JPH04193093A - ブラシレスモータの回転位置検出回路 - 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、磁石回転子が回転することにより、電機子巻
線に発生する誘起電圧を利用して、回転子位置を検、出
するブラシレスモータの回転位置検出回路に関する。

［従来の技術］ ブラシレスモータに於いて、電機子巻線に発生する誘起
電圧を利用して回転子の位置検出を行なう位置検出回路
の従来例を第７図に示し、その各部の波形を第８図に示
す。

ブラシレスモータ１に於いて、ロータ１ａか回転するこ
とにより、電機子巻線１ｂに誘起電圧か発生する。

ブラシレスモータ１の各相の巻線端子から取り出した電
圧信号１００は、位置検出回路３に入力されて、フィル
タ６、及び積分回路５を通すことにより積分波形１０１
に変換され、更に比較回路４に入力される。一方、比較
回路４にはグランド電位か基準信号１０５として与えら
れ、上記積分回路５を経た積分波形１０１か基準信号１
０５と比較されて、比較回路４より位置信号１０２を得
ている。

このようにして各相より得られた位置信号１０２は、絶
縁用フォトカプラ７を通し、モータ制御用ＣＰＵ８へ入
力される。ＣＰＵ８の内部で上記位置（’Ｘ号１０２よ
り、パワートランジスタモジュール２の駆動信号１０３
を作成し、ブラシレスモータ１の駆動を行なっている。

［発明か解決しようとする課題］ ］）、第７図に示す従来の構成に於いては、位置信号１
０２を得てからフォトカプラ７、ＣＰＵ８を通してパワ
ートランジスタモジュール２の切替信号を作成している
ため、位置信号１０２か得られてからパワートランジス
タモジュール２か切替わるまでに遅れか生してしまう。

これにより、転流ポイントか適正なポイントからすれて
モータ特性を悪くしてしまい、高速回転時になるほど影
響か大きくなる。

２）、比較器の基準信号として選んだ信号によっては、
出力される位置信号の位相かすれてしまうことがある（
例えば基準信号として積分入力信号とは別の相の積分信
号を選んた場合）。

出ツノ信号の位相を変えることかできれば、基準信号の
選択の幅か広くなる。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためには、転流信号を適正に発生で
きるように、位置検出信号の位相を任意に変化させるこ
とかできればよい。

本発明では、位置検出回路３の比較器９へ正櫂還をかけ
て、ヒステリシス特性を持たせる二とにより、比較する
入力信号の交点位置をすらして適正な切替えが行なえる
ようにした。

［作用］ 本発明の構成図を第５図に示す。

比較器９の負入力端子（−）には、モータの端子電圧信
号１００より得られた積分波形１０１を、又、正入力端
子（＋）には、基準信号（Ｖｒｅｒ）　１０５をそれぞ
れ適当な入力抵抗Ｒ−，Ｒ＋を通して入力する。

上記比較器９の正入力端子（＋）と出力端子（Ｖｏｕｔ
）との間を帰還抵抗（Ｒｈ　）　１０て結ぶ、これによ
り基準信号１０５にはヒステリシス特性（Ｖａ　）　　
１０１３か生じる。

この各波形の関係を第６図に示す。

基準信号（Ｖ　ｒｅｆ’　）　１０５は、比較器９の出
力かＨｉｇｈ　（高レベル）のとき、ｖｈ＋たけ正に、
出力かり、ｏν　（低レベル）のとき、ｖｈ−たけ負へ
変化する。

これにより従来の積分波形１０１　との交点より、２信
号か交差する点を遅らせることかできる。

遅れの量は帰還抵抗（Ｒｈ）１．０の値によって決定で
きる。

比較器９の出力がｌｌｉｇｈのとき、 Ｖｈ＋＝　（Ｖｏｕｉ−ｈ　−Ｖｒｅｆ　）　／　（Ｒ
ｈ　＋Ｒ＋）ＸＲ＋ 比較器９の出力がＬｏｗのとき、 Ｖｈ−＝（Ｖｏｕｔ−Ｌ　−、Ｖｒｅｆ’　）　／　（
Ｒｈ　＋Ｒ＋）ＸＲ十 Ｖｈ　　＝　　ｌ　　Ｖｈ＋ｌ　　＝　　ｌ　　Ｖｈ−
１となる。

上記課題の１）項を解決するためには、位置信号１０２
を内部での送れ△ｔたけ早めに発生させなければならな
いか、第８図から分かるように、全ての相で考えると、
位置信号１０２か電気角てπ／３毎に発生していること
に着目しくπ／３−△ｔ）たけ信号を遅らせることによ
り、実質的に△を進んた位置信号１０２を発生させられ
るようになる。

比較点を（π／３−△ｔ）たけ遅らせる場合、その点で
の積分波形１０１の電位とＶｈ＋Ｖｒｅｆか等しくなる
ように、帰還抵抗（Ｒｈ　＞　１０を調整する。

これにより任意の時間△ｔたけ進んた位置検出信号を生
成することかできるようになり、最適な転流か行なえる
ようになる。

上記課題の２）項を解決するためには、従来例に於いて
位相かすれている幅に対して、適正な位置信号か得られ
るように位相をすらせばよい。

位相をすらす方法は、前述の方法と同様にして帰還抵抗
（Ｒｈ）１０の値を決定し、第５図の如く比較器９へ接
続することて可能となる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明する
。

