WO2023095542A1 - モータ駆動装置 - Google Patents
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- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
Definitions
- FIG. 13 is a graph showing an example of the relationship between the phase advance value of the output waveform output by the waveform output unit of the motor drive device according to the fourth embodiment and the torque command value.
- FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a motor drive device according to Embodiment 5. As shown in FIG.
- the second reference waveform is not limited to a trapezoidal wave.
- the second reference waveform may be a square wave or the like.
- the second waveform generation unit 22 detects the phase of the rotor and the number of rotations per unit time based on the pulse train output from the rotor position detection unit 41, and generates a second waveform based on the phase and number of rotations of the rotor. Determine the phase and period of the reference waveform.
- the second waveform generation section 22 outputs the second reference waveform corresponding to the determined phase and period to the waveform output section 23 .
- the second reference waveform is output as digital data, for example.
- Embodiment 2 A motor drive device according to Embodiment 2 will be described.
- the motor drive device according to the present embodiment differs from the motor drive device 10 according to the first embodiment in the configuration of the current supply section.
- the motor drive device according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. 10, focusing on differences from the motor drive device 10 according to the first embodiment.
- the current supply unit 130 has a PWM control unit 131, a power control unit 32, and a current detection unit 133.
- the motor driving device 110 according to the present embodiment also has the same effects as the motor driving device 10 according to the first embodiment.
- a lower limit set value and an upper limit set value are input from the threshold input unit 251 to the waveform output unit 223 according to the present embodiment.
- the waveform output unit 223 sets the composite lower limit value based on the lower limit set value input from the threshold input unit 251 and sets the composite upper limit value based on the upper limit set value input from the threshold input unit 251 .
- FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of motor drive device 410 according to the present embodiment.
- motor driving device 410 includes waveform control section 20 , current supply section 30 , rotor position detection section 41 , phase control section 442 and phase setting section 443 .
