(57)【要約】【課題】回生現象に起因した過電圧から電源装置や機器を安全に保護するとともに、速やかな速度制御を可能とする。【解決手段】電源入力端子１１５に供給された直流電圧を駆動電圧に変換し、モータ１０の駆動巻線に供給するインバータ２０と、速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出信号ＦＧとの速度偏差を算出し、速度偏差信号ＶＤとして出力する速度偏差算出部５０と、切替え可能な制御ゲインを有し、速度偏差信号ＶＤに対して、制御ゲインに基づく演算処理を施し、駆動制御信号ＶＳＰとして出力するゲイン設定部４０と、駆動制御信号ＶＳＰに応じて駆動電圧を調整し、モータ１０の速度を制御するインバータ駆動部３０とを備え、ゲイン設定部４０は、ある制御ゲインから他の制御ゲインへと切替えるとき、ある制御ゲインに基づき生成した駆動制御信号を用いて他の制御ゲインに基づく演算処理を開始するように、制御ゲインを切替える。【選択図】図１
2009038845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するモータ駆動装置であって、
電源入力部に供給された直流電圧を、前記モータを駆動するための駆動電圧に変換し、変換した前記駆動電圧を前記モータの駆動巻線に供給するインバータと、
外部から通知される速度指令情報と速度を検出する速度検出手段から通知される速度検出情報との速度偏差を算出し、前記算出により生成した信号を速度偏差信号として出力する速度偏差算出部と、
切替え可能な制御ゲインを有し、前記速度偏差算出部で生成した前記速度偏差信号に対して、前記制御ゲインに基づく演算処理を施し、前記演算処理により生成した信号を駆動制御信号として出力するゲイン設定部と、
前記駆動制御信号に応じて前記インバータが出力する前記駆動電圧を調整し、前記モータの速度を制御するインバータ駆動部とを備え、
前記ゲイン設定部は、前記制御ゲインをある制御ゲインから他の制御ゲインへと切替えるとき、前記ある制御ゲインに基づき生成した駆動制御信号を用いて、前記他の制御ゲインに基づく前記演算処理を開始するように、前記制御ゲインを切替えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記ゲイン設定部は、
それぞれが異なった前記制御ゲインを有し、前記それぞれの制御ゲインに基づき前記速度偏差信号に対して前記演算処理を行い、前記駆動制御信号を生成する複数の制御ゲイン演算部と、
前記複数の制御ゲイン演算部の中から、ゲイン切替情報に応じた１つの制御ゲイン演算部を選択し、前記選択した制御ゲイン演算部が生成した信号を前記駆動制御信号として出力するように切替える切替部と、
前記制御ゲインを切替える直前の駆動制御信号を検出する検出部と、
前記検出部で検出した駆動制御信号を、前記切替部による切替えにより選択された制御ゲイン演算部に対して初期値として通知する初期値設定部とを備え、
前記選択された制御ゲイン演算部は、通知された前記駆動制御信号の初期値を用いて前記演算処理を開始することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記ゲイン設定部は、
速度偏差算出部から供給される前記速度偏差信号を増幅する増幅器と、
２つの端子を有し、一方の端子が前記増幅器の入力側に接続され、前記制御ゲインを設定するための、それぞれ時定数が異なった複数の帰還回路と、
前記制御ゲインを切替えるゲイン切替情報に応じて、前記複数の帰還回路の中から１つの帰還回路を選択し、選択した帰還回路に対しては、前記増幅器の出力信号を前記選択した帰還回路の他方の端子に供給した後、前記増幅器の出力側を前記他方の端子に接続するとともに、選択しない他の帰還回路に対しては、他方の端子と前記増幅器の出力側とを未接続とするように切替える切替回路とを備え、
前記増幅器の出力信号を前記駆動制御信号として出力することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記帰還回路は、積分要素を含むことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載のモータ駆動装置を含むことを特徴とする集積回路装置。
【請求項６】
モータと、
前記モータの可動子の速度を検出する速度検出手段と、
請求項１から４までのいずれか１項に記載のモータ駆動装置、または請求項５に記載の集積回路装置と、
直流電力が供給される電源入力端子と、
速度指令情報を含む指令情報が通知される指令情報入力端子とを備えたことを特徴とするモータ装置。
【請求項７】
前記モータは可動子と３相の駆動巻線を有し、前記モータ駆動装置または前記集積回路装置により前記駆動巻線が正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項６に記載のモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空調機器、燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機並びに複写機、プリンタなどの情報機器に使用されるブラシレスＤＣモータなどを駆動するのに好適なモータ駆動装置に関する。特に、本発明は、モータの速度制御時において生じる回生現象に起因した過電圧から機器を保護する機能を有したモータ駆動装置に関する。さらに、本発明は、このようなモータ駆動装置を含む集積回路装置、およびこのようなモータ駆動装置あるいは集積回路装置をモータに内蔵または一体化したモータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、複写機、プリンタ等の情報機器などに用いられる各種駆動用モータは、超寿命、高信頼性、速度制御の容易さなどの長所を活かして、ブラシレスＤＣモータ（ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ  ＤＣ  Ｍｏｔｏｒ）が用いられることが多い。さらに、近年、モータをより低トルクリップル、低振動および低騒音で駆動することへの要求が高まってきている。このため、この要求に対応する駆動技術として、モータの駆動巻線を正弦波状の駆動波形によって駆動する正弦波駆動方式が一般的になりつつある。
【０００３】
