JP3355018B2 - ブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動回路

Info

Publication number
JP3355018B2
JP3355018B2 JP05936094A JP5936094A JP3355018B2 JP 3355018 B2 JP3355018 B2 JP 3355018B2 JP 05936094 A JP05936094 A JP 05936094A JP 5936094 A JP5936094 A JP 5936094A JP 3355018 B2 JP3355018 B2 JP 3355018B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angle
circuit
stator coil
energization
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP05936094A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07274582A (ja
Inventor
雄一 深瀬
高広 早川
仁 川口
菊夫 小宮山
和茂 元木
資朗 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP05936094A priority Critical patent/JP3355018B2/ja
Publication of JPH07274582A publication Critical patent/JPH07274582A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3355018B2 publication Critical patent/JP3355018B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ステータコイルの逆
起電圧からステータコイルとマグネットロータの相対位
置を検出し、それに基づいて通電角を拡大してブラシレ
スモータを駆動するブラシレスモータの駆動回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のブラシレスモータの駆動回路につ
いて図13、図14及び図15を参照しながら説明す
る。図13〜図15は、例えば特開平3−284188
号公報に示された従来のブラシレスモータの制御装置の
検出回路、駆動回路及び動作を示す図である。
【0003】図13に示す検出回路1において、1aは
回転界磁の磁束密度を検出し、これを角度信号Huとし
て出力するホール素子、1bは角度信号Huを増幅する
演算増幅器である。また、Vref1及びVref2は
可変基準電圧である。これら可変基準電圧Vref1及
びVref2は、制御回路(図示せず)から供給された
トルク指令信号Tsに応じてその基準電圧が変化する。
これら可変基準電圧Vref1及びVref2は、互い
に絶対値が同じで極性が異なる電位であり、トルクの増
加を指示するトルク指令信号Tsを受けると、可変基準
電圧Vref1の電位は下がり、可変基準電圧Vref
2の電位は上がる。
【0004】また、1cは反転入力端子に供給される可
変基準電圧Vref1に対して非反転入力端子に供給さ
れる角度信号Huの大小を比較する比較器である。この
比較器1cは、角度信号Huが大きい場合に駆動信号U
Hを出力する。1dは非反転入力端子に供給される可変
基準電圧Vref2に対して反転入力端子に供給される
角度信号Huの大小を比較する比較器である。この比較
器1dは、角度信号Huが小さい場合に駆動信号ULを
出力する。
【0005】同様にして検出回路2及び3からは、それ
ぞれ角度信号Hv及びHwから生成される駆動信号V
H、VL及びWH、WLが出力される。これら駆動信号
UH、UL、〜、WH、WLは、図14に示す駆動回路
4に供給される。
【0006】図14において、FET1〜FET6は電
界効果トランジスタである。これら電界効果トランジス
タFET1〜FET6は、電力素子として用いられ、こ
の検出回路1の出力段を構成している。電界効果トラン
ジスタFET1〜FET3の各ドレインには正電源電圧
(+E)が供給され、これらの各ソースは、それぞれ電
界効果トランジスタFET4〜FET6のドレインに接
続される。そして、これら各接続点にY結線されたステ
ータのU相、V相、W相の各励磁コイルの一端がそれぞ
れ接続される。また、電界効果トランジスタFET4〜
FET6の各ソースは、各々接地されている。
【0007】これら電界効果トランジスタFET1〜F
ET6の各ゲートには、検出回路1〜3から出力される
駆動信号UH、UL、〜、WH、WLが供給される。こ
のような構成によれば、各電界効果トランジスタFET
1〜FET6のゲートに供給される駆動信号UH、U
L、〜、WH、WLに応じて各相へ駆動電流を供給す
る。例えば、電界効果トランジスタFET1、FET5
のゲートに駆動信号UH、VLが入力されると、それら
がオン状態に設定されるので、U相の励磁コイルからV
相の励磁コイルへ駆動電流が流れる。
【0008】次に、図15を参照しながら動作について
説明する。モータ制御装置に電源が投入されると、図1
5(a)に示すように、ロータの回転に応じて正弦波状
に変化する各相毎の角度信号Hu、Hv、Hwが得られ
る。次に、これら励磁タイミングを規定する角度信号H
u、Hv、Hwに基づいて各相毎の駆動信号UH、U
L、〜、WH、WLが生成される。ここで、例えば、可
変基準電圧Vref1が同図(a)に示すV1の電位に
あると、同図(c)に示すように、励磁コイルの通電角
が120度になるパルス幅の駆動信号UH、VH、WH
が得られる。
【0009】また、可変基準電圧Vref2は、V1の
電位にあるので、駆動信号UL、VL、WLも同様のパ
ルス幅になる。このようにして、U相、V相、W相の各
励磁コイルには、通電角が120度の駆動電流が供給さ
れる。
【0010】そして、トルクの増加を指示するトルク指
令信号Tsを受け、これに応じて可変基準電圧Vref
1がV2の電位に設定されると、図15(b)に示すよ
うに、各駆動信号UH、VH、WHのパルス幅が増加す
る。この結果、各励磁コイルに供給される駆動電流が増
加するので、ロータの回転数の上昇につれて不足するト
ルク分を補うことができる。次いで、さらにトルクを増
加させると、可変基準電圧Vref1、Vref2の電
