JPH09261991A - ブラシレスモータの制御方法 - Google Patents
ブラシレスモータの制御方法Info
- Publication number
- JPH09261991A JPH09261991A JP8091962A JP9196296A JPH09261991A JP H09261991 A JPH09261991 A JP H09261991A JP 8091962 A JP8091962 A JP 8091962A JP 9196296 A JP9196296 A JP 9196296A JP H09261991 A JPH09261991 A JP H09261991A
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- JP
- Japan
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- time
- position detection
- energization
- predicted
- brushless motor
- Prior art date
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 ブラシレスモータの回転子の位置検出ができ
ない場合でも、通電切り替えを行い、回転制御に支障を
来さない。 【解決手段】 ブラシレスモータ4の電機子巻線に発生
する誘起電圧と基準電圧との比較により電機子巻線電流
の通電を切り替える。制御回路11は、回転子4aの位
置検出の時刻taを計時、記憶し、記憶位置検出時刻t
aと前回の位置検出時刻tbにより位置検出間隔の時間
TAを算出し、位置検出時刻と位置検出間隔の時間から
同位置検出時刻後の通電切り替え時刻tkを予測し、該
時刻tk後の位置検出時刻taaを予測する。予測通電
切り替え時刻で電機子巻線電流の通電を切り替え後予測
通電切り替え時刻tkを基準に所定時間経過までに前記
回転子の位置検出がなければ同所定時間後に通電を切り
替え、予測時刻taaを位置検出があった時刻と見なし
て記憶し、以後同様な処理を行う。
ない場合でも、通電切り替えを行い、回転制御に支障を
来さない。 【解決手段】 ブラシレスモータ4の電機子巻線に発生
する誘起電圧と基準電圧との比較により電機子巻線電流
の通電を切り替える。制御回路11は、回転子4aの位
置検出の時刻taを計時、記憶し、記憶位置検出時刻t
aと前回の位置検出時刻tbにより位置検出間隔の時間
TAを算出し、位置検出時刻と位置検出間隔の時間から
同位置検出時刻後の通電切り替え時刻tkを予測し、該
時刻tk後の位置検出時刻taaを予測する。予測通電
切り替え時刻で電機子巻線電流の通電を切り替え後予測
通電切り替え時刻tkを基準に所定時間経過までに前記
回転子の位置検出がなければ同所定時間後に通電を切り
替え、予測時刻taaを位置検出があった時刻と見なし
て記憶し、以後同様な処理を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機の圧縮
機等に用いるセンサレス直流ブラシレスモータ(以下ブ
ラシレスモータと記す)の回転制御技術に係り、特に詳
しくはブラシレスモータの回転子の位置検出がなくと
も、逆トルクの発生しないポイントで電機子巻線電流の
通電を切り替え、適切な回転制御を可能とするブラシレ
スモータの制御方法に関するものである。
機等に用いるセンサレス直流ブラシレスモータ(以下ブ
ラシレスモータと記す)の回転制御技術に係り、特に詳
しくはブラシレスモータの回転子の位置検出がなくと
も、逆トルクの発生しないポイントで電機子巻線電流の
通電を切り替え、適切な回転制御を可能とするブラシレ
スモータの制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】このブラシレスモータの回転制御には、
回転子の位置を検出する手段としてホール素子を使用せ
ずに、例えばブラシレスモータの電機子巻線に誘起され
る電圧を利用する方法がある。この誘起電圧を利用して
回転子の位置を検出し、この位置検出をもとにしてブラ
シレスモータの電機子巻線電流の通電を切り替える場
合、例えば図6に示す制御装置を必要とする。
回転子の位置を検出する手段としてホール素子を使用せ
ずに、例えばブラシレスモータの電機子巻線に誘起され
る電圧を利用する方法がある。この誘起電圧を利用して
回転子の位置を検出し、この位置検出をもとにしてブラ
シレスモータの電機子巻線電流の通電を切り替える場
合、例えば図6に示す制御装置を必要とする。
【0003】図6において、この制御装置は、交流電源
(商用100V)1を倍電圧整流平滑回路2で倍電圧整
流、平滑化し、この倍電圧整流、平滑化された直流電源
Vdcを複数のスイッチング素子(トランジスタ)U,
V,W,X,Y,Zをブリッジ接続したインバータ回路
3でスイッチングして三相のブラシレスモータ4の電機
子巻線に印加する。なお、倍電圧整流平滑回路2は既に
公知の整流回路、コンデンサ回路および平滑用コンデン
サからなる。
(商用100V)1を倍電圧整流平滑回路2で倍電圧整
流、平滑化し、この倍電圧整流、平滑化された直流電源
Vdcを複数のスイッチング素子(トランジスタ)U,
V,W,X,Y,Zをブリッジ接続したインバータ回路
3でスイッチングして三相のブラシレスモータ4の電機
子巻線に印加する。なお、倍電圧整流平滑回路2は既に
公知の整流回路、コンデンサ回路および平滑用コンデン
サからなる。
【0004】ブラシレスモータ4の端子電圧(例えば1
20度位相の異なる電圧;誘起電圧を含む)R,S,T
を位置検出部5に入力しており、この位置検出部5は端
子電圧R,S,Tの電圧波形を90度位相遅らせ、かつ
平滑化して中性点電位Vnと比較して位置検出信号A,
B,Cを制御回路(マイクロコンピュータ)6に出力す
る。そのために、位置検出部5は微分回路5aおよび積
分回路5bと、90度位相遅れの電圧を組み合わせ中性
点電位Vnを得るための抵抗回路5cと、前記90度位
相遅れの電圧と中性点電位Vnとを比較する比較回路5
dとを備えている。
20度位相の異なる電圧;誘起電圧を含む)R,S,T
を位置検出部5に入力しており、この位置検出部5は端
子電圧R,S,Tの電圧波形を90度位相遅らせ、かつ
平滑化して中性点電位Vnと比較して位置検出信号A,
B,Cを制御回路(マイクロコンピュータ)6に出力す
る。そのために、位置検出部5は微分回路5aおよび積
