(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＲＭの相巻線へ供給される電流の電流プロフィールを制御する装置であって、
相が付勢状態にあるときには前記相巻線へ電流を導くスイッチ装置と、
前記ＳＲＭの運転状態を検出する検出装置と、
前記相巻線への電流を制御する前記スイッチ装置へ動作信号を供給する信号発生装置と、
前記検出装置に応答して前記信号発生装置を制御する制御装置にして、
前記相巻線に供給される電流のプロフィールが、相が付勢状態にあるときに前記相巻線へ第一の正の平均電圧を有する電圧が与えられることにより前記相巻線に供給される電流が迅速にピーク値まで増大され、その後、前記相が消勢状態になるときまでに前記相巻線へ前記第一の平均電圧よりも低い第二の正の平均電圧が与えられることにより前記相巻線に供給される電流が前記ピーク値から該ピーク値よりも低い第二の値へ低減されるプロフィールとなるように、前記信号発生装置が前記相巻線へ電流を供給するＰＷＭ動作信号を出力するよう該信号発生装置を制御する制御装置と
を含み、
前記信号発生装置は、ＰＷＭ信号発生器であって、
前記電流が０からそのピーク値まで増大する際にデューティサイクルが徐々に短くなるデューティサイクル可変のＰＷＭ動作信号を生成し、その後、前記相巻線を通る電流がなくなるまでデューティサイクルが一定のＰＷＭ動作信号を生成し、デューティサイクルの関数として、前記電流のピーク値までの増大中の前記動作信号の平均電圧が前記ピーク値到達後の前記動作信号の平均電圧よりも高くなるよう前記動作信号の平均電圧を制御するか、又は、
前記電流が０からそのピーク値まで増大する際に周波数が徐々に高くなる周波数可変のＰＷＭ動作信号を生成し、その後、前記電流のピーク値への到達後から前記相巻線を通る電流がなくなるまで周波数が一定のＰＷＭ動作信号を生成し、周波数の関数として、前記電流のピーク値までの増大中の前記動作信号の平均電圧が前記ピーク値到達後の前記動作信号の平均電圧よりも高くなるよう前記動作信号の平均電圧を制御する
ＰＷＭ信号発生器を含み、
前記相巻線内の電流の大きさが前記動作信号の関数であり、前記相が消勢状態となるとき前記電流が前記第二の値から減衰し、これにより前記相が付勢状態から消勢状態に切換わる際に電流プロフィールに発生する変化が急激な変化ではなく、この急激ではない変化によって前記相巻線への電流の供給が停止される際に電動機に一般に発生するリンギングの程度が低減され、これにより電動機の騒音が低減されるよう構成された装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、前記ＳＲＭは、各相に一つの相巻線を有する多相ＳＲＭであり、前記制御装置は、各相が付勢状態にあるときに各相巻線へ電流を流すスイッチ手段へ供給される動作信号の平均電圧を制御することにより、各相巻線へ供給される電流プロファイルを制御することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２の装置であって、前記スイッチ手段は、第一及び第二のスイッチを含み、前記相巻線は、各々、対応する第一及び第二のスイッチの間に接続され、前記第一及び第二のスイッチは付勢されると対応する相巻線へ電流が流れることを許し、前記信号発生装置は、前記動作信号により前記第一及び第二のスイッチのうちの一つを変調して前記スイッチの作動を制御することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３の装置であって、前記信号発生装置は、前記動作信号により前記第一及び第二のスイッチの双方を変調し、前記双方のスイッチは、動作信号の特性により制御されることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項４の装置であって、前記制御装置はマイクロプロセッサを含み、前記マイクロプロセッサは前記ＳＲＭの作動に関する入力を受け、これらの入力及び前記相が付勢状態にあるときに発生されるべき所望の電流プロフィールの関数として前記信号発生装置により発生される前記動作信号の前記信号特性を制御することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５の装置であって、前記制御装置は前記検出装置からの入力に応答し、ＰＷＭ信号発生器のパルス幅、デューティサイクル及び周波数を変動させて前記相巻線へ電流が供給される間に前記の平均電圧を有する動作信号を生成させて前記の電流プロファイルを達成することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６の装置であって、前記マイクロプロセッサは前記ＳＲＭの運転状態を表す入力に応答して、前記相巻線へ電流が供給される間にＰＷＭ信号発生器のパルス幅、デューティサイクル及び周波数を変動させて前記の電流プロファイルを達成することを特徴とする装置。
【請求項８】
ＳＲＭの相巻線への電流を制御する方法であって、
相が付勢状態にあるときに相巻線へ電流を導く回路へ前記相巻線を組み込む過程と、
所定のプロフィールに従うよう前記相巻線への電流を制御するために使用される動作信号を生成する過程と、
動作信号の特性を制御する過程であって、相が付勢状態にあるときに電流が迅速にピーク値まで増大され、その後、前記相が消勢状態になるときまでに前記相巻線に供給される電流が前記ピーク値から該ピーク値よりも低い第二の値へ低減されるよう前記動作信号を制御する過程と
を含み、
前記動作信号の特性を制御する過程に於いて、
（ａ）前記電流が０からそのピーク値まで増大する際にデューティサイクルが徐々に短くなるデューティサイクル可変のＰＷＭ動作信号を生成し、その後、前記相巻線を通る電流がなくなるまでデューティサイクルが一定のＰＷＭ動作信号を生成し、デューティサイクルの関数として、前記電流のピーク値までの増大中の前記動作信号の平均電圧が前記ピーク値到達後の前記動作信号の平均電圧よりも高くなるよう前記動作信号の平均電圧を制御するか、又は、
前記電流が０からそのピーク値まで増大する際に周波数が徐々に高くなる周波数可変のＰＷＭ動作信号を生成し、その後、前記電流のピーク値への到達後から前記相巻線を通る電流がなくなるまで周波数が一定のＰＷＭ動作信号を生成し、周波数の関数として、前記電流のピーク値までの増大中の前記動作信号の平均電圧が前記ピーク値到達後の前記動作信号の平均電圧よりも高くなるよう前記動作信号の平均電圧を制御して、
前記相巻線内の電流の大きさが前記動作信号の関数であり、前記相が消勢状態となるとき前記電流が前記第二の値から減衰し、これにより前記相が付勢状態から消勢状態に切換わる際に電流プロフィールに発生する変化が急激な変化ではなく、この急激ではない変化によって前記巻線への電流の供給が停止される際に電動機に一般に発生するリンギングの程度が低減され、これにより電動機の騒音が低減されるようにする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切換え式反作用電動機（本明細書に於いては「ＳＲＭ」と略称する）に係り、更に詳細には電動機のための電流プロフイールを制御し又は操作することにより電動機の騒音を低減する方法及び装置に係る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
切換え式反作用電動機、即ちＳＲＭは当技術分野に於いてよく知られている。この種の電動機を運転させることに関する一つの問題は騒音である。本願の発明者による米国特許出願第１７５，２６８号に記載されている如く、かかる騒音はその一つの発生源として各相がそのサイクルの終端に於いて切換えられる際に電動機の相巻線に於いて電流が消散されることにより惹起される。電動機が一つの相より他の一つの相へ切換えられる際には、相巻線が付勢されている間に相巻線に供給されるエネルギの約３０％程度のエネルギが減衰する。上記米国特許出願に記載されている如く、このエネルギの一部は貯蔵コンデンサを用いて回収され、或いは消散される。
【０００３】
一般に電動機の騒音の主要な発生原因は、電動機のステータとロータとの間に作用する垂直力が急激に変化することである。また騒音はかかる急激な変化が電動機のサイクルの最大の変形の位置に於いて生じる場合に特に激しい。本願の発明者の出願にかかる米国特許第５，２３９，２１７号には、「楕円形変形」と呼ばれる現象が記載されている。この現象はロータ極及びステータ極が互いに整合した状態になると発生される力により、電動機の実質的に円形のロータ及びステータが楕円形に変形される状態である。上述の米国特許出願及び米国特許にはかかる楕円形変形力を低減する方法が記載されている。
【０００４】
上述の米国特許出願及び米国特許に記載された方法は電動機の騒音を低減する点に於いて有効なものであるが、電動機の騒音を更に一層低減する他の方法も重要である。かかる方法の一つは電動機の各相の電流プロフィールを制御することである。トルクを低減するよう電流が制御される一つの制御方法に於いては、制御を達成するための種々のルックアップテーブルやスケジュールが使用される（米国特許第４，８６８，４７７号参照）。また相の長さを増大させ、これにより相のドエルタイムを増大させることにより電流プロフィールを制御することも知られている（米国特許第４，２５３，０５３号）。また第三の方法が「Performance Enhancement of Single-phase Switched Reluctance Motor by DC Link Voltage Boosting 」と題するS. Chan 及びH. R. Boltonによる論文（IEEE Proceedings-B，Volume 140，論文番号５、１９９３年９月）に記載されている。この論文に於いては電流が相に供給され、しかる後相の終了開始時にブースト電圧を使用することによって通常の速度よりも速く電流が除去される。この方法の一つの欠点はフレキシビリティに欠けるということである。
【０００５】
上述の各方法は有効なものではあるが、これらの方法に於いて十分な制御を達成するためには多大な回路や多大な操作が必要である。電流プロフィールを制御する他の方法にはより一層有効であり容易に達成可能なものもある。騒音の低減は、相の付勢部分の終了時に於ける電流プロフィールの傾斜を電流プロフィールのテール電流減衰部分の傾斜とできるだけ一致させることにより達成される。本願発明者は上述の米国特許出願第１７５，２６８号に於いてテール電流減衰を制御する装置及び方法を提案した。この方法によれば、電流プロフィールの減衰部分の傾斜を制御することができる。これに対し本発明の回路及び方法によれば、相の付勢区間や電動機の他の重要な運転パラメータに影響を及ぼすことなく電流プロフィールの滑らかな変化を達成し、これにより騒音を大きく低減するよう電流プロフィールの相付勢部分を制御することができる。
【０００６】
【発明の概要】
本発明の幾つかの目的は、単相又は二相ＳＲＭ、例えば１２−６型の二相ＳＲＭや６−４型の三相ＳＲＭの如き二相及び三相のＳＲＭの各相に於ける電流プロフィールを操作する制御方法及び装置を提供すること、電動機の騒音を低減すべく各相の付勢部分に於ける電流プロフィールを制御する制御方法及び装置を提供すること、ハードチョッピング又はソフトチョッピングによる電流制御法を用いて電流プロフィールを制御する制御方法及び装置を提供すること、電流のレベルを通常の電流レベルよりも高いピーク値にまで上昇させる制御方法及び装置を提供すること、相の通常の付勢部分に於いて電流がそのピーク値より該ピーク値よりも低いレベルに低下され、これにより相が消勢状態になるときに発生する電流プロフィールの傾斜の変化が他の場合よりも遥かに穏やかにされる制御方法及び装置を提供すること、既存のＳＲＭ制御回路に容易に組み込むことが可能であり、またマイクロプロセッサを含んでいてよい制御方法及び装置を提供すること、相巻線に印加される電圧を始めのうちは大きく増大させることによって電流をピーク値に上昇させる制御方法及び装置を提供すること、相が付勢状態になるときに相巻線に流れる電流を制御し、これにより相の付勢区間の開始時に電流をそのピーク値まで迅速に上昇させるために使用されるＰＷＭ信号のデューティサイクルを制御する制御方法及び装置を提供すること、これと同一の結果を達成すべくＰＷＭ信号の周波数を制御する制御方法及び装置を提供すること、これと同一の結果を達成すべくＰＷＭ信号のデューティサイクル及び周波数の両方を変化させる制御方法及び装置を提供すること、電動機の相が付勢状態より消勢状態に変化する際に電動機に作用する平準化された楕円形変形力の変化が穏やかになり、これにより電動機に於けるリンギングが低減されるよう、電動機内に発生する垂直力を修正する制御方法及び装置を提供すること、ＳＲＭの運転範囲全体に亘り騒音を低減する低廉にして信頼性に優れた制御回路を提供することである。
【０００７】
本発明によれば、概説すれば、単相又は多相ＳＲＭの相の付勢部分に於ける電流プロフィールを制御する装置が提供される。相が付勢状態にあるときに電流を巻線へ導くようスイッチが閉じられる。ＳＲＭの種々の運転パラメータを検出するためにホール効果センサ及び他の型式のセンサが使用される。ＰＷＭ信号出力端子を有するＰＷＭ信号発生器又はマイクロプロセッサがセンサからの入力に応答し、二つのスイッチの少なくとも一方へＰＷＭ動作信号を出力して巻線への電流を制御する。動作信号はスイッチの動作が動作信号の信号特性の関数として制御されるようスイッチを制御する。このことにより巻線への電流の供給は所定のプロフィールに従って行われる。この所定のプロフィールによれば、電流は相が付勢状態になるときに０からピーク値まで始めのうちは迅速に増大される。次いで電流は相が消勢状態になるまでにピーク値から該ピーク値よりも低い第二の値まで低下される。更に電流は相が消勢状態になるときに第二の値から０へ低下する。相が付勢状態から消勢状態に切換わる際に生じる電流プロフィールの変化は急激な変化ではなく穏やかな変化である。この穏やかな変化により、巻線への電流の供給が停止される際に一般に電動機に発生するリンギングの程度が低減され、これにより電動機の騒音が低減される。また本明細書に於いては電流プロフィールを制御する方法も開示される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施形態について詳細に説明する。
【０００９】
添付の図に於いて、切換え式反作用電動機Ｍ（図６（Ａ）及び図６（Ｂ）参照）は単相切換え式反作用電動機或いは二相、三相又は四相の電動機であってよく、典型的には多相電動機である。かかる電動機の例は１２−６型の二相電動機や６−４型の三相電動機である。電動機は複数のステータ歯ＳＴ（その一つのみが図面に示されている）を含むステータ組立体Ｓを有している。電動機は更にシャフトＨに取り付けられステータ組立体に対し相対的に回転するよう配置されたロータ組立体Ｒを含み、ロータ組立体Ｒは複数のロータ歯ＲＴを有している。ロータが図示の如く時計回り方向へ回転すると、ステータ組立体及びロータ組立体には力が発生する。これらの力は図６（Ａ）及び図６（Ｂ）にそれぞれ矢印の長さにより示されている如く、ロータ歯がステータ歯に直接的に対向する状態になると最大値になる。これらの力は電動機に対し楕円形変形効果を生じる。
【００１０】
電動機の運転中には、各電動機の各相が順次付勢され消勢される。各相が付勢される時間は種々の運転パラメータに依存し、一つの相から次の相への切換えが行われるべき時点を決定するための種々の制御法が従来より開発されている。相が付勢状態になるときには電動機の相巻線Ｗへ電流が供給される。電流は、相が付勢状態にある間、巻線へ連続的に供給される。図４（Ｂ）に示されている如く、巻線への電流の供給は時点Ｔo に於いて開始する。
【００１１】
本発明の装置１０は各相の付勢部分の間単相又は多相の切換え式反作用電動機Ｍに於ける電流プロフィールＰ（図４（Ｄ）参照）を制御するために使用される。図１に示されている如く、相巻線Ｗはスイッチ装置１２によりＤＣバスに接続される。スイッチ装置は相が付勢状態あるときには巻線へ電流を導くようになっており、巻線をバスの一方の側に接続する第一のスイッチＳ1 と、巻線をバスの他方の側に接続する第二のスイッチＳ2 とを含んでいる。またスイッチ装置はそれぞれ対応するダイオードＤ1 、Ｄ2 を含んでいる。巻線により示される相が付勢状態にあるときには、スイッチＳ1 及びＳ2 は閉じられる。
【００１２】
電動機の運転パラメータを検出するための種々の検出装置が設けられる。例えば図６（Ａ）に於いては、ロータ組立体Ｒの瞬時位置を検出するホール効果センサ１４が設けられている。また図には示されていないが、電動機の回転速度、トルク及びこれらと同様のパラメータ情報を出力する他のセンサも設けられる。更に図１に於いて符号１６にて全体的に示された信号発生装置が設けられており、この信号発生装置はＰＷＭ信号発生器を含み、該信号発生器は巻線Ｗへの電流を制御すべく後述の理由からスイッチＳ1 及びＳ2 の一方又は両方へ動作信号を出力する。また図１に於いて符号１８に全体的に示された制御装置が設けられており、この制御装置は検出装置よりの入力信号に応答して信号発生装置の動作を制御する。制御装置は巻線への電流の供給が所定のプロフィールに従って行われるようにする動作特性を有する動作信号を信号発生装置が出力するよう信号発生装置の動作を制御する。
【００１３】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）に於いて、電動機の一つの相に対する典型的な電流プロフィールＰ1 及び電動機に発生する平準化された力が図示されている。特に図４（Ｂ）に於いては、電流レベルは巻線に対応する特定の相が付勢状態になる以前には０であるものとして図示されている。相は時点Ｔo に於いて付勢状態になる。しかる後時点Ｔc まで電流が相巻線へ供給される。時点Ｔc に於いては、相は消勢状態になり、巻線へ電流が供給されなくなる。時点Ｔc より時点Ｔf までに於いて電流が０に漸次減少する。電流が相巻線へ流れ始めると、電流レベルはレベルＩp まで上昇し、時点Ｔx に於いてこのレベルに到達する。時点Ｔx より時点Ｔc までに於いては巻線に流れる電流は一定であり、レベルＩp に維持される。時点Ｔc に於いて巻線への電流の供給が停止されると、電流プロフィールの傾斜が急激に変化する。このことは、電流プロフィールの急激な傾斜により示されている如く時点Ｔc に於いて巻線中の電流がＩp より０になるよう急激に低減されることによる。巻線ＷについてのインダクタンスプロフィールＬが図４（Ａ）に示されており、図４（Ｂ）のプロフィールに従って相へ供給される電流について巻線中のインダクタンスを示している。図５（Ａ）に示されている如く、電動機についての平準化された力のプロフィールＦ1 も電流が遮断される時点Ｔc に於ける急激な変化を示している。平準化された力のプロフィールの傾斜がかくして急激に変化することにより図５（Ａ）に於いて波形Ｖ1 により示された騒音リンギングが発生する。このリンギングが電動機に高いレベルの騒音を発生し、この騒音のレベルは好ましくないほど高いものである。
【００１４】
図４（Ｄ）に示されたプロフィールＰ2 の如き電流プロフィールを発生することが本発明の回路１０及び方法の一つの特徴である。本発明の方法によれば、巻線への電流は相が付勢状態になると０よりピーク値Ｉp ′まで急激に上昇する。図４（Ｄ）に示されている如く、電流は時点Ｔo と時点Ｔx との間に於いてこのピーク値に上昇される。時点Ｔx に於いて電流の低減が開始され、電流は相が時点Ｔc に於いて消勢状態になるまでピーク値よりも低い第二の値、例えば電流レベルＩp まで低減される。次いで電流は相が消勢状態になるときにこの第二の値より０に減少する。かくして電流プロフィールを制御することの利点は、時点Ｔx と時点Ｔc との間に於ける電流プロフィールの傾斜が図４（Ｂ）の典型的な状況に於いて発生するような実質的に水平の状態にはならないということである。即ち電流プロフィールは時点Ｔc より時点Ｔf までの傾斜と同様でありしかも傾斜度合が小さい負の傾斜を有する。従って相への電流の供給が時点Ｔc に於いて停止されても、発生する電流プロフィールの変化は急激な変化ではなく遥かに穏やかで滑らかな変化である。電流がプロフィールＰ2 に従って相へ供給される場合に於ける電動機の平準化された力のプロフィールＦ2 を示す図５（Ｂ）に於いて、現状では巻線への電流が停止される際に電動機に於いて発生しているリンギングの程度が上述の穏やかで滑らかな変化により低減される。このことが図５（Ｂ）に於いて波形Ｖ2 により示されており、図示の如く電動機の騒音が大幅に低減される。
【００１５】
前述の如く本発明の回路１０はスイッチＳ1 及びＳ2 の一方又は両方へ動作信号を供給するＰＷＭ信号発生器１６を含んでいる。或いは図２に示されている如く、回路１０′はスイッチへ動作信号を供給するＰＷＭ信号出力端子を有するマイクロプロセッサを含んでいる。信号発生器１６及びマイクロプロセッサ２０の何れも「ソフト」チョッピング信号又は「ハード」チョッピング信号であるＰＷＭ信号を出力することができる。ソフトチョッピングのＰＷＭ信号が図３（Ａ）に図示され、ハードチョッピングのＰＷＭ信号が図３（Ｂ）に示されている。信号発生器又はマイクロプロセッサがソフトチョッピング信号を出力する場合には、その信号は一方のスイッチ、例えばスイッチＳ2 にのみ供給され、これによりそのスイッチが「オン」位置と「オフ」位置との間に切換えられる。他方のスイッチＳ1 は相の付勢部分の間「オン」状態に維持される。これに対し信号発生器又はマイクロプロセッサがハードチョッピング信号を出力する場合には、その信号は両方のスイッチへ同時に供給される。
【００１６】
図４（Ｃ）には電流プロフィールＰ1 に従って相巻線へ電流を供給するＰＷＭ信号Ｇ1 が図示されている。信号Ｇ1 は時点Ｔo から時点Ｔc までの相付勢時間全体に亘り一定の周波数及び一定のデューティサイクルを有する。平均電圧曲線Ａ1 は相付勢時間中に相へ供給されるＰＷＭ波形の平均電圧を示しており、相付勢時間全体に亘り一定の値である。本発明による電流プロフィールＰ2 を達成すべく、巻線へ供給されるＰＷＭ信号、即ち信号Ｇ2 （図４（Ｅ）参照）は多数の種々の方法により制御されてよい。図４（Ｅ）に於いて、動作信号の周波数は一定であるがそのデューティサイクルは可変である。図４（Ｅ）に示されている如く、時点Ｔo より時点Ｔx までに於いては動作信号は第一の値にて開始しこの区間全体に亘り徐々に短くなるデューティサイクルを有する。また時点Ｔx より時点Ｔc までに於いては動作信号は一定のデューティサイクルを有する。しかしこのデューティサイクルは時点Ｔo より時点Ｔx までに於いて一方のスイッチ又は両方のスイッチへ供給される動作信号のデューティサイクルよりも短い。従って相付勢部分に於いて相へ供給されるＰＷＭ信号の平均電圧曲線は、平均電圧が第二の部分の平均電圧よりも実質的に高い第一の部分を有する。第一及び第二の部分の長さは相へ供給されるＰＷＭ信号の可変及び一定のデューティサイクルの時間にそれぞれ対応している。このことは重要である。何故ならば、このことは時点Ｔx までに電流を所望のピーク値Ｉp ′に増大させるためには、相へ入力される平均電圧が他の要領にて供給される平均電圧よりも実質的に高い値でなければならないことを意味するからである。
【００１７】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に於いて、特に図７（Ａ）は図４（Ｅ）に示された動作信号に対応する他の一つのＰＷＭ動作信号の波形を示している。この波形によれば、時点Ｔo より時点Ｔx までの区間に於いては動作信号のデューティサイクルは始めのうちは第一の値であり、しかる後徐々に短くなる。また時点Ｔx より時点Ｔc までの区間に於いては動作信号は時点Ｔo より時点Ｔx までの区間に於いてスイッチ装置へ供給される何れの動作信号のデューティサイクルよりも短い一定のデューティサイクルを有する。図７（Ｂ）には同一の結果を達成する、即ち相付勢時間の第一の部分の間相へかなり高い電圧を供給する他の一つの方法が図示されており、この方法はデューティサイクルが一定であるが周波数が可変のＰＷＭ信号を供給すること含んでいる。周波数は所定の周波数にて開始し、時点Ｔo より時点Ｔx までの間に徐々に高くなる。時点Ｔx より時点Ｔc までの区間に於いては動作信号は時点Ｔo より時点Ｔx までの間にスイッチ装置へ供給される何れの動作信号の周波数よりも高い一定の周波数を有する。更に図７（Ｃ）には相付勢時間の第一の部分の間相へかなり高い電圧を供給する第三の方法が図示されており、この方法はデューティサイクル及び周波数の両方が可変であるＰＷＭ信号を供給することを含んでいる。時点Ｔo より時点Ｔx までの間に於いて動作信号の周波数及びデューティサイクルが如何に変化するかに拘らず、動作信号は時点Ｔx より時点Ｔc までの区間に於いては一定の周波数及び一定のデューティサイクルを有する。
【００１８】