- phase setting information input from the phase setting section 443 to the phase control section 442 it is possible to adjust the relationship between the torque command value and the advance angle value as shown in FIG. Therefore, it is possible to adjust the relationship between the torque command value and the advance angle value according to the characteristics of the motor 12 and the like.
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Abstract
モータ駆動装置(10)は、モータ(12)のロータ位置を検出するロータ位置検出部(41)と、ロータ位置に基づいて第一基準波形を生成する第一波形生成部(21)と、ロータ位置に基づいて第一基準波形と異なる第二基準波形を生成する第二波形生成部(22)と、トルク指令値に基づいて、第一基準波形、第二基準波形、又は、第一基準波形、及び第二基準波形の合成波形を出力波形として出力する波形出力部(23)と、出力波形に基づいて生成されたモータ電流をモータ(12)に供給する電流供給部(30)とを備え、波形出力部(23)は、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を変える。
Description
本開示は、モータ駆動装置に関する。
従来、モータを駆動するモータ駆動装置において、モータに供給する電流の波形を正弦波状、又は矩形波状に切り替える技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたモータ駆動装置においては、モータに供給する電流の波形を、矩形波を含む形状とすることで、高回転数、高トルクでのモータ駆動を可能にしようとしている。
しかしながら、特許文献1に記載されたモータ駆動装置においては、モータの回転数を上昇させるために電流の波形を正弦波の形状から矩形波を含む形状に切り替える際に、モータのトルクが急激に変動するという問題がある。このようなトルク変動に伴い騒音及び振動が発生するという問題もある。
本開示は、このような課題を解決するものであり、駆動可能な回転数の範囲が大きく、かつ、回転数の変化に伴うトルクの急激な変動を抑制できるモータ駆動装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係るモータ駆動装置の一態様は、トルク指令値に基づいてモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、前記ロータ位置に基づいて第一基準波形を生成する第一波形生成部と、前記ロータ位置に基づいて前記第一基準波形と異なる第二基準波形を生成する第二波形生成部と、前記トルク指令値に基づいて、前記第一基準波形、前記第二基準波形、又は、前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成波形を出力波形として出力する波形出力部と、前記出力波形に基づいて生成されたモータ電流を前記モータに供給する電流供給部とを備え、前記波形出力部は、前記トルク指令値に応じて、前記合成波形における前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成比率を変える。
本開示によれば、駆動可能な回転数の範囲が大きく、かつ、回転数の変化に伴うトルクの急激な変動を抑制できるモータ駆動装置を提供できる。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。
また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
実施の形態1に係るモータ駆動装置について説明する。
実施の形態1に係るモータ駆動装置について説明する。
[1-1.全体構成]
本実施の形態に係るモータ駆動装置の全体構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係るモータ駆動装置10の機能構成を示すブロック図である。図1には、モータ駆動装置10と併せて、モータ駆動装置10によって駆動されるモータ12も示されている。
本実施の形態に係るモータ駆動装置の全体構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係るモータ駆動装置10の機能構成を示すブロック図である。図1には、モータ駆動装置10と併せて、モータ駆動装置10によって駆動されるモータ12も示されている。
モータ駆動装置10は、トルク指令値に基づいてモータ12を駆動する装置である。モータ駆動装置10は、トルク指令値に基づいて、モータ12に電流を供給することで、モータ12が備えるロータ(不図示)を回転させる。本実施の形態では、トルク指令値は、モータ駆動装置10の外部から入力される。図1に示されるように、モータ駆動装置10は、波形制御部20と、電流供給部30と、ロータ位置検出部41とを備える。
ロータ位置検出部41は、モータ12のロータ位置を検出する検出器である。ロータ位置検出部41は、例えばホール素子などを用いて、ロータ位置(つまり、ロータの回転位置)を検出し、所定の回転角度毎にパルス信号を出力する。本実施の形態では、ロータ位置検出部41は、波形制御部20の第一波形生成部21、及び第二波形生成部22にパルス信号を出力する。
