電動機の発電制動のための方法及びシステム
【課題】電動機の発電制動方法を提供する。
【解決手段】本方法は、電動機巻線を間欠的に短絡させることによって電動機の逆エネルギを転流シーケンスの非電流供給期間中に電動機巻線内で散逸させる（２７０）。電動機巻線は、三相ブリッジ電動機制御装置内の電圧源又はアースに接続された全てのスイッチを同時にターンオンすることによって短絡される。別の実施形態では、電動機を制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を用いて並列に接続された３つの枝路を持つ三相ブリッジ電動機制御装置をトリガする。各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、全ての枝路内の上側スイッチが第１列を構成し且つ全ての枝路内の下側スイッチが第２列を構成している。各列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを検出したことに基づいて選択された１つの列内の全てのスイッチを同時にターンオンする。
【解決手段】本方法は、電動機巻線を間欠的に短絡させることによって電動機の逆エネルギを転流シーケンスの非電流供給期間中に電動機巻線内で散逸させる（２７０）。電動機巻線は、三相ブリッジ電動機制御装置内の電圧源又はアースに接続された全てのスイッチを同時にターンオンすることによって短絡される。別の実施形態では、電動機を制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を用いて並列に接続された３つの枝路を持つ三相ブリッジ電動機制御装置をトリガする。各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、全ての枝路内の上側スイッチが第１列を構成し且つ全ての枝路内の下側スイッチが第２列を構成している。各列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを検出したことに基づいて選択された１つの列内の全てのスイッチを同時にターンオンする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に云えば、電動機に関し、より具体的には、電動機の発電制動のための制御方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直流電動機は回転しているとき、各巻線は逆起電力（逆ＥＭＦ）として知られている電圧を発生し、これは巻線に供給される主電圧に対抗する。逆ＥＭＦの極性は、正常運転状態では電動機の電源電圧の極性とは反対方向である。電動機速度及びトルクを制御するために三相インバータ・ブリッジ構成が用いられている。一般に、制動抵抗器のような外部ハードウエア回路が、電動機によって発生された逆ＥＭＦを散逸させるために用いられている。しかしながら、これは追加のハードウエアを必要とするので、逆ＥＭＦを散逸させるために電動機の発電制動方式を規定することは有益である。
【０００３】
医用イメージング操作に使用される血管用傾斜型テーブルの例では、テーブルを位置決めするためにＢＬＤＣ（ブレードレス直流）電動機が使用されている。電動機が回転している間、逆ＥＭＦが発生されて、電源電圧の極性とは反対方向の極性を持つ。テーブルが重力の方へ向けて動くとき、電動機は発電モードで動作し、逆ＥＭＦの極性が逆転する。発電モードでは、逆ＥＭＦは電源電圧を補助する。このモードの間、電動機はエネルギを電圧電源に戻して、電源電圧を特定の限界を超えて増大させ、これはテーブル用電子装置を損傷させる虞がある。そこで、この逆エネルギを散逸させる必要があり、そのために従来では制動抵抗器が使用されている。これらの制動抵抗器は比較的嵩張る大きさであり且つ熱を発生する。更に、これらの制動抵抗器は電動機に関連した通常のスイッチング回路と一緒に収納することができず、別個に収納しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６２３２７３０号
【特許文献２】米国特許第６７４１０５０号
【特許文献３】米国特許第７０７５２５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、外部ハードウエア回路を何ら必要とせずに逆エネルギを散逸させることによって、電源電圧を許容限界内に保つ必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本書では上記の短所、欠点及び問題に対処するが、それは以下の記載を読み且つ理解することによって明らかになろう。
【０００７】
本発明の一実施形態は、電動機の発電制動のための方法を提供する。本方法は、電動機巻線を間欠的に短絡させることによって、電動機の逆エネルギを転流シーケンスの非電流供給期間中に電動機巻線内で散逸させることを含む。その際、電動機巻線は、三相ブリッジ電動機制御装置内の電圧源又はアースに接続された全てのスイッチを同時にターンオンすることによって短絡される。
【０００８】
別の実施形態では、電動機制動方法を開示する。本方法は、電動機を制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を供給する段階と、ＰＷＭ信号を用いて三相ブリッジ電動機制御装置をトリガする段階であって、前記三相ブリッジ電動機制御装置が並列に接続された３つの枝路を持つように構成されており、その各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、全ての枝路内の上側スイッチが第１列を構成し且つ全ての枝路内の下側スイッチが第２列を構成している、当該段階と、各列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを検出したことに基づいて選択された１つの列内の全てのスイッチを同時にターンオンする段階と、を有する。
【０００９】
更に別の実施形態では、ブラシレス直流電動機を制動する方法を開示する。本方法は、三相ブリッジ電動機制御装置を設ける段階であって、該三相ブリッジ電動機制御装置が並列に接続された３つの枝路を持っており、その各々の枝路が電圧源に接続された上側スイッチとアースに接続された下側スイッチとを直列に持っており、前記３つの枝路の上側及び下側スイッチが第１列及び第２列を成すように構成されている、当該段階と、前記電動機内で発生された逆エネルギを識別する段階と、非電流導通期間中に一列内に少なくとも２つのアクティブなスイッチを持つ少なくとも１つの列を選択する段階と、前記選択された列内のアクティブでないスイッチを作動する段階と、電動機巻線を通して逆エネルギを散逸させる段階と、を有する。
【００１０】
また更に別の実施形態では、電動機制動システムを開示する。本システムは、所定の転流シーケンスでパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を発生するパルス幅発生器と、三相ブリッジ電動機制御装置として接続された複数のスイッチと、発生された逆エネルギに関連してスイッチ制御信号を発生するように構成されているプロセッサであって、前記スイッチ制御信号が、電動機巻線を間欠的に短絡させるようにスイッチをトリガするように構成されている、当該プロセッサと、を有する。
【００１１】
