JPH11313496A - 直流電動機の運転制御装置 - Google Patents
直流電動機の運転制御装置Info
- Publication number
- JPH11313496A JPH11313496A JP10118363A JP11836398A JPH11313496A JP H11313496 A JPH11313496 A JP H11313496A JP 10118363 A JP10118363 A JP 10118363A JP 11836398 A JP11836398 A JP 11836398A JP H11313496 A JPH11313496 A JP H11313496A
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- circuit
- semiconductor switch
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- pulse
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電動機が運転／停止を繰り返すような製
品において、半導体スイッチを駆動する電源を得るため
の充電シーケンスを有した直流電動機の運転制御装置を
供給することを目的とする。 【解決手段】 トーテムポール型に結線された半導体ス
イッチのうちの高電圧側の各半導体スイッチを駆動する
電力を得るためのブートストラップ回路と、半導体スイ
ッチをオン／オフ制御する信号を発生するインバータ制
御手段と、直流電動機の運転／停止を判定する運転モー
ド判定手段と、ブートストラップ回路への充電動作を行
う充電パルス発生手段とを備えた直流電動機の運転制御
装置であり、直流電動機の起動時には全半導体スイッチ
の駆動電源を得ることができ、直流電動機停止時におけ
る省電力化を図ることができる。
品において、半導体スイッチを駆動する電源を得るため
の充電シーケンスを有した直流電動機の運転制御装置を
供給することを目的とする。 【解決手段】 トーテムポール型に結線された半導体ス
イッチのうちの高電圧側の各半導体スイッチを駆動する
電力を得るためのブートストラップ回路と、半導体スイ
ッチをオン／オフ制御する信号を発生するインバータ制
御手段と、直流電動機の運転／停止を判定する運転モー
ド判定手段と、ブートストラップ回路への充電動作を行
う充電パルス発生手段とを備えた直流電動機の運転制御
装置であり、直流電動機の起動時には全半導体スイッチ
の駆動電源を得ることができ、直流電動機停止時におけ
る省電力化を図ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ制御に
よる直流電動機の運転制御装置に関するものであり、特
に、直流電動機の起動時において、半導体スイッチを動
作させるのに必要な電源を得る方法に関するものであ
る。
よる直流電動機の運転制御装置に関するものであり、特
に、直流電動機の起動時において、半導体スイッチを動
作させるのに必要な電源を得る方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】直流電動機をインバータにより回転数制
御を行う場合、複数の半導体スイッチをオン／オフさせ
ながら、直流電動機に加わる電圧を変化させるのが一般
的である。
御を行う場合、複数の半導体スイッチをオン／オフさせ
ながら、直流電動機に加わる電圧を変化させるのが一般
的である。
【０００３】一般に、複数の半導体スイッチをオン／オ
フさせるためには、それぞれの半導体スイッチに電源が
必要である。
フさせるためには、それぞれの半導体スイッチに電源が
必要である。
【０００４】近年では、駆動電源には、電源回路の小型
化などを目的として、ブートストラップ回路を搭載する
ことが多くなっている。
化などを目的として、ブートストラップ回路を搭載する
ことが多くなっている。
【０００５】ブートストラップ回路は、トーテムポール
型に結線された２つの半導体スイッチのうちの高電圧側
（上アーム）の半導体スイッチを駆動するための電源を
得る回路である。
型に結線された２つの半導体スイッチのうちの高電圧側
（上アーム）の半導体スイッチを駆動するための電源を
得る回路である。
【０００６】トーテムポール型に結線された２つの半導
体スイッチのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイ
ッチをオン状態にすることで、ブートストラップ回路に
設けたコンデンサに電荷を充電し、充電により得た電圧
で高圧側半導体スイッチを駆動する。
体スイッチのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイ
ッチをオン状態にすることで、ブートストラップ回路に
設けたコンデンサに電荷を充電し、充電により得た電圧
で高圧側半導体スイッチを駆動する。
【０００７】従来、ブートストラップ回路の駆動方法で
は、たとえば特開平９−２１９９７６号公報に示されて
いるものなどがある。
は、たとえば特開平９−２１９９７６号公報に示されて
いるものなどがある。
【０００８】この特長は、制御電源がオンされるとほぼ
同時に、トーテムポール型に結線された２つの半導体ス
イッチのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイッチ
をオンする信号（充電パルス）が下アームの駆動回路に
与えられ、ブートストラップコンデンサに電荷が充電さ
れる。充電パルスはコンデンサの充電完了後も与えら
れ、直流電動機などを駆動させるためのＰＷＭ信号を与
える直前に停止する。
同時に、トーテムポール型に結線された２つの半導体ス
イッチのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイッチ
をオンする信号（充電パルス）が下アームの駆動回路に
与えられ、ブートストラップコンデンサに電荷が充電さ
れる。充電パルスはコンデンサの充電完了後も与えら
れ、直流電動機などを駆動させるためのＰＷＭ信号を与
える直前に停止する。
【０００９】その後、ＰＷＭ信号により直流電動機など
の負荷が動作する。ＰＷＭ信号が停止した後においても
充電パルスは与えられるものであり、安定した電源を得
ることができる。
の負荷が動作する。ＰＷＭ信号が停止した後においても
充電パルスは与えられるものであり、安定した電源を得
ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブートストラップ回路の駆動方法では、ＰＷＭ停止時、
すなわち、直流電動機などが停止している時において
も、ブートストラップ回路のコンデンサには充電が行わ
れており、常時安定した電源を得ることはできるが、例
えば直流電動機を冷蔵庫などに用いた場合、直流電動機
の停止時間は長時間であり、直流電動機が停止中は半導
体スイッチを駆動する必要がなく、したがって、トーテ
ムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうちの
高電圧側の電源は必要としない。
ブートストラップ回路の駆動方法では、ＰＷＭ停止時、
すなわち、直流電動機などが停止している時において
も、ブートストラップ回路のコンデンサには充電が行わ
れており、常時安定した電源を得ることはできるが、例
えば直流電動機を冷蔵庫などに用いた場合、直流電動機
の停止時間は長時間であり、直流電動機が停止中は半導
体スイッチを駆動する必要がなく、したがって、トーテ
ムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうちの
高電圧側の電源は必要としない。
【００１１】また、ブートストラップ回路のコンデンサ
に常時充電を行うためには、低電圧側の半導体スイッチ
をオン／オフさせる必要があり、半導体スイッチをオン
／オフをするための駆動回路などによる損失が生じると
いう課題を有していた。
に常時充電を行うためには、低電圧側の半導体スイッチ
をオン／オフさせる必要があり、半導体スイッチをオン
／オフをするための駆動回路などによる損失が生じると
いう課題を有していた。
【００１２】本発明は、ブートストラップ回路を有した
インバータ回路構成により回転数制御を行う直流電動機
の運転制御方法に関するものであり、特に直流電動機が
運転／停止を繰り返すような製品において、半導体スイ
ッチを駆動する電源を得るための充電シーケンスを有し
た直流電動機の運転制御装置を供給することを目的とす
る。
インバータ回路構成により回転数制御を行う直流電動機
の運転制御方法に関するものであり、特に直流電動機が
運転／停止を繰り返すような製品において、半導体スイ