以上の説明内容は単相又は多相ＳＲＭの各相に於ける電流プロフィールを操作するための制御方法及び装置である。この制御方法を達成する回路は電動機の騒音を低減するよう各相の付勢部分に於ける電流プロフィールを制御する。また本発明の回路及び方法に於いては、電流プロフィールを制御するためにハードチョッピング又はソフトチョッピングの何れの電流制御法が使用されてもよい。作動に於いては電流のレベルが通常時よりも高いピーク値までまず上昇される。次いで電流は相が消勢状態になるときにそのピーク値より通常の値と同一の電流レベルに低下される。その結果相が消勢状態になるときの電流プロフィールの傾斜が他の場合よりも遥かに穏やかになる。本発明の制御装置及び方法は既存のＳＲＭ制御回路に容易に組み込まれるものであり、またマイクロプロセッサを含んでいてよい。本発明の方法によれば、相が付勢状態にあるときに相巻線に流れる電流を制御し、これにより相の付勢時間の開始時に電流をそのピーク値に迅速に上昇させるためにＰＷＭ信号のデューティサイクルが使用される。またこれと同一の結果を達成すべくＰＷＭ信号の周波数が変化される。またこれと同一の結果を達成すべくＰＷＭ信号のデューティサイクル及び周波数の両方が変化されてもよい。電動機の相が付勢状態より消勢状態に変化する際に電動機に作用する平準化された楕円形変形力の変化を穏やかにし、これにより電動機に於けるリンギングを低減するよう電動機内に於いて発生する垂直力を修正することは本発明の制御方法及び装置の一つの利点である。
【００１９】
以上の説明より、本発明の幾つかの目的が達成され、他の有利な結果が得られることが理解されよう。
【００２０】
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】相の付勢部分に於いてＳＲＭの巻線に供給される電流の電流プロフィールを操作するための本発明の第一の回路を示すブロック線図である。
【図２】電流プロフィールを操作するための本発明の第二の回路を示すブロック線図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ巻線に供給される電流を制御するためのソフトチョッピング及びハードチョッピングのＰＷＭ信号の波形を示している。
【図４】（Ａ）は電動機の相の付勢部分及び消勢部分に於ける相の巻線インダクタンスを示すグラフであり、（Ｂ）は相の付勢部分に於ける一つの典型的な電流プロフィールを示しており、（Ｃ）は（Ｂ）の電流プロフィールを発生するために使用されるＰＷＭ信号及びその平均電圧を示しており、（Ｄ）は本発明の回路により発生される電流プロフィールを示しており、（Ｅ）は（Ｄ）の電流プロフィールを発生するために使用されるＰＷＭ信号及びその平均電圧を示している。
【図５】（Ａ）は電動機のための電流プロフィールが図４（Ｂ）のプロフィールに対応する場合について相の付勢部分に於ける電動機内の垂直力及び相が消勢状態になるときに発生されるリンギングを示しており、（Ｂ）は電動機のための電流プロフィールが図４（Ｄ）のプロフィールに対応する場合について相の付勢部分に於ける電動内の垂直力及び相が消勢状態になるときに発生されるリンギングを示している。
【図６】電動機のロータ極がステータ極を通過する際に電動機内に発生する力を示しており、特に（Ａ）は二つの極が互いに整合していない場合について示し、（Ｂ）は二つの極が互いに整合した場合について示している。
【図７】図４（Ｄ）の電流プロフィールを得るために本発明の回路により使用可能な種々のＰＷＭ信号を示している。
【符号の説明】
１０…本発明の装置
１２…スイッチ装置
１４…ホール効果センサ
１６…信号発生装置（ＰＷＭ信号発生器）
１８…制御装置
２０…マイクロプロセッサ
Ｍ…切換え式反作用電動機
Ｓ…ステータ組立体
Ｒ…ロータ組立体
【図１】
0003764513.tif 000002
【図２】
0003764513.tif 000003
【図３】
0003764513.tif 000004
【図５】
0003764513.tif 000005
【図４】
0003764513.tif 000006
【図６】
0003764513.tif 000007
【図７】
0003764513.tif 000008