(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気角で１２０度位相が異なりロータの磁極位置を検出するセンサーを備えた３相モータと、前記センサーの電気角度６０度毎に出力されるＣＳ信号に応じて駆動制御するモータ制御装置とを備え、前記モータ制御装置は直流出力の一方に接続した入力遮断器と、インバータ部に接続された平滑コンデンサを備え、前記入力遮断器の作動によってモータ通電が停止した際に、前記ＣＳ信号のパターンに応じた放電時の通電パターンによってｑ軸電流成分が最小となるようモータに通電して平滑コンデンサの電荷を放電することを特徴とするモータの制御方法。
【請求項２】
入力遮断器が作動してモータ通電が停止した際に、ＣＳ信号０，１，１，１，０，０に対して、相コイルに−１，−０．５，０．５，１，０．５，−０．５または１，０．５，−０．５，−１，−０．５，０．５のパターンで通電する請求項１記載のモータの制御方法。
【請求項３】
入力遮断器が作動してモータ通電が停止した際に、ＣＳ信号１，１，１，０，０，０に対して、相コイルに−１，０，１，１，０，−１または１，０，−１，−１，０，１のパターンで通電する請求項１記載のモータの制御方法。
【請求項４】
相コイルの通電パターンを、ある周期毎に交互に反転させて通電する請求項２または請求項３記載のモータの制御方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項記載のモータの制御方法を用いたモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータ制御装置の直流電源部に備えた平滑コンデンサの電荷をモータ停止時に放電させる制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にモータ制御装置の直流電源部には平滑コンデンサが備わっており、コンデンサが充電状態で入力遮断されモータ通電が停止した際に、安全面の上から平滑コンデンサの電荷を放電する必要があり、ＤＣ・ＤＣコンバータを用いて放電させたり、抵抗器を用い
て放電させたりする方法が考えられている。
【０００３】
また、駆動用モータの制御方法は、モータに搭載されたロータの磁極位置を検出するセンサーとして、電気角度６０度毎に出力されるＣＳ信号と多パルスで構成されているエンコーダ信号を利用してモータの制御を行っている。
【０００４】
そして、絶対位置を出力しないタイプのエンコーダ信号を利用する場合、基準位置が入力されるまでは、ＣＳ信号の出力に応じて矩形波でモータ駆動制御をしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の充電された平滑コンデンサの電荷を放電する際に、モータ駆動制御とは別に構成部品が必要となったり、ＣＳ信号だけでモータへ通電して放電するとモータにトルクが発生したりするため、モータを用いた放電はできなかった。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、モータを駆動制御するために必要なロータの磁極位置センサー出力を用いて充電された平滑コンデンサの電荷を放電する安全性の高いモータの制御方法を安価に提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、互いに電気角で１２０度位相が異なりロータの磁極位置を検出するセンサーを備えた３相モータと、前記センサーの電気角度６０度毎に出力されるＣＳ信号に応じて駆動制御するモータ制御装置とを備え、前記モータ制御装置は直流出力の一方に接続した入力遮断器と、インバータ部に接続された平滑コンデンサを備え、前記入力遮断器の作動によってモータ通電が停止した際に、前記ＣＳ信号のパターンに応じた放電時の通電パターンによってｑ軸電流成分が最小となるようモータに通電して平滑コンデンサの電荷を放電するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１記載のモータの制御方法は、互いに電気角で１２０度位相が異なりロータの磁極位置を検出するセンサーを備えた３相モータと、前記センサーの電気角度６０度毎に出力されるＣＳ信号に応じて駆動制御するモータ制御装置とを備え、前記モータ制御装置は直流出力の一方に接続した入力遮断器と、インバータ部に接続された平滑コンデンサを備え、前記入力遮断器の作動によってモータ通電が停止した際に、前記ＣＳ信号のパターンに応じた放電時の通電パターンによってｑ軸電流成分が最小となるようモータに通電して平滑コンデンサの電荷を放電するので、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の別部品を用いることなく、発生トルクを最小化しながら平滑コンデンサの電荷を放電できる。
【０００９】
また、請求項２記載のモータ制御方法は、入力遮断器が作動してモータ通電が停止した際に、ＣＳ信号０，１，１，１，０，０に対して、相コイルに−１，−０．５，０．５，１，０．５，−０．５または１，０．５，−０．５，−１，−０．５，０．５のパターンで通電するので、放電電流を略正弦波で通電でき放電時の振動を最小にすることができ、平滑コンデンサの電荷を放電できる。
【００１０】