分回路5bと、90度位相遅れの電圧を組み合わせ中性
点電位Vnを得るための抵抗回路5cと、前記90度位
相遅れの電圧と中性点電位Vnとを比較する比較回路5
dとを備えている。
【0005】ブラシレスモータ4を起動、同期運転し、
この同期運転を所定時間行った後位置検出部5からの位
置検出信号A,B,Cをもとにして各電機子巻線の通電
を切り替える。そのために、制御回路6はインバータ回
路3のスイッチング素子(トランジスタ)U,V,W,
X,Y,Zをオン、オフ駆動する駆動信号、またチョッ
ピング駆動するチョッピング信号を駆動回路7に出力す
る。
この同期運転を所定時間行った後位置検出部5からの位
置検出信号A,B,Cをもとにして各電機子巻線の通電
を切り替える。そのために、制御回路6はインバータ回
路3のスイッチング素子(トランジスタ)U,V,W,
X,Y,Zをオン、オフ駆動する駆動信号、またチョッ
ピング駆動するチョッピング信号を駆動回路7に出力す
る。
【0006】なお、図6に示すように、前記制御装置を
空気調和機の圧縮機の制御に用いる場合には、交流電源
1と倍電圧整流平滑回路2との間に力率改善用リアクタ
8を設けるとよい。
空気調和機の圧縮機の制御に用いる場合には、交流電源
1と倍電圧整流平滑回路2との間に力率改善用リアクタ
8を設けるとよい。
【0007】前記構成の制御装置の動作を図7のタイム
チャート図を参照して説明すると、位置検出運転時の位
置検出部5は同図(a)ないし(c)に示す各電機子巻
線の端子電圧R,S,Tを90度位相遅れとし、この位
相遅れの電圧(同図(d)ないし(f)に示す)と中性
点電位Vnとを比較し、その交点で変化する位置検出信
号(同図(g)ないし(i)に示す)A,B,Cを出力
する。
チャート図を参照して説明すると、位置検出運転時の位
置検出部5は同図(a)ないし(c)に示す各電機子巻
線の端子電圧R,S,Tを90度位相遅れとし、この位
相遅れの電圧(同図(d)ないし(f)に示す)と中性
点電位Vnとを比較し、その交点で変化する位置検出信
号(同図(g)ないし(i)に示す)A,B,Cを出力
する。
【0008】制御回路6は位置検出信号A,B,Cのタ
イミングをもとにしてインバータ回路3の各トランジス
タU,V,W,X,Y,Zの導通状態を切り替える駆動
信号(図7(j)ないし(o)に示す)を発生する。
イミングをもとにしてインバータ回路3の各トランジス
タU,V,W,X,Y,Zの導通状態を切り替える駆動
信号(図7(j)ないし(o)に示す)を発生する。
【0009】各駆動信号により各トランジスタU,V,
W,X,Y,Zが駆動されるため、ブラシレスモータ4
の電機子巻線電流の通電が切り替えられ、これにより固
定子に発生する回転磁界を追従するように回転子4aが
回転する。
W,X,Y,Zが駆動されるため、ブラシレスモータ4
の電機子巻線電流の通電が切り替えられ、これにより固
定子に発生する回転磁界を追従するように回転子4aが
回転する。
【0010】また、制御回路6は駆動信号の他に、所定
デューティ比(オン、オフ比)のチョッピング信号を駆
動回路7に出力しており、駆動回路7はインバータ回路
3の上アームのトランジスタU,V,Wの駆動信号のオ
ン部分をチョッピングする(図7(j)ないし(l)に
示す)。なお、下アームのトランジスタX,Y,Zをチ
ョッピング駆動する方法もある。
デューティ比(オン、オフ比)のチョッピング信号を駆
動回路7に出力しており、駆動回路7はインバータ回路
3の上アームのトランジスタU,V,Wの駆動信号のオ
ン部分をチョッピングする(図7(j)ないし(l)に
示す)。なお、下アームのトランジスタX,Y,Zをチ
ョッピング駆動する方法もある。
【0011】このように、位置検出信号A,B,Cに基
づいてブラシレスモータ4の各電機子巻線電流の通電を
切り替えて同ブラシレスモータ4を回転制御し、かつチ
ョッピングのオン、オフ比を可変することにより、ブラ
シレスモータ4を所定回転数に制御することができる。
づいてブラシレスモータ4の各電機子巻線電流の通電を
切り替えて同ブラシレスモータ4を回転制御し、かつチ
ョッピングのオン、オフ比を可変することにより、ブラ
シレスモータ4を所定回転数に制御することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ブラシ
レスモータの制御方法におては、積分回路5bを用いて
回転子4aの位置を検出し、この位置検出により通電切
り替えタイミングを得ているため、以下の問題点が生じ
る。
レスモータの制御方法におては、積分回路5bを用いて
回転子4aの位置を検出し、この位置検出により通電切
り替えタイミングを得ているため、以下の問題点が生じ
る。
【0013】まず、電機子巻線に誘起される電圧波形に
は種々の周波数成分が混在しており、積分回路(積分フ
ィルタ)5bの特性上それら全ての周波数に対する定数
決定ができない。したがって、積分回路を通した電圧波
形には必要としない周波数成分が含まれることとなり、
特にブラシレスモータ4の回転数の変化によって含まれ
る周波数により、出力90度遅れに誤差が生じ、結果回
転子4aの位置検出に誤差が生じる。
は種々の周波数成分が混在しており、積分回路(積分フ
ィルタ)5bの特性上それら全ての周波数に対する定数
決定ができない。したがって、積分回路を通した電圧波
形には必要としない周波数成分が含まれることとなり、
特にブラシレスモータ4の回転数の変化によって含まれ
る周波数により、出力90度遅れに誤差が生じ、結果回
転子4aの位置検出に誤差が生じる。
【0014】また、積分回路5b等を必要とすることか
ら、どうしてもコストアップになるだけなく、部品の増
加により制御基板が大きく、スペースをとるといった欠
点もある。
ら、どうしてもコストアップになるだけなく、部品の増
加により制御基板が大きく、スペースをとるといった欠
点もある。
【0015】さらに、積分回路5bを通して得る90度
遅れが常に一定であるが、ブラシレスモータ4の回転数
や負荷状態によってはその90度遅れが最適でない、つ
まりブラシレスモータ4の効率を最大とする通電切り替
えタイミングが回転数や負荷状態によって異なるため、
常に最大の効率となるように通電を切り替えることがで
きない。
遅れが常に一定であるが、ブラシレスモータ4の回転数
や負荷状態によってはその90度遅れが最適でない、つ
まりブラシレスモータ4の効率を最大とする通電切り替
えタイミングが回転数や負荷状態によって異なるため、
常に最大の効率となるように通電を切り替えることがで
