JP2001119977A - モータ駆動装置 - Google Patents
モータ駆動装置Info
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- JP2001119977A JP2001119977A JP29813799A JP29813799A JP2001119977A JP 2001119977 A JP2001119977 A JP 2001119977A JP 29813799 A JP29813799 A JP 29813799A JP 29813799 A JP29813799 A JP 29813799A JP 2001119977 A JP2001119977 A JP 2001119977A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易な構成で音・振動を低減するモータ駆動
装置を提供する。 【解決手段】 ３相４極ブラシレスＤＣモータを回転数
制御するモータ駆動装置において、スイッチング素子を
制御信号に応じて開閉することにより直流電圧を所望の
疑似交流電圧に変換し、モータ１に出力する直流交流変
換部２と、モータ１の３相の電機子巻線の誘起電圧より
得られる回転位相を検出し回転位相情報を出力する磁極
位置検出部３と、スイッチング素子の開閉動作をＰＷＭ
制御するための制御信号を出力するＰＷＭデューティ制
御部５とを備える。ＰＷＭデューティ制御部５は、制御
信号に対し、周波数指令に基いて、基準となるデューテ
ィ値である基準デューティ値を決定し、モータの一回転
角度（３６０°）を４等分して得られる角度範囲（９０
°）毎の回転速度を求め、その回転速度に基いて基準デ
ューティ値を補正する。
装置を提供する。 【解決手段】 ３相４極ブラシレスＤＣモータを回転数
制御するモータ駆動装置において、スイッチング素子を
制御信号に応じて開閉することにより直流電圧を所望の
疑似交流電圧に変換し、モータ１に出力する直流交流変
換部２と、モータ１の３相の電機子巻線の誘起電圧より
得られる回転位相を検出し回転位相情報を出力する磁極
位置検出部３と、スイッチング素子の開閉動作をＰＷＭ
制御するための制御信号を出力するＰＷＭデューティ制
御部５とを備える。ＰＷＭデューティ制御部５は、制御
信号に対し、周波数指令に基いて、基準となるデューテ
ィ値である基準デューティ値を決定し、モータの一回転
角度（３６０°）を４等分して得られる角度範囲（９０
°）毎の回転速度を求め、その回転速度に基いて基準デ
ューティ値を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスＤＣモー
タを周波数制御するモータ駆動装置に関する。
タを周波数制御するモータ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】３相４極ブラシレスＤＣモータ１を回転
数制御する１２０゜通電制御（矩形波通電制御）型モー
タ駆動装置として、従来より図７に示すものがある。こ
の図に示すように、モータ駆動装置は、直流電圧を疑似
交流電圧に変換し、ブラシレスＤＣモータ（以下「モー
タ」と略す。）１に出力する直流交流変換部２と、モー
タ１の回転子位置を検出する磁極位置検出部３とを備え
ている。ＰＷＭデューティ制御部５'は、モータ１を回
転数制御するための印加電圧・周波数・位相を制御する
ためのデューティ信号を出力する。直流交流変換部２
は、高速に開閉する６つのスイッチング素子から構成さ
れる。
数制御する１２０゜通電制御（矩形波通電制御）型モー
タ駆動装置として、従来より図７に示すものがある。こ
の図に示すように、モータ駆動装置は、直流電圧を疑似
交流電圧に変換し、ブラシレスＤＣモータ（以下「モー
タ」と略す。）１に出力する直流交流変換部２と、モー
タ１の回転子位置を検出する磁極位置検出部３とを備え
ている。ＰＷＭデューティ制御部５'は、モータ１を回
転数制御するための印加電圧・周波数・位相を制御する
ためのデューティ信号を出力する。直流交流変換部２
は、高速に開閉する６つのスイッチング素子から構成さ
れる。
【０００３】このように、構成されたモータ駆動装置で
は、直流電圧は直流交流変換部２にて周波数・位相可変
の疑似交流電圧に変換されてブラシレスＤＣモータ１に
出力される。ブラシレスＤＣモータ１の回転数は、直流
交流変換部２から出力される疑似交流電圧の周波数・位
相(以下「インバータ周波数」という。)を変化させるこ
とにより制御される。このインバータ周波数は、ＰＷＭ
デューティ制御部５'により制御される。ＰＷＭデュー
ティ制御部５'には、周波数指令値ωsが入力され、この
値に基づいて、ＰＷＭデューティ制御部５'は、直流交
流変換部２のスイッチング素子を開閉する６通りのベー
スパターンを出力する。それらのベースパターンにより
スイッチング素子が開閉されることにより、直流交流変
換部２から出力されるインバータ周波数が制御される。
ここで、ベースパターン一周期の逆数がインバータ周波
数である。
は、直流電圧は直流交流変換部２にて周波数・位相可変
の疑似交流電圧に変換されてブラシレスＤＣモータ１に
出力される。ブラシレスＤＣモータ１の回転数は、直流
交流変換部２から出力される疑似交流電圧の周波数・位
相(以下「インバータ周波数」という。)を変化させるこ
とにより制御される。このインバータ周波数は、ＰＷＭ
デューティ制御部５'により制御される。ＰＷＭデュー
ティ制御部５'には、周波数指令値ωsが入力され、この
値に基づいて、ＰＷＭデューティ制御部５'は、直流交
流変換部２のスイッチング素子を開閉する６通りのベー
スパターンを出力する。それらのベースパターンにより
スイッチング素子が開閉されることにより、直流交流変
換部２から出力されるインバータ周波数が制御される。
ここで、ベースパターン一周期の逆数がインバータ周波
数である。
【０００４】モータ１の回転数を変更するとき、ＰＷＭ
デューティ制御部５'は、周波数指令値ωsの変化に伴
い、磁極位置検出部３の回転位相情報に基づき、直流交
流変換部２のインバータ周波数を変化させながら、ブラ
シレスＤＣモータ１を回転数制御する。
デューティ制御部５'は、周波数指令値ωsの変化に伴
い、磁極位置検出部３の回転位相情報に基づき、直流交
流変換部２のインバータ周波数を変化させながら、ブラ
シレスＤＣモータ１を回転数制御する。
【０００５】ここで、磁極位置検出部３の位相検知特性
は、直流交流変換部２の出力するインバータ周波数（位
相）や、電圧振幅に依存せず、モータ１より発生する誘
起電圧を直接検知し、モータ１の磁極位置を推定演算す
る。
は、直流交流変換部２の出力するインバータ周波数（位
相）や、電圧振幅に依存せず、モータ１より発生する誘
起電圧を直接検知し、モータ１の磁極位置を推定演算す
る。
【０００６】ＰＷＭデューティ制御部５'では、回転位
相情報に基づき、６通りのベースパターンを出力する。
直流交流変換部２は、６個のスイッチング素子を有し、
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対して、それぞれ上アームにスイッ
チング素子１個、下アームにスイッチング素子１個具備
している。
相情報に基づき、６通りのベースパターンを出力する。
直流交流変換部２は、６個のスイッチング素子を有し、
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対して、それぞれ上アームにスイッ
チング素子１個、下アームにスイッチング素子１個具備
している。
【０００７】従来のモータ駆動装置によるモータ駆動に
おいては、モータ１に印加される負荷トルクが常に一定
のもとでは、モータ１の回転速度は常に一定となる。従
って、各ベースパターンＰＴＮｍ(ｍ＝１〜６)の出力角
度は機械角で３０゜となり、出力時間も一定となる。こ
れは、ＰＷＭデューティ制御部５'の出力するＰＷＭデ
ューティ幅は回転角によらず一定となるため、モータ１
の発生する出力（発生）トルク１７も一定となるため、
出力トルクと負荷トルクのミスマッチによって生ずる残
差トルクが、常時０となるためである。このため、負荷
トルクが一定の場合には、モータ１はほぼ等速回転運転
を行い、良好な速度制御性能を得ることが可能である。
おいては、モータ１に印加される負荷トルクが常に一定
のもとでは、モータ１の回転速度は常に一定となる。従
って、各ベースパターンＰＴＮｍ(ｍ＝１〜６)の出力角
度は機械角で３０゜となり、出力時間も一定となる。こ
れは、ＰＷＭデューティ制御部５'の出力するＰＷＭデ
ューティ幅は回転角によらず一定となるため、モータ１
の発生する出力（発生）トルク１７も一定となるため、
出力トルクと負荷トルクのミスマッチによって生ずる残
差トルクが、常時０となるためである。このため、負荷
トルクが一定の場合には、モータ１はほぼ等速回転運転
を行い、良好な速度制御性能を得ることが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、モータの回転
角に対して一定でない負荷トルクが加わった場合、出力
トルクと負荷トルクとの差によって生ずる残差トルクに
よって、モータ１の回転速度は、一回転する間に刻々変
化するため速度制御が不安定になる。これにより、モー
タ１および機械系より音・振動が発生し、これに対応す
るため機械系を堅剛に構成しなければならず、大幅なコ
ストアップとなり、また最悪の場合には、モータ１や負
荷系の破壊へとつながってしまう大きな課題を有してい
た。
角に対して一定でない負荷トルクが加わった場合、出力
トルクと負荷トルクとの差によって生ずる残差トルクに
よって、モータ１の回転速度は、一回転する間に刻々変
化するため速度制御が不安定になる。これにより、モー
タ１および機械系より音・振動が発生し、これに対応す
るため機械系を堅剛に構成しなければならず、大幅なコ
ストアップとなり、また最悪の場合には、モータ１や負
荷系の破壊へとつながってしまう大きな課題を有してい
た。
【０００９】本発明は、上記課題を解決すべきなされた
ものであり、その目的とするところは、出力トルクと負
荷トルクの差によって生ずる残差トルクを小さく抑える
ことにより、機械系の音・振動を小さくし、機械系の防
音、振動対策を簡略化でき、さらには、回路コストもほ
とんどアップしないモータ駆動装置を提供することにあ
る。
ものであり、その目的とするところは、出力トルクと負
荷トルクの差によって生ずる残差トルクを小さく抑える
ことにより、機械系の音・振動を小さくし、機械系の防
音、振動対策を簡略化でき、さらには、回路コストもほ
とんどアップしないモータ駆動装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るモータ駆動
装置は、３相４極ブラシレスＤＣモータを回転数制御す
るモータ駆動装置において、スイッチング素子を含み、
スイッチング素子を制御信号に応じて開閉することによ
り直流電圧を所望の疑似交流電圧に変換し、疑似交流電
圧を前記ブラシレスＤＣモータに出力する直流交流変換
手段と、ブラシレスＤＣモータの３相の電機子巻線の誘
起電圧より得られる回転位相を検出し回転位相情報を出
力する位置検出手段と、直流交流変換手段のスイッチン
グ素子の開閉動作をＰＷＭ制御するための制御信号を出
力するデューティ制御手段とを備える。さらに、デュー
ティ制御手段は、制御信号に対し、周波数指令に基い
て、基準となるデューティ値である基準デューティ値を
決定する基準デューティ決定手段と、モータの一回転角
度（３６０°）を４等分して得られる角度範囲（９０
°）毎の回転速度を求め、回転速度に基いて基準デュー
ティ値を補正する補正手段と、補正したデューティ値を
有する制御信号を出力する出力手段とからなる。
装置は、３相４極ブラシレスＤＣモータを回転数制御す
るモータ駆動装置において、スイッチング素子を含み、
スイッチング素子を制御信号に応じて開閉することによ
り直流電圧を所望の疑似交流電圧に変換し、疑似交流電
圧を前記ブラシレスＤＣモータに出力する直流交流変換
手段と、ブラシレスＤＣモータの３相の電機子巻線の誘
起電圧より得られる回転位相を検出し回転位相情報を出
力する位置検出手段と、直流交流変換手段のスイッチン
グ素子の開閉動作をＰＷＭ制御するための制御信号を出
力するデューティ制御手段とを備える。さらに、デュー
ティ制御手段は、制御信号に対し、周波数指令に基い
て、基準となるデューティ値である基準デューティ値を
決定する基準デューティ決定手段と、モータの一回転角
度（３６０°）を４等分して得られる角度範囲（９０
°）毎の回転速度を求め、回転速度に基いて基準デュー
ティ値を補正する補正手段と、補正したデューティ値を
有する制御信号を出力する出力手段とからなる。
【００１１】上記のモータ駆動装置において、デューテ
ィ制御手段の補正手段は、回転速度を、電機子巻線の誘
起電圧の一のゼロクロスの発生タイミングと、その一の
ゼロクロスと同相の電機子巻線におけるゼロクロスであ
ってその一のゼロクロスから電気角１８０°経過後のゼ
ロクロスの発生タイミングとから求めてもよい。
ィ制御手段の補正手段は、回転速度を、電機子巻線の誘
起電圧の一のゼロクロスの発生タイミングと、その一の
ゼロクロスと同相の電機子巻線におけるゼロクロスであ
ってその一のゼロクロスから電気角１８０°経過後のゼ
ロクロスの発生タイミングとから求めてもよい。
【００１２】また、デューティ制御手段の補正手段は、
電機子巻線の各相における誘起電圧のゼロクロス発生毎
（３０°回転毎）に回転速度を求めてもよい。
電機子巻線の各相における誘起電圧のゼロクロス発生毎
（３０°回転毎）に回転速度を求めてもよい。
【００１３】また、上記のモータ駆動装置において、一
の回転速度と、その回転速度を求めてから電気角１８０
°経過後の回転速度との差分を検出する速度差分検出手
段をさらに有してもよい。このとき、デューティ制御手
段の補正手段は、その差分に応じてデューティ値を補正
する。
の回転速度と、その回転速度を求めてから電気角１８０
°経過後の回転速度との差分を検出する速度差分検出手
段をさらに有してもよい。このとき、デューティ制御手
段の補正手段は、その差分に応じてデューティ値を補正
する。
【００１４】また、速度差分検出手段は、回転速度の差
分を算出後、さらにその差分に対して非線形な演算処理
を施して補正してもよい。
分を算出後、さらにその差分に対して非線形な演算処理
を施して補正してもよい。
【００１５】また、デューティ制御手段は、ブラシレス
ＤＣモータが機械角で３０゜回転する毎に、デューティ
値を更新するようにしてもよい。
ＤＣモータが機械角で３０゜回転する毎に、デューティ
値を更新するようにしてもよい。
【００１６】また、デューティ制御手段の出力手段は、
回転速度に応じて補正されたデューティ値を、回転速度
を求めた時点からモータの回転角で１８０゜経過したと
きのデューティ値として出力するようにしてもよい。
回転速度に応じて補正されたデューティ値を、回転速度
を求めた時点からモータの回転角で１８０゜経過したと
きのデューティ値として出力するようにしてもよい。
【００１７】また、デューティ制御手段の補正手段は、
基準デューティ値に差分に応じて決定される補正用デュ
ーティ値を加算することにより出力すべきデューティ値
を求めてもよい。
基準デューティ値に差分に応じて決定される補正用デュ
ーティ値を加算することにより出力すべきデューティ値
を求めてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を用いて本発明
に係るモータ駆動装置の実施形態を詳細に説明する。
に係るモータ駆動装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】（モータ駆動装置の構成）図１に本実施形
態のモータ駆動装置の構成図を示す。この図に示すモー
タ駆動装置は、３相４極ブラシレスＤＣモータ（以下
「モータ」と略す。）１を１２０゜通電制御（矩形波通
電制御）で回転数制御するものである。図に示すように
モータ駆動装置は、直流電圧を疑似交流電圧に変換し、
モータ１に出力する直流交流変換部２と、モータ１の回
転子の位置を検出する磁極位置検出部３と、磁極位置検
出部３により検出されたモータ１の回転子位置から回転
速度を算出する速度差分検出部４と、モータ１を回転数
制御するための印加電圧・周波数・位相を制御するＰＷ
Ｍデューティ信号を出力するＰＷＭデューティ制御部５
とを備える。直流交流変換部２は、高速に開閉する６つ
のスイッチング素子２ｕ、２ｖ、２ｗ、２ｘ、２ｙ、２
ｚを有する。
態のモータ駆動装置の構成図を示す。この図に示すモー
タ駆動装置は、３相４極ブラシレスＤＣモータ（以下
「モータ」と略す。）１を１２０゜通電制御（矩形波通
電制御）で回転数制御するものである。図に示すように
モータ駆動装置は、直流電圧を疑似交流電圧に変換し、
モータ１に出力する直流交流変換部２と、モータ１の回
転子の位置を検出する磁極位置検出部３と、磁極位置検
出部３により検出されたモータ１の回転子位置から回転
速度を算出する速度差分検出部４と、モータ１を回転数
制御するための印加電圧・周波数・位相を制御するＰＷ
Ｍデューティ信号を出力するＰＷＭデューティ制御部５
とを備える。直流交流変換部２は、高速に開閉する６つ
のスイッチング素子２ｕ、２ｖ、２ｗ、２ｘ、２ｙ、２
ｚを有する。
【００２０】このように、構成されたモータ駆動装置で
は、直流電源から供給される直流電圧が直流交流変換部
２にて周波数・位相可変の疑似交流電圧に変換されてモ
ータ１に出力される。モータ１の回転数は、直流交流変
換部２から出力される疑似交流電圧の周波数・位相(以
下「インバータ周波数」という。)を変化させることに
より制御される。このインバータ周波数は、ＰＷＭデュ
ーティ制御部５により制御される。ＰＷＭデューティ制
御部５には周波数指令値ωsが入力される。ＰＷＭデュ
ーティ制御部５は、この値に基づいて直流交流変換部２
のスイッチング素子を開閉する６通りのベースパターン
信号を出力する。それらのベースパターン信号によりス
イッチング素子が開閉されることにより直流交流変換部
２から出力されるインバータ周波数が制御される。
は、直流電源から供給される直流電圧が直流交流変換部
２にて周波数・位相可変の疑似交流電圧に変換されてモ
ータ１に出力される。モータ１の回転数は、直流交流変
換部２から出力される疑似交流電圧の周波数・位相(以
下「インバータ周波数」という。)を変化させることに
より制御される。このインバータ周波数は、ＰＷＭデュ
ーティ制御部５により制御される。ＰＷＭデューティ制
御部５には周波数指令値ωsが入力される。ＰＷＭデュ
ーティ制御部５は、この値に基づいて直流交流変換部２
のスイッチング素子を開閉する６通りのベースパターン
信号を出力する。それらのベースパターン信号によりス
イッチング素子が開閉されることにより直流交流変換部
２から出力されるインバータ周波数が制御される。
【００２１】各ベースパターン信号の転流切換は、磁極
位置検出部３の出力信号に基づいて行われる。磁極位置
検出部３は、モータ１の３相誘起電圧のゼロクロス信号
を検知して、その検知信号を速度差分検出部４に出力す
る。ゼロクロス信号はモータ１が一回転する間に３相分
で１２回発生する。すなわち、モータ１が等速回転を行
っていれば、ゼロクロス信号はほぼ３０゜電気角毎に発
生する。磁極位置検出部３のゼロクロス信号が速度差分
検出部４を介してＰＷＭデューティ制御部５に入力され
ると、ＰＷＭデューティ制御部５はベースパターン信号
をゼロクロス信号に基いて、パターンＰＴＮ１→パター
ンＰＴＮ２→・・・→パターンＰＴＮ６→パターンＰＴ
Ｎ１…に順次切り替えていく。また、このゼロクロス信
号から回転速度の判定ができる。なお、モータ１の回転
角に対する位相の変化時定数とトルク値の変化時定数
は、モータ１が一回転する時間の２倍以上大きい値とす
る。
位置検出部３の出力信号に基づいて行われる。磁極位置
検出部３は、モータ１の３相誘起電圧のゼロクロス信号
を検知して、その検知信号を速度差分検出部４に出力す
る。ゼロクロス信号はモータ１が一回転する間に３相分
で１２回発生する。すなわち、モータ１が等速回転を行
っていれば、ゼロクロス信号はほぼ３０゜電気角毎に発
生する。磁極位置検出部３のゼロクロス信号が速度差分
検出部４を介してＰＷＭデューティ制御部５に入力され
ると、ＰＷＭデューティ制御部５はベースパターン信号
をゼロクロス信号に基いて、パターンＰＴＮ１→パター
ンＰＴＮ２→・・・→パターンＰＴＮ６→パターンＰＴ
Ｎ１…に順次切り替えていく。また、このゼロクロス信
号から回転速度の判定ができる。なお、モータ１の回転
角に対する位相の変化時定数とトルク値の変化時定数
は、モータ１が一回転する時間の２倍以上大きい値とす
る。
【００２２】（ベースパターン）ＰＷＭデューティ制御
部５から出力されるベースパターンについて説明する。
ベースパターンは、直流交流変換部２のスイッチング素
子２ｕ〜２ｗ、２ｘ〜２ｚを駆動するためのパルス信号
である。ベースパターンは、直流交流変換部２の出力電
圧の電気角の一周期において６つの基本的なパターンを
有する。ベースパターン一周期の逆数がインバータ周波
数となる。
部５から出力されるベースパターンについて説明する。
ベースパターンは、直流交流変換部２のスイッチング素
子２ｕ〜２ｗ、２ｘ〜２ｚを駆動するためのパルス信号
である。ベースパターンは、直流交流変換部２の出力電
圧の電気角の一周期において６つの基本的なパターンを
有する。ベースパターン一周期の逆数がインバータ周波
数となる。
【００２３】図２にベースパターンの例を示す。図に示
すように、第１のパターンＰＴＮ１は、Ｕ相上アームス
イッチング素子２ｕと、Ｖ相下アームスイッチング素子
２ｙを導通させる。第２のパターンＰＴＮ２は、Ｕ相上
アームスイッチング素子２ｕと、Ｗ相下アームスイッチ
ング素子２ｚを導通させる。第３のパターンＰＴＮ３
は、Ｖ相上アームスイッチング素子２ｖと、Ｗ相下アー
ムスイッチング素子２ｚを導通させる。第４のパターン
ＰＴＮ４は、Ｖ相上アームスイッチング素子２ｖと、Ｕ
相下アームスイッチング素子２ｘを導通させる。第５の
パターンＰＴＮ５は、Ｗ相上アームスイッチング素子２
ｗと、Ｕ相下アームスイッチング素子２ｘを導通させ
る。第６のパターンＰＴＮ６は、Ｗ相上アームスイッチ
ング素子２ｗと、Ｖ相下アームスイッチング素子２ｙを
導通させる。
すように、第１のパターンＰＴＮ１は、Ｕ相上アームス
イッチング素子２ｕと、Ｖ相下アームスイッチング素子
２ｙを導通させる。第２のパターンＰＴＮ２は、Ｕ相上
アームスイッチング素子２ｕと、Ｗ相下アームスイッチ
ング素子２ｚを導通させる。第３のパターンＰＴＮ３
は、Ｖ相上アームスイッチング素子２ｖと、Ｗ相下アー
ムスイッチング素子２ｚを導通させる。第４のパターン
ＰＴＮ４は、Ｖ相上アームスイッチング素子２ｖと、Ｕ
相下アームスイッチング素子２ｘを導通させる。第５の
パターンＰＴＮ５は、Ｗ相上アームスイッチング素子２
ｗと、Ｕ相下アームスイッチング素子２ｘを導通させ
る。第６のパターンＰＴＮ６は、Ｗ相上アームスイッチ
ング素子２ｗと、Ｖ相下アームスイッチング素子２ｙを
導通させる。
【００２４】（モータ駆動装置の動作）モータ１に印加
される負荷トルクが常に一定のもとでは、モータ１の回
転速度は常に一定となる。従って、このとき、パターン
ＰＴＮｍ'(ｍ'＝１〜６)は、回転子が機械角で３０゜回
転する毎に出力され、また、出力時間も一定となる。こ
れは、ＰＷＭデューティ制御部５の出力するＰＷＭデュ
ーティの値は回転角によらず一定となるためにモータ１
が発生する出力トルク（発生トルク）も一定となり、出
力トルクと負荷トルクの差分である残差トルクが、常時
０となるためである。この時、モータ１の回転速度を
ω、モータ１と負荷機械系の合成慣性モーメントをＪm
とすれば、 ｄω/ｄt＝（出力トルク−負荷トルク）/Ｊm＝０ （１） の物理方程式が成り立つ。
される負荷トルクが常に一定のもとでは、モータ１の回
転速度は常に一定となる。従って、このとき、パターン
ＰＴＮｍ'(ｍ'＝１〜６)は、回転子が機械角で３０゜回
転する毎に出力され、また、出力時間も一定となる。こ
れは、ＰＷＭデューティ制御部５の出力するＰＷＭデュ
ーティの値は回転角によらず一定となるためにモータ１
が発生する出力トルク（発生トルク）も一定となり、出
力トルクと負荷トルクの差分である残差トルクが、常時
０となるためである。この時、モータ１の回転速度を
ω、モータ１と負荷機械系の合成慣性モーメントをＪm
とすれば、 ｄω/ｄt＝（出力トルク−負荷トルク）/Ｊm＝０ （１） の物理方程式が成り立つ。
【００２５】しかし、出力トルク一定の下、負荷トルク
が刻々と変化する場合は、 ｄω/ｄt＝（出力トルク−負荷トルク）/Ｊm≠０ （２） となり、回転数ωが時間に対して変動し、これにより、
モータ１は一定速度で回転しなくなる。
が刻々と変化する場合は、 ｄω/ｄt＝（出力トルク−負荷トルク）/Ｊm≠０ （２） となり、回転数ωが時間に対して変動し、これにより、
モータ１は一定速度で回転しなくなる。
【００２６】負荷トルクが刻々と変化しても、回転数ω
が一定となるためには、式（１）を満たす必要がある。
つまり、出力トルクと負荷トルクの差が小さく（ほぼゼ
ロに）なるように出力トルクを制御すれば、モータ１の
回転数ωの変動は低減される。このため、本モータ駆動
装置では速度差分検出部４においてこの速度変動を検出
し、出力トルクと負荷トルクが等しくなるようにデュー
ティ値を制御する。
が一定となるためには、式（１）を満たす必要がある。
つまり、出力トルクと負荷トルクの差が小さく（ほぼゼ
ロに）なるように出力トルクを制御すれば、モータ１の
回転数ωの変動は低減される。このため、本モータ駆動
装置では速度差分検出部４においてこの速度変動を検出
し、出力トルクと負荷トルクが等しくなるようにデュー
ティ値を制御する。
【００２７】また、モータ１の回転速度は、ＰＷＭデュ
ーティ制御部５からのベースパターンのデューティ値を
制御することにより変更される。つまり、ベースパター
ンのＰＷＭデューティ値の増加にしたがいモータ１の回
転速度は増加し、ＰＷＭデューティ値の減少にしたがい
回転速度は減少する。回転速度が一定の場合は、ＰＷＭ
デューティ値を増加させれば、モータ１の出力トルクは
増加する。このように、ＰＷＭデューティ値は回転速
度、出力トルクと密接な関係にある。
ーティ制御部５からのベースパターンのデューティ値を
制御することにより変更される。つまり、ベースパター
ンのＰＷＭデューティ値の増加にしたがいモータ１の回
転速度は増加し、ＰＷＭデューティ値の減少にしたがい
回転速度は減少する。回転速度が一定の場合は、ＰＷＭ
デューティ値を増加させれば、モータ１の出力トルクは
増加する。このように、ＰＷＭデューティ値は回転速
度、出力トルクと密接な関係にある。
【００２８】そこで、本実施形態のモータ駆動装置で
は、周波数指令ωsに応じて決定され、速度を制御する
ためのＰＷＭデューティ（以下「基準デューティ」とい
う。）に対して、回転変動を抑制するためのＰＷＭデュ
ーティ（以下「補正デューティ」という。）を加えて補
正し、出力するためのデューティ（以下「出力デューテ
ィ」という。）を得る。これにより、モータ１の出力ト
ルクが負荷トルクと等しくなるようにし、円滑なモータ
駆動を実現する。なお、基準デューティＤ0は次式によ
り定まる。 Ｄ0＝Ｄs＋ＫD（ωs−ω0） （３） ここで、Ｄsは周波数指令により決定される所定のデュ
ーティ値、ＫDは定数、ω sは周波数指令、ω0はモータ
の平均回転速度である。
は、周波数指令ωsに応じて決定され、速度を制御する
ためのＰＷＭデューティ（以下「基準デューティ」とい
う。）に対して、回転変動を抑制するためのＰＷＭデュ
ーティ（以下「補正デューティ」という。）を加えて補
正し、出力するためのデューティ（以下「出力デューテ
ィ」という。）を得る。これにより、モータ１の出力ト
ルクが負荷トルクと等しくなるようにし、円滑なモータ
駆動を実現する。なお、基準デューティＤ0は次式によ
り定まる。 Ｄ0＝Ｄs＋ＫD（ωs−ω0） （３） ここで、Ｄsは周波数指令により決定される所定のデュ
ーティ値、ＫDは定数、ω sは周波数指令、ω0はモータ
の平均回転速度である。
【００２９】以下、上記の補正デューティの算出及び補
正デューティを用いたＰＷＭデューティ値の補正につい
て詳細に説明する。
正デューティを用いたＰＷＭデューティ値の補正につい
て詳細に説明する。
【００３０】（モータ回転速度及び速度変動の検出）３
相４極モータ１の特性を考慮すると、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の
うちの１つの相についてのゼロクロス信号に基いて速度
変動を得ることにより、精度が向上でき、好ましい。つ
まり、２種類以上の相のゼロクロス信号を同時に用いて
速度変動を求めた場合では、磁極位置検出部３の構成素
子の相間(Ｕ、Ｖ、Ｗ相間)公差や、モータ１の電気的特
性の相間公差（着磁バランス・ロータ組立公差などに起
因するもの）の影響を大きく受けるため、精度のよい速
度変動値を得ることができないからである。これらの影
響を極力排除するため、本実施形態では、回転速度及び
回転速度の変動を求める際に、同じ種類の相に発生する
ゼロクロス信号に基いて求めるようにする。
相４極モータ１の特性を考慮すると、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の
うちの１つの相についてのゼロクロス信号に基いて速度
変動を得ることにより、精度が向上でき、好ましい。つ
まり、２種類以上の相のゼロクロス信号を同時に用いて
速度変動を求めた場合では、磁極位置検出部３の構成素
子の相間(Ｕ、Ｖ、Ｗ相間)公差や、モータ１の電気的特
性の相間公差（着磁バランス・ロータ組立公差などに起
因するもの）の影響を大きく受けるため、精度のよい速
度変動値を得ることができないからである。これらの影
響を極力排除するため、本実施形態では、回転速度及び
回転速度の変動を求める際に、同じ種類の相に発生する
ゼロクロス信号に基いて求めるようにする。
【００３１】すなわち、モータ１は３相４極モータであ
るため、回転子が一回転する間、１つの相において４回
ゼロクロス信号が発生する。つまり、１つの相において
は９０゜（＝３６０゜÷４）毎にゼロクロス信号が発生
する。このため、本実施形態では、９０゜（＝３６０゜
÷４）毎に発生する１つの相のゼロクロス信号に基い
て、回転角９０゜の範囲におけるモータ１の回転速度ω
を求める。さらに、ある時点で求めた回転速度ωθと、
その時点から回転子が半回転した後（回転角１８０゜経
過後）の回転速度ωθ +180とから速度差分Δωを求め
る。すなわち、速度差分Δωを次式で求める。 Δω＝ωθ +180−ωθ （４） 回転速度ωθと半回転後の回転速度ωθ +180とは、いず
れも同相のゼロクロス信号を用いて求められる。つま
り、速度差分（速度変動）を、１相分だけの誘起電圧情
報によるゼロクロス信号に基いて検出することが可能と
なる。
るため、回転子が一回転する間、１つの相において４回
ゼロクロス信号が発生する。つまり、１つの相において
は９０゜（＝３６０゜÷４）毎にゼロクロス信号が発生
する。このため、本実施形態では、９０゜（＝３６０゜
÷４）毎に発生する１つの相のゼロクロス信号に基い
て、回転角９０゜の範囲におけるモータ１の回転速度ω
を求める。さらに、ある時点で求めた回転速度ωθと、
その時点から回転子が半回転した後（回転角１８０゜経
過後）の回転速度ωθ +180とから速度差分Δωを求め
る。すなわち、速度差分Δωを次式で求める。 Δω＝ωθ +180−ωθ （４） 回転速度ωθと半回転後の回転速度ωθ +180とは、いず
れも同相のゼロクロス信号を用いて求められる。つま
り、速度差分（速度変動）を、１相分だけの誘起電圧情
報によるゼロクロス信号に基いて検出することが可能と
なる。
【００３２】以下、図３を用いて速度差分の算出につい
て具体的に説明する。今、図３に示すようにベースパタ
ーンＰＴＮ１、ＰＴＮ２…ＰＴＮ６が順次出力されてい
るとする。ここで、説明の便宜上、回転速度をωn,mで
表す。このときの添字ｎは、その回転速度が、モータ１
の一回転の回転角度領域を４等分したときに、各領域の
どの領域を基点として求めた回転速度かを示す。添字ｍ
は、回転速度を求める際の４等分された各領域における
基点位置（角度）を示す。すなわち、ｍが０のときは各
領域の最初の位置を、ｍが１のときは各領域の最初から
３０゜シフトした位置を、ｍが２のときは各領域の最初
から６０゜シフトした位置を基点として回転速度を算出
していることを示す。
て具体的に説明する。今、図３に示すようにベースパタ
ーンＰＴＮ１、ＰＴＮ２…ＰＴＮ６が順次出力されてい
るとする。ここで、説明の便宜上、回転速度をωn,mで
表す。このときの添字ｎは、その回転速度が、モータ１
の一回転の回転角度領域を４等分したときに、各領域の
どの領域を基点として求めた回転速度かを示す。添字ｍ
は、回転速度を求める際の４等分された各領域における
基点位置（角度）を示す。すなわち、ｍが０のときは各
領域の最初の位置を、ｍが１のときは各領域の最初から
３０゜シフトした位置を、ｍが２のときは各領域の最初
から６０゜シフトした位置を基点として回転速度を算出
していることを示す。
【００３３】例えば、図３に示す回転速度ωn,0は、ベ
ースパターンＰＴＮ１が出力開始されてからベースパタ
ーンＰＴＮ４が出力開始されるまでの間の電気角９０゜
の範囲で、角度０°を基点として求めた回転速度を示し
ている。回転速度ωn,0は、ベースパターンＰＴＮ１の
出力タイミングとベースパターンＰＴＮ４の出力タイミ
ングとから求められ、それらのタイミングはともにＵ相
のゼロクロス信号により与えられる。
ースパターンＰＴＮ１が出力開始されてからベースパタ
ーンＰＴＮ４が出力開始されるまでの間の電気角９０゜
の範囲で、角度０°を基点として求めた回転速度を示し
ている。回転速度ωn,0は、ベースパターンＰＴＮ１の
出力タイミングとベースパターンＰＴＮ４の出力タイミ
ングとから求められ、それらのタイミングはともにＵ相
のゼロクロス信号により与えられる。
【００３４】以下に、図３を参照して、それぞれの回転
速度ωn, mの意味を説明する。 ωn,0 → パターンＰＴＮ１出力時点からパターンＰ
ＴＮ４出力時点までの間の回転速度（Ｕ相のゼロクロス
信号により求められる） ωn,1 → パターンＰＴＮ２出力時点からパターンＰ
ＴＮ５出力時点までの間の回転速度（Ｗ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn,2 → パターンＰＴＮ３出力時点からパターンＰ
ＴＮ６出力時点までの間の回転速度（Ｖ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn+1,0 → パターンＰＴＮ４出力時点からパターン
ＰＴＮ１出力時点までの間の回転速度（Ｕ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+1,1→ パターンＰＴＮ５出力時点からパターンＰ
ＴＮ２出力時点までの間の回転速度（Ｗ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn+1,2→ パターンＰＴＮ６出力時点からパターンＰ
ＴＮ３出力時点までの間の回転速度（Ｖ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn+2,0 → パターンＰＴＮ１出力時点からパターン
ＰＴＮ４出力時点までの間の回転速度（Ｕ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+ 2 ,1→ パターンＰＴＮ２出力時点からパターンＰ
ＴＮ５出力時点までの間の回転速度（Ｗ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn+2,2 → パターンＰＴＮ３出力時点からパターン
ＰＴＮ６出力時点までの間の回転速度（Ｖ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+ 3 ,0 → パターンＰＴＮ４出力時点からパターン
ＰＴＮ１出力時点までの間の回転速度（Ｕ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+ 3 ,1 → パターンＰＴＮ５出力時点からパターン
ＰＴＮ２出力時点までの間の回転速度（Ｗ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+ 3 ,2 → パターンＰＴＮ６出力時点からパターン
ＰＴＮ３出力時点までの間の回転速度（Ｖ相信号のゼロ
クロス信号により求められる）
速度ωn, mの意味を説明する。 ωn,0 → パターンＰＴＮ１出力時点からパターンＰ
ＴＮ４出力時点までの間の回転速度（Ｕ相のゼロクロス
信号により求められる） ωn,1 → パターンＰＴＮ２出力時点からパターンＰ
ＴＮ５出力時点までの間の回転速度（Ｗ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn,2 → パターンＰＴＮ３出力時点からパターンＰ
ＴＮ６出力時点までの間の回転速度（Ｖ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn+1,0 → パターンＰＴＮ４出力時点からパターン
ＰＴＮ１出力時点までの間の回転速度（Ｕ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+1,1→ パターンＰＴＮ５出力時点からパターンＰ
ＴＮ２出力時点までの間の回転速度（Ｗ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn+1,2→ パターンＰＴＮ６出力時点からパターンＰ
ＴＮ３出力時点までの間の回転速度（Ｖ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn+2,0 → パターンＰＴＮ１出力時点からパターン
ＰＴＮ４出力時点までの間の回転速度（Ｕ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+ 2 ,1→ パターンＰＴＮ２出力時点からパターンＰ
ＴＮ５出力時点までの間の回転速度（Ｗ相信号のゼロク
ロス信号により求められる） ωn+2,2 → パターンＰＴＮ３出力時点からパターン
ＰＴＮ６出力時点までの間の回転速度（Ｖ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+ 3 ,0 → パターンＰＴＮ４出力時点からパターン
ＰＴＮ１出力時点までの間の回転速度（Ｕ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+ 3 ,1 → パターンＰＴＮ５出力時点からパターン
ＰＴＮ２出力時点までの間の回転速度（Ｗ相信号のゼロ
クロス信号により求められる） ωn+ 3 ,2 → パターンＰＴＮ６出力時点からパターン
ＰＴＮ３出力時点までの間の回転速度（Ｖ相信号のゼロ
クロス信号により求められる）
【００３５】（デューティ値の補正）上記のようにし
て、回転角３０°毎に速度差分Δωn,mを求め、その速
度差分Δωn,mに補正ゲインＫ（＞０）を乗算して補正
デューティの値を求める。すなわち、 補正デューティ＝−ＫΔωn,m （５）
て、回転角３０°毎に速度差分Δωn,mを求め、その速
度差分Δωn,mに補正ゲインＫ（＞０）を乗算して補正
デューティの値を求める。すなわち、 補正デューティ＝−ＫΔωn,m （５）
【００３６】速度差分Δωn,m及び求めた補正デューテ
ィ値は、所定の記憶領域である速度記憶部及び補正デュ
ーティ記憶部にそれぞれ格納される。例えば、図３で
は、Ｕ相ゼロクロス信号を用いて、パターンＰＴＮ４の
出力開始時（２７０°位置）に、回転速度ωn+2, 0を求
め、回転角で１８０゜前に求めた回転速度ωn, 0とか
ら、補正デューティ値を演算し、この値を補正デューテ
ィ記憶部に格納する。このとき、格納した補正デューテ
ィ値は、１８０゜回転後に、そのときに使用されるデュ
ーティ値を求める際に使用される（詳細は後述）。この
ように、補正デューティを用いて、モータ１の出力トル
クを回転角３０゜ごとに制御する。
ィ値は、所定の記憶領域である速度記憶部及び補正デュ
ーティ記憶部にそれぞれ格納される。例えば、図３で
は、Ｕ相ゼロクロス信号を用いて、パターンＰＴＮ４の
出力開始時（２７０°位置）に、回転速度ωn+2, 0を求
め、回転角で１８０゜前に求めた回転速度ωn, 0とか
ら、補正デューティ値を演算し、この値を補正デューテ
ィ記憶部に格納する。このとき、格納した補正デューテ
ィ値は、１８０゜回転後に、そのときに使用されるデュ
ーティ値を求める際に使用される（詳細は後述）。この
ように、補正デューティを用いて、モータ１の出力トル
クを回転角３０゜ごとに制御する。
【００３７】（モータ駆動装置の制御フローチャート）
図４に、上述した動作を示すモータ駆動装置の制御を示
すフローチャートを示す。
図４に、上述した動作を示すモータ駆動装置の制御を示
すフローチャートを示す。
【００３８】図４に示すように、ベースパターンＰＴＮ
m'を出力すると（Ｓ１１）、その時点から回転角で９０
゜前の時点までの範囲における回転速度ωn,mを求める
（Ｓ１２）。その回転速度ωn,mと、その時点より回転
角で１８０°前に求められた回転速度ωn -2 ,mとの差を
とり、速度差分Δωn ,mを算出する（Ｓ１３）。この
時、速度差分Δωn ,mには、演算誤差や磁極位置検出部
３の検知誤差が含まれているので、この誤差の影響を極
力少なくするために所定の補正を行なう（Ｓ１４）。具
体的には、図５に示すような非線形演算処理による補正
を行なう。図５に示す処理は次式を満たしている。 Δω＞αのとき、 Δω' ＝Δω−α ｜Δω｜≦αのとき、 Δω' ＝ ０ （６） Δω＜−αのとき、 Δω' ＝Δω＋α ここで、Δω'は補正後の回転差分であり、α（α≧
０）は実験的に求められた定数である。
m'を出力すると（Ｓ１１）、その時点から回転角で９０
゜前の時点までの範囲における回転速度ωn,mを求める
（Ｓ１２）。その回転速度ωn,mと、その時点より回転
角で１８０°前に求められた回転速度ωn -2 ,mとの差を
とり、速度差分Δωn ,mを算出する（Ｓ１３）。この
時、速度差分Δωn ,mには、演算誤差や磁極位置検出部
３の検知誤差が含まれているので、この誤差の影響を極
力少なくするために所定の補正を行なう（Ｓ１４）。具
体的には、図５に示すような非線形演算処理による補正
を行なう。図５に示す処理は次式を満たしている。 Δω＞αのとき、 Δω' ＝Δω−α ｜Δω｜≦αのとき、 Δω' ＝ ０ （６） Δω＜−αのとき、 Δω' ＝Δω＋α ここで、Δω'は補正後の回転差分であり、α（α≧
０）は実験的に求められた定数である。
【００３９】その後、このように求めた補正した速度差
分Δω'に補正ゲインＫを乗算して、基準デューティを
補正するために使用される補正デューティΔＤn+2を求
める（Ｓ１５）。この補正デューティΔＤn+2を所定の
デューティ記憶部に格納する（Ｓ１６）。
分Δω'に補正ゲインＫを乗算して、基準デューティを
補正するために使用される補正デューティΔＤn+2を求
める（Ｓ１５）。この補正デューティΔＤn+2を所定の
デューティ記憶部に格納する（Ｓ１６）。
【００４０】次に、ＰＷＭデューティ制御部５におい
て、基準デューティ値Ｄ0を入力する（Ｓ１７）。位相
が１８０°前に算出され、格納されていた補正デューテ
ィ値ΔＤnをデューティ記憶部から読み出す（Ｓ１
８）。補正デューティ値ΔＤnと基準デューティ値Ｄ0と
から、次式により出力デューティＤ'を求める（Ｓ１
９）。 Ｄ'＝Ｄ0−ΔＤn （７） 求めた出力デューティＤ'を、直流交流変換部２に出力
する（Ｓ２０）。
て、基準デューティ値Ｄ0を入力する（Ｓ１７）。位相
が１８０°前に算出され、格納されていた補正デューテ
ィ値ΔＤnをデューティ記憶部から読み出す（Ｓ１
８）。補正デューティ値ΔＤnと基準デューティ値Ｄ0と
から、次式により出力デューティＤ'を求める（Ｓ１
９）。 Ｄ'＝Ｄ0−ΔＤn （７） 求めた出力デューティＤ'を、直流交流変換部２に出力
する（Ｓ２０）。
【００４１】このようにして求められた出力デューティ
値と、基準デューティ値、補正デューティ値との関係を
図６の（ａ）に示す。この図に示すように、本実施形態
のモータ駆動装置では、周波数指令ωsにより定まる基
準デューティに対して補正デューティを用いて補正した
出力デューティを用いて、直流交流変換部２のスイッチ
ング素子の動作を制御する。これにより、図６の（ｂ）
に示すような、負荷トルクに応じたモータの出力トルク
を発生させることができ、安定した運転を可能とする。
値と、基準デューティ値、補正デューティ値との関係を
図６の（ａ）に示す。この図に示すように、本実施形態
のモータ駆動装置では、周波数指令ωsにより定まる基
準デューティに対して補正デューティを用いて補正した
出力デューティを用いて、直流交流変換部２のスイッチ
ング素子の動作を制御する。これにより、図６の（ｂ）
に示すような、負荷トルクに応じたモータの出力トルク
を発生させることができ、安定した運転を可能とする。
【００４２】すなわち、図６の（ｂ）に示すように、出
力トルクと負荷トルクとがほぼ等しくなるように変化す
るため、式（１）の右辺の残差トルクは小さくなり、モ
ータ１の回転速度ωの速度変動は小さくなる。
力トルクと負荷トルクとがほぼ等しくなるように変化す
るため、式（１）の右辺の残差トルクは小さくなり、モ
ータ１の回転速度ωの速度変動は小さくなる。
【００４３】なお、上記説明では３相４極ブラシレスＤ
Ｃモータついて説明したが、本発明は、モータの回転速
度及び速度差分を求める際に同一相における電機子巻線
のゼロクロス情報から求められるように回転速度及び速
度差分の範囲を設定すれば、他の極数のモータについて
も適用できる。
Ｃモータついて説明したが、本発明は、モータの回転速
度及び速度差分を求める際に同一相における電機子巻線
のゼロクロス情報から求められるように回転速度及び速
度差分の範囲を設定すれば、他の極数のモータについて
も適用できる。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係るモータ駆動装置によれば、
同一相のゼロクロス情報に基いて回転速度を求め、この
回転速度に基いてデューティ値を制御する。これによ
り、位置検出手段の構成素子間のバラツキ、モータの巻
線の相間公差の影響を排除でき、高い精度で回転速度の
検出が可能となり、より精度の高いデューティ値の補正
が可能となる。よって、高い精度で補正されたデューテ
ィ値を使用することにより、モータ駆動装置において、
モータの出力トルクと機械系負荷トルクの差によって生
ずる残差トルクをより小さく抑えることができ、機械系
の音・振動を小さくし、機械系の防音、振動対策を簡略
化できる。さらには、回路の製造コストも低減できる。
同一相のゼロクロス情報に基いて回転速度を求め、この
回転速度に基いてデューティ値を制御する。これによ
り、位置検出手段の構成素子間のバラツキ、モータの巻
線の相間公差の影響を排除でき、高い精度で回転速度の
検出が可能となり、より精度の高いデューティ値の補正
が可能となる。よって、高い精度で補正されたデューテ
ィ値を使用することにより、モータ駆動装置において、
モータの出力トルクと機械系負荷トルクの差によって生
ずる残差トルクをより小さく抑えることができ、機械系
の音・振動を小さくし、機械系の防音、振動対策を簡略
化できる。さらには、回路の製造コストも低減できる。
【００４５】また、モータ駆動装置において、電機子巻
線の誘起電圧のゼロクロス発生毎（（モータの回転角３
０゜毎）に回転速度を求めてもよく、これにより残差ト
ルクの制御をきめ細かく行うことができ、音・振動面で
の高性能化を図ることができる。
線の誘起電圧のゼロクロス発生毎（（モータの回転角３
０゜毎）に回転速度を求めてもよく、これにより残差ト
ルクの制御をきめ細かく行うことができ、音・振動面で
の高性能化を図ることができる。
【００４６】また、モータ駆動装置において、回転速度
間の速度差分を検出してもよく、これにより、残差トル
クの目安を知ることができ、速度制御性能の安定化を図
ることができる。このとき、得られた回転速度の差分に
対して、さらに、非線形演算処理を施してもよい。これ
により、制御性安定度が一層増し、モータの乱調減少
や、脱調のほとんどない動作信頼性の高いインバータシ
ステムを提供できる。
間の速度差分を検出してもよく、これにより、残差トル
クの目安を知ることができ、速度制御性能の安定化を図
ることができる。このとき、得られた回転速度の差分に
対して、さらに、非線形演算処理を施してもよい。これ
により、制御性安定度が一層増し、モータの乱調減少
や、脱調のほとんどない動作信頼性の高いインバータシ
ステムを提供できる。
【００４７】また、モータ駆動装置において、回転角３
０゜毎にデューティ値を更新してもよく、これにより、
ＰＷＭデューティの制御を３０゜毎にきめ細かく行うこ
とができ、音・振動面での高性能化を図ることができ
る。である。
０゜毎にデューティ値を更新してもよく、これにより、
ＰＷＭデューティの制御を３０゜毎にきめ細かく行うこ
とができ、音・振動面での高性能化を図ることができ
る。である。
【００４８】また、モータ駆動装置において、求めたデ
ューティ値を、求めた時点から１８０°経過後に出力し
てもよい、これにより、モータの出力トルク位相と、負
荷トルク位相を合致させることができるため、残差トル
クを極力小さくでき、音・振動面での高性能化と、機械
系の高信頼性化を図ることができる。
ューティ値を、求めた時点から１８０°経過後に出力し
てもよい、これにより、モータの出力トルク位相と、負
荷トルク位相を合致させることができるため、残差トル
クを極力小さくでき、音・振動面での高性能化と、機械
系の高信頼性化を図ることができる。
【００４９】また、モータ駆動装置において、ブラシレ
スＤＣモータの回転速度制御用の基準デューティと、速
度差分を制御用の補正デューティとの和で構成されるも
のである。これにより、モータの回転速度制御系は、速
度変動・負荷変動に対して応答性の高い制御システムを
構築できるので、速度サーボ運転などに適したインバー
タシステムを提供できる。
スＤＣモータの回転速度制御用の基準デューティと、速
度差分を制御用の補正デューティとの和で構成されるも
のである。これにより、モータの回転速度制御系は、速
度変動・負荷変動に対して応答性の高い制御システムを
構築できるので、速度サーボ運転などに適したインバー
タシステムを提供できる。
【図１】 本実施形態のモータ駆動装置の制御ブロック
図。
図。
【図２】 ＰＷＭデューティ制御部から出力される制御
信号のベースパターンを説明した図。
信号のベースパターンを説明した図。
【図３】 回転速度及び速度差分の検出を説明するため
の図。
の図。
【図４】 本実施形態におけるデューティ値の補正処理
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【図５】 速度差分ωの補正における非線形演算処理を
説明した図。
説明した図。
【図６】 基準デューティ値と補正後のデューティ値の
関係（ａ）、及び、出力トルクと負荷トルクの関係
（ｂ）とを示した図。
関係（ａ）、及び、出力トルクと負荷トルクの関係
（ｂ）とを示した図。
【図７】 従来のモータ駆動装置の制御ブロック図。
１ ブラシレスＤＣモータ（ＢＤＭ） ２ 直流交流変換部 ３ 磁極位置検出部 ４ 速度差分検出部 ５ ＰＷＭデューティ制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 政志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H560 BB04 DA13 DC13 EB01 JJ12 UA02 XA04 XA12
Claims (8)
- 【請求項１】 ３相４極ブラシレスＤＣモータを回転数
制御するモータ駆動装置において、 スイッチング素子を含み、該スイッチング素子を制御信
号に応じて開閉することにより直流電圧を所望の疑似交
流電圧に変換し、該疑似交流電圧を前記ブラシレスＤＣ
モータに出力する直流交流変換手段と、 前記ブラシレスＤＣモータの３相の電機子巻線の誘起電
圧より得られる回転位相を検出し回転位相情報を出力す
る位置検出手段と、 前記直流交流変換手段のスイッチング素子の開閉動作を
ＰＷＭ制御するための制御信号を出力するデューティ制
御手段とを備え、 該デューティ制御手段は、制御信号に対し、周波数指令
に基いて、基準となるデューティ値である基準デューテ
ィ値を決定する基準デューティ決定手段と、モータの一
回転角度（３６０°）を４等分して得られる角度範囲
（９０°）毎の回転速度を求め、該回転速度に基いて前
記基準デューティ値を補正する補正手段と、補正したデ
ューティ値を有する制御信号を出力する出力手段とから
なることを特徴とするモータ駆動装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のモータ駆動装置におい
て、 前記デューティ制御手段の補正手段は、前記回転速度
を、電機子巻線の誘起電圧の一のゼロクロスの発生タイ
ミングと、該一のゼロクロスと同相の電機子巻線におけ
るゼロクロスであって該一のゼロクロスから電気角１８
０°経過後のゼロクロスの発生タイミングとから求める
ことを特徴とするモータ駆動装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のモータ駆動装置におい
て、 前記デューティ制御手段の補正手段は、電機子巻線の各
相における誘起電圧のゼロクロス発生毎に前記回転速度
を求めることを特徴とするモータ駆動装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３にいずれか１つ
に記載のモータ駆動装置において、 一の回転速度と、該一の回転速度を求めてから電気角１
８０°経過後の回転速度との差分を検出する速度差分検
出手段をさらに有し、 前記デューティ制御手段の補正手段は、前記差分に応じ
て前記デューティ値を補正することを特徴とするモータ
駆動装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のモータ駆動装置におい
て、 前記速度差分検出手段は、回転速度の差分を算出後、さ
らに該差分に対して非線形な演算処理を施して補正する
ことを特徴とするモータ駆動装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか１つ
に記載のモータ駆動装置において、 前記デューティ制御手段は、前記ブラシレスＤＣモータ
が機械角で３０゜回転する毎に、前記デューティ値を更
新することを特徴とするモータ駆動装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１つ
に記載のモータ駆動装置において、 前記デューティ制御手段の出力手段は、前記回転速度に
応じて補正されたデューティ値を、該回転速度を求めた
時点からモータの回転角で１８０゜経過したときのデュ
ーティ値として出力することを特徴とするモータ駆動装
置。 - 【請求項８】 請求項４ないし請求項７のいずれか１つ
に記載のモータ駆動装置において、 前記デューティ制御手段の補正手段は、前記基準デュー
ティ値に前記差分に応じて決定される補正用デューティ
値を加算することにより出力すべきデューティ値を求め
ることを特徴とするモータ駆動装置。
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| JP29813799A JP4128703B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | モータ駆動装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20020088359A (ko) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 모터 구동 장치 |
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| CN110611462A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-24 | 江苏科技大学 | 无刷直流电机三段转速指示装置及指示方法 |
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-
1999
- 1999-10-20 JP JP29813799A patent/JP4128703B2/ja not_active Expired - Fee Related
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