位は「0」になる。この結果、各励磁コイルの通電角は
180度になり、最大トルクを発生する。
【0011】すなわち、前述した従来例は3相全波駆動
方式であり、ホール素子1aによりマグネットロータの
磁束を検出し、検出回路1〜3により3相の駆動信号を
駆動回路4に入力し、駆動回路4によって電界効果トラ
ンジスタFET1〜FET6を制御することによりブラ
シレスモータを駆動する回路において、可変基準電圧V
ref1、Vref2をトルク指令信号Tsにより上下
させ通電角を120゜〜180゜に可変するものであ
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のブ
ラシレスモータの駆動回路では、ホール素子1a及びそ
れに付随する配線等により小型化、コストの低減化が計
りにくい上に、通電角の拡大可変に伴い可変基準電圧の
調整回路等の部品点数も増えコストがあがるという問題
点があった。
【0013】この発明は、上記した従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的はセンサレス方式
の駆動回路において、通電角を拡大できるブラシレスモ
ータの駆動回路を得るものである。
【0014】また、この発明は、センサレス方式の2相
全波式の駆動回路において、通電角を逆起電圧の検出周
期によりソフト的に拡大できるブラシレスモータの駆動
回路を得ること目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るブラシレスモータの駆動回路は、2相結線されたステ
ータコイルの通電を行うスイッチング回路、前記ステー
タコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータコイルとマ
グネットロータの相対位置を表す信号を生成する位置検
出回路前記相対位置を表す信号に基づいてタイマーを
生成し、このタイマーで前記スイッチング回路の各素子
の転流タイミングを決めることによって前記ステータコ
イルの通電角を拡大する制御回路、前記ステータコイル
への電流を検出する電流検出回路、及び回転数を所定回
転数に保持する速度ループ回路を備え、前記制御回路
は、コイル通電の通電角を前記電流検出回路で検出した
電流値のうち最小値に対応する通電角とするものであ
る。
【0016】この発明の請求項2に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、2相結線されたステータコイルの通電
を行うスイッチング回路、前記ステータコイルの逆起電
圧に基づいて前記ステータコイルとマグネットロータの
相対位置を表す信号を生成する位置検出回路、前記相対
位置を表す信号に基づいてタイマーを生成し、このタイ
マーで前記スイッチング回路の各素子の転流タイミング
を決めることによって前記ステータコイルの通電角を拡
大する制御回路、前記ステータコイルへの電流を検出す
る電流検出回路、及び回転数を所定回転数に保持する速
度ループ回路を備え、前記位置検出回路が、一次遅れフ
ィルタを含み、前記一次遅れフィルタによる遅延角が定
格回転数で所定角度となるよう定数設定され、前記相対
位置を表す信号から前記所定角度遅れた信号を生成し、
前記制御回路が、回転数が前記定格回転数以下のときは
前記所定角度となるように前記所定角度遅れた信号を補
正し、この補正した信号に基づいて通電角を拡大し、コ
イル通電の通電角を前記電流検出回路で検出した電流値
のうち最小値に対応する通電角とするものである。
【0017】この発明の請求項3に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、2相結線されたステータコイルの通電
を行うスイッチング回路、前記ステータコイルの逆起電
圧に基づいて前記ステータコイルとマグネットロータの
相対位置を表す信号を生成する位置検出回路、前記相対
位置を表す信号に基づいてタイマーを生成し、このタイ
マーで前記スイッチング回路の各素子の転流タイミング
を決めることによって前記ステータコイルの通電角を拡
大する制御回路、前記ステータコイルへの電流を検出す
る電流検出回路、及び回転数を所定回転数に保持する速
度ループ回路を備え、前記制御回路が、起動時は通電角
を90度とし、回転数が安定した後又は所定回転数到達
後は通電角を徐々に拡大し、コイル通電の通電角を前記
電流検出回路で検出した電流値のうち最小値に対応する
通電角とするものである。
【0018】この発明の請求項4に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、2相結線されたステータコイルの通電
を行うスイッチング回路、前記ステータコイルの逆起電
圧に基づいて前記ステータコイルとマグネットロータの
相対位置を表す信号を生成する位置検出回路、前記相対
位置を表す信号に基づいてタイマーを生成し、このタイ
マーで前記スイッチング回路の各素子の転流タイミング
を決めることによって前記ステータコイルの通電角を拡
大する制御回路、前記ステータコイルへの電流を検出す
る電流検出回路、及び回転数を所定回転数に保持する速
度ループ回路を備え、前記位置検出回路が、一次遅れフ
ィルタを含み、前記一次遅れフィルタによる遅延角が定
格回転数で所定角度となるよう定数設定され、前記相対
位置を表す信号から前記所定角度遅れた信号を生成し、
前記制御回路が、回転数が前記定格回転数以下のときは
前記所定角度となるように前記所定角度遅れた信号を補
正し、この補正した信号に基づいて通電角を拡大し、起
動時は通電角を90度とし、回転数が安定した後又は所
定回転数到達後は通電角を徐々に拡大し、コイル通電の
通電角を前記電流検出回路で検出した電流値のうち最小
値に対応する通電角とするものである。
【0019】この発明の請求項5に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、前記制御回路が、前記電流検出回路で
検出した電流値が下降から上昇に変化する点を最小値と
するものである。
【0020】この発明の請求項6に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、前記制御回路が、制御可能なすべての
通電角に対応する電流値を比較判定して最小値を検出す
るものである。
【0021】この発明の請求項7に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、前記制御回路が、前記最小値に対応す