ッチを駆動する電源を得るための充電シーケンスを有し
た直流電動機の運転制御装置を供給することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の直流電動機の運
転制御装置は、直流電動機と、交流入力を直流に変換す
る整流回路と、運転制御装置での制御電力を供給する電
源回路と、インバータ回路と、前記インバータ回路を構
成する２個１組でトーテムポール型に結線した半導体ス
イッチを複数組並列に結線した半導体スイッチと、各半
導体スイッチを駆動する駆動回路と、トーテムポール型
に結線された半導体スイッチのうちの高電圧側の各半導
体スイッチを駆動する電力を得るためのブートストラッ
プ回路と、前記半導体スイッチ群をオン／オフ制御する
信号を発生するインバータ制御手段と、前記直流電動機
の運転／停止を判定する運転モード判定手段と、前記直
流電動機の回転子の位置を検出するとともに回転パルス
を発生する位置検出手段と、前記インバータ制御手段に
組み込まれ位置検出手段の出力をもとに前記インバータ
回路の半導体スイッチの動作を決定する転流手段と、前
記直流電動機の回転数を可変にするためのチョッピング
を行うための信号を発生するチョッピング信号発生手段
と、前記転流手段の出力と前記チョッピング信号発生手
段の出力とを合成する合成手段と、前記ブートストラッ
プ回路への充電動作を行う充電パルス発生手段とを備え
たものである。
転制御装置は、直流電動機と、交流入力を直流に変換す
る整流回路と、運転制御装置での制御電力を供給する電
源回路と、インバータ回路と、前記インバータ回路を構
成する２個１組でトーテムポール型に結線した半導体ス
イッチを複数組並列に結線した半導体スイッチと、各半
導体スイッチを駆動する駆動回路と、トーテムポール型
に結線された半導体スイッチのうちの高電圧側の各半導
体スイッチを駆動する電力を得るためのブートストラッ
プ回路と、前記半導体スイッチ群をオン／オフ制御する
信号を発生するインバータ制御手段と、前記直流電動機
の運転／停止を判定する運転モード判定手段と、前記直
流電動機の回転子の位置を検出するとともに回転パルス
を発生する位置検出手段と、前記インバータ制御手段に
組み込まれ位置検出手段の出力をもとに前記インバータ
回路の半導体スイッチの動作を決定する転流手段と、前
記直流電動機の回転数を可変にするためのチョッピング
を行うための信号を発生するチョッピング信号発生手段
と、前記転流手段の出力と前記チョッピング信号発生手
段の出力とを合成する合成手段と、前記ブートストラッ
プ回路への充電動作を行う充電パルス発生手段とを備え
たものである。
【００１４】本発明によれば、直流電動機を起動する前
に、トーテムポール型に結線された２つの半導体スイッ
チのうちの低電圧側（下アーム）の全半導体スイッチの
駆動回路に、一定時間半導体スイッチをオンする信号を
与え、ブートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充
電することができ、トーテムポール型に結線された２つ
の半導体スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導
体スイッチの駆動電源を得ることができ、直流電動機の
起動時には全半導体スイッチの駆動電源を得ることがで
き、直流電動機の停止中の省電力化を図ることができ
る。
に、トーテムポール型に結線された２つの半導体スイッ
チのうちの低電圧側（下アーム）の全半導体スイッチの
駆動回路に、一定時間半導体スイッチをオンする信号を
与え、ブートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充
電することができ、トーテムポール型に結線された２つ
の半導体スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導
体スイッチの駆動電源を得ることができ、直流電動機の
起動時には全半導体スイッチの駆動電源を得ることがで
き、直流電動機の停止中の省電力化を図ることができ
る。
【００１５】また、一定周波数でオン／オフ比率の異な
る波形を出力する変調パルス発生手段と、充電パルス発
生手段より出力された充電パルスと前記変調パルス発生
手段より出力された変調パルスを合成する第２合成手段
とを備えることにより、充電パルスを複数個のパルスで
構成し、充電開始時は高周波数のパルスで始め、後に徐
々に低周波数に切り替えていき、ブートストラップ回路
の充電初期に発生する突入電流値を低減できる。
る波形を出力する変調パルス発生手段と、充電パルス発
生手段より出力された充電パルスと前記変調パルス発生
手段より出力された変調パルスを合成する第２合成手段
とを備えることにより、充電パルスを複数個のパルスで
構成し、充電開始時は高周波数のパルスで始め、後に徐
々に低周波数に切り替えていき、ブートストラップ回路
の充電初期に発生する突入電流値を低減できる。
【００１６】また、充電を行いたい相に充電を行う回路
切り替え手段とを備えることにより、トーテムポール型
に結線された２つの半導体スイッチのうちの低電圧側
（下アーム）の半導体スイッチのオンさせる充電パルス
を１相づつ順次与えることができ、充電時流れる電流ピ
ークを少なくでき、電源回路の省出力化ができ、回路の
小型化ができる。
切り替え手段とを備えることにより、トーテムポール型
に結線された２つの半導体スイッチのうちの低電圧側
（下アーム）の半導体スイッチのオンさせる充電パルス
を１相づつ順次与えることができ、充電時流れる電流ピ
ークを少なくでき、電源回路の省出力化ができ、回路の
小型化ができる。
【００１７】また、直流電動機を起動するときに一番最
初に駆動する高電圧側の半導体スイッチを選定し、その
駆動回路にのみ接続する初期スイッチ選定手段とを備え
ることにより、直流電動機の起動時に、一番最初にオン
させる半導体スイッチと同相の低電圧側の半導体スイッ
チのみに事前に充電パルスを与えることができ、一番最
初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの駆動電源の
みを得ることができ、充電時に必要な電荷量を少なくで
き、充電時間の短縮化ができる。
初に駆動する高電圧側の半導体スイッチを選定し、その
駆動回路にのみ接続する初期スイッチ選定手段とを備え
ることにより、直流電動機の起動時に、一番最初にオン
させる半導体スイッチと同相の低電圧側の半導体スイッ
チのみに事前に充電パルスを与えることができ、一番最
初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの駆動電源の
みを得ることができ、充電時に必要な電荷量を少なくで
き、充電時間の短縮化ができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の直流電
動機の運転制御装置は、直流電動機と、交流入力を直流
に変換する整流回路と、運転制御装置での制御電力を供
給する電源回路と、インバータ回路と、前記インバータ
回路を構成する２個１組でトーテムポール型に結線した
複数の半導体スイッチと、各半導体スイッチを駆動する
駆動回路と、トーテムポール型に結線された半導体スイ
ッチのうちの高電圧側の各半導体スイッチを駆動する電
力を得るためのブートストラップ回路と、前記半導体ス
イッチをオン／オフ制御する信号を発生するインバータ
制御手段と、前記直流電動機の運転／停止を判定する運
転モード判定手段と、前記直流電動機の回転子の位置を
検出するとともに回転パルスを発生する位置検出手段
と、前記インバータ制御手段に組み込まれ位置検出手段
の出力をもとに前記インバータ回路の半導体スイッチの
動作を決定する転流手段と、前記直流電動機の回転数を
可変にするためのチョッピングを行うための信号を発生
するチョッピング信号発生手段と、前記転流手段の出力
と前記チョッピング信号発生手段の出力と前記運転モー
ド判定手段の出力を合成する合成手段と、前記ブートス
トラップ回路への充電動作を行う充電パルス発生手段と
を備えたものであり、直流電動機を起動する前に、トー
テムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうち
の低電圧側（下アーム）の全半導体スイッチの駆動回路
に、一定時間半導体スイッチをオンする信号を与え、ブ
ートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充電するこ
とができ、トーテムポール型に結線された２つの半導体
スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導体スイッ
チの駆動電源を得ることができ、直流電動機の起動時に
