JPH08126379A - ブラシレス直流モータの駆動装置及び制御方法 - Google Patents
ブラシレス直流モータの駆動装置及び制御方法Info
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- JPH08126379A JPH08126379A JP6257871A JP25787194A JPH08126379A JP H08126379 A JPH08126379 A JP H08126379A JP 6257871 A JP6257871 A JP 6257871A JP 25787194 A JP25787194 A JP 25787194A JP H08126379 A JPH08126379 A JP H08126379A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】モータの端子電圧を検出しない簡単な構成で回
転子の位置を推定できるブラシレス直流モータのセンサ
レス駆動装置と、モータ電流の相転流タイミングの位相
ずれを補正して適確な転流タイミング得ることができる
ブラシレス直流モータの制御方法を提供すること。 【構成】前記直流電源から出力される電流の時間に対す
る変化率に基づいてモータ電流の相転流タイミングを得
る手段を備える。前記手段は、前記直流電源から出力さ
れる電流の時間に対する変化率の極性を検出し、該検出
信号に基づいて極性の反転時刻を計測し、該時刻を前記
ブラシレス直流モータの回転子の磁極位置推定情報とし
てモータを制御する演算部を備える。
転子の位置を推定できるブラシレス直流モータのセンサ
レス駆動装置と、モータ電流の相転流タイミングの位相
ずれを補正して適確な転流タイミング得ることができる
ブラシレス直流モータの制御方法を提供すること。 【構成】前記直流電源から出力される電流の時間に対す
る変化率に基づいてモータ電流の相転流タイミングを得
る手段を備える。前記手段は、前記直流電源から出力さ
れる電流の時間に対する変化率の極性を検出し、該検出
信号に基づいて極性の反転時刻を計測し、該時刻を前記
ブラシレス直流モータの回転子の磁極位置推定情報とし
てモータを制御する演算部を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流モータ
の駆動装置及び制御方法に係り、特にセンサレス制御、
及びモータ電流の相転流タイミングを好適にする制御に
関する。
の駆動装置及び制御方法に係り、特にセンサレス制御、
及びモータ電流の相転流タイミングを好適にする制御に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ブラシレス直流モータは、回転
子の磁極位置に従って電流を流すべき固定子の巻線相を
切り替える必要がある。このため、ホール素子などのセ
ンサをモータに取り付けて回転子の磁極位置を検出しな
ければならないが、冷凍サイクルの圧縮機を駆動するモ
ータのように、使用環境によってはセンサの取付けが困
難な場合がある。そこで、このセンサを省略してブラシ
レス直流モータを駆動する方法が発明されており、その
一例が特開昭６２−２４７７９１号公報に記載されてい
る。この方法によれば、すべての相の固定子コイルに誘
起される起電力を検出することによって回転子の磁極位
置信号を作成し、該信号に基づいてモータ電流の相転流
タイミングを得ることにより、ブラシレス直流モータを
駆動している。
子の磁極位置に従って電流を流すべき固定子の巻線相を
切り替える必要がある。このため、ホール素子などのセ
ンサをモータに取り付けて回転子の磁極位置を検出しな
ければならないが、冷凍サイクルの圧縮機を駆動するモ
ータのように、使用環境によってはセンサの取付けが困
難な場合がある。そこで、このセンサを省略してブラシ
レス直流モータを駆動する方法が発明されており、その
一例が特開昭６２−２４７７９１号公報に記載されてい
る。この方法によれば、すべての相の固定子コイルに誘
起される起電力を検出することによって回転子の磁極位
置信号を作成し、該信号に基づいてモータ電流の相転流
タイミングを得ることにより、ブラシレス直流モータを
駆動している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、固
定子コイルに誘起される起電力を検出するために、モー
タの端子電圧を取り込むためのフィルタと、該フィルタ
の出力電圧を比較するための比較器を、すべてのモータ
端子に設置するため制御回路が複雑になる。一般に、家
庭電化製品などに組み込まれるモータ駆動装置は小型
化、低コスト化が望まれており、できるだけ簡単な構成
にするのが望ましい。
定子コイルに誘起される起電力を検出するために、モー
タの端子電圧を取り込むためのフィルタと、該フィルタ
の出力電圧を比較するための比較器を、すべてのモータ
端子に設置するため制御回路が複雑になる。一般に、家
庭電化製品などに組み込まれるモータ駆動装置は小型
化、低コスト化が望まれており、できるだけ簡単な構成
にするのが望ましい。
【０００４】さらに、上記従来技術では、フィルタを用
いて端子電圧の位相遅延波形を作成するため、急な回転
数変動でフィルタの出力波形が歪んだ場合や、フィルタ
の時定数によってモータの高速回転域と低速回転域とで
位相遅延に差が生じた場合は、正確なモータ電流の相転
流タイミングを得ることができない。
いて端子電圧の位相遅延波形を作成するため、急な回転
数変動でフィルタの出力波形が歪んだ場合や、フィルタ
の時定数によってモータの高速回転域と低速回転域とで
位相遅延に差が生じた場合は、正確なモータ電流の相転
流タイミングを得ることができない。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、モータの端子電圧を検出しない簡単
な構成で回転子の位置を推定できるブラシレス直流モー
タのセンサレス駆動装置と、モータ電流の相転流タイミ
ングの位相ずれを補正して適確な転流タイミング得るこ
とができるブラシレス直流モータの制御方法を提供す
る。
されたものであり、モータの端子電圧を検出しない簡単
な構成で回転子の位置を推定できるブラシレス直流モー
タのセンサレス駆動装置と、モータ電流の相転流タイミ
ングの位相ずれを補正して適確な転流タイミング得るこ
とができるブラシレス直流モータの制御方法を提供す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、直流電源か
ら出力される電流の時間に対する変化率の極性を検出
し、この極性が変化した時刻に基づいて回転子の磁極位
置を推定することにより達成される。上記方法に基づく
ブラシレス直流モータの駆動装置は、直流電源と、該直
流電源に対して３相ブリッジ構成からなる複数のスイッ
チング素子群と、該スイッチング素子に並列に接続した
還流ダイオードと、該スイッチング素子を電気角１２０
度で通電するインバータ回路と、該インバータ回路の出
力端子に接続したブラシレス直流モータから構成される
ブラシレス直流モータの駆動装置において、前記直流電
源から出力される電流の時間に対する変化率に基づいて
モータ電流の相転流タイミングを得る手段を備える。
ら出力される電流の時間に対する変化率の極性を検出
し、この極性が変化した時刻に基づいて回転子の磁極位
置を推定することにより達成される。上記方法に基づく
ブラシレス直流モータの駆動装置は、直流電源と、該直
流電源に対して３相ブリッジ構成からなる複数のスイッ
チング素子群と、該スイッチング素子に並列に接続した
還流ダイオードと、該スイッチング素子を電気角１２０
度で通電するインバータ回路と、該インバータ回路の出
力端子に接続したブラシレス直流モータから構成される
ブラシレス直流モータの駆動装置において、前記直流電
源から出力される電流の時間に対する変化率に基づいて
モータ電流の相転流タイミングを得る手段を備える。
【０００７】前記モータ電流の相転流タイミングを得る
手段は、前記直流電源から出力される電流の時間に対す
る変化率の極性を検出し、該検出信号に基づいて極性の
反転時刻を計測し、該時刻を前記ブラシレス直流モータ
の回転子の磁極位置推定情報としてモータを制御する演
算部を備える。
手段は、前記直流電源から出力される電流の時間に対す
る変化率の極性を検出し、該検出信号に基づいて極性の
反転時刻を計測し、該時刻を前記ブラシレス直流モータ
の回転子の磁極位置推定情報としてモータを制御する演
算部を備える。
【０００８】
【作用】本発明は、ブラシレス直流モータをセンサレス
制御する場合において、モータの端子電圧を検出するか
わりに、直流電源の出力電流を参照することでモータを
駆動することが特徴である。従って、端子電圧検出部、
フィルタ回路などを削除した極めて簡単な構成でモータ
を制御することが可能であり、モータ駆動装置の小型
化、低コスト化を図ることができる。
制御する場合において、モータの端子電圧を検出するか
わりに、直流電源の出力電流を参照することでモータを
駆動することが特徴である。従って、端子電圧検出部、
フィルタ回路などを削除した極めて簡単な構成でモータ
を制御することが可能であり、モータ駆動装置の小型
化、低コスト化を図ることができる。
【０００９】また、本発明では直流電源から出力される
電流の時間に対する変化率の極性を検出し、この極性が
変化した時刻に基づいてモータ電流の相転流タイミング
の位相ずれを補正する。従って、モータ端子電圧を検出
して回転子の磁極位置を推定し、これに基づいてモータ
を制御する場合の問題点、即ちモータ端子電圧の歪や、
位置検出フィルタの位相遅延などによってモータ電流の
相転流タイミングに誤差が生じることを回避でき、適確
にモータ電流の相転流を行うことにより効率の良いモー
タ制御が可能となる。
電流の時間に対する変化率の極性を検出し、この極性が
変化した時刻に基づいてモータ電流の相転流タイミング
の位相ずれを補正する。従って、モータ端子電圧を検出
して回転子の磁極位置を推定し、これに基づいてモータ
を制御する場合の問題点、即ちモータ端子電圧の歪や、
位置検出フィルタの位相遅延などによってモータ電流の
相転流タイミングに誤差が生じることを回避でき、適確
にモータ電流の相転流を行うことにより効率の良いモー
タ制御が可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図１は
本発明によるブラシレス直流モータの駆動装置の一実施
例を示すシステム構成図である。インバータ回路は３相
インバータブリッジの構成であり、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は
それぞれＡ、Ｂ、Ｃ相の上アームスイッチング素子であ
り、同様にＱ４、Ｑ５、Ｑ６はそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ相の
下アームスイッチング素子である。各スイッチング素子
には、それぞれ並列に還流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ
３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６を接続する。ブラシレス直流モー
タは、磁極手段を備えた回転子３と固定子９から構成さ
れ、固定子９には電気角で１２０度の位相差を持つよう
に固定子コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３が配置される。直流電
源１とスイッチング素子の間には、図示するように直流
電源の出力電流を検出する電流検出抵抗Ｒ２を配置す
る。電流検出手段２は、電流検出抵抗Ｒ２の端子間電圧
をオペアンプ４により増幅出力する。Ｒ１はオペアンプ
４の負帰還抵抗である。
本発明によるブラシレス直流モータの駆動装置の一実施
例を示すシステム構成図である。インバータ回路は３相
インバータブリッジの構成であり、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は
それぞれＡ、Ｂ、Ｃ相の上アームスイッチング素子であ
り、同様にＱ４、Ｑ５、Ｑ６はそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ相の
下アームスイッチング素子である。各スイッチング素子
には、それぞれ並列に還流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ
３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６を接続する。ブラシレス直流モー
タは、磁極手段を備えた回転子３と固定子９から構成さ
れ、固定子９には電気角で１２０度の位相差を持つよう
に固定子コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３が配置される。直流電
源１とスイッチング素子の間には、図示するように直流
電源の出力電流を検出する電流検出抵抗Ｒ２を配置す
る。電流検出手段２は、電流検出抵抗Ｒ２の端子間電圧
をオペアンプ４により増幅出力する。Ｒ１はオペアンプ
４の負帰還抵抗である。
【００１１】インバータ回路を制御するスイッチング信
号の発生は下記の構成で行う。マイクロコンピュータ６
は、Ａ／Ｄ変換器７と演算器８を内臓し、電流検出手段
２から出力される検出電流をＡ／Ｄ変換器７に入力す
る。演算器８は、Ａ／Ｄ変換器７でデジタル化した電流
値を参照してモータ電流の相転流タイミングを計算し、
インバータを制御するスイッチング信号Ａ＋、Ｂ＋、Ｃ
＋、Ａ−、Ｂ−、Ｃ−を出力する。ドライブ回路５は、
演算器８から出力されるスイッチング信号に基づいて、
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６
を、それぞれ電気角１２０度ごとに通電して駆動する。
号の発生は下記の構成で行う。マイクロコンピュータ６
は、Ａ／Ｄ変換器７と演算器８を内臓し、電流検出手段
２から出力される検出電流をＡ／Ｄ変換器７に入力す
る。演算器８は、Ａ／Ｄ変換器７でデジタル化した電流
値を参照してモータ電流の相転流タイミングを計算し、
インバータを制御するスイッチング信号Ａ＋、Ｂ＋、Ｃ
＋、Ａ−、Ｂ−、Ｃ−を出力する。ドライブ回路５は、
演算器８から出力されるスイッチング信号に基づいて、
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６
を、それぞれ電気角１２０度ごとに通電して駆動する。
【００１２】次に、上記実施例によるブラシレス直流モ
ータの制御方法を説明する。図２にモータ駆動時の等価
回路を示す。インバータの直流印加電圧をＶｄ、出力電
流をＩｄとしてある。モータは回転することにより、発
電作用によって各相の固定子コイルにそれぞれ１２０度
の位相差を持つ正弦波の誘起電圧ｅａ、ｅｂ、ｅｃが発
生する。モータの端子電圧Ｖａは、Ａ相を例とすれば図
３に示すような波形になる。このとき、例えばＡ相の上
アームスイッチング素子と、Ｂ相の下アームスイッチン
グ素子がオンする期間、即ち図３に示す電気角６０度か
ら１２０度の区間では、Ａ相の固定子コイルにｅａ、Ｂ
相の固定子コイルにｅｂの誘起電圧が発生しているの
で、通電相の固定子コイルにかかる電圧はインバータの
直流印加電圧Ｖｄから誘起電圧ｅａ、及びｅｂを減じた
値となり、これを図の斜線部で示す。また、他の通電相
における期間、例えば電気角１２０度から１８０度の区
間では、Ａ相とＣ相の固定子コイルにかかる電圧は直流
印加電圧Ｖｄから誘起電圧ｅａ、及びｅｃを減じた値と
なり、前述した斜線部と同様の波形となる。
ータの制御方法を説明する。図２にモータ駆動時の等価
回路を示す。インバータの直流印加電圧をＶｄ、出力電
流をＩｄとしてある。モータは回転することにより、発
電作用によって各相の固定子コイルにそれぞれ１２０度
の位相差を持つ正弦波の誘起電圧ｅａ、ｅｂ、ｅｃが発
生する。モータの端子電圧Ｖａは、Ａ相を例とすれば図
３に示すような波形になる。このとき、例えばＡ相の上
アームスイッチング素子と、Ｂ相の下アームスイッチン
グ素子がオンする期間、即ち図３に示す電気角６０度か
ら１２０度の区間では、Ａ相の固定子コイルにｅａ、Ｂ
相の固定子コイルにｅｂの誘起電圧が発生しているの
で、通電相の固定子コイルにかかる電圧はインバータの
直流印加電圧Ｖｄから誘起電圧ｅａ、及びｅｂを減じた
値となり、これを図の斜線部で示す。また、他の通電相
における期間、例えば電気角１２０度から１８０度の区
間では、Ａ相とＣ相の固定子コイルにかかる電圧は直流
印加電圧Ｖｄから誘起電圧ｅａ、及びｅｃを減じた値と
なり、前述した斜線部と同様の波形となる。
【００１３】通電相の固定子コイルにかかる電圧に比例
して電流Ｉｄが流れる場合、電流Ｉｄは図４（ａ）に示
すような波形になる。ここで、各電気角６０度期間にお
いて電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’となるタイミングは、通電
相における誘起電圧が最大となった場合であり、例えば
図３で示す電気角９０度、１５０度のときである。従っ
て、電流Ｉｄを検出して極小値Ｉｄ’になる時刻を計測
すれば、モータ電流の相転流タイミングに対して電気角
３０度の進み位相を得ることができる。
して電流Ｉｄが流れる場合、電流Ｉｄは図４（ａ）に示
すような波形になる。ここで、各電気角６０度期間にお
いて電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’となるタイミングは、通電
相における誘起電圧が最大となった場合であり、例えば
図３で示す電気角９０度、１５０度のときである。従っ
て、電流Ｉｄを検出して極小値Ｉｄ’になる時刻を計測
すれば、モータ電流の相転流タイミングに対して電気角
３０度の進み位相を得ることができる。
【００１４】この電気角３０度の進み位相に基づいたモ
ータ電流の相転流タイミングの決定方法を図１、及び図
５を用いて説明する。図５はモータの回転数が変化して
いる場合の電流Ｉｄの波形を表している。各電気角６０
度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器７で電流Ｉｄをサンプリン
グし、演算部８で電流Ｉｄが極小値になる時刻を計測す
る。電流Ｉｄのサンプリングは、通電相のスイッチング
素子がチョッパ動作を行っている場合には、電流Ｉｄが
十分立ち上がった時点で行う必要がある。前回の電気角
６０度期間における電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻
をｔ１、今回の電気角６０度期間における電流Ｉｄが極
小値Ｉｄ’になる時刻をｔ２とすると、時刻ｔ１と時刻
ｔ２の時間差から電気角６０度時間Ｔ１を計算し、この
時間Ｔ１の１／２値を電気角３０度時間Ｔ２とする。時
間Ｔ２を時刻ｔ２に加算して次回の相転流タイミングを
設定する。以下同様にして、次々回の転流タイミングは
電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ３に、電気角６０
度時間Ｔ３の１／２値である時間Ｔ４を加算して得る。
この様にして順次転流タイミングを設定する。
ータ電流の相転流タイミングの決定方法を図１、及び図
５を用いて説明する。図５はモータの回転数が変化して
いる場合の電流Ｉｄの波形を表している。各電気角６０
度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器７で電流Ｉｄをサンプリン
グし、演算部８で電流Ｉｄが極小値になる時刻を計測す
る。電流Ｉｄのサンプリングは、通電相のスイッチング
素子がチョッパ動作を行っている場合には、電流Ｉｄが
十分立ち上がった時点で行う必要がある。前回の電気角
６０度期間における電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻
をｔ１、今回の電気角６０度期間における電流Ｉｄが極
小値Ｉｄ’になる時刻をｔ２とすると、時刻ｔ１と時刻
ｔ２の時間差から電気角６０度時間Ｔ１を計算し、この
時間Ｔ１の１／２値を電気角３０度時間Ｔ２とする。時
間Ｔ２を時刻ｔ２に加算して次回の相転流タイミングを
設定する。以下同様にして、次々回の転流タイミングは
電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ３に、電気角６０
度時間Ｔ３の１／２値である時間Ｔ４を加算して得る。
この様にして順次転流タイミングを設定する。
【００１５】次に、前記相転流タイミングの決定方法に
よって設定した転流タイミングに位相ずれが発生した場
合の、転流タイミングの補正方法について説明する。図
４（ａ）は転流の位相ずれがない場合における電流Ｉｄ
の波形を表している。転流の位相ずれがない場合、電流
Ｉｄが極小値Ｉｄ’になるタイミングは各電気角６０度
期間において電気角３０度のときである。転流が進み位
相になった場合、電流Ｉｄは図４（ｂ）に示すように左
上がりの波形となる。その結果、電流Ｉｄが極小値Ｉ
ｄ’になるタイミングは電気角３０度より遅れる。ま
た、転流が遅れ位相になった場合は、電流Ｉｄは図４
（ｃ）に示すように右上がりの波形となり、電流Ｉｄが
極小値Ｉｄ’になるタイミングは電気角３０度より進
む。従って、電流Ｉｄが極小値になる時刻を計測するこ
とにより、転流タイミングの位相ずれを検知することが
できる。
よって設定した転流タイミングに位相ずれが発生した場
合の、転流タイミングの補正方法について説明する。図
４（ａ）は転流の位相ずれがない場合における電流Ｉｄ
の波形を表している。転流の位相ずれがない場合、電流
Ｉｄが極小値Ｉｄ’になるタイミングは各電気角６０度
期間において電気角３０度のときである。転流が進み位
相になった場合、電流Ｉｄは図４（ｂ）に示すように左
上がりの波形となる。その結果、電流Ｉｄが極小値Ｉ
ｄ’になるタイミングは電気角３０度より遅れる。ま
た、転流が遅れ位相になった場合は、電流Ｉｄは図４
（ｃ）に示すように右上がりの波形となり、電流Ｉｄが
極小値Ｉｄ’になるタイミングは電気角３０度より進
む。従って、電流Ｉｄが極小値になる時刻を計測するこ
とにより、転流タイミングの位相ずれを検知することが
できる。
【００１６】転流が進み位相の場合の転流タイミングの
補正方法を図１、及び図６を用いて説明する。各電気角
６０度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器７で電流Ｉｄをサンプ
リングし、演算部８で電流Ｉｄが極小値になる時刻を計
測する。このとき、前回の電気角６０度時間をＴ５、前
回の転流時刻をｔ４とする。今回の電気角６０度期間に
おける電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ５を検出
し、時刻ｔ４と時刻ｔ５の時間差から時間Ｔ６を計算す
る。該時間Ｔ６と前回の電気角３０度期間、即ち時間Ｔ
５の１／２値を比較して、電気角３０度期間が時間Ｔ６
より短い場合には転流タイミングが進み位相であると判
断し、前記相転流タイミングの決定方法によって設定し
た転流タイミングｔ６に所定時間Ｔ７を加えて今回の転
流時刻ｔ７とする。この補正を各電気角６０度期間ごと
に行い、前回電気角３０度期間、即ち時間Ｔ５の１／２
値と時間Ｔ６が一致すれば転流タイミングに位相ずれが
なくなったと判断して所定時間Ｔ７の加算を終了する。
補正方法を図１、及び図６を用いて説明する。各電気角
６０度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器７で電流Ｉｄをサンプ
リングし、演算部８で電流Ｉｄが極小値になる時刻を計
測する。このとき、前回の電気角６０度時間をＴ５、前
回の転流時刻をｔ４とする。今回の電気角６０度期間に
おける電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ５を検出
し、時刻ｔ４と時刻ｔ５の時間差から時間Ｔ６を計算す
る。該時間Ｔ６と前回の電気角３０度期間、即ち時間Ｔ
５の１／２値を比較して、電気角３０度期間が時間Ｔ６
より短い場合には転流タイミングが進み位相であると判
断し、前記相転流タイミングの決定方法によって設定し
た転流タイミングｔ６に所定時間Ｔ７を加えて今回の転
流時刻ｔ７とする。この補正を各電気角６０度期間ごと
に行い、前回電気角３０度期間、即ち時間Ｔ５の１／２
値と時間Ｔ６が一致すれば転流タイミングに位相ずれが
なくなったと判断して所定時間Ｔ７の加算を終了する。
【００１７】次に、転流が遅れ位相の場合の転流タイミ
ングの補正方法を図１、及び図７を用いて説明する。各
電気角６０度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器７で電流Ｉｄを
サンプリングし、演算部８で電流Ｉｄが極小値になる時
刻を計測する。このとき、前回の電気角６０度時間をＴ
８、前回の転流時刻をｔ８とする。今回の電気角６０度
期間における電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ９を
検出し、時刻ｔ８と時刻ｔ９の時間差から時間Ｔ９を計
算する。該時間Ｔ９と前回の電気角３０度期間、即ち時
間Ｔ８の１／２値を比較して、電気角３０度期間が時間
Ｔ９より長い場合には転流タイミングが遅れ位相である
と判断し、前記相転流タイミングの決定方法によって設
定した転流タイミングｔ１１に所定時間Ｔ１０を減じて
今回の転流時刻ｔ１０とする。この補正を各電気角６０
度期間ごとに行い、前回電気角３０度期間、即ち時間Ｔ
８の１／２値と時間Ｔ９が一致すれば転流タイミングに
位相ずれがなくなったと判断して時間Ｔ１０の減算を終
了する。
ングの補正方法を図１、及び図７を用いて説明する。各
電気角６０度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器７で電流Ｉｄを
サンプリングし、演算部８で電流Ｉｄが極小値になる時
刻を計測する。このとき、前回の電気角６０度時間をＴ
８、前回の転流時刻をｔ８とする。今回の電気角６０度
期間における電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ９を
検出し、時刻ｔ８と時刻ｔ９の時間差から時間Ｔ９を計
算する。該時間Ｔ９と前回の電気角３０度期間、即ち時
間Ｔ８の１／２値を比較して、電気角３０度期間が時間
Ｔ９より長い場合には転流タイミングが遅れ位相である
と判断し、前記相転流タイミングの決定方法によって設
定した転流タイミングｔ１１に所定時間Ｔ１０を減じて
今回の転流時刻ｔ１０とする。この補正を各電気角６０
度期間ごとに行い、前回電気角３０度期間、即ち時間Ｔ
８の１／２値と時間Ｔ９が一致すれば転流タイミングに
位相ずれがなくなったと判断して時間Ｔ１０の減算を終
了する。
【００１８】このようにして前記相転流タイミングの決
定方法によって設定した転流タイミングを補正すること
により、位相ずれのない正確なモータ電流の相転流がで
きる。
定方法によって設定した転流タイミングを補正すること
により、位相ずれのない正確なモータ電流の相転流がで
きる。
【００１９】また、この転流タイミングの補正方法は、
例えば図８で示すような他のブラシレス直流モータの磁
極位置検出手段を備えたモータ駆動装置においても適用
可能であり、以下に該装置における転流タイミングの補
正方法について説明する。図８の装置の構成は、磁極位
置検出手段以外の部分は図１に示したブラシレス直流モ
ータの駆動装置と同一の構成であり、ここでは磁極位置
検出手段の構成についてのみ説明する。固定子１８にホ
ールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３を設置し、ホールセンサか
らの信号を位置検出回路１９に入力して回転子１２の磁
極位置信号を作成する。この磁極位置信号に基づいてマ
イクロコンピュータ１５の演算部１７でモータ電流の相
転流タイミングを計算し、インバータを制御するスイッ
チング信号Ａ＋、Ｂ＋、Ｃ＋、Ａ−、Ｂ−、Ｃ−を出力
する。
例えば図８で示すような他のブラシレス直流モータの磁
極位置検出手段を備えたモータ駆動装置においても適用
可能であり、以下に該装置における転流タイミングの補
正方法について説明する。図８の装置の構成は、磁極位
置検出手段以外の部分は図１に示したブラシレス直流モ
ータの駆動装置と同一の構成であり、ここでは磁極位置
検出手段の構成についてのみ説明する。固定子１８にホ
ールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３を設置し、ホールセンサか
らの信号を位置検出回路１９に入力して回転子１２の磁
極位置信号を作成する。この磁極位置信号に基づいてマ
イクロコンピュータ１５の演算部１７でモータ電流の相
転流タイミングを計算し、インバータを制御するスイッ
チング信号Ａ＋、Ｂ＋、Ｃ＋、Ａ−、Ｂ−、Ｃ−を出力
する。
【００２０】転流が進み位相の場合の転流タイミングの
補正方法を図６、及び図８を用いて説明する。各電気角
６０度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器１６で電流Ｉｄをサン
プリングし、演算部１７で電流Ｉｄが極小値になる時刻
を計測する。このとき、前回の電気角６０度時間をＴ
５、前回の転流時刻をｔ４とする。今回の電気角６０度
期間における電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ５を
検出し、時刻ｔ４と時刻ｔ５の時間差から時間Ｔ６を計
算する。該時間Ｔ６と前回の電気角３０度期間、即ち時
間Ｔ５の１／２値を比較して、電気角３０度期間が時間
Ｔ６より短い場合には転流タイミングが進み位相である
と判断し、位置検出回路１９から出力される磁極位置信
号に基づいて設定した転流タイミングｔ６に所定時間Ｔ
７を加えて今回の転流時刻ｔ７とする。この補正を各電
気角６０度期間ごとに行い、前回電気角３０度期間、即
ち時間Ｔ５の１／２値と時間Ｔ６が一致すれば転流タイ
ミングに位相ずれがなくなったと判断して所定時間Ｔ７
の加算を終了する。
補正方法を図６、及び図８を用いて説明する。各電気角
６０度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器１６で電流Ｉｄをサン
プリングし、演算部１７で電流Ｉｄが極小値になる時刻
を計測する。このとき、前回の電気角６０度時間をＴ
５、前回の転流時刻をｔ４とする。今回の電気角６０度
期間における電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ５を
検出し、時刻ｔ４と時刻ｔ５の時間差から時間Ｔ６を計
算する。該時間Ｔ６と前回の電気角３０度期間、即ち時
間Ｔ５の１／２値を比較して、電気角３０度期間が時間
Ｔ６より短い場合には転流タイミングが進み位相である
と判断し、位置検出回路１９から出力される磁極位置信
号に基づいて設定した転流タイミングｔ６に所定時間Ｔ
７を加えて今回の転流時刻ｔ７とする。この補正を各電
気角６０度期間ごとに行い、前回電気角３０度期間、即
ち時間Ｔ５の１／２値と時間Ｔ６が一致すれば転流タイ
ミングに位相ずれがなくなったと判断して所定時間Ｔ７
の加算を終了する。
【００２１】次に、転流が遅れ位相の場合の転流タイミ
ングの補正方法を図７、及び図８を用いて説明する。各
電気角６０度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器１６で電流Ｉｄ
をサンプリングし、演算部１７で電流Ｉｄが極小値にな
る時刻を計測する。このとき、前回の電気角６０度時間
をＴ８、前回の転流時刻をｔ８とする。今回の電気角６
０度期間における電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ
９を検出し、時刻ｔ８と時刻ｔ９の時間差から時間Ｔ９
を計算する。該時間Ｔ９と前回の電気角３０度期間、即
ち時間Ｔ８の１／２値を比較して、電気角３０度期間が
時間Ｔ９より長い場合には転流タイミングが遅れ位相で
あると判断し、位置検出回路１９から出力される磁極位
置信号に基づいて設定した転流タイミングｔ１１に所定
時間Ｔ１０を減じて今回の転流時刻ｔ１０とする。この
補正を各電気角６０度期間ごとに行い、前回電気角３０
度期間、即ち時間Ｔ８の１／２値と時間Ｔ９が一致すれ
ば転流タイミングに位相ずれがなくなったと判断して時
間Ｔ１０の減算を終了する。
ングの補正方法を図７、及び図８を用いて説明する。各
電気角６０度期間ごとに、Ａ／Ｄ変換器１６で電流Ｉｄ
をサンプリングし、演算部１７で電流Ｉｄが極小値にな
る時刻を計測する。このとき、前回の電気角６０度時間
をＴ８、前回の転流時刻をｔ８とする。今回の電気角６
０度期間における電流Ｉｄが極小値Ｉｄ’になる時刻ｔ
９を検出し、時刻ｔ８と時刻ｔ９の時間差から時間Ｔ９
を計算する。該時間Ｔ９と前回の電気角３０度期間、即
ち時間Ｔ８の１／２値を比較して、電気角３０度期間が
時間Ｔ９より長い場合には転流タイミングが遅れ位相で
あると判断し、位置検出回路１９から出力される磁極位
置信号に基づいて設定した転流タイミングｔ１１に所定
時間Ｔ１０を減じて今回の転流時刻ｔ１０とする。この
補正を各電気角６０度期間ごとに行い、前回電気角３０
度期間、即ち時間Ｔ８の１／２値と時間Ｔ９が一致すれ
ば転流タイミングに位相ずれがなくなったと判断して時
間Ｔ１０の減算を終了する。
【００２２】以上に説明したように、磁極位置信号に基
づいて設定した転流タイミングを、上記方法で補正する
ことにより、位相ずれのない正確なモータ電流の相転流
を行うことができる。
づいて設定した転流タイミングを、上記方法で補正する
ことにより、位相ずれのない正確なモータ電流の相転流
を行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、直流電源から出力され
る電流の時間に対する変化率の極性を検出し、この極性
が変化した時刻に基づいて回転子の磁極位置を推定する
ので、モータの端子電圧を検出することなく簡単な構成
で回転子の位置を推定することが可能であり、ブラシレ
ス直流モータ駆動装置の小型化、低コスト化を実現する
ことができる。また、直流電源から出力される電流の時
間に対する変化率の極性を検出し、この極性が変化した
時刻に基づいて、磁極位置検出手段により設定されたモ
ータ電流の相転流タイミングを補正するので、位相ずれ
のない正確な相転流により高効率のブラシレス直流モー
タ制御ができる。
る電流の時間に対する変化率の極性を検出し、この極性
が変化した時刻に基づいて回転子の磁極位置を推定する
ので、モータの端子電圧を検出することなく簡単な構成
で回転子の位置を推定することが可能であり、ブラシレ
ス直流モータ駆動装置の小型化、低コスト化を実現する
ことができる。また、直流電源から出力される電流の時
間に対する変化率の極性を検出し、この極性が変化した
時刻に基づいて、磁極位置検出手段により設定されたモ
ータ電流の相転流タイミングを補正するので、位相ずれ
のない正確な相転流により高効率のブラシレス直流モー
タ制御ができる。
【図１】本発明による一実施例を示すシステム構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明による一実施例のモータ駆動時の等価回
路図である。
路図である。
【図３】モータの端子電圧Ｖａを表す波形図である。
【図４】インバータ出力電流Ｉｄと転流位相との関係を
示した図である。
示した図である。
【図５】本発明による相転流タイミング決定方法の説明
図である。
図である。
【図６】本発明による転流タイミング補正方法の説明図
である。
である。
【図７】本発明による転流タイミング補正方法の説明図
である。
である。
【図８】本発明による一実施例を示すシステム構成図で
ある。
ある。
１…直流電源、 ２…電流検出手段、 ３…回転子、 ４…オペアンプ、 ５…ドライブ回路、 ６…マイクロコンピュータ、 ７…Ａ／Ｄ変換器、 ８…演算部、 ９…固定子、 １０…直流電源、 １１…電流検出手段、 １２…回転子、 １３…オペアンプ、 １４…ドライブ回路、 １５…マイクロコンピュータ、 １６…Ａ／Ｄ変換器、 １７…演算部、 １８…固定子、 １９…位置検出回路、 Ｑ１〜Ｑ１２…スイッチング素子、 Ｄ１〜Ｄ１２…還流ダイオード、 Ｒ１…負帰還抵抗、 Ｒ２…電流検出抵抗、 Ｒ３…負帰還抵抗、 Ｒ４…電流検出抵抗、 Ｌ１〜Ｌ６…固定子コイル、 Ｈ１〜Ｈ３…ホールセンサ。
Claims (8)
- 【請求項１】直流電源と、該直流電源に対して３相ブリ
ッジ構成からなる複数のスイッチング素子群と、該スイ
ッチング素子に並列に接続した還流ダイオードと、該ス
イッチング素子を電気角１２０度で通電するインバータ
回路と、該インバータ回路の出力端子に接続したブラシ
レス直流モータから構成され、該ブラシレス直流モータ
は前記インバータ回路の出力端子と接続した３相の巻線
を設けた固定子と、回磁手段を備えた回転子からなるブ
ラシレス直流モータの駆動装置において、前記直流電源
から出力される電流の時間に対する変化率に基づいてモ
ータ電流の相転流タイミングを得る手段を有することを
特徴とするブラシレス直流モータの駆動装置。 - 【請求項２】請求項１のブラシレス直流モータの駆動装
置において、前記直流電源から出力される電流の時間に
対する変化率の極性を検出し、該検出信号に基づいて極
性の反転時刻を計測し、該時刻を前記ブラシレス直流モ
ータの回転子の磁極位置推定情報として制御することを
特徴とするブラシレス直流モータの制御方法。 - 【請求項３】請求項１のブラシレス直流モータの駆動装
置において、前記極性の反転時刻と該時刻から算出した
前回の電気角６０度時間に基づいて次回のモータ電流の
相転流時刻を設定することを特徴とするブラシレス直流
モータの制御方法。 - 【請求項４】請求項１のブラシレス直流モータの駆動装
置において、前記ブラシレス直流モータの前回の電気角
３０度期間と、前記極性の反転時刻と前回のモータ電流
の相転流時刻との時間差を比較し、前記電気角３０度期
間が前記時間差より長い場合には、前回の電気角６０度
期間から所定時間を減じて今回の電気角６０度期間と
し、また前記電気角３０度期間が前記時間差より短い場
合には、前回の電気角６０度期間に所定時間を加えて今
回の電気角６０度期間とするように制御することを特徴
とするブラシレス直流モータの制御方法。 - 【請求項５】請求項１のブラシレス直流モータの駆動装
置において、前記ブラシレス直流モータの前回の電気角
３０度期間と、前記極性の反転時刻と前回のモータ電流
の相転流時刻との時間差を比較し、前記電気角３０度期
間と前記時間差が一致するように次回のモータ電流の相
転流時刻を制御することを特徴とするブラシレス直流モ
ータの制御方法。 - 【請求項６】直流電源と、該直流電源に対して３相ブリ
ッジ構成からなる複数のスイッチング素子群と、該スイ
ッチング素子に並列に接続した還流ダイオードと、該ス
イッチング素子を電気角１２０度で通電するインバータ
回路と、該インバータ回路の出力端子に接続したブラシ
レス直流モータから構成され、該ブラシレス直流モータ
は前記インバータ回路の出力端子と接続した３相の巻線
を設けた固定子と、回磁手段を備えた回転子と、前記回
転子の磁極位置推定手段からなるブラシレス直流モータ
の駆動装置において、前記磁極位推定手段から出力され
る位置信号に基づいて設定されたモータ電流の相転流タ
イミングを、前記直流電源から出力される電流の時間に
対する変化率に基づいて補正する手段を備えることを特
徴とするブラシレス直流モータの駆動装置。 - 【請求項７】請求項５のブラシレス直流モータの駆動装
置において、前記ブラシレス直流モータの前回の電気角
３０度期間と、前記極性の反転時刻と前回のモータ電流
の相転流時刻との時間差を比較し、前記電気角３０度期
間が前記時間差より長い場合には、前回の電気角６０度
期間から所定時間を減じて今回の電気角６０度期間と
し、また前記電気角３０度期間が前記時間差より短い場
合には、前回の電気角６０度期間に所定時間を加えて今
回の電気角６０度期間とするように制御することを特徴
とするブラシレス直流モータの制御方法。 - 【請求項８】請求項５のブラシレス直流モータの駆動装
置において、前記ブラシレス直流モータの前回の電気角
３０度期間と、前記極性の反転時刻と前回のモータ電流
の相転流時刻との時間差を比較し、前記電気角３０度期
間と前記時間差が一致するように次回のモータ電流の相
転流時刻を制御することを特徴とするブラシレス直流モ
ータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6257871A JPH08126379A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | ブラシレス直流モータの駆動装置及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6257871A JPH08126379A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | ブラシレス直流モータの駆動装置及び制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126379A true JPH08126379A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17312342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6257871A Pending JPH08126379A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | ブラシレス直流モータの駆動装置及び制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08126379A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994870A (en) * | 1997-02-14 | 1999-11-30 | Hitachi, Ltd. | Method of estimating field pole position of synchronous motor, motor controlled, and electric vehicle |
| US6320349B1 (en) | 1997-02-14 | 2001-11-20 | Satoru Kaneko | Method of estimating field pole position of synchronous motor, motor controller, and electric vehicle |
| JP2003009539A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-10 | Toshiba Corp | インバータ装置 |
| JP2007089322A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスｄｃモータの制御装置および換気送風装置 |
| JP2007209154A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスｄｃモータの制御装置および熱交換型冷却機および換気送風装置 |
| JP2008220078A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスｄｃモータの制御装置及び換気送風装置 |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP6257871A patent/JPH08126379A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994870A (en) * | 1997-02-14 | 1999-11-30 | Hitachi, Ltd. | Method of estimating field pole position of synchronous motor, motor controlled, and electric vehicle |
| US6320349B1 (en) | 1997-02-14 | 2001-11-20 | Satoru Kaneko | Method of estimating field pole position of synchronous motor, motor controller, and electric vehicle |
| JP2003009539A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-10 | Toshiba Corp | インバータ装置 |
| JP2007089322A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスｄｃモータの制御装置および換気送風装置 |
| JP2007209154A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスｄｃモータの制御装置および熱交換型冷却機および換気送風装置 |
| JP2008220078A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスｄｃモータの制御装置及び換気送風装置 |
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