JPH0965679A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents

ブラシレスモータの制御装置

Info

Publication number
JPH0965679A
JPH0965679A JP7235995A JP23599595A JPH0965679A JP H0965679 A JPH0965679 A JP H0965679A JP 7235995 A JP7235995 A JP 7235995A JP 23599595 A JP23599595 A JP 23599595A JP H0965679 A JPH0965679 A JP H0965679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current command
command value
brushless motor
phase
magnetic pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7235995A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3236198B2 (ja
Inventor
Hideo Ryu
英男 劉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Advanced Motor Corp
Original Assignee
Japan Servo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Servo Corp filed Critical Japan Servo Corp
Priority to JP23599595A priority Critical patent/JP3236198B2/ja
Publication of JPH0965679A publication Critical patent/JPH0965679A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3236198B2 publication Critical patent/JP3236198B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ブラシレスモータの巻線電流の位相
が巻線の時定数や制御用のマイコンの動作遅れ等により
遅れることにより出力が減少するという問題があるが巻
線電流の位相の遅れを補正することにより、モータの効
率が良く高速運転を行うことができるブラシレスモータ
の制御装置を得るのが目的である。 【構成】ブラシレスモータ21に磁極検出器22を取り
付け、磁極検出信号Cu,Cv,Cwの立ち上がり、立ち下
がりエッジを信号処理器23で検出し信号Cpを出力す
る。Cp毎の電流指令値の波高値を変えることで電流指
令値の波形重心を変えられ、電流指令値の重心を移動す
ることにより、電流指令値を移相させる場合と等価にな
る。またこれらの検出信号と電流指令値の振幅I*及び
進み角度βによりモータ電流指令演算器14で電流指令
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータの制御
装置に係り、固定子巻線の電流の位相を制御することが
できる構成のものに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、FA、OA、情報機器の急激な成
長と相俟って、その駆動源としてのモータおよびその制
御法も進歩が著しい。その中でブラシレスモータは、種
々の分野に広く用いられている。
【0003】一方、ブラシレスモータの一種としてステ
ッピングモータのロータの回転角を回転エンコーダ等に
より検出し、回転子の変位に従って励磁を切り換えてゆ
く制御法がある。この制御方法には、ステッピングモー
タの脱調、ミスステップを確実に避けることができ、広
く利用されつつある。図4は3相ブラシレスモータの概
念的な構成を示し、41は固定子でu−u’v−v’,
w−w’の3個の巻線が電気角でほぼ120度の位置に
配置され、固定子41と空隙を介して2極に着磁された
永久磁石を備えた回転子42が回転自在に支承されてお
り、θは回転子の回転角である。図4に示した3相ブラ
シレスモータの出力トルクを考察するには固定子41と
回転子42との空隙のパーミアンスPと固定子41の各
相の巻線に流す電流を検討するのが一般的である。3相
ブラシレスモータの固定子41と回転子42との間の空
隙のパーミアンスP(θ)は(1)式のように近似出来る。
ここでP0、k1は構造によって定まる定数である。
【0004】 P(θ)=P0k1sinθ ・・・・・(1)
【0005】また、固定子41の巻線u,v,wに流す
電流をiu,iv,iwとし、電流の振幅をIとすると、 iu=Isinωt ・・・・・(2) iv=Isin(ωt−2π/3)
・・・・・(3) iw=Isin(ωt−4π/3)
・・・・・(4) と表すことができる。
【0006】そこでモータの出力トルクTは T=K[P(θ)iu+P(θ−2π/3)iv+P(θ
−4π/3)iw]・・・・・(5) で表現されるから、(1)〜(4)式を(5)式に代入
して、
【0007】
【数1】 ・・・・・(6) となる。Kは定数である。
【0008】モータを高効率で運転するためには、ブラ
シレスモータのロータ42の回転角度θを検出し、上記
(2)〜(4)式に従って各電流値が制御されなくてはならな
い。したがって、ωt=θとすれば、
【数2】 ・・・・・(7) となる。しかし、ブラシレスモータの固定子41に流れ