は全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、直流
電動機の停止中の省電力化を図ることができる。
動機の運転制御装置は、直流電動機と、交流入力を直流
に変換する整流回路と、運転制御装置での制御電力を供
給する電源回路と、インバータ回路と、前記インバータ
回路を構成する２個１組でトーテムポール型に結線した
複数の半導体スイッチと、各半導体スイッチを駆動する
駆動回路と、トーテムポール型に結線された半導体スイ
ッチのうちの高電圧側の各半導体スイッチを駆動する電
力を得るためのブートストラップ回路と、前記半導体ス
イッチをオン／オフ制御する信号を発生するインバータ
制御手段と、前記直流電動機の運転／停止を判定する運
転モード判定手段と、前記直流電動機の回転子の位置を
検出するとともに回転パルスを発生する位置検出手段
と、前記インバータ制御手段に組み込まれ位置検出手段
の出力をもとに前記インバータ回路の半導体スイッチの
動作を決定する転流手段と、前記直流電動機の回転数を
可変にするためのチョッピングを行うための信号を発生
するチョッピング信号発生手段と、前記転流手段の出力
と前記チョッピング信号発生手段の出力と前記運転モー
ド判定手段の出力を合成する合成手段と、前記ブートス
トラップ回路への充電動作を行う充電パルス発生手段と
を備えたものであり、直流電動機を起動する前に、トー
テムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうち
の低電圧側（下アーム）の全半導体スイッチの駆動回路
に、一定時間半導体スイッチをオンする信号を与え、ブ
ートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充電するこ
とができ、トーテムポール型に結線された２つの半導体
スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導体スイッ
チの駆動電源を得ることができ、直流電動機の起動時に
は全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、直流
電動機の停止中の省電力化を図ることができる。
【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、変調パ
ルス発生手段と第２合成手段を備え、充電パルスを複数
個のパルスで構成し、充電開始時はＯＮ時間の短いパル
スで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆくものであ
り、ブートストラップ回路の充電初期に発生する突入電
流値を低減できるという作用を有する。
ルス発生手段と第２合成手段を備え、充電パルスを複数
個のパルスで構成し、充電開始時はＯＮ時間の短いパル
スで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆくものであ
り、ブートストラップ回路の充電初期に発生する突入電
流値を低減できるという作用を有する。
【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、回路切
り替え手段を備え、直流電動機を起動する前に、トーテ
ムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうちの
低電圧側（下アーム）の半導体スイッチを１相づつ順次
オン状態にすることができ、充電時に流れる電流ピーク
を少なくでき、電源回路の省出力化ができ、電源回路の
小型化ができるという作用を有する。
り替え手段を備え、直流電動機を起動する前に、トーテ
ムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうちの
低電圧側（下アーム）の半導体スイッチを１相づつ順次
オン状態にすることができ、充電時に流れる電流ピーク
を少なくでき、電源回路の省出力化ができ、電源回路の
小型化ができるという作用を有する。
【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、初期ス
イッチ選定手段を備え、直流電動機を起動する前に、直
流電動機の起動時に、一番最初にオンさせる半導体スイ
ッチと同相の低電圧側の半導体スイッチのみに事前に充
電パルスを与えることにより、一番最初にオンさせる高
電圧側の半導体スイッチの駆動電源のみを得ることがで
き、充電時に必要な電荷量を少なくでき、充電時間の短
縮化ができるという作用を有する。
イッチ選定手段を備え、直流電動機を起動する前に、直
流電動機の起動時に、一番最初にオンさせる半導体スイ
ッチと同相の低電圧側の半導体スイッチのみに事前に充
電パルスを与えることにより、一番最初にオンさせる高
電圧側の半導体スイッチの駆動電源のみを得ることがで
き、充電時に必要な電荷量を少なくでき、充電時間の短
縮化ができるという作用を有する。
【００２２】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。 （実施の形態１）図１は実施の形態１の直流電動機の運
転制御装置の全体構成図である。
を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は実施の形態１の直流電動機の運
転制御装置の全体構成図である。
【００２３】図１において、１は交流入力であり、２は
交流入力１の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路で
あり、ダイオード２ａ〜２ｄとコンデンサ２ｅ〜２ｆが
接続された構成となっている（図１では倍電圧整流回路
を例として示すが整流回路は全波整流回路でもよい）。
交流入力１の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路で
あり、ダイオード２ａ〜２ｄとコンデンサ２ｅ〜２ｆが
接続された構成となっている（図１では倍電圧整流回路
を例として示すが整流回路は全波整流回路でもよい）。
【００２４】３は電源回路であり、整流回路後の直流電
圧をもとに制御側に必要な主電源（例えばＤＣ＋１５
Ｖ）を作り出すものである。
圧をもとに制御側に必要な主電源（例えばＤＣ＋１５
Ｖ）を作り出すものである。
【００２５】４はインバータ回路であり、半導体スイッ
チ４ａ〜４ｆ（例えばＩＧＢＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴ等）が
２個１組でトーテムポール型に接続され、Ｕ、Ｖ、Ｗ相
の３相分接続されている。
チ４ａ〜４ｆ（例えばＩＧＢＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴ等）が
２個１組でトーテムポール型に接続され、Ｕ、Ｖ、Ｗ相
の３相分接続されている。
【００２６】なお、本実施の形態１では半導体スイッチ
にはＩＧＢＴを使用した例を示している。
にはＩＧＢＴを使用した例を示している。
【００２７】さらに、各半導体スイッチにはそれぞれダ
イオード４ｇ〜４ｌが接続されている（半導体スイッチ
にＭＯＳ−ＦＥＴを使用する場合は不要となる）。
イオード４ｇ〜４ｌが接続されている（半導体スイッチ
にＭＯＳ−ＦＥＴを使用する場合は不要となる）。
【００２８】また、インバータ回路４には、半導体スイ
ッチ４ａ〜４ｆを個別にオン／オフさせることができる
駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋、４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−が接続される。
ッチ４ａ〜４ｆを個別にオン／オフさせることができる
駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋、４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−が接続される。
【００２９】なお、図１において電気回路図側の駆動回
路とブロック図側の駆動回路とは同一であることを意味
しており、それぞれ符号を示して確認する。
路とブロック図側の駆動回路とは同一であることを意味
しており、それぞれ符号を示して確認する。
【００３０】駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋、４Ｕ
−、４Ｖ−、４Ｗ−の構造の詳細な説明は割愛するが、
６のインバータ制御手段からの信号に基づいて半導体ス
イッチ４ａ〜４ｆを個々にオン／オフできる構造となっ
ている。
−、４Ｖ−、４Ｗ−の構造の詳細な説明は割愛するが、
６のインバータ制御手段からの信号に基づいて半導体ス
