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最新DCブラシレス・モータ 制御のメカニズム

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第
4章
最新 DC ブラシレス・モータ制御のメカニズム
専用 RX62T マイコン・キット &
無償シミュレータでベクトル制御も試して合点!
最 新 DC ブラシレス・モー タ
制御のメカニズム
金田 洋志
インバータ.
直流電圧を3相
交流電圧に変換
V
U
V
0.05Ω,
1W×3
モータの相電流
を検出
HIN LIN HIN LIN HIN LIN
62
IRQ0-A
21
IRQ3
61
IRQ1-A
55
AN001
50
AN102
56
AN000
33
3
GTIOC2BA
36
2
GTIOC2AA
34
3
GTIOC1BA
37
2
GTIOC1AA
35
GTIOC0BA
3相相補PWM
3
GTIOC0AA
FAN7382MX
(フェアチャイルド)
×3
2
実験キット
INV-1TGKIT-A
(RX62T
インバータ基板
INV-1RX62T)
W
BLY171S-15V-8000
(Anaheim Automation)
7
5
7
5
7
5
HO LO HO LO HO LO
38
MOSFETの
ゲート・
ドライバIC
ロータ
ホール・
センサ
24V
(ACアダプタ
から)
N0600N
(ルネサス
60V,30A)
×6
モータに流れる
電流を検出する
ための抵抗
DCブラシレス・モータ
W
2200μ
MOSFET.
モータに電圧を
加える/加えない
のスイッチと
して動作する
U
RX62T
(ルネサス エレクトロニクス)
ロータ(回転子)
の磁極位置と
速度を検出
マイコンはモータの
速度が一定になるよう
にインバータ出力電圧
を指令する
図 1 今回の DC ブラシレス・モータ制御回路の構成
本制御回路の動作について実機による実験やシミュレーションを交えて解説する.モータの定格回転数 8000rpm まで最新のベクトル制御で安定して回
してみる.負荷トルクが変わっても回転数の偏差が小さく抑えられていることを確認する
ここでは,DC ブラシレス・モータの制御系につい
て,ブラック・ボックスなく解説します.
DC ブラシレス・モータの制御技術は書籍に記載さ
れている数式を追うだけで技術を修得することは難し
いです.そこで,市販されている図 1 に示す実験キッ
トをモデル化し,制御プログラム,マイコンのペリ
フェラル,回路,モータ,センサという実際の制御系
のすべての要素をモデル化して無料シミュレータ上で
各部の波形や値を確認できるようにしました.
2014 年 4 月号
モータの高効率化を支える制御技術
今日では高効率な DC ブラシレス・モータ(永久磁石
同期モータ)が広く使われています.特に冷蔵庫やエ
アコン,洗濯機など民生機器の中でも大きな電力を使
用する機器の動力部でよく使用され,省エネに貢献し
ています.普及が進みつつある電気自動車にも 100kW
クラスの DC ブラシレス・モータが使われています.
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