きない。
【0016】そこで、積分回路5bを用いずに、回転子
4aの位置を検出してブラシレスモータ4を回転制御す
る方法がある。この制御方法の場合、電機子巻線に誘起
される電圧波形と中性点電位(基準電圧)とを比較し、
この比較結果をブラシレスモータ4の制御回路(マイク
ロコンピュータ)に入力し、このマイクロコンピュータ
によって演算して通電切り替えタイミングを決定する。
4aの位置を検出してブラシレスモータ4を回転制御す
る方法がある。この制御方法の場合、電機子巻線に誘起
される電圧波形と中性点電位(基準電圧)とを比較し、
この比較結果をブラシレスモータ4の制御回路(マイク
ロコンピュータ)に入力し、このマイクロコンピュータ
によって演算して通電切り替えタイミングを決定する。
【0017】具体的に説明すると、直接的に電機子巻線
の端子電圧波形(誘起電圧波形)と基準電圧(Vdc/
2)とを比較して得た位置検出信号をマイクロコンピュ
ータに入力する。このマイクロコンピュータは通電切り
替え後の最初の位置検出信号の変化点を回転子4aの位
置検出点とし、この位置検出点から位相角30度(電気
角30度)に相当する時間経過時に電機子巻線の通電を
切り替える。
の端子電圧波形(誘起電圧波形)と基準電圧(Vdc/
2)とを比較して得た位置検出信号をマイクロコンピュ
ータに入力する。このマイクロコンピュータは通電切り
替え後の最初の位置検出信号の変化点を回転子4aの位
置検出点とし、この位置検出点から位相角30度(電気
角30度)に相当する時間経過時に電機子巻線の通電を
切り替える。
【0018】このように、積分回路5bを使用して90
度遅れの位置検出信号(90度での通電切り替えタイミ
ング)を得るのに対し、積分回路5bを使用しない方法
(ディジタル方式では、誘起電圧と基準電圧との交点か
ら最適なタイミング(所定角度の30度)で通電を切り
替えることが可能である。
度遅れの位置検出信号(90度での通電切り替えタイミ
ング)を得るのに対し、積分回路5bを使用しない方法
(ディジタル方式では、誘起電圧と基準電圧との交点か
ら最適なタイミング(所定角度の30度)で通電を切り
替えることが可能である。
【0019】しかし、このディジタル方式の場合、通電
切り替えにより逆起電圧(スパイク電圧k)による雑音
等により通電切り替え後の最初の位置検出信号の変化点
(検出エッジ)が得られない。つまり、スパイク電圧k
の電圧幅が大きく、位置検出ポイント(誘起電圧と基準
電圧との交点)にかかり、位置検出ポイントを得ること
ができないことがある。
切り替えにより逆起電圧(スパイク電圧k)による雑音
等により通電切り替え後の最初の位置検出信号の変化点
(検出エッジ)が得られない。つまり、スパイク電圧k
の電圧幅が大きく、位置検出ポイント(誘起電圧と基準
電圧との交点)にかかり、位置検出ポイントを得ること
ができないことがある。
【0020】このように、スパイク電圧kが位置検出ポ
ントにかかり、回転子4aの位置検出ができなくなる
と、ブラシレスモータ4の回転制御に支障を来し、脱
調、停止の原因ともなり、また位置検出運転が継続不能
となることもある。
ントにかかり、回転子4aの位置検出ができなくなる
と、ブラシレスモータ4の回転制御に支障を来し、脱
調、停止の原因ともなり、また位置検出運転が継続不能
となることもある。
【0021】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的はブラシレスモータの回転子の位置検出
ができない場合であっても、回転制御に支障を来すよう
なこともなく、停止、脱調を防止することができ、位置
検出運転を継続することができるようにしたブラシレス
モータの制御方法を提供することにある。
あり、その目的はブラシレスモータの回転子の位置検出
ができない場合であっても、回転制御に支障を来すよう
なこともなく、停止、脱調を防止することができ、位置
検出運転を継続することができるようにしたブラシレス
モータの制御方法を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明はブラシレスモータの電機子巻線に発生す
る誘起電圧と基準電圧とを比較して得た位置検出信号に
より同ブラシレスモータの回転子の位置を検出し、該位
置検出を基準にして前記ブラシレスモータの電機子巻線
電流の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法で
あって、前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時
し、かつ記憶するとともに、該記憶した位置検出時刻
(ta)および前回の位置検出時刻(tb)により位置
検出間隔の時間(TA)を算出し、前記位置検出時刻
(ta)および位置検出間隔の時間(TA)により同位
置検出時刻(ta)後の通電切り替え時刻(tk)を予
測し、かつ該予測した通電切り替え時刻(tk)後の位
置検出時刻(taa)を予測し、前記予測した通電切り
替え時刻(tk)で前記電機子巻線電流の通電を切り替
える一方、該通電切り替え後前記予測した通電切り替え
時刻(tk)を基準とした所定時間経過までに前記回転
子の位置検出がないときには同所定時間後で通電を切り
替え、かつ前記予測した位置検出時刻(taa)を前記
位置検出があった時刻と見なして記憶するようにしたこ
とを特徴としている。
に、この発明はブラシレスモータの電機子巻線に発生す
る誘起電圧と基準電圧とを比較して得た位置検出信号に
より同ブラシレスモータの回転子の位置を検出し、該位
置検出を基準にして前記ブラシレスモータの電機子巻線
電流の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法で
あって、前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時
し、かつ記憶するとともに、該記憶した位置検出時刻
(ta)および前回の位置検出時刻(tb)により位置
検出間隔の時間(TA)を算出し、前記位置検出時刻
(ta)および位置検出間隔の時間(TA)により同位
置検出時刻(ta)後の通電切り替え時刻(tk)を予
測し、かつ該予測した通電切り替え時刻(tk)後の位
置検出時刻(taa)を予測し、前記予測した通電切り
替え時刻(tk)で前記電機子巻線電流の通電を切り替
える一方、該通電切り替え後前記予測した通電切り替え
時刻(tk)を基準とした所定時間経過までに前記回転
