JPH0746914B2 - Brushless DC motor drive - Google Patents

Brushless DC motor drive

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JPH0746914B2
JPH0746914B2 JP62190681A JP19068187A JPH0746914B2 JP H0746914 B2 JPH0746914 B2 JP H0746914B2 JP 62190681 A JP62190681 A JP 62190681A JP 19068187 A JP19068187 A JP 19068187A JP H0746914 B2 JPH0746914 B2 JP H0746914B2
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rectangular wave
brushless
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、巻線の端子電圧を利用してロータの位置を
検出し、その検出位置に応じてインバータの通流状態を
切り換えるブラシレス直流モータの駆動装置に関するも
のである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a brushless DC motor that detects the position of a rotor by using a terminal voltage of a winding and switches the flow state of an inverter according to the detected position. The present invention relates to a drive device of.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第11図は、例えば特開昭52−80415号公報に示された従
来のブラシレス直流モータの駆動装置の回路図であり、
図において、1a〜1cは逆起電圧入力端子、2a〜2cはフイ
ルタであり、抵抗とコンデンサで構成されている。この
フイルタ2a〜2cは入力端が上記入力端子1a〜1cに接続さ
れて、その出力13a〜13cは交流結合用コンデンサ3a〜3c
と抵抗Ra〜Rcを介して接地されており、このコンデンサ
3a〜3cと抵抗Ra〜Rcとのそれぞれの接続点は、抵抗R1〜
R3を介してコンパレータ4a〜4cの反転入力端に接続され
ている。一方、コンパレータ4a〜4cの非反転入力端は、
それぞれ抵抗R4〜R6を介し、更に抵抗R7を介して接地さ
れている。そして、コンパレータ4a〜4cの出力14a〜14c
は論理回路5に入力され論理回路5から出力15a〜15c,1
6a〜16cを出力する。
FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional brushless DC motor drive device disclosed in, for example, JP-A-52-80415.
In the figure, 1a to 1c are counter electromotive voltage input terminals, and 2a to 2c are filters, which are composed of resistors and capacitors. The input terminals of the filters 2a to 2c are connected to the input terminals 1a to 1c, and the outputs 13a to 13c thereof are AC coupling capacitors 3a to 3c.
And is grounded through resistors Ra ~ Rc, and this capacitor
3a to 3c and resistors Ra to Rc are connected to resistors R1 to Rc.
It is connected to the inverting input terminals of the comparators 4a to 4c via R3. On the other hand, the non-inverting input terminals of the comparators 4a to 4c are
They are grounded via resistors R4 to R6, respectively, and further via a resistor R7. And the outputs 14a-14c of the comparators 4a-4c
Is input to the logic circuit 5 and output from the logic circuit 5 15a to 15c, 1
Outputs 6a to 16c.

また第12図はブラシレス直流モータを直接駆動するイン
バータ回路の回路構成を示すものであり、6は電源、7a
〜7cはインバータの正極側アーム、8a〜8cは負極側アー
ムで、各アーム7a〜7c,8a〜8cにはそれぞれ並列に還流
ダイオード11a〜11c,12a〜12cが接続されて、インバー
タ回路17が構成されている。このインバータ回路17の出
力は、ブラシレス直流モータ18の駆動巻線10a〜10cに接
続されている。なお、9はブラシレス直流モータ18の界
磁ロータである。
Further, FIG. 12 shows a circuit configuration of an inverter circuit for directly driving a brushless DC motor, 6 is a power source, 7a
~ 7c is a positive electrode side arm of the inverter, 8a ~ 8c is a negative side arm, each arm 7a ~ 7c, 8a ~ 8c are respectively connected in parallel with the free wheeling diodes 11a ~ 11c, 12a ~ 12c, the inverter circuit 17 is. It is configured. The output of the inverter circuit 17 is connected to the drive windings 10a to 10c of the brushless DC motor 18. Reference numeral 9 is a field rotor of the brushless DC motor 18.

次に、上記のように構成されたブラシレス直流モータの
駆動装置の動作を第13図によって説明する。
Next, the operation of the brushless DC motor driving device configured as described above will be described with reference to FIG.

第13図aは、駆動巻線10a〜10cの一つの端子電圧の波形
を表している。フイルタ2a〜2cは、その遮断周波数がブ
ラシレス直流モータ18の実用運転周波数域に対して十分
に低く設定されており、端子電圧波形aの基本周波数に
対する位相遅れは90゜になるように設定されている。
FIG. 13a shows the waveform of one terminal voltage of the drive windings 10a-10c. The cut-off frequencies of the filters 2a to 2c are set sufficiently lower than the practical operating frequency range of the brushless DC motor 18, and the phase delay of the terminal voltage waveform a with respect to the fundamental frequency is set to 90 °. There is.

