AN186 - ブラシレスDC (BLDC) モータ接続
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ブラシレスDC (BLDC) モータ接続
ブラシレスDC (BLDC) モータおよびコントローラの配線に関して確立された標準がないため、ホールセンサと位相のリード線にはABC、UVWのラベルが付いていたり、まったく付いていなかったりします。モータを分析してその位相を理解しようとするよりも、試行錯誤のうえ使用して正しい接続を理解する方が簡単な場合が多いのです。
3つのホールセンサは任意に接続でき、モータの相線を接続する方法は6つあります (表1参照)。
表1 : モータの位相の配線構成
| 構成1 | A-B-C |
| 構成2 | C-A-B |
| 構成3 | B-C-A |
| 構成4 | B-A-C |
| 構成5 | C-B-A |
| 構成6 | A-C-B |
これらの6つの位相配線の組み合わせのうち、正しい接続は1つだけです。一方、3つの接続では、モータは回転がしません。特に注意が必要なのは、残りの2つの間違った接続です。モータがこれらの2つの構成のいずれかで配線されている場合、モータは回転しますが、その性能は大幅に低下します。
モータが正しく配線されているかどうかは、トルク、トルクリップル、方向性の3つの重要な要素によって決まります。性能の低い2つの構成トルクは、適切に配線されたモータのトルクよりも大幅に性能が低くなります。モータが回転すると、トルクリップルも非常に顕著になります。最後に、接続によっては、モータが一方向に回転するときと他方向に回転するときで動作が異なる場合があります。
モータを回転させる3つの配線構成を見つけることが、モータが正しく配線されているかどうかを判断する最も簡単な方法です。各構成でのモータの動作を比較します。適切な構成では、トルクが最大になり、消費電流が最小になります。適切な配線構成を見つけるには、以下の手順に従います。
- モータの3つのホール出力線に任意に番号を割り当ててから、それらを評価ボードの3つのホールセンサ入力に接続します。
- ホールセンサの供給電圧とグランドを電源に接続します。
- モータの各相の線に任意に文字 (A、B、C) を割り当ててから、評価ボードの3相出力に接続します。
- 評価ボードの電源を入れ、モータを使用可能にします。モータが回転する場合は、以下の手順に従って最適な相配線構成を見つけます。
- 各相の線の位置を1つずつずらして (たとえば、A、B、CがC、A、Bになります)、各構成間のトルクとトルクリップルを比較します。
- 各相の線の位置をさらに1つずつずらし (C、A、BがB、C、Aになります)、トルクとトルクリップルを比較します。
- 最高のトルクと最低のトルクリップルが得られる配線構成を使用します。
- モータが回転しない場合は、モータが回転するまで、いずれかの相線を2本交換します。
- 手順3に戻って、モータを回転させる3つの配線構成を比較し、トルクが最大で消費電流が最小の構成を選択します。
- モータが目的の方向と反対に回転する場合は、2つのホールの入力線を交換してから、手順3と4を繰り返します。
さらに、モータが回転すると、相電圧 (およびオプションで相電流) をオシロスコープで観察して、モータが正しく接続されているかどうかを確認できます。接続が正しければ、相電圧波形はほぼ対称になります (図1参照)。
図1 : 適切な配線構成での相電圧波形
相の接続が正しくない場合、相が高インピーダンスでゼロ電流状態にある波形の肩は非常に異なって見えます。
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