また更に別の実施形態では、患者テーブルを開示する。本テーブルは、多方向に移動可能な患者担持部品と、患者担持部品の移動を制御するためのブラシレス直流（ＤＣ）電動機と、並列に接続された３つの枝路を持つ三相ブリッジ電動機制御装置であって、各々の枝路が電圧源に接続された上側スイッチとアースに接続された下側スイッチとを直列に持っており、前記３つの枝路の上側及び下側スイッチが第１列及び第２列をそれぞれ成すように構成されている、当該三相ブリッジ電動機制御装置と、検出された逆エネルギに基づいて１つの列内の全てのスイッチをターンオンするように構成されているコントローラであって、前記１つの列が一列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを識別したことに基づいて検出される、当該コントローラと、を有する。
【００１２】
本発明の様々な他の特徴、目的及び利点は、添付の図面及びそれについての詳しい説明から当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従った逆エネルギを散逸させる方法において使用するように構成された三相ブリッジ電動機制御装置の簡略回路図である。
【図２】図２は、図１に表された三相ブリッジ電動機制御装置を使用する制動方法を例示する流れ図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に従ったＤＣ電動機の修正転流シーケンスを示す波形図である。
【図４】図４は、本発明の別の模範的な実施形態に従った電動機制動方法を例示する流れ図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に従ったブラシレスＤＣ電動機を制動する方法を例示する流れ図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に従った電動機制動システムのブロック図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に従った患者テーブルのブロック図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に従った制動システムを持つ血管用傾斜型患者テーブル移動制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳しい説明では、その一部を形成し且つ実施することのできる特定の実施形態を例として示した添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が該実施形態を実施することができる程度に詳しく説明しており、従って、他の実施形態を利用することができること、また実施形態の範囲から逸脱することなく論理的、機械的、電気的及びその他の変更を行うことができることを理解されたい。従って、以下の詳しい説明は、本発明の範囲を制限するものとして解釈すべきではない。
【００１５】
本発明の様々な実施形態は、電流を電動機巻線内で循環させることによって電動機巻線の逆エネルギを散逸させるための制御方式を提供する。本発明は、外部のハードウエア回路を何ら用いることなく逆エネルギの散逸を容易にする。逆エネルギは、電動機巻線自身内で散逸される。一実施形態では、逆エネルギは、電動機巻線が逆エネルギを散逸させるための抵抗として作用するように、電動機巻線を間欠的に短絡することによって、散逸される。
【００１６】
一実施形態では、ＤＣ電動機によって制御される患者テーブルを開示する。電動機は三相ブリッジ電動機制御装置によって制御される。制御方式は、逆エネルギを散逸させ且つ電動機の速度を正則化するために定められる。
【００１７】
本明細書で用いる用語「逆エネルギ」とは、発生された逆ＥＭＦを表す。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に従った逆エネルギを散逸させる方法において使用するように構成された三相ブリッジ電動機制御装置の簡略回路図である。三相ブリッジ電動機制御装置１００は、並列に接続された３つのスイッチ枝路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を含む。各枝路は直列に接続された２つのスイッチを含む。第１の枝路Ｌ１は２つのスイッチＳ１及びＳ２を含み、第２の枝路Ｌ２は２つのスイッチＳ３及びＳ４を含み、第３の枝路Ｌ３はスイッチＳ５及びＳ６を含む。スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５（すなわち、各枝路内の上側スイッチ）は電源電圧（＋）に接続されていて、第１列１０５を構成する。またそれらの枝路内の下側スイッチＳ２，Ｓ４及びＳ６はアース（−）に接続されていて、第２列１１０を構成する。三相ブリッジ電動機制御装置１００はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号によってトリガされる。任意の時点で、三相ブリッジ電動機制御装置１００内の２つの相が、電動機の回転子位置に基づいて付勢される。回転子位置は、ホール・センサ（図示せず）により求めることができ、回転子は、ホール・センサ出力に変化があるまで１つの位置にあると想定される。正常な転流シーケンスでは、Ｓ２及びＳ４又はＳ３及びＳ１をオンに切り換えることができ、これにより電動機が回転する。逆ＥＭＦが電動機巻線内に発生される。この逆エネルギは転流シーケンスのフリーホイール期間又は非電流導通期間中に散逸される。フリーホイール期間中、Ｓ１及びＳ３又はＳ２及びＳ４のいずれかが閉じられ、これにより逆エネルギを外部回路へ散逸させることができる。
【００１９】
一実施形態では、逆エネルギを外部回路へ散逸させる代わりに、電動機巻線を間欠的に短絡させて、逆エネルギを電動機巻線内で散逸させる。一実施形態では、電動機の短絡は、フリーホイール期間中にＳ５又はＳ６をオンに切り換えることによって達成される。Ｓ１及びＳ３が導通している場合、Ｓ５を強制的に導通させ、すなわち、「オン」にして、これにより電動機が短絡されて、電動機抵抗が、逆エネルギを散逸することのできる抵抗として作用するようにする。同様に、Ｓ２及びＳ４が導通しているとき、スイッチＳ６がオンに切り換えられて、電動機巻線を短絡させる。
【００２０】
図２は、図１に表された三相ブリッジ制御装置を使用する制動方法を例示する流れ図である。電動機のフリーホイール期間中に逆エネルギを電動機巻線内で散逸させるために、発生される逆エネルギ及び転流シーケンスのフリーホイール期間を識別しなければならない。段階２１０において、電動機電流の方向を検査する。電動機の発電機モードの間、逆エネルギは電源電圧を補助する。電流がゼロより低いものとして検出された場合、電流方向が逆方向であると想定される。電流方向が正常である場合、電動機は、段階２９０で示されているように正常な転流シーケンスを用いて運転される。電流が負として検出された場合、段階２２０において、電源電圧を検査する。電源電圧すなわちＤＣ母線電圧は予め設定された値よりも大きくなることは許されない。発電機モード中は逆ＥＭＦすなわち逆エネルギは母線電圧を補助するので、動作母線電圧は直流母線電圧よりも大きくなることがある。予め設定された許容限界が、上側実効電圧のために決定される。ＤＣ母線電圧が予め設定された許容限界よりも小さい場合、電動機は段階２８０におけるように正常な転流シーケンスに従うように構成される。しかしながら、ＤＣ母線電圧が予め設定された許容限界よりも大きいとして識別された場合で、且つ電動機電流がゼロよりも低い場合、段階２３０におけるように逆エネルギが検出される。