子の位置検出がないときには同所定時間後で通電を切り
替え、かつ前記予測した位置検出時刻(taa)を前記
位置検出があった時刻と見なして記憶するようにしたこ
とを特徴としている。
【0023】この発明のブラシレスモータの制御方法
は、前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時し、か
つ記憶するとともに、該記憶した位置検出時刻(ta)
および前回の位置検出時刻(tb)により位置検出間隔
の時間(TA)を算出し、前記位置検出時刻(ta)お
よび位置検出間隔の時間(TA)により同位置検出時刻
(ta)後の通電切り替え時刻(tk)を予測し、かつ
該予測した通電切り替え時刻(tk)後の位置検出時刻
(taa)を予測し、前記予測した通電切り替え時刻
(tk)で前記電機子巻線電流の通電を切り替える一
方、該通電切り替え後前記予測した通電切り替え時刻
(tk)を基準として前記位置検出間隔の時間(TA)
の所定割合の時間経過までに前記回転子の位置検出がな
いときには同所定時間後で通電を切り替え、かつ前記予
測した位置検出時刻(taa)を前記位置検出がなかっ
た時刻と見なして記憶するようにしたことを特徴として
いる。
は、前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時し、か
つ記憶するとともに、該記憶した位置検出時刻(ta)
および前回の位置検出時刻(tb)により位置検出間隔
の時間(TA)を算出し、前記位置検出時刻(ta)お
よび位置検出間隔の時間(TA)により同位置検出時刻
(ta)後の通電切り替え時刻(tk)を予測し、かつ
該予測した通電切り替え時刻(tk)後の位置検出時刻
(taa)を予測し、前記予測した通電切り替え時刻
(tk)で前記電機子巻線電流の通電を切り替える一
方、該通電切り替え後前記予測した通電切り替え時刻
(tk)を基準として前記位置検出間隔の時間(TA)
の所定割合の時間経過までに前記回転子の位置検出がな
いときには同所定時間後で通電を切り替え、かつ前記予
測した位置検出時刻(taa)を前記位置検出がなかっ
た時刻と見なして記憶するようにしたことを特徴として
いる。
【0024】この発明のブラシレスモータの制御方法
は、前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時し、か
つ記憶するとともに、該記憶した位置検出時刻(ta)
および前回の位置検出時刻(tb)により位置検出間隔
の時間(TA)を算出し、前記位置検出時刻(ta)お
よび位置検出間隔の時間(TA)により同位置検出時刻
(ta)後の通電切り替え時刻(tk)を予測し、かつ
該予測した通電切り替え時刻(tk)後の位置検出時刻
(taa)を予測し、前記予測した通電切り替え時刻
(tk)で前記電機子巻線電流の通電を切り替える一
方、該通電切り替え後前記回転子に対して回転方向と逆
向きとなるトルクが発生しない最大所定角度に対応する
時刻までに前記回転子の位置検出がないときには同所定
時間後で通電を切り替え、かつ前記予測した位置検出時
刻(taa)を前記位置検出があった時刻と見なして記
憶するようにしたことを特徴としている。
は、前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時し、か
つ記憶するとともに、該記憶した位置検出時刻(ta)
および前回の位置検出時刻(tb)により位置検出間隔
の時間(TA)を算出し、前記位置検出時刻(ta)お
よび位置検出間隔の時間(TA)により同位置検出時刻
(ta)後の通電切り替え時刻(tk)を予測し、かつ
該予測した通電切り替え時刻(tk)後の位置検出時刻
(taa)を予測し、前記予測した通電切り替え時刻
(tk)で前記電機子巻線電流の通電を切り替える一
方、該通電切り替え後前記回転子に対して回転方向と逆
向きとなるトルクが発生しない最大所定角度に対応する
時刻までに前記回転子の位置検出がないときには同所定
時間後で通電を切り替え、かつ前記予測した位置検出時
刻(taa)を前記位置検出があった時刻と見なして記
憶するようにしたことを特徴としている。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1ないし図5を参照して詳しく説明する。なお、図1
中、図6と同一部分および相当する部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。
1ないし図5を参照して詳しく説明する。なお、図1
中、図6と同一部分および相当する部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。
【0026】図1において、このブラシレスモータの制
御方法を適用した制御装置は、ブラシレスモータ4の電
機子巻線の端子電圧(誘起電圧を含む)R,S,Tを合
成して中性点電圧を得、この中性点電圧と基準電圧とを
位置検出回路10で比較し、この結果を位置検出信号D
として制御回路(マイクロコンピュータ)11に出力す
る。なお、位置検出回路10は、端子電圧R,S,Tを
合成する回路、基準電圧を発生する回路および合成して
得た中性点電圧と基準電圧とを比較して位置検出信号D
を出力する回路からなる。
御方法を適用した制御装置は、ブラシレスモータ4の電
機子巻線の端子電圧(誘起電圧を含む)R,S,Tを合
成して中性点電圧を得、この中性点電圧と基準電圧とを
位置検出回路10で比較し、この結果を位置検出信号D
として制御回路(マイクロコンピュータ)11に出力す
る。なお、位置検出回路10は、端子電圧R,S,Tを
合成する回路、基準電圧を発生する回路および合成して
得た中性点電圧と基準電圧とを比較して位置検出信号D
を出力する回路からなる。
【0027】制御回路11、通電切り替え後の最初の位
置検出信号の変化点により回転子4aの位置を検出し、
この位置検出の時刻を計時して記憶する一方、この位置
検出時刻と前回の位置検出時刻とにより位置検出隔の時
間を算出し、今回の位置検出(あるいは後述する見なし
位置検出)の時刻および位置検出間隔をもとにして通電
切り替えタイミングを算出する(今回の通電切り替え時
刻を予測する)。
置検出信号の変化点により回転子4aの位置を検出し、
この位置検出の時刻を計時して記憶する一方、この位置
検出時刻と前回の位置検出時刻とにより位置検出隔の時
間を算出し、今回の位置検出(あるいは後述する見なし
位置検出)の時刻および位置検出間隔をもとにして通電
