Motor Control Electronic Systems
モータードライブ・制御ソリューション

モータードライブは幅広いアプリケーションをカバーし、例えば速度、トランスミッション、トルク制御、位置または速度調整など、それぞれが満たす必要のあるさまざまな電力要件と特性を備えており、制御システムが管理する必要のある要件です。市場のこれらのアプリケーション要件を満たすために、開発者は総エネルギー消費量を削減し、熱管理を最適化してより一層の設計高効率を実現することにより、競争の激しい市場で際立つことができるように、設計効率をさらに改善向上する必要があります。

効率。モーターの主な機能は切り替えであり、正確なタイミングでモーター巻線に電流を流す必要があります。切り替えは、マイクロコントローラーまたはデジタルシグナルプロセッサー（DSP）のアルゴリズムによって制御されます。モーター制御アルゴリズムは、さまざまなエンジン負荷条件下で正しいスイッチング決定を行う必要があるため非常に複雑です。

ブラシレスDC（BLDC）及びサーボモーター

シンプルで耐久性のある構造のブラシレスDC（BLDC）モーターは、自動化技術の分野で広く使用できます。モーターにはブラシや整流子は必要ありません。ローターの永久磁石の位置に応じてステーター電流を調整しトルクを生成します。一方、サーボモーターは電気機械式モーターであり、作動用の機械要素とフィードバック電子機器を備えたシステムでは、特定の操作を実行するための適切な制御システムが必要です。

高信頼性:
モータドライバICを異常な電圧や電流の影響から保護するためには、電源電圧の低下による誤動作を防止する機能などの十分な保護機能がモータドライバに必要です。また、モータ始動時または強制停止、ストール時のモータ電流を制御する電流制限機能と、外部ホストプロセッサに故障状態を出力して安全を確保する機能が必要です。

低消費電力、高効率:
モーターの消費電力を削減するためには、低消費電力の電力部品と駆動技術が必要です。例えば、自動タイミング調整機能などを使用することにより、低速回転から高速回転までの幅広い回転速度区間で非常に高い効率を得ることができます。

静かで低振動：
駆動波形の最適化は、モーター動作中の騒音や振動にとって非常に重要です。各分野の用途に応じて最適なモーター励起駆動技術を選択する必要があります。たとえば、ブラシレスDCモータードライバーの最適な励起モード（120度、150度、正弦波）、ファンモータードライバーのスロースタートテクノロジー、ステッピングモータードライバーの電流減衰方法などです。

制御、利便性：
FLL（速度制御）やPLL（位相制御）で実現したモーターデジタル回転制御技術、及びアクチュエータに求められる高精度測位制御技術などの高効率駆動制御アルゴリズム、ハードウェアロジックで処理した制御アルゴリズムによりドライバーIC等に応用し、設計者が高効率的な駆動制御アルゴリズムを容易に使用できることを実現します。また、ドライバIC間の互換性により、利便性を向上させることができます。開発中に仕様が変更した場合、モーター駆動制御回路基板のモードを変更せずに交換できます。

モーター駆動制御システム

モーター駆動制御システムの開発は、スカラー制御(Scalar Control)とベクトル制御(Vector Control) の2つのタイプに要約できます。

従来の永久磁石同期モーター制御方式は主にスカラー制御方式であり、スカラー制御即ち電圧周波数制御方式(V/F Control)であり、電圧可変周波数制御(Variable Voltage Variable Frequency Control, VVVF)としても知られています。その基本原理は速度指令に応じて出力周波数を調整する周波数変換制御です、一定量のモーター磁束を維持して最高の運転効率を得るには、出力電圧も同時に調整する必要がありますが、この制御方法は速度とトルク制御の目的を達成できますが、しかし始動トルクが小さい、応答速度が遅い、精度が低い、負荷の影響を受けやすいなどの問題が発生します。

ベクトル制御の法則には、従来のスカラー制御方法の欠点を解決するフィールドオリエント制御(Field Orient Control, FOC)が含まれているため、ACモーターサーボシステムは従来の電圧周波数（V / F）制御を振り払い、より正確で、より効率的なベクトル制御法則を採用することにより、交流モーターをDCモーターの制御方法と同等にすることができ、DCモーターのような簡易的な制御概念が得られ、またパワーエレクトロニクス技術と集積回路の活発な発展により、モーターサーボシステムの全体的な性能は継続的に向上改善されています。

WELLYSUNは長年にわたり、モータードライブコントローラーの開発と同時に、アプリケーションソリューションの開発に注力して来ました。さまざまなアプリケーション向けソフトウェアとハードウェアをいくつかのリファレンスデザインを提供して、お客様の設計開発周期をスピードアップし、短時間で開発を完了して、製品を市場への販売が可能です。現段階でのモーター駆動/制御の開発サービスは次の通りです：

モーター駆動システム設計：

トップダウン(Top-down)設計モードを使用して、コンピューターシミュレーションツールに合わせモーター、パワーエレクトロニクス回路、及び駆動ソフトウェアのモーター駆動システムを最適化します。顧客向けに最先端のモーター制御アルゴリズムを設計し、顧客のニーズとアプリケーションに応じて、最適な高効率、低コストの単相/三相ブラシレスモータードライバーの設計スキームを選択します。

パワースシステム設計の最適化：

試行錯誤の方法は今でも多くのメーカーで採用されている方法でありますが、WELLYSUNはトップダウンの設計方法を提供します。これにより、顧客の既存の製品のモデリング及び全体的なシステム分析サービスを提供でき、顧客が体系的な方法で非常に高い信頼性とエネルギー効率表現の回路システム設計ができることをサポートします。

メカトロニクス統合システム設計：

ポンプ（PUMP）などの典型的な電気機械式統合システムは、オイルポンプ、エアポンプ、ウォーターポンプのいずれであっても、モーターと流体機械を組み合わせたものです。WELLYSUNは、理論ツールとコンピューターシミュレーションソフトウェアを使用して、ポンプ全体を設計し、試作試験を行い、ポンプ製品のコスト、性能、効率について最適化設計を実現することができます。

アルゴリズム設計：

WELLYSUNは6ステップの方形波、正弦波、ベクトル制御駆動アルゴリズムなどのモーター制御アルゴリズム設計サービスを提供します。永久磁石モーター速度推定技術(PM Sensorless)またはリラクタンスモーター速度制御アルゴリズム設計の駆動設計を提供し、または顧客のために既存の制御アルゴリズムを最適化します。