イッチ４ａ〜４ｆを個々にオン／オフできる構造となっ
ている。
【００３１】また、駆動回路４Ｕ＋と４Ｕ−、駆動回路
４Ｖ＋と４Ｖ−、駆動回路４Ｗ＋と４Ｗ−は、それぞれ
の組み合わせで１組の回路をなす（図示せず）。
４Ｖ＋と４Ｖ−、駆動回路４Ｗ＋と４Ｗ−は、それぞれ
の組み合わせで１組の回路をなす（図示せず）。
【００３２】５はブートストラップ回路であり、高耐電
圧（例えば６００Ｖ）のダイオード５ｄ、５ｅ、５ｆ及
びダイオード５ｄ、５ｅ、５ｆに直列接続された抵抗５
ａ、５ｂ、５ｃ及びコンデンサ５ｄ、５ｅ、５ｆにより
構成される。
圧（例えば６００Ｖ）のダイオード５ｄ、５ｅ、５ｆ及
びダイオード５ｄ、５ｅ、５ｆに直列接続された抵抗５
ａ、５ｂ、５ｃ及びコンデンサ５ｄ、５ｅ、５ｆにより
構成される。
【００３３】ブートストラップ回路５の基本的な動作を
以下に述べる。例えば、図１において、半導体スイッチ
４ａ及び４ｄ、ダイオード４ｇ及び４ｊ、駆動回路４Ｕ
＋及び４Ｕ−、抵抗５ａ、ダイオード５ｄ、コンデンサ
５ｇにより構成された回路をＵ相回路と呼ぶこととする
（同様に、半導体スイッチ４ｂ及び４ｆｅ、ダイオード
４ｈ及び４ｋ、駆動回路４Ｖ＋及び４Ｖ−、抵抗５ｂ、
ダイオード５ｅ、コンデンサ５ｈにより構成された回路
をＶ相回路、半導体スイッチ４ｃ及び４ｆ、ダイオード
４ｉ及び４ｌ、駆動回路４Ｗ＋及び４Ｗ−、抵抗５ｃ、
ダイオード５ｆ、コンデンサ５ｉにより構成された回路
をＷ相回路と呼ぶこととする）。
以下に述べる。例えば、図１において、半導体スイッチ
４ａ及び４ｄ、ダイオード４ｇ及び４ｊ、駆動回路４Ｕ
＋及び４Ｕ−、抵抗５ａ、ダイオード５ｄ、コンデンサ
５ｇにより構成された回路をＵ相回路と呼ぶこととする
（同様に、半導体スイッチ４ｂ及び４ｆｅ、ダイオード
４ｈ及び４ｋ、駆動回路４Ｖ＋及び４Ｖ−、抵抗５ｂ、
ダイオード５ｅ、コンデンサ５ｈにより構成された回路
をＶ相回路、半導体スイッチ４ｃ及び４ｆ、ダイオード
４ｉ及び４ｌ、駆動回路４Ｗ＋及び４Ｗ−、抵抗５ｃ、
ダイオード５ｆ、コンデンサ５ｉにより構成された回路
をＷ相回路と呼ぶこととする）。
【００３４】例えば、Ｕ相回路において、半導体スイッ
チ４ａがオフ状態であり、半導体スイッチ４ｄがオン状
態になったとき、半導体スイッチ４ａのエミッタ側と半
導体スイッチ４ｄのコレクタ側との接続点での電位はイ
ンバータ回路４におけるグランド電位付近の値となる。
チ４ａがオフ状態であり、半導体スイッチ４ｄがオン状
態になったとき、半導体スイッチ４ａのエミッタ側と半
導体スイッチ４ｄのコレクタ側との接続点での電位はイ
ンバータ回路４におけるグランド電位付近の値となる。
【００３５】このとき、ダイオード５ｄのアノード側の
電位は、インバータ回路４におけるグランドに対して正
電位（例えば電源回路３の出力電圧がＤＣ＋１５Ｖであ
ればＤＣ＋１５Ｖ）となり、抵抗５ａ及びダイオード５
ｄを介してコンデンサ５ｇに電流が流れ、電荷が充電さ
れ、半導体スイッチ４ｄがオン状態である区間だけ、コ
ンデンサ５ｇに電荷は充電され（ただし、電荷が満たさ
れるまで）、充電電荷量に応じた電圧がコンデンサ５ｇ
の両端に発生するしくみとなる。
電位は、インバータ回路４におけるグランドに対して正
電位（例えば電源回路３の出力電圧がＤＣ＋１５Ｖであ
ればＤＣ＋１５Ｖ）となり、抵抗５ａ及びダイオード５
ｄを介してコンデンサ５ｇに電流が流れ、電荷が充電さ
れ、半導体スイッチ４ｄがオン状態である区間だけ、コ
ンデンサ５ｇに電荷は充電され（ただし、電荷が満たさ
れるまで）、充電電荷量に応じた電圧がコンデンサ５ｇ
の両端に発生するしくみとなる。
【００３６】半導体スイッチ４ｄがオフ状態となって
も、コンデンサ５ｇの電荷は徐々に放電するが、ある時
間だけ維持され、放電されるまでの間は、コンデンサ５
ｇでの充電電荷量に応じた電圧を駆動回路４Ｕ＋及び半
導体スイッチ４ａへの供給電源に使用できる。
も、コンデンサ５ｇの電荷は徐々に放電するが、ある時
間だけ維持され、放電されるまでの間は、コンデンサ５
ｇでの充電電荷量に応じた電圧を駆動回路４Ｕ＋及び半
導体スイッチ４ａへの供給電源に使用できる。
【００３７】ただし、半導体スイッチ４ｄをオフ状態と
し、駆動回路４Ｕ＋及び半導体スイッチ４ａを駆動し続
けるとコンデンサ５ｇでの電荷量は減少してゆく。
し、駆動回路４Ｕ＋及び半導体スイッチ４ａを駆動し続
けるとコンデンサ５ｇでの電荷量は減少してゆく。
【００３８】つまり、ブートストラップ回路５では、２
個１組でトーテムポール型に接続された半導体スイッチ
のうちの低電圧側の半導体スイッチ（４ｄ、４ｅ、４
ｆ）がオン状態であり、高電圧側の半導体スイッチ（４
ａ、４ｂ、４ｃ）がオフ状態の時、コンデンサ（５ｇ、
５ｈ、５ｉ）に電荷が充電され、充電された電荷は、低
電圧側の半導体スイッチ（４ｄ、４ｅ、４ｆ）がオフ状
態である時、高電圧側の半導体スイッチ（４ａ、４ｂ、
４ｃ）を駆動するのに使用される。
個１組でトーテムポール型に接続された半導体スイッチ
のうちの低電圧側の半導体スイッチ（４ｄ、４ｅ、４
ｆ）がオン状態であり、高電圧側の半導体スイッチ（４
ａ、４ｂ、４ｃ）がオフ状態の時、コンデンサ（５ｇ、
５ｈ、５ｉ）に電荷が充電され、充電された電荷は、低
電圧側の半導体スイッチ（４ｄ、４ｅ、４ｆ）がオフ状
態である時、高電圧側の半導体スイッチ（４ａ、４ｂ、
４ｃ）を駆動するのに使用される。
【００３９】６は直流電動機であり、半導体スイッチ４
ａ〜４ｆを個別にオン／オフ制御することにより、直流
電動機６に電流が流れ、内部の回転子（図示せず）が回
転するものである。
ａ〜４ｆを個別にオン／オフ制御することにより、直流
電動機６に電流が流れ、内部の回転子（図示せず）が回
転するものである。
【００４０】７はインバータ制御手段であり、転流手段
８と、チョッピング信号発生手段９と、合成手段１０
と、充電パルス発生手段１１により構成されている。
８と、チョッピング信号発生手段９と、合成手段１０
と、充電パルス発生手段１１により構成されている。
【００４１】１２は位置検出手段であり、直流電動機６
の回転子の回転位置を検出すると共に、回転パルスを発
生し、インバータ制御手段７に出力する。
の回転子の回転位置を検出すると共に、回転パルスを発
生し、インバータ制御手段７に出力する。
【００４２】８の転流手段は位置検出手段６の出力から
インバータ回路３の半導体スイッチ４ａ〜４ｆを転流さ
せる転流パルスを作り出し、駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、
４Ｗ−及び合成手段８に出力する。
インバータ回路３の半導体スイッチ４ａ〜４ｆを転流さ
せる転流パルスを作り出し、駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、
４Ｗ−及び合成手段８に出力する。
【００４３】９のチョッピング信号発生手段は直流電動
機６の回転数を可変にするために、一定周波数でオン／
オフ比率の異なる波形を作り出す。
機６の回転数を可変にするために、一定周波数でオン／
オフ比率の異なる波形を作り出す。
【００４４】１０の合成手段は、転流手段８により出力
された転流パルスとチョッピング信号発生手段９により
出力されたチョッピング信号とを合成し、駆動回路４Ｕ
＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋へ合成信号を出力する。
された転流パルスとチョッピング信号発生手段９により
出力されたチョッピング信号とを合成し、駆動回路４Ｕ
＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋へ合成信号を出力する。
【００４５】１１の充電パルス発生手段は、ブートスト
ラップ回路５のコンデンサ５ｇ、５ｈ、５ｉに電荷を充
電するための充電パルスを駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−及び転流手段８に出力する。
ラップ回路５のコンデンサ５ｇ、５ｈ、５ｉに電荷を充
電するための充電パルスを駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−及び転流手段８に出力する。
【００４６】１３は直流電動機６の運転／停止命令を出
す運転モード判定手段であり、充電パルス発生手段１１
及び合成手段１０に信号を出力する。
す運転モード判定手段であり、充電パルス発生手段１１
及び合成手段１０に信号を出力する。
【００４７】次に、上記構成の直流電動機の運転制御装
置の動作について、図２、図３を用いて説明する。
置の動作について、図２、図３を用いて説明する。
【００４８】図２は実施の形態１における直流電動機起
動時の制御パルスのタイミングチャートである。
