기 한쪽 세트에 포함되는 1개 이상의 상 권선의 양단이 상기 전원의 마이너스측에 접속되어 있을 때에 상기 다른쪽 세트에 포함되는 모든 상 권선의 적어도 일단을 상기 전원의 플러스측에 접속시키도록 서로의 스위칭 시퀀스의 위상 관계를 설정한 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.When both ends of the one or more phase windings included in the one set are connected to the positive side of the power supply, at least one end of all phase windings included in the other set is connected to the negative side of the power supply, and the one set Phases of the switching sequences of each other so as to connect at least one end of all phase windings included in the other set to the positive side of the power supply when both ends of the one or more phase windings included in are connected to the negative side of the power supply. The motor control apparatus which has a structure which set the relationship. 제 1 항에 있어서, 상기 각 인버터식 구동 수단은 대응하는 상 권선의 일단과 상기 전원의 정극간 및 부극간에 각각 개재시킨 제 1 및 제 2 스위칭 소자와, 상기 상 권선의 타단과 상기 전원의 정극간 및 부극간에 각각 개재시킨 제 3 및 제 4 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.2. The inverter of claim 1, wherein each inverter driving means comprises: first and second switching elements interposed between one end of a corresponding phase winding and a positive electrode and a negative electrode of the power supply, respectively, and the other end of the phase winding and the positive electrode of the power supply. And a third and a fourth switching element interposed between the negative electrode and the negative electrode, respectively. 제 2 항에 있어서, 상기 각 PWM 제어 수단 중 상기 한쪽 세트의 상 권선을 구동하는 인버터식 구동 수단에 대응한 PWM 제어 수단은 전류 지령에 대한 상기 상 권선의 전류값의 편차와 제 1 기준 삼각파의 비교에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 제어하고, 상기 상 권선의 전류값의 편차와 상기 제 1 기준 삼각파는 위상이 180° 어긋난 제 2 기준 삼각파의 비교에 기초하여 상기 제 3 및 제 4 스위칭 소자를 제어하도록 구성되고, 상기 각 PWM 제어 수단 중 상기 다른쪽 세트의 상 권선을 구동하는 인버터식 구동 수단에 대응한 PWM 제어 수단은 상기 전류 지령에 대한 상기 상 권선의 전류값의 편차와 상기 제 2 기준 삼각파의 비교에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 제어하고, 상기 상 권선의 전류값의 편차와 상기 제 1 기준 삼각파의 비교에 기초하여 상기 제 3 및 제 4 스위칭 소자를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.3. The PWM control means according to claim 2, wherein the PWM control means corresponding to the inverter type driving means for driving said one set of phase windings of each of said PWM control means is characterized by the deviation of the current value of said phase winding with respect to a current command and the first reference triangular wave. Controlling the first and second switching elements based on a comparison, wherein the deviation of the current value of the phase winding and the first reference triangle wave are based on a comparison of the second reference triangle wave whose phase is shifted by 180 °; 4, the PWM control means configured to control the switching element, the inverter control means for driving the other set of phase windings of each of the PWM control means and the deviation of the current value of the phase winding with respect to the current command; Control the first and second switching elements based on the comparison of the second reference triangle wave, and based on the comparison of the current value of the phase winding with the comparison of the first reference triangle wave. And the third and fourth switching elements are configured to control the motor control apparatus. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터는 상기 상 권선을 2개 혹은 3개 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.The motor control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor includes two or three or more phase windings.
KR1020070083585A 2007-08-20 2007-08-20 Motor control device KR101312464B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070083585A KR101312464B1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Motor control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070083585A KR101312464B1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Motor control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090019281A true KR20090019281A (en) 2009-02-25
KR101312464B1 KR101312464B1 (en) 2013-09-27

Family

ID=40687113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070083585A KR101312464B1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Motor control device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101312464B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312464B1 (en) * 2007-08-20 2013-09-27 오리엔탈모터가부시끼가이샤 Motor control device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3425806B2 (en) * 1994-08-31 2003-07-14 三菱電機株式会社 Motor control device
JP4578142B2 (en) * 2004-04-22 2010-11-10 日本電産シバウラ株式会社 Brushless DC motor drive device
KR101312464B1 (en) * 2007-08-20 2013-09-27 오리엔탈모터가부시끼가이샤 Motor control device
KR20110097061A (en) * 2010-02-24 2011-08-31 엘지전자 주식회사 Controlling apparatus for inverter motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312464B1 (en) * 2007-08-20 2013-09-27 오리엔탈모터가부시끼가이샤 Motor control device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101312464B1 (en) 2013-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7088595B2 (en) Reversible buck-boost chopper circuit, and inverter circuit with the same
US8508961B2 (en) Power conversion apparatus
JP4941686B2 (en) Power converter
US8587248B2 (en) Method for controlling a polyphase converter with distributed energy stores at low output frequencies
CN108604875B (en) Power conversion device
US20100259206A1 (en) Method for driving an electrical converter and associated apparatus
US20120206076A1 (en) Motor-driving apparatus for variable-speed motor
US7253574B2 (en) Effective switching frequency multiplier inverter
JP6089978B2 (en) PAM drive device for switched reluctance motor
US20210288506A1 (en) Power system of electric vehicle
WO2012086095A1 (en) Motor-driving apparatus for driving three-phase motor of variable speed type
JP7218460B2 (en) 3-phase motor drive
JP6662208B2 (en) Power output device
KR101384063B1 (en) Power supply device for permanent magnet field type linear motor and pwm inverter for permanent magnet field type motor
JP5040585B2 (en) Power conversion system
US7786690B2 (en) Motor control apparatus
KR101312464B1 (en) Motor control device
JP3250555B2 (en) Inverter device for switch reluctance motor and control method thereof
JP2017070056A (en) Inverter driving device
JP4776394B2 (en) Motor control device
US10526007B2 (en) Power conversion device, control method for same, and electric power steering control device
CN101369799B (en) Motor controller
US9379659B2 (en) Lossless snubber drive for a permanent magnet synchronous motor
CN111034001B (en) Power conversion device and electric power steering device
JP7391130B2 (en) Inverter drive method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160712

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170907

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180703

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190705

Year of fee payment: 7