ところで、このような速度制御が可能なモータにおいて、低速から高速まで広範囲に速度制御する場合、速度フィードバック制御系で設定する１組のゲイン定数設定回路のみでは、すべての速度領域において適切なゲイン定数を設定することができず、広範囲の可変速制御を適確にできなかった。このため、従来、広範囲の可変速制御を適確に行わせるような技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図５は、このような広範囲の可変速制御を適確に行うように構成した従来のモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図５に示す従来のモータ駆動装置は、低速から高速までの広い範囲において可変速制御を適確に行うため、速度に応じて制御ゲインが選択可能な構成としたことを特徴としている。
【０００５】
図５において、モータ駆動装置９００には、直流電源９０５から電源入力端子９１５に、所定の直流電圧である直流電力が供給される。モータ駆動装置９００は、供給された直流電力を駆動電力に変換し、変換した駆動電力をモータ９１０に供給する。また、モータ駆動装置９００には、上位器などから速度指令信号Ｓｒｅｆが通知され、モータ９１０の近辺に配置した速度検出手段９１２から速度検出信号ＦＧが通知される。
【０００６】
モータ９１０は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３相の駆動巻線を有し、モータ駆動装置９００は、これらの駆動巻線に対し駆動電力を供給することで、モータ９１０を駆動する。
【０００７】
モータ駆動装置９００は、インバータ９２０、インバータ駆動部９３０、速度偏差算出部９５０、ゲイン設定部９６０および切替信号発生回路９７０を備えている。速度偏差算出部９５０は、速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出信号ＦＧとの差を演算して、モータ９１０の指示回転速度と実回転速度との偏差に相当する速度偏差信号をゲイン設定部９６０に供給する。ゲイン設定部９６０は、供給された速度偏差信号に対して、所定の制御ゲインに基づく演算処理を行い、このような演算処理により生成した駆動制御信号ＶＳＰをインバータ駆動部９３０に供給する。インバータ駆動部９３０は、駆動制御信号ＶＳＰに応じた振幅の波形信号をパルス幅変調するパルス幅変調部９３２を備えている。インバータ駆動部９３０は、パルス幅変調部９３２で生成した信号を駆動信号として、インバータ９２０に供給する。インバータ９２０は、モータ９１０の各駆動巻線に対し、電源入力端子９１５の正極側電源線路Ｖｐに接続する正極側の３つのスイッチ素子と、負極側電源線路Ｖｎに接続する負極側の３つのスイッチ素子とを備えている。正極側の各スイッチ素子にはパルス幅変調部９３２から、それぞれ正極側への駆動信号ＵＨ、ＶＨおよびＷＨが供給される。また、負極側の各スイッチ素子にも、パルス幅変調部９３２から、それぞれ負極側への駆動信号ＵＬ、ＶＬおよびＷＬが供給される。
【０００８】
従来のモータ駆動装置は、以上のような構成により、速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出信号ＦＧとの速度偏差に応じて、インバータ９２０からモータ９１０への駆動電力が調整され、これによって、モータ９１０は、速度指令信号Ｓｒｅｆに応じた回転速度に速度制御される。
【０００９】
さらに、従来のモータ駆動装置９００は、ゲイン設定部９６０を次のような構成とすることにより、制御ゲインが選択可能であることを特徴としている。速度偏差算出部９５０で生成された速度偏差信号は、ゲイン設定部９６０において、ゲイン定数決定用インピーダンスＺｉを介して反転増幅器ＡＭＰの入力側に供給される。また、反転増幅器ＡＭＰの出力側から入力側に、ゲイン定数決定用インピーダンスＺｆ１とＺｆ２とがスイッチＳｗによりいずれか選択可能なように接続される。スイッチＳｗは、切替信号発生回路９７０からの切替信号に従ってインピーダンスＺｆ１あるいはＺｆ２を選択する。切替信号は、速度指令信号Ｓｒｅｆと基準信号との大小関係に応じてスイッチＳｗを切替えるための信号である。また、インピーダンスＺｉとＺｆ１、あるいはインピーダンスＺｉとＺｆ２により反転増幅器ＡＭＰのゲイン、すなわち、速度フィードバック制御系における制御ゲインが調整される。図５では、インピーダンスＺｉが抵抗器により構成され、インピーダンスＺｆ１およびＺｆ２が抵抗器とコンデンサとで構成される一例を示している。
【００１０】
このように、従来のモータ駆動装置９００は、複数の異なるゲイン定数を与えるゲイン定数決定用インピーダンスＺｆ１およびＺｆ２を備えており、速度指令信号Ｓｒｅｆの大きさに応じた切替信号により、インピーダンスＺｆ１あるいはＺｆ２が選択される。すなわち、従来のモータ駆動装置９００は、ゲイン設定部９６０において、指令された速度に応じて制御ゲインを変更するような構成とし、これによって、広範囲な速度においての適確な可変速制御を可能としている。
【００１１】
また、このような速度制御が可能なモータにおいて、一定速度での運転状態から速度が低下するように減速した場合など、モータが発電機として作用し、本来モータに電力を供給するための電源装置や駆動回路に対して、逆にモータが電力を供給してしまう、いわゆる回生現象が発生することが知られている。
【００１２】
このような回生現象は、次のような動作により生じる。すなわち、例えば、図５に示すようなモータ駆動装置９００において、速度を下げるため、速度指令信号Ｓｒｅｆが減少するよう減速指令されると、ゲイン設定部９６０から出力される駆動制御信号ＶＳＰは減少する。これにより、インバータ駆動部９３０で生成される波形信号の振幅も減少し、各駆動巻線を駆動する波形信号に対応した駆動電圧も小さくなり、モータ９１０を減速するように動作する。このとき、波形信号に対応した駆動電圧の平均値が、モータ９１０の駆動巻線による誘起電圧よりも小さくなると、駆動巻線からインバータ９２０のスイッチ素子を介して直流電源９０５側に電流が流れ込む期間が生じる。すなわち、本来モータを駆動するためには駆動巻線の誘起電圧に向かって電流を供給しなければならないが、逆に誘起電圧から電流が供給される現象が継続されるため、駆動巻線からスイッチ素子またはこれに逆並列接続されるダイオードを介して正極側電源線路Ｖｐに向けて回生電流が流れ出す、いわゆる回生現象が発生することになる。また、モータ９１０の減速時において、このような回生現象が発生するため、正極側電源線路Ｖｐに向けて流れ出す電流により、電源入力端子９１５の電源入力電圧ＶＤＣが上昇することになる。
【００１３】
このように、モータを減速させる際など、モータへの駆動電圧が駆動巻線に生じる誘起電圧よりも低くなるような駆動モードになると、このような回生現象が発生する。また、このような回生現象が発生すると、供給電源側の電圧が上昇し、モータ駆動装置やこれを搭載する機器を破壊してしまう恐れがあった。このため、従来、回生現象に起因する電源電圧の上昇を抑制し、モータ駆動装置やこれを搭載する機器を保護するような技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１４】
