indexProindexProのプライバシーポリシーについて本ウェブサイトでは、利用者の個人情報について法令およびその他の規範を遵守し利用者の個人情報の保護に努めております。利用にあたりIPアドレス、またはセッションIDを取得することがありますが、これらは匿名化した上で統計利用しています。詳細につきましてはこちらをご覧ください。精度や効率向上のためのモータコイルの電流検出について説明します。前章vol.15でブラシレスモータ制御のさわりを述べました。ホールセンサを取り付けたホールモータの制御について解説します。ロータ(巻線コイル)位置がどこにあるかを気にする必要はありません。ステータ(巻線コイル)とロータ(永久磁石)は非接触でありロータ位置がわかりません。適切なトルクが得られませんし、最悪モータは回りません。電気的にロータの永久磁石のS/N極の正確な位置を検出する仕組みです。これをホールモータと呼んでいます。モータへのホールセンサの取り付けホールセンサは、下図のように1回転360度(電気角)内に3個配置します。60度毎に0か1の符号でロータの正確な位置(磁極)信号が得られます。ドライブ回路からコイル通電制御を行えば、適切な同期位相制御が出来ます。ホールセンサホールセンサは、ホール効果を利用し磁気を検出し電気信号に変換する素子です。ホール素子の構造ホール素子は、半導体で磁気反応薄膜固体を形成します。ローレンツ力を受けた薄膜中を流れる電荷の経路が変化して生じる電位差(=ホール効果)を利用したものです。VH+、VH-端子間の電位差を測定することで電気的に磁束信号が得られます。磁界を与えた場合のホール電圧は、次式で表されます。不均衡電圧ホール素子の特性ホール素子のホール出力電圧と磁束密度の関係を示します。InSbホール素子は磁場に対する感度が高い性質があります。GaAsホール素子は感度が低いですが、磁気変化に対する直線性に優れます。構造材料の違いや回路構成により3種類あり、その特長を述べます。1InSbタイプホール素子InSb(インジウム・アンチモン)で薄膜形成した高感度なホール素子です。感度が高いため、素子面積を小さくして比較的小型な素子が作れます。2GaAsタイプホール素子GaAs(ガリウム・ヒ素)で薄膜形成しした素子です。磁気変化に対してホール電圧の直線性に優れます。動作温度範囲が広く(-40°C~125°C)、周囲温度に対しホール電圧のドリフト量が小さいのも特長です。3ホールICホールICとはホール素子と信号変換回路を1つのパッケージに組み込んだ磁気センサです。ノイズの影響を受けやすい弱い微弱なホール信号の処理をIC内部で行います。ノイズの少ない安定した0or1のデジタル信号が簡単に得られるので使い易いセンサです。下記にホールIC出力とモータ各相コイルの通電電流波形を示します。「6ステップ区間の繰り返し」パターンで位相が進んでいくことがわかります。下記に基本的なホールモータ制御回路のブロック図を示します。120度位相差による矩形波通電法と180度位相差による正弦波通電法があります。矩形波通電と正弦波通電の特長を述べます。スイッチ素子の位相タイミング制御に置き換える発想で考えられました。それぞれの区間で最もトルクが発生する2相のコイルに通電(残り1相は無通電)することになります。切替えの瞬間にショックが大きくトルクリップルが大きくなり振動を生じる欠点があります。磁石磁束がどの位置にあっても、常に一定トルクを発生させる損失の少ない駆動方法です。制御は複雑になります。サーボ制御系コントローラへフィードバックする必要があります。電流制御の具体的な目的を下記に挙げます。高効率で運転するには、精度の良い電流計測によるトルク制御が必要です。2過負荷保護機能のため過負荷による過大電流などによる故障保護の目的です。制御器にフィードバックする方法を取ります。モータコイルに流す電流量を制御することでモータの回転速度(トルク)を制御できます。PWMデューディを制御することでモータ速度(トルク)の制御が可能になります。Lo-sideの同期整流PWM制御が必要になります。高速な処理能力が必要です。お問合せセミナー・勉強会Award2019サイトマップ。