波形制御部20は、モータ12に供給する電流の波形を制御する処理部である。波形制御部20は、トルク指令値と、ロータ位置検出部41が検出したロータ位置とに基づいて、モータ12に供給する電流の波形を制御する。本実施の形態では、波形制御部20は、第一波形生成部21と、第二波形生成部22と、波形出力部23とを有する。
第一波形生成部21は、第一基準波形を生成する処理部である。本実施の形態では、第一波形生成部21は、ロータ位置検出部41が検出したロータ位置に基づいて第一基準波形を生成する。第一基準波形は、モータ12の回転数が比較的低い低速領域においてモータ駆動装置10がモータ12に供給する電流の波形である。本実施の形態では、第一基準波形は、正弦波である。第一波形生成部21は、ロータ位置検出部41から出力されるパルス信号列に基づいて、ロータの位相と、単位時間当たりの回転数とを検出し、ロータの位相及び回転数に基づいて、第一基準波形の位相及び周期を決定する。第一波形生成部21は、決定した位相及び周期に対応する第一基準波形を波形出力部23に出力する。第一基準波形は、例えば、デジタルデータとして出力される。
第二波形生成部22は、第二基準波形を生成する処理部である。本実施の形態では、第二波形生成部22は、ロータ位置検出部41が検出したロータ位置に基づいて、第一基準波形と異なる第二基準波形を生成する。第二基準波形は、モータ12の回転数が比較的高い高速領域においてモータ駆動装置10がモータ12に供給する電流の波形である。本実施の形態では、第二基準波形は、台形波である。モータ12に供給する電流の波形を台形波とすることで、正弦波を用いる場合より、モータ12の効率(供給電流量に対するモータ回転数の比)は低下するものの、より高回転での駆動が可能となる。なお、第二基準波形は、台形波に限定されない。例えば、第二基準波形は、矩形波などであってもよい。第二波形生成部22は、ロータ位置検出部41から出力されるパルス列に基づいて、ロータの位相と、単位時間当たりの回転数とを検出し、ロータの位相及び回転数に基づいて、第二基準波形の位相及び周期を決定する。第二波形生成部22は、決定した位相及び周期に対応する第二基準波形を波形出力部23に出力する。第二基準波形は、例えば、デジタルデータとして出力される。
波形出力部23は、トルク指令値に基づいて、第一基準波形、第二基準波形、又は、第一基準波形、及び第二基準波形の合成波形を出力波形として出力する処理部である。波形出力部23は、第一波形生成部21から第一基準波形を取得し、第二波形生成部22から第二基準波形を取得する。波形出力部23は、出力波形を電流供給部30のPWM(Pulse Width Modulation)制御部31へ出力する。波形出力部23の詳細な動作については、後述する。
電流供給部30は、波形出力部23から出力された出力波形に基づいて生成されたモータ電流をモータ12に供給する。本実施の形態では、電流供給部30は、PWM制御部31と、パワー制御部32とを有する。
PWM制御部31は、波形出力部23が出力した出力波形に基づいて、PWM信号を出力する処理部である。PWM制御部31が出力するPWM信号は、パワー制御部32が有するスイッチングトランジスタの通電期間に対応する。PWM制御部31は、出力するPWM信号のデューティ比を、波形出力部23が出力した出力波形に応じて変調する。
パワー制御部32は、PWM制御部31が出力するPWM信号に基づいて、モータ12に電流を供給する回路である。パワー制御部32は、例えば、ハイサイドスイッチングトランスタと、ローサイドスイッチングトランジスタとの直列回路を複数組有し、各直列回路の中間接続点にモータ12が接続されるブリッジ回路を有する。各スイッチングトランジスタには、PWM制御部31から出力されたPWM信号が入力される。これにより、各スイッチングトランジスタが、PWM信号に対応する通電期間だけ通電される。したがって、PWM信号に対応する波形の電流、つまり、波形出力部23の出力波形に対応する波形の電流をモータ12に供給することができる。
[1-2.波形出力部の動作]
本実施の形態に係る波形出力部23の動作について説明する。まず、波形出力部23が出力する波形について図2を用いて説明する。
本実施の形態に係る波形出力部23の動作について説明する。まず、波形出力部23が出力する波形について図2を用いて説明する。
図2は、本実施の形態に係る波形出力部23が出力する波形に含まれる第一基準波形の比率と、トルク指令値との関係の一例を示すグラフである。図2に示されるように、波形出力部23は、トルク指令値が合成下限値VT1未満である場合に、つまり、トルク指令値が低速領域にある場合に、第一基準波形を出力する。波形出力部23は、トルク指令値が合成上限値VT2より大きい場合に、つまり、トルク指令値が高速領域にある場合に、第二基準波形を出力する。波形出力部23は、トルク指令値が合成下限値以上、合成上限値以下である場合に、つまり、トルク指令値が中間領域にある場合に、第一基準波形、及び第二基準波形の合成波形を出力する。
波形出力部23は、トルク指令値が中間領域にある場合に、図2に示されるように、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形の比率、言い換えると、第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を変える。波形出力部23は、第一基準波形、及び第二基準波形の全位相に対して加重平均を行うことで合成波形を生成する。つまり、各位相における第一基準波形の値、及び第二基準波形の値のそれぞれに、合成比率に応じた重み係数を乗算して加算することで、合成波形を生成する。波形出力部23は、トルク指令値に応じて、各基準波形に乗算する重み係数を変えることで、合成比率を変える。
