JPS6223386A - ３相ブラシレスモ−タの制御装置 - Google Patents
３相ブラシレスモ−タの制御装置Info
- Publication number
- JPS6223386A JPS6223386A JP60159304A JP15930485A JPS6223386A JP S6223386 A JPS6223386 A JP S6223386A JP 60159304 A JP60159304 A JP 60159304A JP 15930485 A JP15930485 A JP 15930485A JP S6223386 A JPS6223386 A JP S6223386A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- voltage
- control device
- phase brushless
- brushless motor
- Prior art date
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- Pending
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、３相ブラシレスモータの制御装置に関し、よ
り詳細には、エンコーダが回転軸に取り付けられるモー
タに適用し得る３相ブラシレスモータの制ｗＪ装置に関
するものである。
り詳細には、エンコーダが回転軸に取り付けられるモー
タに適用し得る３相ブラシレスモータの制ｗＪ装置に関
するものである。
第２図を参照して従来の３相ブラシレスモータの制御装
置を説明する。ブロック図で示すこの制御装置は磁気セ
ンサ回路１．２．３、相切換え回路４、増幅器５．６．
７．３相ブラシレスモータ８、該モータの各相コイル
ｕ、 ｖＳ ｗ、エンコーダ９、十人力に基準電圧Ｅ
、を入力する減算器１０、及び周波数／電圧（Ｆ／Ｖｌ
変換器１１から構成されている。３相ブラシレスモータ
において、コイルの数とマグネットの数は一般に３対４
の関係になる。第４図にはフラット型の場合のコイル、
マグネット及び磁気センサ回路１．２．３の磁気センサ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の配置図を示している６ホール素子か
らなる磁気センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の出力はこれら磁気
センサＳ１〜Ｓ３の、例えばＳｌについて第３図に示す
ａ、ｂのようになる。この２つの出力ａ、ｂから、一方
より他方を滅じた信号を、信号が正または負に応じてコ
ンパレータでハイレベルまたはローレベルの信号として
得ることによりホール素子上のマグネットの極性を知る
ことが出来る。従って、３つの磁気センサＳｔ、Ｓ２、
Ｓ３の出力によりコイルとマグネットの位置関係を知る
ことが出来る。
置を説明する。ブロック図で示すこの制御装置は磁気セ
ンサ回路１．２．３、相切換え回路４、増幅器５．６．
７．３相ブラシレスモータ８、該モータの各相コイル
ｕ、 ｖＳ ｗ、エンコーダ９、十人力に基準電圧Ｅ
、を入力する減算器１０、及び周波数／電圧（Ｆ／Ｖｌ
変換器１１から構成されている。３相ブラシレスモータ
において、コイルの数とマグネットの数は一般に３対４
の関係になる。第４図にはフラット型の場合のコイル、
マグネット及び磁気センサ回路１．２．３の磁気センサ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の配置図を示している６ホール素子か
らなる磁気センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の出力はこれら磁気
センサＳ１〜Ｓ３の、例えばＳｌについて第３図に示す
ａ、ｂのようになる。この２つの出力ａ、ｂから、一方
より他方を滅じた信号を、信号が正または負に応じてコ
ンパレータでハイレベルまたはローレベルの信号として
得ることによりホール素子上のマグネットの極性を知る
ことが出来る。従って、３つの磁気センサＳｔ、Ｓ２、
Ｓ３の出力によりコイルとマグネットの位置関係を知る
ことが出来る。
