JP3239025B2 - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

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JP3239025B2
JP3239025B2 JP23749894A JP23749894A JP3239025B2 JP 3239025 B2 JP3239025 B2 JP 3239025B2 JP 23749894 A JP23749894 A JP 23749894A JP 23749894 A JP23749894 A JP 23749894A JP 3239025 B2 JP3239025 B2 JP 3239025B2
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智英 船越
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博孝 村田
満 豊田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明はブラシレスモータ、特
にセンサレス方式のブラシレスモータの回転子の回転位
置検出に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to the detection of a rotational position of a rotor of a sensorless brushless motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術としては、特公平5−100
39号公報に記載されているようなものがあった。この
公報に記載されたものは、三相の固定子巻線の内2相へ
の通電パターンを非通電の固定子巻線に生じる誘起電圧
の変化に基づいて順に切換て回転子の連続回転を得るよ
うにしたものであり、回転子の位置検出方法としては非
通電の固定子巻線に生じる誘起電圧と三相の中性点電圧
との大小関係が逆転した時を基準として次の通電パター
ンへの切換えタイミングを得るものであった。
2. Description of the Related Art As a conventional technique, Japanese Patent Publication No. 5-100
There was one described in JP-A-39. In this publication, the continuous rotation of the rotor is performed by sequentially switching the energization pattern to two of the three-phase stator windings based on the change in the induced voltage generated in the non-energized stator winding. The rotor position detection method is based on when the magnitude relationship between the induced voltage generated in the non-energized stator winding and the three-phase neutral point voltage is reversed. To obtain the switching timing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
従来のものでは、固定子巻線への通電パターンが120
度通電、60度非通電、120度通電、60度通電を順
に繰り返すものであり、固定子巻線への通電はトランジ
スタやFETなどの半導体スイッチング素子によってO
N/OFFが制御されていた。
In the conventional motor having such a structure, the current supply pattern to the stator winding is 120
Current, 60-degree non-current, 120-degree current, and 60-degree current are sequentially repeated, and current is applied to the stator winding by a semiconductor switching element such as a transistor or FET.
N / OFF was controlled.

【0004】従って、このブラシレスモータの出力はこ
のスイッチング素子の連続通電可能な電流容量に左右さ
れ、ブラシレスモータでは実質的に数10ワットの出力
が限界であった。
Accordingly, the output of the brushless motor depends on the current capacity of the switching element which can be continuously supplied, and the output of the brushless motor is substantially several tens of watts.

【0005】また、ブラシレスモータの出力を上げる方
法としては前記120度の通電期間でスイッチング素子
を高周波信号でON/OFFさせてスイッチング素子の
連続通電時間を短くする方法、すなわち固定子巻線へ印
加する直流電力をチョッピングする方法が考えられてい
た。
As a method of increasing the output of the brushless motor, a method of shortening the continuous energization time of the switching element by turning on / off the switching element with a high-frequency signal during the 120-degree energization period, that is, applying the voltage to the stator windings A method of chopping DC power to be used has been considered.

【0006】このようなチョッピングを用いると、12
0度の通電期間内で印加される直流電圧がチョッピング
されるため、チョッピング周波数すなわちONデューテ
ィの小さい所では回路ロスや部品の持つ伝達速度の限界
等により非通電の固定子巻線に誘起される誘起電圧もチ
ョッピング周期に応じて歪んだ波形となる。
When such chopping is used, 12
Since the DC voltage applied during the 0-degree energization period is chopped, it is induced in the non-energized stator winding due to a circuit loss, a limit on the transmission speed of parts, and the like in a place where the chopping frequency, that is, the ON duty is small. The induced voltage also has a distorted waveform according to the chopping cycle.

【0007】この歪んだ誘起電圧波形と基準電圧とを比
較した際に、歪みの度合いに応じて比較出力の反転が前
後にずれ、固定子巻線への通電パターンの切換えタイミ
ングがずれる問題点があった。
When the distorted induced voltage waveform is compared with the reference voltage, the reversal of the comparison output shifts back and forth depending on the degree of the distortion, and the timing of switching the energization pattern to the stator winding shifts. there were.

【0008】通電タイミングがずれることによって、回
転子の回転に対し不規則なブレーキと加速とが発生しブ
ラシレス電動機の振動、騒音の主な原因となり、最悪時
には脱調やロックといった問題点が発生するものであっ
た。
[0008] The deviation of the energization timing causes irregular braking and acceleration with respect to the rotation of the rotor, which is the main cause of vibration and noise of the brushless motor, and in the worst case, causes problems such as loss of synchronism and locking. Was something.

【0009】特に、冷媒圧縮機など大きな出力を必要と
するブラシレスモータではこのような問題点が大きく表
れるものであった。
[0009] In particular, such a problem appears greatly in a brushless motor requiring a large output such as a refrigerant compressor.

【0010】本発明はこのような問題点に対して誘起電
圧の歪みを打ち消したブラシレスモータを提供するもの
である。
The present invention provides a brushless motor in which the distortion of the induced voltage is canceled to solve such a problem.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気を有して
回る回転子と、該回転子を回すための磁界を形成する複
数の固定子巻線とを有する電動機の夫々の固定子巻線へ
の直流電力の通電を回転子が回るように制御して成るブ
ラシレスモータにおいて、固定子巻線へ通電される直流
電力を所定のスイッチング電圧波形に成す手段と、回転
子の回転によって固定子巻線に生じる誘起電圧と基準電
圧との大小を比較する比較手段と、この比較手段の比較
結果に基づいて固定子巻線への通電を制御する通電制御
手段と、前記電圧波形のONデューティの幅に応じて前
記基準電圧を前記幅が狭くなるにつれて大きくなるよう
に補正する補正手段とを備え、前記固定子巻線に印加す
る直流電力をチョッピングした際の誘起電圧の歪みに合
わせて基準電圧を補正し、この歪みによる比較手段の出
力反転の時間ずれを防止するようにしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a stator winding for an electric motor having a rotating rotor having magnetism and a plurality of stator windings forming a magnetic field for rotating the rotor. In a brushless motor, in which a rotor is controlled to supply DC power to a wire, means for forming DC power supplied to a stator winding into a predetermined switching voltage waveform, and the stator is rotated by rotation of the rotor. Comparing means for comparing the magnitude of the induced voltage generated in the winding with the reference voltage; energizing control means for controlling energization to the stator winding based on the comparison result of the comparing means; and ON duty of the voltage waveform Correction means for correcting the reference voltage so as to increase as the width decreases according to the width, wherein the reference voltage is adjusted according to the distortion of the induced voltage when the DC power applied to the stator winding is chopped. To Correct, is obtained so as to prevent the time shift of the output inversion of the comparison means by this strain.

