ブラシレスアンプのモータ駆動インバータを調べてみました。
3相正弦波駆インバータは出力端子間電圧が正弦波になり、スムーズな回転を得られますが制御が複雑で、各アームの2つのスイッチを交互にオンオフするPWM制御のため、同時にオンにならない様インターロック時間が必要になり、適正に駆動しないと損失が大きくなります。
ブラシレスアンプの3相モータ駆動インバータの動作は、1つのアームのHサイドのスイッチをオン、他の1つのアームのLサイドのスイッチをオンさせ、出力電圧は矩形波になります。
この動作は、3相2極のDCモータのブラシの動作と同一です。
DCモータは磁石が固定で、電機子が回転し、ブラシで巻線を切り替えますが、ブラシレスモータは電機子が固定で磁石のローターが回転し、トランジスタで巻線を切り替えます。
インバータの各トランジスタがオンオフする時期、出力電圧等は、DCモータを回転させた時の動作を考えれば、理解しやすいと思います。
インバータは、出力電圧を変化させるため、LサイドのスイッチのみをPWM制御するため、インターロック時間が不要で、効率よく安全に制御できます。
ブラシの動作に電圧可変の機能を追加して無接点化したものです。
常に、Hサイドの1つのトランジスタがオンし、Lサイドの1つトランジスタがPWM動作し、その他4つのトランジスタはオフしています。
並列に接続されているダイオードにより、トランジスタがオフでも逆方向にはオンできます。
PWM制御でLサイドのトランジスタがオフした時、回生電流がダイオー
ドを介して流れます。
出力端子間電圧例
3相12極モータ 3相2極モータ
3相12極モータ の場合L値が小さいため電流が早く立ち上がり、電流に休止区間があり、回転時の速度起電力を波形で確認できます。