JPH03256590A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動装置

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JPH03256590A
JPH03256590A JP2055331A JP5533190A JPH03256590A JP H03256590 A JPH03256590 A JP H03256590A JP 2055331 A JP2055331 A JP 2055331A JP 5533190 A JP5533190 A JP 5533190A JP H03256590 A JPH03256590 A JP H03256590A
Authority
JP
Japan
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circuit
speed
signal
motor
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP2055331A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Oku
啓之 奥
Masahiro Yasohara
正浩 八十原
Hiromitsu Nakano
中野 博充
Yuji Doi
土肥 裕司
Muneo Yamamoto
宗生 山本
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to GB9104800A priority patent/GB2243504B/en
Publication of JPH03256590A publication Critical patent/JPH03256590A/ja
Priority to US07/908,813 priority patent/US5300866A/en
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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の駆動装置に関するものであ
る。
従来の技術 従来、エアコンや給湯器などの家電機器、民生機器には
その駆動用モータとして交流モータが多く用いられてい
た。そして、エアコンや給湯器用のファンモータはその
風量を調節するために可変速が必要である。しかし、交
流モータは商用電源の交流電源に直結して駆動すること
ができるため非常に使いやすいという長所をもっている
が、その回転速度を可変することが困難であった。そこ
で近年、交流モータにかわって回転速度を容易に変える
ことができる直流ブラシレスモータが多く使われるよう
になってきた。その例としては、第5図に示すようなも
のがある。第5図は従来のブラシレスモータの駆動装置
の回路図である。
以下に従来のブラシレスモータの駆動装置について、第
5図を参照しながら説明する。位置検出回路106は位
置検出センサ105の出力信号を得てロータの位置検出
信号を出力する。通電切換回路107は位置検出信号を
もとにモータの駆動コイルの通電切換信号を出力する。
この通電切換信号はパワー回路1ONにより電力増幅さ
れ駆動コイルの通電状態を順次切換えてモータを駆動す
る。そして、商用電源102は整流平滑回路103によ
り直流電圧に整流平滑され、スイッチング電源を駆動し
、さらにスイッチング電源によりパワー回路に印加する
直流電圧を変化させ、モータの回路速度を可変している
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記に示したような構成のブラシレスモー
タの駆動装置においては、モータの回転速度を可変する
ためにスイッチング電源が必要であり、そのスイッチン
グ電源を構成するにはコイル、コンデンサ、抵抗など多
くの素子が必要となることからシステムを構成する際に
多(の実装スペースを必要とし、システムを軽薄・簡素
化することが困難であると共にコスト高となる要因とな
っていた。
本発明は上記のような問題点に鑑みて、一定直流電圧を
パワー回路の電源端子に印加して、スイッチング電源を
用いることなく、モータの回転速度を可変することがで
き、かつ、速度指令信号の周波数またはそのON時間と
OFF時間の割合に比例した回転速度を得ることができ
る安価で高性能なブラシレスモータの駆動装置を提供す
るものである。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のブラシレスモータの
駆動装置は、モータの複数相の駆動コイルと、前記駆動
コイルにより駆動させられるロータの回転位置を検出す
る位置検出回路と、前記位置検出回路から構成される装
置検出信号をもとに前記駆動コイルの通電状態を順次切
換える通電状態指令回路と、前記位置検出信号をもとに
モータの速度信号を出力する速度検出回路と、モータの
速度指令回路と、前記速度指令回路から出力される速度
指令信号に応じてモータの回転速度が一定となるように
通電状態指令信号のON期間をキャノア眉波数でチョッ
ピングしてそのON/OFFデューティを制御するPW
M回路と、前記PWM回路の出力信号を前記駆動コイル
の通電切換回路に入力し、その出力信号を電力増幅する
パワー回路と、前記パワー回路に一定直流電圧を印加す
る手段とを備えたものである。
作用 本発明は上記した構成により、交流電源電圧を直流電源
電圧に整流平滑して直接パワー回路の電源端子に印加で
き、スイッチング電源を用いずに速度指令信号の周波数
またはそのON時間とOFF時間の割合に比例して精度
良(モータの回転速度を可変制御することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
駆動装置の回路図である。
さて、la、lb、lcは駆動コイルであり、パワー回
路9に接続されている。位置検出センサ2の出力信号は
位置検出回路3に入力される。前記位置検出回路3の出
力信号は通電状態指令回路4に入力されると共に速度検
出回路5に入力される。前記速度検出回路5の出力信号
および速度指令回路6の出力信号はPWM回路13に入
力される。前記通電状態指令回路4の出力信号は前記P
WM回路13に入力される。直流電圧印加手段12の出
力信号および前記PWM回路13の出力信号は共に前記
パワー回路9に入力される。
以上のように構成された本発明の一実施例におけるブラ
シレスモータの駆動装置について、その具体的回路動作
を以下に説明する。
第2図において、vAvBvcはロータの位置検出信号
波形である。位置検出信号は通電状態指令回路4により
次のよう論理処理され通電状態指令信号UHo、VHo
、WHo、UL、VL、WLを得る。