【0012】[0012]

【0013】又、本発明は、磁気を有して回る回転子
と、該回転子を回すための磁界を形成する複数の固定子
巻線とを有する電動機の夫々の固定子巻線への直流電力
の通電を回転子が回るように制御して成るブラシレスモ
ータにおいて、固定子巻線へ通電される直流電力を所定
のスイッチング電圧波形に成す手段と、回転子の回転に
よって固定子巻線に生じる誘起電圧と基準電圧との大小
を比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基づ
いて固定子巻線への通電を制御する通電制御手段と、前
記固定子巻線の全ての端子電圧に基づいて得られる平滑
電圧で前記基準電圧を補正する補正手段とを備え、前記
固定子巻線に印加する直流電力をチョッピングした際の
誘起電圧の歪みに合わせて基準電圧を補正し、この歪み
による比較手段の出力反転の時間ずれを防止するように
したものである。
[0013] The present invention also relates to a motor for rotating a rotor having magnetism and a plurality of stator windings forming a magnetic field for rotating the rotor. In a brushless motor in which power supply is controlled so that a rotor rotates, means for forming a DC voltage supplied to a stator winding into a predetermined switching voltage waveform, and a rotation of the rotor is generated in the stator winding. Comparison means for comparing the magnitude of the induced voltage and the reference voltage, energization control means for controlling energization to the stator winding based on the comparison result of the comparison means, and all terminal voltages of the stator winding Correction means for correcting the reference voltage with a smoothed voltage obtained based on the reference voltage, and corrects the reference voltage according to the distortion of the induced voltage when the DC power applied to the stator winding is chopped. Output of comparison means It is obtained so as to prevent the time shift of the reversal.

【0014】[0014]

【作用】このように構成されたブラシレスモータでは固
定子巻線に印加する直流電力をチョッピングした際の誘
起電圧の歪みに合わせて基準電圧を補正し、歪みによる
比較手段の出力反転の時間ずれを防止することができる
ものである。
In the brushless motor constructed as described above, the reference voltage is corrected in accordance with the distortion of the induced voltage when the DC power applied to the stator winding is chopped, and the time lag of the output inversion of the comparison means due to the distortion is corrected. Can be prevented.

【0015】[0015]

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は回転子の回転位置を検出する電気回路図であ
り、図中R1、R2、R3は後記する電動機の固定子巻
線(スター結線された三相巻線)の電圧印加端子夫々に
直接接続される抵抗であり、抵抗R4、R5と共に、固
定子巻線の夫々の端子電圧の合計電圧を分圧して比較器
CMPの一方の入力端子にこの合計電圧を供給する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an electric circuit diagram for detecting a rotational position of a rotor. In the figure, R1, R2, and R3 are directly connected to voltage applying terminals of a stator winding (star-connected three-phase winding) of a motor described later. The connected resistors, together with the resistors R4 and R5, divide the total voltage of the respective terminal voltages of the stator winding to supply the total voltage to one input terminal of the comparator CMP.

【0016】R6、R7、R8は夫々固定子巻線の電圧
印加端子に接続される抵抗であり、抵抗R9と共に、固
定子巻線の夫々の端子電圧の合計電圧を分圧し、コンデ
ンC1で平滑された後ダイオードD1を介して抵抗R1
0と抵抗R11とで設定された基準電圧に印加しこの基
準電圧を補正する。この補正された後の基準電圧は比較
器CMPの他方の入力端子に供給される。
R6, R7 and R8 are resistors connected to the voltage application terminals of the stator windings, respectively, and divide the total voltage of the respective terminal voltages of the stator windings together with the resistor R9, and smooth the voltage with the capacitor C1. After that, a resistor R1 is connected via a diode D1.
The voltage is applied to a reference voltage set by 0 and the resistor R11 to correct the reference voltage. The corrected reference voltage is supplied to the other input terminal of the comparator CMP.

【0017】一方、三相の固定子巻線への通電は通常図
2(C)に示すような通電パターンで印加するのが一般
的である。この通電パターンは、いずれの区間において
も通電している2相の固定子巻線の端子には(中心電圧
を基準にして)常にお互いに極性が異なり、大きさが等
しい電圧が印加されている。従って、この2相間の電圧
はお互いに相殺され理論上0Vの電圧になるので、非通
電の固定子巻線に生じる誘起電圧のみが抵抗R1(例え
ば非通電の固定子巻線をU相とする)、抵抗R4、抵抗
R5で分圧されて比較器CMPの一方の端子に印加され
る。
On the other hand, the energization to the three-phase stator winding is generally applied in an energization pattern as shown in FIG. In this energization pattern, voltages of different polarities and equal magnitudes are always applied to the terminals of the two-phase stator windings energized in any section (based on the center voltage). . Therefore, the voltages between the two phases cancel each other out and become a voltage of 0 V in theory, so that only the induced voltage generated in the non-conducting stator winding is the resistor R1 (for example, the non-conducting stator winding is set to the U phase). ), Divided by the resistors R4 and R5, and applied to one terminal of the comparator CMP.

【0018】同様に誘起電圧は、抵抗R6(例えば非通
電の固定子巻線をU相とする)、抵抗R9で分圧され、
かつコンデンサC1で平滑された後、ダイオードD1を
介して抵抗R10、R11で定められた基準電圧に印加
され、この補正された基準電圧は比較器CMPの他方の
端子に印加される。すなわち、これら抵抗R6〜抵抗R
7、コンデンサC1、ダイオードD1によって基準電圧
を補正する補正手段が構成されている。
Similarly, the induced voltage is divided by a resistor R6 (for example, a non-energized stator winding is set to a U phase) and a resistor R9.
After being smoothed by the capacitor C1, the voltage is applied to the reference voltage determined by the resistors R10 and R11 via the diode D1, and the corrected reference voltage is applied to the other terminal of the comparator CMP. That is, these resistances R6 to R
7, a correction means for correcting the reference voltage by the capacitor C1 and the diode D1.

【0019】比較器CMPの一方の端子に印加される電
圧は誘起電圧であり、かつ分圧された電圧であり図4に
示す波形のように変化し、中心電圧とはE点、F点で交
わる。この中心電圧は抵抗R10、抵抗R11で定めら
れた基準電圧である。固定子巻線の端子U、V、Wには
直流280V程度の電圧が印加されるので、実際の回路
では比較器CMPの一方の端子、及び他方の端子の入力
許容範囲まで電圧を降下させている。
The voltage applied to one terminal of the comparator CMP is an induced voltage and a divided voltage which changes as shown in the waveform of FIG. Intersect. This center voltage is a reference voltage determined by the resistors R10 and R11. Since a voltage of about 280 V DC is applied to the terminals U, V, and W of the stator winding, in an actual circuit, the voltage is dropped to the input allowable range of one terminal of the comparator CMP and the other terminal. I have.

【0020】基準電圧に補正される電圧は誘起電圧の1
/2程度であり、この大きさは固定子巻線に印加する電
圧のチョッピング周波数に応じて最適に設定する。ま
た、補正する電圧の大きさはこの大きさに限らず、例え
ば基準電圧を小さく設定すれば大きく補正し、基準電圧
を大きく設定すれば小さく補正する。
The voltage corrected to the reference voltage is 1 of the induced voltage.
/ 2, which is optimally set according to the chopping frequency of the voltage applied to the stator winding. Further, the magnitude of the voltage to be corrected is not limited to this magnitude. For example, if the reference voltage is set small, the correction is made large, and if the reference voltage is set large, the correction is made small.