る電流は巻線のもつ時定数や、マイコンによる計算の遅
れにより位相遅れを生じ、各巻線から検出される実電流
に位相の遅れφがあると、ωt=θ−φとすれば、電流
iu,iv,iwは
【0009】 iu=Isin(θ−φ) ・・・・・(8) iv=Isin(θ−2π/3−φ) ・・・・・(9) iw=Isin(θ−4π/3−φ) ・・・・・(10 ) となるから、出力トルクTは
【0010】
【数3】 ・・・・・(11) となって、トルクが減少することになり、電流位相の遅
れを補正する必要がある。ブラシレスモータの上記欠点
を補うため、外部にエンコーダを取り付け、モータの回
転子の回転角度に応じて電流位相の遅れを補正する方法
もある。
【0011】この方法を図9により説明する。図におい
て91はエンコーダにより制御される電流指令値の波形
で、回転子の磁極の1ピッチ角度2πラジアン間のエン
コーダのパルス数をNとすると、2π/Nラジアン毎に
階段状に変化して正弦波92に近似させることができ
る。
【0012】そこでエンコーダによる制御信号の位相を
変化させる装置により電流指令値の位相を移動させると
電流指令値の波形は図10に示すようになり、2π/N
毎に電流位相を移相することができるが、移相の精度を
高くするにはエンコーダのパルス数Nを大きくする必要
があり、高パルスのエンコーダは高価格であるという欠
点があった。
【0013】
【発明が解決しようとする問題点】上記のように、従来
技術のブラシレスモータの制御装置は電流位相の遅れの
影響により出力トルクが減少し、高速回転できない、効
率が悪くなるという欠点をもち、またブラシレスモータ
に高パルスエンコーダを取り付けたものではエンコーダ
が高価格であるという欠点をもっている。
【0014】
【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ために本発明に成るブラシレスモータの制御装置におい
ては、ブラシレスモータに磁極検出器を取り付けて磁極
検出信号により巻線電流の指令値を計算し、磁極検出信
号毎に巻線電流の指令値の波高値を変えることで巻線電
流の位相を制御する方式により解決する。
【0015】
【作用】本発明に成るブラシレスモータの制御装置は、
上記の手段によって、巻線電流の位相を移相させ、巻線
電流の位相遅れを補正し、最大出力トルクを得ることに
より高速運転でき、また効率を高くすることができる。
【0016】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。図1は本発明に成るブラシレスモータの
制御装置の実施例の構成を示す回路図である。図1にお
いて、11は3相ブラシレスモータ、12は3相ブラシ
レスモータ11の回転子に取り付けられた磁極検出器、
13は磁極検出器の信号処理器、14は電流指令演算
器、15は電流制御装置、16は駆動回路である。磁極
信検出器12により検出された磁極検出信号Cu,Cv,
Cwは磁極信号処理器13に送られπ/3ラジアン毎の
信号Cpを生成し、磁極検出信号Cu,Cv,Cwと共に電
流指令演算器14に送られ、前記磁極検出信号と電流指
令値の振幅I*及び電流指令の進み角指令βから電流指
令演算器14で3相交流電流指令値i*u,i*v,i*wを
生成する。電流指令演算器14には上位制御装置より電
流指令値の振幅I*と電流指令の進み角指令βが入力さ
れている。
【0017】図3は、磁極信号処理器13の中の磁極検
出信号Cu,Cv,Cwの波形を示すもので、31が磁極検
出信号でこれらの信号は2π/3ラジアン位相差の3相
矩形波信号である。全相の立ち上がり、立ち下がりエッ
ジを検出し、生成したπ/3ラジアン毎の信号Cpの波
形は32である。
【0018】電流指令演算器14は、3相電流指令値の
基本と成る2π/3ラジアンの位相差を有する矩形波の
磁極検出信号Cu,Cv,Cwのそれぞれについて、2πラ
ジアンの区間において前記磁極信号処理器13により生
成されたCpによりπ/3ラジアン毎に電流の振幅I*を
所定の値に変化させて3相の電流指令iu,iv,iwを生
成させるようになっており、更に進み角βの値により電
流の振幅が変化させられるようになっている。
【0019】図2は、電流指令演算器14より出力する
信号で、磁極検出信号Cu,Cc,CwとCpに基ずいて生成
した3相の電流指令(進み角指令β=0)の一つ(例え
ばU相)21を示すもので、0からπ/3ラジアンの間
は電流の振幅はh1I*であり、π/3ラジアンより2π
/3ラジアンの間はh2I*であり、2π/3ラジアンよ
りπラジアンの間はh3I*であり、πラジアンより2π
ラジアンの間は前記の0よりπラジアンまでの振幅が符
号を反対にして繰返えされる。電流指令値の高調波を無
視すれば、電流指令値は22のようにほぼ正弦Sinθ
に近似となる。
【0020】図2に示した波形21においてπ/3ラジ
アン毎の電流指令値の波高値をh1I*(0≦θ<π/
3),h2I*(π/3≦θ<2π/3),h3I*(2π
/3≦θ<π),h4I*(π≦θ<4π/3),h5I*
(4π/3≦θ<5π/3),h6I*(5π/≦θ/3
<2π)とすると、進み角指令β=0の場合の電流指令
値の波高値の係数の一例は
【0021】h1=0.5 h2=1.0 h3=0.5 h4=−h1 h5=−h2 h6=−h3 とする。
【0022】図2に示した電流指令のθ=0〜π間の波
形の重心gは次式のように計算することができる。
【0023】
【数4】 ・・・・・(12) ここに、h(θ)は波形の高さを表す関数である。h(θ)
はπ/3毎に一定となるので、上記のh1I*,h2I*,h
3I*を式(12)に代入すると、波形の重心gは
