JPH06103995B2 - センサレス方式ブラシレスモータ - Google Patents
センサレス方式ブラシレスモータInfo
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- JPH06103995B2 JPH06103995B2 JP1139560A JP13956089A JPH06103995B2 JP H06103995 B2 JPH06103995 B2 JP H06103995B2 JP 1139560 A JP1139560 A JP 1139560A JP 13956089 A JP13956089 A JP 13956089A JP H06103995 B2 JPH06103995 B2 JP H06103995B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/15—Controlling commutation time
- H02P6/153—Controlling commutation time wherein the commutation is advanced from position signals phase in function of the speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、駆動磁極位置検出器を省いたセンサレス方式
のブラシレスモータに関する。
のブラシレスモータに関する。
(従来の技術) 近年、ブラシレスモータは広く使用されている。このブ
ラシレスモータにおいて、ホール素子等の駆動磁極位置
検出器を省いた、いわゆるセンサレス方式のブラシレス
モータが公知である。
ラシレスモータにおいて、ホール素子等の駆動磁極位置
検出器を省いた、いわゆるセンサレス方式のブラシレス
モータが公知である。
第6図は、従来のセンサレス方式ブラシレスモータの例
を示すブロック図、第7図は、第6図のモータの動作を
説明する波形図である。
を示すブロック図、第7図は、第6図のモータの動作を
説明する波形図である。
第6図に示すように、従来例のセンサレス方式ブラシレ
スモータ31において、ロータに配置された円板状の駆動
マグネット2に形成された4極の駆動磁極2aと、ステー
タに配置されたこの駆動磁極2aと対向する4相の駆動コ
イル3とでモータ出力部が構成されている。又、この駆
動マグネット2の外周に配置されたリング状のFGマグネ
ット4に形成された128極のFG磁極4aと、このステータ
に配置されたこのFG磁極4aと対向する回転速度検出信号
発生用の磁電変換要素であるFGヘッド5とで回転速度検
出用周波数発電機(以降FGと略記する)6が構成され、
又、このロータの外周付近に配置されたPGマグネット32
に形成された単極のPG磁極32aと、このステータに配置
された回転位置検出信号発生用の磁電変換要素であるFG
ヘッド33とで回転位置検出用パルス発電機(以降PGと略
記する)34が構成されている。
スモータ31において、ロータに配置された円板状の駆動
マグネット2に形成された4極の駆動磁極2aと、ステー
タに配置されたこの駆動磁極2aと対向する4相の駆動コ
イル3とでモータ出力部が構成されている。又、この駆
動マグネット2の外周に配置されたリング状のFGマグネ
ット4に形成された128極のFG磁極4aと、このステータ
に配置されたこのFG磁極4aと対向する回転速度検出信号
発生用の磁電変換要素であるFGヘッド5とで回転速度検
出用周波数発電機(以降FGと略記する)6が構成され、
又、このロータの外周付近に配置されたPGマグネット32
に形成された単極のPG磁極32aと、このステータに配置
された回転位置検出信号発生用の磁電変換要素であるFG
ヘッド33とで回転位置検出用パルス発電機(以降PGと略
記する)34が構成されている。
そして、このロータの回転に伴い、このPGヘッド33から
は、このロータの1回転に付き1回、このPG磁極32aが
このPGヘッド33と対向する回転角ごとにPG出力lが発生
し、このPG出力lは波形整形回路7−2に供給される。
この波形整形回路7−2においてこのPG出力lは、矩形
状に波形整形されたインデックス信号mとなり、このイ
ンデックス信号mはFG分周回路39に供給される。
は、このロータの1回転に付き1回、このPG磁極32aが
このPGヘッド33と対向する回転角ごとにPG出力lが発生
し、このPG出力lは波形整形回路7−2に供給される。
この波形整形回路7−2においてこのPG出力lは、矩形
状に波形整形されたインデックス信号mとなり、このイ
ンデックス信号mはFG分周回路39に供給される。
一方、前記FGヘッド5からは、このロータの1回転当た
り64サイクルの回転速度に比例した周波数のFG出力aが
発生し、このFG出力aは波形整形回路7−1に供給され
る。この波形整形回路7−1においてこのFG出力aは矩
形波に波形整形されてFG信号bとなり、このFG信号bは
起動確認回路8、前記FG分周回路39、定速度制御回路14
に供給される。
り64サイクルの回転速度に比例した周波数のFG出力aが
発生し、このFG出力aは波形整形回路7−1に供給され