波形出力部23は、さらに、トルク指令値に応じて、出力波形の振幅を変える。波形出力部23が出力する出力波形の振幅について図3を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係る波形出力部23が出力する出力波形の振幅とトルク指令値との関係の一例を示すグラフである。図3に示されるように、例えば、波形出力部23は、トルク指令値が合成下限値VT1未満の場合に、トルク指令値に応じて第一基準波形の振幅を変える。これに伴い、パワー制御部32からモータ12への供給電流量を変えることができるため、モータ12の回転数を変えることができる。具体的には、波形出力部23は、低速領域において、トルク指令値が大きくなるにしたがって、出力波形の振幅を増大する。
また、本実施の形態では、波形出力部23は、図3に示されるように、中間領域においては振幅を一定とする。なお、波形出力部23は、中間領域においても、低速領域と同様に、トルク指令値が大きくなるにしたがって、出力波形の振幅を増大してもよい。また、図3には示されないが、波形出力部23は、高速領域において、トルク指令値に応じて第二基準波形の振幅を変えてもよい。
続いて、第一基準波形、第二基準波形、及び合成波形の例を図4~図8を用いて説明する。図4は、本実施の形態に係る第一基準波形の一例を示すグラフである。図5~図7の各々は、本実施の形態に係る合成波形の一例を示すグラフである。図8は、本実施の形態に係る第二基準波形の一例を示すグラフである。図4~図8の横軸は、時間を表し、縦軸は、各波形が示す値(波形値)を表す。
図4及び図8に示されるように、本実施の形態では、第一基準波形、及び第二基準波形は、それぞれ、正弦波、及び台形波である。このような第一基準波形、及び第二基準波形を用いる場合に、波形出力部23は、図2に示されるトルク指令値VTa、Vtb、及びVTcにおいて、それぞれ、図5、図6、及び図7に示される合成波形を出力する。
図5に示される合成波形においては、第一基準波形と、第二基準波形との合成比率は、75:25(つまり、3:1)である。波形出力部23は、トルク指令値がVTaの場合に、第一基準波形の値に重み係数として0.75を乗算した値と、第二基準波形の値に重み係数として0.25を乗算した値とを加算することで、図5に示される合成波形を生成する。
図6に示される合成波形においては、第一基準波形と、第二基準波形との合成比率は、50:50(つまり、1:1)である。波形出力部23は、トルク指令値がVTbの場合に、第一基準波形の値に重み係数として0.50を乗算した値と、第二基準波形の値に重み係数として0.50を乗算した値とを加算することで、図6に示される合成波形を生成する。
図7に示される合成波形においては、第一基準波形と、第二基準波形との合成比率は、25:75(つまり、1:3)である。波形出力部23は、トルク指令値がVTcの場合に、第一基準波形の値に重み係数として0.25を乗算した値と、第二基準波形の値に重み係数として0.75を乗算した値とを加算することで、図7に示される合成波形を生成する。
以上のように、本実施の形態に係る波形出力部23は、低速領域に適した第一基準波形、及び、高速領域に適した第二基準波形を出力することができる。このため、本実施の形態に係るモータ駆動装置10では、一つの基準波形だけを用いるモータ駆動装置より、モータ12を駆動可能な回転数の範囲を拡大することができる。
さらに、本実施の形態に係る波形出力部23は、中間領域において、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を変える。これにより、図4~図8に示されるように、トルク指令値の変化に応じて、合成波形の形状が急激に変化することを抑制できる。したがって、モータ駆動装置10からモータ12に供給される電流の波形の急激な変化を抑制できるため、トルク指令値の変化(つまり、モータ12の回転数の変化)に伴うトルクの急激な変動を抑制できる。このため、モータ12から発生する騒音及び振動を抑制できる。
本実施の形態では、図2に示されるように、波形出力部23は、中間領域においてトルク指令値に応じて、合成波形の合成比率を連続的に変化させる。これにより、モータ駆動装置10からモータ12に供給される電流の波形の急激な変化をより一層抑制できるため、モータ12の回転数の変化に伴うトルクの急激な変動をより一層抑制できる。このため、モータ12から発生する騒音及び振動をより一層抑制できる。
ここで、合成比率を連続的に変化させる構成には、合成比率を実質的に連続に変化させる構成も含まれる。例えば、合成波形に含まれる第一基準波形又は第二基準波形の比率が、連続的に変化するトルク指令値に応じて離散的(つまり、ステップ状)に変化する構成のうち、離散的に変化する比率の最小変化量が十分に小さい構成も、合成比率を実質的に連続的に変化させる構成に含まれる。例えば、離散的に変化する比率の最小変化量が、5%以下である構成も、合成比率を実質的に連続的に変化させる構成に含まれる。
なお、波形出力部23が出力する合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率の変化の態様は図2に示される例に限定されない。合成比率の変化の態様の他の例について、図9を用いて説明する。図9は、本実施の形態に係る波形出力部23が出力する波形に含まれる第一基準波形の比率と、トルク指令値との関係の他の一例を示すグラフである。
図9に示されるように、波形出力部23は、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を複数の値に段階的に変えてもよい。図9に示される例では、合成比率を3段階にステップ状に変化させている。このような構成においても、トルク指令値の変化に応じて、合成波形の形状が急激に変化することを抑制できる。したがって、モータ駆動装置10からモータ12に供給される電流の波形の急激な変化を抑制できるため、モータ12の回転数の変化に伴うトルクの急激な変動を抑制できる。
(実施の形態2)