【0021】また図1において、PCはフォトカプラで
あり比較器CMPの出力に応じてその出力が変化し、ス
イッチングトランジスタTr1を介してその出力が後記
するマイコンに与えられる。このフォトカプラを用いる
ことによって大電圧側(電動機側)と諸電圧側(マイコ
ン側)とを電気的に絶縁している。次にこの電気回路図
を用いたブラシレスモータの回転制御を説明する。
In FIG. 1, PC is a photocoupler whose output changes according to the output of the comparator CMP, and its output is given to a microcomputer described later via a switching transistor Tr1. By using this photocoupler, the large voltage side (motor side) and the various voltage sides (microcomputer side) are electrically insulated. Next, the rotation control of the brushless motor using this electric circuit diagram will be described.

【0022】図3において、3は整流回路で整流された
直流出力(DC280V)を利用して固定子4に回転磁
界を得るためのインバータである。
In FIG. 3, reference numeral 3 denotes an inverter for obtaining a rotating magnetic field in the stator 4 using a DC output (DC 280 V) rectified by the rectifier circuit.

【0023】このインバータ3を構成する素子は、後述
するマイコン8の信号を受けてスイッチング制御できる
素子であればサイリスタやFETその他の素子でも構わ
ないが、以下の説明では図のように接続された6個のト
ランジスタTr1乃至Tr6を代表例として示して説明す
る。マイコン8はこのようなインバータ3を構成するト
ランジスタを所定の順序で点弧制御するための信号を出
力するものであり、図1に示した電気回路で検出された
回転子7の回転位置を入力信号としてインバータ3のト
ランジスタTr1乃至Tr6の点弧順序を決定する構成を
有している。尚、回転子7に記したN,Sはこの回転子
7の表面に着磁された磁極を示す。
The elements constituting the inverter 3 may be thyristors, FETs or other elements as long as they can perform switching control in response to a signal from a microcomputer 8 which will be described later, but are connected as shown in the following description. Six transistors Tr1 to Tr6 will be described as representative examples. The microcomputer 8 outputs a signal for controlling ignition of the transistors constituting the inverter 3 in a predetermined order, and inputs the rotational position of the rotor 7 detected by the electric circuit shown in FIG. It has a configuration for determining the firing order of the transistors Tr1 to Tr6 of the inverter 3 as a signal. N and S shown on the rotor 7 indicate magnetic poles magnetized on the surface of the rotor 7.

【0024】このような構成からなる無整流子直流電動
機の動作概要を説明する。単相交流電源から整流回路を
経て直流電力を供給されたインバータ3は、回転子7の
回転位置の信号を入力として、インバータ3のトランジ
スタTr1乃至Tr6に、例えば、図2(b)に示すよう
な信号を与えている。すなわち、第1のモードでトラン
ジスタTr1,Tr5をON、他のトランジスタTr2乃
至Tr4,Tr6をOFFとなるように各トランジスタに
制御電位を与えると、固定子の巻線U,V間には図の矢
印Iのような電流が流れ、続いて(第2のモード)トラ
ンジスタTr1,Tr6をON、他のトランジスタTr2
乃至Tr5をOFFとするように各トランジスタを制御
すると、巻線U,W間に図の矢印IIのような電流、更
に、第3のモードでトランジスタTr2,Tr6をONし
他をOFFするように制御すると、固定子の巻線V,W
間に図の矢印IIIのような電流が流れる。同様にして第
3のモードから第6モードまで順次トランジスタTr1
乃至Tr6が図2(b)で示すように点弧制御され、こ
のような第1乃至第6モードのサイクルが繰り返され
る。
An outline of the operation of the commutatorless DC motor having such a configuration will be described. The inverter 3 supplied with DC power from the single-phase AC power supply via the rectifier circuit receives the signal of the rotational position of the rotor 7 as an input and supplies the signal to the transistors Tr1 to Tr6 of the inverter 3, for example, as shown in FIG. Is giving a good signal. That is, when a control potential is applied to each transistor in the first mode so that the transistors Tr1 and Tr5 are turned on and the other transistors Tr2 to Tr4 and Tr6 are turned off, a voltage between the windings U and V of the stator is as shown in FIG. A current as shown by an arrow I flows, and then (second mode) the transistors Tr1 and Tr6 are turned on, and the other transistors Tr2
When each transistor is controlled so that Tr5 is turned off, the current between the windings U and W as shown by the arrow II in the figure, and the transistors Tr2 and Tr6 are turned on and the others are turned off in the third mode. When controlled, the stator windings V, W
Between them, a current flows as indicated by arrow III in the figure. Similarly, the transistor Tr1 is sequentially changed from the third mode to the sixth mode.
2 to 6 are controlled to fire as shown in FIG. 2B, and the cycle of the first to sixth modes is repeated.

【0025】マイコン8からのこのような点弧制御の出
力によって固定子4には、先に述べたような向きに電流
が流れ各モードとの関係を模式的に示すと図2Cのよう
なタイミングチャートが得られる。図中のU,V,Wの
各相において、中心線から上側の導通表示は図1の固定
子4において各相の入口から中性点Nに向って電流が流
れていること、同じく下側の導通表示は中性点Nから各
相の巻線の入口U,V,Wに向って電流が流れているこ
とを表している。
By the output of the ignition control from the microcomputer 8, a current flows in the stator 4 in the above-described direction, and the relationship with each mode is schematically shown in FIG. 2C. A chart is obtained. In each of U, V, and W phases in the figure, the conduction display above the center line indicates that a current flows from the entrance of each phase toward the neutral point N in the stator 4 of FIG. Indicates that a current is flowing from the neutral point N toward the entrances U, V, W of the windings of each phase.

【0026】このようにして固定子巻線U,V,Wに電
流が流れるとき、回転磁界が固定子4に形成されるた
め、例えば回転子7の一点Mは第1図のP点からQ,
R,X,Y,Zと各点弧モードに対応して一回転し、以
降、順次繰り返されるモードに対応して回転子7が回転
し電動機としての運転を続けていくことができる。
When a current flows through the stator windings U, V, W in this manner, a rotating magnetic field is formed in the stator 4, so that, for example, one point M of the rotor 7 is shifted from the point P in FIG. ,
One rotation is made in accordance with R, X, Y, Z and each ignition mode, and thereafter, the rotor 7 is rotated in accordance with the sequentially repeated mode, so that the operation as the electric motor can be continued.

【0027】一般的に図3に示す電動機が起動され、定
常運転の状態にあるとき、磁気を有した回転子7が用い
られているため、電動機の運転中には各固定子巻線U,
V,Wに逆起電力が誘起されている。特に、図3の実施
例においては、各点弧モードにおいて通電されていない
固定子巻線が存在するため、固定子巻線の中性点Nとマ
イコン8とを接続する導線10を用いるときは、通電さ
れていない固定子巻線との間には逆起電力による電位が
直接に現れることとなる。図2dとして点線で示した曲
線u,v,wはこのようにして各固定子巻線U,V,W
と導線10との間に誘起される電圧をモデル的に示した
ものであり、この波形と各固定子巻線U,V,Wへの通
電のモードとの関係は、電動機が定常運転状態のときは
図の状態、電動機の始動時や電動機の負荷が増大しつつ
あるときは、回転子7の回転が各固定子巻線の導通に追
随できずに遅れるため誘起される電圧の波形も図2の横
軸の幅を変えないなら、図2dの点線の波形よりも遅れ
ることとなる。
In general, when the motor shown in FIG. 3 is started and in a steady operation state, the rotor 7 having magnetism is used. Therefore, during operation of the motor, each stator winding U,
Back electromotive force is induced in V and W. In particular, in the embodiment of FIG. 3, since there is a stator winding that is not energized in each ignition mode, when the conductor 10 connecting the neutral point N of the stator winding and the microcomputer 8 is used, The potential due to the back electromotive force directly appears between the stator winding and the non-energized stator winding. The curves u, v, w shown by dotted lines in FIG. 2d are thus the respective stator windings U, V, W
FIG. 4 is a model diagram showing a voltage induced between the motor and the conductor 10, and the relationship between this waveform and the mode of energizing each of the stator windings U, V, and W is as follows. In the state shown in the figure, when the motor is started or when the load on the motor is increasing, the waveform of the induced voltage is also shown because the rotation of the rotor 7 cannot follow the conduction of each stator winding and is delayed. If the width of the horizontal axis of FIG. 2 is not changed, it will lag behind the waveform shown by the dotted line in FIG. 2D.