る通電角が90度の場合、前記90度から所定回転数維
持可能な角度まで通電角を縮小し、この縮小した範囲で
最小値を検出するものである。
【0022】
【作用】この発明の請求項1に係るブラシレスモータの
駆動回路においては、ホール素子を用いずにセンサレス
で2相全波駆動方式のためのブラシレスモータ化が可能
である。また、通電角拡大により、モータの出力増大か
つトルクリップルの低減による低騒音化が可能である。
さらに、通電角拡大方式として、逆起電圧の検出周期か
らタイマーで拡大幅を作るので、比較電圧調整回路等の
通電角拡大に必要なハードを必要としないので部品点数
も増えない。
【0023】この発明の請求項2に係るブラシレスモー
タの駆動回路においては、遅延補正を行うことによっ
て、通電角拡大による低速回転での脱調を防止できる。
【0024】この発明の請求項3に係るブラシレスモー
タの駆動回路においては、起動時は90度通電を行い、
回転数安定後にタイマーを使って通電角を徐々に拡大し
ていくことでスムーズに通電角拡大が行える。
【0025】この発明の請求項4に係るブラシレスモー
タの駆動回路においては、所定回転数で効率が最大にな
るように通電角制御をするため、負荷対応で効率の最も
良い通電角でモータを駆動できる。
【0026】この発明の請求項5に係るブラシレスモー
タの駆動回路においては、所定回転数で効率が最大にな
るように通電角制御をするため、負荷対応で効率の最も
良い通電角でモータを駆動できる。
【0027】この発明の請求項6に係るブラシレスモー
タの駆動回路においては、所定回転数での各通電角にお
ける電流値の下降、上昇地点が複数ある場合は最小電流
値の通電角を正確に検出できないが、制御可能なすべて
の通電角の電流値を比較判定するため、最小電流値の通
電角を正確に検出でき、負荷対応の最大効率通電ができ
る。
【0028】この発明の請求項7に係るブラシレスモー
タの駆動回路においては、より効率の高い通電角制御を
することができる。
【0029】
【実施例】
実施例1.この発明の実施例1の構成について図1を参
照しながら説明する。図1は、この発明の実施例1に係
る2相全波センサレス方式のブラシレスモータの駆動回
路の構成を示す図である。
【0030】図1において、10は交流電源、11は交
流電源10を倍電圧に変換し整流して140V、280
Vの2電源12、13をつくりだしコイルに供給する倍
電圧整流回路である。また、14は起動回路、15はマ
グネットロータ(図示せず)を初期の所定位置に固定さ
せるための信号を発生する初期固定信号発生回路、16
は初期固定後に強制的に起動させるための同期信号を出
力する同期信号発生回路である。起動回路14は、初期
固定信号発生回路15と同期信号発生回路16からの信
号を制御していずれかの信号を出力する。
【0031】また、図1において、17は起動回路14
及び位置検出回路(後述)からの信号を判別し切り換え
て論理処理回路(後述)に信号を出力する信号切換回
路、18は信号切換回路17からの信号により90度通
電回路19又は通電角拡大回路20において論理処理を
行い、トランジスタ21〜24の導通遮断指令を切り換
える論理処理回路である。なお、起動回路14から通電
角拡大回路20までは、CPU、ROM、RAM等から
なるマイクロコンピュータから構成され、各機能をブロ
ックで示し、この発明の制御回路を構成している。ま
た、この発明のスイッチング回路はトランジスタ21〜
24から構成されている。さらに、25及び26は2相
のブラシレスモータを構成するS相ステータコイル及び
M相ステータコイルである。27は一次遅れフィルタを
含み、S相及びM相ステータコイル25、26の逆起電
圧からマグネットロータの位置を検出する位置検出回路
である。
【0032】つぎに、この実施例1の90度通電の動作
について図2を参照しながら説明する。図2は、この発
明の実施例1における90度通電時の各回路の信号波形
を示すタイミングチャートである。
【0033】図2において、(a)はS相及びM相のコ
イル端子電圧、(b)は位置検出回路27のフィルタで
45゜遅れにしたS相及びM相のコイル逆起電圧、
(c)は位置検出回路27のS相及びM相の出力信号、
(d)はゼロクロス信号、(e)は各相の転流タイミン
グと相順を論理処理して得られた90度通電パルス信号
(ベース信号)をそれぞれ示す。
【0034】倍電圧整流回路11は、280V及び14
0V電源13、12をつくり、S相ステータコイル2
5、M相ステータコイル26にトランジスタ21〜24
のスイッチングにより通電を行う。
【0035】S相ステータコイル25及びM相ステータ
コイル26の通電方法を説明する。論理処理回路18の
90度通電回路19によってトランジスタ21にベース
信号が供給されると、DA方向に流れる電流によってS
相ステータコイル25が駆動され(これを「S+」と呼
ぶ。)、位相で90゜分通電後、トランジスタ21がオ
フする(図2(e)参照。)。次に、トランジスタ22
にベース信号が供給されると、DB方向に流れる電流に
よってM相ステータコイル26が駆動され(これを「M
+」と呼ぶ。)、位相で90゜分通電後、トランジスタ
22がオフする(図2(e)参照。)。
【0036】次に、トランジスタ23にベース信号が供
給されると、DC方向に流れる電流によってS相ステー
タコイル25が駆動され(これを「S−」と呼ぶ。)、
位相で90゜分通電後、トランジスタ23がオフする
(図2(e)参照。)。次に、トランジスタ24にベー
ス信号が供給されると、DD方向に流れる電流によって
M相ステータコイル26が駆動され(これを「M−」と
呼ぶ。)、位相で90゜分通電後、トランジスタ24が
オフする(図2(e)参照。)。これらの動作により一
定方向に「S+」、「M+」、「S−」、「M−」の順
に回転磁界が発生する。
【0037】位置検出回路27は、モータ駆動時にS相
ステータコイル25及びM相ステータコイル26で発生
する逆起電圧によりマグネットロータの位置を検出し、
信号切換回路17へ信号を送る。すなわち、図2(a)
に示すような、S相及びM相のコイル端子電圧を入力
し、同図(b)に示すような、フイルタで45度遅れの
逆起電圧を生成し、同図(c)に示すような、中点レベ
ルで比較生成した信号を信号切換回路17に出力する。
【0038】そして、上記信号が信号切換回路17を通
り論理処理回路18へ送られる。論理処理回路18では
送られてきた信号を90度通電回路19で処理する。こ
の90度通電回路19は、S相ステータコイル25及び