動時の制御パルスのタイミングチャートである。
【００４９】図３は実施の形態１における直流電動機停
止時の制御パルスのタイミングチャートである。
止時の制御パルスのタイミングチャートである。
【００５０】まず、実施の形態１では、運転モード判定
手段１３により、直流電動機６を運転するか、停止状態
を保つかを判定する。
手段１３により、直流電動機６を運転するか、停止状態
を保つかを判定する。
【００５１】ある条件（例えば、温度センサなどによ
り、基準温度よりも高い温度を検出した直流電動機６を
運転する必要が生じた時）を満たしたとき、運転モード
判定手段１３は図２の運転モードに示すように、Ｔ１時
にＯＮ命令が出力される。
り、基準温度よりも高い温度を検出した直流電動機６を
運転する必要が生じた時）を満たしたとき、運転モード
判定手段１３は図２の運転モードに示すように、Ｔ１時
にＯＮ命令が出力される。
【００５２】Ｔ１時におけるＯＮ命令は充電パルス発生
手段１１及び合成手段１０に出力される。
手段１１及び合成手段１０に出力される。
【００５３】充電パルス発生手段１１では、運転モード
判定手段１３のＯＮ命令を受けると同時に充電パルスを
発生し、充電パルスは駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−
及び転流手段８に出力される。
判定手段１３のＯＮ命令を受けると同時に充電パルスを
発生し、充電パルスは駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−
及び転流手段８に出力される。
【００５４】充電パルス発生手段１１は、運転モード判
定手段１３のエッジ（例えば立ち上がり時０Ｖから５Ｖ
になった時）のみを検出し、エッジを検出後ある一定の
期間（Ｔ１〜Ｔ２区間）のみパルスを発生する仕組みに
なっており、すなわちラッチ時間を設けた構造になって
いる（例えば、ワンショットパルス発生回路などを用い
てもよい）。
定手段１３のエッジ（例えば立ち上がり時０Ｖから５Ｖ
になった時）のみを検出し、エッジを検出後ある一定の
期間（Ｔ１〜Ｔ２区間）のみパルスを発生する仕組みに
なっており、すなわちラッチ時間を設けた構造になって
いる（例えば、ワンショットパルス発生回路などを用い
てもよい）。
【００５５】なお、ラッチ時間については、ブートスト
ラップ回路５のコンデンサ容量などにより時間をかえる
必要があり、インバータ回路の用途に応じて適正化を図
る必要がある。
ラップ回路５のコンデンサ容量などにより時間をかえる
必要があり、インバータ回路の用途に応じて適正化を図
る必要がある。
【００５６】充電パルスは駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−に同時に出力され、充電パルスＯＮ時は半導体スイ
ッチ４ｄ、４ｅ、４ｆをオン状態にし、充電パルスがＯ
ＦＦになると半導体スイッチ４ｄ、４ｅ、４ｆもオフに
なる。
Ｗ−に同時に出力され、充電パルスＯＮ時は半導体スイ
ッチ４ｄ、４ｅ、４ｆをオン状態にし、充電パルスがＯ
ＦＦになると半導体スイッチ４ｄ、４ｅ、４ｆもオフに
なる。
【００５７】図２における４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋、４
Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−のパルスはそれぞれ半導体スイッ
チ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆのオン／オフ状
態を示している。
Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−のパルスはそれぞれ半導体スイッ
チ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆのオン／オフ状
態を示している。
【００５８】したがって、充電パルスにより、半導体ス
イッチ４ｄ、４ｅ、４ｆのみがオン状態となり、ブート
ストラップ回路５におけるコンデンサ５ｇ、５ｈ、５ｉ
に電荷が充電され、充電パルスがＯＦＦになったときに
は、駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋及び半導体スイッ
チ４ａ、４ｂ、４ｃへの供給電源を得ることができる。
イッチ４ｄ、４ｅ、４ｆのみがオン状態となり、ブート
ストラップ回路５におけるコンデンサ５ｇ、５ｈ、５ｉ
に電荷が充電され、充電パルスがＯＦＦになったときに
は、駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋及び半導体スイッ
チ４ａ、４ｂ、４ｃへの供給電源を得ることができる。
【００５９】充電パルスは転流手段８にも出力され、充
電パルスがＯＮ状態の時は、転流手段８は動作しない。
電パルスがＯＮ状態の時は、転流手段８は動作しない。
【００６０】充電パルスがＯＦＦになると、転流手段８
からは、直流電動機６への転流波形を出力する。
からは、直流電動機６への転流波形を出力する。
【００６１】出力された転流波形は、合成手段１０によ
り、駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−への信号は運転モ
ード信号と、駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋への信号
はチョッピング信号発生手段９から出力されるＰＷＭ信
号と合成され、それぞれ駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ
＋、４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗを介して半導体スイッチ４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４Ｆを駆動し、直流電動
機６は回転し、以後位置検出手段１２の回転パルスをも
とに転流信号が出力され回転を続ける。
り、駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−への信号は運転モ
ード信号と、駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋への信号
はチョッピング信号発生手段９から出力されるＰＷＭ信
号と合成され、それぞれ駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ
＋、４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗを介して半導体スイッチ４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４Ｆを駆動し、直流電動
機６は回転し、以後位置検出手段１２の回転パルスをも
とに転流信号が出力され回転を続ける。
【００６２】図３において運転モードがＯＮからＯＦＦ
になったとき、ＯＦＦ信号は合成手段１０にも出力され
ている。
になったとき、ＯＦＦ信号は合成手段１０にも出力され
ている。
【００６３】このとき、運転モード信号はＯＦＦ（例え
ば０Ｖ）であるので、転流信号が出力されていても、合
成後の信号はＯＦＦとなる。
ば０Ｖ）であるので、転流信号が出力されていても、合
成後の信号はＯＦＦとなる。
【００６４】したがって、駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−への信号はＯＦＦであり、半導体スイッチ４ｄ、４
ｅ、４Ｆはオフとなり直流電動機６は停止する。
Ｗ−への信号はＯＦＦであり、半導体スイッチ４ｄ、４
ｅ、４Ｆはオフとなり直流電動機６は停止する。
【００６５】なお、本実施の形態１では、説明のため、
各タイミングチャートの波形は、各半導体スイッチのオ
ン／オフ動作になるように示したが実際の回路では、こ
の限りではない。
各タイミングチャートの波形は、各半導体スイッチのオ
ン／オフ動作になるように示したが実際の回路では、こ
の限りではない。
【００６６】上記形態により、直流電動機の運転開始時
にブートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充電す
ることができ、トーテムポール型に結線された２つの半
導体スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導体ス
イッチの駆動電源を得ることができ、直流電動機の起動
時には全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、