また、モータ制御のスムーズな切替えを目的として、従来、トルク制御と速度制御を切替えて用いる電動車において、トルク制御手段と速度制御手段の制御切替え時に、切替え直前の出力値を、切替え後の制御の初期値として代入する手段を備えた制御装置に関する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−２２２４８１号公報
【特許文献２】特開２００３−９３７８３号公報
【特許文献３】特開２０００−１６６００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図５に示した従来例のように、複数のインピーダンスの中から１つのインピーダンスを単にスイッチによる切替えで選択するような構成としたとき、この切替えにより、ゲイン設定部から出力される駆動制御信号のレベルが変動し、速度切替え時の速度変動も激しくなるという課題があった。特に、図５に示した制御ゲイン設定用のインピーダンスＺｆ１やＺｆ２のようにコンデンサを含む場合、新たに切替えられたインピーダンスのコンデンサが蓄積する電荷の状態は不定であり、このような状態で動作が開始されることになるため、駆動制御信号のレベルが激しく変動する可能性が高かった。
【００１６】
さらに、新たに切替えられたインピーダンスのコンデンサが電荷を蓄積していない状態の場合、レベルがゼロ近辺となる駆動制御信号に基づきインバータが駆動されることになる。図６は、このような速度切替え時における従来のモータ駆動装置９００の駆動制御信号ＶＳＰの様子を示した図である。すなわち、例えば減速の制御とともに制御ゲインも切替えることにより、図６の実線で示す駆動制御信号ＶＳＰのように、あるレベルからゼロレベル近辺へとレベルジャンプするような現象が生じる。通常、レベルの低い方を低速側とするため、このような駆動制御信号の変化は、一定速度での運転状態から減速した場合と同様の変化となり、インバータからモータへの駆動電圧が急激に低下する。その結果、駆動電圧が駆動巻線に生じる誘起電圧よりも低くなり、上述したような回生現象が発生することになる。また、制御ゲインも切替えたときの駆動制御信号ＶＳＰの変化は、図６の破線で示す減速のみの場合の駆動制御信号ＶＳＰに比べて、大きく変化するため、新たな速度に収束するまでの変動も激しくなる。さらに、駆動電圧も急激に低下することになるため、減速のみの場合に比べて、より大きな回生エネルギーが発生することになる。
【００１７】
このように、コンデンサを含むインピーダンスの中から１つのインピーダンスを単にスイッチによる切替えで選択するような構成とした場合、回生現象が発生し、これによって供給電源の電圧が急激に上昇し、過電圧となって、モータ駆動装置やこれを搭載する機器を破壊してしまう恐れもあった。
【００１８】
また、特許文献３のような構成の場合、トルク制御と速度制御とを切替える時においてスムーズな切替えるが可能であるものの、速度に応じた最適な制御ゲインで速度制御できないという課題があった。
【００１９】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたもので、指令速度に応じて最適な制御ゲインを設定するとともに、制御ゲインの切替え時における回生現象や速度変動を抑制し、これによって、回生現象に起因した過電圧から電源装置や機器を安全に保護するとともに、速やかな速度制御が可能なモータ駆動装置、集積回路装置およびモータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明のモータ駆動装置は、モータを駆動するモータ駆動装置であって、電源入力部に供給された直流電圧を、モータを駆動するための駆動電圧に変換し、変換した駆動電圧をモータの駆動巻線に供給するインバータと、外部から通知される速度指令情報と速度を検出する速度検出手段から通知される速度検出情報との速度偏差を算出し、算出により生成した信号を速度偏差信号として出力する速度偏差算出部と、切替え可能な制御ゲインを有し、速度偏差算出部で生成した速度偏差信号に対して、制御ゲインに基づく演算処理を施し、演算処理により生成した信号を駆動制御信号として出力するゲイン設定部と、駆動制御信号に応じてインバータが出力する駆動電圧を調整し、モータの速度を制御するインバータ駆動部とを備え、ゲイン設定部は、制御ゲインをある制御ゲインから他の制御ゲインへと切替えるとき、ある制御ゲインに基づき生成した駆動制御信号を用いて、他の制御ゲインに基づく演算処理を開始するように、制御ゲインを切替える構成である。
【００２１】
このような構成により、ゲイン設定部において、速度制御のための制御ゲインが切替えできるため指令速度に応じて最適な制御ゲインを設定することができる。さらに、新たな制御ゲインへと切替えたとき、切替える直前の駆動制御信号を用いて新たな制御ゲインによる速度制御を開始するため、切替え時における駆動制御信号のレベルジャンプなどなく、駆動制御信号の連続性が保たれ、切替え時の速度変動も抑制することができる。さらに、切替え時における駆動制御信号の連続性が保たれるため、上述したようなレベルが低下した駆動制御信号による駆動動作を防止でき、これによって、回生現象も抑制できる。
【００２２】
また、本発明のモータ駆動装置は、ゲイン設定部が、それぞれが異なった制御ゲインを有し、それぞれの制御ゲインに基づき速度偏差信号に対して演算処理を行い、駆動制御信号を生成する複数の制御ゲイン演算部と、複数の制御ゲイン演算部の中から、ゲイン切替情報に応じた１つの制御ゲイン演算部を選択し、選択した制御ゲイン演算部が生成した信号を駆動制御信号として出力するように切替える切替部と、制御ゲインを切替える直前の駆動制御信号を検出する検出部と、検出部で検出した駆動制御信号を、切替部による切替えにより選択された制御ゲイン演算部に対して初期値として通知する初期値設定部とを備え、選択された制御ゲイン演算部は、通知された駆動制御信号の初期値を用いて演算処理を開始する構成である。
【００２３】
また、本発明のモータ駆動装置は、ゲイン設定部が、速度偏差算出部から供給される速度偏差信号を増幅する増幅器と、２つの端子を有し、一方の端子が増幅器の入力側に接続され、制御ゲインを設定するための、それぞれ時定数が異なった複数の帰還回路と、制御ゲインを切替えるゲイン切替情報に応じて、複数の帰還回路の中から１つの帰還回路を選択し、選択した帰還回路に対しては、増幅器の出力信号を選択した帰還回路の他方の端子に供給した後、増幅器の出力側を他方の端子に接続するとともに、選択しない他の帰還回路に対しては、他方の端子と増幅器の出力側とを未接続とするように切替える切替回路とを備え、増幅器の出力信号を駆動制御信号として出力するする構成であってもよい。