また、請求項３記載のモータ制御方法は、入力遮断器が作動してモータ通電が停止した際に、ＣＳ信号１，１，１，０，０，０に対して、相コイルに−１，０，１，１，０，−１または１，０，−１，−１，０，１のパターンで通電するので、モータ駆動時の駆動電流を略正弦波とできモータ駆動時の振動を最小とすることができ、かつ、放電時に平滑コンデンサの電荷を放電することができる。
【００１１】
また、請求項４記載のモータ制御方法は、相コイルの通電パターンを、ある周期毎に交互に反転させて通電するので、理想ｄ軸電流に対して矩形波状で放電電流を通電することによる発生トルクを最小化でき、放電時の振動を低減でき、平滑コンデンサの電荷を放電できる。
【００１２】
また、請求項１から請求項４のいずれか１項記載のモータの制御方法を用いることにより、安全性が高く、安価なモータ駆動装置が可能となる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１において、１は入力遮断器、２は平滑コンデンサ、３はモータへ通電するインバータ部、４は駆動する３相モータで、ロータの磁極位置を検出するセンサー５を内蔵している。６は制御部で、センサー５からの入力、各種入力信号に応じて３相モータ４への通電指令を演算し、インバータ部３を制御して３相モータ４を駆動制御する構成となっている。
【００１５】
入力遮断器１は、異常発生時やインバータが停止時に入力を遮断し、インバータ部３への電力供給を停止するが、入力遮断器１がＯＮされると平滑コンデンサ２が充電され、その後、入力遮断器１によって入力がＯＦＦ（遮断）されると平滑コンデンサ２は充電されたままの状態となる。
【００１６】
図２は本発明の平滑コンデンサの放電制御を説明するフローチャートであり、まず、モータへの通電状態は入力遮断器が作動（遮断）しているかどうかで判断する。作動していなければモータ駆動制御を続行、入力遮断器が作動しておれば放電制御に移行する。そして、後述するモータ駆動パターンに応じて、ｑ軸電流成分が最小となるようモータに通電して平滑コンデンサの電荷を放電する。
【００１７】
図３において、Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイルの理想ｑ軸電流（実線）およびＵ，Ｖ，Ｗ相コイルの理想ｄ軸電流（点線）であり、これに対して斜線部がＵ，Ｖ，Ｗ相コイルのｄ軸通電波形である。図４は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイルの理想ｑ軸電流（実線）に対する各相コイルの通電波形（斜線部の矩形波）で、ｄ軸電流はｑ軸電流に対して９０度位相がずれておりｄ軸電流をモータに印加してもトルクを発生することはなく、放電制御に利用する。
【００１８】
ここで、本発明の特徴であるロータの磁極位置を検出するセンサーの出力信号とモータ駆動時および放電制御時の通電パターンについて説明する。
【００１９】
図５の（ａ）は、ＣＳセンサーの出力信号を説明するもので、互いに電気角で１２０度位相が異なるＣＳ１からＣＳ３の各信号は、電気角度６０度毎に０，１，１，１，０，０のように出力され、３相モータの各相には各ＣＳ信号をベースにして通電される。
【００２０】
矩形波駆動の例として、ＣＳ１に対するＵ相の通電パターンについて説明する。図５の（ａ）のＣＳ１信号出力が０，１，１，１，０，０に対して、図３のＵ相のコイルに理想ｑ軸電流に近似させるために、図５の（ｂ）のＵ相駆動電流を正規化した値で０，１，１，０，−１，−１，０の順に１２０度通電する（図４の斜線部）。回転方向が逆の場合には、０，−１，−１，０，１，１，０の順に１２０度通電する。Ｖ相、Ｗ相も電気角１２０度位相が異なるだけで同様ＣＳ２，ＣＳ３信号出力に対して通電される。
【００２１】
ところで、矩形波駆動中に入力遮断器が作動してモータへの電力供給が遮断されると、
上述したように平滑コンデンサは充電状態なので誤って触れたりすると危険である。
【００２２】
そこで、平滑コンデンサの電荷を放電させながら発生トルクを最小にするため、Ｕ相コイルの理想ｑ軸電流と９０度位相のずれた理想ｄ軸電流を流せばよいのであるが、６０度毎のＣＳ出力信号から９０度位相のずれた信号は生成できない。
【００２３】
そこで本発明のように、ＣＳ１信号出力０，１，１，１，０，０に対して、Ｕ相コイルに−１，−０．５，０．５，１，０．５，−０．５のパターンで１８０度略正弦波通電（図３の斜線部）する。また、回転方向が逆であれば１，０．５，−０．５，−１，−０．５，０．５のパターンで通電する。これにより平滑コンデンサの電荷を消費できる。
【００２４】
なお、上記の通電パターンは理想ｄ軸電流成分に近似させただけなので、ある周期毎に交互に反転させれば、確実にｑ軸電流成分を最小にすることができる。
【００２５】
このように、入力遮断器の開閉状態を監視し、遮断信号を検出したとき、図３で説明した通電パターンでモータに通電すれば、発生トルクが抑制され平滑コンデンサの電荷を放電できる。
【００２６】
（実施例２）
以下、実施例２について図を用いて説明を行う。
【００２７】
図６は、実施例２の平滑コンデンサの放電制御を説明するフローチャートで、モータへの通電状態は入力遮断器が作動（遮断）しているかどうかで判断する。作動していなければモータ駆動制御を続行、入力遮断器が作動しておれば、ＣＳセンサーの異常、エンコーダ信号の異常を判定する。両方が異常の場合には通電はせずに終了する。少なくとも一方が正常であれば後述する通電パターンに応じて、ｑ軸電流成分が最小となるようモータに通電して平滑コンデンサの電荷を放電する。
