(57)【要約】【課題】端子電圧の逆起電力がマスクされる期間を変化させる方法について具体的な記述がなく、どのような制御を行えば良いのか何ら明確になっていない。本発明は、電機子巻線の端子電圧に含まれる逆起電力を利用して回転子の位置検出を行う無刷子電動機の駆動装置において、通電相の切り換えにより発生する還流電流で還流ダイオードが導通することによりマスクされる端子電圧の逆起電力から得る位置検出信号を常に取得可能な無刷子電動機の駆動装置を提供する。【解決手段】逆起電力と中性点電圧とを比較してクロスする基準位置から電機子巻線の通電相切り換えまでの転流遅延角度を電気角５０°から逆起電力がマスクされる期間の電気角を減じた電気角とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無刷子電動機の電機子巻線の端子電圧に含まれる逆起電力から回転子位置を検出する無刷子電動機の駆動装置で、起動時は電機子巻線に強制的に通電して同期電動機として運転して、逆起電力が充分な大きさになるまで徐々に通電期間を短くして回転速度を上げ、逆起電力が充分な大きさになった後は、逆起電力と中性点電圧とを比較してクロスする位置を基準位置として、基準位置から電機子巻線の通電相切り換えまでの転流遅延角度を設定して、基準位置から転流遅延角度に相当する時間経過後に電機子巻線の通電相切り換えを行う無刷子電動機の駆動装置において、上記転流遅延角度の最大値を電気角３０°として、通電相の切り換えにより発生する還流電流で還流ダイオードが導通することにより端子電圧の逆起電力がマスクされる期間が電気角２０°を超えた場合においては、上記転流遅延角度を電気角５０°から逆起電力がマスクされる期間の電気角を減じた電気角とすることを特徴とする無刷子電動機の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無刷子電動機の駆動装置に係り、特に電機子巻線に発生する逆起電力を利用して回転子の位置検出信号を得る無刷子電動機の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無刷子電動機の電機子巻線の端子電圧に含まれる逆起電力から回転子位置を検出する無刷子電動機の駆動装置は、停止状態から起動する場合には逆起電力が発生していないため位置検出信号を得ることができない。このため、電機子巻線に強制的に通電して同期電動機として運転して、逆起電力が充分な大きさになるまで回転速度を上げた後、逆起電力から回転子位置を検出して運転を行う。
【０００３】
電機子巻線に発生する逆起電力を利用して回転子の位置検出を行う無刷子電動機の駆動装置の例として特開平０６−１２１５８３号がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１２１５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術における無刷子電動機の駆動装置は、通電相の切り換えにより発生する還流電流で還流ダイオードが導通することにより端子電圧の逆起電力がマスクされる期間を変化させる方法について具体的な記述がなく、どのような制御を行えば良いのか何ら明確になっていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、逆起電力と中性点電圧とを比較してクロスする基準位置から電機子巻線の通電相切り換えまでの転流遅延角度を電気角５０°から逆起電力がマスクされる期間の電気角を減じた電気角とすることにより達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明を適用することにより、通電相の切り換えにより発生する還流電流で還流ダイオードが導通することによりマスクされる端子電圧の逆起電力から得る位置検出信号を常に取得可能な無刷子電動機の駆動装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明による実施例の全体構成図である。１は交流電源、２は整流用のダイオード、３は平滑用のコンデンサ、４はブリッジインバータ、６は電流検出回路、７は電流制限回路、８は位置検出回路、９は起動信号発生回路、１０は切換回路、１１は回転速度測定回路、１２は回転速度司令回路、１３は回転速度比較回路、１４は電圧制御回路、１５はゲート制御回路、１６は変調回路であり、以上で無刷子電動機の駆動装置を構成している。５は無刷子電動機である。