このフイルタ通過後の波形は、第13図bのようになり、
この波形bは交流結合用コンデンサ3a〜3cを介してコン
パレータ4a〜4cの一方の入力端に入力される。コンパレ
ータ4a〜4cの他方の共通入力端は、接地もしくはある一
定のバイアスに接続されていて、その出力は第13図c〜
eに示す出力14a〜14cとなる。
The waveform after passing through this filter is as shown in Fig. 13b,
This waveform b is input to one of the input ends of the comparators 4a-4c via the AC coupling capacitors 3a-3c. The other common input terminals of the comparators 4a to 4c are connected to the ground or a certain bias, and their outputs are shown in FIG.
Outputs 14a to 14c shown in e are obtained.

この出力14a〜14cは、論理回路5の入力となり、論理回
路5の出力は第13図f〜kに示すような出力15a〜15c,1
6a〜16cとなり、この一方の出力15a〜15cはインバータ
回路17の正極側アーム7a〜7cを導通制御するための信号
であり、他方の出力16a〜16cは負極側アーム8a〜8cを導
通制御する信号である。こうしてインバータ回路17は制
御され、この出力によりブラシレス直流モータ18の界磁
ロータ9が回転駆動される。
The outputs 14a to 14c become inputs to the logic circuit 5, and the outputs of the logic circuit 5 are outputs 15a to 15c, 1 as shown in FIGS.
6a to 16c, one of the outputs 15a to 15c is a signal for controlling conduction of the positive side arms 7a to 7c of the inverter circuit 17, and the other output 16a to 16c controls conduction of the negative side arms 8a to 8c. It is a signal. In this way, the inverter circuit 17 is controlled, and the field rotor 9 of the brushless DC motor 18 is rotationally driven by this output.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来のブラシレス直流モータの駆動装置は、以上のよう
に構成されているので、フイルタ2a〜2cを通過した波形
bをそのまま論理回路5で処理するだけで駆動波形に変
換できる反面、フイルタの位相遅れは90゜固定で、遮断
周波数を十分低くすることが必要であるという制約が生
じる。例えば、遮断周波数をfcとすると、位相が安定す
るのは凡そ10fc以上の周波数に対してである。通常、ブ
ラシレス直流モータとして動作する最低周波数は数Hz程
度であるから、遮断周波数をfc=0.2程度に設定しなけ
ればならない。この時、抵抗値を100KΩとすると、コン
エンサ容量は2μFとなり、これらは耐圧が必要なこと
から比較的大きな外形のものになり、コストも高くな
る。また、設計の自由度も少なくなるなどの問題点があ
った。
Since the conventional brushless DC motor drive device is configured as described above, the waveform b passing through the filters 2a to 2c can be converted into a drive waveform by simply processing the logic circuit 5 as it is, but on the other hand, the phase delay of the filter is delayed. Is fixed at 90 °, and there is a constraint that the cutoff frequency must be sufficiently low. For example, when the cutoff frequency is fc, the phase is stable for frequencies of about 10 fc or more. Normally, the lowest frequency that operates as a brushless DC motor is about several Hz, so the cutoff frequency must be set to about fc = 0.2. At this time, if the resistance value is 100 KΩ, the capacitor capacitance becomes 2 μF, and since these require a withstand voltage, they have a relatively large outer shape, and the cost increases. There is also a problem that the degree of freedom in design is reduced.

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、フイルタをその外形およびコストを含めて
自由な設計を行えるようにすると共に、回転周波数を得
てブラシレス直流モータを安定に回転させることのでき
るブラシレス直流モータの駆動装置を得ることを目的と
する。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and enables the filter to be freely designed including its outer shape and cost, and at the same time, obtains a rotation frequency to stabilize the brushless DC motor. An object of the present invention is to obtain a brushless DC motor drive device that can be rotated.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係るブラシレス直流モータの駆動装置は、端
子電圧から高調波を除く低域通過用フイルタと、このフ
イルタを通過した端子電圧と中性点電位を比較して矩形
波出力を得る矩形波出力手段と、上記矩形波出力を論理
演算、微分し電気角で等分毎のパルスを得るパルス発生
手段と、上記低域通過用フイルタによる位相遅れに応じ
て予め設定された、上記電気角で等分毎のパルスから遅
らせるべき位相及び演算情報で、上記矩形波出力に対し
て論理演算を施すことにより、上記フイルタ通過後の端
子電圧と界磁ロータ位置との位相を補正する位相補正手
段と、上記等分毎のパルスから回転周波数を求める回転
周波数算出手段と、求めた回転周波数と設定周波数を比
較することにより出力電圧を増減する出力電圧増減手段
と、上記位相補正手段からの補正された位相と上記出力
電圧増減手段からの増減された出力電圧とから上記イン
バータ回路を所定の通流状態に切り換える制御手段とを
設けたものである。
A brushless DC motor driving device according to the present invention is a rectangular wave output for obtaining a rectangular wave output by comparing a low-pass filter for removing harmonics from a terminal voltage with a terminal voltage passed through the filter and a neutral point potential. Means, a pulse generating means for logically operating and differentiating the rectangular wave output to obtain pulses at equal intervals in electrical angle, and the preset electrical angle in accordance with the phase delay due to the low-pass filter. Phase correction means for correcting the phase between the terminal voltage after passing through the filter and the field rotor position by performing a logical operation on the rectangular wave output with the phase and operation information to be delayed from the pulse for each minute. Rotation frequency calculating means for obtaining the rotation frequency from the equally divided pulses, output voltage increasing / decreasing means for increasing / decreasing the output voltage by comparing the obtained rotation frequency with the set frequency, and the phase correction And a corrected phase and increase or decrease output voltage from the output voltage adjusting unit from stage is provided with a control means for switching the inverter to a predetermined flowing state.

〔作 用〕[Work]

この発明におけるフイルタ回路は、フイルタ通過後の端
子電圧から得られた矩形波出力に対して、これと所定位
相関係にある例えば60゜毎の等分毎のパルスからの遅れ
位相で所定の論理演算を施すことにより、フイルタの定
数を位相遅れに関係なく設計でき、小形の部品を使用す
ることが可能となり、またコストも安価になる。
The filter circuit according to the present invention performs a predetermined logical operation on a rectangular wave output obtained from the terminal voltage after passing through the filter, with a delay phase from a pulse at equal intervals of, for example, 60 °, which is in a predetermined phase relationship with the rectangular wave output. By applying the above, it is possible to design the constant of the filter regardless of the phase delay, it becomes possible to use a small-sized component, and the cost becomes low.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は全体構成図であり、従来技術の第11図および第
12図と同一部分には同一符号を付して述べる。1a〜1cは
逆起電圧入力端子であり、フイルタ20a〜20cの入力端に
接続されている。このフイルタ20a〜20cの出力46a〜46c
は、コンパレータ4a〜4cの非反転入力端に接続され、コ
ンパレータ4a〜4cの反転入力端は接地されている。この
コンパレータ4a〜4cの出力47a〜47cは、微分および論理
回路21とマイクロコンピュータ(以下マイコンと称
す。)22に入力され、微分および論理回路21の出力52は
更にマイコン22へ送られ、マイコン22の出力によりイン
バータ回路17を制御し、ブラシレス直流モータ18を駆動
する。
FIG. 1 is an overall configuration diagram, and FIG. 11 and FIG.
The same parts as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals. Reference numerals 1a to 1c are counter electromotive voltage input terminals, which are connected to input terminals of filters 20a to 20c. Outputs of this filter 20a-20c 46a-46c
Is connected to the non-inverting input terminals of the comparators 4a to 4c, and the inverting input terminals of the comparators 4a to 4c are grounded. The outputs 47a to 47c of the comparators 4a to 4c are input to the differentiation and logic circuit 21 and a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 22, and the output 52 of the differentiation and logic circuit 21 is further sent to the microcomputer 22 and the microcomputer 22 The inverter circuit 17 is controlled by the output of the above to drive the brushless DC motor 18.

第2図は、フイルタ20a〜20cの具体的構成を示す回路図
であり、これらフイルタ20a〜20cを総括して符号20で、
また入力端子も1で、出力も46で示している。24〜26は
抵抗、27,28はコンデンサであり、低域通過用フイルタ
を構成している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of the filters 20a to 20c. The filters 20a to 20c are collectively designated by the reference numeral 20,
The input terminal is also 1 and the output is 46. 24 to 26 are resistors, and 27 and 28 are capacitors, which form a low-pass filter.

第3図は、微分および論理回路21の具体的構成を示す回
路図であり、OR回路29〜31の第1入力端にはコンパレー
タ4a〜4cの出力47a〜47cがそれぞれ入力されるととも
に、出力47aはOR回路31,出力47bはOR回路29,出力47cはO
R回路30の第2入力端にもそれぞれ入力されている。こ
のOR回路29〜31の出力は3入力NAND回路32に接続され、
その出力48は微分用コンデンサ34aを介してNAND回路37
の第1入力50端に接続されるとともに、NOT回路33にも
入力され、このNOT回路33の出力49は微分用コンデンサ3
4bを介してNAND回路37の第2入力51端に接続されてい
る。このNAND回路37は、第1入力端がプルアップ抵抗35
aを介して電源に、電圧クランプ用ダイオード36aを通し
て電源に接続されており、同様に第2入力端プルアップ
抵抗35bを介して電源に、電圧クランプ用ダイオード36b
を通して電源にそれぞれ接続されている。そしてNAND回
路37の出力52は微分および論理回路21の出力としてマイ
コン22へ送出される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the differentiating and logic circuit 21. The outputs 47a to 47c of the comparators 4a to 4c are input to the first input terminals of the OR circuits 29 to 31, respectively, and the outputs are also output. 47a is an OR circuit 31, output 47b is an OR circuit 29, output 47c is O
It is also input to the second input terminal of the R circuit 30. The outputs of the OR circuits 29 to 31 are connected to the 3-input NAND circuit 32,
The output 48 is output to the NAND circuit 37 via the differentiating capacitor 34a.
It is connected to the first input 50 end of and is also input to the NOT circuit 33, and the output 49 of this NOT circuit 33 is the differentiation capacitor 3
It is connected to the second input 51 terminal of the NAND circuit 37 via 4b. The NAND circuit 37 has a pull-up resistor 35 at the first input end.
The voltage clamp diode 36a is connected to the power supply via a, and the voltage clamp diode 36b is also connected to the power supply via the second input end pull-up resistor 35b.
Are connected to the power supply respectively. The output 52 of the NAND circuit 37 is sent to the microcomputer 22 as the output of the differentiation and logic circuit 21.

第4図は、マイコン22の内部構成図であり、38は割込み
端子で、微分および論理回路21の出力52が入力される。
39a〜39cはコンパレータ4a〜4cの出力47a〜47cを取り込
む入力端子で、その入力は入力回路40を介して中央演算
処理装置(以下CPUと称す)41に入力される。このCPU41
には更に第1のタイマ42,第2のタイマ43,メモリ44,カ
ウンタ55等が接続されており、このCPU41の出力は出力
回路45を介してインバータ回路17へ送出される。
FIG. 4 is an internal configuration diagram of the microcomputer 22, 38 is an interrupt terminal, to which the output 52 of the differentiating and logic circuit 21 is input.
Reference numerals 39a to 39c are input terminals for taking in the outputs 47a to 47c of the comparators 4a to 4c, and their inputs are inputted to a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 41 via an input circuit 40. This CPU41
Further, a first timer 42, a second timer 43, a memory 44, a counter 55, etc. are connected to the CPU, and the output of the CPU 41 is sent to the inverter circuit 17 via the output circuit 45.

なお、上記構成において、コンパレータ4a〜4cは矩形波
出力手段として、微分および論理回路21はパルス発生手
段として、マイコン22は位相補正手段,出力電圧増減手
段および制御手段として、またマイコン22に内蔵された
第1のタイマ42およびカウンタ55は回転周波数算出手段
として機能するものである。
In the above configuration, the comparators 4a to 4c are provided as the rectangular wave output means, the differentiation and logic circuit 21 is provided as the pulse generation means, the microcomputer 22 is provided as the phase correction means, the output voltage adjusting means and the control means, and the microcomputer 22 is built in. The first timer 42 and the counter 55 function as a rotation frequency calculating means.

次に、第5図によって動作を説明する。Next, the operation will be described with reference to FIG.

第5図a〜cは端子電圧の波形であり、従来例に示した
波形と同一のもので、この波形a〜cをフイルタ20a〜2
0cを通すと第5図d〜fに示すようなそれぞれ位相φだ
け遅れたほぼ正弦波の波形出力46a〜46cが得られる。こ
の位相φは、周波数に対するフイルタ20a〜20cの位相特
性によって定まるが、位相遅れは一定でない。そして、
フイルタ20の出力と中性点電位をコンパレータ4a〜4cで
比較すると、第5図g〜iに示される矩形波出力47a〜4
7cが得られる。
5A to 5C are waveforms of the terminal voltage, which are the same as the waveforms shown in the conventional example.
When 0c is passed, substantially sinusoidal waveform outputs 46a to 46c delayed by the phase φ are obtained as shown in FIGS. This phase φ is determined by the phase characteristics of the filters 20a-20c with respect to frequency, but the phase delay is not constant. And
Comparing the output of the filter 20 and the neutral point potential with the comparators 4a to 4c, the rectangular wave outputs 47a to 4 shown in FIGS.
7c is obtained.

第6図は、微分および論理回路21によって電気角で等分
例えば60゜毎のパルスが得られる過程を示すものであ
り、第6図a〜cに示すコンパレータ4a〜4cの矩形波出
力47a〜47cから、微分および論理回路21の3個のOR回路
29〜31と3入力NAND回路32を通った波形は、第6図dに
示すような出力48となり、NOT回路33で反転され第6図
eの出力49となる。これら出力48,49をコンデサ34a,34b
とプルアップ抵抗35a,35bおよびダイオード36a,36bとに
よる微分回路で微分すると、立ち上がり微分はクランプ
され、立ち上がり微分のみ得られ、NAND回路37の第1,第
2入力50,51は第6図f,gに示すようになる。この入力5
0,51により、NAND回路37の出力から60゜毎のパルス波形
の出力52が第6図hに示すように得られ、このパルス間
隔はフイルタ20の出力46の波形の周期の1/6であること
は明らかなので、第7図に示す間隔t1を第1のタイマ42
で計測し、回転周波数を求めることができる。
FIG. 6 shows a process in which the differential and logic circuit 21 obtains pulses at equal electrical angle intervals, for example, every 60 °. The rectangular wave outputs 47a to 47c of the comparators 4a to 4c shown in FIGS. From 47c, 3 OR circuits of differentiation and logic circuit 21
The waveform that has passed through 29 to 31 and the 3-input NAND circuit 32 becomes an output 48 as shown in FIG. 6d, which is inverted by the NOT circuit 33 and becomes an output 49 in FIG. 6e. These outputs 48 and 49 are connected to the capacitors 34a and 34b.
When differentiating with the differentiating circuit consisting of the pull-up resistors 35a and 35b and the diodes 36a and 36b, the rising differential is clamped and only the rising differential is obtained, and the first and second inputs 50 and 51 of the NAND circuit 37 are shown in FIG. 6f. , g. This input 5
From 0 and 51, the output 52 of the pulse waveform every 60 ° is obtained from the output of the NAND circuit 37 as shown in FIG. 6h, and this pulse interval is 1/6 of the cycle of the waveform of the output 46 of the filter 20. Since it is clear that there is an interval t 1 shown in FIG.
The rotation frequency can be obtained by measuring with.

また第8図に示すように、一定時間t0内のパルス数をカ
ウンタ55でカウントし、回転周波数を求めることもでき
る。
Further, as shown in FIG. 8, the rotation frequency can be obtained by counting the number of pulses within a fixed time t 0 by the counter 55.

ところで、フイルタ20a〜20cの入力端子1a〜1cの第9図
a〜cに示す端子電圧に対する正しい駆動波形は、第9
図d〜iの波形53a〜53fに示すようである。一方、第5
図のコンパレータ4a〜4cの矩形波出力47a〜47cに対し
て、47a・▲▼,47b・▲▼,47c・▲
▼,▲▼・47b,▲▼・47c,▲▼・47
aの論理演算を施すと、第5図j〜oの波形54a〜54fが
得られ、これらは第9図d〜iの波形53a〜53fと相似で
ある。すなわち、第5図および第9図から、位相φが0
であるときの波形54a〜54fを30゜遅らせた波形が波形53
a〜53fと同等になることがわかる。
By the way, the correct drive waveform for the terminal voltage of the input terminals 1a to 1c of the filters 20a to 20c shown in FIGS.
It is as shown in waveforms 53a-53f of FIGS. On the other hand, the fifth
For the rectangular wave outputs 47a to 47c of the comparators 4a to 4c in the figure, 47a ・ ▲ ▼, 47b ・ ▲ ▼, 47c ・ ▲
▼, ▲ ▼ ・ 47b, ▲ ▼ ・ 47c, ▲ ▼ ・ 47
When the logical operation of a is performed, the waveforms 54a to 54f of FIGS. 5j to 5o are obtained, which are similar to the waveforms 53a to 53f of FIGS. 9d to i. That is, from FIG. 5 and FIG. 9, the phase φ is 0
Waveform 54a to 54f is delayed by 30 °.
It turns out that it becomes equivalent to a to 53f.

従って、0≦φ≦30゜のとき、微分および論理回路21の
出力52の60゜毎のパルスが発生した時点で、既に位相遅
れφだけ遅れているのであるから、更に(30゜−φ)だ
け遅らせることにより、波形53a〜53fと同等の波形が得
られる。
Therefore, when 0 ≦ φ ≦ 30 °, it is already delayed by the phase delay φ when the pulse of the output 52 of the differential and logic circuit 21 is generated every 60 °, and therefore (30 ° −φ) By delaying by just that, a waveform equivalent to the waveforms 53a to 53f can be obtained.

また、φ=90゜のとき波形54e→54a、波形54f→54b、波
形54d→54c、波形54b→54d、波形54c→54e、波形54a→5
3fと置き換えると、やはり波形53a〜53fと同等の波形が
得られる。従って、30゜<φ≦90゜のとき、出力52の60
゜毎のパルスが発生した時点から更に(90゜−φ)だけ
遅れて、前記の置き換えを行うと、波形53a〜53fと同等
の波形が得られる。
When φ = 90 °, waveform 54e → 54a, waveform 54f → 54b, waveform 54d → 54c, waveform 54b → 54d, waveform 54c → 54e, waveform 54a → 5
When replaced with 3f, again waveforms equivalent to waveforms 53a-53f are obtained. Therefore, when 30 ° <φ ≤ 90 °, 60 of output 52
When the above replacement is performed with a further delay of (90 ° -φ) from the point of time when the pulse of every ° is generated, waveforms equivalent to the waveforms 53a to 53f can be obtained.

同様にして、いかなる位相遅れφに対しても、波形53a
〜53fと同等の波形を得るために、出力52の60゜毎のパ
ルスから遅らせるべき位相と、施すべき論理演算を設定
することができる。なお、出力52の60゜毎のパルスから
遅らせるべき位相を0゜から60゜としているのは、次の
パルスが到来するまでの間に出力切換えを行うためであ
る。
Similarly, for any phase delay φ, waveform 53a
In order to obtain a waveform equivalent to .about.53f, it is possible to set the phase to be delayed from the pulse of the output 52 for every 60 DEG and the logical operation to be performed. Note that the phase to be delayed from the pulse of the output 52 for every 60 ° is set to 0 ° to 60 ° because the output is switched before the next pulse arrives.

そして、60゜毎のパルス間隔t1に対する前記位相遅れ
φ、出力52の60゜毎のパルスから遅らせるべき位相に対
応する時間,コンパレータ4a〜4cの矩形波出力47a〜47c
に施すべき論理演算,回転周波数の情報すべてを、マイ
コン22内のメモリ44に格納している。
Then, the phase delay φ with respect to the pulse interval t 1 of 60 °, the time corresponding to the phase to be delayed from the pulse of 60 ° of the output 52, the rectangular wave outputs 47a to 47c of the comparators 4a to 4c.
All the logical operations and the information on the rotation frequency to be performed on the memory are stored in the memory 44 in the microcomputer 22.

次に、60゜毎の等分なパルス到来から駆動波形出力に至
る動作を第10図のフローチャートによって説明する。ス
テップS11で60゜毎のパルスが到来してCPU41に割込みが
かかると、ステップS12でパルス間隔t1をメモリ44に記
憶する。続いて、CPUは入力端子39a〜39cよりコンパレ
ータ4a〜4cの矩形波出力47a〜47cをステップS13で読み
込み、ステップS14で前記パルス間隔t1に対する位相遅
れφをメモリ44から読み出し、更にステップS15でパル
スから遅らせるべき位相に対応する時間を、ステップS1
6でコンパレータ4a〜4cの矩形波出力47a〜47cに施すべ
き論理演算情報を読み出す。次いで、ステップS17で遅
らせるべき位相に対応する時間を第2タイマ43にセット
し、カウントを開始させる。そして、第2タイマ43がタ
イムアップしたステップS18の時点で、先に得た論理演
算情報により、ステップS19で先に読み込んだコンパレ
ータ4a〜4cの出力47a〜47cに論理演算を施す。更に、ス
テップS20でメモリ44から回転周波数を読み出し、ステ
ップS21でその回転周波数と設定周波数とを比較する。
これにより、設定周波数よりも回転周波数が小さい時
は、ステップS22で電圧を上げ、大きい時はステップS23
で下げるようにする。また、設定と等しい時は何等変更
せず、ステップS24で出力回路45を介して駆動波形を出
力し、インバータ回路17を所定の通流状態に切換える。
以上の動作を繰り返し、インバータ回路17の通流状態を
変えていくことにより、ブラシレス直流モータ18は設定
周波数にしたがって安定に駆動される。
Next, the operation from the arrival of evenly divided pulses every 60 ° to the output of the drive waveform will be described with reference to the flowchart of FIG. When pulses of 60 ° arrive at step S11 and the CPU 41 is interrupted, the pulse interval t 1 is stored in the memory 44 at step S12. Then, CPU reads the square wave output 47a~47c comparator 4a~4c from the input terminal 39a~39c in step S13, reads the phase delay φ from the memory 44 for said pulse interval t 1 at step S14, further in the step S15 The time corresponding to the phase to be delayed from the pulse is calculated in step S1.
At 6, the logical operation information to be applied to the rectangular wave outputs 47a to 47c of the comparators 4a to 4c is read. Next, in step S17, the time corresponding to the phase to be delayed is set in the second timer 43, and counting is started. Then, at the time of step S18 when the second timer 43 has timed up, the logical operations are performed on the outputs 47a-47c of the comparators 4a-4c previously read at step S19 by the previously obtained logical operation information. Further, the rotation frequency is read from the memory 44 in step S20, and the rotation frequency is compared with the set frequency in step S21.
As a result, when the rotation frequency is lower than the set frequency, the voltage is increased in step S22, and when it is higher than step S23.
To lower it. If it is equal to the setting, no change is made and the drive waveform is output via the output circuit 45 in step S24 to switch the inverter circuit 17 to a predetermined flow state.
By repeating the above operation and changing the flow state of the inverter circuit 17, the brushless DC motor 18 is stably driven according to the set frequency.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、端子電圧から高調波
を除く低域通過用フイルタと、このフイルタを通過した
端子電圧と中性点電位を比較して矩形波出力を得る矩形
波出力手段と、上記矩形波出力を論理演算、微分し電気
角で等分毎のパルスを得るパルス発生手段と、上記低域
通過用フイルタによる位相遅れに応じて予め設定され
た、上記電気角で等分毎のパルスから遅らせるべき位相
及び演算情報で、上記矩形波出力に対して論理演算を施
すことにより、上記フイルタ通過後の端子電圧と界磁ロ
ータ位置との位相を補正する位相補正手段と、上記等分
毎のパルスから回転周波数を求める回転周波数算出手段
と、求めた回転周波数と設定周波数を比較することによ
り出力電圧を増減する出力電圧増減手段と、上記位相補
正手段からの補正された位相と上記出力電圧増減手段か
らの増減された出力電圧とから上記インバータ回路を所
定の通流状態に切り換える制御手段とを設けるよう構成
したので、フイルタ設計における自由度が増し、外形
(小形化)やコストを考慮した最適設計を可能とし、な
おかつ設定周波数によるブラシレス直流モータの安定な
回転を得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, a rectangular wave output means for obtaining a rectangular wave output by comparing the low-pass filter for removing harmonics from the terminal voltage with the terminal voltage passed through the filter and the neutral point potential And pulse generation means for logically operating and differentiating the rectangular wave output to obtain pulses at equal electrical angle intervals, and equal division at the electrical angle preset according to the phase delay due to the low-pass filter. Phase correction means for correcting the phase between the terminal voltage after passing through the filter and the field rotor position by performing a logical operation on the rectangular wave output with the phase and operation information to be delayed from each pulse. Rotation frequency calculating means for obtaining the rotation frequency from the equally divided pulses, output voltage increasing / decreasing means for increasing / decreasing the output voltage by comparing the obtained rotation frequency with the set frequency, and correction by the phase correcting means. The control means for switching the inverter circuit to a predetermined flow state from the phase and the output voltage increased / decreased by the output voltage increasing / decreasing means is provided, so that the degree of freedom in the filter design is increased and the external shape (miniaturization is reduced). ) And cost can be optimized, and stable rotation of the brushless DC motor can be obtained at the set frequency.

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

第1図〜第10図は、本発明の一実施例を示すものであ
り、第1図は全体構成図、第2図はフイルタ回路の構成
を示す回路図、第3図は微分および論理回路の構成を示
す回路図、第4図はマイクロコンピュータの内部構成
図、第5図は動作を説明する波形図、第6図は微分およ
び論理回路の動作波形図、第7図,第8図は微分および
論理回路の出力波形図、第9図はフイルタの端子電圧波
形に対する必要な駆動信号波系図、第10図はマイクロコ
ンピュータがインバータ回路への駆動波形を出力する動
作を示すフローチャートである。また、第11図〜第13図
は従来例を示すもので、第11図は従来のブラシレス直流
モータの駆動装置を示す回路図、第12図は従来のインバ
ータを示す回路構成図、第13図は従来の動作を説明する
波形図である。 図において、1a〜1cは逆起電圧入力端子、20a〜20cはフ
イルタ、4a〜4cはコンパレータ、21は微分および論理回
路、22はマイクロコンピュータ、24〜26、35a,35bは抵
抗、27,28,34a,34bはコンデンサ、36a,36bはダイオー
ド、29〜31はOR回路、32,37はNAND回路、41はCPU、42,4
3はタイマ、45は出力回路、55はカウンタ。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
1 to 10 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram, FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a filter circuit, and FIG. 3 is a differential and logic circuit. 4 is an internal configuration diagram of the microcomputer, FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation, FIG. 6 is an operation waveform diagram of the differential and logic circuits, and FIGS. 7 and 8 are An output waveform diagram of the differentiation and logic circuit, FIG. 9 is a necessary drive signal wave system diagram for the terminal voltage waveform of the filter, and FIG. 10 is a flowchart showing an operation of the microcomputer for outputting the drive waveform to the inverter circuit. Also, FIGS. 11 to 13 show a conventional example, FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional brushless DC motor drive device, FIG. 12 is a circuit configuration diagram showing a conventional inverter, and FIG. [Fig. 4] is a waveform diagram illustrating a conventional operation. In the figure, 1a to 1c are counter electromotive voltage input terminals, 20a to 20c are filters, 4a to 4c are comparators, 21 is a differentiation and logic circuit, 22 is a microcomputer, 24-26, 35a, 35b are resistors, 27, 28. , 34a, 34b are capacitors, 36a, 36b are diodes, 29-31 are OR circuits, 32, 37 are NAND circuits, 41 is CPU, 42, 4
3 is a timer, 45 is an output circuit, and 55 is a counter. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動巻線の端子電圧から界磁ロータの位置
を検出し、その位置に応じてインバータ回路の通流状態
を切り換えてブラシレス直流モータを駆動する駆動回路
において、端子電圧から高調波を除く低域通過用フイル
タと、このフイルタを通過した端子電圧と中性点電位を
比較して矩形波出力を得る矩形波出力手段と、上記矩形
波出力を論理演算、微分し電気角で等分毎のパルスを得
るパルス発生手段と、上記低域通過用フイルタによる位
相遅れに応じて予め設定された、上記電気角で等分毎の
パルスから遅らせるべき位相及び演算情報で、上記矩形
波出力に対して論理演算を施すことにより、上記フイル
タ通過後の端子電圧と界磁ロータ位置との位相を補正す
る位相補正手段と、上記等分毎のパルスから回転周波数
を求める回転周波数算出手段と、求めた回転周波数と設
定周波数を比較することにより出力電圧を増減する出力
電圧増減手段と、上記位相補正手段からの補正された位
相と上記出力電圧増減手段からの増減された出力電圧と
から上記インバータ回路を所定の通流状態に切り換える
制御手段とを設けたことを特徴とするブラシレス直流モ
ータの駆動装置。
1. A drive circuit for driving a brushless DC motor by detecting the position of a field rotor from the terminal voltage of a drive winding and switching the flow state of an inverter circuit according to the position to drive harmonics from the terminal voltage. Except for the low-pass filter, a rectangular wave output means for obtaining a rectangular wave output by comparing the terminal voltage that has passed through this filter with the neutral point potential, and the rectangular wave output is logically operated and differentiated to obtain an electrical angle, etc. The rectangular wave output is based on pulse generation means for obtaining a pulse for each minute, and a phase and operation information which is preset according to the phase delay due to the low-pass filter and should be delayed from the pulse for every minute at the electrical angle. Phase correction means for correcting the phase between the terminal voltage after passing through the filter and the field rotor position by applying a logical operation to the rotation frequency, and a rotation frequency for obtaining a rotation frequency from the equally divided pulses. Calculating means, output voltage increasing / decreasing means for increasing / decreasing the output voltage by comparing the obtained rotation frequency with the set frequency, corrected phase from the phase correcting means, and increased / decreased output voltage from the output voltage increasing / decreasing means And a control means for switching the inverter circuit to a predetermined flow state, and a drive device for a brushless DC motor.
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