る。この波形整形回路7−1においてこのFG出力aは矩
形波に波形整形されてFG信号bとなり、このFG信号bは
起動確認回路8、前記FG分周回路39、定速度制御回路14
に供給される。
前記ロータが停止時は、この起動確認回路8の働きで電
子スイッチ12は第6図で左側に接続されることにより、
発振起動回路11が発生する起動信号がブラシレスモータ
駆動回路13−2に供給される。この起動信号に基づきこ
のブラシレスモータ駆動回路13−2において、前記4相
の駆動コイル3に駆動電流を切り換えて流すことによ
り、前記駆動マグネット2、従ってこのロータは回転駆
動される。
子スイッチ12は第6図で左側に接続されることにより、
発振起動回路11が発生する起動信号がブラシレスモータ
駆動回路13−2に供給される。この起動信号に基づきこ
のブラシレスモータ駆動回路13−2において、前記4相
の駆動コイル3に駆動電流を切り換えて流すことによ
り、前記駆動マグネット2、従ってこのロータは回転駆
動される。
そして、前記FG信号bに基づき、前記起動確認回路8の
働きによりこのロータが所定の回転速度に達したことを
確認して、前記電子スイッチ12を第6図で右側に接続す
ることにより、前記FG分周回路39の出力がこのブラシレ
スモータ駆動回路13−2に供給される。このFG分周回路
39において、このFG信号bは所定の分周比(本例では1/
8)で分周されると共に、前記インデックス信号mによ
りリセットされ、回転方向に対する位置情報となった駆
動信号d−2が生成される。この駆動信号d−2に基づ
き前記ブラシレスモータ駆動回路13−2において、4相
の相電流流通信号e−2,f−2,g−2,h−2が生成され、
この4相の相電流流通信号e−2,f−2,g−2,h−2に基
づき前記4相の駆動コイル3に駆動電流を切り換えて流
すことにより、前記駆動マグネット2、従って前記ロー
タは回転駆動される。
働きによりこのロータが所定の回転速度に達したことを
確認して、前記電子スイッチ12を第6図で右側に接続す
ることにより、前記FG分周回路39の出力がこのブラシレ
スモータ駆動回路13−2に供給される。このFG分周回路
39において、このFG信号bは所定の分周比(本例では1/
8)で分周されると共に、前記インデックス信号mによ
りリセットされ、回転方向に対する位置情報となった駆
動信号d−2が生成される。この駆動信号d−2に基づ
き前記ブラシレスモータ駆動回路13−2において、4相
の相電流流通信号e−2,f−2,g−2,h−2が生成され、
この4相の相電流流通信号e−2,f−2,g−2,h−2に基
づき前記4相の駆動コイル3に駆動電流を切り換えて流
すことにより、前記駆動マグネット2、従って前記ロー
タは回転駆動される。
又、前記定速度制御回路14において、前記FG信号bに基
づきこのロータを定速度に制御するための信号である定
速度制御信号が生成され、このブラシレスモータ駆動回
路13−2に供給される。このブラシレスモータ駆動回路
13−2において、この定速度制御信号に基づき前記駆動
コイル3に流す前記駆動電流を調整することにより、上
記の如くこのモータ31に回転速度を負帰還するループが
形成されるから、このロータは定速度に制御される。
づきこのロータを定速度に制御するための信号である定
速度制御信号が生成され、このブラシレスモータ駆動回
路13−2に供給される。このブラシレスモータ駆動回路
13−2において、この定速度制御信号に基づき前記駆動
コイル3に流す前記駆動電流を調整することにより、上
記の如くこのモータ31に回転速度を負帰還するループが
形成されるから、このロータは定速度に制御される。
(発明が解決しようとする課題) 以上のような構成の従来例のセンサレス方式ブラシレス
モータ31において、前記PG34が前記モータ出力部の側部
に形成された構造であるから、このモータ31を小型化す
る場合障害となる。又、このPG34は、前記PG信号mと前
記FG信号bとの位相調整のため、前記PGヘッド33の位置
調整に工数を要し、部品代も掛かるから、コスト高とな
る。特にこのFG信号bのパルス数が多い場合は、このPG
信号mとこのFG信号bとの高精度な位相調整は困難なも
のとなる。
モータ31において、前記PG34が前記モータ出力部の側部
に形成された構造であるから、このモータ31を小型化す
る場合障害となる。又、このPG34は、前記PG信号mと前
記FG信号bとの位相調整のため、前記PGヘッド33の位置
調整に工数を要し、部品代も掛かるから、コスト高とな
る。特にこのFG信号bのパルス数が多い場合は、このPG
信号mとこのFG信号bとの高精度な位相調整は困難なも
のとなる。
又、このモータ31の定格負荷状態において、前記駆動磁
極2aの回転により前記4相の駆動コイル3に誘起される
逆起電力波形に対して、前記4相の相電流流通信号e−
2,f−2,g−2,h−2のタイミングが適性となるように、
この駆動磁極2a、前記FG磁極4a及びPG磁極32aは所定の
関係位置に配置されているが、この負荷が変動した場合
は、電機子反作用の変化により、この逆起電力波形に対
するこの4相の相電流流通信号e−2,f−2,g−2,h−
2、従って前記駆動電流のタイミングが上記適正状態か