【０００９】
無刷子電動機の電機子巻線の端子電圧に含まれる逆起電力から回転子位置を検出する、所謂、センサーレス１２０°通電方式による位置検出運転について説明する。従来より無刷子電動機をセンサーレス１２０°通電方式で起動する場合、同期電動機として運転を開始する同期運転起動方式を採用している。同期運転は起動信号発生回路９からの信号で電機子巻線の通電相を切り換え、徐々に回転速度を上昇させる。逆起電力が充分な大きさになるまで回転速度を上げた後、切換回路１０により逆起電力から回転子位置を検出して運転を行う位置検出運転に切り換える。位置検出回路８は非通電巻線の逆起電力を用いて回転子の磁極位置を検出する。非通電巻線の逆起電力と中性点電位を比較してクロスする位置を基準位置として、基準位置から予め設定された電機子巻線の通電相切り換えまでの転流遅延角度に相当する時間経過後に電機子巻線の通電相切り換えを行う位置検出信号を発生する。ここで、基準位置から予め設定された電機子巻線の通電相切り換えまでの転流遅延角度は、図２に示すように回転子位置が正しく運転されている場合は電気角で３０°である。
【００１０】
非通電巻線の逆起電力は通電相の切り換えにより発生する還流電流で還流ダイオードが導通することにより逆起電力が現れない、所謂、スパイク電圧が発生する。このスパイク電圧の幅は電機子巻線の定数、電流値、ブリッジインバータ４の電圧等により変化する。スパイク電圧の幅が電気角３０°と比較して充分小さければ、逆起電力と中性点電圧とを比較してクロスする位置する位置検出回路８は正常に動作する。しかしながら、スパイク電圧の幅が大きい場合、例えば電気角３０°を超えた場合、中性点電圧とクロスする位置の逆起電力が現れなくなってしまう。このような状態になると位置検出信号が得られず、無刷子電動機の運転を維持することはできない。スパイク電圧の幅が電気角３０°を超えない場合であっても、電気角３０°に近くなると誤検出が発生することが予想される。
【００１１】
センサーレス１２０°通電方式による無刷子電動機の駆動における電機子巻線の通電相と回転子の磁極位置の関係は最大のトルクを得られる位相が望ましいが、脱調しない範囲であれば位相差を持たせることが可能である。図３に逆起電力に対して電機子巻線の通電相の位相を進めた状態の端子電圧を示す。逆起電力に対して電機子巻線の通電相の位相を進めた場合、スパイク電圧の幅が大きくなっても逆起電力と中性点電圧とを比較してクロスする位置するまでの余裕を持たせることが可能となる。位置検出回路８はスパイク電圧の幅を測定して、最大値を電気角３０°として電気角５０°からスパイク電圧の幅の電気角を減じた値の転流遅延角度を設定する。スパイク電圧の幅は通常、電気角で１０°〜２０°であり、最大でもせいぜい４０°程度である。従って、本発明によればスパイク電圧の幅が変化した場合であっても、無刷子電動機の運転を継続させることが可能である。
【００１２】
回転速度司令回路１２は回転速度司令を発生し、回転速度測定回路１１の測定結果と回転速度比較回路が比較して、電圧制御回路１４および変調回路１６が作用して所定の回転速度を実現する。電流検出回路６、電流制限回路７は起動の異常時の過大電流を検出制御するものであり、これらは従来技術による無刷子電動機の駆動装置と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による無刷子電動機の駆動装置の全体構成図。
【図２】位置検出動作原理の説明図。
【図３】本発明による位置検出動作の説明図。
【符号の説明】
【００１４】
１…交流電源、２…整流用のダイオード、３…平滑用のコンデンサ、４…ブリッジインバータ、５無刷子電動機…、６…電流検出回路、７…電流制限回路、８…位置検出回路、９…起動信号発生回路、１０…切換回路、１１…回転速度測定回路、１２…回転速度司令回路、１３…回転速度比較回路、１４…電圧制御回路、１５…ゲート制御回路、１６…変調回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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