【００２４】
さらに、本発明のモータ駆動装置は、帰還回路が積分要素を含む構成である。
【００２５】
また、本発明の集積回路装置は、上述したモータ駆動装置を含む構成である。
【００２６】
このような構成により、モータ駆動装置の小型を図ることができ、モータにモータ駆動装置を内蔵あるいは一体化したモータ装置を容易に実現できる。
【００２７】
また、本発明のモータ装置は、モータと、モータの可動子の速度を検出する速度検出手段と、上述したモータ駆動装置または集積回路装置と、直流電力が供給される電源入力端子と、指令情報が通知される指令情報入力端子とを備えた構成である。
【００２８】
このような構成により、回生現象への対応など考慮することなく、電源装置を単にモータに接続するのみで動作させることが可能となるため、上位機器の設計および制御負担を軽減でき、高い信頼性の確保とともに、利便性を向上させたモータ装置を実現できる。
【００２９】
また、本発明のモータ装置は、モータが、可動子と３相の駆動巻線を有し、モータ駆動装置または集積回路装置により正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータとした構成である。
【００３０】
このような構成により、正弦波駆動により低トルクリップル、低騒音および低振動であるとともに、高い信頼性を確保し、利便性を向上させたモータ装置を実現できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ゲイン設定部が、速度制御のための制御ゲインをある制御ゲインから他の制御ゲインへと切替えるとき、ある制御ゲインに基づき生成した駆動制御信号を用いて、他の制御ゲインに基づく演算処理を開始するように制御ゲインを切替えるため、制御ゲイン切替え時における駆動制御信号の連続性が保たれ、指令速度に応じて最適な制御ゲインを設定できるとともに、制御ゲインの切替え時における回生現象や速度変動を抑制することができる。したがって、本発明によれば、回生現象に起因した過電圧から電源装置や機器を安全に保護するとともに、速やかな速度制御が可能なモータ駆動装置、集積回路装置およびモータ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置１００を備えたモータ装置１１０の構成を含むブロック図である。
【００３４】
図１に示すように、モータ装置１１０は、モータ１０と、モータ１０の可動子の速度を検出する速度検出手段１２０と、モータ１０を駆動するモータ駆動装置１００と、外部の直流電源１０５から直流電力が供給される電源入力部としての電源入力端子１１５と、外部のマイクロコンピュータやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などである上位器から指令情報が通知される指令情報入力端子１１６とを備えている。
【００３５】
モータ駆動装置１００には、モータ１０を回転動作させるため、直流電源１０５から電源入力端子１１５を介して、所定の直流電圧である直流電力が供給される。
【００３６】
また上位器などから、モータ装置１１０の速度などを指令制御するための指令情報、および制御ゲインを切替え制御するための指令情報がモータ装置１１０の指令情報入力端子１１６に通知される。
【００３７】
本実施の形態では、指令情報入力端子１１６に、指令情報として速度指令信号Ｓｒｅｆおよびゲイン切替信号ＨＬが入力される。速度指令信号Ｓｒｅｆは、モータ１０の速度を指令する速度指令情報を示す信号である。また、ゲイン切替信号ＨＬは、速度指令信号Ｓｒｅｆによるモータ１０の設定速度に応じて、適切に速度制御できるように制御ゲインを切替えるためのゲイン切替情報を示す信号である。本実施の形態では、ゲイン切替信号ＨＬにより高速および低速の２つの速度に対応させた制御ゲインを切替えるような一例を挙げて説明する。
【００３８】
速度検出手段１２０は、モータ１０の可動子の速度を検出する手段である。速度検出手段１２０は、例えば、ホール効果を利用したホールセンサーを用いる方法や、駆動巻線に発生する誘起電圧あるいは駆動巻線電流を利用する方法などにより実現される。速度検出手段１２０は、検出した可動子の速度に関する情報である速度検出情報を示す速度検出信号ＦＧをモータ駆動装置１００に出力する。
【００３９】
また、モータ１０は、可動子（図示せず）とＵ相の駆動巻線１１、Ｖ相の駆動巻線１３およびＷ相の駆動巻線１５とを有している。各駆動巻線の一端は、モータ駆動装置１００から、それぞれ駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが供給され、各駆動巻線の他端は、互いに中性点で接続されている。
【００４０】
本実施の形態では、このように構成されたモータ装置１１０において、モータ１０が、モータ駆動装置１００により正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータの一例を挙げて説明する。また、モータ駆動装置１００の機能の一部あるいは全部は、１つまたは複数の集積回路装置により実現され、モータ駆動装置１００の機能を実現する回路素子がプリント基板上に形成されるとともに、このようなプリント基板が、モータ１０に内蔵または一体化されたモータ装置１１０であるような一例を挙げる。
【００４１】
また、詳細については以下で説明するが、本実施の形態のモータ駆動装置１００は、例えば上位器が、速度指令信号Ｓｒｅｆによるモータ１０の設定速度に応じて、ゲイン切替信号ＨＬにより速度制御のための制御ゲインを切替えたとき、モータ１０を駆動するための駆動電圧の連続性を維持させるような機能を有していることを特徴としている。これによって、制御ゲイン切替え時の速度変動を抑制するとともに、回生現象に起因した過電圧から直流電源１０５や上位機器などを保護している。このため、図１に示すように、モータ装置１１０の電源側には回生電力に対する回路素子など必要なく、また、直流電源１０５も返還される回生電力を考慮する必要はなく、単に、直流電源１０５を接続するのみでモータ装置１１０を動作させることができる。
【００４２】
次に、本実施の形態におけるモータ駆動装置１００の構成について説明する。
【００４３】
図１に示すように、モータ駆動装置１００は、直流電力を交流電力に変換するインバータ２０と、速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出信号ＦＧとの速度偏差を算出する速度偏差算出部５０と、速度偏差算出部５０が算出した速度偏差に対して制御ゲインに基づく演算処理を施し、モータ１０を速度制御するための駆動制御信号ＶＳＰを出力するゲイン設定部４０と、インバータ２０を駆動するためのインバータ駆動部３０とを備える。
【００４４】
インバータ２０は、直流電源１０５から電源入力端子１１５に供給された直流電圧を、インバータ駆動部３０の制御に応じて、モータ１０を駆動するための交流の駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷに変換し、変換した駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷをモータ１０の駆動巻線１１、１３および１５に供給する。
【００４５】
速度偏差算出部５０は、外部の上位器などから指令情報入力端子１１６を介して通知される速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出手段１２０から通知される速度検出信号ＦＧとの差である速度偏差を演算により算出する。このようにして算出した速度偏差は、モータ１０の指令速度と実速度との偏差に相当する。速度偏差算出部５０は、このような算出により生成した信号を速度偏差信号ＶＤとして出力し、ゲイン設定部４０に供給する。
【００４６】
ゲイン設定部４０は、ゲイン切替信号ＨＬにより切替え可能な制御ゲインを有している。ゲイン設定部４０は、速度偏差算出部５０で生成した速度偏差信号ＶＤに対して、制御ゲインに基づく演算処理を施し、演算処理により生成した信号を駆動制御信号ＶＳＰとして出力し、インバータ駆動部３０に供給する。
【００４７】
このように、モータ駆動装置１００は、制御ゲインがゲイン切替信号ＨＬに応じて切替えられ、ゲイン設定部４０の内部で設定されるように構成されている。このような制御ゲインを適切に設定することで、モータ１０を安定して速度制御することができる。また、このように、制御ゲインを切替え可能とすることにより、例えば、高速と低速運転とのそれぞれに適した制御ゲインを設定することができる。すなわち、ゲイン切替信号ＨＬは、例えば“Ｈ”レベルとすることでモータ１０を比較的高速度領域で制御する場合に対応し、“Ｌ”レベルとすることで比較的低速度領域で制御する場合に対応させた信号である。モータ駆動装置１００を制御する上位器は、速度指令信号Ｓｒｅｆがいずれの速度領域に相当する速度指令であるかに応じて、ゲイン切替信号ＨＬのレベルを設定し、このようにして、モータ１０をより安定して速度制御することができる。
【００４８】
ゲイン設定部４０は、このような処理を行うため、制御ゲイン演算部４１、制御ゲイン演算部４２、切替部４３、検出部４４および初期値設定部４５を備えている。
【００４９】
制御ゲイン演算部４１と制御ゲイン演算部４２とは、それぞれが異なった制御ゲインを有しており、それぞれの制御ゲインに基づき速度偏差信号ＶＤに対して演算処理を行い、駆動制御信号を生成する。本実施の形態では、制御ゲイン演算部４１が、第１の制御ゲインに基づく演算処理を行うことで駆動制御信号ＶＳＰ１を生成し、制御ゲイン演算部４２が、第２の制御ゲインに基づく演算処理を行うことで駆動制御信号ＶＳＰ２を生成する構成例を挙げて説明する。また、制御ゲイン演算部４１および制御ゲイン演算部４２は、積分要素を含む伝達特性に基づき演算処理を行う。このため、制御ゲイン演算部４１および制御ゲイン演算部４２は、供給された速度偏差信号ＶＤをそれぞれの制御ゲインの特性に応じて順次累積していくように動作する。なお、本実施の形態では、制御ゲイン演算部４１と制御ゲイン演算部４２との２つの制御ゲイン演算部４１を備えた例を挙げて説明するが、２つに限定されず、このような制御ゲイン演算部を複数備え、その中から１つの制御ゲイン演算部の出力を選択するような構成であってもよい。
【００５０】
ゲイン設定部４０において、切替部４３は、ゲイン切替信号ＨＬに応じて制御ゲイン演算部４１と制御ゲイン演算部４２とのいずれかを選択し、選択した方の制御ゲイン演算部が生成した信号を駆動制御信号ＶＳＰとして出力するように切替える。検出部４４は、切替部４３が制御ゲインを切替える直前の駆動制御信号ＶＳＰを検出し、検出した駆動制御信号ＶＳＰを初期値設定部４５に供給する。初期値設定部４５は、検出部４４から供給された駆動制御信号ＶＳＰを、切替部４３による切替えにより選択された制御ゲイン演算部に対して初期値として通知する。さらに、選択された制御ゲイン演算部は、通知された初期値を用いて演算処理を開始する。すなわち、選択された制御ゲイン演算部において、通知された初期値が設定され、このような初期値を用いて新たな累積を開始するような演算処理が行われる。なお、図１では、同一のゲイン切替信号ＨＬが、切替部４３、検出部４４および初期値設定部４５に通知されるような構成としているが、ゲイン設定部４０において、上述のような手順で各処理が実行されるように適宜タイミングを設定すればよい。
【００５１】
次に、インバータ駆動部３０は、ゲイン設定部４０からの駆動制御信号ＶＳＰに応じて、インバータ２０を駆動制御するための駆動信号を生成する。さらに、インバータ駆動部３０は、生成した駆動信号をインバータ２０に供給し、インバータ２０が出力する駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷを調整し、モータ１０の速度を制御する。
【００５２】
インバータ駆動部３０は、このような処理を行うため、モータ１０を駆動する駆動電圧の交流波形となる波形信号ＷＦを生成する波形生成部３１と、波形信号ＷＦに応じてパルス幅変調された駆動信号を生成するパルス幅変調部３２とを備えている。波形生成部３１は、駆動制御信号ＶＳＰに基づく振幅の波形信号ＷＦを生成し、パルス幅変調部３２に供給する。パルス幅変調部３２は、波形信号ＷＦに応じた駆動信号を生成し、インバータ２０に供給する。
【００５３】
このように、本実施の形態のモータ駆動装置１００は、速度指令信号Ｓｒｅｆにより速度切替えの指令が通知されるとともに、ゲイン切替信号ＨＬにより、ゲイン設定部４０において、切替えられる速度に適した制御ゲインに設定することができる。さらに、このとき、ゲイン設定部４０は、例えば、第１の制御ゲインから第２の制御ゲインへと切替えるとき、制御ゲイン演算部４２は、制御ゲイン演算部４１において第１の制御ゲインに基づき生成した駆動制御信号ＶＳＰ１を用いて、第２の制御ゲインに基づく演算処理を開始し、駆動制御信号ＶＳＰ２を生成するように制御ゲインを切替える。
【００５４】
次に、モータ駆動装置１００のさらに詳細な構成について説明する。
【００５５】
まず、インバータ駆動部３０において、波形生成部３１は、駆動制御信号ＶＳＰにより調整される波高値の振幅となる正弦波状の波形信号ＷＦを生成する。また、パルス幅変調部３２は、例えば、内部で三角波状のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）キャリア信号を生成し、波形信号ＷＦをこのＰＷＭキャリア信号と比較することによりパルス幅変調する。さらに、パルス幅変調部３２は、このようにパルス幅変調することで、駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬおよびＷＬを生成する。駆動信号ＵＨ、ＶＨおよびＷＨは、互いに電気角１２０度の位相差をもち、また、駆動信号ＵＬ、ＶＬおよびＷＬも、互いに電気角１２０度の位相差をもったパルス状の信号である。また、このとき、ＵＨとＵＬとは、一方がオンのとき他方がオフとなるような互いにほぼ相補的な関係となる信号であり、また、ＶＨとＶＬ、およびＷＨとＷＬも同様である。パルス幅変調部３２は、このようにして生成した駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬおよびＷＬをインバータ２０に供給する。インバータ２０において、このような各駆動信号は、各スイッチ素子にそれぞれ対応して接続され、それぞれオンまたはオフ動作させる。
【００５６】
次に、インバータ２０は、直流電源１０５の正極側電源線路Ｖｐに一方の端子が電気的に接続される正極側のスイッチ素子２１、２３および２５と、負極側電源線路Ｖｎに一方の端子が電気的に接続される負極側のスイッチ素子２２、２４および２６とを備える。また、スイッチ素子２１とスイッチ素子２２との他方の端子どうしが接続され、この接続部からＵ相の駆動巻線１１を駆動する駆動電圧Ｕが出力される。また、スイッチ素子２３とスイッチ素子２４、およびスイッチ素子２５とスイッチ素子２６も同様にして、Ｖ相の駆動巻線１３を駆動する駆動電圧Ｖ、およびＷ相の駆動巻線１５を駆動する駆動電圧Ｗが出力される。さらに、正極側のスイッチ素子２１、２３および２５は、それぞれ駆動信号ＵＨ、ＶＨおよびＷＨによりオンまたはオフとに切替えるよう制御される。負極側のスイッチ素子２２、２４および２６は、それぞれ駆動信号ＵＬ、ＶＬおよびＷＬにより、オンまたはオフに切替えるよう制御される。このような構成により、インバータ２０は、駆動信号に応じて、正極側電圧と負極側電圧との間を交互に変化するパルス状の駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷを、それぞれ駆動巻線１１、１３および１５に供給する。
【００５７】
また、インバータ２０に供給される各駆動信号は、波形信号ＷＦによりパルス幅変調した信号である。このため、パルス幅変調の原理から、平均値的には、波形信号ＷＦに応じた正弦波状の電圧となる駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが、それぞれ駆動巻線１１、１３および１５に供給されることになる。このようにして、モータ１０は正弦波駆動される。本実施の形態のように、モータ１０を正弦波駆動することにより、低トルクリップル、低騒音、低振動のモータ装置１１０を実現できる。
【００５８】
本実施の形態におけるモータ駆動装置１００、およびこれを備えたモータ装置１１０は以上のように構成される。
【００５９】
このような構成により、例えば、速度を上げるため、速度指令信号Ｓｒｅｆが増加するよう加速指令されると、速度偏差算出部５０の速度偏差信号ＶＤは、正の値をもつような信号となる。また、ゲイン設定部４０において、正の値をもつ速度偏差信号ＶＤが累積されるため、駆動制御信号ＶＳＰが増加する。さらに、駆動制御信号ＶＳＰの増加に伴って、波形生成部３１により生成される正弦波状の波形信号ＷＦの振幅も増加する。その結果、各駆動巻線を駆動する波形信号ＷＦに対応した駆動電圧も大きくなり、モータ１０を加速するように動作する。また、このように加速された速度の情報が、速度検出信号ＦＧとして速度偏差算出部５０に通知される。本モータ駆動装置１００は、速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出信号ＦＧとが等しくなるように、このようなフィードバックループ制御を実行する。
【００６０】
また、速度を下げるため、速度指令信号Ｓｒｅｆが減少するよう減速指令されると、速度偏差信号ＶＤが負の値をもち、ゲイン設定部４０で生成される駆動制御信号ＶＳＰは減少する。これにより、波形生成部３１で生成される波形信号ＷＦの振幅も減少し、各駆動巻線を駆動する波形信号ＷＦに対応した駆動電圧も小さくなり、モータ１０を減速するように動作する。このとき、波形信号ＷＦに対応した駆動電圧の平均値が、モータ１０の駆動巻線による誘起電圧よりも小さくなると、駆動巻線からスイッチ素子を介して直流電源１０５側に電流が流れ込む期間が生じ、上述したような回生現象が発生する。
【００６１】
本実施の形態のモータ駆動装置１００は、このような通常の減速動作による回生エネルギーと比べて大きな回生エネルギーとなるような、ゲイン切替え時における回生現象の発生を、上述した構成により防止している。すなわち、本実施の形態のモータ駆動装置１００は、図６を用いて説明したような、ゲイン切替え時における駆動電圧の急激な低下で生じる回生現象の発生を防止するため、ゲイン設定部４０において、速度制御のための制御ゲインをある制御ゲインから他の制御ゲインへと切替えるとき、ある制御ゲインに基づき生成した駆動制御信号を用いて、他の制御ゲインに基づく演算処理を開始するように制御ゲインを切替える構成としている。
【００６２】
以上のように構成された本実施の形態のモータ駆動装置１００、およびこれを備えたモータ装置１１０について、次にその動作を説明する。
【００６３】
図２および図３は、本実施の形態のモータ駆動装置１００の動作を説明するために示した図である。図２では、モータ駆動装置１００において、モータ１０を減速したときの動作の一例を示している。また、図３では、モータ駆動装置１００において、モータ１０を加速したときの動作の一例を示している。
【００６４】
まず、図２において、図２（ａ）は、速度指令信号Ｓｒｅｆに対応した指令速度と速度検出信号ＦＧに対応したモータ１０の実速度とを示し、図２（ｂ）は、ゲイン切替信号ＨＬを示し、図２（ｃ）は、制御ゲイン演算部４１が出力する駆動制御信号ＶＳＰ１および制御ゲイン演算部４２が出力する駆動制御信号ＶＳＰ２の変化の様子を示し、図２（ｄ）は、切替部４３から出力される駆動制御信号ＶＳＰの様子を示している。また、図３においても、図２と同様の各信号を示している。なお、ここでは、各駆動制御信号において、レベルが低い場合に低速となり、レベルが高い場合に高速となるような例を挙げている。また、図２において、時刻Ｔ１０に減速指令がなされるとともに、それに併せてゲイン切替信号ＨＬも制御ゲイン演算部４１が有する高速用の制御ゲインから、制御ゲイン演算部４２が有する低速用の制御ゲインへと切替える場合を示している。
【００６５】
図２に示すように、ゲイン切替信号ＨＬが切替えられるとき、まず検出部４４は、ゲイン切替信号ＨＬにより制御ゲイン演算部が切替えられる直前の駆動制御信号ＶＳＰのレベルの値を検出し、この値を初期値設定部４５に通知する。この時点では、切替部４３は、制御ゲイン演算部４１が出力する駆動制御信号ＶＳＰ１を選択しているため、初期値として、その時点の駆動制御信号ＶＳＰ１のレベルとなる値が検出される。初期値設定部４５は、このような駆動制御信号ＶＳＰ１の値を初期値として、切替部４３が選択しようとする制御ゲイン演算部４２に通知する。これにより、図２（ｃ）に示すように、制御ゲイン演算部４２は、駆動制御信号ＶＳＰ１の値を初期値とするような駆動制御信号ＶＳＰ２を出力する。この後、切替部４３は、制御ゲイン演算部４２が出力する駆動制御信号ＶＳＰ２を選択し、選択した駆動制御信号ＶＳＰ２を駆動制御信号ＶＳＰとして出力する。ゲイン設定部４０において、このような動作を行うことにより、時刻Ｔ１０で選択された制御ゲイン演算部４２は、駆動制御信号ＶＳＰ１の値を初期値として演算処理を行いながら、モータ駆動装置１００による減速させるためのフィードバックループ制御が実行される。すなわち、駆動制御信号ＶＳＰの値としては、図２（ｄ）に示すように、時刻Ｔ１０での駆動制御信号ＶＳＰ１の値から、時刻Ｔ１１で速度指令信号Ｓｒｅｆに対応し、安定する値へと連続的に変化することになる。
【００６６】
また、図３に示すように、ゲイン切替信号ＨＬが切替えられるとき、まず検出部４４は、ゲイン切替信号ＨＬにより制御ゲイン演算部が切替えられる直前の駆動制御信号ＶＳＰのレベルの値を検出し、この値を初期値設定部４５に通知する。このとき、切替部４３は、制御ゲイン演算部４２が出力する駆動制御信号ＶＳＰ２を選択しているため、初期値として、その時点の駆動制御信号ＶＳＰ２のレベルの値が取り込まれる。初期値設定部４５は、このような駆動制御信号ＶＳＰ２の値を初期値として、制御ゲイン演算部４１に通知する。これにより、図３（ｃ）に示すように、制御ゲイン演算部４１は、駆動制御信号ＶＳＰ２の値を初期値とするような駆動制御信号ＶＳＰ１を出力する。この後、切替部４３は、制御ゲイン演算部４１が出力する駆動制御信号ＶＳＰ１を選択し、出力する。このような動作を行うことにより、図２（ｄ）と同様、図３（ｄ）に示すように、切替部４３から出力する駆動制御信号ＶＳＰは、連続的に変化することになる。
【００６７】
次に、ゲイン設定部のより具体的な構成例について説明する。
【００６８】
図４は、ゲイン設定部の具体的な構成例を示すブロック図である。図４に示すゲイン設定部４００は、図１で示したゲイン設定部４０と比べて、構成は異なるが、同様の機能を有している。以下、ゲイン設定部４００の構成および動作について説明する。
【００６９】
図４において、ゲイン設定部４００は、速度偏差算出部５０から供給される速度偏差信号ＶＤを増幅する増幅器４０３と、２つの端子を有し、一方の端子が増幅器４０３の反転入力側に接続され、制御ゲインを設定するための、それぞれ時定数が異なった帰還回路４０１および４０２と、ゲイン切替信号ＨＬに応じて、帰還回路４０１および４０２の中からいずれかを選択し、選択した帰還回路に対しては、増幅器４０３の出力信号をその帰還回路の他方の端子に増幅器４０４を介して供給した後、増幅器４０３の出力側を他方の端子に接続するとともに、選択しない他の帰還回路に対しては、他方の端子と増幅器４０３の出力側とを未接続とするように切替える切替回路４０５と、ゲイン切替信号ＨＬに基づき切替回路４０５の切替えを制御するタイミング信号を生成するタイミング生成部４０６とを備えており、増幅器４０３の出力信号が駆動制御信号ＶＳＰとして出力される。また、帰還回路４０１は、抵抗器４１３とコンデンサ４１２との直列接続にコンデンサ４１１が並列接続された回路であり、帰還回路４０２は、抵抗器４２３とコンデンサ４２２との直列接続にコンデンサ４２１が並列接続された回路である一例を示している。また、帰還回路４０１は積分要素としてのコンデンサ４１１を含み、帰還回路４０２は積分要素としてのコンデンサ４２１を含む。このように、ゲイン設定部４００は、切替回路４０５により伝達特性が切替え可能なフィルタである。
【００７０】
また、図４では、タイミング生成部４０６からのタイミング信号に応じて、切替回路４０５が、状態ａ、状態ｂおよび状態ｃとする３つの状態に切替えるような一例を挙げている。すなわち、状態ａの場合、図４に示すように、帰還回路４０２の他方の端子が増幅器４０３の出力側に接続され、帰還回路４０１の他方の端子は開放状態となる。また、状態ｂの場合、帰還回路４０１および４０２の他方の端子は増幅器４０４の出力側に接続され、増幅器４０３の出力信号である駆動制御信号ＶＳＰが増幅器４０４を介して供給される。また、状態ｃの場合、帰還回路４０１の他方の端子が増幅器４０３の出力側に接続され、帰還回路４０２の他方の端子は開放状態となる。切替回路４０５は、ゲイン切替信号ＨＬの変更に応じて、状態ａ、状態ｂ、状態ｃの順、あるいは状態ｃ、状態ｂ、状態ａの順に接続状態を切替える。また、このような切替えを行うとき、タイミング生成部４０６は、切替回路４０５に対して、所定の期間だけ状態ｂとするようにタイミング制御する。これにより、帰還回路４０１および４０２には、切替え時において、切替え直前の駆動制御信号ＶＳＰが供給され、コンデンサ４１１や４２１などには切替え直前の駆動制御信号ＶＳＰの電圧に対応した電荷が蓄積される。
【００７１】
このような構成において、ゲイン切替信号ＨＬにより、例えば、増幅器４０３の出力側と帰還回路４０２とが接続される状態ａへと切替える場合、上述したように状態ｂにおいて切替え直前の駆動制御信号ＶＳＰの電圧で帰還回路４０２のコンデンサ４２１などが充電され、その後、増幅器４０３の出力側と帰還回路４０２とが接続される。また、帰還回路４０１は開放状態となる。このようにして、帰還回路４０２が駆動制御信号ＶＳＰの電圧を保持した状態で、帰還回路４０２に基づく制御ゲインのフィルタが構成され、これにより、帰還回路４０２に基づく制御ゲインが選択されたことになる。また、このような状態から、ゲイン切替信号ＨＬが切替わると、状態ｂにおいて切替え直前の駆動制御信号ＶＳＰの電圧で帰還回路４０１のコンデンサ４１１などが充電された後、増幅器４０３の出力側と帰還回路４０１とが接続される。また、帰還回路４０２は開放状態となる。このようにして、帰還回路４０１が駆動制御信号ＶＳＰの電圧を保持した状態で、増幅器４０３の出力側と帰還回路４０１とが接続され、帰還回路４０１に基づく制御ゲインのフィルタが構成される。