直流電動機の停止中の省電力化を図ることができる。
にブートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充電す
ることができ、トーテムポール型に結線された２つの半
導体スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導体ス
イッチの駆動電源を得ることができ、直流電動機の起動
時には全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、
直流電動機の停止中の省電力化を図ることができる。
【００６７】（実施の形態２）図４は実施の形態２の直
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。
【００６８】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６９】図４において、２１は変調パルス発生手段
であり、一定周波数でオン／オフ比率の異なる波形を作
り出す。
であり、一定周波数でオン／オフ比率の異なる波形を作
り出す。
【００７０】２２は第２合成手段であり、充電パルスと
変調パルス発生手段２１より出力された変調パルスを合
成する。
変調パルス発生手段２１より出力された変調パルスを合
成する。
【００７１】次に、上記構成の直流電動機の運転制御装
置の動作について、図５を用いて説明する。
置の動作について、図５を用いて説明する。
【００７２】図５は実施の形態２の充電時における半導
体スイッチ制御パルスの例を示す。図５において充電パ
ルスは充電パルス発生手段１１からの出力信号を、変調
パルスは変調パルス発生手段２１から発生される出力信
号を、４Ｕ−は、半導体スイッチ４ｄの駆動波形を示し
ている。
体スイッチ制御パルスの例を示す。図５において充電パ
ルスは充電パルス発生手段１１からの出力信号を、変調
パルスは変調パルス発生手段２１から発生される出力信
号を、４Ｕ−は、半導体スイッチ４ｄの駆動波形を示し
ている。
【００７３】充電パルス発生手段１１からはある一定の
ラッチ時間（Ｔ１からＴ５まで）を持ったパルスが出力
される。
ラッチ時間（Ｔ１からＴ５まで）を持ったパルスが出力
される。
【００７４】変調パルス発生手段２１からは、運転モー
ドのＯＮ命令を受け、充電パルス発生手段１１がＯＮす
るのとほぼ同じタイミングで波形を発生してゆく。
ドのＯＮ命令を受け、充電パルス発生手段１１がＯＮす
るのとほぼ同じタイミングで波形を発生してゆく。
【００７５】変調パルス発生手段２１の発生するパルス
は一定周波数ではあるが、ＯＮ状態直後はそのオン時間
（デューティー）は非常に短いものであり、オン時間は
パルスの出力回数が多くなると時間は長くなってゆき、
最終的には１００％オン状態（デューティー１００％）
となる。
は一定周波数ではあるが、ＯＮ状態直後はそのオン時間
（デューティー）は非常に短いものであり、オン時間は
パルスの出力回数が多くなると時間は長くなってゆき、
最終的には１００％オン状態（デューティー１００％）
となる。
【００７６】また、変調パルスもある一定の期間のみ出
力されるが総合計時間（Ｔ１からＴ６）は、充電パルス
よりも長く設定する。
力されるが総合計時間（Ｔ１からＴ６）は、充電パルス
よりも長く設定する。
【００７７】第２合成手段２２では、充電パルスと変調
パルスを合成し、充電パルス及び変調パルスが共にＯＮ
状態の時のみＯＮ信号を出力する。
パルスを合成し、充電パルス及び変調パルスが共にＯＮ
状態の時のみＯＮ信号を出力する。
【００７８】合成信号は駆動回路４Ｕ−へ出力され、半
導体スイッチ４ｄを駆動し、半導体スイッチ４ｄでは図
５における４Ｕ−の波形となる。
導体スイッチ４ｄを駆動し、半導体スイッチ４ｄでは図
５における４Ｕ−の波形となる。
【００７９】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。
で、同一符号を付して説明は省略する。
【００８０】上記形態により、充電開始時はＯＮ時間の
短いパルスで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆく
ものであり、ブートストラップ回路の充電初期に発生す
る突入電流値を低減できる。
短いパルスで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆく
ものであり、ブートストラップ回路の充電初期に発生す
る突入電流値を低減できる。
【００８１】（実施の形態３）図６は実施の形態３の直
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。
【００８２】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】図６において、３１は回路切り替え手段で
あり、充電を行いたい相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に充電を
行えるように、駆動回路へ接続を切り替える。
あり、充電を行いたい相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に充電を
行えるように、駆動回路へ接続を切り替える。
【００８４】接続の切り替えは、半導体スイッチを用い
てもよいし、ＩＣ、マイコンなどをもちいてもよい。
てもよいし、ＩＣ、マイコンなどをもちいてもよい。
【００８５】次に、上記構成の直流電動機の運転制御装
置の動作について、図７を用いて説明する。
置の動作について、図７を用いて説明する。
【００８６】図７は実施の形態３の充電時における半導
体スイッチ制御パルスの例を示す。インバータにより、
直流電動機６を回転させる場合、起動における半導体ス
イッチ４ａ〜４ｆを動かす順番はあらかじめ決まってい
ることが多い。
体スイッチ制御パルスの例を示す。インバータにより、
直流電動機６を回転させる場合、起動における半導体ス
イッチ４ａ〜４ｆを動かす順番はあらかじめ決まってい
ることが多い。
【００８７】本実施の形態３では、直流電動機６を起動
する時の高電圧側の半導体スイッチ４ａ、４ｂ、４ｃの
駆動順は、４ｂ（図７の４Ｖ＋）、４ｃ（図７の４Ｗ
＋）、４ａ（図７の４Ｕ＋）である。
する時の高電圧側の半導体スイッチ４ａ、４ｂ、４ｃの
駆動順は、４ｂ（図７の４Ｖ＋）、４ｃ（図７の４Ｗ
＋）、４ａ（図７の４Ｕ＋）である。
【００８８】従って、駆動すべき半導体スイッチの順番
に必要とする電源を供給すればよいことになる。
に必要とする電源を供給すればよいことになる。
【００８９】運転モードＯＮ時において、充電パルスは
ＯＮ状態となり、充電を開始する。直流電動機６を起動
するときに最初にオンさせるべき半導体スイッチは４ｂ
であるため、充電開始当初（Ｔ１時）では、回路切り替
え手段３１において、駆動回路４Ｖ−に接続し、半導体
スイッチ４ｅをオン状態にし、一定時間ブートストラッ
プ回路５のコンデンサ５ｈに電荷を充電する。
ＯＮ状態となり、充電を開始する。直流電動機６を起動
するときに最初にオンさせるべき半導体スイッチは４ｂ
であるため、充電開始当初（Ｔ１時）では、回路切り替
え手段３１において、駆動回路４Ｖ−に接続し、半導体
スイッチ４ｅをオン状態にし、一定時間ブートストラッ
プ回路５のコンデンサ５ｈに電荷を充電する。
【００９０】一定時間（Ｔ１〜Ｔ８）後、回路切り替え
手段３１では、駆動回路４Ｖ−との接続を止め、駆動回
路４Ｗ−に接続し、半導体スイッチ４ｆをオン状態に
し、一定時間（Ｔ８〜Ｔ９）、ブートストラップ回路５
のコンデンサ５ｉに電荷を充電する。
手段３１では、駆動回路４Ｖ−との接続を止め、駆動回
路４Ｗ−に接続し、半導体スイッチ４ｆをオン状態に
し、一定時間（Ｔ８〜Ｔ９）、ブートストラップ回路５
のコンデンサ５ｉに電荷を充電する。
【００９１】さらに、一定時間（Ｔ８〜Ｔ９）後、回路
切り替え手段３１では、駆動回路４Ｗ−との接続を止
め、駆動回路４Ｕ−に接続し、半導体スイッチ４ｄをオ
ン状態にし、一定時間（Ｔ９〜Ｔ１０）、ブートストラ
ップ回路５のコンデンサ５ｇに電荷を充電する。
切り替え手段３１では、駆動回路４Ｗ−との接続を止
め、駆動回路４Ｕ−に接続し、半導体スイッチ４ｄをオ
ン状態にし、一定時間（Ｔ９〜Ｔ１０）、ブートストラ
ップ回路５のコンデンサ５ｇに電荷を充電する。
【００９２】充電パルスがＯＦＦ（Ｔ１０以降）となれ
ば、回路切り替え手段３１はどの駆動回路にも接続され
ず充電を完了する。
ば、回路切り替え手段３１はどの駆動回路にも接続され
ず充電を完了する。
【００９３】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。
で、同一符号を付して説明は省略する。