第１図、及び第２図は、本発明の第１実施例に係るもの
で、第１図に於ける基本構成は従来例と同様であるか、
本発明の第１実施例に於いては、位置検出回路３内の比
較器９に、帰還抵抗（Ｒｈ　）■０を取り付けである。

この回路に於ける、位置信号１０２か発生してから実際
に転流動作が起きるまでの遅れ時間を△ｔとする。

第２図に於いて、基準信号１０５と積分波形１０１とを
帰還抵抗（Ｒｈ　）を付けずに得られた位置信号を符号
１０２ａて示す。この位置信号１０２ａは従来例と同じ
である。

位置信号１０２ａより４／３π位相の進んだ信号を符号
１０２ｃて示す。

ここで、前述した方法でπ／３−△ｔたけ位相か遅れる
ように選んだ帰還抵抗（Ｒｈ　’）　１０を取り付ける
と、基準信号１０５は、ヒステリシス特性を持った波形
（Ｖａ　）　１０Ｂになり、得られる位置信号は符号１
１０のようになる。

ここで波形１１０の旧ｇｅとＬｏｗを入れ替えた波形を
考えると、その波形は波形１０２ｃと比べて△ｔたけ進
んた信号か得られる。この波形１１０の反転信号を得る
ことにより、回路中での遅れによる、転流のタイミング
遅れは防げるようになる。

なお、上記信号１１０の反転については、インバータ素
子を用いるなり、又は、ＣＰＵ８の内部処理によって得
てもよい。インバータ素子を用いる場合は、その素子自
体の遅れも考慮する必要かある。

第３図、及び第４図は本発明の第２実施例に係わるもの
で、基準信号１０５として、他相の端子電圧波形の積分
波形を選択した例である。

帰還抵抗（Ｒｈ　）を付けずに積分波形と基準信号を比
較すると得られる位置信号は波形１１１のようになり、
適正な信号１０２ａとの間に位相かすれか生じてしまう
。このずれを補正するために、位相すれ分たけ波形が遅
れるような帰還抵抗（Ｒｈ　）１０を前述のような方法
で選び、比較器９へ接続する。すると基準信号１０５は
波形１０６のようなヒステリシス特性を持つ。この波形
と積分波形１０１とを比較することにより適正な位置信
号１０２ａを得られるようになり、他相の積分波形も基
準信号として用いることか可能になる。

このように、位置検出回路３の比較器９に帰還抵抗（Ｒ
１−＋）１０を付加するという、簡単な構成により、位
置検出信号１０２の位相を変え適正な転流ポイントで駆
動電流を切り替えられることがら、転流ポイントのすれ
によるモータの回転特性の低下を無くすことができ、更
に転流ポイントの位相を大きく変化させられるようにな
ったことにより、比較器の基準信号の選択の幅を広げる
ことができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明に係るブラシレスモータの回転位置
検出回路によれば、位置検出回路の比較器に帰還抵抗を
付加し比較器に正帰還をかける構成としたことにより、
簡単に位置検出信号の位相を変えることができ、これに
より適正な転流ポイントで駆動電流を切り替えられるこ
とがら次のような効果が得られた。

（１）転流ポイントのすれにょるモータの回転特性の低
下を無くすことができる。

（２）転流ポイントの６相を大きく変化させられるよう
になったことにより、比較器の基準信号の選択の幅が広
かった。

【図面の簡単な説明】

第１図はは本発明の第１実施例に係る位置検出回路を含
む全体の構成を示す図、第２図は上記第１実施例の動作
説明図、第３図は本発明の第２実施例に係る位置検出回
路の構成を示す回路図、第４図は上記第２実施例の動作
説明図、第５図は本発明の比較回路の構成を示す回路図
、第６図は上記第５図の動作説明図、第７図は従来のブ
ラシレスモータ駆動回路の全体の構成を示す図、第８図
は第７図の各部の波形を示す図である。 ｌ・・・ブラシレスモータ、２・・パワートランジスタ
モジュール、３・・・位置検出回路、４・・・比較回路
、５・・・積分回路、８・・・モータ駆動用ＣＰＵ、９
・・・比較器、１０・・帰還抵抗（Ｒｈ　）　、１００
・・・電機子巻線端子電圧波形、１０１・・積分波形、
１０２・・・位置検出信号、１０５・・・基準信号、１
０６・・・ヒステリレス波形。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 を　　覆　　　　犀 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　中性点非接地スター結線された電機子巻線と、３相ブ
   リッジ接続された半導体スイッチ素子群よりなるドライ
   ブ回路と、上記電機子巻線の３つの端子電圧を入力し積
   分する３つの積分回路と、この積分回路の各出力と基準
   値とを比較する３つの比較器と、この比較器の出力信号
   に基づき上記電機子巻線の通電パターンをドライブ回路
   に与える制御回路とを具備するブラシレスモータに於い
   て、上記比較器に正帰還をかける手段を有してなること
   を特徴とするブラシレスモータの回転位置検出回路。