M相ステータコイル26に接続されたトランジスタ21
〜24のいずれかのベース信号(図2(e)参照。)を
供給する。
【0039】起動開始時にはS相及びM相ステータコイ
ル25、26に逆起電圧が発生しないため、位置検出回
路27では正しい位置が検出できないので、信号切換回
路17は起動回路14からの信号を論理処理回路18に
送る。起動回路14は、まず初期固定信号発生回路15
によりマグネットロータを所定の位置に固定するための
信号を信号切換回路17へ所定時間又は所定パルス数送
る。送られた初期固定信号を論理処理回路18で処理
し、マグネットロータを所定位置に固定する。初期固定
後、起動回路14は同期信号発生回路16により強制的
に通電切り換えを行い、モータを起動させるための同期
信号を信号切換回路17に送る。それを論理処理回路1
8で処理しロータを強制的に起動させる。起動後は信号
切換回路17で位置検出回路27からの信号に切り換え
る。
【0040】90度通電回路19は、図2(c)に示す
ような、位置検出回路27からの信号に基づいて、同図
(d)に示すような、ゼロクロス信号を生成し、このゼ
ロクロス信号と位置検出回路27からの信号により、同
図(e)に示すような、90度通電パルス信号(ベース
信号)を出力する。このようにしてモータを安定に駆動
させる。
【0041】つづいて、上記90゜通電を拡大する方式
として135゜通電を一例として挙げ、図3及び図4を
参照しながら説明する。図3は、図2の90゜通電を基
に通電角を拡大した135゜通電のパルス信号の波形を
示すタイミングチャートである。また、図4は、この実
施例1の135°通電の動作を示すフローチャートであ
る。
【0042】図3において、(a)はゼロクロス信号、
(b)〜(e)は135゜通電のパルス信号(ベース信
号)をそれぞれ示す。
【0043】まず、前述したように、通電角90゜のパ
ルス信号生成は、図2(a)及び(b)に示すように、
逆起電圧波形をフィルタで45゜遅らせ、同図(b)の
波形を中点レベルで比較生成した同図(c)の信号と、
同図(b)の波形のゼロクロス信号とで各相の駆動信号
の相順と転流タイミングを制御して同図(e)に示すよ
うな90゜通電パルス信号をつくる。
【0044】135゜通電は、図1の通電角拡大回路2
0において、図3に示すように90゜通電幅すなわちゼ
ロクロス周期の時間的データT1、T2、T3、…を基
に1/4周期タイマー、1/2周期タイマーをつくる。
そして、ゼロクロスごとに1/4周期タイマーをスター
トさせタイマーカウント終了後、1/2周期タイマーを
スタートさせ、マグネットロータとステータコイルとの
相対位置(S+,M+,S−,M−)を表す図2(c)
の信号とで各相の通電モードを重複させて通電角を13
5゜にする。
【0045】具体的には、まず通電モードを切り換えた
後(ステップ40)、例えば、ゼロクロス信号S2がき
た時にゼロクロス信号S1−S2間の周期データT1を
読み(ステップ41)、その1/4周期タイマー(T1
/4)、1/2周期タイマー(T1/2)をつくる(ス
テップ42)。
【0046】そして、それと同時に1/4周期タイマー
(T1/4)をスタートさせ(ステップ50)、それが
終了すると1/2周期タイマー(T1/2)をスタート
させる(ステップ51、53)。そして、ゼロクロス信
号S2−S3間でその2種類のタイマーのカウント状況
を判別し、T1/4タイマーがカウント中なら、図3
(b)及び(c)に示すように、現在の通電モード(M
+)と一つ前のモード(S+)を重複して出力する(ス
テップ51、52、56、57、61)。
【0047】また、T1/2タイマーがカウント中な
ら、図3(c)に示すように、現在の通電モード(M
+)のみを出力する(ステップ54、55、56、5
8、59、62)。
【0048】さらに、T1/4、T1/2タイマー共に
カウント中でなければ、図3(c)及び(d)に示すよ
うに、現在の通電モード(M+)と次のモード(S−)
を重複して出力する(ステップ56、58、60、6
3)。
【0049】そして、次のゼロクロス信号S3がきたら
ゼロクロス信号S2−S3間の周期データT2を読み、
その1/4周期タイマー(T2/4)、1/2周期タイ
マー(T2/2)を作る。それと同時に1/4周期タイ
マー(T2/4)をスタートさせ、それが終了すると1
/2周期タイマー(T2/2)をスタートさせる。
【0050】そして、ゼロクロス信号S3−S4間でそ
の2種類のタイマー(T2/4、T2/2)のカウント
状況を判別し、T2/4タイマーがカウント中なら、現
在の通電モード(S−)と一つ前のモード(M+)を重
複して出力する。また、T2/2がカウント中なら、現
在の通電モード(S−)のみを出力する。さらに、T2
/4、T2/2共にカウント中でなければ、現在の通電
モード(S−)と次のモード(M−)を重複して出力す
る。この動作を各ゼロクロス間で行うことにより各通電
角を前後に90°/4角(22.5゜)づつ拡大するこ
とができる。なお、通電角を重複させる開始モードは任
意である。
【0051】さらに、図5に示すように、上記2種類の
周期タイマーを任意に変更することにより任意の通電角
拡大が可能である。
【0052】次に、上記駆動回路において、通電角拡大
により低速回転で脱調しやすくなるという問題が生じる
ためその防止策を挙げ、図6を参照しながら説明する。
図6は、この実施例1の低速回転時の遅延補正を説明す
るための図である。
【0053】まず、通電角拡大の基となる90゜通電に
おける速度対応遅延について説明する。上記駆動回路が
一次遅れフィルタによる遅延角が定格回転数で45゜と
なるように設定されているため、論理処理回路18は、
定格回転数以下の時でも逆起電圧のゼロクロスとトラン
ジスタ21〜24の転流タイミングを90゜通電におけ
る電気角で略45゜遅れとなるような遅延補正をする。
【0054】図6(a)は、上記定数設定された駆動回
路におけるモータの回転数(横軸)と遅延角(縦軸)の
関係を表したものである。斜線部分が設定フィルタの遅
延で補えない部分であり、ここを補うために任意の定格
回転数以下の回転数では、同図(c)に示すように、周
期(360゜)の1/8(45゜)から遅延フィルタの
遅延時間を引いた時間を論理処理回路18(マイクロコ
ンピュータ)で遅延しトータルで45゜遅延としてい
る。
【0055】そして、拡大通電角の場合は、上記遅延補
正を介した新たな信号(新ゼロクロス信号)をつくり、
図6(d)及び(e)に示すように、これを上記通電角
拡大に使用するゼロクロス信号の変わりとすることによ
