JPH0591788A - Ｄｃブラシレスモ−タ駆動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＤＣブラシレスモ−タの制御において、減速
時も加速時と同じ伝達関数になり応答性の良い制御方法
を提供することを目的とする。 【構成】 ホ−ル素子などからなるロ−タ位置検出器
１、スピ−ドをコントロ−ルする為のＰＷＭ発生器２、
トルクを最大にするように界磁電流を切替る為の相切換
ロジック回路３、両信号を合成しドライバ−を制御する
ドライバ−制御回路４、モ−タをドライブするブリッジ
ドライバ−５、ＤＣブラシレスモ−タ６、ＤＣ電源Ｖcc
７より構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＤＣブラシレスモ−タ
をＰＷＭ（パルス、ワイズ、モジュレ−ション）駆動さ
せる方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】２相ＤＣブラシレスモ−タをＰＷＭ駆動さ
せる従来技術を図７の回路図で示す。図示するように、
２相ＤＣブラシレスモ−タ６の速度を制御するためのＰ
ＷＭ信号発生器２による信号で、２相ブラシレスＤＣモ
−タのＤＣ電源を変調する。一方ホ−ル素子などからな
るロ−タ位置検出器１によって得られるモ−タのロ−タ
の磁極位置信号を取り出し、モ−タのトルクが最大とな
るようにモ−タコイルＡ及びモ−タコイルＢの界磁電流
をコントロ−ルする為の相切換ロジック３を通して駆動
するパタ−ンを合成する。

【０００３】その合成された信号にしたがってブリッジ
ドライバ−５の各トランジスタ（Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ
３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６，Ｔｒ７，Ｔｒ８）をスイ
ッチングさせ、モ−タコイルＡ６−１とモ−タコイルＢ
６−２に通電しモ−タを回転させる。このブリッジドラ
イバの入力信号のタイミングチャ−トを図８に示す。

【０００４】トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５，Ｔ
ｒ７は入力信号が”Ｌ”（Ｌｏｗ）でＯＮする。トラン
ジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６，Ｔｒ８は入力信号が”
Ｈ”（Ｈｉｇｈ）でＯＮする。従って電流は、区間ｔ１
では、Ｔｒ１⇒モ−タコイルＡ６−１を右方向⇒Ｔｒ４
に、区間ｔ２ではＴｒ５⇒モ−タコイルＢ６−２を下方
向⇒Ｔｒ８へ、区間ｔ３ではＴｒ３⇒モ−タコイルＡ６
−１を左方向⇒Ｔｒ２へ、区間ｔ４ではＴｒ７⇒モ−タ
コイルＢ６−２を上方向⇒Ｔｒ６へ流れ回転磁界が発生
する。

【０００５】上記電流の切り換えは、ロ−タの位置によ
り最大トルクが発生するように切り換えられ、又回転ス
ピ−ドは電源のＰＷＭ変調によるパルス幅でコントロ−
ルされる。このような方法にて、ＰＷＭ信号のデュ−テ
ィ幅を変化させることによってモ−タの加速又は減速を
行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＤＣブラシレスモ−タを駆動する方式で、モ−タを
駆動した場合、加速時と減速時の角速度特性が図９のグ
ラフに示すように、加速時と減速時で異なった特性を示
し、制御上非常に不安定な要因となる。通常上記のよう
な構成でＤＣブラシレスモ−タを駆動しようとした場
合、そのモ−タの伝達関数は図６のように表現できる。
つまりモ−タの逆起電力が入力側にフィ−ドバックされ
ている状態になる。

【０００７】しかし上記回路構成においてはモ−タ加速
時はこのような伝達関数は成り立つが、減速時は、ブリ
ッジトランジスタの電源がＰＷＭ周波数にて電源変調器
８でスイッチングされているため、デュ−ティのＯＦＦ
時には逆起電力がフィ−ドバックされず、制動を掛ける
回路ができず上記伝達関数が成り立たなくなる。

【０００８】この事は、制御系の設計を行う場合、加速
時の制御と減速時の制御を別々に考慮しなければなら
ず、制御系が非常に複雑となりコストアップの要因とな
り、場合によっては制御できない可能性がある。又減速
制御の時は、逆起電力がフィ−ドバックされていないた
め、回生制動によるブレ−キ力が発生せず、制御の応答
性が悪くなり、それに伴い安定性も悪化する。

【０００９】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を除去し、減速時も加速時と同じ伝達関
数になり応答性の良い制御方法を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、図１に示すようにブリッジドライバ−５の前
段に、ＰＷＭ信号２と相切換ロジック３の出力信号の合
成信号で制御するドライバ−制御回路４を設け、ブリッ
ジドライバ−５の各々の素子をコントロ−ルする手段を
講じたものである。

【００１１】

【作用】本発明では、ＰＷＭ信号をブリッジドライバの
入力信号とすることにより、図２の減速時タイミングチ
ャ−トに示すように、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４が両
方ともＯＦＦの時に、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３をＯ
Ｎに、又はトランジスタＴｒ６，Ｔｒ８が両方ともＯＦ
Ｆの時にトランジスタＴｒ５，Ｔｒ７をＯＮにすること
によって、モ−タコイルＡ６−１、モ−タコイルＢ６−
２に生じた逆起電力はコイル間がショ−トした状態とな
り、回生声道によるブレ−キ力が発生する。従って、減
速時も加速時と同じ伝達関数となり、電磁ブレ−キ力が
働き制御の応答性も良くなる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は加速時と減速時のダイナミック特性
（伝達関数）が同じになるように、モ−タの逆起電力が
ＰＷＭ駆動時にも還流するようにした回路図である。図
１に示すようにロ−タ位置検出器１、ＰＷＭ発生器２、
相切替ロジック回路３、ドライバ−制御回路４、ブリッ
ジドライバ−５、２相ＤＣブラシレスモ−タ６、ＤＣ電
源Ｖcc７より構成される。

【００１３】図１のように構成することによりＰＷＭ信
号でブリッジドライバ−５の各トランジスタを図２のタ
イミングチャ−トのように駆動することによって、モ−
タの逆起電力はブリジドライバ−５とモ−タコイル６の
間で還流することになり、図５のような希望の加速時と
減速時の各速度特性が得られる。

【００１４】動作を説明すると、相切替ロジック３によ
って２相の通電パタ−ンが作られ、基本的にそのパタ−
ン信号によりブリッジドライバ−５の各トランジスタは
駆動されることになるが、ここではそのパタ−ン信号は
ＰＷＭ信号発生器２からのＰＷＭ信号によりドライバ−
制御回路４で変調される。このドライバ−制御回路４の
出力端子ａ乃至ｈからブリジドライバ−５の各トランジ
スタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５，Ｔｒ７に供給される制御
電流の波形を定常時、加速時、減速時に分けて図２のタ
イミングチャ−トに示す。

【００１５】トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５，Ｔ
ｒ７は入力信号が”Ｌ”でＯＮする。トランジスタＴｒ
２，Ｔｒ４，Ｔｒ６，Ｔｒ８は入力信号が”Ｈ”でＯＮ
する。従って電流は、区間ｔ１では、Ｔｒ１⇒モ−タコ
イルＡ６−１を右方向⇒Ｔｒ４に、区間ｔ２ではＴｒ５
⇒モ−タコイルＢ６−２を下方向⇒Ｔｒ８へ、区間ｔ３
ではＴｒ３⇒モ−タコイルＡ６−１を左方向⇒Ｔｒ２
へ、区間ｔ４ではＴｒ７⇒モ−タコイルＢ６−２を上方
向⇒Ｔｒ６へ流れ回転磁界が発生する。（トランジスタ
と並列に接続されているダイオ−ドはトランジスタを保
護するためのものである）

【００１６】ここで従来の制御方法と異なる点は、タイ
ミングチャ−トから分かるようにａ〜ｇの信号が同時
に”Ｌ”レベルとなる時間が生じる。即ちＴｒ１，Ｔｒ
３を，Ｔｒ５，Ｔｒ７が同時にＯＮとなる時間が生じ
る。この時間に２相ＤＣブラシレスモ−タのモ−タコイ
ルＡ６−１に生じた逆起電力はＴｒ１−Ｔｒ３の回路を
通じて、モ−タコイルＢ６−２に生じた逆起電力はＴｒ
５−Ｔｒ７の回路を通じて消費される。減速時タイミン
グチャ−トから分かるように減速時はこの時間が長くな
り電磁制動が強くかかる。

【００１７】図３は本発明による３相ＤＣブラシレスモ
−タの制御回路を示す図で、図４にその制御電流のタイ
ミングチャ−トを示す図である。３相ＤＣブラシレスモ
−タの場合もその動作は上記２相ＤＣブラシレスモ−タ
と略同様であるのでその説明は省略する。また、その加
速時、減速時の角速度特性も上記２相ＤＣブラシレスモ
−タと略同様であるのでその説明は省略する。

【００１８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、下記のような効果が期待される。モ−タの加速時
と減速時の両方共同じ伝達関数で表すことができるため
制御系の線形が保たれる。従来の制御系に比較して制御
系の応答性、安定性が向上し、制御回路も単純化され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の駆動方式を適用するＤＣブラシレスモ
−タの制御回路を示す図である。

【図２】２相ＤＣブラシレスモ−タの制御電流のタイミ
ングチャ−トである。

【図３】本発明の駆動方式を適用する３相ＤＣブラシレ
スモ−タの制御回路を示す図である。

【図４】３相ＤＣブラシレスモ−タの制御電流のタイミ
ングチャ−トである。

【図５】本発明による制御の加速時と減速時の角速度特
性を示す図である。

【図６】ＤＣブラシレスモ−タの伝達関数を示す図であ
る。

【図７】従来技術による２相ＤＣブラシレスモ−タの制
御回路図である。

【図８】従来技術によるブリッジドライバ−の入力信号
を示す図である。

【図９】従来技術による制御の加速時と減速時の角速度
特性を示す図である。

【符号の説明】

１ ロ−タ検出器 ２ ＰＷＭ信号発生器 ３ 相切換ロジック ４ ドライイバ−制御回路 ５ ブリッジドライバ− ６ ＤＣブラシレスモ−タ ６−１ コイルＡ ６−２ コイルＢ ７ ＤＣ電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロ−タ位置検出器、相切換ロジック、Ｐ
   ＷＭ信号発生器、ドライバ−制御回路及び駆動用ドライ
   バ−を具備し、ロ−タ位置検出器のロ−タ位置検出信号
   により前記相切換ロジックを制御し、該相切換ロジック
   の出力により前記ドライバ−制御回路を通して駆動用ド
   ライバ−を制御すると共に、ＰＷＭ信号発生によりＤＣ
   ブラシレスモ−タに供給される電流をＰＷＭ変調しての
   供給するＤＣブラシレスモ−タ駆動方式において、 前記ＤＣブラシレスモ−タの駆動用ドライバ−の電源端
   子をＤＣ電源に直結し、前記相切換ロジックの出力信号
   とＰＷＭ信号発生器からのＰＷＭ信号を前記ドライバ−
   制御回路で合成し、この合成した出力信号で前記駆動用
   ドライバ−を制御することにより加速時と減速時の角速
   度特性を同一特性にすることを特徴とするＤＣブラシレ
   スモ−タの駆動方式。