JPH03239185A - ブラシレスモータの駆動方法および駆動装置 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動方法および駆動装置

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JPH03239185A
JPH03239185A JP2034322A JP3432290A JPH03239185A JP H03239185 A JPH03239185 A JP H03239185A JP 2034322 A JP2034322 A JP 2034322A JP 3432290 A JP3432290 A JP 3432290A JP H03239185 A JPH03239185 A JP H03239185A
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敏明 八木
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志朗 前田
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    • H02P6/04Arrangements for controlling or regulating the speed or torque of more than one motor
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    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
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  • Power Engineering (AREA)
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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に係り、特に電機子巻線に誘
起される誘起電圧によって磁石回転子と電機子巻線との
相対的位置を検出よ 負荷に対応しながら速やかに回転
速度の変更を行なうためのブラシレスモーター駆動方法
及び駆動装置に関するものである。
従来の技術 通常ブラシレスモータに(友 その回転子の磁極位置を
検出するための検出器が必要である力(例えばこのブラ
シレスモータを空調機のコンプレッサに用いようとする
場合、高温高圧条件下で前記検出器の信頼性が保証でき
ないた八 これらの検出器を用いることが出来な(Xo
  従ってこのような応用において(表 磁極位置検出
器を用いず、電機子巻線に誘起される電圧信号を検出器
 それに基づいてモータの転流信号を生成する方法が用
いられていも そして前期転流信号に基づいて回転速度
を検出し 第6図に示すように負荷変動に対応するため
に常にフィードバック制御を行いながらモータの駆動を
行っている。
発明が解決しようとする課題 しかし 例えば空調機のコンプレッサ駆動用のような大
型のブラシレスモーター場合 室内外の空調条件により
回転速度を頻繁に変更する必要が生じる。通常このよう
な応用においては電源電圧は一定にしておき、電圧信号
パルスのデューティーを制御することによって電圧を制
御すゑ いわゆるパルス幅変調を用いも 従って従来例に示したような駆動方法を用いると回転速
度変更に時間がかかることになり、緊急を要する保護制
御の効果が無くなるいう課題を有してい九 本発明(上 上記従来の課題に鑑へ パルス幅変調によ
り電圧制御する場合でk 負荷に対応しながらスムーズ
かつ素早い回転速度の変更を可能とするブラシレスモー
ター駆動方法及び駆動装置を提供するものであん 課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明ζ戴 中性点非接地に
結線された3相電機子巻線と、直流電源と、前記電機子
巻線への電流を通電 遮断する半導体スイッチング素子
群と、磁石回転子を有するブラシレスモータと、回転速
度指令手段と、前記電機子巻線に誘起される電圧信号に
よって前記電機子巻線と前記磁石回転子の相対的位置を
検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力信号
を用いて前記スイッチング素子群の駆動信号を生成する
駆動信号発生手段と、前記位置検出手段の出力信号を用
いて回転速度を判断し前期回転速度指令手段から指示さ
れる回転速度との比較を行う回転速度比較手段と、デュ
ーティー指令手段と、前記駆動信号発生手段の出力信号
へ 前記デューティー指令手段の指令に基づいてパルス
幅変調をかけるパルス幅変調手段より構成されるブラシ
レスモーター駆動装置において、回転速度変更時は所定
の回転数−デューティ曲線に基づいてデューティーを変
更し 回転速度安定時には前記電圧信号を変換して得ら
れる信号に基づいてデューティーを変更するフィードバ
ック制御としたものであムさらに 所定の回転数−デュ
ーティ曲線の傾きを低回転時と高回転時とで変えるよう
にしたものであム 作用 本発明は上記した構成により、回転速度変更時において
、回転速度安定時のフィードバック制御により得られた
デューティーと所定の回転数−デューティ曲線から得ら
れるデューティーとの差分を加算しながら所定の回転数
−デューティ曲線に基づくデューティーを採用すム こ
のとき、採用するデューティーは任意の速さで次々に変
更されも こうすることにより、負荷に対応しながらス
ムーズかつ素早い回転速度の変更を可能とするブラシレ
スモーター駆動を実現することとなムまた 所定の回転
数−デューティ曲線の傾きを低回転時と高回転時とで変
えたことにより、低回転時の印加電圧が高まり、低回転
への移行時や低電源電圧時における印加電圧のアンダー
シュートによる税調現象を防止できる。
実施例 以下、本発明の第1の実施例について図面を参考に説明
する。
第1図は本発明の第1の実施例におけるブラシレスモー
ター駆動装置のブロック図である。第1図において、 
101は直流重態 102は半導体スイッチング素子群
で、Q1〜Q6の6個のトランジスタとそれぞれに逆並
列接続された6個のダイオードからな7)。 103は
ブラシレスモータで、3相結線された電機子巻線104
と磁石回転子105からなる。106は位置検出子R1
07は駆動信号発生手段、 108はパルス幅変調手段
、109は回転速度指令手段、 110は回転速度比較
手段1.111はデューティー指令手段である。
以上の構成により、電機子巻線104に発生する誘起電
圧より位置検出手段106で磁石回転子1、05の磁極
位置を検出し 駆動信号発生手段107に伝え それに
パルス幅変調をかけて半導体スイッチング素子群102
のトランジスタを駆動し ブラシレスモータ103を制
御するものである。
第2図は 本発明の第1の実施例におけるブラシレスモ
ーター駆動装置の回路図であ4同図において、 lは直
流型# 2は半導体スイッチング素子群で、Q1〜Q6
の6個のトランジスタとそれぞれに逆並列接続された6
個のダイオードからなる。3はブラシレスモータで、3
相結線された電機子巻線4と磁石回転子5からなる。
6は位置検出回路で、 3つのフィルタ61〜63とコ
ンパレータ群64からなる。7はマイクロコンピユー久
 8はパルス幅変調回路 9は回転速度指示用ボリュー
ムであa 前記コンパレータ群64は前記マイクロコン
ピュータ7の人力ボートINO〜IN2と接続されてい
も 前記マイクロコンピュータ7の出力ボートU、  
V、  W、  X、  Y。
Zからは駆動信号が出力され U〜Vは前記パルス幅変
調回路8に接続されてい、&X−Zは前記半導体スイッ
チング素子群2のトランジスタQ4〜Q6に接続してい
も また 前記マイクロコンピュータ7の出力ボートP
WMからはデューティー信号が出力され 前記パルス幅
変調回路8に接続されていも 前記パルス幅変調回路8
の出力は前記半導体スイッチング素子群2のトランジス
タQ1−Q3に接続していも 第3図(戴 マイクロコンピュータ7のソフトウェアを
示すフローチャートであム 第4図は回転数−デューテ
ィチャートで、波線部分はフィードバック制御を示して
いも 第3図および第4図を用いて本発明の第1の実施例の動
作を説明すも まず、ステップAにおいて、入力ポートIN3の入力電
圧レベルに応じた目標回転速度が確定されも ステップ
Bにおいて、目標回転速度と指示回転速度との比較を行
(\ 一致していればステップFに進へ 異なっている
場合ステップCに進aステップCにおいて、目標回転速
度と指示回転速度との比較を行賎 目標回転速度が指示
回転速度を上回っていればステップEに進へ 目標回転
速度が指示回転速度より下回っていればステップDに進
む。ステップDにおいて、指示回転速度から任意の値α
を減じたものを指示回転速度にセットずム ステップE
において、指示回転速度から任意の値αを加えたものを
指示回転速度にセットす4 ステップD、Eにおいて加
減するαの値を適当に選ぶことにより、回転速度変更の
アップダウンスピードを最適にすム また ステップD
、  Eにおいて加減するαの値は同一とは限らな(℃
 ステップFにおいて、目標回転速度と指示回転速度と
の比較を行(\ 一致していればステップ■に進へ 異
なっている場合ステップGに進む。ステップGにおいて
、指示回転速度に対応した基本デューティーデータを所
定の回転数−デューティが書かれたテーブルデータから
ロードすも ステップHにおいて、基本デューティーデ
ータに補正デューティーデータを加算し 出力デューテ
ィーデータにセットする。そしてステップ0に進仏 こ
のようにステップF、  G、  H,0と動作するの
が回転速度変更時であも ステップ■において、位置検
出信号から算出される実回転速度と目標回転速度と比較
を行(\ 一致ならばステップMに進へ 異なればステ
ップJに進む。ステップJにおいて、目標回転速度と実
回転速度との比較を行((目標回転速度が実回転速度を
上回っていればステップLに進へ 目標回転速度が実回
転速度より下回っていればステップKに進む。ステップ
Kにおいて、出力デューティーデータから任意の値βを
減じたものを出力デューティーデータにセットすム ス
テップしにおいて、出力デューティーデータに任意の値
βを加えたものを出力デューティーデータにセットすム
ステップに、  Lにおいて加減するβの値を適当に選
ぶことにより、フィードバック制御時のデューティーア
ップダウンスピードを最適にする。またステップに、 
 Lにおいて加減するβの値は同一とは限らな(〜 ス
テップMにおいて、指示回転速度に対応した基本デュー
ティーデータを所定の回転数−デューティが書かれたテ
ーブルデータからロードすム ステップNにおいて、出
力デューティーデータから基本デューティーデータを減
算して、補正デューティーデータにセットすム この補
正デューティーデータが第4図のhLh2に相当すム 
このようにステップL  J、  K、  L、  M
、  Nと動作するのが回転速度安定時であり、実回転
速度によるデューティーのフィードバック制御を行う。
ステップOにおいて、出力デューティーデータに応じて
出力ボートPWMからパルス出力を行う。以降ステップ
Aに戻り以上の処理を繰り返す。
次【ζ 第5図により、本発明の第2の実施例について
説明すも 装置の構成およびソフトウェア(i、第1の実施例と同
一のため説明を省略すも 第1の実施例において、回転速度変更時にベースとする
回転数−デューティ曲線を、第5図に示すように低回転
時と高回転時とで傾きを変えて、それと平行にデューテ
ィーを制御ずも これ以外の動作は第1の実施例と同様
であム 以上のような動作により、第5図における回転数(つ)
のポイントのよう凶 高回転時(イ)の負荷が軽く補正
デューティーデータh4がマイナス4、 になっていてL モータの駆動に十分なデューティーが
得られることになり、低負荷時あるいは低電源電圧時の
印加電圧の低下を防止し ブラシレスモーター脱調現象
の発生をなくす。
また 本実施例では 回転数−デューティ曲線の傾きを
変更するようにしため(デューティーの下限値を制限す
ることでも同様の効果が得られも発明の効果 以上詳細に述べたよ引二 本発明は 回転速度変更時と
回転速度安定時のデューティー制御を変えることにより
、負荷に対応しながらスムーズかつ素早い回転速度の変
更を可能とするブラシレスモーター駆動を実現すも さらく 所定の回転数−デューティ曲線の傾きを低回転
時と高回転時とで変えたことにより、低回転時の印加電
圧が高まり、低回転への移行時や低電源電圧時における
印加電圧のアンダーシュートによる脱調現象を防止でき
るなど、実用的にきわめて有用であム
【図面の簡単な説明】
第1図は第1および第2の実施例におけるブラシレスモ
ーター駆動装置のブロックは 第2図は同ブラシレスモ
ーター駆動装置の回路医 第3図は同実施例の動作を説
明するフローチャート、第4図は本発明の第1の実施例
における回転数−デューティの関係は 第5図は本発明
の第2の実施例における回転数−デューティの関係は 
第6図は従来のブラシレスモーター駆動装置の回転数−
デューティの関係図であも 1・・・直流電樵 2・・・半導体スイッチング素子法
3・・・ブラシレスモー久 4・・・電機子巻線 5・
・・磁石回転子、6・・・位置検出回161〜63・・
・フィル久 64・・・コンパレータ珠 7・・・マイ
クロコンピユー久 8・・・パルス幅変調同区 9・・
・回転速度指示用ボリューち

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁石回転子を有するブラシレスモータの電機子巻
    線に誘起される電圧信号を検出し、この電圧信号を変換
    して得られる信号により前記ブラシレスモータの転流信
    号を生成することで回転子磁極位置検出器を省略したブ
    ラシレスモータにおいて、モータ印加電圧の制御手段と
    してデューティー制御を行うものとし、回転速度変更時
    は所定の回転数−デューティ曲線に基づいてデューティ
    を変更し、回転速度安定時には前記電圧信号を変換して
    得られる信号に基づいてデューティを変更するフィード
    バック制御としたブラシレスモーター駆動方法。
  2. (2)所定の回転数−デューティ曲線の傾きを低回転時
    と高回転時とで変えた請求項1記載のブラシレスモータ
    の駆動方法。
  3. (3)中性点非接地に結線された3相電機子巻線と、直
    流電源と、前記電機子巻線への電流を通電、遮断する半
    導体スイッチング素子群と、磁石回転子を有するブラシ
    レスモータと、回転速度指令手段と、前記電機子巻線に
    誘起される電圧信号によって前記電機子巻線と前記磁石
    回転子の相対的位置を検出する位置検出手段と、前記位
    置検出手段の出力信号を用いて前記スイッチング素子群
    の駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、前記位置検
    出手段の出力信号を用いて回転速度を判断し前期回転速
    度指令手段から指示される回転速度との比較を行う回転
    速度比較手段と、デューティ指令手段と、前記駆動信号
    発生手段の出力信号に、前記デューティ指令手段の指令
    に基づいてパルス幅変調をかけるパルス幅変調手段を備
    え、前期デューティ指令手段において回転速度変更時は
    所定の回転数−デューティ曲線に基づいてデューティを
    変更し、回転速度安定時には前記電圧信号を変換して得
    られる信号に基づいてデューティを変更するフィードバ
    ック制御としたブラシレスモータの駆動装置。
  4. (4)所定の回転数−デューティ曲線の傾きを低回転時
    と高回転時とで変えた請求項3記載のブラシレスモータ
    の駆動装置。
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