り、遅延を可能とし低速回転で脱調しやすくなるのを脱
調しないタイミングまで遅らせるものである。また、任
意の通電角でも同様である。
【0056】次に、起動時における動作として、図7に
示すように、回転が不規則、不安定な起動時は90゜で
通電を行い、所定時間または所定回転数通電を行った後
(回転数安定後)は、あるいは所定回転数到達後は、例
えば図5に示すように2種類の周期タイマーを変更する
ことにより通電角を徐々に拡大していく。
【0057】実施例2.この発明の実施例2の構成につ
いて図8及び図9を参照しながら説明する。図8は、こ
の発明の実施例2に係る2相全波センサレス方式のブラ
シレスモータの駆動回路の構成を示す図であり、交流電
源10〜位置検出回路27は実施例1のものと同じであ
る。また、図9は、この実施例2の電流検出回路の構成
を示す回路図である。なお、各図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
【0058】図8において、28及び29は電圧変換抵
抗、30はS相及びM相ステータコイル25、26への
電流を検出する電流検出回路、31は各通電角における
電流値を記憶する通電角対応電流値記憶回路、32は回
転数を所定回転数に保持する速度ループ回路である。
【0059】図9において、33及び34はトランジス
タ、35及び36はバッファ回路である。また、R3、
R4、R5及びR6は抵抗、C1はコンデンサである。
【0060】所定回転数における効率を最大にする通電
角制御について説明する。90゜通電において所定回転
数を設定し通電角を拡大していく。通電角拡大に伴い速
度ループ回路32においてPWM制御により回転数変化
補正を行い所定回転数に保持する。回転数が所定回転数
に戻って安定した後、電流検出回路30により電流値を
電圧変換により検出し、通電角対応電流値記憶回路31
に読み込む。そして、各通電角における電流値を順次記
憶していき、電流値の最小点を検出したらその点の通電
角でそれ以降コイル通電を行う。
【0061】ここで、電流検出回路30の具体的動作に
ついて説明をする。図9の破線枠内が電流検出回路30
である。電流値を電圧値に換算する電圧変換抵抗28
(R1)及び29(R2)によって、それぞれ280V
電源13から中点140V電源12に流れる電流と、中
点140V電源12から0Vに流れる電流を電圧に変換
して取り出す。そして、トランジスタ33及び34で抵
抗R1と抵抗R3の両端電圧を同一になるよう保持しな
がら、抵抗R1及びR3の抵抗値に逆比例する縮小電流
を抵抗R3から取り出す。抵抗R4は両トランジスタ3
3、34にバイアスをあたえる。そして、バッファ回路
35は抵抗R2の両端電圧に抵抗R5の両端電圧を加算
する。この加算された電圧をバッファ回路36で安定に
し、フィルタ回路を構成する抵抗R6とコンデンサC1
で平滑する。このようにして、コイル電流を電圧変換し
て出力する。
【0062】上記電流値の最小点の検出の具体例として
以下を挙げる。まず、第1に、図10に示すように、通
電角を90゜から順次拡大していく過程で電流値が下降
から上昇に変化する点を最小点として検出する。第2
に、図11に示すように、電流値が下降と上昇を繰り返
す場合、制御可能なすべての通電角(90°〜180
°)での電流値を比較判定して最小点を検出する。第3
に、図12に示すように、電流値が下降せずに上昇する
ような、電流値の最小点に相当する通電角が90゜にな
った場合、90゜から所定回転数維持可能な角度まで通
電角を順次縮小していく過程で電流値の下降から上昇す
る点を最小点として検出し、又は電流値の最小点を検出
し、それに対応する通電角でそれ以降コイル通電を行
う。
【0063】
【発明の効果】この発明の請求項1に係るブラシレスモ
ータの駆動回路は、以上説明したとおり、2相結線され
たステータコイルの通電を行うスイッチング回路と、前
記ステータコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータコ
イルとマグネットロータの相対位置を表す信号を生成す
る位置検出回路と、前記相対位置を表す信号に基づいて
タイマーを生成し、このタイマーで前記スイッチング回
路の各素子の転流タイミングを決めることによって前記
ステータコイルの通電角を拡大する制御回路と、前記ス
テータコイルへの電流を検出する電流検出回路と、回転
数を所定回転数に保持する速度ループ回路とを備え、前
記制御回路は、コイル通電の通電角を前記電流検出回路
で検出した電流値のうち最小値に対応する通電角とする
ので、ホール素子を用いずにセンサレスで2相全波駆動
方式のためのブラシレスモータ化が可能である。また、
通電角拡大により、モータの出力増大かつトルクリップ
ルの低減による低騒音化が可能である。さらに、通電角
拡大方式として、逆起電圧の検出周期からタイマーで拡
大幅を作るので比較電圧調整回路等の通電角拡大に必要
なハードを必要としないので部品点数も増えないという
効果を奏する。
【0064】この発明の請求項2に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、以上説明したとおり、2相結線された
ステータコイルの通電を行うスイッチング回路と、前記
ステータコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータコイ
ルとマグネットロータの相対位置を表す信号を生成する
位置検出回路と、前記相対位置を表す信号に基づいてタ
イマーを生成し、このタイマーで前記スイッチング回路
の各素子の転流タイミングを決めることによって前記ス
テータコイルの通電角を拡大する制御回路と、前記ステ
ータコイルへの電流を検出する電流検出回路と、回転数
を所定回転数に保持する速度ループ回路とを備え、前記
位置検出回路が、一次遅れフィルタを含み、前記一次遅
れフィルタによる遅延角が定格回転数で所定角度となる
よう定数設定され、前記相対位置を表す信号から前記所
定角度遅れた信号を生成し、前記制御回路が、回転数が
前記定格回転数以下のときは前記所定角度となるように
前記所定角度遅れた信号を補正し、この補正した信号に
基づいて通電角を拡大し、コイル通電の通電角を前記電
流検出回路で検出した電流値のうち最小値に対応する通
電角とするので、遅延補正を行うことによって、通電角
拡大による低速回転での脱調を防止できるという効果を
奏する。
【0065】この発明の請求項3に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、以上説明したとおり、2相結線された