【0028】本発明は、このようにして固定子巻線U,
V,Wに生じる逆起電力を入力として、回転子7の回転
位置を検出し、回転子7の回転状態との関係で最適な点
弧出力をインバータ3に与えるようにしたものである。
The present invention thus provides for the stator windings U,
With the back electromotive force generated in V and W as an input, the rotational position of the rotor 7 is detected, and an optimal ignition output is given to the inverter 3 in relation to the rotational state of the rotor 7.

【0029】すなわち、電動機の運転状態を示す図2の
U相についてみれば、第2の点弧モードが終わった点と
第4の点弧モードが始まる点との中間点、換言すれば、
U相に通電してない(第3)点弧モードの中点E(図中
の目盛で150°の位置)で逆起電力の電位の向きが逆
転し、又、同様に第6点弧モードの中点F(330°の
位置)で逆起電力の向きが逆転している。そして、この
E点、F点は、回転子7に負荷がかかったときは次第に
第2点弧モード(或るいは第5モード)側に移動し、電
動機の始動時にはE点F点が第2点弧モード(或るいは
第5モード)の終わる前、例えば、図中の目盛で120
°或るいは280°の位置で逆起電力の電位の向きが変
わる等、点弧モードと回転子7の実際の回転との間には
ずれが生じるため、マイクロコンピュータ等の制御装置
8によるインバータ3の点弧のタイミングを回転子7の
回転状態と対応させ固定子巻線4に最適なモードの信号
を必要な時間与える。
That is, regarding the U phase in FIG. 2 showing the operating state of the motor, an intermediate point between the point where the second ignition mode ends and the point where the fourth ignition mode starts, in other words,
The direction of the potential of the back electromotive force is reversed at the middle point E (the position of 150 ° on the scale in the figure) in which the U-phase is not energized (third) firing mode. The direction of the back electromotive force is reversed at the midpoint F (at the position of 330 °). When a load is applied to the rotor 7, the points E and F gradually move to the second ignition mode (or the fifth mode), and when the motor starts, the point E and the point F are set to the second point. Before the end of the ignition mode (or the fifth mode), for example, 120 on the scale in the figure.
Since the direction of the potential of the back electromotive force changes at the position of .degree. Or 280.degree., A deviation occurs between the ignition mode and the actual rotation of the rotor 7, the inverter 3 is controlled by the control device 8 such as a microcomputer. Is made to correspond to the rotation state of the rotor 7, and a signal of an optimum mode is given to the stator winding 4 for a necessary time.

【0030】逆起電力の電位の向きの変化点(以下電位
方向変化点という)は、U相のE点F点の他に第3図の
実施例ではU相と120°ずれて固定子4に配設された
V相のE1点F1点、同じく240°ずれて配設されたW
相においても同様にE2点、F2点として検出でき本発明
では、各相からの電位方向変化点を基に演算し、その結
果に従って各固定子巻線への通電のタイミング、換言す
れば各モードの切替とインバータ3への通電時間を制御
するものである。
In the embodiment shown in FIG. 3, the change point of the direction of the potential of the back electromotive force (hereinafter referred to as the change point of the potential direction) is shifted by 120 ° from the U phase in the embodiment of FIG. , The V1 phase E1 point and the F1 point, and the W phase
In the same manner, the phase can be detected as points E2 and F2. In the present invention, the operation is performed based on the potential direction change point from each phase, and the timing of energizing each stator winding according to the result, in other words, each mode And the time for energizing the inverter 3 is controlled.

【0031】しかして、余程の重負荷でない限り回転子
には慣性があり、60°回転毎に回転子位置の検出をす
る必要はないため、以下の説明では装置を簡略化して1
20°毎の電位方向変化点を基にインバータ3への点弧
出力のタイミングを決める方式を用いても実用上の弊害
はない。
However, the rotor has inertia unless the load is excessively heavy, and it is not necessary to detect the rotor position every 60 ° rotation. Therefore, in the following description, the apparatus will be simplified to 1
Even if a method of determining the firing output timing to the inverter 3 based on the potential direction change point every 20 ° is used, there is no practical problem.

【0032】電動機にかかる負荷が更に軽いときは36
0°毎、すなわち回転子の1回転毎電位方向変化点をU
相、V相、W相のいずれかの巻線で検出し、この信号を
基にインバータの制御をしても良いが、以下の説明では
3分の1回転(120°回転)毎の回転位置の検出信号
を基にインバータ3を構成する各トランジスタTr1乃
至Tr6への点弧制御をする場合について説明する。
When the load on the motor is lighter, 36
Every 0 °, that is, every one rotation of the rotor,
The signal may be detected by any one of the phase, V-phase, and W-phase windings, and the inverter may be controlled based on this signal. However, in the following description, the rotation position every one third rotation (120 ° rotation) will be described. A case will be described in which the ignition control for each of the transistors Tr1 to Tr6 constituting the inverter 3 is performed based on the detection signal.

【0033】図3において、11,12,13,14は
固定子巻線U,V,W及び導線Nが接続される端子、C
Cは各固定子巻線U,V,Wに生じる逆起電力を基に位
置方向変化点を検出し回転子7の位置信号としてマイク
ロコンピュータ8への入力端子I1へ供給する回路であ
り図1に示したものである。15は固定子巻線U,V,
Wのスイッチング時に生じる逆起電力からトランジスタ
Tr1乃至Tr6を保護するための保護回路、16,1
7,18は一端をトランジスタTr1,Tr2,Tr3の
ベース側に接続され、他端をマイクロコンピュータ8の
出力ポートO1,O2,O3に接続された反転増幅器、2
5,26,27はマイクロコンピュータの出力ポートO
4,O5,O6に接続され、トランジスタTr4,Tr5,
Tr6と共にダーリントン接続を構成するトランジス
タ、24はトランジスタ25,26,27へのベースバ
イアスを与える電源入力であり、トランジスタTr1乃
至Tr6は出力ポートO1乃至O6からのH信号に対応し
てそれぞれが導通される。尚、19はマイクロコンピュ
ータ8へのリセット入力ポート、20は振動子21から
の発振パルスをマイクロコンピュータ8に入れて内部の
コントロールをするクロック入力ポートである。
In FIG. 3, terminals 11, 12, 13, and 14 are terminals to which stator windings U, V, W and a conductor N are connected.
C is a circuit for detecting a position change point based on the back electromotive force generated in each of the stator windings U, V and W and supplying the detected position change point to the input terminal I1 to the microcomputer 8 as a position signal of the rotor 7. This is shown in FIG. 15 is a stator winding U, V,
A protection circuit for protecting the transistors Tr1 to Tr6 from a back electromotive force generated at the time of switching of W;
The inverting amplifiers 7 and 18 have one ends connected to the bases of the transistors Tr1, Tr2 and Tr3 and the other ends connected to the output ports O1, O2 and O3 of the microcomputer 8, respectively.
5, 26 and 27 are output ports O of the microcomputer.
4, O5, O6, and transistors Tr4, Tr5,
A transistor constituting a Darlington connection together with Tr6, a power supply input 24 for applying a base bias to the transistors 25, 26 and 27, and the transistors Tr1 to Tr6 are turned on in response to H signals from the output ports O1 to O6. You. Reference numeral 19 denotes a reset input port to the microcomputer 8, and reference numeral 20 denotes a clock input port for inputting an oscillation pulse from the vibrator 21 to the microcomputer 8 and controlling the inside thereof.

【0034】図4は図3に示した端子11の電圧の変化
を示したものである。この図においてIは図2に示した
第1のモードと第2のモードとを続けて維持する期間で
あり、この期間中に回転子が120°回転する。IIは同
じく第3のモードを維持する期間であり、回転子は60
°回転する。IIIは同じく第4のモードと第5のモード
とを続けて維持する期間であり、回転子は120°回転
する。IVは同じく第6のモードを維持する期間であり、
回転子は60°回転する。従って、I→II→III→IVと
変化することによって回転子は1回転(360°)す
る。IVの次には再びIが続き以後I→II→III→IV→I
が順に繰り返される。
FIG. 4 shows a change in the voltage of the terminal 11 shown in FIG. In this figure, I is a period in which the first mode and the second mode shown in FIG. 2 are continuously maintained, and during this period, the rotor rotates 120 °. II is a period in which the third mode is also maintained, and the rotor is 60
° rotate. III is a period in which the fourth mode and the fifth mode are continuously maintained, and the rotor rotates 120 °. IV is the period during which the sixth mode is maintained,
The rotor rotates 60 °. Therefore, the rotor makes one rotation (360 °) by changing from I → II → III → IV. After IV, I is again followed by I → II → III → IV → I
Are repeated in order.

【0035】Iの期間では第1のモードと第2のモード
とが維持されている。従って、この期間ではトランジス
タTr1は連続してONであり、トランジスタTr4は連
続してOFFであると共に、トランジスタTr5,Tr6
のいずれかがONであるので、端子11には電動機の駆
動用の直流電圧がトランジスタTr1を介して印加され
ている。すなわち、このIの期間で端子11に直流電圧
が印加されているため逆起電力の変化は検出できず端子
11の電圧は直流電源の電圧レベルになる。IIの期間で
は第3のモードが維持されている。従って、トランジス
タTr1,トランジスタTr4は連続してOFFであるの
で、端子11は実質的に開放状態になり固定子巻線Uは
非導電状態になる。すなわち、図1に示すコンパレータ
CMPの入力インピーダンスは充分に高いので、この固
定子巻線Uに生じた逆起電力の変化を回転子の回転に合
わせて端子11で検出できる。この逆起電力と中性点電
圧との交点がこの期間のE点である。図2に示したよう
にこのE点でコンパレータCMPの出力が反転する。
In the period I, the first mode and the second mode are maintained. Therefore, during this period, the transistor Tr1 is continuously ON, the transistor Tr4 is continuously OFF, and the transistors Tr5 and Tr6
Is ON, a DC voltage for driving the electric motor is applied to the terminal 11 via the transistor Tr1. That is, since a DC voltage is applied to the terminal 11 during the period I, a change in the back electromotive force cannot be detected, and the voltage at the terminal 11 becomes the voltage level of the DC power supply. In the period II, the third mode is maintained. Therefore, since the transistors Tr1 and Tr4 are continuously OFF, the terminal 11 is substantially open and the stator winding U is non-conductive. That is, since the input impedance of the comparator CMP shown in FIG. 1 is sufficiently high, a change in the back electromotive force generated in the stator winding U can be detected at the terminal 11 in accordance with the rotation of the rotor. The intersection of the back electromotive force and the neutral point voltage is point E in this period. As shown in FIG. 2, the output of the comparator CMP is inverted at the point E.

【0036】IIIの期間では第4のモードと第5のモー
ドとが維持されている。従って、この期間ではトランジ
スタTr1は連続してOFFであり、トランジスタTr4
は連続してONであると共に、トランジスタTr2,T
r3のいずれかがONであるので、端子11は電動機の
駆動用の直流電圧のマイナス側にトランジスタTr2ま
たはTr3を介して接続される。すなわち、このIIIの期
間では端子11に直流電圧が印加されているため逆起電
力の変化は検出できず端子11の電圧は直流電源のマイ
ナス側電圧になる。
In the period III, the fourth mode and the fifth mode are maintained. Therefore, in this period, the transistor Tr1 is continuously OFF, and the transistor Tr4
Are continuously ON and the transistors Tr2, T
Since either of r3 is ON, the terminal 11 is connected to the minus side of the DC voltage for driving the electric motor via the transistor Tr2 or Tr3. That is, in the period III, since a DC voltage is applied to the terminal 11, a change in the back electromotive force cannot be detected, and the voltage at the terminal 11 becomes a negative voltage of the DC power supply.

【0037】IVの期間では第6のモードが維持されてい
る。従って、トランジスタTr1,トランジスタTr4は
連続してOFFであるので、端子11は実質的に開放状
態になり固定子巻線Uは非導電状態になる。すなわち、
コンパレータCMPの入力インピーダンスは充分に高い
ので、この固定子巻線Uに生じた逆起電力の変化を回転
子の回転に合わせて端子11で検出できる。この逆起電
力と中性点電圧との交点がこの期間のF点である。図2
に示したようにこのF点でコンパレータCMPの出力が
反転する。
In the period IV, the sixth mode is maintained. Therefore, since the transistors Tr1 and Tr4 are continuously OFF, the terminal 11 is substantially open and the stator winding U is non-conductive. That is,
Since the input impedance of the comparator CMP is sufficiently high, a change in the back electromotive force generated in the stator winding U can be detected at the terminal 11 in accordance with the rotation of the rotor. The intersection of the back electromotive force and the neutral point voltage is point F in this period. FIG.
As shown in the figure, the output of the comparator CMP is inverted at the point F.

【0038】IIの期間とIVの期間とでは回転子の回転に
より磁石の極性が変わり、逆起電力の変化方向が負と正
で反転している。
During the period II and the period IV, the polarity of the magnet changes due to the rotation of the rotor, and the direction of change of the back electromotive force is reversed between negative and positive.

【0039】この図4において、T1,T2,T3は夫
々反転時間、再起時間、待機時間と称するものである。
この図から判るようにT1+T3の時間はIIの期間の始
まりからE点までの時間であり、T2はE点からIIの期
間の終わりまでの時間である。このE点(コンパレータ
CMPの出力が反転した時)からT2時間後に固定子巻
線への通電モードを第3のモードから第4のモードに変
える。このコンパレータの出力の反転時からをT2時間
後に固定子巻線への通電モードを変える点が本発明の基
本である。
In FIG. 4, T1, T2, and T3 are referred to as a reversal time, a restart time, and a standby time, respectively.
As can be seen from this figure, the time T1 + T3 is the time from the start of the period II to the point E, and the time T2 is the time from the point E to the end of the period II. T2 time after the point E (when the output of the comparator CMP is inverted), the current supply mode to the stator winding is changed from the third mode to the fourth mode. The point of the present invention is that the current supply mode to the stator winding is changed after T2 time from the inversion of the output of the comparator.

【0040】第2のdから判るように、コンパレータC
MPを用いると夫々の通電モード(第1のモード〜第6
のモード)においてコンパレータの出力が変化する時点
が1回ずつある。すなわち、第1のモードではE2点、
第2のモードではF1点、第3のモードではE点、第4
のモードではF2点、第5のモードではE1点、第6のモ
ードではF点である。
As can be seen from the second d, the comparator C
When MP is used, each of the energizing modes (first mode to sixth mode)
Mode), the output of the comparator changes once. That is, in the first mode, E2 point,
Point F1 in the second mode, point E in the third mode, fourth point
The mode is the F2 point in the mode, the E1 point in the fifth mode, and the F point in the sixth mode.

【0041】従って、現在の通電中のモードにおいて、
コンパレータの出力が反転した時間からT2時間後に通
電モードを次の通電モードに変える動作を繰り返すこと
によって、通電モードが連続して変化し電動機の回転子
を回転させることができる。
Therefore, in the current energizing mode,
By repeating the operation of changing the energization mode to the next energization mode after T2 time from the time when the output of the comparator is inverted, the energization mode changes continuously, and the rotor of the electric motor can be rotated.

【0042】T1,T2,T3の時間は、論理的(無負
荷のとき)には(T1+T3)=T2である。すなわち
図2から判るようにコンパレータの出力が反転する時は
各モードにおける中間の時刻である。しかし、実際に電
動機で負荷を駆動しているときには第4図からわかるよ
うに(T1+T3)>T2である。すなわち(T1+T
3)=kT2である。このkの値は電動機に接続される
負荷の大きさ、電動機の回転数、電動機の構造上の運転
効率などによって最適値が設定される。実際の運転時に
は負荷などの大きさによって求められた値を実際の回転
数に基づいて修正して用いる。これによって電動機の加
速時、または減速時での運転効率を良くすることができ
るものである。KはT2をT1と略同じでT1以下に設
定する範囲の値である。このT2の時間はT1+T3の
時間を基にマイクロコンピュータ8が演算して求めるも
のである。
The time of T1, T2 and T3 is logically (when there is no load) (T1 + T3) = T2. That is, as can be seen from FIG. 2, the time when the output of the comparator is inverted is an intermediate time in each mode. However, when the load is actually driven by the electric motor, (T1 + T3)> T2, as can be seen from FIG. That is, (T1 + T
3) = kT2. The value of k is set to an optimum value according to the size of the load connected to the motor, the number of rotations of the motor, the operating efficiency of the motor in terms of structure, and the like. At the time of actual operation, a value obtained according to the magnitude of the load or the like is corrected based on the actual rotation speed and used. As a result, the operation efficiency of the motor during acceleration or deceleration can be improved. K is a value in a range in which T2 is set substantially equal to T1 and equal to or less than T1. The time T2 is calculated by the microcomputer 8 based on the time T1 + T3.

【0043】従って、T2の時間はT1+T3の時間、
すなわち現在のモードの通電開始時からコンパレータの
出力が変化するまでの時間がもとまれば、T2の時間は
求めることができる。この現在のモードの開始時からコ
ンパレータの出力が変化するまでの時間はマイクロコン
ピュータ8の内蔵タイマで計時される。通電モードの変
更はマイクロコンピュータ8がトランジスタのON/O
FF組合わせを変えて行うため、通電モードの開始時刻
はこのマイクロコンピュータが記憶しており、コンパレ
ータの出力の変化はマイクロコンピュータ8の入力ポー
ト11〜13の電圧の変化で知ることができるのでマイ
クロコンピュータ8は前記時間を計時することができ
る。
Therefore, the time of T2 is the time of T1 + T3,
That is, if the time from the start of energization in the current mode to the change of the output of the comparator is obtained, the time T2 can be obtained. The time from the start of the current mode until the output of the comparator changes is measured by a built-in timer of the microcomputer 8. The microcomputer 8 changes the energization mode by turning on / off the transistors.
Since the FF combination is changed, the microcomputer stores the start time of the energization mode, and the change of the output of the comparator can be known by the change of the voltage of the input ports 11 to 13 of the microcomputer 8. The computer 8 can measure the time.

【0044】T3は待機時間であり、電動機の起動時に
用いるものであり、起動開始時には初期値が設定されて
いる。電動機が停止しているときは回転子が回転してお
らず逆起電力が生じない。すなわちコンパレータの出力
が変化せず前記時間を求めることができないので疑似的
に設定する値である。従って、電動機の起動終了後には
このT3時間は0である。すなわち、定常状態ではT2
=kT1の関係が成り立つ。
T3 is a standby time, which is used when the motor is started, and has an initial value set when the motor is started. When the motor is stopped, the rotor is not rotating and no back electromotive force is generated. That is, since the output of the comparator does not change and the time cannot be obtained, the value is set in a pseudo manner. Therefore, the T3 time is 0 after the start of the motor. That is, in the steady state, T2
= KT1 holds.

【0045】次に、起動時の動作について説明する。T
3の時間は電動機の出力が大きければ大きいほど長くす
る必要があり、また起動時の設計回転数が高ければ高い
ほど短くする必要がある。すなわち、電動機毎に最適値
を設定する必要がある。以下の説明では待機時間T3を
1秒と仮に設定する。通電を開始すると、通電モードの
始まりからコンパレータの出力が変わるまでの時間(T
1+T3)は少なくとも1秒以上は確保されていること
になる。またコンパレータの出力の変化を検知できない
ときはT1の上限値を用いれば(T1+T3)=1+α
秒となり、コンパレータの出力の変化を検知できないと
きでも前記したようにT2の時間を演算で求めることが
できる。この時は、T1時間の計時が上限値に達した時
が例えばE点の時刻になり、T2時間の計時が開始され
る。よって、T2時間の計時終了と共に通電モードを次
のモードに変えることができる。このコンパレータの出
力の変化を検知できない状態は回転子の回転していない
状態に相当する。このようにすることによって電動機の
起動時は回転子の回転がなくても通電モードが変わって
いくものである。この状態は、回転子の停止回転位置と
通電モードとが一致するときまで(最大でも6通電モー
ド以内)続けられる。一般に直流電動機では、回転子の
回転角度(永久磁石による磁界の分布)に対して適切な
通電モードを対応させないと回転子は回転しないもので
ある。言い代えると電動機の起動時には、回転子の回転
位置と通電モードとが一致しないと回転子は起動しな
い。本発明では回転子の回転位置と通電モードとが一致
するまで通電モードを強制的に変えていくものである。
この通電モードを変えて行く時間がT3に基づいて設定
される。
Next, the operation at the time of startup will be described. T
The time 3 needs to be longer as the output of the electric motor is larger, and it is necessary to shorten the time as the designed rotation speed at the time of starting is higher. That is, it is necessary to set an optimum value for each motor. In the following description, the standby time T3 is temporarily set to one second. When energization is started, the time from the start of the energization mode until the output of the comparator changes (T
1 + T3) is secured for at least one second or more. When the change in the output of the comparator cannot be detected, the upper limit value of T1 is used, and (T1 + T3) = 1 + α
As described above, even when a change in the output of the comparator cannot be detected, the time T2 can be obtained by calculation as described above. At this time, when the timing of the time T1 reaches the upper limit value, for example, the time at the point E is reached, and the timing of the time T2 is started. Therefore, the energization mode can be changed to the next mode at the end of the time measurement of the T2 time. A state in which a change in the output of the comparator cannot be detected corresponds to a state in which the rotor is not rotating. In this way, when the motor is started, the energization mode changes even if the rotor does not rotate. This state is continued until the stop rotation position of the rotor and the energization mode match (at most within 6 energization modes). Generally, in a DC motor, the rotor does not rotate unless an appropriate energization mode is made to correspond to the rotation angle of the rotor (distribution of the magnetic field by the permanent magnet). In other words, when the motor is started, the rotor does not start unless the rotational position of the rotor matches the energization mode. In the present invention, the energization mode is forcibly changed until the rotational position of the rotor matches the energization mode.
The time for changing the energization mode is set based on T3.

