JPH07123773A - Driving method of brushless DC motor - Google Patents
Driving method of brushless DC motorInfo
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- JPH07123773A JPH07123773A JP5264814A JP26481493A JPH07123773A JP H07123773 A JPH07123773 A JP H07123773A JP 5264814 A JP5264814 A JP 5264814A JP 26481493 A JP26481493 A JP 26481493A JP H07123773 A JPH07123773 A JP H07123773A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィルタを用いることなく誘起電圧情報を検
出し、電圧の時間に対する変化量からロータの位置を推
定して直流ブラシレスモータを駆動する。
【構成】 ステータ巻線の有効な誘起電圧情報として、
(b)に示す期間Ts における各巻線の端子電圧を検出
し、これらを、補間して(c)に示すような処理波形を
得る。検出される期間Ts における各巻線の端子電圧
は、モータを制御するインバータ回路のチョッピング及
びフリーホイリングのために離散的であり、未検出部の
電圧は、その電圧の時間に対する変化量から補間処理を
行うことにより求められる。そして、この処理波形の電
圧値の最大値、最少値を示す時刻が、ロータに対する転
流タイミングであり、検出すべきロータ位置とされて、
モータの駆動を制御する。
【効果】 インバータの通流率の変化と無関係に精度良
くロータの位置を推定することができ、直流ブラシレス
モータの良質な速度制御を実現できる。
(57) [Abstract] [Purpose] Detects induced voltage information without using a filter, estimates the rotor position from the amount of change in voltage over time, and drives a DC brushless motor. [Configuration] As effective induced voltage information of the stator winding,
The terminal voltage of each winding in the period Ts shown in (b) is detected, and these are interpolated to obtain a processed waveform as shown in (c). The terminal voltage of each winding in the detected period Ts is discrete due to chopping and freewheeling of the inverter circuit that controls the motor, and the voltage of the undetected portion is interpolated from the change amount of the voltage with time. Is obtained by performing. Then, the time indicating the maximum value and the minimum value of the voltage value of this processed waveform is the commutation timing with respect to the rotor, and is the rotor position to be detected
Controls motor drive. [Effect] The position of the rotor can be accurately estimated irrespective of the change in the duty ratio of the inverter, and good speed control of the DC brushless motor can be realized.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流モータ
の駆動方法に係り、特に、回転子の位置検出をホール素
子等の磁気検出手段を用いることなく行うことができ
る、いわゆるセンサレスブラシレス直流モータの駆動方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a brushless DC motor, and more particularly to a so-called sensorless brushless DC motor which can detect the position of a rotor without using magnetic detection means such as a Hall element. It relates to a driving method.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、ブラシレス直流モータの駆動制
御は、ロータの磁極位置と通流すべき巻線の位置とを密
接に関係付けて行う必要がある。そして、モータの出力
トルクは、ロータの有する磁極の磁束とステータの有す
る巻線に流す電流との相互作用によって発生する。この
ため、ブラシレス直流モータの駆動は、ロータの磁極か
ら発生する磁束が最大となる付近に存在する相の巻線に
電流を流すことにより最大のトルクを発生させてモータ
を回転させるようにすることが必要である。2. Description of the Related Art Generally, drive control of a brushless DC motor must be performed by closely associating a magnetic pole position of a rotor with a position of a winding to be passed. The output torque of the motor is generated by the interaction between the magnetic flux of the magnetic pole of the rotor and the current flowing through the winding of the stator. Therefore, when driving a brushless DC motor, the maximum torque is generated by rotating the motor by passing a current through the winding of the phase existing in the vicinity of the maximum magnetic flux generated from the magnetic poles of the rotor. is necessary.
【0003】また、ブラシレス直流モータの駆動制御
は、ロータの磁極位置の回転に従って、電流を流すべき
相を時々刻々に切り替えていくことにより行われるが、
この相の切り替えである転流のタイミングが磁極最大位
置よりも大幅にずれた場合、これによって発生するトル
クが減少し、最悪の場合、モータは脱調し停止に至るこ
とになる。Further, the drive control of the brushless DC motor is performed by momentarily switching the phase through which the current should flow according to the rotation of the magnetic pole position of the rotor.
When the timing of commutation, which is the switching of this phase, deviates significantly from the maximum magnetic pole position, the torque generated thereby decreases, and in the worst case, the motor loses step and stops.
【0004】従って、ブラシレスモータの駆動制御は、
何らかの手段によってロータの磁極位置を検出して、こ
れにより制御を行う必要がある。Therefore, the drive control of the brushless motor is
It is necessary to detect the magnetic pole position of the rotor by some means and control it accordingly.
【0005】この種のセンサレス形ブラシレスモータの
ロータ磁極位置検出回路に関する従来技術として、例え
ば、特公昭58−25038号公報等に記載された技術
が知られている。As a conventional technique relating to a rotor magnetic pole position detecting circuit of this type of sensorless brushless motor, for example, a technique described in Japanese Patent Publication No. 58-25038 is known.
【0006】この従来技術は、ブラシレスモータの巻線
の誘起電圧をバンドパスフィルタを用いて遅延させ、フ
ィルタの位相遅延波形と、フィルタ出力電圧の3相分の
中性点との比較により、ブラシレスモータの転流タイミ
ングを作成し、このタイミングに基づいて、モータを駆
動するインバータ回路を制御して転流を行うというもの
である。In this prior art, the induced voltage in the winding of the brushless motor is delayed by using a bandpass filter, and the phase delay waveform of the filter is compared with the neutral point of three phases of the filter output voltage to compare with the brushless motor. The commutation timing of the motor is created and the inverter circuit that drives the motor is controlled based on this timing to perform commutation.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術は、フィ
ルタを用いてブラシレスモータの誘起電圧の位相遅延波
形を作成している。しかし、この従来技術は、負荷の変
動等によりロータに回転脈動が生じた場合、フィルタの
位相遅延が不正確になり、また、モータの負荷が大きい
条件下で、モータの還流電流が流れるとき、ステータの
端子電圧がインバータの直流電圧に等しくなる時間が増
大し、モータの誘起電圧をフィルタリングした後のフィ
ルタ出力電圧に波形歪みを生じ、正確な転流タイミング
を得ることができないという問題点を有している。In the prior art, a filter is used to create a phase delay waveform of the induced voltage of the brushless motor. However, in this conventional technique, when rotation pulsation occurs in the rotor due to load fluctuations or the like, the phase delay of the filter becomes inaccurate, and when the motor return current flows under conditions where the motor load is large, There is a problem that the time when the terminal voltage of the stator becomes equal to the DC voltage of the inverter increases, waveform distortion occurs in the filter output voltage after filtering the induced voltage of the motor, and accurate commutation timing cannot be obtained. is doing.
【0008】さらに、前記従来技術は、モータの1回転
中に繰り返し負荷トルクの変動があった場合、モータの
出力トルクを一定とするような制御を行うとモータの回
転に速度変動が生じ、これが振動となってモータの駆動
を不安定にさせ、最悪の場合、モータが停止してしまう
という問題点を有している。Further, in the above-mentioned prior art, when the load torque fluctuates repeatedly during one rotation of the motor, the speed of the rotation of the motor fluctuates when the motor output torque is controlled to be constant. There is a problem in that vibration causes vibrations to make the motor unstable, and in the worst case, the motor stops.
【0009】前述の問題点を解決するためにインバータ
回路を用い、パルス幅を変化させて出力交流電圧を可変
に制御する、いわゆるPulse Width Modulation(以
下、PWMという)制御により、各相に対する通流期間
毎にその通流率を変え、モータトルクと負荷トルクとを
一致させるようにする駆動方法が考えられるが、この場
合にも、転流タイミングの決定を、フィルタを用いる従
来技術を使用して行うと、各通流期間の通流率の違いが
フィルタの出力電圧に反映され、位相遅延が不正確にな
り、これによって、前述の場合と同様にモータの駆動を
不安定にし、最悪の場合、モータが停止してしまうとい
う問題点を生じる。In order to solve the above-mentioned problems, an inverter circuit is used, and a pulse width is changed to control the output AC voltage variably, that is, so-called Pulse Width Modulation (hereinafter referred to as PWM) control, so that the current flows to each phase. A drive method that changes the flow rate for each period to match the motor torque and the load torque is conceivable, but in this case as well, the commutation timing is determined by using the conventional technology that uses a filter. If this is done, the difference in the conduction ratio during each conduction period will be reflected in the output voltage of the filter, and the phase delay will be inaccurate, which will make the motor drive unstable as in the case described above, and in the worst case. However, there is a problem that the motor stops.
【0010】すなわち、フィルタを用いて転流タイミン
グを決定する従来技術は、正しいロータの位置の検出を
行うことができず、転流のタイミングを磁極位置と速度
とに合致させることができない場合を生じ、モータが発
生するトルクが減少し、モータが脱調する恐れがあると
いう問題点を有している。That is, the conventional technique for determining the commutation timing using a filter cannot detect the correct rotor position, and the commutation timing cannot be matched with the magnetic pole position and speed. However, there is a problem in that the torque generated by the motor is reduced and the motor may be out of step.
【0011】従って、前記従来技術は、ステータ巻線の
誘起電圧の他に直流電流値等の別のパラメータを導入す
る等、何らかの方法でフィルタ出力の位相遅延の不正確
さからくる転流タイミングの誤差を補正して、また、転
流のタイミングをロータの磁場が発生する磁束の最大付
近に存在する相の巻線に電流が流れるように決定する必
要があるが、この場合、その駆動制御が複雑になるとい
う問題点を生じさせてしまう。Therefore, in the above-mentioned prior art, the commutation timing caused by the inaccuracy of the phase delay of the filter output is introduced by some method such as introducing another parameter such as a direct current value in addition to the induced voltage of the stator winding. It is necessary to correct the error and determine the commutation timing so that the current flows through the winding of the phase existing near the maximum of the magnetic flux generated by the rotor magnetic field. This creates the problem of complexity.
【0012】本発明の目的は、前述した従来技術の問題
点を解決し、モータに対する負荷が変動し、それに合わ
せてモータトルクを変動させるべくさらに通流期間毎に
通流率を変化させる制御を行っている場合にも、ロータ
の磁極位置を正しく推定し、モータを停止させることな
く的確なタイミングで転流を行い、モータの1回転中に
おける速度変動を低減し、速度変動によって生起する振
動及び騒音を抑制することのできるブラシレス直流モー
タの駆動方法を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to perform control for changing the flow rate for each flow period in order to change the motor torque in accordance with the change in the load on the motor. Even when performing, the magnetic pole position of the rotor is correctly estimated, the commutation is performed at an appropriate timing without stopping the motor, the speed fluctuation during one rotation of the motor is reduced, and vibration and vibration caused by the speed fluctuation are reduced. It is an object of the present invention to provide a method for driving a brushless DC motor capable of suppressing noise.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、モータの無通電相のモータ端子電圧をフィルタを用
いることなく直接サンプリングして検出するA/D変換
器と、このサンプリング値から検出電圧の時間に対する
変化率を求めて、これを外挿補間することによって誘起
電圧情報を得、この誘起電圧情報に基づいてロータの位
置を推定し、その結果から転流位相の進み、遅れ等を含
めたモータ電流の転流タイミングを推定し、適切な時刻
に転流を行うようにブラシレス直流モータを駆動する制
御部とを備えることにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the above object is to provide an A / D converter which directly detects a motor terminal voltage of a non-energized phase of a motor without using a filter, and an A / D converter which detects the sampling value. The rate of change of the detected voltage with respect to time is obtained, and the extrapolated interpolation is used to obtain the induced voltage information, and the rotor position is estimated based on this induced voltage information. And a controller for driving the brushless DC motor so as to carry out commutation at an appropriate time.
【0014】[0014]
【作用】前記A/D変換器は、モータの無通電相のモー
タ端子電圧をサンプリングして検出し、制御部は、A/
D変換器により離散的に取り込まれた電圧値の時間に対
する変化率に基づいて、検出電圧値に対して外挿補間を
行うことにより誘起電圧情報を演算し、その情報により
転流タイミングを演算して、モータを駆動するインバー
タのドライバを駆動し、最終的にモータを回転させてい
る。また、前記制御部は、取り込んだ検出電圧値、時間
を記憶しておくメモリ機能、その情報と前記電圧値の時
間に対する変化率から転流タイミング等を演算する機能
を有する。The A / D converter samples and detects the motor terminal voltage in the non-energized phase of the motor.
The induced voltage information is calculated by extrapolating the detected voltage value based on the rate of change of the voltage value discretely taken in by the D converter with respect to time, and the commutation timing is calculated from this information. Then, the driver of the inverter that drives the motor is driven, and the motor is finally rotated. Further, the control unit has a memory function of storing the captured detected voltage value and time, and a function of calculating commutation timing and the like from the information and the rate of change of the voltage value with time.
【0015】前述により、本発明は、インバータ回路を
用いた直流ブラシレスモータの良質な駆動制御を行うこ
とができる。As described above, according to the present invention, it is possible to perform good drive control of a DC brushless motor using an inverter circuit.
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明によるブラシレス直流モータの
駆動方法の一実施例を図面により詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for driving a brushless DC motor according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0017】図1は本発明による駆動方法が適用される
ブラシレス直流モータのシステム構成を示すブロック
図、図2はモータに対して理想的な転流タイミングで通
流が制御され、モータが一定速度で回転している状態に
おけるモータの誘起電圧、検出端子電圧、処理電圧の波
形を模式化して示す図、図3は検出端子電圧波形の拡大
図、図4は転流タイミングの位相の進み、遅れを説明す
る処理電圧波形を示す図である。図1において、1は直
流電源、2はインバータ回路、3はセレクタ、4はA/
D変換器、5は制御部、6はドライバ回路部、7はステ
ータ、8はロータ、9は負荷である。FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of a brushless DC motor to which the driving method according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a diagram showing the flow control of the motor at an ideal commutation timing so that the motor has a constant speed. Showing schematically the waveforms of the induced voltage, detection terminal voltage, and processing voltage of the motor in the state where the motor rotates, FIG. 3 is an enlarged view of the detection terminal voltage waveform, and FIG. 4 is the phase advance / delay of commutation timing. It is a figure which shows the process voltage waveform explaining. In FIG. 1, 1 is a DC power supply, 2 is an inverter circuit, 3 is a selector, and 4 is A /
D converter, 5 is a control unit, 6 is a driver circuit unit, 7 is a stator, 8 is a rotor, and 9 is a load.
【0018】本発明が適用されるブラシレス直流モータ
システムは、図1に示すように、直流電源1、インバー
タ回路2、3相の巻線の内の無通電相の1相を選択する
セレクタ3、選択した端子の端子電圧のアナログ値を電
子計算機で演算できるようにディジタル値へ変換するA
/D変換器4、検出された電圧からその変化率及び転流
時刻を決定し、インバータ回路2を制御するドライバに
信号を出力する制御部5、インバータ回路2のドライバ
回路部6、U、V、W相の巻線が一端で結線された3相
の直流ブラシレスモータのステータ7、永久磁石を用い
た磁極を有するロータ8、モータに結合される負荷9に
より構成されている。As shown in FIG. 1, a brushless DC motor system to which the present invention is applied includes a DC power source 1, an inverter circuit 2, and a selector 3 for selecting one non-energized phase among three-phase windings. Converts the analog value of the terminal voltage of the selected terminal into a digital value so that it can be calculated by an electronic computer A
/ D converter 4, a control unit 5 that determines the rate of change and commutation time from the detected voltage and outputs a signal to a driver that controls the inverter circuit 2, a driver circuit unit 6, U, V of the inverter circuit 2. , A W-phase winding is connected at one end to a stator 7 of a three-phase DC brushless motor, a rotor 8 having magnetic poles using permanent magnets, and a load 9 coupled to the motor.
【0019】以後の説明における本発明の一実施例によ
るモータの駆動方法は、高出力トルクを得ることのでき
る120度通電形駆動とし、また、モータの制御方法
は、直流電源1からの直流電圧をインバータ回路2を介
してモータに印加し、その直流電圧の通流率を制御する
いわゆるPWM制御であり、チョピングを行うスイッチ
ング素子は、直流電源1の正電圧側に接続されているも
のとする。In the following description, the motor driving method according to the embodiment of the present invention is the 120-degree conduction type driving capable of obtaining a high output torque, and the motor controlling method is the DC voltage from the DC power source 1. Is applied to the motor through the inverter circuit 2 to control the direct current flow rate of the motor, and the switching element for chopping is connected to the positive voltage side of the DC power supply 1. .
【0020】なお、チョピングを行うスイッチング素子
が、直流電源1の負電圧側に接続されていてもよく、ま
た、インバータ回路2は、図には省略されているが、各
相の巻線に対応するように、3組のスイッチング素子を
備えて構成されている。A switching element for chopping may be connected to the negative voltage side of the DC power source 1, and the inverter circuit 2 corresponds to the winding of each phase, although not shown in the figure. Therefore, it is configured to include three sets of switching elements.
【0021】一般に、インバータ回路2により全波駆動
される直流モータにおいて、巻線からの有効な誘起電圧
情報は、3相の巻線の内の常時1相の通電されていない
巻線からの誘起電圧のみであり、インバータ回路による
チョッピングが行われない期間の誘起電圧情報が有効で
ある。このため、セレクタ3は、通流モードに合わせて
検出される相の端子を切り替えるスイッチング機能、A
/D変換器4は、PWM制御信号に同期してアナログ値
である電圧値をディジタル値に変換するいわゆるA/D
変換機能を有するものである。In general, in a DC motor which is full-wave driven by the inverter circuit 2, the effective induced voltage information from the winding is obtained from the winding of one phase which is not always energized among the windings of three phases. Only the voltage, and the induced voltage information during the period when the chopping by the inverter circuit is not performed is effective. For this reason, the selector 3 has a switching function for switching the terminals of the detected phases in accordance with the current flow mode.
The / D converter 4 is a so-called A / D converter that converts an analog voltage value into a digital value in synchronization with a PWM control signal.
It has a conversion function.
【0022】制御部5は、前述の誘起電圧の検出値を入
力として、それに基づいて電圧の時間に対する変化率す
なわち電圧の傾きを算出する機能、この傾きから目的の
電圧の値になるまでの時間を算出する機能、インバータ
回路2のスイッチング素子を制御するドライバ回路6を
制御する信号を出力する機能、及び、前述の検出値及び
傾きを記憶しておく機能を有するマイクロコンピュータ
により構成される。The control unit 5 receives the detected value of the induced voltage described above as an input, and calculates the rate of change of the voltage with time, that is, the slope of the voltage based on the detected value, and the time from the slope to the target voltage value. And a function of outputting a signal that controls the driver circuit 6 that controls the switching element of the inverter circuit 2, and a function of storing the above-mentioned detected value and inclination.
【0023】また、ドライバ回路部6は、制御部5から
の信号に応じてインバータ回路2を構成するスイッチン
グ素子を駆動する機能を有する。Further, the driver circuit section 6 has a function of driving a switching element forming the inverter circuit 2 in response to a signal from the control section 5.
【0024】なお、前述した本発明の一実施例は、制御
部5とインバータ回路2のスイッチング素子のドライバ
回路部6とを別の回路により構成しているが、これらの
機能1つに纏めたマイクロコンピュータを制御部として
用いてもよい。In the above-described embodiment of the present invention, the control section 5 and the driver circuit section 6 of the switching element of the inverter circuit 2 are constituted by different circuits, but these functions are summarized as one. A microcomputer may be used as the control unit.
【0025】モータを構成するステータ7は、電流を流
すことによって磁極化される巻線U、V、Wの3相の巻
線を持って構成され、それらの巻線の一端がお互いに結
線されている。また、ロータ8は、磁極化された永久磁
石であり、前述したステータの順当な磁極位置の変化に
応じて回転する。The stator 7 which constitutes the motor has three-phase windings of windings U, V and W which are poled by passing an electric current, and one ends of these windings are connected to each other. ing. The rotor 8 is a permanent magnet having a magnetic pole, and rotates in accordance with the change in the proper magnetic pole position of the stator described above.
【0026】次に、前述のように構成されるブラシレス
直流モータにおいて、ステータ7の各巻線が理想的な転
流タイミングで通流制御され、モータが一定速度で回転
しているものとして、その動作状態を図2を参照して説
明する。Next, in the brushless DC motor configured as described above, the respective windings of the stator 7 are controlled to flow at an ideal commutation timing, and the motor is assumed to be rotating at a constant speed. The state will be described with reference to FIG.
【0027】図2(a)はこの状態の場合に、物理現象
として生じる各相の誘起電圧波形、図2(b)は全波駆
動において検出される各相の巻線の端子電圧波形、図2
(c)は本発明において、端子電圧波形をPWM信号に
同期して検出し、検出不能な点について、検出値の時間
に対する変化量から外挿補間して得ることのできる信号
波形である。FIG. 2 (a) shows the induced voltage waveform of each phase which occurs as a physical phenomenon in this state, and FIG. 2 (b) shows the terminal voltage waveform of the winding of each phase detected in full-wave drive. Two
In the present invention, (c) is a signal waveform that can be obtained by detecting the terminal voltage waveform in synchronization with the PWM signal and extrapolating and interpolating the undetectable point from the change amount of the detected value with respect to time.
【0028】図2に示すように、モータが理想的な転流
タイミングで転流し、一定速度で回転している場合、物
理的現象としての回転を妨げるように図2(a)に示す
ような逆向きの電圧が誘起される。この誘起電圧は、ロ
ータの磁極によって誘起されるものであり、そのPeak
to Peak値はモータの回転数に比例し、過渡値はロータ
の磁極位置と相関して決まる。通常、モータの転流タイ
ミングは、この誘起電圧情報に基づいて決定することが
できる。As shown in FIG. 2, when the motor commutates at an ideal commutation timing and rotates at a constant speed, as shown in FIG. 2 (a) so as to prevent rotation as a physical phenomenon. Reverse voltage is induced. This induced voltage is induced by the magnetic pole of the rotor, and its Peak
The to Peak value is proportional to the rotation speed of the motor, and the transient value is determined in correlation with the magnetic pole position of the rotor. Usually, the commutation timing of the motor can be determined based on this induced voltage information.
【0029】すなわち、モータの理想的な(最大限に出
力を引き出すことができる)転流タイミングは、それぞ
れ隣り合う相の誘起電圧が交差する図示の点tp1及びtp
2であり、本発明の一実施例は、このときの電圧を、上
に凸な変曲点である電圧の最大値e(tp1)、下に凸な変曲
点である電圧の最小値e(tp2)として求めるものである。
なお、モータが一定速度で回転している場合、そのとき
の前述の電圧の最大値と最小値とは、どの隣り合う相に
おいてもほぼ等しくなる。That is, the ideal commutation timing (maximum output can be obtained) of the motor is represented by the points tp1 and tp shown in the drawing where the induced voltages of the adjacent phases intersect.
In the embodiment of the present invention, the voltage at this time is the maximum value e (tp1) of the voltage which is the upward convex inflection point, and the minimum value e of the voltage which is the downward convex inflection point. It is obtained as (tp2).
When the motor is rotating at a constant speed, the maximum value and the minimum value of the voltage at that time are substantially equal in any adjacent phases.
【0030】一方、現実の系として検出できるのは、モ
ータのステータ巻線の端子電圧であり、図2(b)に示
すような波形となる。この検出波形は、演算より求めら
れた各相巻線が結合された中点の電位と各相巻線の端子
との間の電圧を示しており、モータを回転させるために
印加する駆動電圧と誘起電圧とが混在したものである。
そして、モータの120度通電形駆動において、有効な
誘起電圧情報は、図2(b)に示す期間Ts であり、常
時3相の内1相のみである。On the other hand, what can be detected as an actual system is the terminal voltage of the stator winding of the motor, which has a waveform as shown in FIG. 2 (b). This detected waveform shows the voltage between the midpoint potential at which each phase winding is coupled and the terminal of each phase winding, which is obtained by calculation, and the drive voltage applied to rotate the motor. It is a mixture of induced voltage.
Then, in the 120-degree energization type drive of the motor, the effective induced voltage information is the period Ts shown in FIG. 2B, and only one of the three phases is always present.
【0031】さらに、有効な誘起電圧情報の期間Ts に
おても、転流時にフリーホイリングダイオードに電流が
流れる区間では、その電位が直流電圧の正または負の値
に固定され、また、インバータ回路がPWM制御を行っ
ているときには、チョッピングが行われているため、図
2(b)に示すような連続するものとはならない。この
ため、何らかの方法で誘起電圧情報を検出し、転流タイ
ミングを、その情報を基に演算処理を行って決定する必
要がある。Further, even during the effective induced voltage information period Ts, the potential is fixed to the positive or negative value of the DC voltage in the section in which the current flows through the freewheeling diode during commutation, and the inverter is used. When the circuit is performing PWM control, chopping is performed, so that the circuit does not become continuous as shown in FIG. Therefore, it is necessary to detect the induced voltage information by some method and determine the commutation timing by performing arithmetic processing based on the information.
【0032】そこで、本発明の一実施例は、有効な誘起
電圧情報が、前述したように120度通電形駆動におい
て、図2(b)に示す期間Ts でかつ常時3相の内1相
のみからしか得ることができないことから、セレクタ3
により、通流モードに応じてモータの3相巻線の内の通
電していない1相を切り替え選択し、図3に示す検出波
形の拡大図の中に示されているように、インバータ回路
2における還流ダイオードに電流が流れておらず、か
つ、チョッピングオフの時の端子電圧 e(t1)及びe(t2)
等をサンプリングすることにより、離散的であるが、端
子電圧から直接誘起電圧情報をピックアップするように
している。Therefore, in one embodiment of the present invention, the effective induced voltage information is such that, in the 120-degree conduction type drive as described above, only one of the three phases is always in the period Ts shown in FIG. Selector 3 because it can only be obtained from
In this way, one of the three phase windings of the motor, which is not energized, is switched and selected according to the conduction mode, and as shown in the enlarged view of the detected waveform shown in FIG. Current is not flowing in the freewheeling diode at, and the terminal voltages e (t1) and e (t2) when chopping off
However, the induced voltage information is directly picked up from the terminal voltage, though it is discrete, by sampling etc.
【0033】さらに、本発明の一実施例は、制御部5
で、離散的に得られた誘起電圧情報から電圧の時間に対
する変化率Δv/Δtを算出し、離散値間(図示の破線部
分)の誘起電圧を外挿補間して求め、これを3相分連続
的につなげて、図2(c)に示すような三角波信号波形
を有する処理波形を得ている。Further, in one embodiment of the present invention, the control unit 5
Then, the change rate Δv / Δt of the voltage with respect to time is calculated from the induced voltage information obtained discretely, and the induced voltage between discrete values (the broken line portion in the figure) is calculated by extrapolation. By continuously connecting, a processed waveform having a triangular wave signal waveform as shown in FIG. 2C is obtained.
【0034】図2により説明したように、理想的な転流
タイミングで各相の巻線に対する通流が制御され、モー
タが一定速度で回転している状態では、図2(c)に示
すように、それぞれ隣り合う相の誘起電圧が交差する点
(上に凸な変曲点である電圧の最大値、下に凸な変曲点
である最小値)の電圧が、それぞれどの隣り合う相にお
いてもほぼ一定になり、このときのこの信号の各変曲点
の電圧値から処理波形のemax及びeminを求めることがで
きる。このことから、最適な転流タイミングを求めるに
は、それぞれの相における誘起電圧を検出し、そのとき
の時間に対する変化率から得られる誘起電圧がemax及び
eminとなる時刻を求めればよいことになる。As described with reference to FIG. 2, in a state where the flow of current to the windings of each phase is controlled at the ideal commutation timing and the motor is rotating at a constant speed, as shown in FIG. 2 (c). In each adjacent phase, the voltage at the point where the induced voltages of the adjacent phases intersect (the maximum value of the voltage that is the upward convex inflection point, the minimum value that is the downward convex inflection point) is Also becomes almost constant, and emax and emin of the processed waveform can be obtained from the voltage value at each inflection point of this signal at this time. From this, to find the optimum commutation timing, the induced voltage in each phase is detected, and the induced voltage obtained from the rate of change with respect to time at that time is emax and
All we have to do is find the time that becomes emin.
【0035】また、転流タイミングの位相に遅れ、進み
が生じている場合、図4(b)、図4(c)に示すよう
に、現在の誘起電圧の変化率による前回転流点における
電圧値e(t'41)及びe(t'42)と前回転流時に於ける電圧値
e(t41)及びe(t42)の差を取り、現在あるいは前回の誘起
電圧の変化率情報に基づいて前回の転流時t41及びt42に
おける電圧値e(tpb)の最適値を推定し比較することによ
り、前回の転流時間の遅れ、進み時間Δtbd を推定し、
転流時刻誤差を蓄積することなく次回の転流点において
補正を行う。When the phase of the commutation timing is delayed or advanced, as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), the voltage at the previous rotational flow point depending on the current rate of change of the induced voltage. Value e (t'41) and e (t'42) and voltage value at the time of pre-rotation flow
Take the difference between e (t41) and e (t42), and estimate and compare the optimum value of the voltage value e (tpb) at the last commutation time t41 and t42 based on the current or previous induced voltage change rate information. Therefore, the delay of the previous commutation time and the advance time Δtbd are estimated,
Correction is performed at the next commutation point without accumulating commutation time error.
【0036】本発明の一実施例は、前述の補正を繰り返
すことにより、転流タイミングを最終的に最適な転流時
刻に近づけていくことができる。また、誘起電圧情報
は、ロータの回転数及び磁極位置に依存するため、本発
明の一実施例は、前述の補正により、モータに回転脈動
が生じた場合においても、この回転脈動に因って誘起電
圧も変化するので常に適正な転流タイミングを推定する
ことができる。In one embodiment of the present invention, the commutation timing can be finally brought close to the optimum commutation time by repeating the above-mentioned correction. In addition, since the induced voltage information depends on the rotational speed and the magnetic pole position of the rotor, one embodiment of the present invention, even if rotational pulsation occurs in the motor due to the above-mentioned correction, Since the induced voltage also changes, an appropriate commutation timing can always be estimated.
【0037】以下、前述した転流時刻を求める処理につ
いてさらに詳細に説明する。The above-mentioned processing for obtaining the commutation time will be described in more detail below.
【0038】いま、モータに対する負荷9が、周期的な
負荷変動を持たない一定負荷とし、モータを定速制御し
て回転させるものとする。この場合、誘起電圧として、
図3に示すような電圧波形が検出される。この電圧波形
から誘起電圧情報を得るためのサンプリングは、インバ
ータ回路2のPWM出力のON期間に同期し、かつ、転
流時のフリーホイリングダイオードに電流が流れていな
い期間のみのデータを有効として行われる。Now, it is assumed that the load 9 on the motor is a constant load having no periodic load fluctuation, and the motor is rotated at a constant speed. In this case, as the induced voltage,
A voltage waveform as shown in FIG. 3 is detected. Sampling for obtaining the induced voltage information from this voltage waveform validates the data only during the period when the PWM output of the inverter circuit 2 is ON and the current does not flow through the freewheeling diode during commutation. Done.
【0039】そして、前述した無効期間のデータは、検
出した電圧値及び時間からその変化率Δv/Δtを用い外
挿補間によって算出される。このように、無効期間の電
圧値を外挿補間によって得ることにより、この結果によ
る時間あるいは電圧から各通流期間毎に連続的にロータ
位置を推定することが可能となる。The data of the invalid period is calculated from the detected voltage value and time by extrapolation using the change rate Δv / Δt. In this way, by obtaining the voltage value in the ineffective period by extrapolation interpolation, it is possible to continuously estimate the rotor position for each conduction period from the time or voltage obtained as a result.
【0040】また、転流時刻の推定は、現時刻を基準に
して求めた誘起電圧の変化率 Δv/Δtから前回1回転
時に求めておいた上に凸な変曲点である最大値あるいは
下に凸な変曲点である最小値の電圧になるまでの時間を
基準時間tbm として算出し、さらに、前回転流点の情報
を基に転流位相の進み、遅れ時間tbd を推定し、前述の
基準時間tbm を前回の転流時刻の進み、遅れを時間tbd
で補正するという方法により行われる。Further, the commutation time is estimated from the maximum value or lower value which is the upwardly convex inflection point previously obtained at one revolution from the rate of change Δv / Δt of the induced voltage obtained based on the current time. The time to reach the minimum voltage, which is a convex inflection point, is calculated as the reference time tbm, and the commutation phase advance and delay time tbd are estimated based on the information of the previous rotation flow point. The reference time tbm of is the advance of the previous commutation time, the delay is the time tbd
It is performed by the method of correcting with.
【0041】実際には、検出できる領域の電圧値が時間
に対する1次関数の近似式で表されるものとして取り扱
い、時間に対する変化率K=Δv/Δtは、図3に示すよ
うにサンプリングした電圧値e(t1)、e(t2)から式(1)
により求める。In practice, the voltage value in the detectable region is treated as being represented by an approximate expression of a linear function with respect to time, and the rate of change K = Δv / Δt with respect to time is the sampled voltage as shown in FIG. Formula (1) from the values e (t1) and e (t2)
Ask by.
【0042】 K=Δv/Δt={e(t2)-e(t1)}/(t2-t1) …………(1) 次に、現時刻tnを基準にして前回1回転時に求めておい
た上に凸な変曲点である最大値の電圧になるまでの時間
である次回転流基準時間 tbmを、変化率K及び現時刻で
の電圧値 e(tn)に基づいて、式(2)により求める。こ
のとき、e(tn)は、emaxからeminの時間幅の中の最も直
線近似が有効な1/5〜4/5の位置の電圧値とするこ
とが望ましい。K = Δv / Δt = {e (t2) -e (t1)} / (t2-t1) ………… (1) Next, based on the current time tn, it was obtained at the previous one rotation. Based on the rate of change K and the voltage value e (tn) at the current time, the next rotation flow reference time tbm, which is the time until the maximum value of the voltage that is an upwardly convex inflection point, is calculated by the formula (2 ). At this time, it is desirable that e (tn) be a voltage value at a position of 1/5 to 4/5 where the most linear approximation is effective in the time width from emax to emin.
【0043】式(2)は、最大値の場合を記したが、最
小値の場合も同様である。そして、図4(a)に示すよ
うに転流タイミングの位相に進み、遅れがなければ隣り
合う相の電圧値が転流時刻において一致し、前述した変
化率Kに基づいて連続的にロータ位置を推定し、転流タ
イミングを決定することができる。In the formula (2), the case of the maximum value is described, but the same applies to the case of the minimum value. Then, as shown in FIG. 4A, the phase of the commutation timing advances, and if there is no delay, the voltage values of the adjacent phases match at the commutation time, and the rotor position is continuously determined based on the change rate K described above. And the commutation timing can be determined.
【0044】 tbm={emax-e(tn)}/K …………(2) また、図4(b)、図4(c)に示すように、前回の転
流時に生じた転流位相に遅れ、進みがある場合、その補
正時間tbd は、現在の変化率K及び前回転流時刻を求め
た変化率Kbからそれぞれ前回転流点における電圧値を推
定し、その電圧値が一致する時間とする。すなわち、ま
ず、フリーホイリングダイオードに電流が流れている期
間である前回の転流時刻における電圧 e(t'41)を、式
(3)により推定する。Tbm = {emax-e (tn)} / K (2) Further, as shown in FIGS. 4B and 4C, the commutation phase generated at the previous commutation If there is a delay or advance, the correction time tbd is the time at which the voltage value at the previous rotation flow point is estimated from the current change rate K and the change rate Kb obtained from the previous rotation flow time, and the voltage value is the same. And That is, first, the voltage e (t'41) at the previous commutation time, during which the current is flowing through the freewheeling diode, is estimated by the equation (3).
【0045】 e(t'41)=e(tn)−(tn-t41)・K …………(3) さらに、予め前回の転流時刻算出に用いた変化率Kbより
求めておいた、前回転流時刻における推定電圧e(t41)と
の差を取り、その1/2の点を最適に転流が行われた際
の電圧値と想定し、その電圧値と現在の変化率Kから求
めた電圧e(t'41)から求められる時間に前回の位相時間t
bd(n-1)を加え次回転流補正時間tbd(n)を、式(4)の
ように算出し、この結果を前回転流点における位相遅れ
時間とする。このとき想定した電圧値は、理想的な転流
タイミングにおける最大電圧値として次回転流時に反映
させる。E (t'41) = e (tn) − (tn-t41) · K (3) Furthermore, the change rate Kb used in the previous commutation time calculation was obtained in advance, The difference from the estimated voltage e (t41) at the time of the previous rotation is taken, and the half point is assumed to be the voltage value when the commutation is optimally performed, and from that voltage value and the current rate of change K At the time obtained from the obtained voltage e (t'41), the previous phase time t
Next rotation flow correction time tbd (n) is calculated by adding bd (n-1) as in Expression (4), and the result is set as the phase delay time at the previous rotation flow point. The voltage value assumed at this time is reflected at the time of the next rotation flow as the maximum voltage value at the ideal commutation timing.
【0046】 tbd(n)=〔{e(t'41)-e(tpb)}/K〕+tbd(n-1) …………(4) そして、最終的に、次回転流時刻までの時間tbは、次回
転流基準時刻tbmを位相遅れ時間tbdで式(5)により補
正した時間である。Tbd (n) = [{e (t'41) -e (tpb)} / K] + tbd (n-1) (4) And finally, up to the next rotational flow time The time tb is the time when the next rotational flow reference time tbm is corrected by the phase delay time tbd by the equation (5).
【0047】 tb=tbm+tbd(n) …………(5) 前述の説明は、図4(b)に示す転流位相遅れの場合で
あるが、図4(c)に示すような位相進みの場合、変化
率が負の場合も同様である。Tb = tbm + tbd (n) (5) Although the above description is for the case of commutation phase delay shown in FIG. 4B, the phase lead shown in FIG. The same applies when the rate of change is negative.
【0048】前述では、検出されたモータの誘起電圧の
変化率から転流時刻を求め、その時刻において時間管理
を行って転流を行っていくとして説明したが、モータの
誘起電圧の変化率は、電圧及び時間の情報を持っている
ので、検出された電圧あるいは外挿した電圧を転流タイ
ミングであると推定される電圧値と比較し、その電圧と
一致した場合あるいはその電圧を越えた場合に転流を行
うような電圧で管理してモータの駆動を制御するように
する方法も有効である。In the above description, the commutation time is obtained from the detected change rate of the induced voltage of the motor, and the commutation is performed by managing the time at that time. However, the change rate of the induced voltage of the motor is Since it has voltage and time information, it compares the detected voltage or extrapolated voltage with the voltage value estimated to be the commutation timing, and when it matches or exceeds that voltage. It is also effective to control the drive of the motor by controlling with a voltage that causes commutation.
【0049】すなわち、電圧の時間に対する変化率Δv
/Δtを用いると電圧、時間双方の情報を持っているこ
とから、電圧、時間のどちらでもロータ位置及び転流タ
イミングの管理ができる。That is, the rate of change Δv of voltage with time
Since / Δt has both voltage and time information, the rotor position and commutation timing can be controlled by both voltage and time.
【0050】次に、前述した本発明の一実施例によりモ
ータを駆動した場合の特性を図面により説明する。Next, the characteristics when the motor is driven according to the above-described embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0051】図5はロータの回転位置が判るように位置
検出センサーを付けたモータを、本発明の一実施例によ
る方法により定負荷で2000rpm で駆動し回転させたとき
のセンサー出力と推定した転流時刻との時間差を角度差
に変換して示した図である。3巻線の直流モータは、1
回転に12回の転流点があることから、図5に示す測定
点は、1回転中12点とし、図には数回転分の測定結果
が示されている。FIG. 5 shows a motor output having a position detection sensor attached so that the rotational position of the rotor can be known, which is estimated as a sensor output when the motor is rotated at a constant load of 2000 rpm by the method according to the embodiment of the present invention. It is the figure which converted and showed the time difference with the flow time to the angle difference. A three-winding DC motor has one
Since there are 12 commutation points in rotation, the number of measurement points shown in FIG. 5 is 12 during one rotation, and the figure shows the measurement results for several rotations.
【0052】この図5によれば、センサー出力と本発明
の一実施例による転流時刻との時間差は、角度にして1
度程度であり、一般的に使用されているホール素子の位
置検出精度が±6度程度であることからすると、本発明
の一実施例による駆動方法は、良好なモータの位置検出
を行うことのできる良好な駆動方法であることが判る。According to FIG. 5, the time difference between the sensor output and the commutation time according to the embodiment of the present invention is 1 in terms of angle.
Since the position detection accuracy of the Hall element that is generally used is about ± 6 degrees, the driving method according to the embodiment of the present invention is capable of performing good motor position detection. It turns out that this is a good driving method.
【0053】図6は前述した図5の場合と同一の条件
で、負荷を周期的に変動するようにして駆動を行った場
合を示した図、図7はこの場合のモータの速度変動を示
す図である。FIG. 6 is a diagram showing a case where driving is performed under the same conditions as in the case of FIG. 5 described above so that the load is changed cyclically, and FIG. 7 shows the speed fluctuation of the motor in this case. It is a figure.
【0054】この結果を示す図6から判るように、本発
明の一実施例は、モータの負荷が大きく変動するような
場合にも、前述した図5の場合と同様に良好なロータの
位置の検出を行うことができ、また、図7に示すよう
に、その速度変動を少ないものとすることができる。As can be seen from FIG. 6 showing the result, in the embodiment of the present invention, even when the load of the motor fluctuates greatly, as in the case of FIG. The detection can be performed, and the speed fluctuation can be reduced as shown in FIG. 7.
【0055】図8は前述した図6の場合と同様な変動を
持つ負荷をモータに接続し、1回転毎に転流位相の偏差
を求め1回転後にその結果を反映させるいわゆる学習制
御において、連続する通流期間における通流時間を2回
微分して加速度を求め、加速している期間では通流率を
下げ、減速している期間では通流率を上げる等により、
加速度をパラメータとして通流率に反映させることによ
って、各通流期間毎に通流率を変え、負荷トルクと一致
するようにモータトルクを出力するような制御を行った
場合の結果を示した図、図9はこの場合のモータの速度
変動を示す図である。FIG. 8 shows continuous learning control in which a load having the same fluctuations as in the case of FIG. 6 is connected to the motor, the deviation of the commutation phase is calculated for each rotation, and the result is reflected after one rotation. By differentiating the flowing time in the flowing period twice to obtain the acceleration, decreasing the flowing ratio during the accelerating period and increasing the flowing ratio during the decelerating period,
A diagram showing the results when control is performed by changing the flow rate for each flow period by reflecting the acceleration as a parameter in the flow rate, and outputting the motor torque so that it matches the load torque. FIG. 9 is a diagram showing the speed variation of the motor in this case.
【0056】図8、図9に示す結果から判るように、本
発明の一実施例による駆動方法を用いると、通流率を各
通流期間毎に変化させた場合にも精度良くロータの位置
を検出することができるため、学習制御を使用して、負
荷トルクにモータトルクを近づけるような制御を行った
場合にも、モータの1回転中の速度変動を低減すること
ができ、モータの速度変動による振動及び騒音を抑制す
ることができる。As can be seen from the results shown in FIGS. 8 and 9, when the drive method according to the embodiment of the present invention is used, the rotor position can be accurately measured even when the flow rate is changed for each flow period. Therefore, even when the learning torque is used to control the motor torque to approach the load torque, it is possible to reduce the speed fluctuation during one rotation of the motor. Vibration and noise due to fluctuation can be suppressed.
【0057】また、この場合、モータの誘起電圧の時間
に対する変化率が、速度情報であるので、各通流期間毎
の平均変化率に基づいて通流率を制御する方法を使用す
ることも可能である。Further, in this case, since the rate of change of the induced voltage of the motor with respect to time is the speed information, it is possible to use a method of controlling the rate of flow based on the average rate of change for each current flow period. Is.
【0058】本発明は、前述した実施例の方法に限ら
ず、誘起電圧の変化量及びその交点の最大値が速度に比
例していることから、誘起電圧の最大値、最小値がそれ
ぞれ各隣り合う相において同じになるように制御するこ
とにより、モータを一定速度で回転させるように制御す
ることもできる。The present invention is not limited to the method of the above-described embodiment, but since the variation amount of the induced voltage and the maximum value of the intersection thereof are proportional to the speed, the maximum value and the minimum value of the induced voltage are adjacent to each other. It is also possible to control the motor to rotate at a constant speed by controlling the same in the matched phases.
【0059】図10はこの場合のモータの駆動方法を説
明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a motor driving method in this case.
【0060】図10に示す方法は、モータの1回転にお
ける誘起電圧の最大電圧値、最小電圧値のそれぞれの平
均値(emax及びemin)を算出し、誘起電圧の変化率から
想定した理想的な転流時の電圧と算出された平均値との
差(Δv1及びΔv2)を通流率のパラメータとして使用す
るもので、誘起電圧の変化率から想定した理想的な転流
時の電圧が、平均値よりも低い場合通流率を上げ、逆に
平均値よりも高い場合には通流率を下げる等により各通
流期間でそれぞれ隣り合う相において誘起電圧の最大
値、最小値が同じになるように制御するものである。そ
して、この場合にも、前述と同様な学習制御を行うこと
が可能である。In the method shown in FIG. 10, the average value (emax and emin) of the maximum voltage value and the minimum voltage value of the induced voltage in one rotation of the motor is calculated, and the ideal value estimated from the rate of change of the induced voltage is calculated. The difference (Δv1 and Δv2) between the voltage at the time of commutation and the calculated average value is used as a parameter of the current flow rate, and the ideal voltage at the time of commutation assumed from the rate of change of the induced voltage is the average. When it is lower than the value, the conduction ratio is increased, and when it is higher than the average value, the conduction ratio is decreased, etc., so that the maximum and minimum values of the induced voltage become the same in each adjacent phase during each conduction period. To control it. Also in this case, it is possible to perform the learning control similar to that described above.
【0061】前述した本発明の一実施例は、モータのス
テータ巻線を3相として説明したが、本発明は、ステー
タがさらに多相の場合にも適用することができる。この
場合、駆動のためのインバータ回路も、モータの相数合
わせて多相に構成される。In the above-described embodiment of the present invention, the stator winding of the motor is described as having three phases. However, the present invention can be applied to the case where the stator has more phases. In this case, the inverter circuit for driving is also configured in multiple phases according to the number of phases of the motor.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
通流期間毎に通流率が異なる場合にもロータの位置を精
度良く推定することができるため、周期的な負荷変動に
対して各通流期間ごとに通流率を変えて、モータトルク
を負荷トルクに一致させるような制御を行うことが可能
となり、モータの速度変動及びそれに伴う振動、騒音を
抑制することができる。As described above, according to the present invention, the position of the rotor can be accurately estimated even when the flow rate is different for each flow period, so that it is possible to prevent periodic load fluctuations. By changing the flow rate for each flow period, it is possible to perform control such that the motor torque matches the load torque, and it is possible to suppress the speed fluctuation of the motor and the accompanying vibration and noise.
【図1】本発明による駆動方法が適用されるブラシレス
直流モータのシステム構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a brushless DC motor to which a driving method according to the present invention is applied.
【図2】モータに対して理想的な転流タイミングで通流
が制御され、モータが一定速度で回転している状態にお
けるモータの誘起電圧、検出端子電圧、処理電圧の波形
を模式化して示す図である。FIG. 2 schematically shows waveforms of an induced voltage, a detection terminal voltage, and a processing voltage of the motor in a state where the commutation is controlled at an ideal commutation timing with respect to the motor and the motor is rotating at a constant speed. It is a figure.
【図3】検出端子電圧波形の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a detection terminal voltage waveform.
【図4】転流タイミングの位相の進み、遅れを説明する
処理電圧波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing processing voltage waveforms for explaining the advance and delay of the phase of commutation timing.
【図5】ロータの回転位置が判るように位置検出センサ
ーを付けたモータを、本発明の一実施例による方法によ
り定負荷で2000rpm で駆動し回転させたときのセンサー
出力と推定した転流時刻との時間差を角度差に変換して
示した図である。FIG. 5 is a commutation time estimated as a sensor output when a motor equipped with a position detection sensor so that the rotational position of the rotor is known can be driven and rotated at a constant load of 2000 rpm by a method according to an embodiment of the present invention. It is the figure which converted the time difference with and into an angle difference, and was shown.
【図6】図5の場合と同一の条件で、負荷を周期的に変
動するようにして駆動を行った場合を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a case where driving is performed under the same conditions as in FIG. 5 while periodically changing the load.
【図7】図6に示す場合のモータの速度変動を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a speed variation of the motor shown in FIG.
【図8】図6の場合と同様な変動を持つ負荷をモータに
接続し、加速度をパラメータとして通流率に反映させる
ことによって、各通流期間毎に通流率を変え、負荷トル
クと一致するようにモータトルクを出力するような制御
を行った場合の結果を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a case where a load having the same fluctuations as in the case of FIG. 6 is connected to a motor and the acceleration is reflected as a parameter in the conduction ratio to change the conduction ratio for each conduction period to match the load torque. FIG. 6 is a diagram showing a result when a control for outputting a motor torque is performed as described above.
【図9】図8に示す場合のモータの速度変動を示す図で
ある。9 is a diagram showing a speed variation of the motor shown in FIG.
【図10】本発明の一実施例によるモータの駆動方法の
他の例を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the motor driving method according to the embodiment of the present invention.
1 直流電源 2 インバータ回路 3 セレクタ 4 A/D変換器 5 制御部 6 ドライバ回路部 7 ステータ 8 ロータ 9 負荷 1 DC power supply 2 Inverter circuit 3 Selector 4 A / D converter 5 Control part 6 Driver circuit part 7 Stator 8 Rotor 9 Load
Claims (8)
子コイルの各相の一端部が共通接続されて構成されるブ
ラシレス直流モータの駆動方法において、前記ブラシレ
ス直流モータの無通電相の端子電圧を検出し、検出され
た端子電圧の時間に対する変化率に基づいて転流タイミ
ングを決定することを特徴とするブラシレス直流モータ
の駆動方法。1. A method of driving a brushless DC motor, comprising a permanent magnet and an armature coil, wherein one end of each phase of the armature coil is commonly connected, wherein a non-energized phase of the brushless DC motor is A method for driving a brushless DC motor, which comprises detecting a terminal voltage and determining commutation timing based on a rate of change of the detected terminal voltage with respect to time.
バータ回路を用いて行われることを特徴とする請求項1
記載のブラシレス直流モータの駆動方法。2. The drive of the brushless DC motor is performed using an inverter circuit.
A method for driving the described brushless DC motor.
を制御するPWM信号に同期して行われ、検出電圧の時
間に対する変化率により外挿補間を行うことにより、検
出不能時のロータ位置を連続的に推定することを特徴と
する請求項2記載のブラシレス直流モータの駆動方法。3. The detection of the terminal voltage is performed in synchronization with a PWM signal that controls an inverter circuit, and extrapolation interpolation is performed based on the rate of change of the detection voltage with respect to time, so that the rotor position when detection is impossible is continuously performed. 3. The method for driving a brushless DC motor according to claim 2, wherein the driving method is a method for estimating a brushless DC motor.
に対する補間値が交差する点を転流時刻として転流タイ
ミングを決定することを特徴とする請求項3記載のブラ
シレス直流モータの駆動方法。4. The method for driving a brushless DC motor according to claim 3, wherein the commutation timing is determined with a point at which the interpolated value with respect to the detected value of the terminal voltage of each adjacent phase intersects as commutation time.
づいて算出した隣り合う相の電圧補間値の交点の電圧値
の最大値及び最小値がそれぞれ一定になるようにモータ
の出力トルクを制御することを特徴とする請求項3また
は4記載のブラシレス直流モータの駆動方法。5. The output torque of the motor is controlled so that the maximum value and the minimum value of the voltage value at the intersection of the voltage interpolation values of the adjacent phases calculated based on the rate of change of the terminal voltage with respect to time become constant. The method for driving a brushless DC motor according to claim 3 or 4, wherein.
的なモータの速度変化情報として取り扱って、モータの
駆動制御を行うことを特徴とする請求項3記載のブラシ
レス直流モータの駆動方法。6. The method of driving a brushless DC motor according to claim 3, wherein the drive rate of the motor is controlled by handling the rate of change of the interpolation value with respect to time as continuous motor speed change information.
グにおける電圧値を次回回転時に反映させることを特徴
とする請求項4記載のブラシレス直流モータの駆動方
法。7. The method for driving a brushless DC motor according to claim 4, wherein the voltage value at the commutation timing estimated based on the interpolation value is reflected in the next rotation.
い部分の変化率に基づいて行われることを特徴をする請
求項3ないし7のうち1記載のブラシレス直流モータの
駆動方法。8. The method for driving a brushless DC motor according to claim 3, wherein the extrapolation is performed based on a rate of change of a portion of the detected voltage having good linearity.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1993
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