実施の形態2に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、電流供給部の構成において、実施の形態1に係るモータ駆動装置10と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態1に係るモータ駆動装置10との相違点を中心に、図10を用いて説明する。
実施の形態2に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、電流供給部の構成において、実施の形態1に係るモータ駆動装置10と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態1に係るモータ駆動装置10との相違点を中心に、図10を用いて説明する。
図10は、本実施の形態に係るモータ駆動装置110の構成を示すブロック図である。図10に示されるように、モータ駆動装置110は、波形制御部20と、電流供給部130と、ロータ位置検出部41とを備える。
本実施の形態に係る電流供給部130は、PWM制御部131と、パワー制御部32と、電流検出部133とを有する。
電流検出部133は、パワー制御部32からモータ12に供給されるモータ電流を検出する検出器である。電流検出部133は、検出したモータ電流の波形をPWM制御部131に出力する。本実施の形態に係る電流供給部130は、電流検出部133で検出されたモータ電流の波形が、波形出力部23が出力した出力波形に近づくようにモータ電流を制御する。つまり、電流供給部130は、電流検出部133が検出したモータ電流の波形に基づいてモータ電流をフィードバック制御する。
本実施の形態に係るPWM制御部131は、電流検出部133で検出されたモータ電流の波形が、波形出力部23が出力した出力波形に近づくようにPWM信号を制御する。具体的には、PWM制御部131は、PWM信号の各パルスのデューティ比を制御する。PWM制御部131は、例えば、PID(Proportional-Integral-Differential)制御を行ってもよい。
本実施の形態に係るモータ駆動装置110によっても、実施の形態1に係るモータ駆動装置10と同様の効果が奏される。
さらに、本実施の形態に係るモータ駆動装置110においては、電流検出部133で検出されたモータ電流の波形が、波形出力部23が出力した出力波形に近づくようにモータ電流を制御する。これにより、モータ電流の波形を出力波形により一層近づけることができるため、モータ電流の波形の出力波形とのずれを抑制できる。したがって、モータ電流の波形と出力波形とのずれが大きくなることに起因して、急激なトルク変動が発生することを抑制できる。
(実施の形態3)
実施の形態3に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、波形出力部の構成において、実施の形態1に係るモータ駆動装置10と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態1に係るモータ駆動装置10との相違点を中心に、図11を用いて説明する。
実施の形態3に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、波形出力部の構成において、実施の形態1に係るモータ駆動装置10と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態1に係るモータ駆動装置10との相違点を中心に、図11を用いて説明する。
図11は、本実施の形態に係るモータ駆動装置210の構成を示すブロック図である。図11に示されるように、モータ駆動装置210は、波形制御部220と、電流供給部30と、ロータ位置検出部41と、閾値入力部251とを備える。
閾値入力部251は、波形制御部220に、中間領域に係る閾値を入力する入力部である。本実施の形態では、閾値入力部251は、波形制御部220の波形出力部223に、合成下限値に対応する下限設定値と、合成上限値に対応する上限設定値とを入力する。なお、波形出力部223が、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を複数の値に段階的に変える場合には、閾値入力部251は、各段階の閾値と、各段階における合成比率とを入力してもよい。
本実施の形態に係る波形制御部220は、第一波形生成部21と、第二波形生成部22と、波形出力部223とを有する。
本実施の形態に係る波形出力部223には、閾値入力部251から下限設定値、及び上限設定値が入力される。波形出力部223は、閾値入力部251から入力された下限設定値に基づいて合成下限値を設定し、閾値入力部251から入力された上限設定値に基づいて合成上限値を設定する。
本実施の形態に係るモータ駆動装置210によれば、閾値入力部251から入力される下限設定値、及び上限設定値を変えることで、合成下限値、及び合成上限値を変えることができる。したがって、モータ12の特性などに応じて、トルク指令値と、出力波形との関係を調整することが可能となる。これにより、波形制御部220は、モータ12の特性と、トルク指令値とに適した出力波形を、電流供給部30に出力することができる。
なお、本実施の形態では、モータ駆動装置210は、閾値入力部251を備えたが、モータ駆動装置210は、閾値入力部251を備えなくてもよい。例えば、モータ駆動装置210は、外部の入力機器から各閾値が入力されてもよい。
(実施の形態4)
実施の形態4に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、出力波形の位相を制御する点において、実施の形態1に係るモータ駆動装置10と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態1に係るモータ駆動装置10との相違点を中心に、図12を用いて説明する。
