JPH01231679A - ブラシレスモータの駆動制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はブラシレスモータの駆動制御回路に関する。

（従来の技術） 従来、３相ブラシレスモータの駆動制御回路としては第
５図に示すようなものが知られている。

このブラシレスモータの駆動制御回路ではローラマグネ
ット１の回転位置を検出する位置検出器として用いられ
ているホール素子２，３．４はロータマグネット１によ
る磁界φＵ、φＶ、φ警と入力電流Ｘによって出力φｕ
−Ｘ、φｖ−Ｘ、φす・Ｘを生ずる乗算器として働き、
電気角１２０°の位相差を持つように配置される。ロー
タマグネット１は２ｎ（ｎは１以上の整数）極に着磁さ
れていて３相の駆動コイル（ステータコイル）５，６．
７により回転付勢され、口７タマグネット１の着磁分布
がその回転方向に正弦波状になっていることによりホー
ル素子２，３．４の出力電圧が正弦波となる。

このホール素子２，３．４の出力電圧はホール増幅器８
，９．１０及び出力増幅器１１，１２．１３で増幅され
、この出力増幅器１１，１２，１３の出力により駆動コ
イル５，６．７が駆動されてロータマグネット１が駆動
コイル５，６．７により回転付勢される。またホール増
幅器８，９．１０の出力電圧Ｕ、Ｖ、ＷはこれらＵ、Ｖ
、Ｗの累乗和が一定値になるようにべき数が偶数に設定
された累乗演算器、例えば２乗演算器１４，１５゜１６
によりそれぞれ２乗されて２乗和帰還回路からなる制御
手段１７における加算器１８により加算され、ｕ２＋ｖ
”＋ｗ２となる。この加算器１８の出力電圧は増幅器１
９で基準電圧ＲＥＦと比較され、その誤差電圧に比例し
た電流がホール素子２゜３．４に帰還される。したがっ
てこの帰還ループによりＵ２＋Ｖ２＋Ｗ２＝ＲＥＦとな
るようニホール素子２，３．４の電流が制御される。

（発明が解決しようとする問題点） 上記第５図のブラシレスモータの駆動制御回路ではホー
ル素子２，３．４の出力の振幅２位相。

不平衡、ホール増幅器８，９．１０のゲインなどのエラ
ーが生じても上記帰還ループにより補正されるが、ホー
ル増幅器８，９．１０のオフセットは２乗和帰還回路１
７の帰還量に比例しないので。

十分な補正がなされず、低周波数（１回転当りロータマ
グネット１の極数の１／２）のトルクリップルが生ずる
。またホール素子２，３．４に帰還をかけるので、２乗
和帰還回路１７の出力はホール素子２，３．４を駆動で
きるだけの電流容量が必要となり、集積回路化した場合
には２乗和帰還回路１７に出力端子を設ける必要がある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は２ｎ極に着磁されたロータマグネットと、３相
の駆動コイルと、３個の位置検出器と、累乗結果の和が
一定値となるようべき数を偶数に設定した３個の累乗演
算器と、制御手段とを具備し、上記位置検出器と上記制
御手段との間には掛け算機能を有する演算手段がある。

（作　用） ３相の駆動コイルにより回転付勢されるロータマグネッ
トの回転位置が３個の位置検出器により検出されて電気
角１２０°位相差の出力信号が発生し、この３個の位置
検出器の出力電圧がそのまま若しくは合成された３相の
出力電圧が各々３個の累乗演算器により累乗され、制御
手段によって３個の累乗演算器の出力電圧が加算されて
その和電圧が一定値となるように演算手段に帰還がかけ
られることによりこの駆動制御回路内の回路オフセット
が帰還量に比例するように帰還がかけられる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す。

この実施例は上記第５図のブラシレスモータの駆動制御
装置においてホール素子２，３．．４に直流電源２０よ
り一定の電流を供給して増幅器１９から制御手段１７に
最も近い掛け算機能を有する演算手段、つまりホール増
幅器８．．９．１０の演算手段に帰還をかけ、かつホー
ル増幅器８，９゜１０として第２図に示すようにトラン
ジスタ２１〜３０及び抵抗３１〜３６からなる増幅器を
用いるようにしたものである。このホール増幅器８゜９
．１０は掛け算機能を有する演算手段と増幅機能を兼ね
備え、つまり演算手段を内蔵している。

ホール素子２，３．４は電ｇ２ｏより抵抗３７゜３８を
介して電流が供給され、ロータマグネット１による磁界
φＵ、φＶ、φすと電源２０からの電流に比例した出力
を生ずる。このホール素子２，３゜４の出力はトランジ
スタ２１〜２６により増幅されて出力増幅器１１，１２
，１３及び２乗演算器１４．１５．１６に出力され、増
幅器１９の出力がトランジスタ２７を介してトランジス
タ２８゜２１９．３０のベースに加えられてこのホール
増幅器８，９，１．０のバイアス電流が増幅器１９の出
力に比例して制御されることによりホール増幅器８．９
．１０のゲインが増幅器１９の出力により制御されて入
力信号と増幅器１９の出力との掛け算が行われることに
なる。したがってホール増幅器８，９．１０は増幅器１
９の出力が帰還されてオフセットが増幅器１９からの帰
還量に比例するようになる。この結果、ホール増幅器８
，９．１０のオフセットによるトルクリップルは上記従
来のブラシレスモータの駆動制御回路に比べて１／３以
下に押えることができる。しかもホール素子２．３．４
の不平衡電圧によるトルクリップルは上記従来のブラシ
レスモータの駆動制御回路と変わらない。この模様は第
３図に示されているが、図中（ａ）（ｃ）は上記従来の
ブラシレスモータの駆動制御回路の特性を示し、（ｂ）
（ｄ）は本実施例の特性を示す。またホール素子２，３
．４及び増幅器８，９．１０のその他のエラーの補正効
果も上記従来のブラシレスモータの駆動制御回路と変わ
らない。

