JP2001211681A - Brushless dc motor - Google Patents

Brushless dc motor

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JP2001211681A
JP2001211681A JP2000016900A JP2000016900A JP2001211681A JP 2001211681 A JP2001211681 A JP 2001211681A JP 2000016900 A JP2000016900 A JP 2000016900A JP 2000016900 A JP2000016900 A JP 2000016900A JP 2001211681 A JP2001211681 A JP 2001211681A
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厚 久保
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brushless DC motor capable of reducing ripple current and rotating at high speed. SOLUTION: This brushless DC motor is provided with an armature current controller 7 for controlling a current value supplied to an armature 4 based on an output signal A of a rotational position sensor 6 detecting the rotational position of a rotor 3, and a drive unit 8 having a PWM control circuit 18 and an inverter 19 and supplying armature current to the armature 4 based on the current value. Current smoothing coils 21a, 21b, 21c having larger inductance than that of the armature 4 are provided in the respective phases between the inverter 19 and the armature 4, and a phase controller 9 advancing the phase of the armature current to the output signal A of the rotational position sensor 6 is provided on the armature current controller 7.

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】この発明は、ブラシレス直流
電動機、さらに詳しくは、PWM方式のインバータによ
り駆動されるブラシレス直流電動機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless DC motor, and more particularly, to a brushless DC motor driven by a PWM type inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のブラシレス直流電動機として、
回転子の回転位置を検出する回転位置センサの出力信号
に基づいて電機子に供給する電流値を制御する電機子電
流制御装置、およびPWM制御部とインバータ部を有し
上記電流値に基づいて電機子に電機子電流を供給する駆
動装置を備えたものが知られている。
2. Description of the Related Art As a brushless DC motor of this kind,
An armature current control device for controlling a current value supplied to an armature based on an output signal of a rotation position sensor for detecting a rotation position of a rotor, and an electric motor having a PWM control unit and an inverter unit, 2. Description of the Related Art There has been known a device provided with a driving device for supplying an armature current to an armature.

【0003】ところで、高速回転用に設計されたブラシ
レス直流電動機においては、必然的に、電機子の固有イ
ンダクタンスは非常に小さなものになる。そして、電機
子のインダクタンスが非常に小さいブラシレス直流電動
機をPWM方式のインバータで駆動する場合、電機子に
流れる電流にリップル成分が含まれてしまう。このた
め、回転子がスムーズに回転しなかったり、電機子が激
しく発熱するなどという問題が生じる。
By the way, in a brushless DC motor designed for high-speed rotation, the inherent inductance of the armature is inevitably very small. When a brushless DC motor having an extremely small inductance of an armature is driven by a PWM inverter, a current flowing through the armature includes a ripple component. For this reason, there are problems that the rotor does not rotate smoothly and the armature generates heat intensely.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、上
記の問題を解決し、リップル電流を低減でき、しかも高
速回転が可能なブラシレス直流電動機を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a brushless DC motor capable of reducing a ripple current and rotating at a high speed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明によるブラシレス直流電動機は、回転子の回転位置を
検出する回転位置センサの出力信号に基づいて電機子に
供給する電流値を制御する電機子電流制御手段、および
PWM制御部とインバータ部を有し上記電流値に基づい
て上記電機子に電機子電流を供給する駆動手段を備えて
いるブラシレス直流電動機において、上記インバータ部
と上記電機子の間の各相に、上記電機子に比べてインダ
クタンスの大きい電流平滑用コイルが設けられ、上記電
機子電流制御手段に、上記回転位置センサの出力信号に
対して電機子電流の位相を進める位相制御手段が設けら
れていることを特徴とするものである。
A brushless DC motor according to the present invention controls an electric current supplied to an armature based on an output signal of a rotational position sensor for detecting a rotational position of the rotor. A brushless DC motor comprising: a current control unit; and a driving unit that has a PWM control unit and an inverter unit and supplies an armature current to the armature based on the current value. A current smoothing coil having an inductance greater than that of the armature in each of the phases, wherein the armature current control means includes a phase control means for advancing the phase of the armature current with respect to the output signal of the rotational position sensor. Is provided.

【0006】インバータ部と電機子の間の各相に、電機
子に比べてインダクタンスの大きい電流平滑用コイルが
設けられているので、電機子電流のリップル成分が低減
され、回転子の回転の滑らかさが向上し、電機子の発熱
が低減する。
[0006] Since a current smoothing coil having a larger inductance than the armature is provided in each phase between the inverter section and the armature, the ripple component of the armature current is reduced, and the rotation of the rotor becomes smooth. And the heat generated by the armature is reduced.

【0007】ところで、インバータと電機子の間の各相
に、電機子に比べてインダクタンスの大きい電流平滑用
コイルを入れると、電機子電流の位相が遅れ、高速回転
が難しくなる。
By the way, if a current smoothing coil having a larger inductance than the armature is inserted in each phase between the inverter and the armature, the phase of the armature current is delayed and high-speed rotation becomes difficult.