らずれる、いわゆる中性点ずれが発生し、このモータの
発生トルクが減少する。
極2aの回転により前記4相の駆動コイル3に誘起される
逆起電力波形に対して、前記4相の相電流流通信号e−
2,f−2,g−2,h−2のタイミングが適性となるように、
この駆動磁極2a、前記FG磁極4a及びPG磁極32aは所定の
関係位置に配置されているが、この負荷が変動した場合
は、電機子反作用の変化により、この逆起電力波形に対
するこの4相の相電流流通信号e−2,f−2,g−2,h−
2、従って前記駆動電流のタイミングが上記適正状態か
らずれる、いわゆる中性点ずれが発生し、このモータの
発生トルクが減少する。
本発明は上記の点に着目してなされたもので、前記PG34
を省略し、しかもこの中性点ずれが発生しないセンサレ
ス方式ブラシレスモータを提供することを目的とするも
のである。
を省略し、しかもこの中性点ずれが発生しないセンサレ
ス方式ブラシレスモータを提供することを目的とするも
のである。
(課題を解決するための手段) 本発明のセンサレス方式ブラシレスモータは、ロータに
備えた多極の駆動磁極とステータに備えたこの駆動磁極
と協働して回転トルクを発生する多相の駆動コイルとを
有するモータ出力部と、前記ロータの回転速度に応じた
回転速度検出信号を発生する回転速度検出手段と、前記
回転速度検出信号に応じて駆動電流切換情報となるパル
スの駆動信号を生成すると共に位相補正信号に基づきこ
の駆動信号のタイミングを補正する駆動信号発生手段
と、起動信号又は前記駆動信号に基づき前記多相の駆動
コイルに駆動電流を切り換えて流すことにより前記ロー
タを回転駆動するブラシレスモータ駆動回路と、起動時
前記ロータを起動させる起動信号を出力する発振起動回
路と、前記起動時は前記発振起動回路からの前記起動信
号を、所定の回転速度に達した後は前記駆動信号発生手
段からの前記駆動信号を前記ブラシレスモータ駆動回路
へ切り換えて供給する起動確認回路と、前記回転速度検
出信号及び駆動信号に基づき、前記多相の駆動コイルに
前記駆動電流を流す流通期間に対して所定のタイミング
で2点以上の測定タイミングを表す測定タイミング信号
を生成する測定タイミング信号発生手段と、前記駆動コ
イルに誘起される逆起電力波形を表す電圧を検出する逆
起電力波形検出手段と、前記逆起電力波形検出手段の検
出電圧を前記測定タイミング信号に基づき測定し、前記
2点以上の測定タイミングに対応した2個以上の測定値
を得る電圧測定手段と、前記2個以上の測定値に基づき
前記逆起電力波形に対する前記流通期間のタイミングを
表す前記位相補正信号を生成する位相補正信号発生手段
とを備えるよう構成したものである。
備えた多極の駆動磁極とステータに備えたこの駆動磁極
と協働して回転トルクを発生する多相の駆動コイルとを
有するモータ出力部と、前記ロータの回転速度に応じた
回転速度検出信号を発生する回転速度検出手段と、前記
回転速度検出信号に応じて駆動電流切換情報となるパル
スの駆動信号を生成すると共に位相補正信号に基づきこ
の駆動信号のタイミングを補正する駆動信号発生手段
と、起動信号又は前記駆動信号に基づき前記多相の駆動
コイルに駆動電流を切り換えて流すことにより前記ロー
タを回転駆動するブラシレスモータ駆動回路と、起動時
前記ロータを起動させる起動信号を出力する発振起動回
路と、前記起動時は前記発振起動回路からの前記起動信
号を、所定の回転速度に達した後は前記駆動信号発生手
段からの前記駆動信号を前記ブラシレスモータ駆動回路
へ切り換えて供給する起動確認回路と、前記回転速度検
出信号及び駆動信号に基づき、前記多相の駆動コイルに
前記駆動電流を流す流通期間に対して所定のタイミング
で2点以上の測定タイミングを表す測定タイミング信号
を生成する測定タイミング信号発生手段と、前記駆動コ
イルに誘起される逆起電力波形を表す電圧を検出する逆
起電力波形検出手段と、前記逆起電力波形検出手段の検
出電圧を前記測定タイミング信号に基づき測定し、前記
2点以上の測定タイミングに対応した2個以上の測定値
を得る電圧測定手段と、前記2個以上の測定値に基づき
前記逆起電力波形に対する前記流通期間のタイミングを
表す前記位相補正信号を生成する位相補正信号発生手段
とを備えるよう構成したものである。
(実施例) 本発明のセンサレス方式ブラシレスモータは、前記PGを
省略し、その代りに、前記逆起電力波形を表す電圧を検
出し、前記相電流流通信号に対して所定のタイミングで
2点以上この検出電圧レベルを測定し、この測定値から
前記中性点ずれを検出し、この検出値に基づきこの中性
点ずれを自動補正するものである。
省略し、その代りに、前記逆起電力波形を表す電圧を検
出し、前記相電流流通信号に対して所定のタイミングで
2点以上この検出電圧レベルを測定し、この測定値から
前記中性点ずれを検出し、この検出値に基づきこの中性
点ずれを自動補正するものである。
第1図は、本発明のセンサレス方式ブラシレスモータの
第1の実施例を示すブロック図、第2図は、第1図及び
第4図のモータの回転動作を説明する波形図、第3図は
第1図のモータの中性点調整動作を説明する波形図であ
る。
第1の実施例を示すブロック図、第2図は、第1図及び
第4図のモータの回転動作を説明する波形図、第3図は
第1図のモータの中性点調整動作を説明する波形図であ
る。
第1図に示すように、本発明の第1の実施例のセンサレ
ス方式ブラシレスモータ1において、ロータに配置され
た円板状の駆動マグネット2に形成された4極の駆動磁
極2aと、ステータに配置されたこの駆動磁極2aと対向す
る4相の駆動コイル3とで前述の従来例と同様なモータ
出力部が構成されている。
ス方式ブラシレスモータ1において、ロータに配置され
た円板状の駆動マグネット2に形成された4極の駆動磁
極2aと、ステータに配置されたこの駆動磁極2aと対向す
る4相の駆動コイル3とで前述の従来例と同様なモータ
出力部が構成されている。
又、この駆動マグネット2の外周に配置されたリング状
のFGマグネット4に形成された128極のFG磁極4aと、こ
のステータに配置されたこのFG磁極4aと対向する回転速
度検出信号発生用の磁電変換要素であるFGヘッド5と
で、前述の従来例と同様なFG6が構成されている。
のFGマグネット4に形成された128極のFG磁極4aと、こ
のステータに配置されたこのFG磁極4aと対向する回転速
度検出信号発生用の磁電変換要素であるFGヘッド5と
で、前述の従来例と同様なFG6が構成されている。
そして、前記ロータの回転に伴い、このFGヘッド5から
は、このロータの1回転当たり64サイクルの回転速度に
比例した周波数のFG出力aが発生し、このFG出力aは波
形整形回路7−1に供給される。この波形整形回路7−
1においてこのFG出力aは、矩形波に波形整形されてFG
信号bとなり、このFG信号bは起動確認回路8、FG分周
回路9、定速度制御回路14に供給される。
は、このロータの1回転当たり64サイクルの回転速度に
比例した周波数のFG出力aが発生し、このFG出力aは波
形整形回路7−1に供給される。この波形整形回路7−
1においてこのFG出力aは、矩形波に波形整形されてFG
信号bとなり、このFG信号bは起動確認回路8、FG分周
回路9、定速度制御回路14に供給される。
このFG分周回路9において、このFG信号bは所定の分周
比(本例では1/2)で分周され、FG分周信号cが生成さ
れ、このFG分周信号cはFGカウンタ10及び測定タイミン
グ発生回路15−1に供給される。このFGカウンタ10にお
いて、このFG分周信号cはカウントされ、所定のカウン
ト数(本例では4カウント)ごとにハイとなる矩形波で
ある駆動信号d−1が生成されると共に、後述するカウ
ント補正回路18からのカウント補正信号に応じて、この
矩形波生成のカウント数の増減が行なわれることにより
前述の中性点ずれの自動補正が行なわれ、この駆動信号
d−1は前記電子スイッチ12に供給される。
比(本例では1/2)で分周され、FG分周信号cが生成さ
れ、このFG分周信号cはFGカウンタ10及び測定タイミン
グ発生回路15−1に供給される。このFGカウンタ10にお
いて、このFG分周信号cはカウントされ、所定のカウン
ト数(本例では4カウント)ごとにハイとなる矩形波で
ある駆動信号d−1が生成されると共に、後述するカウ
ント補正回路18からのカウント補正信号に応じて、この
矩形波生成のカウント数の増減が行なわれることにより
前述の中性点ずれの自動補正が行なわれ、この駆動信号
d−1は前記電子スイッチ12に供給される。
前記ロータが停止時は、前記起動確認回路8の働きで電
子スイッチ12は第1図で左側に接続されることにより、
発振起動回路11が発生する起動信号がブラシレスモータ
駆動回路13−1に供給される。この起動信号に基づきこ
のブラシレスモータ駆動回路13−1において、前記4相
の駆動コイル3に駆動電流を切り換えて流すことによ
り、前記駆動マグネット2、従ってこのロータは回転駆
動される。
子スイッチ12は第1図で左側に接続されることにより、
発振起動回路11が発生する起動信号がブラシレスモータ
駆動回路13−1に供給される。この起動信号に基づきこ
のブラシレスモータ駆動回路13−1において、前記4相
の駆動コイル3に駆動電流を切り換えて流すことによ
り、前記駆動マグネット2、従ってこのロータは回転駆
動される。
そして、前記FG信号bに基づき、前記起動確認回路8の
働きによりこのロータが所定の回転速度に達したことを
確認して、前記電子スイッチ12を第1図で右側に接続す
ることにより、前記FGカウンタ10からの前記駆動信号d
−1がこのブラシレスモータ駆動回路13−1に供給され
る。この駆動信号d−1に基づきこのブラシレスモータ
駆動回路13−1において、この駆動信号d−1の立ち上
がりタイミングで所定の相順で順次切り換わる4相の相
電流流通信信号e−1,f−1,g−1,h−1が生成され、こ
の4相の相電流流通信信号e−1,f−1,g−1,h−1に基
づき、前記4相の駆動コイル3に一定の電圧である駆動
電圧を順次印加し駆動電流を切り換えて流すことによ
り、前記駆動マグネット2、従って前記ロータは回転駆
動される。
働きによりこのロータが所定の回転速度に達したことを
確認して、前記電子スイッチ12を第1図で右側に接続す
ることにより、前記FGカウンタ10からの前記駆動信号d
−1がこのブラシレスモータ駆動回路13−1に供給され
る。この駆動信号d−1に基づきこのブラシレスモータ
駆動回路13−1において、この駆動信号d−1の立ち上
がりタイミングで所定の相順で順次切り換わる4相の相
電流流通信信号e−1,f−1,g−1,h−1が生成され、こ
の4相の相電流流通信信号e−1,f−1,g−1,h−1に基
づき、前記4相の駆動コイル3に一定の電圧である駆動
電圧を順次印加し駆動電流を切り換えて流すことによ
り、前記駆動マグネット2、従って前記ロータは回転駆
動される。
又、前記定速度制御回路14による定速度制御信号によ
り、前述の従来例と同様に、このロータは定速度に制御
される。
り、前述の従来例と同様に、このロータは定速度に制御
される。
又、前述の中性点ずれの自動補正は、前記FGカウンタ1
0、測定タイミング信号発生回路15−1、電圧測定回路1
6−1、演算回路17、カウント補正回路18等により行な
われる。
0、測定タイミング信号発生回路15−1、電圧測定回路1
6−1、演算回路17、カウント補正回路18等により行な
われる。
前記4相の駆動コイル3中の1相分の駆動コイル、例え
ば第1相の駆動コイルの前記駆動電圧が印加される端子
電圧が、この電圧測定回路16−1に供給される。この第
1相の駆動コイルの端子電圧波形は、第3図(D)〜
(H)に示すように、この駆動コイルにこの駆動電圧が
印加されている流通期間は、この駆動電圧である一定電
圧レベルを示し、この駆動電圧が他の相の駆動コイルに
印加されこの第1相の駆動コイルには印加されていない
非流通期間は、同図(A)に示すような前記逆起電力波
形が現れる。
ば第1相の駆動コイルの前記駆動電圧が印加される端子
電圧が、この電圧測定回路16−1に供給される。この第
1相の駆動コイルの端子電圧波形は、第3図(D)〜
(H)に示すように、この駆動コイルにこの駆動電圧が
印加されている流通期間は、この駆動電圧である一定電
圧レベルを示し、この駆動電圧が他の相の駆動コイルに
印加されこの第1相の駆動コイルには印加されていない
非流通期間は、同図(A)に示すような前記逆起電力波
形が現れる。
一方、前記測定タイミング信号発生回路15−1に前記ブ
ラシレスモータ駆動回路13−1から、前述の第1相の相
電流流通信号e−1が供給され、この回路15−1におい
て、前記FG分周信号c及びこの第1相の相電流流通信号
e−1により、このFG分周信号cのこの流通期間の前及
び後1カウントの立ち上がりタイミングを表す測定タイ
ミング信号が生成され、この測定タイミング信号は前記
電圧測定回路16−1に供給される。
ラシレスモータ駆動回路13−1から、前述の第1相の相
電流流通信号e−1が供給され、この回路15−1におい
て、前記FG分周信号c及びこの第1相の相電流流通信号
e−1により、このFG分周信号cのこの流通期間の前及
び後1カウントの立ち上がりタイミングを表す測定タイ
ミング信号が生成され、この測定タイミング信号は前記
電圧測定回路16−1に供給される。
この電圧測定回路16−1において、この測定タイミング
信号に基づき前記端子電圧は測定され、上記2つの測定
タイミングに対応した測定値V1,V2が得られ、この測定
値V1,V2は前記演算回路17に供給される。この演算回路
17において、このV1とV2の引き算が行なわれ、V1−V2=
Vdなる差電圧Vdが求められ、この差電圧Vdは前記カウン
ト補正回路18に供給される。このカウント補正回路18に
おいて、この差電圧Vdい基づいて、前述の駆動信号d−
1を補正するカウント補正信号が生成される。
信号に基づき前記端子電圧は測定され、上記2つの測定
タイミングに対応した測定値V1,V2が得られ、この測定
値V1,V2は前記演算回路17に供給される。この演算回路
17において、このV1とV2の引き算が行なわれ、V1−V2=
Vdなる差電圧Vdが求められ、この差電圧Vdは前記カウン
ト補正回路18に供給される。このカウント補正回路18に
おいて、この差電圧Vdい基づいて、前述の駆動信号d−
1を補正するカウント補正信号が生成される。
即ち、このカウント補正信号は、第3図(F)に示す前
記逆起電力波形に対して前記流通期間が適正位相の場合
は0となり、同図(D)に示すこの流通期間が前記FG分
周信号cの2カウント分進んでいる場合は、この流通期
間の終了を2カウント分遅らせるものとなり、同図
(E)に示す1カウント分進んでいる場合は1カウント
分遅らせるものとなり、同図(H)に示す2カウント分
遅れている場合はこの流通期間の開始を2カウント分早
めるものとなる。このカウント補正信号に応じて、前記
FGカウンタ10において、前述の如く、前記駆動信号d−
1のカウント数の増減が行なわれ、中性点ずれの自動補
正が行なわれる。
記逆起電力波形に対して前記流通期間が適正位相の場合
は0となり、同図(D)に示すこの流通期間が前記FG分
周信号cの2カウント分進んでいる場合は、この流通期
間の終了を2カウント分遅らせるものとなり、同図
(E)に示す1カウント分進んでいる場合は1カウント
分遅らせるものとなり、同図(H)に示す2カウント分
遅れている場合はこの流通期間の開始を2カウント分早
めるものとなる。このカウント補正信号に応じて、前記
FGカウンタ10において、前述の如く、前記駆動信号d−
1のカウント数の増減が行なわれ、中性点ずれの自動補
正が行なわれる。
以上説明した本発明の第1の実施例は、定電圧駆動にお
いて、この中性点ずれの検出に、前記逆起電力波形を表
す電圧として前記駆動コイルの端子電圧を用いる例であ
るが、次に、この駆動コイルを流れる前記駆動電流を用
いる第2の実施例について説明する。
いて、この中性点ずれの検出に、前記逆起電力波形を表
す電圧として前記駆動コイルの端子電圧を用いる例であ
るが、次に、この駆動コイルを流れる前記駆動電流を用
いる第2の実施例について説明する。
第4図は、本発明のセンサレス方式ブラシレスモータの
第2の実施例を示すブロック図、第5図は第4図のモー
タの中性点調整動作を説明する波形図である。
第2の実施例を示すブロック図、第5図は第4図のモー
タの中性点調整動作を説明する波形図である。
本発明の第2の実施例のセンサレス方式ブラシレスモー
タ21は、前述の第1の実施例のモータ1に対して、前述
の如く、前記中性点ずれの検出に前記駆動電流を用いる
点だけが異なるものであるから、この第1の実施例と同
様部分には同符号を付し、この説明を省略する。
タ21は、前述の第1の実施例のモータ1に対して、前述
の如く、前記中性点ずれの検出に前記駆動電流を用いる
点だけが異なるものであるから、この第1の実施例と同
様部分には同符号を付し、この説明を省略する。
この第2の実施例のモータ21において、前記4相の駆動
コイル3の共通接続点とアースとの間に、小抵抗値の駆
動電流検出抵抗Rが挿入されており、この駆動電流検出
抵抗Rのこの駆動コイル3の共通接続点側の端子電圧
が、電圧測定回路16−2に供給される。この駆動電流検
出抵抗Rの端子電圧波形は、第5図(D)〜(H)に示
すように、前記各流通期間内に前記駆動電圧と前記逆起
電力との差電圧によりこの4相の駆動コイル3にそれぞ
れ流れる前記駆動電流を示し、前記逆起電力波形を表す
波形が現れる。この同図(D)〜(H)の波形は、この
流通期間のタイミングが、前述の第3図(D)〜(H)
にそれぞれ対応したものである。
コイル3の共通接続点とアースとの間に、小抵抗値の駆
動電流検出抵抗Rが挿入されており、この駆動電流検出
抵抗Rのこの駆動コイル3の共通接続点側の端子電圧
が、電圧測定回路16−2に供給される。この駆動電流検
出抵抗Rの端子電圧波形は、第5図(D)〜(H)に示
すように、前記各流通期間内に前記駆動電圧と前記逆起
電力との差電圧によりこの4相の駆動コイル3にそれぞ
れ流れる前記駆動電流を示し、前記逆起電力波形を表す
波形が現れる。この同図(D)〜(H)の波形は、この
流通期間のタイミングが、前述の第3図(D)〜(H)
にそれぞれ対応したものである。
一方、測定タイミング信号発生回路15−2に前記FGカウ
ンタ10から、前記駆動信号d−1が供給され、この回路
15−2において、前記FG分周信号c及び駆動信号d−1
により、このFG分周信号cのこの流通期間の開始後及び
終了前1カウントの立ち上がりタイミングを表す測定タ
イミング信号が生成され、この測定タイミング信号は前
記電圧測定回路16−2に供給される。
ンタ10から、前記駆動信号d−1が供給され、この回路
15−2において、前記FG分周信号c及び駆動信号d−1
により、このFG分周信号cのこの流通期間の開始後及び
終了前1カウントの立ち上がりタイミングを表す測定タ
イミング信号が生成され、この測定タイミング信号は前
記電圧測定回路16−2に供給される。
この電圧測定回路16−2において、この測定タイミング
信号に基づき前記端子電圧は測定され、上記2つの測定
タイミングに対応した測定値V1,V2が得られ、この測定
値V1,V2に基づき、前述の本発明の第1の実施例の場合
と同様に、前記駆動信号d−1のカウント数の増減が行
なわれ、前記中性点ずれの自動補正が行なわれる。
信号に基づき前記端子電圧は測定され、上記2つの測定
タイミングに対応した測定値V1,V2が得られ、この測定
値V1,V2に基づき、前述の本発明の第1の実施例の場合
と同様に、前記駆動信号d−1のカウント数の増減が行
なわれ、前記中性点ずれの自動補正が行なわれる。
以上説明した本発明の第1及び第2の実施例は、前記1
相の駆動コイルの逆起電力波形の電気角360°に対し
て、前記FG分出力信号cの16カウントを対応させ、±2
カウントの前記流通期間の増減を行なうものであるが、
前記FG6によるFG信号bのパルス数は、前述の定速度制
御の精度向上のため、本例よりも多くする場合も多いか
ら、この場合は、この中性点ずれの自動補正のピッチを
更に細かくすることが可能となる。この場合、この流通
期間の切り換わり期間付近は、ノイズ、過渡現像等があ
るから、この付近を前記測定タイミングとしないように
する。又、このFG信号bのパルス数が少ない場合、前記
FG分周回路9によるこのFG信号bの分周を省略すること
が出来るのは勿論である。
相の駆動コイルの逆起電力波形の電気角360°に対し
て、前記FG分出力信号cの16カウントを対応させ、±2
カウントの前記流通期間の増減を行なうものであるが、
前記FG6によるFG信号bのパルス数は、前述の定速度制
御の精度向上のため、本例よりも多くする場合も多いか
ら、この場合は、この中性点ずれの自動補正のピッチを
更に細かくすることが可能となる。この場合、この流通
期間の切り換わり期間付近は、ノイズ、過渡現像等があ
るから、この付近を前記測定タイミングとしないように
する。又、このFG信号bのパルス数が少ない場合、前記
FG分周回路9によるこのFG信号bの分周を省略すること
が出来るのは勿論である。
上述の第1及び第2の実施例において、前記中性点調整
動作をディジタル信号処理により行った場合は、この動
作を行なう回路部分が、前記回転動作を行なうディジタ
ルICに一緒に収納可能であるから、この回路部分のコス
トアップなしに構成可能である。又、上述の第1及び第
2の実施例のモータ1及び21は、駆動磁極位置検出器を
省いたセンサレス方式ブラシレスモータであるから、こ
の駆動磁極位置検出器分のコストダウン、小型化が可能
となるのは勿論のこと、前記PG34を省略したものである
から、更にコストダウンが可能であり、又、小型化が可
能である。又、中性点の自動調整が行なわれるから、負
荷変動があった場合等でも常に前記最適位相に補正さ
れ、高効率に駆動されると共に、トルクリップルが抑制
され、ノイズの発生が防止される。
動作をディジタル信号処理により行った場合は、この動
作を行なう回路部分が、前記回転動作を行なうディジタ
ルICに一緒に収納可能であるから、この回路部分のコス
トアップなしに構成可能である。又、上述の第1及び第
2の実施例のモータ1及び21は、駆動磁極位置検出器を
省いたセンサレス方式ブラシレスモータであるから、こ
の駆動磁極位置検出器分のコストダウン、小型化が可能
となるのは勿論のこと、前記PG34を省略したものである
から、更にコストダウンが可能であり、又、小型化が可
能である。又、中性点の自動調整が行なわれるから、負
荷変動があった場合等でも常に前記最適位相に補正さ
れ、高効率に駆動されると共に、トルクリップルが抑制
され、ノイズの発生が防止される。
又、この中性点の自動調整が行なわれることにより、前
述の発振起動回路11の動作及びこの発振起動回路11と前
記FGカウンタ10との切り換え動作が多少ラフな場合で
も、この高効率駆動は問題なく行なわれる。
述の発振起動回路11の動作及びこの発振起動回路11と前
記FGカウンタ10との切り換え動作が多少ラフな場合で
も、この高効率駆動は問題なく行なわれる。
又、この中性点の自動調整が行なわれることにより、前
記駆動磁極2aとFG磁極4aとの関係位置が多少ずれた場合
でも、この高効率駆動は問題なく行なわれる。
記駆動磁極2aとFG磁極4aとの関係位置が多少ずれた場合
でも、この高効率駆動は問題なく行なわれる。
又、この中性点の自動調整は、前述の電子スイッチ12の
前記FGカウンタ10への切り換えと同時に動作を開始する
から、安定した起動が行なわれる。
前記FGカウンタ10への切り換えと同時に動作を開始する
から、安定した起動が行なわれる。
又、この中性点の自動調整は、前述の如く、前記2つの
測定値V1,V2の相対比較結果に基づいて行なわれるもの
であるから、モータ特性の製造上のばらつき等があった
場合でも、安定に動作する。
測定値V1,V2の相対比較結果に基づいて行なわれるもの
であるから、モータ特性の製造上のばらつき等があった
場合でも、安定に動作する。
なお、前記中性点ずれを表す前記逆起電力波形を表す電
圧としては、上述の2例の外に、定電流駆動の場合の前
記駆動コイルに印加される駆動電圧等が利用可能であ
る。
圧としては、上述の2例の外に、定電流駆動の場合の前
記駆動コイルに印加される駆動電圧等が利用可能であ
る。
(発明の効果) 以上の構成よりなる本発明のセンサレス方式ブラシレス
モータは、中性点の自動調整が行なわれるから、負荷変
動があった場合等でも高効率に駆動されると共に、トル
ククリップルが抑制され、ノイズの発生が防止される。
又、小型化、コストダウンも可能となる。
モータは、中性点の自動調整が行なわれるから、負荷変
動があった場合等でも高効率に駆動されると共に、トル
ククリップルが抑制され、ノイズの発生が防止される。
又、小型化、コストダウンも可能となる。
第1図は本発明のセンサレス方式ブラシレスモータの第
1の実施例を示すブロック図、第2図は第1図及び第4
図のモータの回転動作を説明する波形図、第3図は第1
図のモータの中性点調整動作を説明する波形図、第4図
は本発明のセンサレス方式ブラシレスモータの第2の実
施例を示すブロック図、第5図は第4図のモータの中性
点調整動作を説明する波形図、第6図は従来のセンサレ
ス方式ブラシレスモータの例を示すブロック図、第7図
は第6図のモータの動作を説明する波形図である。 1,21,31……センサレス方式ブラシレスモータ、2……
駆動マグネット、2a……駆動磁極、3……駆動コイル、
4……FGマグネット、4a……FG磁極、5……FGヘッド、
6……FG(回転速度検出手段)、8……起動確認回路、
10……FGカウンタ(駆動信号発生手段)、11……発振起
動回路、13−1,13−2……ブラシレスモータ駆動回路、
15−1,15−2……測定タイミング信号発生回路(測定タ
イミング信号発生手段)、16−1,16−2……電圧測定回
路(電圧測定手段)、18……カウント補正回路(位相補
正信号発生手段)。
1の実施例を示すブロック図、第2図は第1図及び第4
図のモータの回転動作を説明する波形図、第3図は第1
図のモータの中性点調整動作を説明する波形図、第4図
は本発明のセンサレス方式ブラシレスモータの第2の実
施例を示すブロック図、第5図は第4図のモータの中性
点調整動作を説明する波形図、第6図は従来のセンサレ
ス方式ブラシレスモータの例を示すブロック図、第7図
は第6図のモータの動作を説明する波形図である。 1,21,31……センサレス方式ブラシレスモータ、2……
駆動マグネット、2a……駆動磁極、3……駆動コイル、
4……FGマグネット、4a……FG磁極、5……FGヘッド、
6……FG(回転速度検出手段)、8……起動確認回路、
10……FGカウンタ(駆動信号発生手段)、11……発振起
動回路、13−1,13−2……ブラシレスモータ駆動回路、
15−1,15−2……測定タイミング信号発生回路(測定タ
イミング信号発生手段)、16−1,16−2……電圧測定回
路(電圧測定手段)、18……カウント補正回路(位相補
正信号発生手段)。
Claims (1)
- 【請求項1】ロータに備えた多極の駆動磁極とステータ
に備えたこの駆動磁極と協働して回転トルクを発生する
多相の駆動コイルとを有するモータ出力部と、前記ロー
タの回転速度に応じた回転速度検出信号を発生する回転
速度検出手段と、前記回転速度検出信号に応じて駆動電
流切換情報となるパルスの駆動信号を生成すると共に位
相補正信号に基づきこの駆動信号のタイミングを補正す
る駆動信号発生手段と、起動信号又は前記駆動信号に基
づき前記多相の駆動コイルに駆動電流を切り換えて流す
ことにより前記ロータを回転駆動するブラシレスモータ
駆動回路と、起動時前記ロータを起動させる起動信号を
出力する発振起動回路と、前記起動時は前記発振起動回
路からの前記起動信号を、所定の回転速度に達した後は
前記駆動信号発生手段からの前記駆動信号を前記ブラシ
レスモータ駆動回路へ切り換えて供給する起動確認回路
と、前記回転速度検出信号に応じて、前記多相の駆動コ
イルに前記駆動電流を流す流通期間に対して所定のタイ
ミングで2点以上の測定タイミングを表す測定タイミン
グ信号を生成する測定タイミング信号発生手段と、前記
駆動コイルに誘起される逆起電力波形を表す電圧を検出
する逆起電力波形出力手段と、前記逆起電力波形検出手
段の検出電圧を前記測定タイミング信号に基づき測定
し、前記2点以上の測定タイミングに対応した2個以上
の測定値を得る電圧測定手段と、前記2個以上の測定値
に基づき前記逆起電力波形に対する前記流通期間のタイ
ミングを表す前記位相補正信号を生成する位相補正信号
発生手段とを備えたことを特徴とするセンサレス方式ブ
ラシレスモータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139560A JPH06103995B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | センサレス方式ブラシレスモータ |
| US07/531,489 US5036264A (en) | 1989-05-31 | 1990-05-31 | Brushless motor with no rotor-position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139560A JPH06103995B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | センサレス方式ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH037089A JPH037089A (ja) | 1991-01-14 |
| JPH06103995B2 true JPH06103995B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=15248109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1139560A Expired - Lifetime JPH06103995B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | センサレス方式ブラシレスモータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5036264A (ja) |
| JP (1) | JPH06103995B2 (ja) |
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-
1990
- 1990-05-31 US US07/531,489 patent/US5036264A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH037089A (ja) | 1991-01-14 |
| US5036264A (en) | 1991-07-30 |
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