三相ブラシレスモーターについて

質問

三相ブラシレスモーターの駆動回路を設計しています。
巻線はＹ結線でユニポーラ駆動を考えているのですが
他社の製品でホールICとＦＥＴでのみ構成されているものがあり
真似てみたのですがモーター電流波形が通常の形になりません。
特に使用している半導体は特殊なものではなさそうです。
ユニポーラ駆動の回路（ＦＥＴとホールＩＣのみ）と通電コイルとの関係
がおわかりの方どうかご教授ください。
回転子は４極で固定子は６ポールです。インナーローター形状です。

回答No.1

moto21 · ベストアンサー

よく分からない所がありピントはずれのアドバイスですが・・・

３相のユニポーラ（半波）の駆動でホールＩＣと駆動用でコイルにつながるドライブ用ＦＥＴのみ構成で動かすということですか？するとホールＩＣをＡ，Ｂ、ＣとしてコイルをＵ，Ｖ、Ｗ、とするとＡ－＞Ｕ、Ｂ－＞Ｖ、Ｃー＞Ｗを直接スイッチングするのでしょうか？
この駆動方式では通常駆動マグネットから整流信号をホールＩＣで検出すれば１８０度スイッチングになりますがいいのでしょうか？（普通は１２０度だと思うのですが・・・バイポーラ（全波）なら１８０度スイッチングはあると思いますが・・・）
見たことは無いですが、理論上は可能なので整流信号とコイルの対応がずれているとしか言えないです。

また、他社の製品はその方式だと仮定しても今回使用されたモータ部はそれに対応した設計をした物なのでしょうか？１２０度と１８０度ではコイルとホールＩＣの位置関係が変わってきます。それで適切な位置でスイッチングできていない可能性はないですか？

また、１８０度スイッチングではコイルが２つ通電する時と１つの時があるのですがこれが影響していることはないですか？

別の考え方で参考にされている他社の製品のホールＩＣから出ている信号がデューティー５０％でなく１２０度でスイッチングに合わせて駆動マグネットからではなく別のマグネットから採っていることはないですか？また駆動マグネットは１つでも駆動にはラジアル方向に着磁して端面には別の着磁をしているものも存在しますのでその可能性はないでしょうか？ただこの方式では、ホールＩＣの取り付け精度によってはデットポイントが発生する可能性があるとおもいます。

以上状況がよく分からないのでまとまりのないアドバイスですが詳しいことがわかれば良い回答がつくかも知れません。

お礼

ありがとうございます。
説明不足の相談に対して詳細な説明大変感謝しています。
他社製品は１８０度スイッチングでした。ＦＥＴゲート電圧=ホールＩＣ出力とドレイン電圧より確認しました。
＞１８０度スイッチングではコイルが２つ通電する時と１つの時があるのですがこれが影響していることはないですか？
そうなんです。自社でまねた物で回すと２つの時と１つの時では電流が倍半分になってしまいます。しかし他社製では一定に脈動した波形になっているのです。
この駆動にこだわる理由はコストダウンの３相モーターの設計と言う仕事をしているからです。自社製でバイポーラ駆動はすでに製品化しています。
理論的には１２０度スイッチングがベストなはずなのですが１２０度スイッチングするためにホールＩＣ－ＦＥＴ間にトランジスタでロジックを組んでみましたが電流が極が切り替わる時に２倍位上がってしまいます。
そのため電流が上がってしまう前に切り替え、電流波形は脈動していますので平均電流を抑えたいと考えています。
着磁でラジアル方向とスラスト方向で違う着磁をしているものがあるのはしりませんでした。そういう方法もあるのですね。
他社製モーターを完全に分解して解析しなおしてみます。

回答No.2

goofeegooo

> 自社でまねた物で回すと２つの時と１つの時では電流が倍半分になってしまいます。
この電流はDC電流でしょうか?
固定デューティでの運転だとそうなって然るべきですよね。
電源から見た負荷インピーダンスが変化するわけですから。

> しかし他社製では一定に脈動した波形になっているのです。
こちらがどう駆動しているかはわかりませんが、コイル2個に通電する期間のデューティを半分にしてあげれば良いと思います。
0-60度区間は50%、60-120度区間は100%、120-180度区間は50%、180-360度区間は0%、などとすればよいです。
他社品が完全に100%デューディの180度駆動なのであれば、モータとトータルでバランスの取れた設計になっているのだと思います。
一度磁気回路やインダクタンスを調べてみると良いかと思います。

> １２０度スイッチングするためにホールＩＣ－ＦＥＴ間にトランジスタでロジックを組んでみましたが電流が極が切り替わる時に２倍位上がってしまいます。
これも2相通電区間が出来てしまっているということで良いでしょうか。
重なり期間を作らないようにデッドタイムを多めに取る(サージ電圧には注意)か、重なると思われる期間はスイッチングするようにしてあげる(これの極端な例が前述の方法です)などで回避できると思います。

お礼

ありがとうございます。
負荷が倍になればもちろん電流も増えますよね。
他社製品からおっかけているので先入観があり単純に考えられませんでした。３つめの回答ですが重なりではなくコイルに通電するとはじめはインダクタンスにより電流の立ち上がりがなまり次に回転子からの磁束により発電作用が働き電流が抑えられ切り替わるポイントにさしかかると発電作用が減り電流がコイル直流抵抗分まで電流が流れようとしたときに増える電流と思われます。
デューティーを変えるには通常の構造では難しいとおもいます。