切り替えタイミングを算出する(今回の通電切り替え時
刻を予測する)。
【0028】また、前記今回の通電切り替え時刻を予測
するとともに、今回の通電切り替え後の位置検出時刻を
予測しており、前記予測した通電切り替え時刻から所定
時間までに位置検出ができないときには強制的に通電を
切り替えるとともに、前記予測した位置検出時刻を位置
検出できた時刻とする。
するとともに、今回の通電切り替え後の位置検出時刻を
予測しており、前記予測した通電切り替え時刻から所定
時間までに位置検出ができないときには強制的に通電を
切り替えるとともに、前記予測した位置検出時刻を位置
検出できた時刻とする。
【0029】なお、前記所定時間は、前の位置検出間隔
の所定割合の時間とし、あるいは通電切り替え後ステー
タの回転磁界により回転子4aに対して逆回転となるト
ルクが発生しない最大所定角度に対応する時刻となる時
間(経験的に求めた時間)にすると好ましい。
の所定割合の時間とし、あるいは通電切り替え後ステー
タの回転磁界により回転子4aに対して逆回転となるト
ルクが発生しない最大所定角度に対応する時刻となる時
間(経験的に求めた時間)にすると好ましい。
【0030】なお、制御部11は図6に示す制御回路6
の機能(回転制御に必要な他の機能)を有し、また図4
(d)ないし(i)に示すようにブラシレスモータ4を
PWM制御するために、駆動信号、チョッピング信号お
よびチョッピングの切替信号を駆動回路12に出力す
る。
の機能(回転制御に必要な他の機能)を有し、また図4
(d)ないし(i)に示すようにブラシレスモータ4を
PWM制御するために、駆動信号、チョッピング信号お
よびチョッピングの切替信号を駆動回路12に出力す
る。
【0031】次に、前記制御装置の動作を図2および図
3のフローチャート図と、図4および図5のタイムチャ
ート図とを参照して詳細に説明すると、まずブラシレス
モータ3の回転制御が位置検出運転モードに入っている
ものとする。
3のフローチャート図と、図4および図5のタイムチャ
ート図とを参照して詳細に説明すると、まずブラシレス
モータ3の回転制御が位置検出運転モードに入っている
ものとする。
【0032】この場合、図3および図4に示すように、
位置検出回路10は、ブラシレスモータ4の端子電圧
R,S,Tを合成して中性点電圧(図4(d)参照)と
基準電圧とを比較し、この比較結果の交点で変化する位
置検出信号Dを出力する(図4(e)参照)。
位置検出回路10は、ブラシレスモータ4の端子電圧
R,S,Tを合成して中性点電圧(図4(d)参照)と
基準電圧とを比較し、この比較結果の交点で変化する位
置検出信号Dを出力する(図4(e)参照)。
【0033】すると、制御回路11は、通電切り替え後
(スパイク電圧k後)の最初の位置検出信号の変化点
(エッジ)により回転子4aの位置を検出し、この位置
検出をもとにして電機子巻線電流の通電を切り替える。
そのため、図4(d)ないし(i)に示すように、イン
バータ回路3のトランジスタU,V,W,X,Y,Zを
駆動する駆動信号を出力するとともに、ブラシレスモー
タ4の指示回転数に応じて駆動信号の所定区間をチョッ
ピングするチョッピング信号および切替信号を出力す
る。
(スパイク電圧k後)の最初の位置検出信号の変化点
(エッジ)により回転子4aの位置を検出し、この位置
検出をもとにして電機子巻線電流の通電を切り替える。
そのため、図4(d)ないし(i)に示すように、イン
バータ回路3のトランジスタU,V,W,X,Y,Zを
駆動する駆動信号を出力するとともに、ブラシレスモー
タ4の指示回転数に応じて駆動信号の所定区間をチョッ
ピングするチョッピング信号および切替信号を出力す
る。
【0034】このとき、制御回路11は位置検出時に図
2および図3に示すルーチンを実行し、まず次の位置検
出ができないこともあることを想定して強制的通電切り
替えを可能とするために内部のtjkフラグをクリアす
る(ステップST1)。
2および図3に示すルーチンを実行し、まず次の位置検
出ができないこともあることを想定して強制的通電切り
替えを可能とするために内部のtjkフラグをクリアす
る(ステップST1)。
【0035】続いて、位置検出の時刻taを計時して記
憶する一方(ステップST2)、前回の位置検出の時刻
tbを読み出し(ステップST3)、時刻ta,tbの
差TA(位置検出間隔の時間)を算出する(ステップS
T4)。
憶する一方(ステップST2)、前回の位置検出の時刻
tbを読み出し(ステップST3)、時刻ta,tbの
差TA(位置検出間隔の時間)を算出する(ステップS
T4)。
【0036】続いて、位置検出時刻ta後の通電切り替
え時刻tk(図4(d)参照)を予測するために、位置
検出時刻taに位置検出間隔の時間TAの所定割合TA
×x(例えばx=1/2)を加算して通電切り替え時刻
(今回の通電切り替え時刻)tkを算出し、またこの予
測通電切り替え時刻tk後の位置検出時刻taa(図4
(d)参照)も予測する(ステップST5)。なお、予
測位置検出時刻taaについては、例えば位置検出時刻
taに位置検出間隔TAを加算して得る。
え時刻tk(図4(d)参照)を予測するために、位置
検出時刻taに位置検出間隔の時間TAの所定割合TA
×x(例えばx=1/2)を加算して通電切り替え時刻
(今回の通電切り替え時刻)tkを算出し、またこの予
測通電切り替え時刻tk後の位置検出時刻taa(図4
(d)参照)も予測する(ステップST5)。なお、予
測位置検出時刻taaについては、例えば位置検出時刻
taに位置検出間隔TAを加算して得る。
【0037】続いて、前記予測した通電切り替え時刻t
kで通電を切り替えるために、時刻tkを通電切り替え
タイミングとして設定する(ステップST6)。
kで通電を切り替えるために、時刻tkを通電切り替え
タイミングとして設定する(ステップST6)。
【0038】また、前記予測通電切り替え時刻tk後に
位置検出ができないことを想定し、通電切り替え時刻t
kに所定時間を加算し、さらに次の通電切り替え時刻t
jk(図4(d)参照)を算出し(ステップST7)、
この時刻tjkで割り込みをかけて図3に示すルーチン
を実行するための処理を行う(ステップST8)。な
お、前記所定時間としては、前述したように、前の位置
検出間隔の時間TAの所定割合TA×yとし、あるいは
通電切り替え後ステータの回転磁界により回転子4aに
対して逆回転となるトルクが発生しない最大所定角度に
対応する時刻となる時間(経験的に求めた時間)とす
る。また、yとしては、例えば1でもよいが、時刻tj
kが例えば図2のルーチンの再実行による再設定前とな
るように決定するとよい。
位置検出ができないことを想定し、通電切り替え時刻t
kに所定時間を加算し、さらに次の通電切り替え時刻t
jk(図4(d)参照)を算出し(ステップST7)、
この時刻tjkで割り込みをかけて図3に示すルーチン
を実行するための処理を行う(ステップST8)。な
お、前記所定時間としては、前述したように、前の位置
検出間隔の時間TAの所定割合TA×yとし、あるいは
通電切り替え後ステータの回転磁界により回転子4aに
対して逆回転となるトルクが発生しない最大所定角度に
対応する時刻となる時間(経験的に求めた時間)とす
る。また、yとしては、例えば1でもよいが、時刻tj
kが例えば図2のルーチンの再実行による再設定前とな
るように決定するとよい。
【0039】したがって、位置検出がない場合にも適切
な通電切り替えが可能であり、特に逆回転となるトルク
が発生しない最大所定角度に対応する時刻で通電を切り
替えることができるため、脱調や停止となるような事態
を防止することができる。
な通電切り替えが可能であり、特に逆回転となるトルク
が発生しない最大所定角度に対応する時刻で通電を切り
替えることができるため、脱調や停止となるような事態
を防止することができる。
【0040】続いて、内部のtjkフラグをセットし
(ステップST9)、前記位置検出時刻taをtbに置
き換えて記憶する(ステップST10)。
(ステップST9)、前記位置検出時刻taをtbに置
き換えて記憶する(ステップST10)。
【0041】したがって、図5(d)に示すように、現
時刻が設定した予測通電切り替え時刻tkに達すると、
電機子巻線電流の通電を切り替え、しかる後この通電切
り替えにより非通電電機子巻線に発生する誘起電圧と基
準電圧との交点(回転子4aの位置)を検出する。
時刻が設定した予測通電切り替え時刻tkに達すると、
電機子巻線電流の通電を切り替え、しかる後この通電切
り替えにより非通電電機子巻線に発生する誘起電圧と基
準電圧との交点(回転子4aの位置)を検出する。
【0042】前記時刻tkでの通電切り替え後、位置検
出ができたときには図2に示すルーチンを再実行し、つ
まり前述した処理を繰り返すが、例えば誘起電圧と基準
電圧との交点(回転子4aの位置検出ポイント)がスパ
イク電圧k等に隠れ、位置検出ができないこともある
(図5の波線参照)。この位置検出ができないまま、現
時刻が時刻tjkに達すると、図3に示すルーチンを実
行する。
出ができたときには図2に示すルーチンを再実行し、つ
まり前述した処理を繰り返すが、例えば誘起電圧と基準
電圧との交点(回転子4aの位置検出ポイント)がスパ
イク電圧k等に隠れ、位置検出ができないこともある
(図5の波線参照)。この位置検出ができないまま、現
時刻が時刻tjkに達すると、図3に示すルーチンを実
行する。
【0043】まず、tjkフラグがセットされているか
否かを判断する(ステップST21)。この場合、図2
に示すルーチンを再実行していないために、tjkフラ
グがセットされたままであることから、ステップST2
1からST22に進み、即座に通電を切り替える。
否かを判断する(ステップST21)。この場合、図2
に示すルーチンを再実行していないために、tjkフラ
グがセットされたままであることから、ステップST2
1からST22に進み、即座に通電を切り替える。
【0044】続いて、今回位置検出ができなかった時刻
を予測した位置検出時刻taa(図5(d)参照)と見
なし、前記ステップST10において既に記憶している
位置検出時刻tbをtb+TA(予測した位置検出時刻
taa;図5(d)でta+TA)に書き換える(ステ
ップST23)。すなわち、予測した位置検出の次の位
置検出時に図2に示すルーチンの実行時に適切な処理
(適切な通電切り替え時刻の算出処理)を実行するため
である。
を予測した位置検出時刻taa(図5(d)参照)と見
なし、前記ステップST10において既に記憶している
位置検出時刻tbをtb+TA(予測した位置検出時刻
taa;図5(d)でta+TA)に書き換える(ステ
ップST23)。すなわち、予測した位置検出の次の位
置検出時に図2に示すルーチンの実行時に適切な処理
(適切な通電切り替え時刻の算出処理)を実行するため
である。
【0045】そして、ステップST22の通電切り替え
により発生した誘起電圧と基準電圧との交点を検出し、
この交点の時刻(位置検出時刻tx;図5(d)参照)
を得て記憶し(ステップST1)、以下同様に前述した
図2に示すルーチンを実行する。
により発生した誘起電圧と基準電圧との交点を検出し、
この交点の時刻(位置検出時刻tx;図5(d)参照)
を得て記憶し(ステップST1)、以下同様に前述した
図2に示すルーチンを実行する。
【0046】このように、位置検出がスパイク電圧k等
により隠れ、位置検出ができなくとも、適切な通電切り
替えを行うことができ、かつ位置検出できなかったポイ
ントを予測した位置検出時刻に見なして以後の通電切り
替えを行うことができる。
により隠れ、位置検出ができなくとも、適切な通電切り
替えを行うことができ、かつ位置検出できなかったポイ
ントを予測した位置検出時刻に見なして以後の通電切り
替えを行うことができる。
【0047】また、端子電圧(誘起電圧を含む)を合成
して中性点電圧を得、この中性点電圧と基準電圧との比
較結果により回転子の位置を検出し、この位置検出を基
準として通電を切り替えている。このディジタル方式を
採用した位置検出回路10により、積分回路等を用いた
アナログ方式の位置検出回路の問題点を解消することが
でき、しかも回路構成も単純化することができ、ひいて
はコスト低下を図ることができる。
して中性点電圧を得、この中性点電圧と基準電圧との比
較結果により回転子の位置を検出し、この位置検出を基
準として通電を切り替えている。このディジタル方式を
採用した位置検出回路10により、積分回路等を用いた
アナログ方式の位置検出回路の問題点を解消することが
でき、しかも回路構成も単純化することができ、ひいて
はコスト低下を図ることができる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のブラシ
レスモータの制御方法のうち請求項1の発明によると、
ブラシレスモータの回転子の位置検出ができない場合で
あっても、通電切り替えを行うことができ、結果停止、
脱調を防止することができ、回転制御に支障を来すよう