段階２４０において、非電流導通期間内にアクティブであるスイッチを識別する。フリーホイール期間において、一列内の少なくとも２つのスイッチがアクティブになる。選択された列内の第３のスイッチがオンに切り換えられて、電動機巻線を短絡させる。上側スイッチＳ１及びＳ３が導通している場合、段階２５０に示されているように、スイッチＳ５もまた導通させて、電動機巻線を短絡させる。同様に、下側スイッチが導通している場合（すなわち、Ｓ２及びＳ４が導通している場合）、段階２６０に示されているように、Ｓ６もまた導通させる。従って、段階２７０において、電動機巻線を短絡することにより直列のスイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５又はＳ２，Ｓ４，Ｓ６のいずれかを介して逆エネルギを散逸させる。段階２８０において、ＤＣ母線電圧が動作母線電圧よりも大きいか否かを決定するための検査を行う。ＤＣ母線電圧が動作母線電圧よりも大きい場合、段階２３０〜２７０を繰り返して、逆エネルギを散逸する。ＤＣ母線電圧が動作母線電圧よりも小さいことを検出したとき、段階２９０に示されているように電動機は正常な転流シーケンスに従う。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態に従ったＤＣ電動機の転流シーケンスを示す波形図である。パルス幅変調（ＰＷＭ）信号には上側限界ＵＳＬ及び下側設定限界ＬＳＬが設けられ、それらに基づいてパルス変調信号のデューティサイクルが決定される。図には、デューティサイクル５０％の波形が示されている。動作電圧が動作電圧Ｖ１が特定のレベルに設定され、また母線電圧についての上側許容限界がＶ２に保たれる。Ｖ２はＶ１よりも大きい。その差は用途に基づいて決定される。Ｓ１〜Ｓ４のスイッチング・シーケンスが図示されており、またＳ５及びＳ６についての波形は、電動機巻線を短絡させるためにこれらのスイッチを導通させる時点を表している。ここで、Ｓ１及びＳ３がオンであるとき、Ｓ５がオンに切り換えられ、また同様にＳ２及びＳ５がオンであるとき、Ｓ６が電動機を短絡させるためにオンにされることに留意されたい。従って、ＰＷＭ信号は、電動機の短絡要件に基づいて修正される。電動機巻線の短絡の周波数及び持続時間は、電動機速度、母線電圧、発生される逆ＥＭＦ等に応じて定めることができる。
【００２２】
図４は、本発明の別の模範的な実施形態に従った電動機制動方法を例示する流れ図である。段階４１０において、ＰＷＭ信号が電動機を制御するために供給される。段階４２０において、ＰＷＭ信号を使用して三相ブリッジ電動機制御装置がトリガされる。三相ブリッジ電動機制御装置は並列に接続された３つの枝路を備えており、各枝路は直列に接続された２つのスイッチを持つ。各枝路の上側スイッチは電圧源に接続され、また各枝路の下側スイッチはアースに接続される。各枝路の上側スイッチは第１列を構成し、また各枝路の下側スイッチは第２列を構成する。電動機巻線に発生された逆エネルギは、電流の方向及び実効電源電圧を検査することによって識別される。段階４３０において、一列内の全てのスイッチが非電流導通期間中に作動される。このため、非電流導通期間内に２つのアクティブなスイッチを持つ列が識別され、該列内の第３のスイッチがアクティブにされて、電動機が短絡される。電動機が一旦短絡されると、電動機は抵抗として作用して、逆エネルギが電動機巻線内で散逸される。電動機巻線の短絡の周波数及び持続時間は、電動機速度、電動機入力電圧、及び電動機内で発生される逆エネルギに基づいて決定される。逆エネルギは、電動機の非電流導通期間又はフリーホイール期間中に散逸される。
【００２３】
図５は、本発明の一実施形態に従ったブラシレスＤＣ電動機を制動する方法を例示する流れ図である。段階５１０において、電動機の回転を制御するために三相ブリッジ制御装置が設けられる。この三相ブリッジ電動機制御装置は並列に接続された３つの枝路を備えており、各枝路は直列に接続された２つのスイッチを持つ。各枝路の上側スイッチは電圧源に接続され、また各枝路の下側スイッチはアースに接続される。これらの上側スイッチ及び下側スイッチは第１列及び第２列をそれぞれ構成する。段階５２０において、電動機内で発生された逆エネルギが識別される。発電機モードでは、逆エネルギは電動機入力電圧を補助し、電動機入力電圧は許容電動機入力電圧よりも高くなる傾向がある。この時点で、発生される逆エネルギは散逸させる必要がある。段階５３０において、非電流導通期間中、一列のスイッチが２つのアクティブなスイッチにより識別される。フリーホイール期間中、一列内の少なくとも２つのスイッチがアクティブであり、その列が識別される。段階５４０において、選択された列内のアクティブで無いスイッチが、電動機巻線を短絡するために作動される。第１列が選択された場合は、全ての枝路内の全ての上側スイッチが作動され、また第２列が選択された場合は、全ての枝路内の全ての下側スイッチが作動される。段階５５０において、逆エネルギが電動機巻線を通って散逸される。
【００２４】
図６は、本発明の一実施形態に従った電動機制動システムのブロック図である。本システムは電動機６００を制御するために使用される。本システムは、パルス幅変調信号を発生するように構成されているＰＷＭ発生器６１０を含む。ＰＷＭ信号のデューティサイクルは用途に基づいて変えることができる。発生されたＰＷＭ信号には、デューティサイクルを定めるために上側限界及び下側限界が設けられる。三相ブリッジ電動機制御装置６２０がＰＷＭ発生器６１０に関連して設けられる。三相ブリッジ電動機制御装置６２０については、図１に関して詳しく説明されている。三相ブリッジ電動機制御装置６２０は、ＰＷＭ発生器６１０によって発生されたＰＷＭ信号を使用してトリガされる。三相ブリッジ電動機制御装置６２０は、所定の転流シーケンスに基づいて電動機を制御するように配列された複数のスイッチを持つように構成される。プロセッサ６３０が、逆エネルギを電動機巻線内で散逸させるために転流シーケンスを変更するように構成される。プロセッサ６３０は、三相ブリッジ電動機制御装置６２０の一列内の全てのスイッチをオンに切り換えることにより、電動機巻線が短絡されて、逆エネルギが電動機巻線内で散逸することができるように構成される。プロセッサ６３０はまた、電動機速度、発生される逆ＥＭＦ、又は母線電圧、或いはプログラム可能な実効母線電圧に基づいて、電動機の短絡の持続時間又は周波数を決定するように構成される。更に、プロセッサ６３０は、電動機と相互作用して、電動機巻線内で発生された逆エネルギを識別するように構成される。ＰＷＭ発生器６１０を三相ブリッジ制御装置６２０と接続するためにインターフェースを設けることができる。また。三相ブリッジ電動機制御装置６２０を駆動するために駆動装置を設けることができる。
【００２５】
図７は、本発明の一実施形態に従った患者テーブルのブロック図である。患者テーブルには、患者担持部品７１０が設けられている。患者担持部品７１０は垂直方向並びに水平方向に移動可能である。患者テーブルの移動を制御するためにブラシレスＤＣ電動機７２０が設けられる。電動機を制御するために三相ブリッジ電動機制御装置７３０が設けられる。三相ブリッジ電動機制御装置はＰＷＭ信号を受け取るように構成され、該ＰＷＭ信号に基づいて電動機の転流が決定される。三相ブリッジ電動機制御装置については、図１に関して詳しく説明されている。コントローラ７４０が、用途に基づいて転流シーケンスを変更するように構成されている。コントローラ７４０は、電動機巻線内で発生された逆エネルギを識別するように構成され、また該逆エネルギに基づいて転流シーケンスを調節して、電動機が間欠的に短絡されて逆エネルギを電動機巻線に散逸させるようにする。一実施形態では、コントローラ７４０は、電動機巻線を短絡させるために一列内の全てのスイッチをオンに切り換えるように構成される。