【００９４】上記形態により、直流電動機を起動する前
に、トーテムポール型に結線された２つの半導体スイッ
チのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイッチを１
相づつ順次オン状態にすることができ、充電時に流れ込
む電流ピークを少なくでき、電源回路の省出力化がで
き、電源回路の小型化ができる。
に、トーテムポール型に結線された２つの半導体スイッ
チのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイッチを１
相づつ順次オン状態にすることができ、充電時に流れ込
む電流ピークを少なくでき、電源回路の省出力化がで
き、電源回路の小型化ができる。
【００９５】（実施の形態４）図８は実施の形態４の直
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。
【００９６】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９７】図８において、４１は初期スイッチ選定手
段であり、直流電動機６を起動するときに一番最初に駆
動する高電圧側の半導体スイッチを選定し、その駆動回
路にのみ接続する。
段であり、直流電動機６を起動するときに一番最初に駆
動する高電圧側の半導体スイッチを選定し、その駆動回
路にのみ接続する。
【００９８】次に、上記構成の直流電動機の運転制御装
置の動作について、図９を用いて説明する。
置の動作について、図９を用いて説明する。
【００９９】インバータにより、直流電動機６を回転さ
せる場合、起動においては強制的に回転をさせることが
多く、１番最初に駆動する高電圧側の半導体スイッチは
あらかじめ決まっていることが多い。
せる場合、起動においては強制的に回転をさせることが
多く、１番最初に駆動する高電圧側の半導体スイッチは
あらかじめ決まっていることが多い。
【０１００】また、直流電動機が回転中は、半導体スイ
ッチのオン／オフ波形の性質から、常時高電圧側の電源
は確保される。
ッチのオン／オフ波形の性質から、常時高電圧側の電源
は確保される。
【０１０１】従って、直流電動機６を起動する時、１番
最初に駆動する半導体スイッチの電源さえ確保すればよ
いこととなる。
最初に駆動する半導体スイッチの電源さえ確保すればよ
いこととなる。
【０１０２】本実施の形態４では、直流電動機６を起動
する時の１番最初に駆動する高電圧側の半導体スイッチ
は４ｂである。
する時の１番最初に駆動する高電圧側の半導体スイッチ
は４ｂである。
【０１０３】充電区間（Ｔ１〜Ｔ２）において、半導体
スイッチ４ｂへの供給電源のみを確保できるように、初
期スイッチ選定手段４１では駆動回路４Ｖ−に接続し、
充電パルスにより、半導体スイッチ４ｅは駆動され、オ
ン状態となり、ブートストラップ回路５のコンデンサ５
ｈに電荷が充電され、半導体スイッチ４ｂの駆動電源が
確保できる。
スイッチ４ｂへの供給電源のみを確保できるように、初
期スイッチ選定手段４１では駆動回路４Ｖ−に接続し、
充電パルスにより、半導体スイッチ４ｅは駆動され、オ
ン状態となり、ブートストラップ回路５のコンデンサ５
ｈに電荷が充電され、半導体スイッチ４ｂの駆動電源が
確保できる。
【０１０４】本実施の形態４では、直流電動機６の起動
時において、１番最初に駆動する半導体スイッチは決ま
っている例を説明したが、事前に１番最初に駆動する半
導体スイッチを選定しておいて、各駆動回路に接続して
もよい。
時において、１番最初に駆動する半導体スイッチは決ま
っている例を説明したが、事前に１番最初に駆動する半
導体スイッチを選定しておいて、各駆動回路に接続して
もよい。
【０１０５】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。
で、同一符号を付して説明は省略する。
【０１０６】上記形態により、直流電動機の起動時に、
一番最初にオンさせる半導体スイッチと同相の低電圧側
の半導体スイッチのみに充電パルスを与えることによ
り、一番最初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの
駆動電源を得ることができ、充電時間の短縮化ができ
る。
一番最初にオンさせる半導体スイッチと同相の低電圧側
の半導体スイッチのみに充電パルスを与えることによ
り、一番最初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの
駆動電源を得ることができ、充電時間の短縮化ができ
る。
【０１０７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、直流電動
機の運転開始時にブートストラップ回路の全コンデンサ
に電荷を充電することができ、トーテムポール型に結線
された２つの半導体スイッチのうち高電圧側（上アー
ム）の全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、
直流電動機の起動時には全半導体スイッチの駆動電源を
得ることができ、直流電動機の停止中の省電力化を図る
ことができる。
機の運転開始時にブートストラップ回路の全コンデンサ
に電荷を充電することができ、トーテムポール型に結線
された２つの半導体スイッチのうち高電圧側（上アー
ム）の全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、
直流電動機の起動時には全半導体スイッチの駆動電源を
得ることができ、直流電動機の停止中の省電力化を図る
ことができる。
【０１０８】さらに、充電開始時はＯＮ時間の短いパル
スで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆくものであ
り、ブートストラップ回路の充電初期に発生する突入電
流値を低減できる。
スで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆくものであ
り、ブートストラップ回路の充電初期に発生する突入電
流値を低減できる。
【０１０９】さらに、トーテムポール型に結線された２
つの半導体スイッチのうちの低電圧側（下アーム）の半
導体スイッチを１相づつ順次オン状態にすることがで
き、充電時に流れる電流ピークを少なくでき、電源回路
の省出力化ができ、電源回路の小型化ができる。
つの半導体スイッチのうちの低電圧側（下アーム）の半
導体スイッチを１相づつ順次オン状態にすることがで
き、充電時に流れる電流ピークを少なくでき、電源回路
の省出力化ができ、電源回路の小型化ができる。
【０１１０】さらに、直流電動機の起動時に、一番最初
にオンさせる半導体スイッチと同相の低電圧側の半導体
スイッチのみに充電パルスを与えることにより、一番最
初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの駆動電源を
得ることができ、充電時間の短縮化ができる。
にオンさせる半導体スイッチと同相の低電圧側の半導体
スイッチのみに充電パルスを与えることにより、一番最
初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの駆動電源を
得ることができ、充電時間の短縮化ができる。
【図１】本発明の実施の形態１の直流電動機の運転制御
装置の全体構成図
装置の全体構成図
【図２】本実施の形態１における直流電動機起動時の制
御パルスのタイミングチャート
御パルスのタイミングチャート
【図３】本実施の形態１における直流電動機停止時の制
御パルスのタイミングチャート
御パルスのタイミングチャート
【図４】本実施の形態２における直流電動機の運転制御
装置の全体構成図
装置の全体構成図
【図５】本実施の形態２の充電時における半導体スイッ
チ制御パルスを示す図
チ制御パルスを示す図
【図６】本実施の形態３における直流電動機の運転制御
装置の全体構成図
装置の全体構成図
【図７】本実施の形態３における直流電動機起動時の制
御パルスのタイミングチャート
御パルスのタイミングチャート
【図８】本実施の形態４における直流電動機の運転制御
装置の全体構成図
装置の全体構成図
【図９】本実施の形態４における直流電動機起動時の制
御パルスのタイミングチャート
御パルスのタイミングチャート
２ 整流回路 ３ 電源回路 ４ インバータ回路 ５ ブートストラップ回路 ６ 直流電動機 ７ インバータ制御手段 ８ 転流手段 ９ チョッピング信号発生手段 １０ 合成手段 １１ 充電パルス発生手段 １２ 運転モード判定手段
Claims (4)
- 【請求項１】 直流電動機と、交流入力を直流に変換す
る整流回路と、運転制御装置での制御電力を供給する電
源回路と、インバータ回路と、前記インバータ回路を構