ステータコイルの通電を行うスイッチング回路と、前記
ステータコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータコイ
ルとマグネットロータの相対位置を表す信号を生成する
位置検出回路と、前記相対位置を表す信号に基づいてタ
イマーを生成し、このタイマーで前記スイッチング回路
の各素子の転流タイミングを決めることによって前記ス
テータコイルの通電角を拡大する制御回路と、前記ステ
ータコイルへの電流を検出する電流検出回路と、回転数
を所定回転数に保持する速度ループ回路とを備え、前記
制御回路が、起動時は通電角を90度とし、回転数が安
定した後又は所定回転数到達後は通電角を徐々に拡大
し、コイル通電の通電角を前記電流検出回路で検出した
電流値のうち最小値に対応する通電角とするので、回転
数安定後にタイマーを使用して通電角を徐々に拡大して
いくことでスムーズに通電角拡大が行えるという効果を
奏する。
【0066】この発明の請求項4に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、以上説明したとおり、2相結線された
ステータコイルの通電を行うスイッチング回路と、前記
ステータコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータコイ
ルとマグネットロータの相対位置を表す信号を生成する
位置検出回路と、前記相対位置を表す信号に基づいてタ
イマーを生成し、このタイマーで前記スイッチング回路
の各素子の転流タイミングを決めることによって前記ス
テータコイルの通電角を拡大する制御回路と、前記ステ
ータコイルへの電流を検出する電流検出回路と、回転数
を所定回転数に保持する速度ループ回路とを備え、前記
位置検出回路が、一次遅れフィルタを含み、前記一次遅
れフィルタによる遅延角が定格回転数で所定角度となる
よう定数設定され、前記相対位置を表す信号から前記所
定角度遅れた信号を生成し、前記制御回路が、回転数が
前記定格回転数以下のときは前記所定角度となるように
前記所定角度遅れた信号を補正し、この補正した信号に
基づいて通電角を拡大し、起動時は通電角を90度と
し、回転数が安定した後又は所定回転数到達後は通電角
を徐々に拡大し、コイル通電の通電角を前記電流検出回
路で検出した電流値のうち最小値に対応する通電角とす
るので、所定回転数で効率最大になるように通電角制御
をするため負荷対応で効率の最も良い通電角でモータを
駆動できるという効果を奏する。
【0067】この発明の請求項5に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、以上説明したとおり、前記制御回路
が、前記電流検出回路で検出した電流値が下降から上昇
に変化する点を最小値とするので、所定回転数で効率最
大になるように通電角制御をするため負荷対応で効率の
最も良い通電角でモータを駆動できるという効果を奏す
る。
【0068】この発明の請求項6に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、以上説明したとおり、前記制御回路
が、制御可能なすべての通電角に対応する電流値を比較
判定して最小値を検出するので、所定回転数での各通電
角における電流値の下降、上昇地点が複数ある場合は最
小電流値の通電角を正確に検出できないが、制御可能な
すべての通電角の電流値を比較判定するため最小電流値
の通電角を正確に検出でき、負荷対応の最大効率通電が
できるという効果を奏する。
【0069】この発明の請求項7に係るブラシレスモー
タの駆動回路は、以上説明したとおり、前記制御回路
が、前記最小値に対応する通電角が90度の場合、前記
90度から所定回転数維持可能な角度まで通電角を縮小
し、この縮小した範囲で最小値を検出するので、より効
率の高い通電角制御をすることができるという効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】この発明の実施例1の90゜通電における各部
の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図3】この発明の実施例1の135゜通電における信
号波形を示すタイミングチャートである。
【図4】この発明の実施例1の135゜通電の動作を示
すフローチャートである。
【図5】この発明の実施例1の2種類の分周期タイマー
による通電角例を示す図である。
【図6】この発明の実施例1の遅延角45゜定数設定時
のモータ回転数と遅延角の関係、及び遅延補正を示す図
である。
【図7】この発明の実施例1の起動時及び回転数安定後
の通電パルス信号を示すタイミングチャートである。
【図8】この発明の実施例2の構成を示すブロック図で
ある。
【図9】この発明の実施例2の電流検出回路の構成を示
す回路図である。
【図10】この発明の実施例2において電流最小値を検
出する動作を説明するための図である。
【図11】この発明の実施例2において電流最小値を検
出する動作を説明するための図である。
【図12】この発明の実施例2において電流最小値を検
出する動作を説明するための図である。
【図13】従来のブラシレスモータの駆動回路の検出回
路の構成を示す図である。
【図14】従来のブラシレスモータの駆動回路のスイッ
チング回路の構成を示す図である。
【図15】従来のブラシレスモータの駆動回路の動作を
示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
10 交流電源 11 倍電圧整流回路 14 起動回路 15 初期固定信号発生回路 16 同期信号発生回路 17 信号切換回路 18 論理処理回路 19 90度通電回路 20 通電角拡大回路 21、22、23、24 トランジスタ 25 S相ステータコイル 26 M相ステータコイル 27 位置検出回路 30 電流検出回路 31 通電角対応電流値記憶回路 32 速度ループ回路
フロントページの続き (72)発明者 小宮山 菊夫 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株 式会社 生活システム開発研究所内 (72)発明者 元木 和茂 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株 式会社 生活システム開発研究所内 (72)発明者 田中 資朗 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株 式会社 生活システム開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−171489(JP,A) 特開 平1−122388(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/00 - 6/24