【００２６】
図８は、本発明の一実施形態に従った制動システムを持つ血管用傾斜型患者テーブル移動制御装置のブロック図である。電源装置８１０が、患者テーブル及び関連した患者テーブル移動システム内の様々な電気部品に電力を供給するために設けられる。ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）８２０が、パルス幅変調信号を発生し、また該信号を処理して転流シーケンスを変更するように構成される。フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）８３０のようなインターフェースが、ＤＳＰ８２０をサーボ増幅器８５０に結合するように構成される。サーボ増幅器８５０を駆動するために駆動装置８４０を設けることができる。三相ブリッジ電動機制御装置はサーボ増幅器８５０の一部である。サーボ増幅器８５０は電動機８６０を制御するように構成される。ＤＳＰ８２０は逆エネルギを識別し、それに基づいて転流シーケンスが変更される。
【００２７】
このように、提案した電動機方式は、電動機の回転が悪影響を受けないように電動機巻線を間欠的に短絡させる。本発明の様々な実施形態の利点には、逆エネルギを散逸させるために外部のハードウエアの使用を排除することが含まれる。更に、本発明方法は、速度調整を行い且つ物体のぎくしゃくした動きを防止することによって、電動機によって動かされるテーブル等の物体の性能を改善するのに役立つ。更に、本発明は、プログラム可能な電圧限界により逆エネルギを検出できるようにし、且つ速度調整を改善するのに役立つ。更に、逆エネルギの連続的な散逸により、電磁干渉を低減する。本発明技術は、各軸の電動機が逆エネルギを独立に散逸できるようにし、従って、何ら単一障害点がなく、これにより、電動機が患者テーブルを制御するために使用される場合、患者の安全性が改善される。
【００２８】
以上のように、本発明の様々な実施形態は電動機の制動のための制御方式を記述している。
【００２９】
本書において、単数形で表され且つ数を特記していない要素及び段階は、特に明記していない限り、複数の該要素及び段階を排除するものではないことを理解されたい。更に、本発明の「一実施態様」と云う場合、これは、その記載した特徴を同様に取り入れている更に別の実施態様の存在を排除するものとして解釈すべきであることを意図してはいない。
【００３０】
これまで模範的な実施形態を詳しく説明した。様々なアセンブリ及び方法は本書で述べた特定の実施形態に制限されず、むしろ各アセンブリ及び／又は方法の構成要素は、本書で述べた他の構成要素とは独立に且つ別々に利用することができる。更に、ワークフローに関係した各段階は図面に例示したシーケンスに従う必要ななく、またワークフロー内の全ての段階は方法を完了するために必ず遂行する必要はない。
【００３１】
本発明を好ましい実施形態に関して説明したが、当業者には、本発明の精神から逸脱することなくそれらの実施形態に対して種々の特定の置換、変更および省略を行うことができることが理解されよう。従って、上述の詳しい説明は典型的なものに過ぎないこと意味していて、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するものではない。
【符号の説明】
【００３２】
１００： 三相ブリッジ電動機制御装置
１０５： 第１列
１１０： 第２列
Ｌ１〜Ｌ６： 枝路
Ｓ１〜Ｓ６： スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に云えば、電動機に関し、より具体的には、電動機の発電制動のための制御方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直流電動機は回転しているとき、各巻線は逆起電力（逆ＥＭＦ）として知られている電圧を発生し、これは巻線に供給される主電圧に対抗する。逆ＥＭＦの極性は、正常運転状態では電動機の電源電圧の極性とは反対方向である。電動機速度及びトルクを制御するために三相インバータ・ブリッジ構成が用いられている。一般に、制動抵抗器のような外部ハードウエア回路が、電動機によって発生された逆ＥＭＦを散逸させるために用いられている。しかしながら、これは追加のハードウエアを必要とするので、逆ＥＭＦを散逸させるために電動機の発電制動方式を規定することは有益である。
【０００３】
医用イメージング操作に使用される血管用傾斜型テーブルの例では、テーブルを位置決めするためにＢＬＤＣ（ブレードレス直流）電動機が使用されている。電動機が回転している間、逆ＥＭＦが発生されて、電源電圧の極性とは反対方向の極性を持つ。テーブルが重力の方へ向けて動くとき、電動機は発電モードで動作し、逆ＥＭＦの極性が逆転する。発電モードでは、逆ＥＭＦは電源電圧を補助する。このモードの間、電動機はエネルギを電圧電源に戻して、電源電圧を特定の限界を超えて増大させ、これはテーブル用電子装置を損傷させる虞がある。そこで、この逆エネルギを散逸させる必要があり、そのために従来では制動抵抗器が使用されている。これらの制動抵抗器は比較的嵩張る大きさであり且つ熱を発生する。更に、これらの制動抵抗器は電動機に関連した通常のスイッチング回路と一緒に収納することができず、別個に収納しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６２３２７３０号
【特許文献２】米国特許第６７４１０５０号
【特許文献３】米国特許第７０７５２５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、外部ハードウエア回路を何ら必要とせずに逆エネルギを散逸させることによって、電源電圧を許容限界内に保つ必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本書では上記の短所、欠点及び問題に対処するが、それは以下の記載を読み且つ理解することによって明らかになろう。
【０００７】
本発明の一実施形態は、電動機の発電制動のための方法を提供する。本方法は、電動機巻線を間欠的に短絡させることによって、電動機の逆エネルギを転流シーケンスの非電流供給期間中に電動機巻線内で散逸させることを含む。その際、電動機巻線は、三相ブリッジ電動機制御装置内の電圧源又はアースに接続された全てのスイッチを同時にターンオンすることによって短絡される。
【０００８】
別の実施形態では、電動機制動方法を開示する。本方法は、電動機を制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を供給する段階と、ＰＷＭ信号を用いて三相ブリッジ電動機制御装置をトリガする段階であって、前記三相ブリッジ電動機制御装置が並列に接続された３つの枝路を持つように構成されており、その各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、全ての枝路内の上側スイッチが第１列を構成し且つ全ての枝路内の下側スイッチが第２列を構成している、当該段階と、各列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを検出したことに基づいて選択された１つの列内の全てのスイッチを同時にターンオンする段階と、を有する。