成する２個１組でトーテムポール型に結線した複数の半
導体スイッチと、各半導体スイッチを駆動する駆動回路
と、トーテムポール型に結線された半導体スイッチのう
ちの高電圧側の各半導体スイッチを駆動する電力を得る
ためのブートストラップ回路と、前記半導体スイッチを
オン／オフ制御する信号を発生するインバータ制御手段
と、前記直流電動機の運転／停止を判定する運転モード
判定手段と、前記直流電動機の回転子の位置を検出する
とともに回転パルスを発生する位置検出手段と、前記イ
ンバータ制御手段に組み込まれ位置検出手段の出力をも
とに前記インバータ回路の半導体スイッチの動作を決定
する転流手段と、前記直流電動機の回転数を可変にする
ためのチョッピングを行うための信号を発生するチョッ
ピング信号発生手段と、前記転流手段の出力と前記チョ
ッピング信号発生手段の出力と前記運転モード判定手段
の出力を合成する合成手段と、前記ブートストラップ回
路への充電動作を行う充電パルス発生手段とを備えた直
流電動機の運転制御装置。 - 【請求項２】 一定周波数でオン／オフ比率の異なる波
形を出力する変調パルス発生手段と、充電パルス発生手
段より出力された充電パルスと前記変調パルス発生手段
より出力された変調パルスを合成する第２合成手段とを
備えた請求項１記載の直流電動機の運転制御装置。 - 【請求項３】 充電を行いたい相に充電を行う回路切り
替え手段とを備えた請求項１記載の直流電動機の運転制
御装置。 - 【請求項４】 直流電動機を起動するときに一番最初に
駆動する高電圧側の半導体スイッチを選定し、その駆動
回路にのみ接続する初期スイッチ選定手段とを備えた請
求項１記載の直流電動機の運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11836398A JP3775921B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 直流電動機の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11836398A JP3775921B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 直流電動機の運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11313496A true JPH11313496A (ja) | 1999-11-09 |
| JP3775921B2 JP3775921B2 (ja) | 2006-05-17 |
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ID=14734860
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11836398A Expired - Fee Related JP3775921B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 直流電動機の運転制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3775921B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100322912B1 (ko) * | 2000-02-10 | 2002-02-09 | 구자홍 | 에스알엠의 드라이브 제어장치 |
| WO2008084775A1 (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-17 | Daikin Industries, Ltd. | インバータ圧縮機の運転方法及び圧縮機駆動装置 |
| JP2008170017A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Daikin Ind Ltd | インバータ圧縮機の運転方法及び圧縮機駆動装置 |
| JP2008169699A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Daikin Ind Ltd | インバータ圧縮機の運転方法及び圧縮機駆動装置 |
| JP2008193780A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Daikin Ind Ltd | モータ駆動用インバータ制御方法 |
| JP2010035390A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| JP2011172382A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ブラシレスモータの駆動装置および駆動方法 |
| JP2012228010A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Panasonic Corp | 電動機の制御装置 |
| JP2013153603A (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
-
1998
- 1998-04-28 JP JP11836398A patent/JP3775921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100322912B1 (ko) * | 2000-02-10 | 2002-02-09 | 구자홍 | 에스알엠의 드라이브 제어장치 |
| WO2008084775A1 (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-17 | Daikin Industries, Ltd. | インバータ圧縮機の運転方法及び圧縮機駆動装置 |
| JP2008170017A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Daikin Ind Ltd | インバータ圧縮機の運転方法及び圧縮機駆動装置 |
| JP2008169699A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Daikin Ind Ltd | インバータ圧縮機の運転方法及び圧縮機駆動装置 |
| AU2008204184B2 (en) * | 2007-01-09 | 2010-05-27 | Daikin Industries, Ltd. | Inverter compressor operation method and compressor drive device |
| KR100978171B1 (ko) * | 2007-01-09 | 2010-08-25 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 인버터 압축기의 운전 방법 및 압축기 구동 장치 |
| US8182245B2 (en) | 2007-01-09 | 2012-05-22 | Daikin Industries, Ltd. | Inverter driven compressor operation method and compressor drive device |
| JP2008193780A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Daikin Ind Ltd | モータ駆動用インバータ制御方法 |
| JP2010035390A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| JP2011172382A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ブラシレスモータの駆動装置および駆動方法 |
| JP2012228010A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Panasonic Corp | 電動機の制御装置 |
| JP2013153603A (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
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| JP3775921B2 (ja) | 2006-05-17 |
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