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2相結線されたステータコイルの通電を
    行うスイッチング回路、 前記ステータコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータ
    コイルとマグネットロータの相対位置を表す信号を生成
    する位置検出回路 前記相対位置を表す信号に基づいてタイマーを生成し、
    このタイマーで前記スイッチング回路の各素子の転流タ
    イミングを決めることによって前記ステータコイルの通
    電角を拡大する制御回路 前記ステータコイルへの電流を検出する電流検出回路、
    及び 回転数を所定回転数に保持する速度ループ回路 を備え 前記制御回路は、コイル通電の通電角を前記電流検出回
    路で検出した電流値のうち最小値に対応する通電角とす
    ことを特徴とするブラシレスモータの駆動回路。
  2. 【請求項2】 2相結線されたステータコイルの通電を
    行うスイッチング回路、 前記ステータコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータ
    コイルとマグネットロータの相対位置を表す信号を生成
    する位置検出回路、 前記相対位置を表す信号に基づいてタイマーを生成し、
    このタイマーで前記スイッチング回路の各素子の転流タ
    イミングを決めることによって前記ステータコイルの通
    電角を拡大する制御回路、 前記ステータコイルへの電流を検出する電流検出回路、
    及び 回転数を所定回転数に保持する速度ループ回路を備え、 前記位置検出回路は、一次遅れフィルタを含み、前記一
    次遅れフィルタによる遅延角が定格回転数で所定角度と
    なるよう定数設定され、前記相対位置を表す信号から前
    記所定角度遅れた信号を生成し、 前記制御回路は、回転数が前記定格回転数以下のときは
    前記所定角度となるように前記所定角度遅れた信号を補
    正し、この補正した信号に基づいて通電角を拡大し、コ
    イル通電の通電角を前記電流検出回路で検出した電流値
    のうち最小値に対応する通電角とすることを特徴とす
    ラシレスモータの駆動回路。
  3. 【請求項3】 2相結線されたステータコイルの通電を
    行うスイッチング回路、 前記ステータコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータ
    コイルとマグネットロータの相対位置を表す信号を生成
    する位置検出回路、 前記相対位置を表す信号に基づいてタイマーを生成し、
    このタイマーで前記スイッチング回路の各素子の転流タ
    イミングを決めることによって前記ステータコイルの通
    電角を拡大する制御回路、 前記ステータコイルへの電流を検出する電流検出回路、
    及び 回転数を所定回転数に保持する速度ループ回路を備え、 前記制御回路は、起動時は通電角を90度とし、回転数
    が安定した後又は所定回転数到達後は通電角を徐々に拡
    し、コイル通電の通電角を前記電流検出回路で検出し
    た電流値のうち最小値に対応する通電角とすることを特
    徴とするブラシレスモータの駆動回路。
  4. 【請求項4】 2相結線されたステータコイルの通電を
    行うスイッチング回路、 前記ステータコイルの逆起電圧に基づいて前記ステータ
    コイルとマグネットロータの相対位置を表す信号を生成
    する位置検出回路、 前記相対位置を表す信号に基づいてタイマーを生成し、
    このタイマーで前記スイッチング回路の各素子の転流タ
    イミングを決めることによって前記ステータコイルの通
    電角を拡大する制御回路、 前記ステータコイルへの電流を検出する電流検出回路、
    及び 回転数を所定回転数に保持する速度ループ回路を備え、前記位置検出回路は、一次遅れフィルタを含み、前記一
    次遅れフィルタによる遅延角が定格回転数で所定角度と
    なるよう定数設定され、前記相対位置を表す信号から前
    記所定角度遅れた信号を生成し、 前記制御回路は、回転数が前記定格回転数以下のときは
    前記所定角度となるように前記所定角度遅れた信号を補
    正し、この補正した信号に基づいて通電角を拡大し、起
    動時は通電角を90度とし、回転数が安定した後又は所
    定回転数到達後 は通電角を徐々に拡大し、コイル通電の
    通電角を前記電流検出回路で検出した電流値のうち最小
    値に対応する通電角とすることを特徴とするブラシレス
    モータの駆動回路。
  5. 【請求項5】 前記制御回路は、前記電流検出回路で検
    した電流値が下降から上昇に変化する点を最小値とす
    ることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれ
    かに記載のブラシレスモータの駆動回路。
  6. 【請求項6】 前記制御回路は、制御可能なすべての通
    電角に対応する電流値を比較判定して最小値を検出する
    ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか
    記載のブラシレスモータの駆動回路。
  7. 【請求項7】 前記制御回路は、前記最小値に対応する
    通電角が90度の場合、前記90度から所定回転数維持
    可能な角度まで通電角を縮小し、この縮小した範囲で最
    小値を検出することを特徴とする請求項1から請求項4
    までのいずれかに記載のブラシレスモータの駆動回路。
JP05936094A 1994-03-29 1994-03-29 ブラシレスモータの駆動回路 Expired - Lifetime JP3355018B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05936094A JP3355018B2 (ja) 1994-03-29 1994-03-29 ブラシレスモータの駆動回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05936094A JP3355018B2 (ja) 1994-03-29 1994-03-29 ブラシレスモータの駆動回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07274582A JPH07274582A (ja) 1995-10-20
JP3355018B2 true JP3355018B2 (ja) 2002-12-09

Family

ID=13111030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05936094A Expired - Lifetime JP3355018B2 (ja) 1994-03-29 1994-03-29 ブラシレスモータの駆動回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3355018B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5995066B2 (ja) * 2012-07-02 2016-09-21 株式会社ジェイテクト 二相ブラシレスモータの制御装置
JP2020202701A (ja) * 2019-06-12 2020-12-17 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 電動機
JP7421335B2 (ja) * 2019-12-27 2024-01-24 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置、モータ駆動システム、及びモータ駆動制御装置の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07274582A (ja) 1995-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5410690B2 (ja) ブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータ
EP1121753B1 (en) Method and device for controlling a brushless electric motor
KR960004262B1 (ko) 무정류자직류모터
JP4386815B2 (ja) モータの駆動装置および駆動方法
JP4959460B2 (ja) モータ起動装置及びモータ起動方法
US8203297B2 (en) Motor control apparatus for controlling motor in accordance with rotational position of rotor thereof
JPH06217588A (ja) ブラシレスdcモータの効率を改善するためのコミュテーション遅延の自動調節
KR100288770B1 (ko) 센서리스 3상 비엘디시 모터의 정류 회로
US20040004455A1 (en) Method and apparatus for detecting stationary rotor angle of sensorless brushless DC motor, and starting method and apparatus using the same
JP2002199778A (ja) モータ駆動装置
KR100242445B1 (ko) 센서리스 3상 비엘디시 모터의 구동 회로
JP2011199968A (ja) ブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータ制御方法
JPH11146685A (ja) Dcブラシレスモータの制御装置
JP3360946B2 (ja) ブラシレスモータの制御回路
US7466093B2 (en) Motor drive unit and electric apparatus having a motor
US5880950A (en) Inverter driving circuit for brushless d.c. motor
US5825145A (en) Quiet commutation circuit for an electric motor
JPH07274582A (ja) ブラシレスモータの駆動回路
JP3296636B2 (ja) ブラシレス直流モータの駆動方法
JP2001186797A (ja) スイッチドリラクタンスモータの駆動回路及び圧縮機
KR100308005B1 (ko) 센서가 없는 비엘디씨(bldc) 모터의 위치감지장치
JP2000253691A (ja) ブラシレスモータの制御装置及び制御方法
JP3305173B2 (ja) ブラシレスモータの制御装置
JPH0956192A (ja) ブラシレス直流モータの駆動方法
JPH0880083A (ja) ブラシレス直流モータの駆動方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080927

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080927

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090927

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090927

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100927

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110927

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110927

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120927

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130927

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term