JPH05260784A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な回路構成で回転数制御を行なう安価なブ
ラシレスモータの駆動装置を提供する。 【構成】複数相の電機子巻線１ａと永久磁石回転子１ｂ
からなるブラシレスモータ１に直流電流を供給すること
により駆動するための、電機子巻線１ａに接続されたイ
ンバータ２と、永久磁石回転子１ｂの位置に基づきイン
バータ１のスイッチングトランジスタを駆動信号４２に
よって順次切り換える制御回路５とを有し、インバータ
２へ流れる直流電流を検出する電流検出器３０と、ブラ
シレスモータ１に供給すべき直流電流値を指示する速度
制御回路８と、電流検出器３０に検出された直流電流値
と速度制御回路８に指示された直流電流値とを比較する
比較器３１と、比較器３１による比較結果に基づいて駆
動信号の通電を制御してブラシレスモータ１への直流電
流の通電を切替える通電制御器３２とを具備して構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種駆動用モータは、その長寿命
化、高信頼化、メンテナンスフリー化などのため、ブラ
シレスモータが利用されることが多くなってきた。ブラ
シレスモータは、印加電圧と回転数がほぼ比例関係にあ
るという特徴がある。そのため、印加電圧を制御するこ
とによって速度の制御を行なうことができる。

【０００３】従来、電圧制御を行なう方法としては、Ｐ
ＡＭ（pulse Amplitude Modulate）方式、ＰＷＭ（Puls
e Width Modulate）方式が利用されている。以下、図を
参照しながら各方式について説明する。

【０００４】図２にはＰＡＭ方式を用いたブラシレスモ
ータの駆動回路の構成を示している。図２において、ブ
ラシレスモータ１は、３相結線された電機子巻線１ａ
と、永久磁石回転子１ｂからなる。インバータ２は、６
個のスイッチングトランジスタからなる。コンバータ３
は、ＡＣ電源４を整流して直流に変換する。電圧制御部
２０は、コンバータ３からの電流を制御回路５からの指
示（電圧制御信号４４）に応じた所定の電圧に変換し、
インバータ２へ供給する。

【０００５】制御回路５は、通電切り換え回路６、位置
検出回路７、及び速度制御回路８によって構成されてい
る。位置検出回路７は、ブラシレスモータ１に接続され
た位置・速度検出器９から出力される永久磁石回転子１
ｂの回転位置を示す回転子位置信号４０を入力する。速
度制御回路８は、位置・速度検出装置９から出力される
永久磁石回転子１ｂの速度を示す速度信号４１を入力す
る。位置検出回路７は、回転子位置信号４０より通電位
置を判断し、通電切り換え回路６を介してインバータ２
のスイッチングトランジスタを駆動させるための駆動信
号４２を出力する。速度制御回路８は、速度信号４１と
外部から与えられる回転数指令信号４３とを比較し、そ
の比較結果に応じて電圧制御部２０に電圧制御信号４４
を出力する。

【０００６】ＰＡＭ方式による駆動回路では、回転数指
令信号４３が示す回転数指令値より検出回転数が低い場
合には電圧制御部２０において電圧を上げ、高い場合に
は電圧を下げることによりブラシレスモータ１の回転数
を制御している。すなわち、ＰＡＭ方式は、直流電源電
圧を変化させて回転数制御を行なう。

【０００７】図３にはＰＷＭ方式を用いたブラシレスモ
ータの構成を示している。図３中の基本構成は図２に示
すＰＡＭ方式と同じであるので、同一部については同一
符号を付して説明を省略する。

【０００８】ＰＷＭ方式では、速度制御回路８は、キャ
リア周波数の１周期中の通電時間幅を制御している。速
度制御回路８は、回転数指令値より検出回転数が低い場
合には、通電時間幅（ｏｎ幅）を増やし、高い場合には
通電時間場（ｏｎ幅）を減らす指令をＰＷＭｏｎ幅制御
回路２１に出力する。ＰＷＭｏｎ制御回路２１は、キャ
リア周波数を発生し、速度制御回路８よりの指令により
ｏｎ幅を制御する。

【０００９】ＰＷＭ方式による駆動回路では、印加電圧
のピーク値がコンバータ３から得られる直流電圧によっ
て決まる値であり、通電区間のｏｎ時間とｏｆｆ時間の
割合から平均電圧を調整することで回転数制御を行って
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の駆動
装置に用いられているＰＡＭ方式では、電圧制御部２０
によりコンバータ３からの直流電源電圧を変化させるこ
とにより回転数制御を行なっている。このため、電圧制
御部２０を構成するために、大容量のトランジスタ、リ
アクタ、コンデンサ等が必要となってしまう。