【0046】以下、回転子の回転位置と通電モードとが
一致して回転子が回り始めてから定常状態(起動の終
了)に移るまでを説明する。このモードの通電開始から
まずT3時間の計時を開始し、T3時間のタイムUP時
からE点(コンパレータの出力が変わる)までの時間T
1を計る。E点の時間においてT2の計時を開始し、T
2時間のタイムUP後に次のモードへ通電モードを変え
るものである。以後この動作をT3の値を減らしながら
繰り返すものである。
Hereinafter, a description will be given of a period from when the rotation position of the rotor coincides with the energization mode and when the rotor starts rotating to when the rotor shifts to a steady state (end of startup). From the start of energization in this mode, the timer starts measuring the time T3, and the time T from the time UP of the time T3 to the point E (the output of the comparator changes).
Measure 1. At the time of point E, time measurement of T2 starts, and T
The current supply mode is changed to the next mode after a time UP of 2 hours. Thereafter, this operation is repeated while decreasing the value of T3.

【0047】図5は以上の動作を実際の電動機に採用す
る際の動作を示すフローチャートである。図5の左側の
フローチャートにおいて、まずイニシャル設定(マイク
ロプロセッサの初期設定)を行い、次いでモード1(第
1の通電モード)でトランジスタの通電を行う。次いで
後記するタイマー処理を行い、次いでモード2(第2の
通電モード)でトランジスタの通電を行う。次いで後記
するタイマー処理を行い………モード6(第6の通電モ
ード)でトランジスタの通電を行い。………。このよう
にタイマー処理を行った後に通電モードを変える動作を
以後繰り返すものである。図5の右側に示すタイマー処
理のフローチャートでは、まずタイマT3の計時を開始
させて、T3時間を確保する、次いでT3時間が経過し
てタイマT3の計時が終了すると続いてタイマT1の計
時を開始させてコンパレータの入力(コンパレータの出
力が変化するときまで)の時間T1を計る。この時、T
3=(T3−1)を行いT3の値を減らす。(T3=1
秒=1000m秒とする。また減算量は1に限らず20
〜50位にしても良い。)尚、タイマT1の計時時間に
は上限値(T3時間の3倍程度の値)が設定されてお
り、コンパレータからの入力が無いときにはこの上限値
でタイマT1の計時が終了して次のステップへ進む。従
って、コンパレータからの入力またはタイマT1の計時
終了のいずれかによってタイマT2の計時を開始させ
る。このタイマT2に計時時間はタイマT1が計時した
時間(またはタイマT1の上限時間)をk倍した時間を
マイクロプロセッサが演算して求めタイマT2に設定す
る。起動時にはT2の時間を定常時より短くして回転子
の回転に対する回転磁界の位相を進めるのが好ましい。
従って、T2の時間をkT1(k(T1+T3)ではな
い)とすることによって、kの値を変えることなく起動
時と定常時とで位相の進め量を変えることができる。す
なわちT3時間を加算しない分、T2時間が短くなり回
転磁界の位相を進めることができる。タイマT2の計時
が終了するとタイマー処理が終了しトランジスタへの通
電モードを次の通電モードへ変えるものである。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation when the above operation is adopted in an actual motor. In the flowchart on the left side of FIG. 5, first, initial setting (initial setting of the microprocessor) is performed, and then the transistor is energized in mode 1 (first energizing mode). Next, timer processing described later is performed, and then the transistor is energized in mode 2 (second energizing mode). Then, a timer process described later is performed to energize the transistor in mode 6 (sixth energization mode). ………. The operation of changing the energization mode after performing the timer process in this manner is repeated thereafter. In the flowchart of the timer processing shown on the right side of FIG. 5, first, the timer T3 starts counting time to secure the time T3. Then, when the timer T3 ends after the time T3 has elapsed, the timer T1 starts counting. Then, the time T1 of the input of the comparator (until the output of the comparator changes) is measured. At this time, T
3 = (T3-1) is performed to reduce the value of T3. (T3 = 1
Second = 1000 msec. Also, the subtraction amount is not limited to 1 and is 20
It may be in the 50th place. Note that an upper limit value (about three times the time period T3) is set for the time counted by the timer T1, and when there is no input from the comparator, the timer T1 ends counting at this upper limit value and the next step. Proceed to. Therefore, the timer T2 is started to measure the time either by the input from the comparator or by the end of the timer T1. The time measured by the timer T2 is calculated by the microprocessor by multiplying the time measured by the timer T1 (or the upper limit time of the timer T1) by k, and is set in the timer T2. At the time of start-up, it is preferable that the time of T2 be shorter than at the time of steady state to advance the phase of the rotating magnetic field with respect to the rotation of the rotor.
Therefore, by setting the time of T2 to kT1 (not k (T1 + T3)), it is possible to change the amount of phase advance between the startup and the steady state without changing the value of k. That is, the time T2 is shortened by the addition of the time T3, and the phase of the rotating magnetic field can be advanced. When the counting of the timer T2 ends, the timer processing ends, and the energizing mode for the transistor is changed to the next energizing mode.

【0048】尚、図5に示したようなフローチャートで
は回転子が回転を始める前にもT3の時間が減算するが
T3の値に対してこの減算量が小さく、かつこの減算は
最大でも6回までなので、夫々の通電モードにおいて所
定の通電時間は常に確保されるので実際の起動時には問
題がなくフローチャートの簡略が図れる。
In the flowchart shown in FIG. 5, the time T3 is subtracted even before the rotor starts rotating. However, the amount of the subtraction is smaller than the value of T3, and this subtraction is performed at most six times. Since the predetermined energization time is always secured in each energization mode, there is no problem at the time of actual startup, and the flowchart can be simplified.

【0049】このようにして通電モードが切換わるの
で、待機時間T3は起動と共に遂次短くなり、回転子7
の回転が定常の速度になるころには待機時間T3は0と
なる。又、電動機の始動の後、定常回転速度になるまで
は回転子7の速度は漸増するため、固定子の巻線に生じ
る逆起電力の向きが変わる電位方向変化点Eまでの時間
T1、従って再起時間T2も遂次短くなり、結局、各モ
ードにおける巻線への通電時間(T1+T2+T3)は
回転子にかかる負荷の大きさと巻線に流れる電流との均
衡がとれた回転速度を与える時間をもって、各相120
°回転分の正方向通電、60°回転分の休止、120°
回転分の逆方向通電、60°回転分の休止というサイク
ルを繰り返すものである。
Since the energization mode is switched in this way, the standby time T3 is gradually reduced with the start-up, and the rotor 7
The standby time T3 becomes zero by the time when the rotation becomes a steady speed. Further, after the motor is started, the speed of the rotor 7 gradually increases until the rotation speed reaches the steady rotation speed, so that the time T1 until the potential direction change point E at which the direction of the back electromotive force generated in the winding of the stator changes, that is, The restart time T2 also becomes shorter and shorter, so that the energization time (T1 + T2 + T3) to the winding in each mode is determined by the time that gives the rotating speed at which the magnitude of the load applied to the rotor and the current flowing through the winding are balanced. Each phase 120
Forward rotation for 60 ° rotation, pause for 60 ° rotation, 120 °
The cycle of the reverse direction energization for the rotation and the pause for the 60 ° rotation is repeated.

【0050】以上の説明では、説明を容易にするための
電動機への通電を図2に示すように連続通電で行った
が、実際には図6、又は図7に示すようなチョッピング
波形(PWM理論に基ずく波形)で行われるものであ
る。
In the above description, the energization of the motor was performed by continuous energization as shown in FIG. 2 for the sake of simplicity. However, in practice, a chopping waveform (PWM) as shown in FIG. 6 or FIG. (A waveform based on the theory).

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように構成されたブラシレスモー
タでは、チョッピングされた電圧波形のデューティに応
じてコンデンサC1の電位が変化するので、此の電圧に
応じて基準電圧を補正することができる。
In the brushless motor configured as described above, since the potential of the capacitor C1 changes according to the duty of the chopped voltage waveform, the reference voltage can be corrected according to this voltage.

【0052】すなわち、電圧波形のデューティの小さい
ところでは基準電圧を高く補正して位置検出信号のずれ
を補正することができるものである。
That is, the reference voltage can be corrected to be high where the duty of the voltage waveform is small, and the deviation of the position detection signal can be corrected.

【0053】[0053]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の要部を示す電気回路図であ
る。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a main part of an embodiment of the present invention.

【図2】トランジスタのON/OFFを通電波形を示す
タイミングチャート図である。
FIG. 2 is a timing chart showing ON / OFF conduction waveforms of transistors.

【図3】本発明を適用した電動機全体の実施例を示す電
気回路図である。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the entire electric motor to which the present invention is applied.

【図4】点弧タイミング制御の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of ignition timing control.

【図5】本発明による制御の一例を示すフローチャート
である。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of control according to the present invention.

【図6】電動機への通電波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of energization of an electric motor.

【図7】電動機への通電波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram of energization of an electric motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 回転子 8 マイコン CMP 比較器 7 Rotor 8 Microcomputer CMP comparator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 博孝 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 豊田 満 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 時崎 久 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−198688(JP,A) 特開 平6−261591(JP,A) 特開 平1−321893(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/18 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Hirotaka Murata 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuru Toyoda 2-5-2 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hisashi Tokizaki 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-3-198688 (JP, A) JP-A-6-261159 (JP, A) JP-A-1-321189 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 6/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】磁気を有して回る回転子と、該回転子を回
すための磁界を形成する複数の固定子巻線とを有する電
動機の夫々の固定子巻線への直流電力の通電を回転子が
回るように制御して成るブラシレスモータにおいて、固
定子巻線へ通電される直流電力を所定のスイッチング電
圧波形に成す手段と、回転子の回転によって固定子巻線
に生じる誘起電圧と基準電圧との大小を比較する比較手
段と、この比較手段の比較結果に基づいて固定子巻線へ
の通電を制御する通電制御手段と、前記電圧波形のON
デューティの幅に応じて前記基準電圧を前記幅が狭くな
るにつれて大きくなるように補正する補正手段とを
え、前記固定子巻線に印加する直流電力をチョッピング
した際の誘起電圧の歪みに合わせて基準電圧を補正し、
この歪みによる比較手段の出力反転の時間ずれを防止す
ことを特徴とするブラシレスモータ。
An electric motor comprising a rotor which rotates with magnetism and a plurality of stator windings for forming a magnetic field for rotating the rotor, supplies DC power to respective stator windings. In a brushless motor controlled to rotate a rotor, a means for forming a DC voltage supplied to a stator winding into a predetermined switching voltage waveform, an induced voltage generated in the stator winding due to rotation of the rotor and a reference voltage. Comparing means for comparing the magnitude with the voltage, energizing control means for controlling energization to the stator winding based on the comparison result of the comparing means, and ON of the voltage waveform
Bei and correcting means for correcting so as to increase as said reference voltage said width decreases in accordance with the width of the duty
The DC power applied to the stator winding is chopped.
The reference voltage is corrected according to the distortion of the induced voltage when
It is possible to prevent a time lag of the output inversion of the comparing means due to this distortion.
Brushless motor, characterized in that that.
【請求項2】磁気を有して回る回転子と、該回転子を回
すための磁界を形成する複数の固定子巻線とを有する電
動機の夫々の固定子巻線への直流電力の通電を回転子が
回るように制御して成るブラシレスモータにおいて、固
定子巻線へ通電される直流電力を所定のスイッチング電
圧波形に成す手段と、回転子の回転によって固定子巻線
に生じる誘起電圧と基準電圧との大小を比較する比較手
段と、この比較手段の比較結果に基づいて固定子巻線へ
の通電を制御する通電制御手段と、前記固定子巻線の全
ての端子電圧に基づいて得られる平滑電圧で前記基準電
圧を補正する補正手段とを備え、前記固定子巻線に印加
する直流電力をチョッピングした際の誘起電圧の歪みに
合わせて基準電圧を補正し、この歪みによる比較手段の
出力反転の時間ずれを防止することを特徴とするブラシ
レスモータ。
2. An electric motor comprising a rotor which rotates with magnetism and a plurality of stator windings forming a magnetic field for rotating the rotor, supplies DC power to respective stator windings. In a brushless motor controlled to rotate a rotor, a means for forming a DC voltage supplied to a stator winding into a predetermined switching voltage waveform, an induced voltage generated in the stator winding due to rotation of the rotor and a reference voltage. Comparison means for comparing the magnitude with the voltage, energization control means for controlling energization to the stator winding based on the comparison result of the comparison means, and a current control means obtained based on all terminal voltages of the stator winding. Correction means for correcting the reference voltage with a smoothed voltage, and applying the voltage to the stator winding.
Of induced voltage when chopping DC power
The reference voltage is corrected in accordance with the
A brushless motor characterized by preventing a time lag of output reversal .
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