簡単・低価格ブラシレス直流モータ制御回路開発

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近年ブラシレス直流モータが多数使用されており、モータを回転磁界により回転させるため、ノイズが少なく、小型で、耐久性が高い。しかし回転磁界を作る必要があり、回路が複雑かつ制御パラメータ調整が難しいため簡単・低価格ブラシレス直流モータ用制御回路を開発した。過去開発した制御基板は低速の回転数制御にばらつきがあり、かつ制御電流が10Aの制限があり、ロボカップ用に開発されているため付加機能が多く製作が非常に難しかった。これらの問題を解決する制御基板を製作した。制御ICにLPC1500を使用し、CPU処理を介さずにPWM制御が可能であり、USBが簡単に接続できる機能及び12ビットADCを内臓している。また3相ゲートドライバーにDRV8305を使用し部品点数を減らしている。FETはPSMN3R0-30YLDを使用し30A以上の電流容量があり、電流センサーによる保護回路もある。制御モデルはPI制御を行っており、USB接続によりテラターム等のソフトで制御パラメータの変更が可能である。磁気エンコーダにはAmsAS5145を使用しPPRは4069である。トルク計測にはTQ-8800を購入し、これに直流ブラシレスモータを負荷として取り付け、出力に電球負荷をスター及び△接続が可能なスイッチ回路を取り付けた。また電球負荷の終端にFETを取り付け発振器により、負荷変動が可能な装置を自作した。この制御基板は、ロボカップ用に開発された基板に比べ、低速回転の速度分散は0.07から0.02に改善された。また製作時間は80時間から10時間に短縮、基板価格は40000円から5000円、エンコーダ価格は2000円と低価格化した。これらの製作工程及び結果は総合技術研究会2017東京大学にて“簡単・低価格ブラシレス直流モータ制御回路開発”として発表した。