【０００９】
更に別の実施形態では、ブラシレス直流電動機を制動する方法を開示する。本方法は、三相ブリッジ電動機制御装置を設ける段階であって、該三相ブリッジ電動機制御装置が並列に接続された３つの枝路を持っており、その各々の枝路が電圧源に接続された上側スイッチとアースに接続された下側スイッチとを直列に持っており、前記３つの枝路の上側及び下側スイッチが第１列及び第２列を成すように構成されている、当該段階と、前記電動機内で発生された逆エネルギを識別する段階と、非電流導通期間中に一列内に少なくとも２つのアクティブなスイッチを持つ少なくとも１つの列を選択する段階と、前記選択された列内のアクティブでないスイッチを作動する段階と、電動機巻線を通して逆エネルギを散逸させる段階と、を有する。
【００１０】
また更に別の実施形態では、電動機制動システムを開示する。本システムは、所定の転流シーケンスでパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を発生するパルス幅発生器と、三相ブリッジ電動機制御装置として接続された複数のスイッチと、発生された逆エネルギに関連してスイッチ制御信号を発生するように構成されているプロセッサであって、前記スイッチ制御信号が、電動機巻線を間欠的に短絡させるようにスイッチをトリガするように構成されている、当該プロセッサと、を有する。
【００１１】
また更に別の実施形態では、患者テーブルを開示する。本テーブルは、多方向に移動可能な患者担持部品と、患者担持部品の移動を制御するためのブラシレス直流（ＤＣ）電動機と、並列に接続された３つの枝路を持つ三相ブリッジ電動機制御装置であって、各々の枝路が電圧源に接続された上側スイッチとアースに接続された下側スイッチとを直列に持っており、前記３つの枝路の上側及び下側スイッチが第１列及び第２列をそれぞれ成すように構成されている、当該三相ブリッジ電動機制御装置と、検出された逆エネルギに基づいて１つの列内の全てのスイッチをターンオンするように構成されているコントローラであって、前記１つの列が一列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを識別したことに基づいて検出される、当該コントローラと、を有する。
【００１２】
本発明の様々な他の特徴、目的及び利点は、添付の図面及びそれについての詳しい説明から当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従った逆エネルギを散逸させる方法において使用するように構成された三相ブリッジ電動機制御装置の簡略回路図である。
【図２】図２は、図１に表された三相ブリッジ電動機制御装置を使用する制動方法を例示する流れ図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に従ったＤＣ電動機の修正転流シーケンスを示す波形図である。
【図４】図４は、本発明の別の模範的な実施形態に従った電動機制動方法を例示する流れ図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に従ったブラシレスＤＣ電動機を制動する方法を例示する流れ図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に従った電動機制動システムのブロック図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に従った患者テーブルのブロック図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に従った制動システムを持つ血管用傾斜型患者テーブル移動制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳しい説明では、その一部を形成し且つ実施することのできる特定の実施形態を例として示した添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が該実施形態を実施することができる程度に詳しく説明しており、従って、他の実施形態を利用することができること、また実施形態の範囲から逸脱することなく論理的、機械的、電気的及びその他の変更を行うことができることを理解されたい。従って、以下の詳しい説明は、本発明の範囲を制限するものとして解釈すべきではない。
【００１５】
本発明の様々な実施形態は、電流を電動機巻線内で循環させることによって電動機巻線の逆エネルギを散逸させるための制御方式を提供する。本発明は、外部のハードウエア回路を何ら用いることなく逆エネルギの散逸を容易にする。逆エネルギは、電動機巻線自身内で散逸される。一実施形態では、逆エネルギは、電動機巻線が逆エネルギを散逸させるための抵抗として作用するように、電動機巻線を間欠的に短絡することによって、散逸される。
【００１６】
一実施形態では、ＤＣ電動機によって制御される患者テーブルを開示する。電動機は三相ブリッジ電動機制御装置によって制御される。制御方式は、逆エネルギを散逸させ且つ電動機の速度を正則化するために定められる。
【００１７】
本明細書で用いる用語「逆エネルギ」とは、発生された逆ＥＭＦを表す。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に従った逆エネルギを散逸させる方法において使用するように構成された三相ブリッジ電動機制御装置の簡略回路図である。三相ブリッジ電動機制御装置１００は、並列に接続された３つのスイッチ枝路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を含む。各枝路は直列に接続された２つのスイッチを含む。第１の枝路Ｌ１は２つのスイッチＳ１及びＳ２を含み、第２の枝路Ｌ２は２つのスイッチＳ３及びＳ４を含み、第３の枝路Ｌ３はスイッチＳ５及びＳ６を含む。スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５（すなわち、各枝路内の上側スイッチ）は電源電圧（＋）に接続されていて、第１列１０５を構成する。またそれらの枝路内の下側スイッチＳ２，Ｓ４及びＳ６はアース（−）に接続されていて、第２列１１０を構成する。三相ブリッジ電動機制御装置１００はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号によってトリガされる。任意の時点で、三相ブリッジ電動機制御装置１００内の２つの相が、電動機の回転子位置に基づいて付勢される。回転子位置は、ホール・センサ（図示せず）により求めることができ、回転子は、ホール・センサ出力に変化があるまで１つの位置にあると想定される。正常な転流シーケンスでは、Ｓ２及びＳ４又はＳ３及びＳ１をオンに切り換えることができ、これにより電動機が回転する。逆ＥＭＦが電動機巻線内に発生される。この逆エネルギは転流シーケンスのフリーホイール期間又は非電流導通期間中に散逸される。フリーホイール期間中、Ｓ１及びＳ３又はＳ２及びＳ４のいずれかが閉じられ、これにより逆エネルギを外部回路へ散逸させることができる。
【００１９】
一実施形態では、逆エネルギを外部回路へ散逸させる代わりに、電動機巻線を間欠的に短絡させて、逆エネルギを電動機巻線内で散逸させる。一実施形態では、電動機の短絡は、フリーホイール期間中にＳ５又はＳ６をオンに切り換えることによって達成される。Ｓ１及びＳ３が導通している場合、Ｓ５を強制的に導通させ、すなわち、「オン」にして、これにより電動機が短絡されて、電動機抵抗が、逆エネルギを散逸することのできる抵抗として作用するようにする。同様に、Ｓ２及びＳ４が導通しているとき、スイッチＳ６がオンに切り換えられて、電動機巻線を短絡させる。
【００２０】
図２は、図１に表された三相ブリッジ制御装置を使用する制動方法を例示する流れ図である。電動機のフリーホイール期間中に逆エネルギを電動機巻線内で散逸させるために、発生される逆エネルギ及び転流シーケンスのフリーホイール期間を識別しなければならない。段階２１０において、電動機電流の方向を検査する。電動機の発電機モードの間、逆エネルギは電源電圧を補助する。電流がゼロより低いものとして検出された場合、電流方向が逆方向であると想定される。電流方向が正常である場合、電動機は、段階２９０で示されているように正常な転流シーケンスを用いて運転される。電流が負として検出された場合、段階２２０において、電源電圧を検査する。電源電圧すなわちＤＣ母線電圧は予め設定された値よりも大きくなることは許されない。発電機モード中は逆ＥＭＦすなわち逆エネルギは母線電圧を補助するので、動作母線電圧は直流母線電圧よりも大きくなることがある。予め設定された許容限界が、上側実効電圧のために決定される。ＤＣ母線電圧が予め設定された許容限界よりも小さい場合、電動機は段階２８０におけるように正常な転流シーケンスに従うように構成される。しかしながら、ＤＣ母線電圧が予め設定された許容限界よりも大きいとして識別された場合で、且つ電動機電流がゼロよりも低い場合、段階２３０におけるように逆エネルギが検出される。段階２４０において、非電流導通期間内にアクティブであるスイッチを識別する。フリーホイール期間において、一列内の少なくとも２つのスイッチがアクティブになる。選択された列内の第３のスイッチがオンに切り換えられて、電動機巻線を短絡させる。上側スイッチＳ１及びＳ３が導通している場合、段階２５０に示されているように、スイッチＳ５もまた導通させて、電動機巻線を短絡させる。同様に、下側スイッチが導通している場合（すなわち、Ｓ２及びＳ４が導通している場合）、段階２６０に示されているように、Ｓ６もまた導通させる。従って、段階２７０において、電動機巻線を短絡することにより直列のスイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５又はＳ２，Ｓ４，Ｓ６のいずれかを介して逆エネルギを散逸させる。段階２８０において、ＤＣ母線電圧が動作母線電圧よりも大きいか否かを決定するための検査を行う。ＤＣ母線電圧が動作母線電圧よりも大きい場合、段階２３０〜２７０を繰り返して、逆エネルギを散逸する。ＤＣ母線電圧が動作母線電圧よりも小さいことを検出したとき、段階２９０に示されているように電動機は正常な転流シーケンスに従う。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態に従ったＤＣ電動機の転流シーケンスを示す波形図である。パルス幅変調（ＰＷＭ）信号には上側限界ＵＳＬ及び下側設定限界ＬＳＬが設けられ、それらに基づいてパルス変調信号のデューティサイクルが決定される。図には、デューティサイクル５０％の波形が示されている。動作電圧が動作電圧Ｖ１が特定のレベルに設定され、また母線電圧についての上側許容限界がＶ２に保たれる。Ｖ２はＶ１よりも大きい。その差は用途に基づいて決定される。Ｓ１〜Ｓ４のスイッチング・シーケンスが図示されており、またＳ５及びＳ６についての波形は、電動機巻線を短絡させるためにこれらのスイッチを導通させる時点を表している。ここで、Ｓ１及びＳ３がオンであるとき、Ｓ５がオンに切り換えられ、また同様にＳ２及びＳ５がオンであるとき、Ｓ６が電動機を短絡させるためにオンにされることに留意されたい。従って、ＰＷＭ信号は、電動機の短絡要件に基づいて修正される。電動機巻線の短絡の周波数及び持続時間は、電動機速度、母線電圧、発生される逆ＥＭＦ等に応じて定めることができる。
【００２２】
図４は、本発明の別の模範的な実施形態に従った電動機制動方法を例示する流れ図である。段階４１０において、ＰＷＭ信号が電動機を制御するために供給される。段階４２０において、ＰＷＭ信号を使用して三相ブリッジ電動機制御装置がトリガされる。三相ブリッジ電動機制御装置は並列に接続された３つの枝路を備えており、各枝路は直列に接続された２つのスイッチを持つ。各枝路の上側スイッチは電圧源に接続され、また各枝路の下側スイッチはアースに接続される。各枝路の上側スイッチは第１列を構成し、また各枝路の下側スイッチは第２列を構成する。電動機巻線に発生された逆エネルギは、電流の方向及び実効電源電圧を検査することによって識別される。段階４３０において、一列内の全てのスイッチが非電流導通期間中に作動される。このため、非電流導通期間内に２つのアクティブなスイッチを持つ列が識別され、該列内の第３のスイッチがアクティブにされて、電動機が短絡される。電動機が一旦短絡されると、電動機は抵抗として作用して、逆エネルギが電動機巻線内で散逸される。電動機巻線の短絡の周波数及び持続時間は、電動機速度、電動機入力電圧、及び電動機内で発生される逆エネルギに基づいて決定される。逆エネルギは、電動機の非電流導通期間又はフリーホイール期間中に散逸される。
【００２３】
図５は、本発明の一実施形態に従ったブラシレスＤＣ電動機を制動する方法を例示する流れ図である。段階５１０において、電動機の回転を制御するために三相ブリッジ制御装置が設けられる。この三相ブリッジ電動機制御装置は並列に接続された３つの枝路を備えており、各枝路は直列に接続された２つのスイッチを持つ。各枝路の上側スイッチは電圧源に接続され、また各枝路の下側スイッチはアースに接続される。これらの上側スイッチ及び下側スイッチは第１列及び第２列をそれぞれ構成する。段階５２０において、電動機内で発生された逆エネルギが識別される。発電機モードでは、逆エネルギは電動機入力電圧を補助し、電動機入力電圧は許容電動機入力電圧よりも高くなる傾向がある。この時点で、発生される逆エネルギは散逸させる必要がある。段階５３０において、非電流導通期間中、一列のスイッチが２つのアクティブなスイッチにより識別される。フリーホイール期間中、一列内の少なくとも２つのスイッチがアクティブであり、その列が識別される。段階５４０において、選択された列内のアクティブで無いスイッチが、電動機巻線を短絡するために作動される。第１列が選択された場合は、全ての枝路内の全ての上側スイッチが作動され、また第２列が選択された場合は、全ての枝路内の全ての下側スイッチが作動される。段階５５０において、逆エネルギが電動機巻線を通って散逸される。
【００２４】
図６は、本発明の一実施形態に従った電動機制動システムのブロック図である。本システムは電動機６００を制御するために使用される。本システムは、パルス幅変調信号を発生するように構成されているＰＷＭ発生器６１０を含む。ＰＷＭ信号のデューティサイクルは用途に基づいて変えることができる。発生されたＰＷＭ信号には、デューティサイクルを定めるために上側限界及び下側限界が設けられる。三相ブリッジ電動機制御装置６２０がＰＷＭ発生器６１０に関連して設けられる。三相ブリッジ電動機制御装置６２０については、図１に関して詳しく説明されている。三相ブリッジ電動機制御装置６２０は、ＰＷＭ発生器６１０によって発生されたＰＷＭ信号を使用してトリガされる。三相ブリッジ電動機制御装置６２０は、所定の転流シーケンスに基づいて電動機を制御するように配列された複数のスイッチを持つように構成される。プロセッサ６３０が、逆エネルギを電動機巻線内で散逸させるために転流シーケンスを変更するように構成される。プロセッサ６３０は、三相ブリッジ電動機制御装置６２０の一列内の全てのスイッチをオンに切り換えることにより、電動機巻線が短絡されて、逆エネルギが電動機巻線内で散逸することができるように構成される。プロセッサ６３０はまた、電動機速度、発生される逆ＥＭＦ、又は母線電圧、或いはプログラム可能な実効母線電圧に基づいて、電動機の短絡の持続時間又は周波数を決定するように構成される。更に、プロセッサ６３０は、電動機と相互作用して、電動機巻線内で発生された逆エネルギを識別するように構成される。ＰＷＭ発生器６１０を三相ブリッジ制御装置６２０と接続するためにインターフェースを設けることができる。また。三相ブリッジ電動機制御装置６２０を駆動するために駆動装置を設けることができる。
【００２５】
図７は、本発明の一実施形態に従った患者テーブルのブロック図である。患者テーブルには、患者担持部品７１０が設けられている。患者担持部品７１０は垂直方向並びに水平方向に移動可能である。患者テーブルの移動を制御するためにブラシレスＤＣ電動機７２０が設けられる。電動機を制御するために三相ブリッジ電動機制御装置７３０が設けられる。三相ブリッジ電動機制御装置はＰＷＭ信号を受け取るように構成され、該ＰＷＭ信号に基づいて電動機の転流が決定される。三相ブリッジ電動機制御装置については、図１に関して詳しく説明されている。コントローラ７４０が、用途に基づいて転流シーケンスを変更するように構成されている。コントローラ７４０は、電動機巻線内で発生された逆エネルギを識別するように構成され、また該逆エネルギに基づいて転流シーケンスを調節して、電動機が間欠的に短絡されて逆エネルギを電動機巻線に散逸させるようにする。一実施形態では、コントローラ７４０は、電動機巻線を短絡させるために一列内の全てのスイッチをオンに切り換えるように構成される。
【００２６】
図８は、本発明の一実施形態に従った制動システムを持つ血管用傾斜型患者テーブル移動制御装置のブロック図である。電源装置８１０が、患者テーブル及び関連した患者テーブル移動システム内の様々な電気部品に電力を供給するために設けられる。ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）８２０が、パルス幅変調信号を発生し、また該信号を処理して転流シーケンスを変更するように構成される。フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）８３０のようなインターフェースが、ＤＳＰ８２０をサーボ増幅器８５０に結合するように構成される。サーボ増幅器８５０を駆動するために駆動装置８４０を設けることができる。三相ブリッジ電動機制御装置はサーボ増幅器８５０の一部である。サーボ増幅器８５０は電動機８６０を制御するように構成される。ＤＳＰ８２０は逆エネルギを識別し、それに基づいて転流シーケンスが変更される。
【００２７】
このように、提案した電動機方式は、電動機の回転が悪影響を受けないように電動機巻線を間欠的に短絡させる。本発明の様々な実施形態の利点には、逆エネルギを散逸させるために外部のハードウエアの使用を排除することが含まれる。更に、本発明方法は、速度調整を行い且つ物体のぎくしゃくした動きを防止することによって、電動機によって動かされるテーブル等の物体の性能を改善するのに役立つ。更に、本発明は、プログラム可能な電圧限界により逆エネルギを検出できるようにし、且つ速度調整を改善するのに役立つ。更に、逆エネルギの連続的な散逸により、電磁干渉を低減する。本発明技術は、各軸の電動機が逆エネルギを独立に散逸できるようにし、従って、何ら単一障害点がなく、これにより、電動機が患者テーブルを制御するために使用される場合、患者の安全性が改善される。
【００２８】
以上のように、本発明の様々な実施形態は電動機の制動のための制御方式を記述している。
【００２９】
本書において、単数形で表され且つ数を特記していない要素及び段階は、特に明記していない限り、複数の該要素及び段階を排除するものではないことを理解されたい。更に、本発明の「一実施態様」と云う場合、これは、その記載した特徴を同様に取り入れている更に別の実施態様の存在を排除するものとして解釈すべきであることを意図してはいない。
【００３０】
これまで模範的な実施形態を詳しく説明した。様々なアセンブリ及び方法は本書で述べた特定の実施形態に制限されず、むしろ各アセンブリ及び／又は方法の構成要素は、本書で述べた他の構成要素とは独立に且つ別々に利用することができる。更に、ワークフローに関係した各段階は図面に例示したシーケンスに従う必要ななく、またワークフロー内の全ての段階は方法を完了するために必ず遂行する必要はない。
【００３１】
本発明を好ましい実施形態に関して説明したが、当業者には、本発明の精神から逸脱することなくそれらの実施形態に対して種々の特定の置換、変更および省略を行うことができることが理解されよう。従って、上述の詳しい説明は典型的なものに過ぎないこと意味していて、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するものではない。
【符号の説明】
【００３２】
１００： 三相ブリッジ電動機制御装置
１０５： 第１列
１１０： 第２列
Ｌ１〜Ｌ６： 枝路
Ｓ１〜Ｓ６： スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の発電制動のための方法であって、
電動機巻線を間欠的に短絡させることによって電動機の逆エネルギを転流シーケンスの非電流供給期間中に電動機巻線内で散逸させる段階（２７０）を有し、その場合に、前記電動機巻線が、三相ブリッジ電動機制御装置内の電圧源又はアースに接続された全てのスイッチを同時にターンオンすることによって短絡されること、を特徴とする方法。
【請求項２】
更に、転流シーケンスを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号のオフ期間中に前記電動機巻線内で逆エネルギを散逸させる段階（２７０）を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記三相ブリッジ電動機制御装置回路内の前記スイッチが並列に接続された３つの枝路として配列されており、その各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、前記電圧源に接続された各枝路上の上側スイッチが第１列を構成し且つ前記アースに接続された各枝路上の下側スイッチが第２列を構成している、請求項１記載の方法。
【請求項４】
更に、転流シーケンスの非電流供給期間中に一列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを検出して、対応する列内の第３のスイッチを作動する段階（２５０，２６０）を含んでいる請求項３記載の方法。
【請求項５】
電動機を制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を供給する段階（４１０）と、
ＰＷＭ信号を用いて三相ブリッジ電動機制御装置をトリガする段階（４２０）であって、前記三相ブリッジ電動機制御装置が並列に接続された３つの枝路を持つように構成されており、その各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、また全ての枝路内の上側スイッチが第１列を構成し且つ全ての枝路内の下側スイッチが第２列を構成している、当該段階（４２０）と、