UHO:VAとvBの論理積 VHo:VBとVCの論理積 WHo・VcとVAの論理積 UL  :VaとVxの論理積 VL:Vcと■〒の論理積 WL  v^と汀の論理積 ただし、V、V、V、はそれぞれvAvBvcの反転信
号である。
第2図は第1図における動作信号波形図であり、通電状
態指令信号はそれぞれ第2図のUHo。
VHo、WHo、UL、VL、WLのようにな6゜第2
図においてVdはデユーティ制御回路7の出力信号であ
り、第2図のごと<0N10FF信号となっている。V
dは通電切換回路8により次のように論理処理され、通
電切換信号UH,VH。
WH,UL、VL、WLを得る。
UH: UHoとVdの論理積 VH:VHoとVdの論理積 WH:WHoとVdの論理積 UL : UL VL : VL WL : WL これらの通電切換信号はパワー回路9の駆動トランジス
タの入力ベースに印加される。たとえばUHとVLがH
のときにはU相駆動コイルからV相駆動コイルへ電流が
流れ、UHとWLがHのときはU相駆動コイルからW相
駆動コイルへ電流が流れる。このようにして次々と駆動
コイルの励磁状態が切換わりモータは回転する。また、
VdのON時間を制御することにより駆動コイルに流れ
る電流を制御し、モータを可変速することができる。
次にモータの可変速手段について説明する。
第3図は第1図におけるPWM回路13の動作信号波形
図である。Frefは速度指令信号である。
第1のD/Aコンバータ31はFrefを次のようにし
てアナログ電圧信号Vrefに変換する。すなわち、F
reffJ<Hのときにコンデンサを定電流にて充電し
、F r e f fJ<Lのときにはその電圧をホー
ルドし、F refがHになった瞬間に急激に放電し再
び定電流にて充電を行なう。このようにしてF ref
はFreflに変換される。Fref 1のホールド電
圧はアナログ電圧信号Vrefとして出力される。すな
わち、VrefはF refの周波数に応じて変化し、
F refの周波数が低くなるとV refの電位は下
がり、F refの周波数が低くなるとVrefの電位
は上がる。Fspはモータの速度検出信号であり、位置
検出信号を次のようにロジック処理して得ることができ
る。
Fsp: (v^・VB−VC)+〈v^・VB−VC
)(VA・vB−vc> ただし・は論理積を表わし、+は論理和を表わす。
FspはFrefと同様な方式によりアナログ電圧信号
Vspに変換される。したがって、モータの回転数が上
がると、Fspの周波数が高くなり、Vspの電位は下
がる。反対にモータの回転数が下がると、Fspの周波
数が低くなり、Vspの電位は上がる。今、速度指令信
号Frefに対してモータの回転数が低いとき、ysp
>Vrefとなり速度誤差増幅回路33の出力VT)I
の電位は上昇する。PWMコンパレータ35はVTHと
ONC34の出力Vo s cを比較し、Vdを出力す
る。このとき、VdのON時間が増大してモータ電流が
増加するのでモータの回転数が上がり、 V s p 
= V r e fすなわち、Fsp=F refとな
るように制御される。また、F refに対してモータ
の回転数が高いときはVdのON時間が減少してモータ
電流が減少し、Fsp=Frefとなるように制御され
る。すなわち、速度指令信号により、容易にしかも精度
良くモータを可変速制御することができる。
次に速度指令信号とF/Vコンバータについて述べる。
第4図は第1図における第2のF/Vコンバータの動作
信号波形図である。以下、第1図と第4図を参照しなが
ら説明する。
第1図においてデユーティ制御回路7は速度指令信号F
 refを速度指令電圧Vrefに変換し、速度検出信
号Fspを速度検出電圧Vspに変換し、Vref=V
spとなるようにモータの回転速度を制御する。したが
って、あるFrefの周波数に対して、モータの回転速
度は一義的に決まる。第4図において、Fref(A)
は速度指令信号の周波数が高い場合、Fref(B)は
その周波数は低い場合を示している。このときF/V変
換ゲイン調整回路36により、F/V変換ゲイン、具体
的にはコンデンサに充電する定電流の値を調整すればF
 ref(A>≠Fref(B)に対してVref(A
)−Vref(B)とすることができる。すなわち、異
なる周波数に対しても同じモータの回転速度に設定する
ことができる。つまり、あらゆる周波数帯域のF re
fに対して対応が可能である。
また、第4図のFref(C)のごとく、FrefのO
N/○FF比が変化した場合についてもVrefが変化
するので、速度指令信号が0N10FF比で与えられた
場合についても対応することができる。また、Fref
はデジタル信号であるのでフォトカブラなどの素子を用
いて信号をやりとりすることが可能であり、モータコン
トロールシステムとモータ駆動システムを絶縁し、モー
タコントロールシステムに対してモータ駆動システムか
ら発生するノイズが悪影響をおよぼさないようにするこ
とができる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、商用電源電圧
の交流電圧を整流平滑して直接にパワー回路の電源端子
に印加しているので交流モータと同様に非常に使いやす
く、スイッチング電源を用いることなく速度指令信号に
応じてモータを可変速することができるため従来スイッ
チング電源を構成するのに必要とされていたコイル、コ
ンデンサ、抵抗などが不要となりモータの駆動システム
を軽薄・簡素化できると共に大幅に部品コストを低減す
ることができる。また、速度指令信号の周波数またはそ
のON時間とOFF時間の割合に比例してモータの回転
速度を可変できるので、非常に精度良(広範囲にわたっ
て回転数を可変制御することが可能となる。さらにF/
V変換ゲインを調整することにより、あらゆる周波数範
囲や0N10FF比の速度指令信号に対応することがで
きる。
さらに、速度指令信号をフォトカブラなどにより絶縁す
ることができるので、モータ駆動システムが速度指令信
号を発生するモータコントロールシステムに悪影響をお
よぼすことはないすぐれたブラシレスモータの駆動装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
駆動装置の回路図、第2図は第1図における動作信号波
形図、第3図は第1図におけるPWM回路の動作信号波
形図、第4図は第1図における第2のF/Vコンバータ
の動作信号波形図。 第5図は従来のブラシレスモータの駆動装置における回
路図である。 1、a、lb、lc・・・・・・駆動コイル、2・・・
・・・位置検出センサ、3・・・・・・位置検出回路、
4・・・・・・通電状態指令回路、5・・・・・・速度
検出回路、6・・・・・・速度指令回路、7・・・・・
・デユーティ制御回路、8・・・・・・通電切換回路、
9・・・・・・パワー回路、10・・・・・・交流電源
電圧、11・・・・・・整流平滑回路、12・・・・・
・直流電圧印加手段。 第 2 図 L 区 〉〉〉

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モータの複数相の駆動コイルと、前記駆動コイル
    により駆動させられるロータの回転位置を検出する位置
    検出回路と、前記位置検出回路から出力される位置検出
    信号をもとに前記駆動コイルの通電状態を順次切換える
    通電状態指令回路と、前記位置検出信号をもとにモータ
    の速度信号を出力する速度検出回路と、モータの速度指
    令回路と、前記速度指令回路から出力される速度指令信
    号に応じてモータの回転速度が一定となるように通電状
    態指令信号のON期間をキャリア周波数でチョッピング
    してそのON/OFFデューティを制御するPWM回路
    と、前記PWM回路の出力信号を前記駆動コイルの通電
    切換回路に入力して、その出力信号を電力増幅するパワ
    ー回路と、前記パワー回路に一定直流電圧を印加する手
    段とを具備してなるブラシレスモータの駆動装置。
  2. (2)商用電源を整流平滑した電圧を直接パワー回路に
    印加する構成とした請求項1記載のブラシレスモータの
    駆動装置。
  3. (3)デューティを制御するデューティ制御回路は、モ
    ータの速度信号をその周波数に比例したアナログ電圧に
    変換する第1のF/Vコンバータと、速度指令信号をそ
    の周波数またはそのON時間とOFF時間の割合に比例
    したアナログ電圧に変換する第2のF/Vコンバータと
    、前記第2のF/Vコンバータの変換ゲインを調整する
    F/V変換ゲイン調整回路と、前記第1のF/Nコンバ
    ータの出力信号と前記第2のF/Vコンバータの出力信
    号の誤差を増幅する速度誤差増幅回路と、一定の周波数
    で発振する発振回路(以下OSCという)と、前記速度
    誤差増幅回路の出力電圧と前記OSCの出力電圧を比較
    しモータの回転速度が速度指令信号の周波数またはその
    ON時間とOFF時間の割合に比例した速度となるよう
    に制御するPWMコンパレータで構成した請求項1また
    は2記載のブラシレスモータの駆動装置。
JP2055331A 1990-03-07 1990-03-07 ブラシレスモータの駆動装置 Pending JPH03256590A (ja)

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JP2055331A JPH03256590A (ja) 1990-03-07 1990-03-07 ブラシレスモータの駆動装置
GB9104800A GB2243504B (en) 1990-03-07 1991-03-07 Drive apparatus for brushless motor
US07/908,813 US5300866A (en) 1990-03-07 1992-07-08 Drive apparatus and speed control apparatus for brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

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JP2055331A JPH03256590A (ja) 1990-03-07 1990-03-07 ブラシレスモータの駆動装置

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JP (1) JPH03256590A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06165568A (ja) * 1992-11-20 1994-06-10 Fujitsu General Ltd 空気調和機の制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06165568A (ja) * 1992-11-20 1994-06-10 Fujitsu General Ltd 空気調和機の制御方法

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