ホール増幅器８，９．１０の１相分のバイアス電流を仮
に５００μＡとし、トランジスタの直流増幅率ｈｆｅを
１００とすると、ホール増幅器８゜９．１０のバイアス
電流は３相分で１５μＡとなるが、ホール素子２，３．
４を駆動するためには少なくともこの１００倍の１．５
ｍＡ以上の電流が必要である。この実施例を集積回路化
した場合は帰還ループをすべて電子回路で構成できるの
で、上記従来のブラシレスモータの駆動制御回路で必要
であった２乗和帰還回路１７の出力端子が不要となる。

上記実施例において位置検出器２，３．４はホール素子
を用いたが、ホール素子以外の位置検出器を用いてもよ
い。

第４図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例ではホール素子２，３．４を駆動コイル間ま
たは駆動コイル中心に置くために３相波形の３０°位相
シフトを行う回路を含むブラシレスモータの駆動Ｍ＃回
路に本発明を適用したものである。この実施例では上記
実施例においてセンサー増幅器８，９．１０の出力Ｕ、
Ｖ、Ｗが波形位相シフト回路を構成する合成増幅器３９
，４０゜４１に出力される。この合成増幅器３９，４０
゜４１は掛け算機能を有する演算手段を持つものであり
、ホール増幅器８，９．１０の出力Ｕ、Ｖ。

Ｗより３０’位相シフトした３相の信号Ｕ’＝Ｕ−ｖ、
ｖ’＝ｖ−ｗ、ｗ’＝ｗ−ｕを求メチ出力増幅器１１，
１２．１３と２乗演算器１４，１５゜１６に出力する。

２乗和帰還回路１７の出力はホール増幅器８，９．１０
に帰還されずに２乗和帰還回路１７に最も近い演算手段
となる合成増幅器３９．４０．４１に帰還されてその演
算手段により２乗和帰還回路１７からの帰還量に比例す
るように制御され、これにより上記実施例と同様な効果
が得られる。

上記第４図の実施例では制御手段１７に最も近い合成増
幅器３９，４０．４１に帰還をかけたので、トルクリッ
プルの低減効果が最も大きくなるが、第４図の実施例に
おいて第１図の実施例と同様に制御手段１７の出力をホ
ール増幅器８，９゜１ｏに帰還するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば２ｎ極に着磁されたロータ
マグネットと、このロータマグネットを回転付勢する３
相の駆動コイルと、上記ロータマグネットの回転位置を
検出し電気角１２０°位相差の出力信号を発生する３個
の位置検出器とを有するブラシレスモータの駆動制御回
路であって、上記３個の位置検出器の出力電圧をそのま
ま若しくは合成した３相の出力電圧を各々累乗すると共
にこれらの累乗結果の和が一定値となるようべき数を偶
数に設定した３個の累乗演算器と、この３個の累乗演算
器の出力電圧を加算しこの加算した和電圧が一定値とな
るように前記駆動制御回路を制御する制御手段とを具備
し、上記駆動制御回路の回路オフセットが上記制御手段
の帰還量に比例するように上記駆動制御回路内の上記位
置検出器と上記ＩＩＪ＃手段との間の掛け算機能を有す
る演算手段に上記制御手段の帰還をかけたので、位置検
出器の出力を受ける回路側にオフセットがあってもこの
オフセットが帰還量に比例することになって十分に補正
することができ、しかも位置検出器の出力エラー（振幅
、位相、不平衡などのエラー）に対する補正効果は変わ
らない。また位置検出器を帰還出力で駆動しないので、
出力回路の電流容量が少なくて済み、回路構成が簡単に
なり、集積回路化した場合には出力端子を設ける必要が
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同実施例の増幅器の構成を示す回路図、第３図（ａ）〜
（ｄ）は同実施例と従来回路の特性を示す特性図、第４
図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第５図は従
来回路を示すブロック図である。 １・・・ロータマグネット、２，３．４・・・位置検出
器、５，６．７・・・駆動コイル、８，９．１０・・・
ホール増幅器、１４，１５．１６・・・累乗演算器、１
７・・・制御手段、３９，４０，４１・・・合成増幅器
。 方４（社） 墨？幻 形（ ホーｌし隈すｆ干閃゛を圧（×） 増幅器の７７ｔ・ｙト（幻 σ　日 増幅器／７オフし・汁Ｃ／−） 手続補正書（自発） 昭和６３年８月２２０ 濾１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２ｎ極に着磁されたロータマグネットと、このロータ
   マグネットを回転付勢する３相の駆動コイルと、上記ロ
   ータマグネットの回転位置を検出し電気角１２０゜位相
   差の出力信号を発生する３個の位置検出器とを有するブ
   ラシレスモータの駆動制御回路であって、上記３個の位
   置検出器の出力電圧をそのまま若しくは合成した３相の
   出力電圧を各々累乗すると共にこれらの累乗結果の和が
   一定値となるようべき数を偶数に設定した３個の累乗演
   算器と、この３個の累乗演算器の出力電圧を加算しこの
   加算した和電圧が一定値となるように前記駆動制御回路
   を制御する制御手段とを具備し、上記駆動制御回路の回
   路オフセットが上記制御手段の帰還量に比例するように
   上記駆動制御回路内の上記位置検出器と上記制御手段と
   の間の掛け算機能を有する演算手段に上記制御手段の帰
   還をかけたことを特徴とするブラシレスモータの駆動制
   御回路。