各列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを検出したことに基づいて選択された１つの列内の全てのスイッチを同時にターンオンする段階（４３０）と、
を有する電動機制動方法。
【請求項６】
更に、発生された逆エネルギ、電動機入力電圧及び電動機速度の内の少なくとも１つに基づいて、電動機巻線を短絡する周波数及び持続時間を制御する段階を含んでいる請求項５記載の方法。
【請求項７】
ブラシレス直流電動機を制動する方法であって、
三相ブリッジ電動機制御装置を設ける段階（５１０）であって、該三相ブリッジ電動機制御装置が並列に接続された３つの枝路を持っており、その各々の枝路が電圧源に接続された上側スイッチとアースに接続された下側スイッチとを直列に持っており、前記３つの枝路の上側及び下側スイッチが第１列及び第２列をそれぞれ成すように構成されている、当該段階（５１０）と、
前記電動機内で発生された逆エネルギを識別する段階（５２０）と、
非電流導通期間中に一列内に少なくとも２つのアクティブなスイッチを持つ少なくとも１つの列を選択する段階（５３０）と、
前記選択された列内のアクティブでないスイッチを作動する段階（５４０）と、
電動機巻線を通して逆エネルギを散逸させる段階（５５０）と、
を有する方法。
【請求項８】
所定の転流シーケンスでＰＷＭ信号を発生するパルス幅発生器（６１０）と、
三相ブリッジ電動機制御装置（６２０）として接続された複数のスイッチと、
発生される逆エネルギに関連してスイッチ制御信号を発生するように構成されているプロセッサ（６３０）であって、前記スイッチ制御信号が、電動機巻線を間欠的に短絡させるように前記スイッチをトリガするように構成されている、当該プロセッサ（６３０）と、
を有する電動機制動システム。
【請求項９】
前記三相ブリッジ電動機制御装置（６２０）は、並列に接続された３つの枝路を持つように構成されており、その各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、またこれらの上側スイッチが第１列を構成し且つ下側スイッチが第２列を構成している、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサ（６３０）は、電動機の逆エネルギを検出したときに一列内の全てのスイッチをトリガするように構成されており、それらのスイッチは転流シーケンスのフリーホイール期間中にトリガされる、請求項８記載のシステム。
【請求項１】
電動機の発電制動のための方法であって、
電動機巻線を間欠的に短絡させることによって電動機の逆エネルギを転流シーケンスの非電流供給期間中に電動機巻線内で散逸させる段階（２７０）を有し、その場合に、前記電動機巻線が、三相ブリッジ電動機制御装置内の電圧源又はアースに接続された全てのスイッチを同時にターンオンすることによって短絡されること、を特徴とする方法。
【請求項２】
更に、転流シーケンスを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号のオフ期間中に前記電動機巻線内で逆エネルギを散逸させる段階（２７０）を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記三相ブリッジ電動機制御装置回路内の前記スイッチが並列に接続された３つの枝路として配列されており、その各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、前記電圧源に接続された各枝路上の上側スイッチが第１列を構成し且つ前記アースに接続された各枝路上の下側スイッチが第２列を構成している、請求項１記載の方法。
【請求項４】
更に、転流シーケンスの非電流供給期間中に一列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを検出して、対応する列内の第３のスイッチを作動する段階（２５０，２６０）を含んでいる請求項３記載の方法。
【請求項５】
電動機を制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を供給する段階（４１０）と、
ＰＷＭ信号を用いて三相ブリッジ電動機制御装置をトリガする段階（４２０）であって、前記三相ブリッジ電動機制御装置が並列に接続された３つの枝路を持つように構成されており、その各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、また全ての枝路内の上側スイッチが第１列を構成し且つ全ての枝路内の下側スイッチが第２列を構成している、当該段階（４２０）と、
各列内の少なくとも２つのアクティブなスイッチを検出したことに基づいて選択された１つの列内の全てのスイッチを同時にターンオンする段階（４３０）と、
を有する電動機制動方法。
【請求項６】
更に、発生された逆エネルギ、電動機入力電圧及び電動機速度の内の少なくとも１つに基づいて、電動機巻線を短絡する周波数及び持続時間を制御する段階を含んでいる請求項５記載の方法。
【請求項７】
ブラシレス直流電動機を制動する方法であって、
三相ブリッジ電動機制御装置を設ける段階（５１０）であって、該三相ブリッジ電動機制御装置が並列に接続された３つの枝路を持っており、その各々の枝路が電圧源に接続された上側スイッチとアースに接続された下側スイッチとを直列に持っており、前記３つの枝路の上側及び下側スイッチが第１列及び第２列をそれぞれ成すように構成されている、当該段階（５１０）と、
前記電動機内で発生された逆エネルギを識別する段階（５２０）と、
非電流導通期間中に一列内に少なくとも２つのアクティブなスイッチを持つ少なくとも１つの列を選択する段階（５３０）と、
前記選択された列内のアクティブでないスイッチを作動する段階（５４０）と、
電動機巻線を通して逆エネルギを散逸させる段階（５５０）と、
を有する方法。
【請求項８】
所定の転流シーケンスでＰＷＭ信号を発生するパルス幅発生器（６１０）と、
三相ブリッジ電動機制御装置（６２０）として接続された複数のスイッチと、
発生される逆エネルギに関連してスイッチ制御信号を発生するように構成されているプロセッサ（６３０）であって、前記スイッチ制御信号が、電動機巻線を間欠的に短絡させるように前記スイッチをトリガするように構成されている、当該プロセッサ（６３０）と、
を有する電動機制動システム。
【請求項９】
前記三相ブリッジ電動機制御装置（６２０）は、並列に接続された３つの枝路を持つように構成されており、その各々の枝路が直列に接続された上側スイッチ及び下側スイッチを持っており、またこれらの上側スイッチが第１列を構成し且つ下側スイッチが第２列を構成している、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサ（６３０）は、電動機の逆エネルギを検出したときに一列内の全てのスイッチをトリガするように構成されており、それらのスイッチは転流シーケンスのフリーホイール期間中にトリガされる、請求項８記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３０３４８０（Ｐ２００９−３０３４８０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４０６４１（Ｐ２００９−１４０６４１）
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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