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グリーン・エレクトロニクス 【シリーズ一覧へ】

省エネを目指すマイコン制御とパワー回路の実例

グリーン・エレクトロニクス No.4

モータの動かしかた早分かり

トランジスタ技術SPECIAL編集部 編
B5判 136ページ
定価1,944円(税込)
JAN9784789848343

2011年2月1日発行

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  国内で消費される電力の用途のうち,もっとも大きな割合を占めるのが動力といわれています.動力とは,つまりモータです.このことから単純に考えても,動力用モータの省電力化が重要なことだとわかるでしょう.
 産業用で一番多く使われるのは,商用の交流電源から直結でも動作するインダクション・モータです.構造が簡単で安価なことも,その普及を支えました.
 しかし,近年の省エネ化の流れで,さらに効率の良いモータにも需要がでてきています.中でも,永久磁石式同期モータが話題です.このモータは,回転数の制御を目的にしたDCモータを高性能化・高効率化した先にある,最先端のブラシレスDCモータと考えることもできます.
 本特集では,このブラシレスDCモータを中心に,モータを動かすエレクトロニクスについて解説します.


目次

 電気自動車(EV)用にまなぶ
巻頭SPECIAL 50kW大容量急速充電器の設計技術
 ■ EV用充電設備とCHAdeMO
 ■ 50kW急速充電器の設計例

 省エネを目指すマイコン制御とパワー回路の実例
特集 モータの動かしかた早分かり

イントロダクション 現代のモータにはエレクトロニクスが不可欠!
 ■ モータを高効率化する意義
 ■ 必要十分な出力でモータを動かして省電力化
 ■ 原理上高効率なモータを動かして高効率化
 ■ ACモータの動作原理

 原理的に高効率なモータが大出力に対応してきた
第1章 応用範囲が広がるブラシレス・モータ
 ■ 移動体の動力源はエンジンからモータへ
 ■ モータの中でも高効率なブラシレス・モータ
 ■ ブラシレス・モータにはCPUによる制御が不可欠
 ■ コラム 電磁力の発生原理は3種類

 マイコンを使ってタイミングよくコイルに電流を流す
第2章 ブラシレス・モータのしくみ
 ■ ACモータはAC電源の交流に合わせて回る
 ■ ブラシ付きモータは自前で電圧をスイッチしている
 ■ ブラシレス・モータはどうやって回すのか?
 ■ センサ付きブラシレス・モータのしくみ
 ■ 回転速度を変えるにはPWMを使う
 ■ タイミングやPWMの制御にマイコンを使う
 ■ モータ制御に使いやすいマイコン
 ■ マイコンに組み込まれたモータ制御に使う機能

 ブラシとコミュテータの代わりを実現する
第3章 マイコン制御で回すブラシレス・モータ
 ■ サンプル・プログラムの動作を解説
 ■ モータを制御せずに回す(Lab1)
 ■ モータを無理なく確実に回す(Lab2)

 センサ出力や巻き線電圧から動作を推測し適切な駆動を行う
第4章 ブラシレス・モータへのフィードバック制御
 ■ 一定の速度で回す(Lab3)
 ■ センサレス(120°回転)制御(Lab5)
 ■ 180°ベクトル回転制御(Lab6)
 ■ コラム 磁界と電流と力の関係

 最初のサンプル・プログラムを動かすまで
第5章 実験環境の整備
 ■ 実験に使うハードウェアとソフトウェア
 ■ 便利なツールDMCIとRTDM
 ■ MPLABの起動/コンパイル/プログラム書き込み
 ■ RTDMの起動とモータの起動

 センサから得た信号に合わせて駆動信号を出力する
第6章 MCUによるブラシレス・モータの制御
 ■ サンプル・プログラムの概要
 ■ 駆動パターン出力プログラム(Lab1)
 ■ モータを無理なく回すプログラム(Lab2)
 ■ 速度一定制御プログラム(Lab3)

 電圧/電流から演算した結果でフィードバックを行う
第7章 MCUによるセンサレス制御
 ■ 120°回転センサレス制御(Lab5)
 ■ 180°ベクトル回転制御(Lab6)
 ■ 解説していないLab4について

 回路ブロックごとに実例を紹介
第8章 ブラシレス・モータ用のパワー回路設計
 ■ 整流回路の設計
 ■ 3相ブリッジの設計
 ■ 補助電源の設計
 ■ センサ処理回路の設計
 ■ ノイズ対策
 ■ モータ・ドライバの例

 大出力のモータを精度よく制御するための構造と回路
第9章 直流電動機の可変速ドライブ
 ■ 直流電動機とは
 ■ 直流可変速ドライブの制御
 ■ 直流可変速ドライブの保護回路とシーケンス
 ■ サイリスタ・レオナード装置の運転シーケンス
 ■ 保守
 ■ フィルム製造ラインの事例
 ■ コラム ブラシ付きモータの仕組み


GE Articles
状態フィードバック技術+専用IC PWM01を活用する
特設記事 PWM D級パワー・アンプの本格設計
 ■ PWM D級パワー・アンプのあらまし
 ■ 電力変換部の設計
 ■ 制御部の設計
 ■ 3値三角波PWM D級パワー・アンプの実例
 ■ PWM電源コントローラPWM01とその応用

Appendix 状態フィードバックについての補足
 ■ PWM電源コントローラPWM01の電気的仕様書

8ピン制御IC SSC2101による
デバイス インターリーブ臨界モード300W PFC回路の設計
 ■ 力率を改善するためのPFC回路とその進化
 ■ DCM PFCコントロールIC SSC2101のあらまし
 ■ ワールド・ワイド対応300W PFC電源の設計

  巻き線の選択から安全対策まで
デバイス コイルとトランスの製作ノウハウ
 ■ 巻き線…電線の選択はどうする?
 ■ 巻き線以外に用意するもの
 ■ 実際の巻き線

大電流パワー回路用プリント基板の構成と設計
プリント基板 厚銅プリント基板とBUSバーの基板内層化
 ■ 大電流回路に適したプリント基板技術
 ■ 厚銅プリント基板の仕様

コモンセンス モータに使う磁石と電磁石の基礎
 ■ 磁石と磁界
 ■ 電流がつくる世界

さまざまな空間と人の感覚にあった光源を選び明るさを決める
コモンセンス 照明設計の手法とLED照明のこれから
 ■ 照明設計とは
 ■ 照明設計の手順
 ■ 用途と照明の手法
 ■ 照明の定量設計に必要なデータ
 ■ 光源の種類と適材適所
 ■ 照明制御の種類と活用方法
 ■ LED照明が向かう三つの方向性
 ■ LED照明の将来
 ■ コラム 照明器具を選ぶときに検討すべき項目



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