次に、第４図（ａ）、ｆｂ）に示すマグネット及び磁気
センサの配置から磁気センサ回路１の磁気センサＳ１の
出力がローレベルからハイレベルに変化した時のマグネ
ットに対するコイルの位置を第５図に示す。第４図（δ
）は矢印方向に回転する回転ロータ側を、世）は固定ヨ
ーク側を示す。第５においてｔａ＋は矢印方向に移動す
るマグネット、（ｂ）は固定のコイル ｕ”−ｗ及び磁
気センサ５ｔ−３３を示す。第６図には各磁気センサ回
路１〜３の出力レベル及び各増幅器５・〜６のオン／オ
フ状態のタイムチャートを示している。このタイムチャ
ートにおいてハイレベル状態は増幅器がオン状態で電流
方向はコイル側にながれている状態であり、ローレベル
状態は増幅器がオン状態でコイルから増幅器方向に電流
が浦れている状態を示す。また、Ｘ印で示す状態は増幅
器がオフ状態にあることを示す。
センサの配置から磁気センサ回路１の磁気センサＳ１の
出力がローレベルからハイレベルに変化した時のマグネ
ットに対するコイルの位置を第５図に示す。第４図（δ
）は矢印方向に回転する回転ロータ側を、世）は固定ヨ
ーク側を示す。第５においてｔａ＋は矢印方向に移動す
るマグネット、（ｂ）は固定のコイル ｕ”−ｗ及び磁
気センサ５ｔ−３３を示す。第６図には各磁気センサ回
路１〜３の出力レベル及び各増幅器５・〜６のオン／オ
フ状態のタイムチャートを示している。このタイムチャ
ートにおいてハイレベル状態は増幅器がオン状態で電流
方向はコイル側にながれている状態であり、ローレベル
状態は増幅器がオン状態でコイルから増幅器方向に電流
が浦れている状態を示す。また、Ｘ印で示す状態は増幅
器がオフ状態にあることを示す。
上述した制御装置に於いては、増幅器がオン／オフされ
るのでコイルにスパイク電圧が発生してトルクにムラを
生じる原因となる。また、マグネットによって発生する
磁束密度分布は場所によって一定でなく、第７図に破線
で示すような曲線となる。今、この破線で示す曲線を正
弦曲線に近似して考えると、第６図のタイミングチャー
トにおけるｔｏから１の間の出力トルクは、一定の電流
を流した場合、次のようになる。
るのでコイルにスパイク電圧が発生してトルクにムラを
生じる原因となる。また、マグネットによって発生する
磁束密度分布は場所によって一定でなく、第７図に破線
で示すような曲線となる。今、この破線で示す曲線を正
弦曲線に近似して考えると、第６図のタイミングチャー
トにおけるｔｏから１の間の出力トルクは、一定の電流
を流した場合、次のようになる。
Ｕ相コイルによって発生するトルクは、Ｔｕ ＝に＠１
，１ ｔ Ｋ□ｎ （ｔ＋π＋π／３）（１，＜１
＜１．） 一ルート３ Ｋ ｓ ｉ ｎ （ｔ ＋ ｒｃ ／ ５
）−（Ｋは比例定数） Ｖ相コイルによって発生するトルクは、Ｔｖ＝ −Ｋｓ
ｉ ｎ （ｔ＋ｔｌｙｃ／３）＋Ｋｓ ｉｎ （ｔ＋
２π＋２／３π）＝茸ル−ト３Ｋｅｏｓｔ 上式から、Ｔｕ＋Ｔｖ−ルート３Ｋ （ｓ ｉｎ （ｔ
＋π／６）＋ｃｏ ｓ ｔ） ’＝３に／２ｓ ｉｎ （ｔ＋ θ）となり、トルクにムラが生じる。
，１ ｔ Ｋ□ｎ （ｔ＋π＋π／３）（１，＜１
＜１．） 一ルート３ Ｋ ｓ ｉ ｎ （ｔ ＋ ｒｃ ／ ５
）−（Ｋは比例定数） Ｖ相コイルによって発生するトルクは、Ｔｖ＝ −Ｋｓ
ｉ ｎ （ｔ＋ｔｌｙｃ／３）＋Ｋｓ ｉｎ （ｔ＋
２π＋２／３π）＝茸ル−ト３Ｋｅｏｓｔ 上式から、Ｔｕ＋Ｔｖ−ルート３Ｋ （ｓ ｉｎ （ｔ
＋π／６）＋ｃｏ ｓ ｔ） ’＝３に／２ｓ ｉｎ （ｔ＋ θ）となり、トルクにムラが生じる。
本発明の目的は、モータの回転軸にエンコーダを取りつ
けた回転モータにおけるフラッタを減少させることが出
来る３相ブラシレスモータの制御装置を提供することに
ある。
けた回転モータにおけるフラッタを減少させることが出
来る３相ブラシレスモータの制御装置を提供することに
ある。
（構成）
本発明は、上記の目的を達成させるため、モータの回転
軸に取りつけられたエンコーダを備えた３相ブラシレス
モータの制御装置において、エンコーダからの検出パル
スの周波数を該周波数に対応した電圧に変換しかつこの
電圧と基？！電圧発生器により発生した電圧との差電圧
を速度エラー信号とする速度制御ループと、前記検出パ
ルスをカウントするカウンタ回路と、該カウンタ回路の