【００７２】
このように、図４に示すようなゲイン設定部４００は、例えば、制御ゲインを帰還回路４０２による制御ゲインから、帰還回路４０１による制御ゲインへと切替えるとき、帰還回路４０１が駆動制御信号ＶＳＰの電圧を保持しているため、帰還回路４０２による制御ゲインに基づき生成した駆動制御信号ＶＳＰを用いて、帰還回路４０１による制御ゲインに基づく演算処理を開始するように制御ゲインを切替える。すなわち、一方の帰還回路から他方の帰還回路に切替えるとき、駆動制御信号ＶＳＰが帰還回路に充電されるような構成であるため、ゲイン設定部４０と同様に、制御ゲイン切替え時において、駆動制御信号ＶＳＰがあるレベルからゼロレベル近辺へと低下するような現象は発生せず、ゲイン設定部４００から出力される駆動制御信号ＶＳＰは連続して変化する。特に、図４に示したような構成のゲイン設定部４００によれば、３つの接続状態が切替え可能なスイッチなどをフィルタ回路に付加するのみの簡易な構成により、制御ゲイン切替え時における駆動制御信号ＶＳＰがあるレベルからゼロレベル近辺へと低下するような現象を防止できる。なお、以上の説明ではゲイン設定部４００において２つの制御ゲインを切替える構成例を挙げて説明したが、２つの制御ゲインに限定されず、それぞれ時定数が異なった複数の帰還回路を設け、切替回路が、複数の帰還回路の中から１つの帰還回路を選択し、選択した帰還回路に対しては、増幅器４０３の出力信号を選択した帰還回路の他方の端子に供給した後、増幅器４０３の出力側を他方の端子に接続するとともに、選択しない他の帰還回路に対しては、他方の端子と増幅器４０３の出力側とを未接続とするように切替えるような構成であってもよい。
【００７３】
以上のように、本実施の形態のモータ駆動装置１００は、ゲイン設定部４０あるいは４００が、ある制御ゲインから他の制御ゲインへと切替えるとき、ある制御ゲインに基づき生成した駆動制御信号を用いて、他の制御ゲインに基づく演算処理を開始するように、制御ゲインを切替えるため、図２（ｄ）や図３（ｄ）で示したように、ゲイン設定部４０あるいは４００から出力する駆動制御信号ＶＳＰは連続して変化する。すなわち、制御ゲイン切替え時において、駆動制御信号ＶＳＰがあるレベルからゼロレベル近辺へと低下するような現象を防止できる。このため、駆動電圧が駆動巻線に生じる誘起電圧よりも低くなるような現象も抑制でき、制御ゲインの切替えに起因する回生現象の発生も防止できる。したがって、本発明のモータ駆動装置１００によれば、指令速度に応じて最適な制御ゲインを設定できるとともに、制御ゲインの切替え時における回生現象や速度変動を抑制し、これによって、回生現象に起因した過電圧から電源装置や機器を安全に保護するとともに、速やかな速度制御が可能となる。
【００７４】
また、上述したような正弦波駆動のモータ駆動装置１００をモータ装置１１０に内蔵または一体化することで、これを搭載する上位機器は、低トルクリップル、低騒音、低振動を実現する正弦波駆動によるモータを容易に、かつ回生現象に気を配ることなく安全に構築することできる。また、モータ駆動装置１００の一部あるいは全部を集積回路装置として集積化することで、モータ駆動装置１００を小型化できるため、これにより、より容易に内蔵または一体化できる。その結果、上位機器の設計および制御負担を軽減でき、優れた性能を有する正弦波駆動によるモータの使用拡大、普及を促すという効果も奏する。
【００７５】
なお、以上の説明では、制御ゲイン切替え時における回生現象を防止するための構成を中心について説明したが、上述したように回生現象は減速動作によっても生じる。このため、このような減速動作によって生じる回生現象の抑制機能などを本発明と組み合わせることで、回生現象に起因した過電圧からの保護機能をより高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のモータ駆動装置やモータ装置によれば、これを搭載する上位機器は、低トルクリップル、低騒音、低振動を実現する正弦波駆動によるモータを容易に、かつ回生現象に気を配ることなく安全に構築することできる。このため、回生現象に気を配ることなく、正弦波駆動による低振動低騒音が要求される空調機器用のファンモータや燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機、冷蔵庫、洗濯機などの家電機器、あるいは、プリンタ、複写機、スキャナー、ファックス、またはこれらの複合機器、また、ハードディスク、光メディア機器などの情報機器などに使用されるモータ装置やその駆動装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置を備えたモータ装置の構成を含むブロック図
【図２】同モータ駆動装置の減速時における動作を説明するために示した図
【図３】同モータ駆動装置の加速時における動作を説明するために示した図
【図４】同モータ駆動装置のゲイン設定部の具体的な構成例を示すブロック図
【図５】従来のモータ駆動装置の構成を示すブロック図
【図６】同モータ駆動装置の駆動制御信号の様子を示した図
【符号の説明】
【００７８】
１０，９１０    モータ
１１，１３，１５    駆動巻線
２０，９２０    インバータ
２１，２２，２３，２４，２５，２６    スイッチ素子
３０，９３０    インバータ駆動部
３１    波形生成部
３２，９３２    パルス幅変調部
４０，４００，９６０    ゲイン設定部
４１，４２    制御ゲイン演算部
４３    切替部
４４    検出部
４５    初期値設定部
５０，９５０    速度偏差算出部
１００，９００    モータ駆動装置
１０５，９０５    直流電源
１１０    モータ装置
１１５，９１５    電源入力端子
１１６    指令情報入力端子
１２０，９１２    速度検出手段
４０１，４０２    帰還回路
４０３，４０４    増幅器
４０５    切替回路
４１１，４１２，４２１，４２２    コンデンサ
４１３，４２３    抵抗器
９７０    切替信号発生回路
【図１】
2009038845.tif 000003
【図２】
2009038845.tif 000004
【図３】
2009038845.tif 000005
【図４】
2009038845.tif 000006
【図５】
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【図６】
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