【００１１】また、ＰＷＭ方式では、通電区間のｏｎ時
間とｏｆｆ時間の割合から平均電圧を調整することによ
り回転数制御を行っている。このため、ＰＷＭｏｎ幅制
御回路２１及びトランジスタのｏｎ／ｏｆｆ制御のため
に、高速のタイマーを設け、かつ高速の演算を行なう必
要があるため、高性能のＣＰＵまたは周辺回路が必要と
なってしまう。

【００１２】このように、従来のＰＡＭ方式及びＰＷＭ
方式を用いた駆動回路では、電圧制御をするための回路
が高価であり、コスト高になってしまうという問題があ
った。

【００１３】本発明は前記のような問題を解決するため
のもので、その目的とするところは、簡単な回路構成で
回転数制御を行なう安価なブラシレスモータの駆動装置
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数相の電機
子巻線と永久磁石回転子からなるブラシレスモータに直
流電流を供給することにより駆動するための、前記電機
子巻線に接続された複数個の駆動用スイッチングトラン
ジスタ群と、前記永久磁石回転子の位置に基づき前記駆
動用スイッチングトランジスタを駆動信号によって順次
切り換える制御回路とを有するブラシレスモータの駆動
装置において、前記駆動用スイッチングトランジスタ群
へ流れる直流電流値を検出する電流検出手段と、前記ブ
ラシレスモータに供給すべき直流電流値を指示する速度
制御手段と、前記電流検出手段によって検出された直流
電流値と前記速度制御手段によって指示された直流電流
値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結
果に基づいて、前記駆動信号の通電を制御することによ
り前記ブラシレスモータへの直流電流の通電をｏｎ／ｏ
ｆｆする通電制御手段とを具備し、前記比較手段により
電流検出手段が検出した電流値が前記速度制御手段から
指示された電流値を越えている間は、前記通電制御手段
によって通電をｏｆｆすることによりブラシレスモータ
の回転数を制御することを特徴とする。

【００１５】

【作用】このような構成によれば、制御回路からの指令
電流値より大きな電流が流れたときに通電がｏｆｆされ
るようにし、検出回転数が指令回転数より高い場合は指
令電流値を下げ、低い場合は指令電流値を上げるように
することにより、ブラシレスモータの回転数の制御が行
なわれる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は同実施例に係わるブラシレスモータの駆
動装置の回路構成を示すブロック図である。図１に示す
駆動装置の基本構成は、図３に示すＰＷＭ方式と同じで
あるので、同一部については同一符号を付して説明を省
略する。図１に示すブラシレスモータ１、インバータ
２、コンバータ３、ＡＣ電源４、及び位置・速度検出器
９の構成は、ＰＷＭ方式による駆動装置の構成と同じで
ある。

【００１７】同実施例の駆動装置では、コンバータ３と
インバータ２との間に電流検出器３０、電流検出器３０
と速度制御回路８との間に比較器３１、通電切り替え回
路６とインバータ２との間に通電制御器３２が設けられ
ている。

【００１８】電流検出器３０は、コンバータ３からイン
バータ２へ流れる直流電流を検出し、電流値に応じた電
流検出信号３５を比較器３１に出力する。比較器３１
は、速度制御回路８から出力される電流指令信号３６
と、電流検出器３０からの電流検出信号３５とを比較
し、その比較結果に応じて通電ｏｆｆ信号３５または通
電ｏｎ信号３８を通電制御器３２に出力する。通電制御
器３２は、通電ｏｆｆ信号３５または通電ｏｎ信号３８
に応じて、通電切り替え回路６からの駆動信号４２の通
電を制御する。

【００１９】位置検出回路７は、位置・速度検出器９か
らの位置検出信号４０を入力して通電する相を判断し、
通電切り換え回路６によりトランジスタへの駆動信号４
２を出力する。速度制御回路８は、位置・速度検出器９
からの速度信号４１を入力して回転数指令信号４３と比
較し、その比較結果に応じて電流指令信号３６を比較器
３１に出力する。

【００２０】直流電流検出器３０により検出された電流
検出信号３５は、比較器３１により電流指令信号３６と
比較される。比較した結果、電流検出信号３５が大きか
った場合には、比較装置３１から通電ｏｆｆ信号３８が
通電制御器３２に出力される。この場合、通電制御器３
２は、駆動信号４５がｏｎであっても通電を切る。その
結果、電流が流れなくなり検出電流値が電流指令信号３
６以下になると、比較器３１から通電ｏｎ信号３７が出
て、通電制御器３２により通電されるようになる。この
繰り返しにより、通電のｏｎ／ｏｆｆを制御することで
電流を電流指令信号３６の値に保つことができる。

【００２１】次に、回転数制御の方法について述べる。
現在の回転数より回転数を上げるためには、電流指令信
号３６を上げブラシレスモータ１へ流す電流量を少し増
やす。すると、ブラシレスモータ１の発生トルクが大き
くなるため、ブラシレスモータ１は加速する。

【００２２】ブラシレスモータ１の回転速度が上がる
と、発生する誘起電圧が大きくなり電流は流れにくくな
るが、上述した説明のとおり本発明の構成では、電流指
令信号３６の値になるまで通電を続ける。その結果、通
電時間が長くなり、平均電圧が上昇するため回転数も上
がる。回転数が指令値になったところで、回転数指令信
号４３が示す回転数を保つように電流指令信号３６を下
げていき、回転数が落ち着いたところで電流指令信号３
６の値を決定すればよい。

【００２３】逆に、回転数を下げる場合は、電流指令信
号３６を少し小さくすることで、同様に実現できる。本
発明ではこのようにして平均電圧の制御を行ない、回転
数制御を実現している。

【００２４】このようにして、電流指令信号３６が示す
値より大きな電流が流れたときに駆動信号４２の通電を
ｏｆｆするようにし、検出回転数が回転数指令信号４３
の指令回転数より高い場合は、電流指令信号３６の値を
下げ、低い場合には指令電流信号３６の値を上げること
によりブラシレスモータ１の回転数の制御を行なう。従
って、大容量のトランジスタ、リアクタ、コンデンサ等
が必要な電圧制御部、及び高性能のＣＰＵまたは周辺回
路等は必要ないので安価な駆動装置を実現することがで
きる。

【００２５】なお、前記実施例では、速度・位置検出器
９として回転軸に接続されたセンサタイプを用いたが、
センサレスモータ１の端子電圧、線電流から永久磁石回
転子１ｂの位置検出を行なうセンサレスタイプの構成で
も良い。また、通電切り替え回路６、位置検出回路７、
速度制御回路８、比較装置３１、通電制御装置３２は、
ワンチップマイコンの内部機能の一部を利用することも
可能であり、また外部回路として構成しても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、制御回路
からの指令電流値より大きな電流が流れたときに通電が
ｏｆｆされるようにし、検出回転数が指令回転数より高
い場合は指令電流値を下げ、低い場合は指令電流値を上
げるようにすることにより、ブラシレスモータの回転数
の制御を行なうので、簡単な回路構成で回転数制御を行
なう安価な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】

【図１】本発明の一実施例に係わるブラシレスモータの
駆動装置の回路構成を示すブロック図。

【図２】ＰＡＭ方式を用いたブラシレスモータの駆動回
路の回路構成を示すブロック図。

【図３】ＰＷＭ方式を用いたブラシレスモータの駆動回
路の回路構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…ブラシレスモータ、２…インバータ、３…コンバー
タ、４…ＡＣ電源、５…制御回路、６…通電切り替え回
路、７…位置検出回路、８…速度制御回路、９…位置・
速度検出回路、３０…電流検出器、３１…比較器、３２
…通電制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数相の電機子巻線と永久磁石回転子か
   らなるブラシレスモータに直流電流を供給することによ
   り駆動するための、前記電機子巻線に接続された複数個
   の駆動用スイッチングトランジスタ群と、前記永久磁石
   回転子の位置に基づき前記駆動用スイッチングトランジ
   スタを駆動信号によって順次切り換える制御回路とを有
   するブラシレスモータの駆動装置において、 前記駆動用スイッチングトランジスタ群へ流れる直流電
   流値を検出する電流検出手段と、 前記ブラシレスモータに供給すべき直流電流値を指示す
   る速度制御手段と、 前記電流検出手段によって検出された直流電流値と前記
   速度制御手段によって指示された直流電流値とを比較す
   る比較手段と、 前記比較手段による比較結果に基づいて、前記駆動信号
   の通電を制御することにより前記ブラシレスモータへの
   直流電流の通電をｏｎ／ｏｆｆする通電制御手段と、 を具備したことを特徴とするブラシレスモータの駆動装
   置。