【0008】しかし、電機子電流制御手段に、回転位置
センサの出力信号に対して電機子電流の位相を進める位
相制御手段が設けられているので、電機子電流の位相遅
れを防止することができる。そして、回転位置センサの
出力信号すなわち回転子の位置に対して電機子電流の位
相を進めることにより、減磁作用が生じ、高速回転が円
滑になる。また、ブラシレス直流電動機を発電機として
運転する場合、回転子の位置に対して電機子電流の位相
を進めることにより、磁化作用が生じ、発電機としての
見かけ上の容量が大きくなる。
However, since the armature current control means is provided with the phase control means for advancing the phase of the armature current with respect to the output signal of the rotational position sensor, the phase delay of the armature current can be prevented. . Then, by advancing the phase of the armature current with respect to the output signal of the rotation position sensor, that is, the position of the rotor, a demagnetization effect is generated, and high-speed rotation is smoothed. Further, when the brushless DC motor is operated as a generator, by advancing the phase of the armature current with respect to the position of the rotor, a magnetizing effect occurs, and the apparent capacity of the generator increases.

【0009】したがって、この発明のブラシレス直流電
動機によれば、電機子電流のリップル成分を低減させ
て、回転子の回転の滑らかさを向上させ、回転子の発熱
を低減させることができ、しかも高速回転が可能であ
る。
Therefore, according to the brushless DC motor of the present invention, the ripple component of the armature current can be reduced, the smoothness of the rotation of the rotor can be improved, and the heat generation of the rotor can be reduced. Rotation is possible.

【0010】たとえば、上記位相制御手段が、一連のア
ドレスに全体で所定の電流波形を表す電流波形データが
記憶された記憶手段を有する電流波形データ出力手段、
および上記一連のアドレスに対応するアドレス値信号を
順次繰り返して上記電流波形データ出力手段に出力する
アドレス値制御手段を備えており、上記電流波形データ
出力手段が、上記アドレス値制御手段から出力されるア
ドレス値信号に対応する上記記憶手段のアドレスの電流
波形データを出力し、上記アドレス値制御手段が、上記
電流波形データ出力手段から出力される電流波形データ
が表す電流波形の位相が上記回転位置センサの出力信号
に対して進むようにアドレス値信号を出力するものであ
る。
[0010] For example, the phase control means includes current waveform data output means having storage means in which current waveform data representing a predetermined current waveform as a whole is stored in a series of addresses;
And address value control means for sequentially repeating an address value signal corresponding to the series of addresses and outputting the same to the current waveform data output means, wherein the current waveform data output means is output from the address value control means. The current value data of the address of the storage means corresponding to the address value signal is output, and the address value control means sets the phase of the current waveform represented by the current waveform data output from the current waveform data output means to the rotational position sensor. Output the address value signal so as to proceed with respect to the output signal.

【0011】電流波形データ出力手段の記憶手段として
は、たとえばPROMなどのメモリが使用される。
As a storage means of the current waveform data output means, for example, a memory such as a PROM is used.

【0012】アドレス値制御手段からアドレス値信号が
出力されると、電流波形データ出力手段において、その
アドレス値信号に対応する記憶手段のアドレスから電流
波形データが読み出されて、これが出力される。アドレ
ス値制御手段から記憶手段の一連のアドレスに対応する
アドレス値信号が順次繰り返して出力されることによ
り、記憶手段の一連のアドレスに記憶された電流波形デ
ータが順次繰り返して出力され、その結果、全体で所定
の電流波形(たとえば正弦波形)を表す電流波形データ
が繰り返して出力される。電流波形データ出力手段から
出力される電流波形データはDA変換器などの適宜な手
段によりアナログ信号に変換され、このアナログ信号が
電機子電流値として駆動手段に供給される。アドレス値
制御手段が、電流波形データ出力手段から出力される電
流波形データが表す電流波形の位相が回転位置センサの
出力信号に対して進むようにアドレス値信号を出力する
から、駆動手段に供給される電機子電流値およびこれに
基づいて駆動手段から電機子に供給される電機子電流の
位相は、回転子の位置に対して進められる。
When an address value signal is output from the address value control means, the current waveform data output means reads out the current waveform data from the address of the storage means corresponding to the address value signal and outputs it. The address value signals corresponding to the series of addresses of the storage unit are sequentially and repeatedly output from the address value control unit, so that the current waveform data stored at the series of addresses of the storage unit are sequentially and repeatedly output, and as a result, Current waveform data representing a predetermined current waveform (for example, a sine waveform) as a whole is repeatedly output. The current waveform data output from the current waveform data output means is converted into an analog signal by an appropriate means such as a DA converter, and the analog signal is supplied to the drive means as an armature current value. The address value control means outputs the address value signal so that the phase of the current waveform represented by the current waveform data output from the current waveform data output means advances with respect to the output signal of the rotational position sensor. The armature current value and the phase of the armature current supplied from the driving means to the armature based on the armature current value are advanced with respect to the position of the rotor.

【0013】たとえば、上記アドレス値制御手段が、外
部からのトリガ信号により所定幅の位相制御用パルス信
号を出力するパルス発生手段、上記回転位置センサの出
力信号の始端と上記位相制御用パルス信号の終端を同期
させるとともに上記回転位置センサの出力信号よりも高
い周波数のカウント用パルス信号を出力する信号同期手
段、および上記カウント用パルス信号を所定の値までカ
ウントしてリセットする動作を繰り返しカウントのたび
にカウント値をアドレス値信号として上記電流波形デー
タ出力手段に出力するとともにリセットしたときに上記
パルス発生手段にトリガ信号を出力するカウント手段を
備えている。
For example, the address value control means outputs a pulse signal for phase control having a predetermined width in response to an external trigger signal, a start end of an output signal of the rotational position sensor and a pulse signal of the phase control pulse signal. A signal synchronizing means for synchronizing the end and outputting a counting pulse signal having a frequency higher than the output signal of the rotational position sensor, and repeating the operation of counting and resetting the counting pulse signal to a predetermined value each time counting is performed. And a counting means for outputting a trigger signal to the pulse generation means when the count value is output to the current waveform data output means as an address value signal and reset.

【0014】パルス発生手段としては、たとえば単安定
マルチバイブレータが使用される。信号同期手段として
は、たとえばPLL(Phase Locked Loop)回路などが使
用される。カウント手段としては、たとえばカウンタな
どが使用される。
As the pulse generating means, for example, a monostable multivibrator is used. As the signal synchronization means, for example, a PLL (Phase Locked Loop) circuit or the like is used. As the counting means, for example, a counter is used.

【0015】カウント手段は、信号同期手段からのカウ
ント用パルス信号をカウントするたびにカウント値をア
ドレス値信号として電流波形データ出力手段に出力し、
カウント手段がリセットしてから所定の値までカウント
アップするまでの間に、記憶手段の一連のアドレスに対
応するアドレス値信号がカウント手段から電流波形デー
タ出力手段に出力され、その結果、全体で所定の電流波
形を表す電流波形データが電流波形データ出力手段から
出力される。そして、カウント手段がカウント用パルス
信号を所定の値までカウントアップしてリセットする動
作を繰り返すことにより、全体で所定の電流波形を表す
電流波形データが繰り返して出力される。後は、上記と
同様である。
The counting means outputs the count value to the current waveform data output means as an address value signal each time the counting pulse signal from the signal synchronizing means is counted.
During a period from when the counting means is reset to when the count value is counted up to a predetermined value, an address value signal corresponding to a series of addresses in the storage means is output from the counting means to the current waveform data output means. Is output from the current waveform data output means. Then, the counting means repeats the operation of counting up the count pulse signal to a predetermined value and resetting, whereby current waveform data representing a predetermined current waveform as a whole is repeatedly output. The rest is the same as above.

【0016】カウント手段がカウントアップしてリセッ
トすると、カウント手段からパルス発生手段にトリガ信
号が出力され、パルス発生手段から信号同期手段に位相
制御用パルス信号が出力される。これと同時に、カウン
ト手段から最初のアドレス値信号が出力され、電流波形
データ出力手段から最初の電流波形データが出力され
る。したがって、電流波形データ出力手段から出力され
る一連の電流波形データの位相すなわち電機子電流の位
相は、カウント手段のリセットすなわちトリガ信号の始
端と同期している。一方、信号同期手段において、回転
位置センサの出力信号の始端と位相制御用パルス信号の
終端が同期させられるため、回転位置センサの出力信号
の位相は、電機子電流の位相に対して、位相制御用パル
ス信号の幅だけ遅れることになる。つまり、電機子電流
の位相は、回転位置センサの出力信号の位相に対して、
位相制御用パルス信号の幅だけ進むことになる。
When the counting means counts up and resets, the counting means outputs a trigger signal to the pulse generating means, and the pulse generating means outputs a phase control pulse signal to the signal synchronizing means. At the same time, the first address value signal is output from the counting means, and the first current waveform data is output from the current waveform data output means. Therefore, the phase of a series of current waveform data output from the current waveform data output means, that is, the phase of the armature current is synchronized with the reset of the counting means, that is, the start end of the trigger signal. On the other hand, since the beginning of the output signal of the rotational position sensor and the end of the pulse signal for phase control are synchronized by the signal synchronization means, the phase of the output signal of the rotational position sensor is controlled by the phase control with respect to the armature current. Of the pulse signal for use. That is, the phase of the armature current is different from the phase of the output signal of the rotational position sensor.
This advances by the width of the phase control pulse signal.

【0017】[0017]

【発明の実施形態】以下、図面を参照して、この発明の
実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、ブラシレス直流電動機の全体構成
を概略的に示している。この電動機は、たとえば、制御
型磁気軸受を用いた電力貯蔵用フライホイール装置に適
用される。この種のフライホイール装置では、ケーシン
グ内の真空中で磁気軸受により非接触支持されたロータ
が内蔵型のブラシレス直流電動機により高速回転させら
れる。
FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a brushless DC motor. This electric motor is applied, for example, to a power storage flywheel device using a control type magnetic bearing. In this type of flywheel device, a rotor that is non-contact supported by a magnetic bearing in a vacuum in a casing is rotated at high speed by a built-in brushless DC motor.

【0019】電動機は、電動機本体(1)と制御部(2)とか
ら構成されている。
The motor comprises a motor body (1) and a control section (2).

【0020】電動機本体(1)は通常のブラシレス直流電
動機のものと同様の構成を有するものであるが、図1に
はのそのうちのロータ側の回転子(3)とステータ側の電
機子(4)だけが示されている。電機子(4)には、3相の電
機子巻線(5a)(5b)(5c)が設けられている。巻線は、符号
(5)で総称する。
The motor body (1) has the same structure as that of a normal brushless DC motor, but FIG. 1 shows the rotor (3) on the rotor side and the armature (4) on the stator side. ) Are only shown. The armature (4) is provided with three-phase armature windings (5a) (5b) (5c). Windings are sign
Collectively referred to as (5).

【0021】制御部(2)は、回転位置センサ(6)、電機子
電流制御手段を構成する電機子電流制御装置(7)および
駆動手段を構成する駆動装置(8)を備えている。図3
に、電機子電流制御装置(7)の所要部分の信号の1例が
示されている。
The control section (2) includes a rotational position sensor (6), an armature current control device (7) constituting armature current control means, and a drive device (8) constituting drive means. FIG.
7 shows an example of a signal of a required portion of the armature current control device (7).

【0022】回転位置センサ(6)は、回転子(3)の回転位
置を検出するものであり、図3に信号Aで示すように、
回転子(3)が1回転する間に、電動機本体(1)の極数に比
例する1あるいは複数のパルスを発生する。回転位置セ
ンサ(6)は、回転子(3)の回転速度を検出するセンサを兼
ねている。
The rotation position sensor (6) detects the rotation position of the rotor (3). As shown by a signal A in FIG.
During one rotation of the rotor (3), one or more pulses are generated in proportion to the number of poles of the motor body (1). The rotation position sensor (6) also functions as a sensor that detects the rotation speed of the rotor (3).

【0023】電機子電流制御装置(7)は、回転子(3)の位
置に対応する回転位置センサ(6)の出力信号(パルス信
号)に基づいて電機子電流値を制御するものであり、位
相制御手段を構成する位相制御装置(9)、減算器(11)、
増幅器(12)および乗算型DA変換器(13)を備えている。
位相制御装置(9)は、回転位置センサ(6)の出力信号Aに
対して電機子電流の位相を進めるためのものであり、電
流波形データ出力手段を構成する電流波形データ出力装
置(10)、およびアドレス値制御手段を構成するアドレス
値制御装置(22)を備えている。
The armature current control device (7) controls the armature current value based on the output signal (pulse signal) of the rotation position sensor (6) corresponding to the position of the rotor (3). A phase control device (9) constituting a phase control means, a subtractor (11),
An amplifier (12) and a multiplying DA converter (13) are provided.
The phase control device (9) is for advancing the phase of the armature current with respect to the output signal A of the rotational position sensor (6), and the current waveform data output device (10) constituting current waveform data output means. , And an address value control device (22) constituting address value control means.

【0024】電流波形データ出力装置(10)は記憶手段を
構成するPROM(23)を備えており、PROM(23)の一
連のアドレスに、全体で図3の信号E(電流値信号)の
ような一定の電流波形(この例では正弦波形)を表す電
流波形データが記憶されている。PROM(23)には、電
機子(4)の3相分の電流値データが記憶されている。電
流波形データ出力装置(10)は、後述するようにアドレス
値制御装置(22)からアドレス値信号が出力されたとき
に、そのアドレス値に対応するPROM(23)のアドレス
に記憶されている3相分の電流波形データをDA変換器
(13)に出力する。
The current waveform data output device (10) is provided with a PROM (23) constituting a storage means, and a series of addresses in the PROM (23) are generally represented by a signal E (current value signal) in FIG. Current waveform data representing a certain constant current waveform (sine waveform in this example) is stored. The PROM (23) stores current value data for three phases of the armature (4). When an address value signal is output from the address value control device (22) as will be described later, the current waveform data output device (10) stores the address value stored in the address of the PROM (23) corresponding to the address value. DA converter for current waveform data for each phase
Output to (13).

【0025】アドレス値制御装置(22)は、信号同期手段
を構成するPLL回路(14)、カウント手段を構成するカ
ウンタ(15)およびパルス発生手段を構成する単安定マル
チバイブレータ(16)を備えている。
The address value control device (22) includes a PLL circuit (14) constituting a signal synchronizing means, a counter (15) constituting a counting means, and a monostable multivibrator (16) constituting a pulse generating means. I have.

【0026】マルチバイブレータ(16)は、後述するトリ
ガ信号Cが入力したときに所定幅の位相制御用パルス信
号Bを出力する。
The multivibrator 16 outputs a phase control pulse signal B having a predetermined width when a trigger signal C described later is input.

【0027】PLL回路(14)には、回転位置センサ(6)
の出力信号Aとマルチバイブレータ(16)からのパルス信
号Bが入力する。PLL回路(14)は、信号Aの始端(立
ち上がり)と信号Bの終端(立ち上がり)を同期させる
とともに、信号Aの周波数よりカウンタ(15)の分周率分
だけ高い周波数のカウント用パルス信号をカウンタ(15)
に出力する。
The PLL circuit (14) includes a rotational position sensor (6)
And the pulse signal B from the multivibrator (16). The PLL circuit (14) synchronizes the beginning (rising) of the signal A with the ending (rising) of the signal B, and outputs a counting pulse signal having a frequency higher than the frequency of the signal A by the frequency division ratio of the counter (15). Counter (15)
Output to

【0028】カウンタ(15)は、PLL回路(14)からのカ
ウント用パルス信号を所定の値までカウントしてリセッ
トする動作を繰り返し、カウントのたびにカウント値を
アドレス値信号Dとして電流波形データ出力装置(23)に
出力するとともに、リセットしたときにマルチバイブレ
ータ(16)にトリガ信号Cを出力する。
The counter (15) repeats the operation of counting and resetting the count pulse signal from the PLL circuit (14) to a predetermined value, and outputs the count value as an address value signal D every time counting. A trigger signal C is output to the multivibrator (16) when resetting, in addition to outputting to the device (23).

【0029】回転位置センサ(6)の出力信号は、また、
図示しない単安定マルチバイブレータなどの適宜な手段
によりアナログ値の回転速度信号に変換される。減算器
(11)において、この回転速度信号と予め設定されている
速度設定値の差が演算され、減算器(11)の出力が増幅器
(12)を介して速度差信号としてDA変換器(13)に入力す
る。
The output signal of the rotational position sensor (6) is
The rotation speed signal is converted into an analog rotation speed signal by an appropriate means such as a monostable multivibrator (not shown). Subtractor
In (11), the difference between the rotational speed signal and a preset speed set value is calculated, and the output of the subtracter (11) is
The signal is input to the DA converter (13) as a speed difference signal via (12).

【0030】DA変換器(13)は、電流波形データ装置(1
0)から3相分の電流波形データが入力するたびに、これ
らをアナログ値に変換するとともに、その結果に増幅器
(12)からの速度差信号を乗算し、3相分の電流値信号E
として駆動装置(8)に出力する。
The DA converter (13) is connected to the current waveform data device (1).
Each time the three-phase current waveform data is input from (0), these are converted to analog values, and the
Multiply the speed difference signal from (12) to obtain the current value signal E for three phases.
Is output to the driving device (8).

【0031】駆動装置(8)は、3相の電機子巻線(5)にそ
れぞれ対応する3つの減算器(17a)(17b)(17c)、PWM
制御部を構成するPWM制御回路(18)およびインバータ
部(19)を備えている。減算器は、符号(17)で総称する。
電機子電流制御装置(7)のDA変換器(13)からの3相分
の電流値信号Eが、対応する減算器(17)に入力する。各
電機子巻線(5)に電流検出器(20a)(20b)(20c)が設けら
れ、これらの電圧出力が対応する減算器(17)にそれぞれ
入力する。電流検出器は、符号(20)で総称する。また、
インバータ部(19)と各電機子巻線(5)との間に、電機子
巻線(5)に比べてインダクタンスの大きい電流平滑用コ
イル(インダクタ)(21a)(21b)(21c)が設けられてい
る。コイルは、符号(21)で総称する。PWM制御回路(1
8)は、各減算器(17)の出力に基づいて対応する相のPW
M制御信号をインバータ部(19)に出力する。インバータ
部(19)は、PWM制御信号に基づき、各相の電機子巻線
(5)に電機子電流を供給する。なお、PWM制御回路(1
8)およびインバータ部(19)には、公知の適宜な構成を採
用しうる。
The driving device (8) includes three subtractors (17a) (17b) (17c) corresponding to the three-phase armature windings (5), respectively, and PWM.
The control unit includes a PWM control circuit (18) and an inverter unit (19). The subtractors are collectively referred to by reference numeral (17).
Three-phase current value signals E from the DA converter (13) of the armature current control device (7) are input to the corresponding subtracters (17). Each armature winding (5) is provided with a current detector (20a) (20b) (20c), and these voltage outputs are input to the corresponding subtracters (17). The current detector is generically referred to by reference numeral (20). Also,
Current smoothing coils (inductors) (21a), (21b), and (21c) having larger inductance than the armature winding (5) are provided between the inverter section (19) and each armature winding (5). Have been. The coils are collectively referred to by reference numeral (21). PWM control circuit (1
8) is the PW of the corresponding phase based on the output of each subtractor (17).
An M control signal is output to the inverter section (19). The inverter unit (19) performs armature winding of each phase based on the PWM control signal.
Supply armature current to (5). The PWM control circuit (1
A well-known appropriate configuration can be adopted for 8) and the inverter section (19).

【0032】上記の電機子電流制御装置(7)において、
カウンタ(15)は、PLL回路(14)からのカウント用パル
ス信号をカウントするたびにカウント値をアドレス値信
号Dとして電流波形データ出力装置(10)に出力し、カウ
ンタ(15)がリセットしてから所定の値までカウントアッ
プするまでの間に、PROM(23)の一連のアドレスに対
応するアドレス値信号Dがカウンタ(15)から電流波形デ
ータ出力装置(10)に出力される。カウンタ(15)からアド
レス値信号Dが出力されると、電流波形データ出力装置
(10)において、そのアドレス値信号Dに対応するPRO
M(23)のアドレスから電流波形データが読み出されて、
これがDA変換器(13)に出力される。カウンタ(15)から
PROM(23)の一連のアドレスに対応するアドレス値信
号が順次繰り返して出力されることにより、PROM(2
3)の一連のアドレスに記憶された電流波形データが順次
繰り返して出力され、その結果、全体で図3の信号Eの
ような一定の電流波形を表す電流波形データが繰り返し
てDA変換器(13)に出力される。電流波形データ出力装
置(10)から出力される電流波形データはDA変換器(13)
により増幅器(12)からの速度差信号に比例するアナログ
値の電流値信号Eに変換され、この電流値信号Eが電機
子電流値として駆動装置(8)に供給される。
In the above armature current control device (7),
The counter (15) outputs the count value to the current waveform data output device (10) as the address value signal D every time the counting pulse signal from the PLL circuit (14) is counted, and the counter (15) is reset. During the period from when the counter value is counted up to a predetermined value, an address value signal D corresponding to a series of addresses of the PROM (23) is output from the counter (15) to the current waveform data output device (10). When the address value signal D is output from the counter (15), the current waveform data output device
In (10), the PRO corresponding to the address value signal D
The current waveform data is read from the address of M (23),
This is output to the DA converter (13). An address value signal corresponding to a series of addresses of the PROM (23) is sequentially and repeatedly output from the counter (15), whereby the PROM (2
The current waveform data stored in the series of addresses of 3) is sequentially and repeatedly output. As a result, current waveform data representing a constant current waveform as a whole, such as signal E in FIG. ) Is output. The current waveform data output from the current waveform data output device (10) is converted by the DA converter (13).
Is converted into an analog value current value signal E proportional to the speed difference signal from the amplifier (12), and this current value signal E is supplied to the drive unit (8) as an armature current value.

【0033】インバータ部(19)と電機子(4)の間の各相
に、電機子巻線(5)に比べてインダクタンスの大きいコ
イル(21)が設けられているので、電機子電流のリップル
成分が低減され、回転子(3)の回転の滑らかさが向上
し、回転子の発熱が低減する。しかし、このようにイン
バータ(19)と電機子(4)の間の各相にインダクタンスの
大きいコイル(21)があるので、そのままでは、電機子電
流の位相が遅れ、高速回転が難しくなる。ところが、上
記の電動機では、次に説明するように、位相制御装置
(9)により、回転位置センサ(6)の出力信号に対して電機
子電流の位相が進められるため、電機子電流の位相遅れ
を防止することができ、高速回転が可能になる。
Each phase between the inverter unit (19) and the armature (4) is provided with a coil (21) having a larger inductance than the armature winding (5), so that the armature current ripple is reduced. The components are reduced, the smoothness of rotation of the rotor (3) is improved, and the heat generation of the rotor is reduced. However, since there is a coil (21) having a large inductance in each phase between the inverter (19) and the armature (4), the phase of the armature current is delayed, and high-speed rotation becomes difficult. However, in the above-described motor, as described below, the phase control device
According to (9), the phase of the armature current is advanced with respect to the output signal of the rotation position sensor (6), so that a phase delay of the armature current can be prevented, and high-speed rotation can be performed.

【0034】仮にアドレス値制御装置(22)にマルチバイ
ブレータ(16)が設けられていないとしたときの位相制御
装置(9)の動作は、次のとおりである(図2参照)。
The operation of the phase controller 9 when the multivibrator 16 is not provided in the address value controller 22 is as follows (see FIG. 2).

【0035】カウンタ(15)がカウントアップしてリセッ
トすると、カウンタ(15)からトリガ信号Cが出力され、
アドレス値制御装置(22)にマルチバイブレータ(16)が設
けられていないとすると、トリガ信号CがPLL回路(1
4)に直接入力する。また、カウンタ(15)からトリガ信号
Cが出力されると同時に、カウンタ(15)からPROM(2
3)の最初のアドレスに対応するアドレス値信号Dが出力
され、電流波形データ出力装置(10)から最初の電流波形
データが出力される。したがって、電流波形データ出力
装置(10)から出力される一連の電流波形データの位相す
なわち電流値信号Eの位相は、カウンタ(15)のリセット
すなわちトリガ信号Cの始端と同期している。一方、P
LL回路(14)において、回転位置センサ(6)の出力信号
Aの始端とトリガ信号Cの始端が同期させられるため、
電流値信号Eの位相すなわち電機子電流の位相は、回転
位置センサの出力信号Aの位相と一致する。
When the counter (15) counts up and resets, the counter (15) outputs a trigger signal C,
If the multi-vibrator (16) is not provided in the address value control device (22), the trigger signal C is output from the PLL circuit (1).
Enter directly in 4). At the same time that the trigger signal C is output from the counter (15), the PROM (2
The address value signal D corresponding to the first address in 3) is output, and the first current waveform data is output from the current waveform data output device (10). Therefore, the phase of the series of current waveform data output from the current waveform data output device (10), that is, the phase of the current value signal E, is synchronized with the reset of the counter (15), that is, the start of the trigger signal C. On the other hand, P
In the LL circuit (14), the start of the output signal A of the rotational position sensor (6) and the start of the trigger signal C are synchronized,
The phase of the current value signal E, that is, the phase of the armature current matches the phase of the output signal A of the rotational position sensor.

【0036】これに対し、図1の位相制御装置(9)の動
作は、次のとおりである(図3参照)。
On the other hand, the operation of the phase control device (9) in FIG. 1 is as follows (see FIG. 3).

【0037】カウンタ(15)がカウントアップしてリセッ
トすると、カウンタ(15)からマルチバイブレータ(16)に
トリガ信号Cが出力され、マルチバイブレータ(16)から
PLL回路(14)に位相制御用パルス信号Bが出力され
る。これと同時に、カウンタ(15)からPROM(23)の最
初のアドレスに対応するアドレス値信号Dが出力され、
電流波形データ出力装置(10)から最初の電流波形データ
が出力される。したがって、電流波形データ出力装置(1
0)から出力される一連の電流波形データの位相すなわち
電流値信号Eの位相は、カウンタ(15)のリセットすなわ
ちトリガ信号Cの始端と同期している。一方、PLL回
路(14)において、回転位置センサ(6)の出力信号Aの始
端と位相制御用パルス信号Bの終端が同期させられるた
め、回転位置センサ(6)の出力信号Aの位相は、電流値
信号Eの位相に対して、位相制御用パルス信号Bの幅の
分(a)だけ遅れることになる。つまり、電流値信号Eの
位相すなわち電機子電流の位相は、回転位置センサ(6)
の出力信号Aの位相に対して、位相制御用パルス信号B
の幅の分(a)だけ進むことになる。なお、この位相の進
み分(a)は、電動機の特性などを考慮して最適となるよ
うに決定されるが、電機子電流の周期を360度とする
と、たとえば15度以下である。
When the counter (15) counts up and resets, the trigger signal C is output from the counter (15) to the multivibrator (16), and the phase control pulse signal is sent from the multivibrator (16) to the PLL circuit (14). B is output. At the same time, the counter (15) outputs an address value signal D corresponding to the first address of the PROM (23),
First current waveform data is output from the current waveform data output device (10). Therefore, the current waveform data output device (1
The phase of a series of current waveform data output from 0), that is, the phase of the current value signal E, is synchronized with the reset of the counter (15), that is, the beginning of the trigger signal C. On the other hand, in the PLL circuit (14), the beginning of the output signal A of the rotation position sensor (6) and the end of the phase control pulse signal B are synchronized, so that the phase of the output signal A of the rotation position sensor (6) is The phase of the current value signal E is delayed by the width (a) of the phase control pulse signal B. That is, the phase of the current value signal E, that is, the phase of the armature current is determined by the rotation position sensor (6).
With respect to the phase of the output signal A of FIG.
Of the width of (a). The phase advance (a) is determined so as to be optimal in consideration of the characteristics of the electric motor and the like. However, when the cycle of the armature current is 360 degrees, it is, for example, 15 degrees or less.

【0038】ブラシレス直流電動機の構成、電機子電流
制御装置(7)および駆動装置(8)の構成などは、上記実施
形態のものに限らず、適宜変更可能である。
The configuration of the brushless DC motor, the configuration of the armature current control device (7) and the configuration of the drive device (8) are not limited to those of the above-described embodiment, but can be changed as appropriate.

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

【図1】図1は、この発明の実施形態を示すブラシレス
直流電動機の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a brushless DC motor showing an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、位相制御装置のアドレス値制御装置に
単安定マルチバイブレータが設けられていないとしたと
きのアドレス値制御装置の各部の信号を示すタイムチャ
ートである。
FIG. 2 is a time chart showing signals of respective parts of the address value control device when it is assumed that a monostable multivibrator is not provided in the address value control device of the phase control device.

【図3】図3は、図1の実施形態における位相制御装置
のアドレス値制御装置の各部の信号を示すタイムチャー
トである。
FIG. 3 is a time chart showing signals of respective parts of an address value control device of the phase control device in the embodiment of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(3) 回転子 (4) 電機子 (6) 回転位置センサ (7) 電機子電流制御装置(電機子電
流制御手段) (8) 駆動装置(駆動手段) (9) 位相制御装置(位相制御手段) (10) 電流波形データ出力装置(電流
波形データ出力手段) (14) PLL回路(信号同期手段) (15) カウンタ(カウント手段) (16) 単安定マルチバイブレータ(パ
ルス発生手段) (18) PWM制御回路(PWM制御
部) (19) インバータ部 (21a)(21b)(21c) 電流平滑用コイル (22) アドレス制御装置(アドレス制
御手段) (23) PROM(記憶手段)
(3) Rotor (4) Armature (6) Rotary position sensor (7) Armature current control device (armature current control means) (8) Drive device (drive device) (9) Phase control device (phase control device) (10) Current waveform data output device (current waveform data output means) (14) PLL circuit (signal synchronization means) (15) Counter (counting means) (16) Monostable multivibrator (pulse generation means) (18) PWM Control circuit (PWM control section) (19) Inverter section (21a) (21b) (21c) Current smoothing coil (22) Address control device (address control means) (23) PROM (storage means)

フロントページの続き (72)発明者 横井 弥壽雄 大阪府枚方市中宮大池3丁目25番7号 日 本インバータ株式会社内 Fターム(参考) 5H560 AA10 BB04 BB12 DA07 DB20 DC12 EB01 EC01 GG04 RR01 RR05 TT02 TT03 TT12 TT15 TT20 XA02 XA04 XA12 XA15 5H576 AA20 BB04 DD02 DD07 EE11 GG02 GG04 GG06 HB01 JJ08 JJ11 JJ12 JJ16 JJ17 KK06 LL07 LL22 LL41 Continued on the front page (72) Inventor Yasushi Yokoi 3- 25-7 Nakamiya Oike, Hirakata-shi, Osaka F-term in Nihon Inverter Co., Ltd. 5H560 AA10 BB04 BB12 DA07 DB20 DC12 EB01 EC01 GG04 RR01 RR05 TT02 TT03 TT12 TT15 TT20 XA02 XA04 XA12 XA15 5H576 AA20 BB04 DD02 DD07 EE11 GG02 GG04 GG06 HB01 JJ08 JJ11 JJ12 JJ16 JJ17 KK06 LL07 LL22 LL41

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転子の回転位置を検出する回転位置セン
サの出力信号に基づいて電機子に供給する電流値を制御
する電機子電流制御手段、およびPWM制御部とインバ
ータ部を有し上記電流値に基づいて上記電機子に電機子
電流を供給する駆動手段を備えているブラシレス直流電
動機において、 上記インバータ部と上記電機子の間の各相に、上記電機
子に比べてインダクタンスの大きい電流平滑用コイルが
設けられ、上記電機子電流制御手段に、上記回転位置セ
ンサの出力信号に対して電機子電流の位相を進める位相
制御手段が設けられていることを特徴とするブラシレス
直流電動機。
1. An armature current control means for controlling a current value supplied to an armature based on an output signal of a rotation position sensor for detecting a rotation position of a rotor, and a PWM control unit and an inverter unit. A brushless DC motor having a driving means for supplying an armature current to the armature based on a value, wherein in each phase between the inverter section and the armature, a current smoothing having a larger inductance than the armature is provided. A brushless DC motor, further comprising: a coil for use in the motor; and a phase control unit for advancing the phase of the armature current with respect to the output signal of the rotational position sensor in the armature current control unit.
【請求項2】上記位相制御手段が、一連のアドレスに全
体で所定の電流波形を表す電流波形データが記憶された
記憶手段を有する電流波形データ出力手段、および上記
一連のアドレスに対応するアドレス値信号を順次繰り返
して上記電流波形データ出力手段に出力するアドレス値
制御手段を備えており、上記電流波形データ出力手段
が、上記アドレス値制御手段から出力されるアドレス値
信号に対応する上記記憶手段のアドレスの電流波形デー
タを出力し、上記アドレス値制御手段が、上記電流波形
データ出力手段から出力される電流波形データが表す電
流波形の位相が上記回転位置センサの出力信号に対して
進むようにアドレス値信号を出力するものであることを
特徴とする請求項1のブラシレス直流電動機。
2. The current control circuit according to claim 1, wherein said phase control means has a storage means storing current waveform data representing a predetermined current waveform in a series of addresses, and an address value corresponding to said series of addresses. Address value control means for sequentially repeating a signal and outputting the current waveform data output means to the current waveform data output means, wherein the current waveform data output means includes an address value control means for storing the address value signal output from the address value control means. The current waveform data of the address is output, and the address value control means controls the address so that the phase of the current waveform represented by the current waveform data output from the current waveform data output means advances with respect to the output signal of the rotational position sensor. 2. The brushless DC motor according to claim 1, wherein the brushless DC motor outputs a value signal.
【請求項3】上記アドレス値制御手段が、外部からのト
リガ信号により所定幅の位相制御用パルス信号を出力す
るパルス発生手段、上記回転位置センサの出力信号の始
端と上記位相制御用パルス信号の終端を同期させるとと
もに上記回転位置センサの出力信号よりも高い周波数の
カウント用パルス信号を出力する信号同期手段、および
上記カウント用パルス信号を所定の値までカウントして
リセットする動作を繰り返しカウントのたびにカウント
値をアドレス値信号として上記電流波形データ出力手段
に出力するとともにリセットしたときに上記パルス発生
手段にトリガ信号を出力するカウント手段を備えている
ことを特徴とする請求項1のブラシレス直流電動機。
3. The pulse value generating means for outputting a phase control pulse signal having a predetermined width in response to an external trigger signal, a start end of an output signal of the rotational position sensor and a pulse signal of the phase control pulse signal. A signal synchronizing means for synchronizing the end and outputting a counting pulse signal having a frequency higher than the output signal of the rotational position sensor, and repeating the operation of counting and resetting the counting pulse signal to a predetermined value each time counting is performed. 2. A brushless DC motor according to claim 1, further comprising counting means for outputting a count value as an address value signal to said current waveform data output means and outputting a trigger signal to said pulse generation means when reset. .
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