出力信号によりアドレスされかつ前記データの磁束密度
を予め測定することにより算出されるデータが書き込ま
れる読取り専用メモリとを有し、前記データと前記速度
エラー信号を掛け合わせた信号により前記モータを駆動
することを特徴としたものである。
軸に取りつけられたエンコーダを備えた３相ブラシレス
モータの制御装置において、エンコーダからの検出パル
スの周波数を該周波数に対応した電圧に変換しかつこの
電圧と基？！電圧発生器により発生した電圧との差電圧
を速度エラー信号とする速度制御ループと、前記検出パ
ルスをカウントするカウンタ回路と、該カウンタ回路の
出力信号によりアドレスされかつ前記データの磁束密度
を予め測定することにより算出されるデータが書き込ま
れる読取り専用メモリとを有し、前記データと前記速度
エラー信号を掛け合わせた信号により前記モータを駆動
することを特徴としたものである。
以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。
第１図には、本発明の３相ブラシレスモータの制御装置
の一実施例がブロック図で示されている。
の一実施例がブロック図で示されている。
図に於いて、２０はＵ、■、Ｗ相コイルを有する３相ブ
ラシレスモータ２１の回転軸（図示せず）に取りつけら
れたエンコーダである。２２は該エンコーダからのパル
スをカウントするカウンタ、２３はモータ２１に接続さ
れたインデックスセンサ、２４はカウンタ２２の出力側
に接続された読取り専用メモリ （以下、ＲＯＭと称す
る）、２５はエンコーダ２０に接続されたパルス発生器
、２６〜２８はＲＯＭ２４及びパルス発生器２５の出力
にそれぞれ接続されるラッチである。各ラッチ２６〜２
８は直流／交流（以下、Ｄ／Ａと称する）変換器２９〜
３１に接続され、該Ｄ／’Ａ変換器２９〜３１はそれぞ
れ順次モータ２１のｕ、ｖ。
ラシレスモータ２１の回転軸（図示せず）に取りつけら
れたエンコーダである。２２は該エンコーダからのパル
スをカウントするカウンタ、２３はモータ２１に接続さ
れたインデックスセンサ、２４はカウンタ２２の出力側
に接続された読取り専用メモリ （以下、ＲＯＭと称す
る）、２５はエンコーダ２０に接続されたパルス発生器
、２６〜２８はＲＯＭ２４及びパルス発生器２５の出力
にそれぞれ接続されるラッチである。各ラッチ２６〜２
８は直流／交流（以下、Ｄ／Ａと称する）変換器２９〜
３１に接続され、該Ｄ／’Ａ変換器２９〜３１はそれぞ
れ順次モータ２１のｕ、ｖ。
Ｗ相コイルに接続される増幅器３２〜３４が接続されて
いる。エンコーダ２０の出力にはさらに周波数／電圧（
以下、Ｆ／Ｖと称する）変換器３５が接続され、該Ｆ／
Ｖ変換器３５の出力は基準電圧発生器３６から基準電圧
を受ける減算器３７に接続されている。該減算器３７の
出力はＤ／Ａ変換器２９〜３１に接続される。
いる。エンコーダ２０の出力にはさらに周波数／電圧（
以下、Ｆ／Ｖと称する）変換器３５が接続され、該Ｆ／
Ｖ変換器３５の出力は基準電圧発生器３６から基準電圧
を受ける減算器３７に接続されている。該減算器３７の
出力はＤ／Ａ変換器２９〜３１に接続される。
以下に、上記した構成を有する実施例の作動について説
明する。エンコーダ２０より発生するパルスをカウンタ
２２によりカウントし、またインデックスセンス２３に
よって発生される１周に付１パルス発生するパルスによ
りカウンタ２２をクリヤしてやると、該カウンタ２２の
出力はＯからエンコーダ２０のパルス数まで出力する。
明する。エンコーダ２０より発生するパルスをカウンタ
２２によりカウントし、またインデックスセンス２３に
よって発生される１周に付１パルス発生するパルスによ
りカウンタ２２をクリヤしてやると、該カウンタ２２の
出力はＯからエンコーダ２０のパルス数まで出力する。
この出力は回転モータ２１の角度情報となる。この角度
情報をカウンタ２２に接続されたＲＯＭ２４に出力する
ことにより該ＲＯＭ２４はその角度に対する各相の電圧
比ｎ、をラッチ２６〜２８を介してＤ／Ａ変換器２９〜
３１に出力する。
情報をカウンタ２２に接続されたＲＯＭ２４に出力する
ことにより該ＲＯＭ２４はその角度に対する各相の電圧
比ｎ、をラッチ２６〜２８を介してＤ／Ａ変換器２９〜
３１に出力する。
また、エンコーダ２０からのパルスをＦ／Ｖ変換器３５
によってこの検出パルスの周波数を該周波数に対応しか
つ速度に比例した電圧を取り出す。
によってこの検出パルスの周波数を該周波数に対応しか
つ速度に比例した電圧を取り出す。
この電圧と基準電圧発生器３６から生じる基準電圧を減
算器３７に出力し、この減算器３７は基準電圧からＦ／
Ｖ変換器３５によって得られる電圧をＤ ／ Ａ変換器
２９〜３１に出力する。この電圧を■、とすると、Ｄ／
Ａ変換器２９〜３１の出力はＶｅｘｎｌ （ｉｘｕ、ｖ
、ｗ）となる、このＶｅｘｎｌを出力することにより発
生トルクが一定となるように各相の電圧比ｎｌを決めて
やれば、トルクのムラは発生しない。
算器３７に出力し、この減算器３７は基準電圧からＦ／
Ｖ変換器３５によって得られる電圧をＤ ／ Ａ変換器
２９〜３１に出力する。この電圧を■、とすると、Ｄ／
Ａ変換器２９〜３１の出力はＶｅｘｎｌ （ｉｘｕ、ｖ
、ｗ）となる、このＶｅｘｎｌを出力することにより発
生トルクが一定となるように各相の電圧比ｎｌを決めて
やれば、トルクのムラは発生しない。
また、第６図において示したタイミングチャートのＸの
ときに、増幅器３２〜３４をオフするのではなくて、例
えばｔ０〜ｔ１においてはｕ、、ｖ相の端子電圧のＡの
電圧になるようにしてやれば、見掛け上Ｗ相には電流が
流れない。従って、増幅器３２〜３４のオン／オフによ
って従来の制御装置において発生していたスパイク電圧
の発生を防ぐことができる。
ときに、増幅器３２〜３４をオフするのではなくて、例
えばｔ０〜ｔ１においてはｕ、、ｖ相の端子電圧のＡの
電圧になるようにしてやれば、見掛け上Ｗ相には電流が
流れない。従って、増幅器３２〜３４のオン／オフによ
って従来の制御装置において発生していたスパイク電圧
の発生を防ぐことができる。
上述の電圧比ｎ、については第６図のｔｏからｔｌに関
しては、 ｎ４を、ｎ＝ −に＋ ＸＩ／ｓ ｉｎ （ｔ＋θ）と
なるように決めてやれば、 Ｔ−′ｒ”ｕ ＋Ｔｖ ＝３／２ＫＫ＋ となって、一
定の値となる。
しては、 ｎ４を、ｎ＝ −に＋ ＸＩ／ｓ ｉｎ （ｔ＋θ）と
なるように決めてやれば、 Ｔ−′ｒ”ｕ ＋Ｔｖ ＝３／２ＫＫ＋ となって、一
定の値となる。
」二連の如く、本実施例においてはエンコーダ２０から
の検出パルスの周波数を該周波数に対応した電圧にＦ／
Ｖ変換き３５により変換しかつこの電圧と基準電圧発生
器３６により発生した基準電圧との差電圧を速度エラー
信号として速度制御ループに使用し、モータの磁束密度
を予め測定することにより算出されてＲＯＭ２４に書き
込まれたデータと前記速度エラー信号を掛け合わせた信
号によりモータ２１を駆動する。
の検出パルスの周波数を該周波数に対応した電圧にＦ／
Ｖ変換き３５により変換しかつこの電圧と基準電圧発生
器３６により発生した基準電圧との差電圧を速度エラー
信号として速度制御ループに使用し、モータの磁束密度
を予め測定することにより算出されてＲＯＭ２４に書き
込まれたデータと前記速度エラー信号を掛け合わせた信
号によりモータ２１を駆動する。
途上の如く、本発明によれば、エンコーダからの検出パ
ルスの周波数をこれに対応した電圧に変換しかつこの電
圧と基準電圧との差電圧を速度エラー信号とＵ７、この
速度エラー信号をＲＯＭに書き込まれたデータと掛け合
わせて得た信号によりモータを駆動すべく構成したので
、トルクのムラの発生を防止でき、従ってトルクリップ
ルを減少することができる３相ブラシレスモータの制御
装置を提供することが出来る。
ルスの周波数をこれに対応した電圧に変換しかつこの電
圧と基準電圧との差電圧を速度エラー信号とＵ７、この
速度エラー信号をＲＯＭに書き込まれたデータと掛け合
わせて得た信号によりモータを駆動すべく構成したので
、トルクのムラの発生を防止でき、従ってトルクリップ
ルを減少することができる３相ブラシレスモータの制御
装置を提供することが出来る。
第１図は本発明による３相ブラシ１／スモータの制御装
置の一実施例を示すブロック図、第２図は従来装置を示
すブロック図、第３図（ａｌ、（ｂｌはそれぞれ従来装
置の磁気センサを説明する概略説明図、第４図（ａ）、
（ｂｌはそれぞれ回転ロータ側のマグネット及び固定ヨ
ーク側の磁気センサの配置を示す説明図、第５図はマグ
ネットに対するコイルの位置を示す説明図、第６図は各
増幅器のオン／オフ状態の夕・イミングチヤード、第７
図はマグネットによって発生する磁束密度分布を示す特
性図である。 ２０・・・エンコーダ、２１・・・モータ、２２・・・
カウンタ、２４・・・読取り専用メモリ （ＲＯＭ）
、２５・・・パルス発生器、３５・・・周波数／電圧（
Ｆ／Ｖ）変換器、３６・・・基準電圧発生器。 第３図 第４図
置の一実施例を示すブロック図、第２図は従来装置を示
すブロック図、第３図（ａｌ、（ｂｌはそれぞれ従来装
置の磁気センサを説明する概略説明図、第４図（ａ）、
（ｂｌはそれぞれ回転ロータ側のマグネット及び固定ヨ
ーク側の磁気センサの配置を示す説明図、第５図はマグ
ネットに対するコイルの位置を示す説明図、第６図は各
増幅器のオン／オフ状態の夕・イミングチヤード、第７
図はマグネットによって発生する磁束密度分布を示す特
性図である。 ２０・・・エンコーダ、２１・・・モータ、２２・・・
カウンタ、２４・・・読取り専用メモリ （ＲＯＭ）
、２５・・・パルス発生器、３５・・・周波数／電圧（
Ｆ／Ｖ）変換器、３６・・・基準電圧発生器。 第３図 第４図
Claims (1)
- モータの回転軸に取り付けられたエンコーダを備えた３
相ブラシレスモータの制御装置に於いて、前記エンコー
ダからの検出パルスの周波数を該周波数に対応した電圧
に変換しかつこの電圧と基準電圧発生器により発生した
電圧との差電圧を速度エラー信号とする速度制御ループ
と、前記検出パルスをカウントするカウンタ回路と、該
カウンタ回路の出力信号によりアドレスされかつ前記モ
ータの磁束密度を予め測定することにより算出されるデ
ータが書き込まれる読取り専用メモリとを有し、前記デ
ータと前記速度エラー信号を掛け合わせた信号により前
記モータを駆動することを特徴とする３相ブラシレスモ
ータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159304A JPS6223386A (ja) | 1985-07-20 | 1985-07-20 | ３相ブラシレスモ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159304A JPS6223386A (ja) | 1985-07-20 | 1985-07-20 | ３相ブラシレスモ−タの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223386A true JPS6223386A (ja) | 1987-01-31 |
Family
ID=15690874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159304A Pending JPS6223386A (ja) | 1985-07-20 | 1985-07-20 | ３相ブラシレスモ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223386A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5004965A (en) * | 1987-05-20 | 1991-04-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Brushless motor with torque compensation |
-
1985
- 1985-07-20 JP JP60159304A patent/JPS6223386A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5004965A (en) * | 1987-05-20 | 1991-04-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Brushless motor with torque compensation |
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