なこともなく、位置検出運転を継続することができ、ま
たディジタル方式を採用した位置検出回路により、積分
回路等を用いたアナログ方式の位置検出回路の問題点を
解消することができ、しかも回路構成も単純化すること
ができ、ひいてはコスト低下を図ることができるという
効果がある。
レスモータの制御方法のうち請求項1の発明によると、
ブラシレスモータの回転子の位置検出ができない場合で
あっても、通電切り替えを行うことができ、結果停止、
脱調を防止することができ、回転制御に支障を来すよう
なこともなく、位置検出運転を継続することができ、ま
たディジタル方式を採用した位置検出回路により、積分
回路等を用いたアナログ方式の位置検出回路の問題点を
解消することができ、しかも回路構成も単純化すること
ができ、ひいてはコスト低下を図ることができるという
効果がある。
【0049】請求項2の発明によると、位置検出がなく
とも通電切り替えを適切に行うことができ、また請求項
1と同じ効果を奏する。
とも通電切り替えを適切に行うことができ、また請求項
1と同じ効果を奏する。
【0050】請求項3の発明によると、位置検出がなく
とも、通電切り替えを適切に行うことができ、しかも逆
回転という事態が起こることもなく、また請求項1と同
じ効果を奏する。
とも、通電切り替えを適切に行うことができ、しかも逆
回転という事態が起こることもなく、また請求項1と同
じ効果を奏する。
【図1】この発明の一実施の形態を示し、ブラシレスモ
ータの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック
線図。
ータの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック
線図。
【図2】図1に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明するための概略的フローチャート図。
を説明するための概略的フローチャート図。
【図3】図1に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明するための概略的フローチャート図。
を説明するための概略的フローチャート図。
【図4】図1に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明するための概略的タイムチャート図。
を説明するための概略的タイムチャート図。
【図5】図1に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明するための概略的タイムチャート図。
を説明するための概略的タイムチャート図。
【図6】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的ブ
ロック線図。
ロック線図。
【図7】図6に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明するための概略的タイムチャート図。
を説明するための概略的タイムチャート図。
1 交流電源 2 倍電圧整流回路 3 インバータ回路 4 ブラシレスモータ(センサレス直流ブラシレスモー
タ) 4a 回転子(ブラシレスモータ4の) 6,11 制御回路(マイクロコンピュータ) 10 位置検出回路 14 駆動回路 D 位置検出信号 k スパイク電圧 R,S,T 電機子巻線の端子電圧
タ) 4a 回転子(ブラシレスモータ4の) 6,11 制御回路(マイクロコンピュータ) 10 位置検出回路 14 駆動回路 D 位置検出信号 k スパイク電圧 R,S,T 電機子巻線の端子電圧
Claims (3)
- 【請求項1】 ブラシレスモータの電機子巻線に発生す
る誘起電圧と基準電圧とを比較して得た位置検出信号に
より同ブラシレスモータの回転子の位置を検出し、該位
置検出を基準にして前記ブラシレスモータの電機子巻線
電流の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法で
あって、 前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時し、かつ記
憶するとともに、該記憶した位置検出時刻(ta)およ
び前回の位置検出時刻(tb)により位置検出間隔の時
間(TA)を算出し、前記位置検出時刻(ta)および
位置検出間隔の時間(TA)により同位置検出時刻(t
a)後の通電切り替え時刻(tk)を予測し、かつ該予
測した通電切り替え時刻(tk)後の位置検出時刻(t
aa)を予測し、前記予測した通電切り替え時刻(t
k)で前記電機子巻線電流の通電を切り替える一方、該
通電切り替え後前記予測した通電切り替え時刻(tk)
を基準とした所定時間経過までに前記回転子の位置検出
がないときには同所定時間後で通電を切り替え、かつ前
記予測した位置検出時刻(taa)を前記位置検出があ
った時刻と見なして記憶するようにしたことを特徴する
ブラシレスモータの制御方法。 - 【請求項2】 ブラシレスモータの電機子巻線に発生す
る誘起電圧と基準電圧とを比較して得た位置検出信号に
より同ブラシレスモータの回転子の位置を検出し、該位
置検出を基準にして前記ブラシレスモータの電機子巻線
電流の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法で
あって、 前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時し、かつ記
憶するとともに、該記憶した位置検出時刻(ta)およ
び前回の位置検出時刻(tb)により位置検出間隔の時
間(TA)を算出し、前記位置検出時刻(ta)および
位置検出間隔の時間(TA)により同位置検出時刻(t
a)後の通電切り替え時刻(tk)を予測し、かつ該予
測した通電切り替え時刻(tk)後の位置検出時刻(t
aa)を予測し、前記予測した通電切り替え時刻(t
k)で前記電機子巻線電流の通電を切り替える一方、該
通電切り替え後前記予測した通電切り替え時刻(tk)
を基準として前記位置検出間隔の時間(TA)の所定割
合の時間経過までに前記回転子の位置検出がないときに
は同所定時間後で通電を切り替え、かつ前記予測した位
置検出時刻(taa)を前記位置検出があった時刻と見
なして記憶するようにしたことを特徴するブラシレスモ
ータの制御方法。 - 【請求項3】 ブラシレスモータの電機子巻線に発生す
る誘起電圧と基準電圧とを比較して得た位置検出信号に
より同ブラシレスモータの回転子の位置を検出し、該位
置検出を基準にして前記ブラシレスモータの電機子巻線
電流の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法で
あって、 前記回転子の位置検出の時刻(ta)を計時し、かつ記
憶するとともに、該記憶した位置検出時刻(ta)およ
び前回の位置検出時刻(tb)により位置検出間隔の時
間(TA)を算出し、前記位置検出時刻(ta)および
位置検出間隔の時間(TA)により同位置検出時刻(t
a)後の通電切り替え時刻(tk)を予測し、かつ該予
測した通電切り替え時刻(tk)後の位置検出時刻(t
aa)を予測し、前記予測した通電切り替え時刻(t
k)で前記電機子巻線電流の通電を切り替える一方、該
通電切り替え後前記回転子に対して回転方向と逆向きと
なるトルクが発生しない最大所定角度に対応する時刻ま
でに前記回転子の位置検出がないときには同所定時間後
で通電を切り替え、かつ前記予測した位置検出時刻(t
aa)を前記位置検出があった時刻と見なして記憶する
ようにしたことを特徴するブラシレスモータの制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8091962A JPH09261991A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | ブラシレスモータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8091962A JPH09261991A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | ブラシレスモータの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09261991A true JPH09261991A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=14041191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8091962A Withdrawn JPH09261991A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | ブラシレスモータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09261991A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11146684A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Daikin Ind Ltd | 同期モータの回転子回転位置検出方法およびその装置 |
| WO2001022566A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-29 | Empresa Brasileira De Compressores S.A. - Embraco | A method for controlling and protecting electric motors, a system for controlling electric motors and an electric motor system |
| JP2007189862A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Fujitsu General Ltd | ブラシレスdcモータの制御方法およびブラシレスdcモータの制御装置 |
| CN100446403C (zh) * | 2004-09-23 | 2008-12-24 | 通用汽车公司 | 自动推进系统的位置传感器容错控制系统及方法 |
| JP2012209999A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | ブラシレスモータの駆動制御装置 |
-
1996
- 1996-03-21 JP JP8091962A patent/JPH09261991A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11146684A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Daikin Ind Ltd | 同期モータの回転子回転位置検出方法およびその装置 |
| WO2001022566A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-29 | Empresa Brasileira De Compressores S.A. - Embraco | A method for controlling and protecting electric motors, a system for controlling electric motors and an electric motor system |
| US6838840B1 (en) | 1999-09-20 | 2005-01-04 | Empresa Brasileira De Compressores, S.A. | Method for controlling and protecting electric motors, a system for controlling electric motors and an electric motor system |
| CN100446403C (zh) * | 2004-09-23 | 2008-12-24 | 通用汽车公司 | 自动推进系统的位置传感器容错控制系统及方法 |
| JP2007189862A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Fujitsu General Ltd | ブラシレスdcモータの制御方法およびブラシレスdcモータの制御装置 |
| JP2012209999A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | ブラシレスモータの駆動制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |