JP2000287480A - Control method of brushless motor - Google Patents

Control method of brushless motor

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JP2000287480A
JP2000287480A JP11087528A JP8752899A JP2000287480A JP 2000287480 A JP2000287480 A JP 2000287480A JP 11087528 A JP11087528 A JP 11087528A JP 8752899 A JP8752899 A JP 8752899A JP 2000287480 A JP2000287480 A JP 2000287480A
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brushless motor
position detection
reluctance torque
detection signal
induced voltage
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Yoshiyuki Ohara
義之 尾原
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Fujitsu General Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate ripple components of a reluctance torque which are contained in an induced voltage and avoid erroneous position detection in the position detection of a brushless motor which generates also a reluctance torque. SOLUTION: A DC power supply is switched by a plurality of transistors of a transistor matrix unit 3 and applied to a brushless motor 4 to control the rotation of the brushless motor 4. At that time, in a position detection circuit 10, an induced voltage (imaginery neutral voltage) generated in the non- current-application phase of the motor 4 is obtained by a synthesizer circuit 5a, and the induced voltage is applied to a low-pass filter 10a to eliminate the ripple components of a reluctance torque. The induced voltage is then compared with a reference voltage generated by a voltage generating circuit 5b by a comparison circuit 5c, and the comparison result is outputted to a control circuit 6 as a position detection signal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
の非通電相に発生する誘起電圧を用いて回転子の位置を
検出する位置検出技術に係り、特に詳しくは、リラクタ
ンストルクの発生に伴って誘起電圧に重畳されるリップ
ルを除去して適切な位置検出を行うブラシレスモータの
制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting technique for detecting the position of a rotor using an induced voltage generated in a non-energized phase of a brushless motor, and more particularly, to a position detecting technique for detecting a position of a rotor in response to generation of reluctance torque. The present invention relates to a control device for a brushless motor that performs appropriate position detection by removing a ripple superimposed on a voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブラシレスモータをインバータ制御する
場合、例えば、図5に示す装置を必要とし、商用電源1
をAC/DC変換部2で直流に変換し、この変換直流電
源をトランジスタ・マトリックス部3でスイッチングし
て三相交流としてブラシレスモータ4に供給する。ま
た、回転子の位置を位置検出回路5で検出し、この位置
検出の信号を制御回路(マイクロコンピュータ)6に入
力し、この制御回路6によってトランジスタ・マトリッ
クス部3のトランジスタを駆動して固定子の巻電電流を
切り替える。
2. Description of the Related Art Inverter control of a brushless motor requires, for example, an apparatus shown in FIG.
Is converted to DC by an AC / DC converter 2, and this converted DC power is switched by a transistor matrix unit 3 and supplied to a brushless motor 4 as a three-phase AC. Further, the position of the rotor is detected by a position detection circuit 5, and a signal of the position detection is input to a control circuit (microcomputer) 6, and the control circuit 6 drives the transistors of the transistor / matrix section 3 to drive the stator. Switch the winding current.

【0003】この位置検出の方法としては、例えば非通
電相に誘起する逆起電力(誘起電圧)波形からゼロクロ
ス点を検出し、このゼロクロス点により回転子の位置を
検出する方法がある。そのため、位置検出回路5は、電
機子巻線U,V,Wの端子電圧を合成回路5aで合成、
分圧して当該モータの中性点電圧に相当する電圧波形
(仮想中性点電圧)を得るとともに、この仮想中性点電
圧(つまり誘起電圧)と電圧発生回路5bで発生した所
定電圧(基準電圧)とを比較回路5cで比較し、この比
較結果を位置検出信号として制御回路(マイクロコンピ
ュータ)6に出力する。
As a method of detecting the position, for example, there is a method of detecting a zero cross point from a back electromotive force (induced voltage) waveform induced in a non-energized phase, and detecting the position of the rotor based on the zero cross point. Therefore, the position detection circuit 5 combines the terminal voltages of the armature windings U, V, and W with the combining circuit 5a.
The voltage is divided to obtain a voltage waveform (virtual neutral point voltage) corresponding to the neutral point voltage of the motor, and the virtual neutral point voltage (that is, the induced voltage) and a predetermined voltage (reference voltage) generated by the voltage generating circuit 5b. ) Is compared by a comparison circuit 5c, and the comparison result is output to a control circuit (microcomputer) 6 as a position detection signal.

【0004】また、PWM制御方式を採用している場
合、制御回路6は、位置検出信号をもとにして電機子巻
線の通電を切り替えるPWM波形を生成し、この生成P
WM波形の駆動信号を駆動回路7を介してトランジスタ
・マトリックス部3に出力する。これにより、トランジ
スタ・マトリックス部3の各トランジシタUa,Va,
Wa,X,Y,Zが所定にオン、オフされ、ブラシレス
モータ4の電機子巻線の通電が切り替えられる。
When the PWM control method is adopted, the control circuit 6 generates a PWM waveform for switching the energization of the armature winding based on the position detection signal.
The drive signal of the WM waveform is output to the transistor matrix unit 3 via the drive circuit 7. As a result, each of the transistors Ua, Va,
Wa, X, Y, and Z are turned on and off in a predetermined manner, and the energization of the armature winding of the brushless motor 4 is switched.

【0005】ところで、ブラシレスモータとしては、モ
ータの高効率化の観点からマグネットトルクだけなく、
リラクタンストルクも利用するものが提案されている。
例えば、回転子に埋め込むマグネットの形状や配置を考
慮して固定子からの一方のq軸から他方のq軸への磁路
を確保し、またその磁路に沿ってスリットを形成してd
軸とq軸インダクタンスの差を大きくすれば、リラクタ
ンストルクの発生が可能となる。
By the way, as a brushless motor, not only the magnet torque but also the magnet torque is required from the viewpoint of increasing the efficiency of the motor.
One that also uses reluctance torque has been proposed.
For example, a magnetic path from one q-axis to the other q-axis from the stator is secured in consideration of the shape and arrangement of the magnet embedded in the rotor, and a slit is formed along the magnetic path to form d.
If the difference between the axis and the q-axis inductance is increased, reluctance torque can be generated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ブ
ラシレスモータにおいて、リラクタンストルクを活用し
た場合、固定子1のスロットとリラクタンストルクの相
互作用によりリップル(高次高調波)が誘起電圧に重畳
し、つまりリラクタンストルクの脈動成分であるリップ
ルを含んだ誘起電圧が発生してしまう(図6(a)参
照)。このため、リップルによる誤位置検出が発生する
ため(誤通電切り替えが行われるため)、モータ回転制
御の円滑化が阻害され、最悪脱調を引き起こす原因とも
なる。例えば、三相四極モータで固定子として24スロ
ットを用いた場合、図6(a),(b)に示すように、
誘起電圧に含まるリップルは、第11番目の高調波(第
11次高調波)であることが分かる。
However, when the reluctance torque is used in the brushless motor, ripples (higher harmonics) are superimposed on the induced voltage due to the interaction between the slots of the stator 1 and the reluctance torque. An induced voltage including a ripple which is a pulsating component of the reluctance torque is generated (see FIG. 6A). For this reason, erroneous position detection due to ripple occurs (because erroneous energization switching is performed), which hinders smoothness of motor rotation control and causes the worst step-out. For example, when 24 slots are used as a stator in a three-phase four-pole motor, as shown in FIGS.
It can be seen that the ripple included in the induced voltage is the eleventh harmonic (eleventh harmonic).

【0007】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、リラクタンストルクの影響により誘
起電圧に重畳されるリップル(高次高調波)を除去し、
誤位置検出を防止することができるようにしたブラシレ
スモータの制御方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to remove ripples (higher harmonics) superimposed on an induced voltage due to the influence of reluctance torque.
An object of the present invention is to provide a brushless motor control method capable of preventing erroneous position detection.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、少なくともリラクタンストルクを発生す
るブラシレスモータの非通電相に発生する誘起電圧と基
準電圧とを比較手段で比較して位置検出信号を得、該位
置検出信号により回転子の位置を検出して前記ブラシレ
スモータの電機子巻線の通電を切り替えるブラシレスモ
ータの制御方法であって、前記リラクタンストルクの脈
動成分であるリップルを除去するために前記比較手段の
前段にローパスフィルタを設け、前記誘起電圧に含まれ
るリップルを除去するようにしたことを特徴としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a brushless motor that generates at least reluctance torque by comparing an induced voltage generated in a non-energized phase with a reference voltage by a comparing means. A method of controlling a brushless motor that obtains a detection signal, detects a position of a rotor by the position detection signal, and switches energization of an armature winding of the brushless motor, and removes a ripple that is a pulsating component of the reluctance torque. For this purpose, a low-pass filter is provided in a stage preceding the comparing means to remove a ripple included in the induced voltage.

【0009】本発明は、少なくともリラクタンストルク
を発生する三相四極のブラシレスモータの非通電相に発
生する誘起電圧と基準電圧とを比較手段で比較して位置
検出信号を得、該位置検出信号により回転子の位置を検
出して前記ブラシレスモータの電機子巻線の通電を切り
替えるブラシレスモータの制御方法であって、前記リラ
クタンストルクの脈動成分である高次高調波を除去する
ために、前記比較手段の前段にローパスフィルタを設
け、少なくとも第11次高調波を除去するように前記ロ
ーパスフィルタのカットオフ周波数を設定してなること
を特徴としている。
According to the present invention, a position detection signal is obtained by comparing a reference voltage with an induced voltage generated in a non-energized phase of a three-phase four-pole brushless motor that generates at least reluctance torque, and a position detection signal is obtained. A method of controlling a brushless motor that switches the energization of an armature winding of the brushless motor by detecting a position of a rotor, wherein the comparing means removes a high-order harmonic that is a pulsating component of the reluctance torque. And a cut-off frequency of the low-pass filter is set so as to remove at least the eleventh harmonic.

【0010】また、前記ローパスフィルタのカットオフ
周波数を前記ブラシレスモータの回転数に応じて可変す
るとよい。これにより、ブラシレスモータの回転数にか
かわらず、誘起電圧に含まれるリップルを適切に除去す
ることができる。
[0010] The cutoff frequency of the low-pass filter may be varied according to the number of revolutions of the brushless motor. Thereby, regardless of the number of rotations of the brushless motor, the ripple included in the induced voltage can be appropriately removed.

【0011】本発明は、少なくともリラクタンストルク
を発生するブラシレスモータの非通電相に発生する誘起
電圧と基準電圧とを比較手段で比較して位置検出信号を
得、該位置検出信号により回転子の位置を検出して前記
ブラシレスモータの電機子巻線の通電を切り替えるブラ
シレスモータの制御方法であって、前記リラクタンスト
ルクの脈動成分であるリップルを除去するために前記比
較手段の前段にローパスのアクティブフィルタ回路を用
いるとともに、該アクティブフィルタ回路の入力抵抗を
可変する可変抵抗手段を用い、該可変抵抗手段の抵抗値
を前記ブラシレスモータの回転数に応じて切り替え、前
記アクティブフィルタ回路のカットオフ周波数を可変し
て前記誘起電圧に含まれるリップルを除去するようにし
たことを特徴としている。
According to the present invention, at least a position detection signal is obtained by comparing an induced voltage generated in a non-energized phase of a brushless motor generating reluctance torque with a reference voltage, and a position detection signal is obtained by the position detection signal. A brushless motor control method for switching the energization of an armature winding of the brushless motor by detecting a ripple, which is a pulsating component of the reluctance torque. Using variable resistance means for varying the input resistance of the active filter circuit, switching the resistance value of the variable resistance means according to the rotation speed of the brushless motor, and varying the cutoff frequency of the active filter circuit. Wherein the ripple contained in the induced voltage is removed. There.

【0012】また、前記回転数に応じてカットオフ周波
数を可変するための情報を予め経験的に求めて記憶手段
に記憶しておき、前記位置検出信号により回転子の位置
を検出するにあたって所定時間位置検出をマスクする場
合には前記カットオフ周波数を同マスクの領域で切り替
えるとよい。これにより、アクティブフィルタ回路のカ
ットオフ周波数の切り替えは当該回転制御に悪影響を及
ぼすことなく行われる。
Further, information for varying the cutoff frequency in accordance with the rotational speed is empirically obtained in advance and stored in a storage means, and a predetermined time is required for detecting the position of the rotor by the position detection signal. When masking the position detection, the cutoff frequency may be switched in a region of the same mask. Thereby, switching of the cutoff frequency of the active filter circuit is performed without adversely affecting the rotation control.

【0013】本発明は、少なくともリラクタンストルク
を発生するブラシレスモータの非通電相に発生する誘起
電圧と基準電圧とを比較手段で比較して位置検出信号を
得、該位置検出信号により回転子の位置を検出して前記
ブラシレスモータの電機子巻線の通電を切り替えるブラ
シレスモータの制御方法であって、前記リラクタンスト
ルクの脈動成分であるリップルを除去するために前記比
較手段の前段にローパスのスイッチトキャパシタICを
用い、該スイッチトキャパシタICのカットオフ周波数
を前記ブラシレスモータの回転数に応じて可変し、前記
誘起電圧に含まれるリップルを除去するようにしたこと
を特徴としている。
According to the present invention, a position detection signal is obtained by comparing an induced voltage generated at least in a non-energized phase of a brushless motor generating reluctance torque with a reference voltage, and a position detection signal is obtained based on the position detection signal. And a brushless motor control method for switching the energization of an armature winding of the brushless motor, wherein a low-pass switched capacitor IC is provided before the comparing means in order to remove a ripple which is a pulsating component of the reluctance torque. The cut-off frequency of the switched capacitor IC is varied according to the number of revolutions of the brushless motor to remove a ripple included in the induced voltage.

【0014】また、前記スイッチトキャパシタICのカ
ットオフ周波数を可変するためにクロック周波数を予め
経験的に求めて記憶手段にテーブルの形で記憶し、前記
回転数に応じてそのテーブルを参照してスイッチトキャ
パシタフィルタICのカットオフ周波数を変えるとよ
い。これにより、ブラシレスモータの回転数にかかわら
ず、誘起電圧に含まれるリップルを適切に除去すること
ができる。
Further, in order to vary the cut-off frequency of the switched capacitor IC, the clock frequency is empirically determined in advance and stored in a storage means in the form of a table, and the switched capacity is referred to in accordance with the rotation speed by referring to the table. The cutoff frequency of the filter IC may be changed. Thereby, regardless of the number of rotations of the brushless motor, the ripple included in the induced voltage can be appropriately removed.

【0015】前記ブラシレスモータの起動時には、予め
経験的に求めて記憶手段に記憶しているカットオフ周波
数になるように、前記ローパスフィルタあるいはアクテ
ィブフィルタ回路もしくはスイッチトキャパシタICを
制御するとよい。これにより、ブラシレスモータの起動
時にも誘起電圧に重畳されるリップルが除去され、起動
の失敗もなくなり、起動を的確に行うことができる。
When the brushless motor is started, it is preferable to control the low-pass filter, the active filter circuit, or the switched capacitor IC so that the cut-off frequency is obtained empirically and stored in the storage means. As a result, even when the brushless motor is started, the ripple superimposed on the induced voltage is removed, and there is no failure in starting, so that the starting can be performed accurately.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
ないし図4を参照して詳細に説明する。なお、図1中、
図5と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。また、ブラシレスモータ4の非通電相に発生する誘
起電圧波形は図6を参照されたい。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 1,
The same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. See FIG. 6 for the induced voltage waveform generated in the non-energized phase of the brushless motor 4.

【0017】図1は、本発明の第1の実施例を示すブラ
シレスモータの制御装置の概略的ブロック線図である。
図1において、この制御装置は、誘起電圧波形(仮想中
性点電圧波形)と基準電圧とを比較して位置検出信号を
得るための比較回路5cの前段に、リラクタンストルク
による脈動成分のリップルを除去するローパスフィルタ
10aを設けた位置検出回路10を備えている。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a control device for a brushless motor according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the control device compares the induced voltage waveform (virtual neutral point voltage waveform) with a reference voltage to obtain a position detection signal, and a ripple of a pulsation component due to reluctance torque is provided before a comparison circuit 5c. A position detection circuit 10 having a low-pass filter 10a to be removed is provided.

【0018】従来例で説明したように、ブラシレスモー
タ4がリラクタンストルクを発生する三相四極モータ
(固定子;24スロット)である場合には、リラクタン
ストルクの周波数成分は図2で表すことができ、つま
り、その周波数成分(モータの回転数の2倍)に対して
第11番目の高調波(第11次高調波)として現れる
(図6(b)参照)。
As described in the conventional example, when the brushless motor 4 is a three-phase four-pole motor (stator; 24 slots) that generates reluctance torque, the frequency component of the reluctance torque can be represented by FIG. That is, the frequency component (twice the rotation speed of the motor) appears as an eleventh harmonic (eleventh harmonic) (see FIG. 6B).

【0019】また、誘起電圧波形を構成する高調波成分
のエンベローブは、図2の波線に示す形となる。したが
って、ローパスフィルタ10aのカットオフを図2の実
線に示す形に設定し、つまり高次高調波をカットするよ
うに設定する。
Further, the envelope of the harmonic component constituting the induced voltage waveform has the form shown by the dashed line in FIG. Therefore, the cutoff of the low-pass filter 10a is set to the form shown by the solid line in FIG. 2, that is, the cutoff is set so as to cut high-order harmonics.

【0020】位置検出回路10においては、合成抵抗回
路5aで得た誘起電圧をローパスフィルタ10aに通し
て少なくとも第11次高調波を除去する。つまり、リラ
クタンストルクの影響によって誘起電圧に含まれたリッ
プルを除去する。
In the position detection circuit 10, at least the eleventh harmonic is removed by passing the induced voltage obtained by the combined resistance circuit 5a through a low-pass filter 10a. That is, the ripple included in the induced voltage due to the influence of the reluctance torque is removed.

【0021】したがって、比較回路5cは、そのリップ
ルを含まない誘起電圧と基準電圧とを比較して位置検出
信号を出力することになり、制御回路6はその位置検出
信号により正確な位置検出タイミングを得ることができ
ることから、高次高調波成分のリップルによる誤位置検
出を防止することができる。
Therefore, the comparison circuit 5c compares the induced voltage not including the ripple with the reference voltage and outputs a position detection signal, and the control circuit 6 determines an accurate position detection timing based on the position detection signal. As a result, erroneous position detection due to ripples of high-order harmonic components can be prevented.

【0022】ところで、本発明を可変速制御インバータ
に適用しようとすると、回転数に応じてローパスフィル
タ10aのカットオフ周波数を変える必要がある。その
ため、図3に示すように、本発明の第2の実施例が適用
されるブラシレスモータの制御装置は、前実施例のロー
パスフィルタ10aに代えてローパスのアクティブフィ
ルタ回路20aを比較回路5cの前段に設け、アクティ
ブフィルタ回路20aの入力抵抗器に可変抵抗手段(ア
ッテネータ)20bを用いた位置検出回路20と、図1
に示す制御回路6の機能の他に、ブラシレスモータ4の
回転数に応じてアッテネータ20bの抵抗値を切り替え
てアクテブフィルタ回路20aのカットオフ周波数を可
変する制御回路(マイクロコンピュータ)21とを備え
ている。
When the present invention is applied to a variable speed control inverter, it is necessary to change the cutoff frequency of the low-pass filter 10a according to the rotation speed. Therefore, as shown in FIG. 3, a control device for a brushless motor to which the second embodiment of the present invention is applied includes a low-pass active filter circuit 20a in place of the low-pass filter 10a of the previous embodiment and a preceding stage of the comparison circuit 5c. 1 and a position detection circuit 20 using a variable resistance means (attenuator) 20b as an input resistor of an active filter circuit 20a.
And a control circuit (microcomputer) 21 for changing the cutoff frequency of the active filter circuit 20a by switching the resistance value of the attenuator 20b according to the rotation speed of the brushless motor 4 in addition to the function of the control circuit 6 shown in FIG. I have.

【0023】アクティブフィルタ回路20aは、アッテ
ネータ20bの抵抗値Rがオペアンプ回路20cの抵抗
R1と同じであれば(R=R1)、オペアンプ回路20
cのゲインが1であり、カットオフ周波数は、コンデン
サC1と抵抗R1(=R)によって決定される。また、
アッテネータ20bの抵抗値Rが抵抗R1と異なると、
オペアンプ回路20cのゲインが1でなくなり、ゲイン
(周波数特性)の折線接線の折点(いわゆるカットオフ
周波数)がゲイン1の場合と異なることから、カットオ
フ周波数は抵抗値Rによって変化する。
If the resistance value R of the attenuator 20b is equal to the resistance R1 of the operational amplifier circuit 20c (R = R1), the active filter circuit 20a
The gain of c is 1, and the cutoff frequency is determined by the capacitor C1 and the resistor R1 (= R). Also,
If the resistance value R of the attenuator 20b is different from the resistance R1,
Since the gain of the operational amplifier circuit 20c is no longer 1 and the break point (so-called cut-off frequency) of the tangent of the gain (frequency characteristic) is different from the case of the gain 1, the cut-off frequency changes depending on the resistance value R.

【0024】そこで、ブラシレスモータ4の回転数に応
じて最適なカットオフ周波数を予め経験的に求め、アク
ティブフィルタ回路20aのカットオフ周波数が求めた
カットオフ周波数になるように、アッテネータ20bの
抵抗値を変えるためのデータを制御回路21の内部メモ
リ(記憶手段)にテーブル形式で記憶しておく。
Therefore, an optimum cut-off frequency is empirically determined in advance in accordance with the rotation speed of the brushless motor 4, and the resistance value of the attenuator 20b is set so that the cut-off frequency of the active filter circuit 20a becomes the determined cut-off frequency. Are stored in a table format in the internal memory (storage means) of the control circuit 21.

【0025】制御回路21は、位置検出信号をもとにし
てブラシレスモータ4の通電の切り替えタイミングを算
出し、その通電を切り替える一方、回転数を算出して内
部メモリのデータを読み出すとともに、アッテネータ2
0bの抵抗値を順次切り替える。
The control circuit 21 calculates the switching timing of the energization of the brushless motor 4 based on the position detection signal, switches the energization, calculates the number of revolutions, reads out the data in the internal memory, and controls the attenuator 2.
0b is sequentially switched.

【0026】これにより、ブラシレスモータ4の回転数
に応じてアクティブフィルタ回路20aのカットオッフ
周波数がリップル除去に最適なものとなり、つまりリラ
クタンストルクによる脈動成分である第11高調波を適
切に除去することができ、誤位置検出を防止することが
できる。
As a result, the cut-off frequency of the active filter circuit 20a becomes optimal for removing ripples in accordance with the number of revolutions of the brushless motor 4, that is, it is possible to appropriately remove the eleventh harmonic which is a pulsating component due to reluctance torque. Thus, erroneous position detection can be prevented.

【0027】なお、位置検出がゼロクロス点検出である
ことから、オペアンプ回路20cのゲインが多少変化し
も、その位置検出に悪影響を及ぼすこともない。この場
合、カットオフ周波数の切り替え時の過渡応答によって
悪影響を受け易いことから、ブラシレスモータ4の通電
切り替え時の雑音が位置検出信号に重畳するため、所定
時間の位置検出をマスクしている場合、そのマスクの領
域を利用する。すなわち、そのマスクの領域において、
アッテネータ20bの抵抗値を切り替え、アクティブフ
ィルタ回路20aのカットオッフ周波数を変える。
Since the position detection is the zero-cross point detection, even if the gain of the operational amplifier circuit 20c slightly changes, the position detection is not adversely affected. In this case, since the noise at the time of switching the energization of the brushless motor 4 is superimposed on the position detection signal because the transient response at the time of switching the cutoff frequency is easily affected, the position detection for a predetermined time is masked. The area of the mask is used. That is, in the area of the mask,
The resistance value of the attenuator 20b is switched to change the cutoff frequency of the active filter circuit 20a.

【0028】図4に示すように、本発明の第3の実施例
が適用されるブラシレスモータの制御装置は、前実施例
のアクティブフィルタ回路20aに代えてローパスのス
イッチトキャパシタフィルタIC30aを比較回路5c
の前段に設けた位置検出回路30と、図5に示す制御回
路6の機能の他に、そのスイッチトキャパシタフィルタ
IC30aのクロック周波数(所定周期のクロック信
号)を変え、そのカットオフ周波数をブラシレスモータ
4の回転数に応じて可変する制御回路(マイクロコンピ
ュータ)31とを備えている。
As shown in FIG. 4, a control device for a brushless motor to which the third embodiment of the present invention is applied includes a low-pass switched capacitor filter IC 30a instead of the active filter circuit 20a of the previous embodiment and a comparison circuit 5c.
In addition to the functions of the position detection circuit 30 provided in the preceding stage and the control circuit 6 shown in FIG. 5, the clock frequency (clock signal of a predetermined cycle) of the switched capacitor filter IC 30a is changed, and the cutoff frequency is changed to And a control circuit (microcomputer) 31 that can be varied according to the number of rotations.

【0029】この場合、ブラシレスモータ4の回転数に
応じて最適なカットオフ周波数を予め経験的に求め、ス
イッチトキャパシタフィルタIC30aのカットオフ周
波数がその求めたカットオフ周波数になるように、スイ
ッチトキャパシタフィルタIC30aのクロック周波数
を変えるためのデータを制御回路31の内部メモリ(記
憶手段)にテーブル形式で記憶しておく。
In this case, an optimum cutoff frequency is previously empirically determined according to the rotation speed of the brushless motor 4, and the switched capacitor filter is set so that the cutoff frequency of the switched capacitor filter IC 30a becomes the determined cutoff frequency. Data for changing the clock frequency of the IC 30a is stored in a table format in the internal memory (storage means) of the control circuit 31.

【0030】制御回路31は、位置検出信号をもとにし
てブラシレスモータ4の通電の切り替えタイミングを算
出し、その通電を切り替える一方、回転数を算出して内
部メモリのデータを読み出すとともに、スイッチトキャ
パシタフィルタIC30aへ出力するクロック信号の周
波数を順次切り替える。
The control circuit 31 calculates the switching timing of the energization of the brushless motor 4 based on the position detection signal, switches the energization, calculates the number of revolutions, reads the data in the internal memory, and switches the switched capacitor. The frequency of the clock signal output to the filter IC 30a is sequentially switched.

【0031】これにより、ブラシレスモータ4の回転数
に応じてスイッチトキャパシタフィルタIC30aのカ
ットオフ周波数はリップル除去に最適なものとなる。つ
まり、リラクタンストルクによる脈動成分である第11
次高調波を適切に除去することができ、誤位置検出を防
止することができる。
As a result, the cut-off frequency of the switched capacitor filter IC 30a becomes optimal for removing ripples according to the rotation speed of the brushless motor 4. That is, the eleventh pulsation component due to the reluctance torque
The second harmonic can be appropriately removed, and detection of an erroneous position can be prevented.

【0032】なお、前実施例と同様に、カットオフ周波
数の切り替え時の過渡応答によって悪影響を受ける可能
性もあることから、位置検出のマスクの領域においてス
イッチトキャパシタフィルタIC30aのクロック信号
の周波数を切り替え、スイッチトキャパシタフィルタI
C30aのカットオフ周波数を切り替えるとよい。
As in the previous embodiment, the frequency of the clock signal of the switched capacitor filter IC 30a is switched in the region of the position detection mask because the transient response at the time of switching the cutoff frequency may adversely affect the operation. , Switched capacitor filter I
The cutoff frequency of C30a may be switched.

【0033】また、前述したフィルタとしては、DPS
等の高速演算デバイスを用いてもよい。この場合、ブラ
シレスモータ4の仮想中性点電圧(誘起電圧)波形をA
/Dコンバータに取り込み、この取り込んだ誘起電圧を
ディジタル的にフィルタリングし、リラクタンストルク
の脈動成分(リップル)である第11高調波を適切に除
去する。
As the above-mentioned filter, DPS
Or a high-speed arithmetic device such as In this case, the virtual neutral point voltage (induced voltage) waveform of the brushless motor 4 is A
The resulting induced voltage is digitally filtered to appropriately remove the eleventh harmonic which is a pulsating component (ripple) of the reluctance torque.

【0034】なお、上述した3つの実施例では、ブラシ
レスモータ4が回転している場合について説明したが、
ブラシレスモータ4の起動時においても適用する。
In the above three embodiments, the case where the brushless motor 4 is rotating has been described.
The same applies when the brushless motor 4 is started.

【0035】この場合、上述の実施例同様に、起動時に
おいて適切にリップルを除去するカットオフ周波数を求
め、アクティブフィルタ回路20a,スイッチトキャパ
シタIC30aのカットオフ周波数を、その求めたカッ
トオフ周波数とするためのデータを制御回路21,31
の内部メモリ(記憶手段)に記憶して置く。そして、ブ
ラシレスモータ4の起動時には内部メモリのデータにし
たがってアクティブフィルタ回路20a,スイッチトキ
ャパシタIC30aのカットオフ周波数を切り替える。
これにより、起動の失敗もなく、起動を適格に行えるよ
うになる。
In this case, similarly to the above-described embodiment, a cutoff frequency for appropriately removing a ripple at the time of startup is obtained, and the cutoff frequencies of the active filter circuit 20a and the switched capacitor IC 30a are used as the obtained cutoff frequencies. Control data for the control circuits 21 and 31
Is stored in the internal memory (storage means). When the brushless motor 4 is started, the cut-off frequency of the active filter circuit 20a and the cut-off capacitor IC 30a is switched according to the data in the internal memory.
As a result, it becomes possible to start the job properly without starting the job.

【0036】また、前述した実施例では、三相の電機子
巻線U,V,Wの端子電圧をフィルタリングする場合に
ついて説明したが、一相の端子電圧を用いて通電切り替
えタイミングを得る場合にも適用可能である。また、三
相の端子電圧を合成した電圧波形(誘起電圧波形)を用
いて位置検出(通電切り替え)タイミングを得る場合に
も適用可能である。
In the above-described embodiment, the case where the terminal voltages of the three-phase armature windings U, V, and W are filtered has been described. However, when the energization switching timing is obtained by using the one-phase terminal voltage. Is also applicable. The present invention is also applicable to a case where a position detection (energization switching) timing is obtained using a voltage waveform (induced voltage waveform) obtained by combining three-phase terminal voltages.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、以下に示
す効果を奏する。本発明は、リラクタンストルクも寄与
するブラシレスモータの非通電相に発生する誘起電圧を
ローパスフィルタに通して基準電圧と比較し、この比較
結果を位置検出信号とし、特に三相四極モータ(24ス
ロット)の場合、少なくとも第11次高調波を除去する
ように、ローパスフィルタのカットオフ周波数を設定し
ていることから、前記リラクタンストルクの脈動成分で
あるリップル(高次高調波)をローパスフィルタで除去
することができるため、誘起電圧に含まれるリップルを
除去し、誤位置検出を防止することができることから、
モータ回転制御の円滑化が図れ、脱調等を防止すること
ができるという効果がある。
According to the present invention described above, the following effects can be obtained. According to the present invention, an induced voltage generated in a non-energized phase of a brushless motor that also contributes to reluctance torque is passed through a low-pass filter and compared with a reference voltage, and the comparison result is used as a position detection signal. In particular, a three-phase four-pole motor (24 slots) In the case of (1), since the cutoff frequency of the low-pass filter is set so as to remove at least the eleventh harmonic, ripples (high-order harmonics), which are pulsating components of the reluctance torque, are removed by the low-pass filter. Because it is possible to remove the ripple included in the induced voltage and prevent the erroneous position detection,
There is an effect that the motor rotation control can be smoothed and step-out and the like can be prevented.

【0038】本発明は、上記ローパスフィルタとしてア
クティブフィルタ回路を用いるとともに、そのアクティ
ブフィルタ回路の入力抵抗を可変するアッテネータを用
い、アクティブフィルタ回路のカットオフ周波数をブラ
シレスモータの回転数に応じて最適な値に変更し、ある
いはスイッチトキャパシタフィルタICを用い、このス
イッチトキャパシタフィルタICのクロック周波数をブ
ラシレスモータの回転数に応じて最適な値に変更してい
ることから、ブラシレスモータの回転数によらず誘起電
圧に含まれるリップル(高次高調波)を除去することが
でき、常に誤位置検出を防止するという効果がある。
According to the present invention, an active filter circuit is used as the low-pass filter, an attenuator for varying the input resistance of the active filter circuit is used, and the cut-off frequency of the active filter circuit is optimized according to the rotation speed of the brushless motor. Value, or using a switched capacitor filter IC, and changing the clock frequency of the switched capacitor filter IC to an optimal value according to the rotation speed of the brushless motor. Ripple (higher harmonics) included in the voltage can be removed, and there is an effect that erroneous position detection is always prevented.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態を示し、ブラシレス
モータの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロッ
ク線図。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a control device according to a first embodiment of the present invention, to which a control method of a brushless motor is applied.

【図2】図1に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フィルタ特性グラフ図。
FIG. 2 is a schematic filter characteristic graph for explaining the operation of the control device shown in FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施の形態を示し、ブラシレス
モータの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロッ
ク線図。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a control device according to a second embodiment of the present invention, to which a brushless motor control method is applied;

【図4】本発明の第3の実施の形態を示し、ブラシレス
モータの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロッ
ク線図。
FIG. 4 is a schematic block diagram of a control device according to a third embodiment of the present invention, to which a brushless motor control method is applied;

【図5】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的ブ
ロック線図。
FIG. 5 is a schematic block diagram of a conventional brushless motor control device.

【図6】図5に示す制御装置の課題を説明するための概
略的誘起電圧波形およびリラクタンストルクによるリッ
プル波形図。
FIG. 6 is a schematic induced voltage waveform and a ripple waveform chart based on reluctance torque for explaining the problem of the control device shown in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 ブラシレスモータ(センサレス直流ブラシレスモー
タ) 5,10,20,30 位置検出回路 5a 合成回路 5b 電圧発生回路 5c 比較回路 6,21,31 制御回路(マイクロコンピュータ) 10a ローパスフィルタ 20a アクティブフィルタ回路 20b 可変抵抗手段(アッテネータ) 20c オペアンプ回路 30a スイッチトキャパシタIC
Reference Signs List 4 brushless motor (sensorless DC brushless motor) 5, 10, 20, 30 position detection circuit 5a synthesis circuit 5b voltage generation circuit 5c comparison circuit 6, 21, 31 control circuit (microcomputer) 10a low-pass filter 20a active filter circuit 20b variable resistance Means (Attenuator) 20c Operational amplifier circuit 30a Switched capacitor IC

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともリラクタンストルクを発生す
るブラシレスモータの非通電相に発生する誘起電圧と基
準電圧とを比較手段で比較して位置検出信号を得、該位
置検出信号により回転子の位置を検出して前記ブラシレ
スモータの電機子巻線の通電を切り替えるブラシレスモ
ータの制御方法であって、前記リラクタンストルクの脈
動成分であるリップルを除去するために前記比較手段の
前段にローパスフィルタを設け、前記誘起電圧に含まれ
るリップルを除去するようにしたことを特徴とするブラ
シレスモータの制御方法。
1. A position detection signal is obtained by comparing a reference voltage with an induced voltage generated in a non-energized phase of a brushless motor that generates at least a reluctance torque, and a position of a rotor is detected by the position detection signal. A brushless motor control method for switching the energization of the armature winding of the brushless motor, wherein a low-pass filter is provided in a stage preceding the comparing means in order to remove a ripple which is a pulsating component of the reluctance torque. A method for controlling a brushless motor, wherein a ripple included in a voltage is removed.
【請求項2】 少なくともリラクタンストルクを発生す
る三相四極のブラシレスモータの非通電相に発生する誘
起電圧と基準電圧とを比較手段で比較して位置検出信号
を得、該位置検出信号により回転子の位置を検出して前
記ブラシレスモータの電機子巻線の通電を切り替えるブ
ラシレスモータの制御方法であって、前記リラクタンス
トルクの脈動成分である高次高調波を除去するために、
前記比較手段の前段にローパスフィルタを設け、少なく
とも第11次高調波を除去するように前記ローパスフィ
ルタのカットオフ周波数を設定してなることを特徴とす
るブラシレスモータの制御方法。
2. A position detection signal is obtained by comparing a reference voltage with an induced voltage generated in a non-energized phase of a three-phase four-pole brushless motor that generates at least reluctance torque, and a position detection signal is obtained. A brushless motor control method for switching the energization of the armature winding of the brushless motor by detecting the position of the brushless motor, in order to remove high-order harmonics that are pulsating components of the reluctance torque,
A method for controlling a brushless motor, characterized in that a low-pass filter is provided before the comparing means, and a cut-off frequency of the low-pass filter is set so as to remove at least an eleventh harmonic.
【請求項3】 前記ローパスフィルタのカットオフ周波
数を前記ブラシレスモータの回転数に応じて可変するよ
うにした請求項1または2に記載のブラシレスモータの
制御方法。
3. The brushless motor control method according to claim 1, wherein a cutoff frequency of the low-pass filter is varied according to a rotation speed of the brushless motor.
【請求項4】 少なくともリラクタンストルクを発生す
るブラシレスモータの非通電相に発生する誘起電圧と基
準電圧とを比較手段で比較して位置検出信号を得、該位
置検出信号により回転子の位置を検出して前記ブラシレ
スモータの電機子巻線の通電を切り替えるブラシレスモ
ータの制御方法であって、前記リラクタンストルクの脈
動成分であるリップルを除去するために前記比較手段の
前段にローパスのアクティブフィルタ回路を用いるとと
もに、該アクティブフィルタ回路の入力抵抗を可変する
可変抵抗手段を用い、該可変抵抗手段の抵抗値を前記ブ
ラシレスモータの回転数に応じて切り替え、前記アクテ
ィブフィルタ回路のカットオフ周波数を可変して前記誘
起電圧に含まれるリップルを除去するようにしたことを
特徴とするブラシレスモータの制御方法。
4. A position detection signal is obtained by comparing a reference voltage with an induced voltage generated in a non-energized phase of at least a brushless motor that generates reluctance torque, and a position of the rotor is detected by the position detection signal. A brushless motor control method for switching the energization of the armature winding of the brushless motor, wherein a low-pass active filter circuit is used in a preceding stage of the comparing means in order to remove a ripple which is a pulsating component of the reluctance torque. A variable resistance means for varying the input resistance of the active filter circuit is used, the resistance value of the variable resistance means is switched according to the rotation speed of the brushless motor, and the cutoff frequency of the active filter circuit is varied. Characterized by removing ripples contained in the induced voltage. How to control a motor.
【請求項5】 前記回転数に応じてカットオフ周波数を
可変するための情報を予め経験的に求めて記憶手段に記
憶しておき、前記位置検出信号により回転子の位置を検
出するにあたって所定時間位置検出をマスクする場合に
は前記カットオフ周波数を同マスクの領域で切り替える
ようにした請求項3または4に記載のブラシレスモータ
の制御方法。
5. A method for empirically obtaining information for varying a cutoff frequency in accordance with the rotational speed, storing the information in a storage means, and detecting a position of the rotor by the position detection signal for a predetermined time. 5. The control method for a brushless motor according to claim 3, wherein when the position detection is masked, the cutoff frequency is switched in a region of the mask.
【請求項6】 少なくともリラクタンストルクを発生す
るブラシレスモータの非通電相に発生する誘起電圧と基
準電圧とを比較手段で比較して位置検出信号を得、該位
置検出信号により回転子の位置を検出して前記ブラシレ
スモータの電機子巻線の通電を切り替えるブラシレスモ
ータの制御方法であって、前記リラクタンストルクの脈
動成分であるリップルを除去するために前記比較手段の
前段にローパスのスイッチトキャパシタICを用い、該
スイッチトキャパシタICのカットオフ周波数を前記ブ
ラシレスモータの回転数に応じて可変し、前記誘起電圧
に含まれるリップルを除去するようにしたことを特徴と
するブラシレスモータの制御方法。
6. A position detection signal is obtained by comparing an induced voltage generated at least in a non-energized phase of a brushless motor generating reluctance torque with a reference voltage, and a position of the rotor is detected based on the position detection signal. A brushless motor control method for switching the energization of the armature winding of the brushless motor, wherein a low-pass switched capacitor IC is used in a stage preceding the comparing means to remove a ripple which is a pulsating component of the reluctance torque. A method of controlling the brushless motor, wherein the cut-off frequency of the switched capacitor IC is varied according to the number of revolutions of the brushless motor to remove a ripple included in the induced voltage.
【請求項7】 前記スイッチトキャパシタICのカット
オフ周波数を可変するためにクロック周波数を予め経験
的に求めて記憶手段にテーブルの形で記憶し、前記回転
数に応じてそのテーブルを参照してスイッチトキャパシ
タフィルタICのカットオフ周波数を変えるようにした
請求項6に記載のブラシレスモータの制御方法。
7. A clock frequency is empirically obtained in advance to vary the cut-off frequency of the switched capacitor IC and stored in a storage means in a table form, and the switched capacity is referred to in accordance with the rotation speed by referring to the table. 7. The method for controlling a brushless motor according to claim 6, wherein the cutoff frequency of the filter IC is changed.
【請求項8】 前記ブラシレスモータの起動時には、予
め経験的に求めて記憶手段に記憶しているカットオフ周
波数になるように、前記ローパスフィルタあるいはアク
ティブフィルタ回路もしくはスイッチトキャパシタIC
を制御するようにした請求項1,2,4または6に記載
のブラシレスモータの制御方法。
8. When the brushless motor is started, the low-pass filter, the active filter circuit, or the switched-capacitor IC is controlled so that the cut-off frequency is empirically obtained in advance and stored in the storage means.
7. The control method for a brushless motor according to claim 1, wherein the brushless motor is controlled.
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