Last Update 2018/06/07
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
B5判 136ページ
定価1,980円(税込)
JAN9784789848343
2011年2月1日発行
![[品切れ重版未定2018.5.2] グリーン・エレクトロニクス No.4](48341l.jpg)
大変恐縮ですが，こちらの商品は品切れ重版未定となりました．
■見本(2064K) 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．
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
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