【００２８】
実施例２はモータ駆動制御時の低振動化を図るために有効であり、互いに電気角で１２０度位相が異なる電気角度６０度毎に出力されるＣＳ１からＣＳ３の各信号に応じて通電するものであり、通電パターンの例として、ＣＳ１に対するＵ相の通電パターンについて説明する。
【００２９】
図７の（ａ）のＣＳ１信号出力が１，１，１，０，０，０に対して、図７のＵ相のコイルに理想ｑ軸電流に近似させるために、図７の（ｂ）のＵ相駆動電流を正規化した値で０．５，１，０．５，−０．５，−１，−０．５の順に１８０度略正弦波通電（図９の斜線部）する。回転方向が逆の場合には、−０．５，−１，−０．５，０．５，１，０．５の順に１８０度略正弦波通電する。Ｖ相、Ｗ相も電気角１２０度位相が異なるだけで同様ＣＳ２，ＣＳ３信号出力に対して通電される。
【００３０】
図８において、Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイルの理想ｑ軸電流（実線）およびＵ，Ｖ，Ｗ相コイルの理想ｄ軸電流（点線）であり、これに対して斜線部がＵ，Ｖ，Ｗ相コイルのｄ軸通電波形である。図９は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイルの理想ｑ軸電流（実線）に対する各相コイルの通電波形（斜線部の略正弦波）である。ここで、実施例１と同様に、ｄ軸電流はｑ軸電流に対して９０度位相がずれておりｄ軸電流をモータに印加してもトルクを発生することはなく、放電制御に利用する。
【００３１】
平滑コンデンサの電荷を放電させながら発生トルクを最小にするため、Ｕ相コイルの理想ｑ軸電流と９０度位相のずれた理想ｄ軸電流を流せばよいのであるが、６０度毎のＣＳ出力信号から９０度位相のずれた信号は生成できない。
【００３２】
また、センサーから出力される信号に、電気角度６０度毎のＣＳ信号と多パルスで構成されるエンコーダ信号を用いてモータを制御する場合には、前記センサー信号の状態が正常あるいは異常状態かを個別に監視し、入力が遮断されて、平滑コンデンサの放電を実施する際に、正常信号を用いてｑ軸電流成分が最小となるようモータへ通電する。
【００３３】
そこで実施例２では、ＣＳ信号が正常な場合は、ＣＳ１信号出力１，１，１，０，０，０に対して、放電時、Ｕ相コイルに−１，０，１，１，０，−１のパターンで１２０度通電（図８の斜線部）する。また、回転方向が逆であれば１，０，−１，−１，０，１のパターンで通電する。これにより平滑コンデンサの電荷を消費できる。
【００３４】
さらに、上記の通電パターンをある周期毎に交互に反転させることで、放電電流による発生トルクを最小化でき、放電時の振動を抑制し、ｑ軸電流成分を最小にし平滑コンデンサを放電することができる。
【００３５】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように請求項１記載の発明によれば、モータを駆動制御するために必要なロータの磁極位置センサー出力を用い、入力遮断器の作動によってモータ通電が停止したときに充電された平滑コンデンサの電荷を放電可能な安全性の高いモータの制御方法を安価に得ることができる。
【００３６】
また、請求項２記載の発明によれば、放電電流を略正弦波とすることができるため放電時の振動を最小にすることができる。
【００３７】
また、請求項３記載の発明によれば、モータ駆動時の駆動電流を略正弦波とできモータ駆動時の振動を最小とでき、かつ、放電時に平滑コンデンサの電荷を放電することができる。
【００３８】
また、請求項４記載の発明によれば、ある周期毎に交互に反転させて通電するので、放電電流による発生トルクは確実に最小化できる。
【００３９】
さらに、請求項５記載の発明によれば、モータを駆動制御するために必要なロータの磁極位置センサー出力を基準にして放電制御の通電パターンを作るので安価に構成でき、通電パターンにより駆動時または放電時の振動を抑制でき、安全性の高い放電制御を実現でき、安全性が高く、安価なモータ駆動装置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例における制御構成図
【図２】  本発明の実施例１におけるフローチャート
【図３】  本発明の実施例１における放電時の通電波形図
【図４】  本発明の実施例１における駆動時の通電波形図
【図５】  本発明の実施例１におけるＣＳ信号に対するモータ駆動時および放電時の通電パターン図
【図６】  本発明の実施例２におけるフローチャート
【図７】  本発明の実施例２におけるＣＳ信号に対するモータ駆動時および放電時の通電パターン図
【図８】  本発明の実施例２における放電時の通電波形図
【図９】  本発明の実施例２における駆動時の通電波形図
【符号の説明】
１  入力遮断器
２  平滑コンデンサ
３  インバータ部
４  ３相モータ
５  ロータ磁極位置検出センサー
６  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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