【0024】
【数5】 ・・・・・(13) で表すことができる。ここで進み角指令β=0の場合の
電流指令値の波高値を式(13)に代入すると、この時
の波形の重心gはπ/2の位置となる。
【0025】式(13)によって、π/3ラジアン毎の
電流指令値の波高値を変えることで電流指令値の波形重
心gを移動できる。この電流指令値の重心gを移動する
ことにより、電流指令値の波形は進み角度βだけ移動し
た場合と等価になる。例えば、電流指令値の波形をπ/
12(β=π/12)ラジアン進めたい場合には、h1=
0.75,h2=1,h3=0.25を式(12)に代入
すると、図5に示すように電流指令値の波形重心gは5
π/12の位置となる。つまり、電流指令値の波形重心
gはπ/2からπ/12ラジアン左に移動したことにな
る。この場合の電流指令値の波形は図5の51であり、
高調波を無視した電流指令値は52のような略正弦波I
*sin(θ+β)となる。
【0026】式(13)によって、電流指令の波高値h
1I*,h2I*,h3I*より、波形の重心gを変える場合
の実施例として以下いくつかの例を示す。
【0027】進み角βを0〜π/6の間となるようにす
るには、 h1=0.5+△h h2=1.0 h3=0.5−△h h4=−h1 h5=−h2 h6=−h3 となる。ただし、△h=3β/πである。
【0028】進み角βをπ/6〜π/3の間となるよう
にするには、 h1=1.0 h2=1.0−△h h3=−△h h4=−h1 h5=−h2 h6=−h3 となる。ただし、△h=3(β−π/6)/πである。
【0029】進み角β=π/6,π/4,π/3の時の
電流指令値の波形および略正弦波はそれぞれ図6の6
1、62、図7の71、72、図8の81、82に示す
ようになる。
【0030】なお、上記の実施例は3相ブラシレスモー
タとした場合について述べたが、本発明はこれに限定さ
れず他の相数のものに適用することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明に成るブラシレスモータの制御装
置は、上記のような構成でブラシレスモータに磁極検出
器を取り付けて回転子の磁極検出信号により巻線電流の
指令値を計算し、磁極検出信号毎に巻線電流の指令値の
波高値を変えることで任意の巻線電流の位相を制御する
ことができ、巻線電流の位相遅れを補正し、高速運転を
行うことができ、また高効力の運転ができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に成るブラシレスモータの制御装置の一
実施例を示す回路図である。
【図2】本発明に成るブラシレスモータの制御装置の一
実施例の電流指令波形(移相β=0)図である。
【図3】本発明に成るブラシレスモータの制御装置の一
実施例の磁極検出信号の波形図である。
【図4】本発明を実施するブラシレスモータの構造を示
す模式図である。
【図5】本発明に成るブラシレスモータの制御装置の一
実施例の電流指令波形(移相β=π/12)図である。
【図6】本発明に成るブラシレスモータの制御装置の一
実施例の電流指令波形(移相β=π/6)図である。
【図7】本発明に成るブラシレスモータの制御装置の一
実施例の電流指令波形(移相β=π/4)図である。
【図8】本発明に成るブラシレスモータの制御装置の一
実施例の電流指令波形(移相β=π/3)図である。
【図9】従来より実施されている高パルスエンコーダに
よる電流指令波形図(移相β=0)である。
【図10】従来より実施されている高パルスエンコーダ
による電流指令波形図(移相β=2π/N)である。 〔図面の簡単な説明〕 11:3相ブラシレスモータ 12:磁極検出器 13:磁極信号処理器 14:電流指令演算器 15:電流制御装置 16:駆動回路 21:電流指令値波形(移相β=0) 22:電流指令値の略正弦波(移相β=0) 31:磁極検出信号 32:π/3毎の信号 41:ブラシレスモータの固定子 42:ブラシレスモータの回転子 51:電流指令値波形(移相β=π/12) 52:電流指令値の略正弦波(移相β=π/12) 61:電流指令値波形(移相β=π/6) 62:電流指令値の略正弦波(移相β=π/6) 71:電流指令値波形(移相β=π/4) 72:電流指令値の略正弦波(移相β=π/4) 81:電流指令値波形(移相β=π/3) 82:電流指令値の略正弦波(移相β=π/3) 91:高パルスエンコーダによる電流指令値波形(移相
β=0) 92:電流指令値の略正弦波(移相β=0) 101:高パルスエンコーダによる電流指令値波形(移
相β=2π/N) 102:電流指令値の略正弦波(移相β=2π/N)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3相の固定子巻線を備えた固定子と、該
    固定子と空隙を介して対向し複数の磁極を有する永久磁
    石を備えた回転子と、該回転子を回転自在に支承する軸
    受け装置と、前記回転子の磁極位置を検出する手段と、
    該磁極位置の変化を電気信号に変換する手段と、該手段
    により変換された電気信号により前記3相の固定子巻線
    に順次通電せしめる通電制御手段と、とを有するブラシ
    レスモータの制御装置において、前記磁極検出信号の立
    ち上がり、立ち下がりエッジを検出し、前記エッジ信号
    毎に前記3相巻線に流す電流指令値を演算する手段と、
    前記エッジ信号毎に前記電流指令値の大きさを変えるこ
    とで電流指令値の波形重心を移動することにより、電流
    指令値の位相を移相させる制御手段を備えたことを特徴
    とするブラシレスモータの制御装置。