実施の形態4に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、出力波形の位相を制御する点において、実施の形態1に係るモータ駆動装置10と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態1に係るモータ駆動装置10との相違点を中心に、図12を用いて説明する。
図12は、本実施の形態に係るモータ駆動装置310の構成を示すブロック図である。図12に示されるように、モータ駆動装置310は、波形制御部20と、電流供給部30と、ロータ位置検出部41と、位相制御部342とを備える。
位相制御部342は、トルク指令値が入力され、トルク指令値に基づいて、ロータ位置検出部41が検出したロータ位置と出力波形との位相差を変える処理部である。本実施の形態では、位相制御部342には、ロータ位置検出部41が検出したロータ位置が入力される。位相制御部342は、入力されたロータ位置をトルク指令値に応じて遅延させて、波形制御部20の第一波形生成部21、及び第二波形生成部22に出力する。これにより、ロータ位置の位相を制御することで、ロータ位置と、波形出力部23から出力される出力波形との位相差を制御することができる。
ここで、本実施の形態に係るモータ駆動装置310の出力波形の位相とトルク指令値との関係について図13を用いて説明する。図13は、本実施の形態に係るモータ駆動装置310の波形出力部23が出力する出力波形の位相の進角値と、トルク指令値との関係の一例を示すグラフである。
図13に示されるように、高速領域において、トルク指令値が増大するにしたがって、出力波形の進角値が増大する。出力波形の進角値を増大させることで、モータ12をより高い回転数で駆動することが可能となる。本実施の形態では、位相制御部342は、トルク指令値が位相変更閾値VT3以上である場合に、ロータ位置と出力波形と位相差を変える。図13に示されるように、位相変更閾値VT3は、合成下限値VT1以上、合成上限値VT2以下である。位相変更閾値VT3が、合成上限値VT2以下であることにより、高速領域において、位相制御部342が位相差を制御することができるため、モータ駆動装置310は、高速領域において、より高い回転数でモータ12を駆動できる。また、位相変更閾値VT3が、合成下限値VT1以上であることにより、低速領域において、進角値をゼロとして、モータ駆動装置310の効率を高めることができる。
(実施の形態5)
実施の形態5に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、出力波形とロータ位置との位相差と、トルク指令値との関係を変更できる点において、実施の形態4に係るモータ駆動装置310と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態4に係るモータ駆動装置310との相違点を中心に、図14を用いて説明する。
実施の形態5に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、出力波形とロータ位置との位相差と、トルク指令値との関係を変更できる点において、実施の形態4に係るモータ駆動装置310と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態4に係るモータ駆動装置310との相違点を中心に、図14を用いて説明する。
図14は、本実施の形態に係るモータ駆動装置410の構成を示すブロック図である。図14に示されるように、モータ駆動装置410は、波形制御部20と、電流供給部30と、ロータ位置検出部41と、位相制御部442と、位相設定部443とを備える。
位相設定部443は、ロータ位置検出部41が検出したロータ位置と、波形出力部23が出力する出力波形との位相差に係る情報である位相設定情報を位相制御部442に入力することで、当該位相差を設定する設定部である。位相設定情報には、例えば、位相変更閾値VT3(図13参照)が含まれる。位相設定情報には、さらに、トルク指令値が位相変更閾値以上である場合のトルク指令値に対する進角値の変化率(つまり、図13に示されるグラフの傾き)が含まれていてもよい。
本実施の形態に係る位相制御部442には、位相設定部443から位相設定情報が入力される。位相制御部442は、入力された位相設定情報に基づいてトルク指令値と、出力波形とロータ位置との位相差との関係を設定する。
これにより、位相設定部443から位相制御部442に入力する位相設定情報を変更することで、図13に示されるようなトルク指令値と進角値との関係を調整することができる。したがって、モータ12の特性などに応じて、トルク指令値と、進角値との関係を調整することが可能となる。
なお、本実施の形態では、モータ駆動装置410は、位相設定部443を備えたが、モータ駆動装置410は、位相設定部443を備えなくてもよい。例えば、モータ駆動装置410は、外部の入力機器から位相設定情報が入力されてもよい。
(変形例など)
以上、本開示について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
以上、本開示について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示に係るモータ駆動装置は、例えば、モータの騒音及び振動を抑制できるモータ駆動装置として様々な用途のモータに適用できる。
10、110、210、310、410 モータ駆動装置
12 モータ
20、220 波形制御部
21 第一波形生成部
22 第二波形生成部
23、223 波形出力部
30、130 電流供給部
31、131 PWM制御部
32 パワー制御部
41 ロータ位置検出部
133 電流検出部
251 閾値入力部
342、442 位相制御部
443 位相設定部
12 モータ
20、220 波形制御部
21 第一波形生成部
22 第二波形生成部
23、223 波形出力部
30、130 電流供給部
31、131 PWM制御部
32 パワー制御部
41 ロータ位置検出部
133 電流検出部
251 閾値入力部
342、442 位相制御部
443 位相設定部
Claims (12)
- トルク指令値に基づいてモータを駆動するモータ駆動装置であって、
前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、
前記ロータ位置に基づいて第一基準波形を生成する第一波形生成部と、
前記ロータ位置に基づいて前記第一基準波形と異なる第二基準波形を生成する第二波形生成部と、
前記トルク指令値に基づいて、前記第一基準波形、前記第二基準波形、又は、前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成波形を出力波形として出力する波形出力部と、
前記出力波形に基づいて生成されたモータ電流を前記モータに供給する電流供給部とを備え、
前記波形出力部は、前記トルク指令値に応じて、前記合成波形における前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成比率を変える
モータ駆動装置。 - 前記電流供給部は、前記モータ電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記電流供給部は、前記電流検出部で検出された前記モータ電流の波形が、前記出力波形に近づくように前記モータ電流を制御する
請求項1に記載のモータ駆動装置。 - 前記波形出力部は、
前記トルク指令値が合成下限値未満である場合に、前記第一基準波形を出力し、
前記トルク指令値が合成上限値より大きい場合に、前記第二基準波形を出力し、
前記トルク指令値が前記合成下限値以上、前記合成上限値以下である場合に、前記合成波形を出力する
請求項1又は2に記載のモータ駆動装置。 - 前記波形出力部には、前記合成下限値に対応する下限設定値が入力され、
前記波形出力部は、前記下限設定値に基づいて前記合成下限値を設定する
請求項3に記載のモータ駆動装置。 - 前記波形出力部は、前記トルク指令値が前記合成下限値未満の場合に、前記トルク指令値に応じて前記第一基準波形の振幅を変える
請求項3又は4に記載のモータ駆動装置。 - 前記第一基準波形は、正弦波である
請求項1~5のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記第二基準波形は、台形波である
請求項1~6のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記波形出力部は、前記トルク指令値に応じて、前記合成波形における前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成比率を複数の値に段階的に変える
請求項1~6のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記トルク指令値が入力され、前記トルク指令値に基づいて、前記ロータ位置と前記出力波形との位相差を変える位相制御部をさらに備える
請求項1~8のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記位相制御部には、前記位相差に係る位相設定情報が入力され、
前記位相制御部は、前記位相設定情報に基づいて前記トルク指令値と前記位相差との関係を設定する
請求項9に記載のモータ駆動装置。 - 前記トルク指令値が入力され、前記トルク指令値に基づいて、前記ロータ位置と前記出力波形との位相差を変える位相制御部をさらに備え、
前記位相制御部は、前記トルク指令値が位相変更閾値以上の場合に、前記位相差を変え、
前記位相変更閾値は、前記合成下限値以上、前記合成上限値以下である
請求項3~5のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記波形出力部は、前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の全位相に対して加重平均を行うことで、前記合成波形を生成する
請求項1~11のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021-192458 | 2021-11-26 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/040360 WO2023095542A1 (ja) | 2021-11-26 | 2022-10-28 | モータ駆動装置 |
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Citations (4)
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JPH08322279A (ja) * | 1995-05-29 | 1996-12-03 | Nippondenso Co Ltd | ブラシレスdcモータの制御装置 |
WO2013099203A1 (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | パナソニック株式会社 | モータインバータ装置 |
WO2019176109A1 (ja) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 日産自動車株式会社 | 電動機制御方法及び電動機制御装置 |
WO2020044890A1 (ja) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | インバータ装置 |
-
2022
- 2022-10-28 CN CN202280077200.XA patent/CN118369848A/zh active Pending
- 2022-10-28 WO PCT/JP2022/040360 patent/WO2023095542A1/ja unknown
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