JP23599595A 1995-08-23 1995-08-23 ブラシレスモータの制御装置 Expired - Fee Related JP3236198B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23599595A JP3236198B2 (ja) 1995-08-23 1995-08-23 ブラシレスモータの制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23599595A JP3236198B2 (ja) 1995-08-23 1995-08-23 ブラシレスモータの制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0965679A true JPH0965679A (ja) 1997-03-07
JP3236198B2 JP3236198B2 (ja) 2001-12-10

Family

ID=16994253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23599595A Expired - Fee Related JP3236198B2 (ja) 1995-08-23 1995-08-23 ブラシレスモータの制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3236198B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004010562A1 (ja) * 2002-07-22 2004-01-29 Nsk Ltd. モータ、モータの製造方法及びモータの駆動制御装置
CN101780811A (zh) * 2010-03-22 2010-07-21 苏州萨克汽车科技有限公司 一种汽车助力转向系统
KR101041072B1 (ko) * 2004-07-01 2011-06-13 삼성전자주식회사 브러시리스 직류 모터의 제어 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004010562A1 (ja) * 2002-07-22 2004-01-29 Nsk Ltd. モータ、モータの製造方法及びモータの駆動制御装置
US7180217B2 (en) 2002-07-22 2007-02-20 Nsk Ltd. Motor, method for manufacturing motor, and motor drive controller
KR101041072B1 (ko) * 2004-07-01 2011-06-13 삼성전자주식회사 브러시리스 직류 모터의 제어 방법
CN101780811A (zh) * 2010-03-22 2010-07-21 苏州萨克汽车科技有限公司 一种汽车助力转向系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP3236198B2 (ja) 2001-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0820657B1 (en) Switch mode sine wave driver for polyphase brushless permanent magnet motor
EP0466673A1 (en) Inverter
JP5732695B2 (ja) ベアリングレスモータ
CN102170256B (zh) 电机控制器
JP2005323490A (ja) 永久磁石式同期モータ装置およびコントローラ
US8362728B2 (en) Rotor position detection at standstill and low speeds using a PMG to operate a wound field synchronous machine
JPS6240085A (ja) ブラシレスモ−タ
JP3344914B2 (ja) 3相モータの速度制御装置
JP2003284389A (ja) ステッピングモータの駆動装置
JP2002272175A (ja) モータの初期位相検出方式、検出方法、及び、制御器
JP3236198B2 (ja) ブラシレスモータの制御装置
JP2003341935A (ja) トラバース制御装置
JPH09103096A (ja) ステッピングモータの駆動装置
EP3599714A1 (en) Method for determining the rotor position of a bldc motor
JPH11122975A (ja) ブラシレスdcモータ制御方法およびその装置
JPH1169679A (ja) 永久磁石形モータ
JPS62163591A (ja) ブラシレス電動機の制御装置
EP0466672A1 (en) Inverter
JP3706556B2 (ja) 永久磁石モータの制御装置
JPH10323098A (ja) 同期電動機の初期励磁方法
JP2897301B2 (ja) 直流ブラシレスモータの制御方法
KR940010813B1 (ko) 플라스틱 마그네트를 갖춘 직류모터 구동회로
JP2011062001A (ja) ステッピングモータの駆動制御方法および駆動制御装置
JPH11206198A (ja) 永久磁石形同期電動機の制御装置
JPH09215397A (ja) 交流モータの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080928

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees