JP2002272163A - Controller of brushless motor - Google Patents

Controller of brushless motor

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JP2002272163A
JP2002272163A JP2001073773A JP2001073773A JP2002272163A JP 2002272163 A JP2002272163 A JP 2002272163A JP 2001073773 A JP2001073773 A JP 2001073773A JP 2001073773 A JP2001073773 A JP 2001073773A JP 2002272163 A JP2002272163 A JP 2002272163A
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新一 樋口
Nobuo Itoigawa
信夫 糸魚川
Akio Higuchi
昭夫 樋口
Makoto Hayashi
誠 林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a controller which can apply and approximately sinusoidal voltage to a brushless motor, by adding a simple structure to a conventional inverter controller. SOLUTION: This controller of a brushless motor has a PWM operation circuit, which compares an approximately sinusoidal PWM operation waveform, generated according to a voltage command and a frequency command, with a carrier signal to generate a drive signal for a semiconductor switching device, and a V/f control inverter, to which the drive signal is applied. The output voltage of the inverter is applied to a stator coil of a brushless motor, having a position sensor sensing a pole position of a rotor. There is further provided a means, which corrects a phase angle of the PWM operation waveform, so as to start a change of a new PWM operation waveform synchronously with a timing of an output of the position sensor.

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
(DCブラシレスモータ)の制御装置に関し、詳しく
は、ホールセンサ等の位置検出器の出力信号に同期させ
てほぼ正弦波状の交流電圧をステータコイルに印加する
ようにした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 control device for a brushless motor (DC brushless motor), and more particularly, to a substantially sinusoidal AC voltage applied to a stator coil in synchronization with an output signal of a position detector such as a Hall sensor. The present invention relates to a control device for a brushless motor to be applied.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ブラシレスモータでは、ロータの磁極の位置をホールセ
ンサにより検出し、その磁極位置に対応したステータコ
イルに方形波の電圧を印加する制御方法が一般に用いら
れている。しかし、この方法では、モータの速度に大き
なリップルが含まれ、発生騒音が大きくなったりモータ
の効率も十分高めることができないといった問題があ
る。これらの対策のため、ステータコイルに正弦波また
は正弦波に近い波形の電圧を印加する方法が提案されて
いるが、制御の方法が複雑で高価になる等の問題があ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally,
In a brushless motor, a control method is generally used in which the position of a magnetic pole of a rotor is detected by a Hall sensor and a square wave voltage is applied to a stator coil corresponding to the magnetic pole position. However, in this method, there is a problem in that a large ripple is included in the speed of the motor, so that the generated noise increases and the efficiency of the motor cannot be sufficiently increased. To solve these problems, a method of applying a voltage having a sine wave or a waveform close to a sine wave to the stator coil has been proposed. However, there is a problem that a control method is complicated and expensive.

【0003】ステータコイルに正弦波状の電圧を印加す
る従来技術としては、(1)特開平6−233585号
公報に記載された「直流モータの駆動装置」、(2)特
開平7−241095号公報に記載された「ブラシレス
モータの駆動装置」、(3)特開平4−236190号
公報に記載された「ブラシレスモータのための電気制御
装置」、(4)特開平11−122973号公報に記載
された「ブラシレスモータの駆動装置」等が知られてい
る。しかるに、上記(1),(3),(4)の従来技術
は制御回路の構成が概して複雑である。また、(2)の
従来技術は、ロータの位置を検出するためにエンコーダ
等の位置検出器を用いているため、高価になるという問
題がある。
Conventional techniques for applying a sinusoidal voltage to a stator coil include (1) a "driving device for a DC motor" described in JP-A-6-233585, and (2) JP-A-7-241095. (3) "Electric control device for brushless motor" described in JP-A-4-236190, and (4) JP-A-11-122973. Further, a “brushless motor driving device” and the like are known. However, the prior arts (1), (3) and (4) generally have a complicated configuration of the control circuit. Further, the prior art (2) has a problem that it is expensive because a position detector such as an encoder is used to detect the position of the rotor.

【0004】なお、DCブラシレスモータにおいてロー
タの位置を検出した後に、ステータコイルに印加する電
圧のタイミングを回転速度に応じて変化させることが下
記の公開公報に記載されているが、その具体的な方法は
明確には開示されていない。(5)特開平1−1742
88号公報「ブラシレスモータの駆動装置」(6)特開
平3−289391号公報「ブラシレスモータ」
It is disclosed in the following publication that the timing of the voltage applied to the stator coil is changed in accordance with the rotation speed after the position of the rotor is detected in the DC brushless motor. The method is not explicitly disclosed. (5) JP-A-1-1742
No. 88, “Brushless motor driving device” (6) JP-A-3-289391, “Brushless motor”

【0005】更に、ブラシレスモータの制御装置とし
て、(7)特開平7−337067号公報「ブラシレス
モータの導通位相角制御装置」(8)特開平5−211
796号公報「ブラシレスDCモータ駆動方法およびそ
の装置」等が知られているが、いずれもモータの電流や
電圧を検出して制御しており、検出部の価格が高いとい
う問題がある。
Further, as a control device for a brushless motor, (7) Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-337067, "Brushless motor conduction phase angle control device" (8) Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-211
No. 796, “Brushless DC motor driving method and device” is known, but all of them detect and control the current and voltage of the motor, and have a problem that the detection unit is expensive.

【0006】更に、ブラシレスモータのロータの位置検
出器の取付誤差等を補正する方法として、以下の従来技
術が存在する。(9)特開平11−215881号公報
「モータ制御装置」しかし、この従来技術ではロータの
位置検出信号の時間間隔を測定することが不可欠である
ため、タイマが必要になり、これが価格を上昇させる原
因となっている。
Further, as a method of correcting a mounting error or the like of a position detector of a rotor of a brushless motor, the following conventional techniques exist. (9) Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-215881 "Motor control device" However, in this prior art, it is indispensable to measure the time interval of the rotor position detection signal, so a timer is required, which increases the price. Cause.

【0007】そこで本発明は、比較的簡単かつ低コスト
の回路構成で、振動の発生が少ないブラシレスモータの
制御装置を提供しようとするものである。また、本発明
は、位置検出器を備えていない誘導モータ等に対してイ
ンバータによるV/f制御を実現可能とした制御装置を
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for a brushless motor which has a relatively simple and low-cost circuit configuration and generates less vibration. Another object of the present invention is to provide a control device capable of realizing V / f control by an inverter for an induction motor or the like having no position detector.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、電圧指令及び周波数指令に
従って作成されたほぼ正弦波状のPWM演算波形をキャ
リア信号と比較して半導体スイッチング素子に対する駆
動信号を生成するPWM演算回路と、前記駆動信号が加
えられるV/f制御用のインバータとを備え、このイン
バータの出力電圧を、ロータの磁極位置を検出する位置
検出器を備えたブラシレスモータのステータコイルに印
加するようにしたブラシレスモータの制御装置におい
て、前記位置検出器の出力信号のタイミングに同期して
新たなPWM演算波形の変化が開始するように前記PW
M演算波形の位相角を補正する手段を備えたものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor switching device comprising comparing a substantially sinusoidal PWM operation waveform created in accordance with a voltage command and a frequency command with a carrier signal. Motor having a PWM operation circuit for generating a drive signal for the motor, and a V / f control inverter to which the drive signal is applied, and a position detector for detecting an output voltage of the inverter and detecting a magnetic pole position of the rotor. In the control device for a brushless motor, the PWM signal is applied to the stator coil of the motor so that a new PWM operation waveform starts changing in synchronization with the timing of the output signal of the position detector.
It is provided with means for correcting the phase angle of the M operation waveform.

【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の制
御装置において、PWM演算波形の位相角を補正する動
作を、ロータが(360/N(Nは整数))°回転する
ごとに行うものである。
According to a second aspect of the present invention, in the control device of the first aspect, the operation of correcting the phase angle of the PWM operation waveform is performed every time the rotor rotates by (360 / N (N is an integer)) °. Things.

【0010】請求項3記載の発明は、請求項2記載の制
御装置において、ロータが(360/N)°回転する以
前にPWM演算波形が電気角で(360/N)°に達し
たときは、その時点でのPWM演算波形の値をロータが
(360/N)°回転するまで保持するものである(な
お、Nはすべて同一の整数である)。
According to a third aspect of the present invention, in the control device according to the second aspect, when the PWM calculation waveform reaches (360 / N) ° in electrical angle before the rotor rotates (360 / N) °. The value of the PWM calculation waveform at that time is held until the rotor rotates (360 / N) ° (N is the same integer).

【0011】請求項4記載の発明は、請求項2または3
記載の制御装置において、ロータが(360/N)°回
転する時点とPWM演算波形が電気角で(360/N)
°に達する時点とが異なるときに、PWM演算波形の周
期を位置検出器の出力信号のタイミングに一致する方向
に補正してPWM演算波形を作成し、このPWM演算波
形をその後に用いるものである(なお、Nはすべて同一
の整数である)。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3.
In the control device described above, the time when the rotor rotates by (360 / N) ° and the PWM calculation waveform are (360 / N) in electrical angle.
When the time when the angle reaches ° is different, the period of the PWM calculation waveform is corrected in a direction corresponding to the timing of the output signal of the position detector to create a PWM calculation waveform, and this PWM calculation waveform is used thereafter. (N is the same integer).

【0012】請求項5記載の発明は、請求項1〜4のい
ずれか1項に記載した制御装置において、PWM演算波
形を、モータの回転速度に応じた位相角設定値を用いて
補正するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the control device according to any one of the first to fourth aspects, the PWM calculation waveform is corrected by using a phase angle set value according to a rotation speed of the motor. It is.

【0013】請求項6記載の発明は、請求項5記載の制
御装置において、周波数指令に対して、位相角設定値を
直線的に近似するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the control device according to the fifth aspect, the phase angle set value is linearly approximated with respect to the frequency command.

【0014】請求項7記載の発明は、請求項5記載の制
御装置において、周波数指令に対して、位相角設定値を
モータの特性に応じた曲線により近似するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the control device according to the fifth aspect, the phase angle set value is approximated by a curve corresponding to the characteristics of the motor with respect to the frequency command.

【0015】請求項8記載の発明は、請求項5〜7のい
ずれか1項に記載した制御装置において、インバータの
直流電流が最も小さくなるように位相角設定値を決定す
るものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the control device according to any one of the fifth to seventh aspects, the phase angle set value is determined so that the direct current of the inverter is minimized.

【0016】請求項9記載の発明は、請求項8記載の制
御装置において、モータを無負荷状態で運転して位相角
を僅かに変化させながらインバータの直流電流を検出す
るものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the control device according to the eighth aspect, the DC current of the inverter is detected while the motor is operated in a no-load state and the phase angle is slightly changed.

【0017】請求項10記載の発明は、請求項5〜9の
いずれか1項に記載した制御装置において、モータの正
転用、逆転用にそれぞれ独立して位相角設定値を設ける
ものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the control device according to any one of the fifth to ninth aspects, a phase angle set value is provided independently for forward rotation and reverse rotation of the motor.

【0018】請求項11記載の発明は、請求項1〜10
のいずれか1項に記載した制御装置において、位置検出
器の出力信号の周波数を検出してこの周波数が速度指令
の換算値と等しくなるようにフィードバック制御する手
段を備えたものである。
The invention according to claim 11 is the invention according to claims 1 to 10
The control device according to any one of the above, further comprising means for detecting the frequency of the output signal of the position detector and performing feedback control so that this frequency becomes equal to the converted value of the speed command.

【0019】請求項12記載の発明は、請求項1〜11
のいずれか1項に記載した制御装置において、PWM演
算波形の位相角を補正する手段の作動・停止を選択可能
な選択回路を備えたものである。
The invention according to claim 12 is the invention according to claims 1 to 11
The control device according to any one of the above, further comprising a selection circuit capable of selecting operation / stop of a means for correcting a phase angle of the PWM operation waveform.

【0020】請求項13記載の発明は、請求項12記載
の制御装置において、複数の位置検出器の出力信号の組
み合わせにより選択回路の動作を決定するものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the control device according to the twelfth aspect, the operation of the selection circuit is determined by a combination of output signals of a plurality of position detectors.

【0021】請求項14記載の発明は、請求項1〜13
のいずれか1項に記載した制御装置において、位置検出
器の出力信号の理想値と実際値との位置ずれを考慮して
位相角指令値を補正する手段を備えたものである。
The invention according to claim 14 is the invention according to claims 1 to 13
The control device according to any one of the above, further comprising means for correcting the phase angle command value in consideration of a positional deviation between an ideal value and an actual value of the output signal of the position detector.

【0022】請求項15記載の発明は、請求項14記載
の制御装置において、ロータが(360/N)°回転す
る時点とPWM演算波形が電気角で(360/N)°に
達する時点とが異なるときに、両者のタイミングのずれ
が規定範囲内に収まるように位相角指令値を補正するも
のである(なお、Nはすべて同一の整数である)。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the control device according to the fourteenth aspect, the time when the rotor rotates by (360 / N) ° and the time when the PWM calculation waveform reaches (360 / N) ° in electrical angle. When different, the phase angle command value is corrected so that the timing difference between the two falls within a specified range (N is the same integer).

【0023】請求項16記載の発明は、請求項1〜15
のいずれか1項に記載した制御装置において、位置検出
器がホールセンサであることを特徴とする。
The invention according to claim 16 is the invention according to claims 1 to 15
The control device according to any one of the above, wherein the position detector is a Hall sensor.

【0024】請求項17記載の発明は、請求項1〜15
のいずれか1項に記載した制御装置において、位置検出
器が、光学的な位置検出手段であることを特徴とする。
The invention according to claim 17 is the invention according to claims 1 to 15
In the control device described in any one of the above, the position detector is an optical position detection unit.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施形態と対比す
るために、従来技術の構成及び動作等を略述する。図2
7は、従来のブラシレスモータの駆動回路図である。図
において、100は直流電源、200はトランジスタT
1〜T6からなるインバータ、U,V,Wは出力端子、
300はブラシレスモータ、301,302,303は
ステータコイル、310は永久磁石を有するロータ、3
21,322,323はホールセンサ、400はロータ
位置検出回路、500はスイッチング信号発生回路であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the configuration and operation of the prior art will be briefly described for comparison with the embodiment of the present invention. FIG.
7 is a drive circuit diagram of a conventional brushless motor. In the figure, 100 is a DC power supply, 200 is a transistor T
1 to T6, U, V, and W are output terminals;
300 is a brushless motor, 301, 302 and 303 are stator coils, 310 is a rotor having a permanent magnet, 3
21, 322 and 323 are Hall sensors, 400 is a rotor position detection circuit, and 500 is a switching signal generation circuit.

【0026】図28は上記ブラシレスモータの駆動原理
を示しており、ホールセンサ321〜323によりロー
タ310の磁石の位置を検出し、それに合わせてトラン
ジスタT1〜T6を順番に導通させてモータ300の最
適なステータコイルに方形波の電圧を印加するものであ
る。この場合、方形波の印加電圧に多くの高調波が含ま
れることから、モータの効率が低下したり発生する騒音
が大きい等の問題を生じる。
FIG. 28 shows the driving principle of the brushless motor. The position of the magnet of the rotor 310 is detected by the Hall sensors 321 to 323, and the transistors T1 to T6 are sequentially turned on in accordance with the detected position to optimize the motor 300. A square wave voltage is applied to a simple stator coil. In this case, since many harmonics are included in the applied voltage of the square wave, problems such as a decrease in the efficiency of the motor and a generated noise are generated.

【0027】図29は、ステータコイルにほぼ正弦波状
の電圧を印加することによりブラシレスモータを駆動す
る原理図を示している。この従来技術では、ホールセン
サ321〜323によりロータ310の磁石の位置を検
出し、それに合わせてマイコン等により計算した正弦波
の交流電圧を出力するようにトランジスタT1〜T6を
60°ごとに切り替えて駆動するものである。
FIG. 29 shows the principle of driving a brushless motor by applying a substantially sinusoidal voltage to the stator coil. In this conventional technique, the positions of the magnets of the rotor 310 are detected by the Hall sensors 321 to 323, and the transistors T1 to T6 are switched every 60 ° so as to output a sinusoidal AC voltage calculated by a microcomputer or the like in accordance with the detected position. It is driven.

【0028】次に、図30は、誘導モータをインバータ
により駆動する制御ブロック図であり、600は制御装
置、330は誘導モータを示す。図において、速度指令
または電圧指令がソフトスタート回路601に与えられ
ると、電圧指令及び周波数指令発生回路602からこれ
らの指令がPWM演算回路603に入力される。PWM
演算回路603は、これらの指令に基づいてPWM演算
波形を生成し、この波形とキャリア信号とを比較してイ
ンバータ604のスイッチング素子(トランジスタ)に
対する駆動信号を出力する。
Next, FIG. 30 is a control block diagram for driving an induction motor by an inverter, where 600 is a control device, and 330 is an induction motor. In the figure, when a speed command or a voltage command is given to a soft start circuit 601, these commands are input to a PWM operation circuit 603 from a voltage command and a frequency command generation circuit 602. PWM
The arithmetic circuit 603 generates a PWM arithmetic waveform based on these commands, compares this waveform with a carrier signal, and outputs a drive signal for the switching element (transistor) of the inverter 604.

【0029】図31は、図30におけるインバータ60
4の出力周波数と出力電圧との関係を示しており、いわ
ゆるV/f制御が行われる。V1,V2は出力電圧の振
幅、f1,f2は出力周波数、T1,T2は周期であ
る。インバータ604の出力電圧波形は、PWM動作に
よる正弦波になっており、周波数の低い帯域では低い電
圧が、周波数の高い帯域では高い電圧が出力される。ま
た、出力電圧波形の位相は、何も基準になるポイントは
なく、ただ単に連続して出力されている。
FIG. 31 is a circuit diagram of the inverter 60 shown in FIG.
4 shows the relationship between the output frequency and the output voltage, and so-called V / f control is performed. V1 and V2 are output voltage amplitudes, f1 and f2 are output frequencies, and T1 and T2 are periods. The output voltage waveform of the inverter 604 is a sine wave due to the PWM operation, and a low voltage is output in a low frequency band and a high voltage is output in a high frequency band. The phase of the output voltage waveform has no reference point at all, and is simply output continuously.

【0030】これらの従来技術を前提として、以下に本
発明の各実施形態を詳述する。図1は、本発明の第1実
施形態にかかるブラシレスモータの制御ブロック図であ
る。この実施形態の制御装置600Aは、ブラシレスモ
ータ340を制御対象とし、そのロータの磁極位置を検
出する位置検出器としてのホールセンサ341と、ホー
ルセンサ341の出力信号からロータの位置を検出する
位置検出回路605と、その出力信号によりPWM演算
の指令波形(インバータ604の出力電圧波形であり、
以下ではPWM演算波形という)の位相角を合わせるた
めの、位相角指令補正回路606とから構成されてい
る。ここで、補正回路606はロータが機械角で360
°つまり1回転するたびにPWM演算波形の位相角を補
正するように構成されている。
Based on these prior arts, each embodiment of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 is a control block diagram of the brushless motor according to the first embodiment of the present invention. The control device 600A of this embodiment controls the brushless motor 340, and controls a Hall sensor 341 as a position detector for detecting a magnetic pole position of the rotor, and a position detection for detecting a position of the rotor from an output signal of the Hall sensor 341. A command waveform of the PWM operation based on the output signal of the circuit 605 (the output voltage waveform of the inverter 604,
A phase angle command correction circuit 606 for adjusting the phase angle of a PWM operation waveform) will be described below. Here, the correction circuit 606 determines that the rotor is 360 mechanical angles.
°, that is, the phase angle of the PWM calculation waveform is corrected each time the motor rotates once.

【0031】なお、インバータ604は3相出力であっ
てモータ340は3相のステータコイルを有しており、
前記ホールセンサ341は一相にだけ1個取り付けられ
ている。例えば、前述の図27におけるホールセンサ3
21だけが設けられているものとする。この実施形態の
制御装置600Aによれば、図30に簡単な構成の制御
ブロックを追加しただけであり、簡単かつ安価に制御装
置600Aを構成することができる。
The inverter 604 has a three-phase output, and the motor 340 has a three-phase stator coil.
One Hall sensor 341 is attached to only one phase. For example, the Hall sensor 3 shown in FIG.
It is assumed that only 21 is provided. According to the control device 600A of this embodiment, only a control block having a simple configuration is added to FIG. 30, and the control device 600A can be configured simply and inexpensively.

【0032】図2は、この実施形態の動作説明図であ
る。モータ340にはホールセンサ341が一個だけ取
り付けられているので、図2(b)に示すように、ホー
ルセンサ341からはロータが1回転するごとに1個の
信号が出力される。ホールセンサ341の出力信号がな
い場合には、S1に示す波形がPWM演算回路603に
より演算されている。この波形S1は、あらかじめ決め
られたV/f特性に合った値になっている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of this embodiment. Since only one Hall sensor 341 is attached to the motor 340, as shown in FIG. 2B, one signal is output from the Hall sensor 341 every time the rotor makes one rotation. When there is no output signal from the Hall sensor 341, the waveform shown in S1 is calculated by the PWM calculation circuit 603. The waveform S1 has a value that matches a predetermined V / f characteristic.

【0033】いま、図2(a)に示すごとく、補正前の
PWM演算波形(インバータの出力電圧波形)をS1、
その振幅をV2,周期をT2とする。ホールセンサ34
1の出力信号がLowからHighになった時点(時刻t2)
において、(c)に示すように、前記補正回路606に
より波形S1の位相角が電気角0°に補正される。つま
り、PWM演算回路603では、波形S1の位相角を遅
らせた波形S2が生成されてキャリア信号との比較に用
いられる。これによってホールセンサ341の出力信号
の立ち上がりとPWM演算波形の開始時点とが同期する
ことになり、ブラシレスモータ340の最適なステータ
コイルに正弦波の電圧を加えることができる。
Now, as shown in FIG. 2A, the PWM operation waveform before correction (the output voltage waveform of the inverter) is represented by S1,
The amplitude is V2, and the period is T2. Hall sensor 34
Time point when the output signal of 1 changes from low to high (time t2)
In (c), the correction circuit 606 corrects the phase angle of the waveform S1 to an electrical angle of 0 °. That is, in the PWM operation circuit 603, a waveform S2 in which the phase angle of the waveform S1 is delayed is generated and used for comparison with the carrier signal. As a result, the rise of the output signal of the Hall sensor 341 and the start point of the PWM calculation waveform are synchronized, and a sine wave voltage can be applied to the optimum stator coil of the brushless motor 340.

【0034】時刻t2からロータが1回転した後の時刻
t4において、波形S2の位相角が電気角0°になって
いなかったとすると、再び補正回路606により波形S
2の位相角が補正され、PWM演算回路603では、波
形S2の位相角をずらして時刻t4が電気角0°になる
波形S3が生成され、キャリア信号との比較に用いられ
る。この結果、ロータの1回転ごとにPWM演算波形が
補正されて同期がずれないようになる。なお、上記説明
では、最初の時刻t1からt2の期間の波形の変化を誇
張して描いているが、実際には低い速度(周波数)から
運転を開始するので、モータ340には補正に伴うショ
ック等はほとんど発生しない。
At time t4 after the rotor makes one rotation from time t2, assuming that the phase angle of the waveform S2 has not reached the electrical angle of 0 °, the correction circuit 606 again operates the waveform S2.
2 is corrected, and the PWM operation circuit 603 shifts the phase angle of the waveform S2 to generate a waveform S3 having an electrical angle of 0 ° at time t4, which is used for comparison with the carrier signal. As a result, the PWM calculation waveform is corrected for each rotation of the rotor so that synchronization is not lost. In the above description, the change in the waveform in the period from the first time t1 to t2 is exaggerated. However, since the operation is actually started from a low speed (frequency), the motor 340 has a shock caused by the correction. Etc. hardly occur.

【0035】次に、図3は本発明の第2実施形態を示す
制御ブロック図である。図1では、ホールセンサを1個
だけ取り付けていたが、図3の実施形態では、3相のブ
ラシレスモータ350の各相に1個ずつ合計3個のホー
ルセンサ351〜353を取り付け、これらのホールセ
ンサ351〜353の出力信号を制御装置600B内の
位置検出回路605に入力する。また、補正回路607
はロータが機械角で60°回転するたびに(3個のホー
ルセンサの出力信号の立ち上がり及び立ち下がりのタイ
ミングで)PWM演算波形を補正するように動作する。
Next, FIG. 3 is a control block diagram showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 1, only one Hall sensor is mounted. In the embodiment of FIG. 3, a total of three Hall sensors 351 to 353 are mounted, one for each phase of the three-phase brushless motor 350, and these Hall sensors are mounted. The output signals of the sensors 351 to 353 are input to a position detection circuit 605 in the control device 600B. The correction circuit 607
Operates so as to correct the PWM calculation waveform each time the rotor rotates 60 ° in mechanical angle (at the rising and falling timings of the output signals of the three Hall sensors).

【0036】図4はこの実施形態の動作説明図である。
ホールセンサの出力信号がない場合には、図4(a)に
示す波形S1がPWM演算回路603により演算されて
いる。この波形は、あらかじめ決められたV/f特性に
合った値になっている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of this embodiment.
When there is no output signal of the Hall sensor, the waveform S1 shown in FIG. This waveform has a value that matches a predetermined V / f characteristic.

【0037】いま、3個のホールセンサ351〜353
の出力信号の組み合わせにより、ロータの回転角60°
毎に正弦波のPWM演算波形のどの部分からスタートす
るかを予め決めてあるものとすると、図4(c)に示す
ように時刻t11において波形S1は波形S11に補正
される。その後、同様にして、時刻t12,t13,…
…において波形S12,S13,……に補正される。こ
のようにして、PWM演算波形を補正することにより、
ブラシレスモータ350の最適なステータコイルに正弦
波の電圧を加えることができる。本実施形態によれば、
図2と比較した場合に一層短い周期(ロータの回転角6
0°ごと)に補正が行われるため、より正確に正弦波状
の電圧をステータコイルに印加してモータ350を制御
することができる。
Now, three Hall sensors 351-353
The rotation angle of the rotor is 60 °
If it is determined in advance which part of the sine wave PWM calculation waveform to start from, the waveform S1 is corrected to the waveform S11 at the time t11 as shown in FIG. 4C. Thereafter, similarly, at times t12, t13,.
Are corrected to waveforms S12, S13,. In this way, by correcting the PWM calculation waveform,
A sinusoidal voltage can be applied to the optimum stator coil of the brushless motor 350. According to the present embodiment,
A shorter cycle (rotor angle 6
Since the correction is performed every (0 °), the motor 350 can be controlled by applying a sinusoidal voltage to the stator coil more accurately.

【0038】次に、図5は本発明の第3実施形態を示す
制御ブロック図であり、この実施形態はインバータ60
4の出力電圧波形の改善を図るものである。図5におい
て、600Cは制御装置であり、図1の制御装置600
Aに位相差検出回路608が追加されている。この位相
差検出回路608は、補正回路606とPWM演算回路
603との間に接続される。
FIG. 5 is a control block diagram showing a third embodiment of the present invention.
4 is intended to improve the output voltage waveform. In FIG. 5, reference numeral 600C denotes a control device, and the control device 600 shown in FIG.
A is provided with a phase difference detection circuit 608. The phase difference detection circuit 608 is connected between the correction circuit 606 and the PWM operation circuit 603.

【0039】図6は位相差検出回路608の動作を示す
フローチャートである。また、図7は図5の動作説明図
である。いま、図7(a),(b)に示すように、モー
タ340の速度よりもPWM演算波形の方が位相が進ん
でいるとする。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the phase difference detection circuit 608. FIG. 7 is an operation explanatory diagram of FIG. Now, as shown in FIGS. 7A and 7B, it is assumed that the phase of the PWM calculation waveform is ahead of the speed of the motor 340.

【0040】この状態で、図1の実施形態によれば、図
7(c)に示すごとく、PWM演算波形S1の位相角が
時刻t22で補正回路606により電気角0°に補正さ
れ、波形S22が生成される。また、時刻t25におい
て更に位相が補正され、波形S23が生成される。この
ため、時刻t25の時点では、波形S22の電圧V25
が急に波形S23の電圧0に急変するため、モータ34
0に流れる電流が急変してモータの振動の増加や、効率
の低下を招く。
In this state, according to the embodiment of FIG. 1, as shown in FIG. 7C, the phase angle of the PWM operation waveform S1 is corrected to the electrical angle 0 ° by the correction circuit 606 at time t22, and the waveform S22 Is generated. At time t25, the phase is further corrected, and a waveform S23 is generated. Therefore, at time t25, the voltage V25 of the waveform S22
Suddenly changes to the voltage 0 of the waveform S23.
The current flowing to zero suddenly changes, causing an increase in motor vibration and a decrease in efficiency.

【0041】そこで本実施形態では、PWM演算波形を
改善して上記の問題を解決しようとするものである。す
なわち、図5の位相差検出回路608はPWM演算波形
S22を監視しており、この波形S22が時刻t22を
基準として電気角で360°に達するまでの期間は、ホ
ールセンサ341の出力信号が発生した時点でPWM演
算波形を補正する(図6のP101〜P103)ことと
し、波形S22が時刻t22を基準として電気角で36
0°に達したとき(図7(d)における時刻t24)に
はその時点の波形S22を次のホールセンサ341の出
力信号が発生する時刻t25まで保持する(P10
4)。
Therefore, in the present embodiment, the above problem is solved by improving the PWM operation waveform. That is, the phase difference detection circuit 608 in FIG. 5 monitors the PWM operation waveform S22, and the output signal of the Hall sensor 341 is generated until the waveform S22 reaches 360 electrical degrees with respect to the time t22. At this time, the PWM calculation waveform is corrected (P101 to P103 in FIG. 6), and the waveform S22 has an electrical angle of 36 with respect to time t22.
When the angle reaches 0 ° (time t24 in FIG. 7D), the waveform S22 at that time is held until time t25 when the next output signal of the Hall sensor 341 is generated (P10).
4).

【0042】つまり、言い換えると、図7(c)のよう
に、ロータが360°回転する(ホールセンサの出力信
号が一周期経過する)以前にPWM演算波形が電気角で
360°に達したときは、その時点でのPWM演算波形
の値をロータが360°回転するまで保持する。これに
より、図7(d)から明らかなように、時刻t25では
電圧が急変することなく波形S23に移り変わってい
く。このため、モータ40の振動増大や効率の低下を防
止することができる。
In other words, in other words, as shown in FIG. 7C, when the PWM calculation waveform reaches 360 ° in electrical angle before the rotor rotates 360 ° (one cycle of the output signal of the Hall sensor elapses). Holds the value of the PWM calculation waveform at that time until the rotor rotates 360 °. As a result, as apparent from FIG. 7D, at time t25, the voltage changes to the waveform S23 without abrupt change. For this reason, it is possible to prevent an increase in the vibration of the motor 40 and a decrease in the efficiency.

【0043】次いで、図8は本発明の第4実施形態を示
す制御ブロック図であり、インバータ604の出力電圧
波形の更なる改善を図るものである。図8において、6
00Dは制御装置であり、図5の制御装置600Cに第
2のPWM演算回路609が追加されている。ここで、
第1のPWM演算回路603は図5におけるPWM演算
回路603と実質的に同一である。
Next, FIG. 8 is a control block diagram showing a fourth embodiment of the present invention, in which the output voltage waveform of the inverter 604 is further improved. In FIG. 8, 6
00D is a control device, and a second PWM operation circuit 609 is added to the control device 600C of FIG. here,
The first PWM operation circuit 603 is substantially the same as the PWM operation circuit 603 in FIG.

【0044】第3実施形態による改善後の波形(図7
(d)の波形)では、時刻t24〜t25の期間は電圧
の変化がないので、完全な正弦波とは言えない波形にな
っている。そこでこの実施形態では、上述したような電
圧の変化がない状態を早く解消してモータ340に正弦
波を印加するように波形を改善する。
The waveform after improvement according to the third embodiment (FIG. 7)
In the waveform (d), since there is no change in voltage during the period from time t24 to time t25, the waveform is not a complete sine wave. Therefore, in this embodiment, the state in which there is no change in voltage as described above is quickly eliminated, and the waveform is improved so that a sine wave is applied to the motor 340.

【0045】図9は、図8における第2のPWM演算回
路609の動作を示すフローチャートである。また、図
10は図8の動作説明図である。図10(b),(c)
によれば、時刻t22〜t25の間のPWM演算波形S
22の電気角360°に相当する時間と、ロータの1回
転(機械角で360°)によってホールセンサ341の
出力信号が発生する周期とを比較すると、後者の方が長
い。つまり、PWM演算波形S22の電気角360°に
相当する時刻t24よりも遅れた時刻t25で、ホール
センサ341の出力信号が立ち上がっている。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the second PWM operation circuit 609 in FIG. FIG. 10 is an operation explanatory diagram of FIG. FIGS. 10B and 10C
According to the above, the PWM operation waveform S during the time t22 to t25
Comparing the time corresponding to the electrical angle of 360 ° of No. 22 with the cycle in which the output signal of the Hall sensor 341 is generated by one rotation of the rotor (360 ° in mechanical angle), the latter is longer. That is, the output signal of the Hall sensor 341 rises at time t25 which is later than time t24 corresponding to the electrical angle of 360 ° of the PWM calculation waveform S22.

【0046】そこで、図8の位相差検出回路608で
は、時刻t24〜t25の時間に相当する位相差を検出
し(図9のP111)、ホールセンサ341の出力信号
の立ち上がり時点がPWM演算波形S22の電気角36
0°よりも遅れているとき(図10の状態)には、図1
0(d)のように、第2のPWM演算回路609により
前回よりも周期が一定時間長いPWM演算波形S24を
演算する(P113)。なお、この演算を行っている期
間は、第3実施形態により改善した波形S23を用いる
こととする。そして、上記演算した波形S24を波形S
23に続けて使用することとし、波形S24の後では、
波形S23よりも周期が一定時間長い波形S25をPW
M演算回路609が演算して使用する。
Therefore, the phase difference detection circuit 608 in FIG. 8 detects a phase difference corresponding to the time from time t24 to t25 (P111 in FIG. 9), and determines the rising point of the output signal of the Hall sensor 341 as the PWM operation waveform S22. Electrical angle of 36
When it is later than 0 ° (the state of FIG. 10), FIG.
As in 0 (d), the second PWM operation circuit 609 calculates a PWM operation waveform S24 whose period is longer by a certain time than the previous time (P113). Note that the waveform S23 improved by the third embodiment is used during the period in which this calculation is performed. Then, the calculated waveform S24 is converted to a waveform S
23, and after waveform S24,
PW the waveform S25 whose period is longer than the waveform S23 by a certain time
The M operation circuit 609 calculates and uses it.

【0047】詳細には、図10(d)の時刻t25以降
は、PWM演算回路609が波形S22よりも周期が一
定時間長い波形S24を作り、時刻t28以後に出力さ
せて第1のPWM演算回路603の演算波形データに置
き換える(図9のP114)。この動作を繰り返すこと
により、PWM演算波形すなわちインバータ604の出
力電圧波形は次第にきれいな正弦波に変わっていく。
More specifically, after the time t25 in FIG. 10D, the PWM operation circuit 609 generates a waveform S24 having a period longer than the waveform S22 by a fixed time, and outputs the waveform S24 after the time t28 to output the first PWM operation circuit. Replace with the calculated waveform data of 603 (P114 in FIG. 9). By repeating this operation, the PWM operation waveform, that is, the output voltage waveform of the inverter 604 gradually changes to a clean sine wave.

【0048】なお、ホールセンサ341の出力信号の立
ち上がり時点がPWM演算波形S22の電気角360°
よりも進んでいるときには、第2のPWM演算回路60
9により前回よりも周期が一定時間短いPWM演算波形
を演算し(図9のP112)、第1のPWM演算回路6
03の演算波形データに置き換える(P114)。そし
て、ホールセンサ341の出力信号が発生した時点で、
既に置き換えられた第1のPWM演算回路603の波形
を出力する(キャリア信号との比較に用いる)ものであ
る(P115,P116)。
The rising point of the output signal of the Hall sensor 341 corresponds to the electrical angle of 360 ° of the PWM operation waveform S22.
The second PWM operation circuit 60
9, a PWM operation waveform having a period shorter than the previous time by a fixed time is calculated (P112 in FIG. 9), and the first PWM operation circuit 6
03 is replaced with the calculated waveform data (P114). Then, when the output signal of the Hall sensor 341 is generated,
The waveform of the first PWM arithmetic circuit 603 that has been replaced is output (used for comparison with the carrier signal) (P115, P116).

【0049】また、図示していないが、以下のような方
法によってもPWM演算波形をきれいな正弦波にするこ
とができる。すなわち、図10(d)の時刻t25の時
点で、時刻t22〜t25迄のロータが1回転する時間
を知ることができる。この1回転(1周期)の時間が分
かれば、その周期に合った正弦波の演算をすることがで
きるので、その演算を、波形S23を使用している間に
行って波形S24を作る。次の時刻t28以降は、先に
演算した波形S24を使用すれば、時刻t28以降にき
れいな正弦波のPWM演算波形を得ることができる。
Although not shown, the PWM operation waveform can be made a clean sine wave by the following method. That is, at time t25 in FIG. 10D, it is possible to know the time during which the rotor makes one rotation from time t22 to t25. If the time of one rotation (one cycle) is known, it is possible to calculate a sine wave in accordance with the cycle, so that the calculation is performed while using the waveform S23 to generate the waveform S24. After the next time t28, if the previously calculated waveform S24 is used, a clean sine wave PWM calculation waveform can be obtained after the time t28.

【0050】上記波形S24の波形の演算は、ホールセ
ンサ341の出力信号が立ち上がるごと(t22,t2
5,t28,……)に行ってもよいが、使用しているマ
イコンに演算速度の制約などがある場合には、PWM演
算回路の波形とホールセンサの出力信号の位相角に誤差
が生じた場合だけ実施したり、あるいは、S24に相当
する波形の演算を何周期かに分けて行ってもよい。
The calculation of the waveform S24 is performed every time the output signal of the Hall sensor 341 rises (t22, t2).
5, t28,...), But if the microcomputer being used has restrictions on the calculation speed, an error occurs between the phase angle between the waveform of the PWM calculation circuit and the output signal of the Hall sensor. It may be performed only in this case, or the calculation of the waveform corresponding to S24 may be performed in several periods.

【0051】図11は、本発明の第5実施形態を示す動
作説明図である。この実施形態は、図3に示した第2実
施形態の制御ブロック図によって実現される。その動作
を説明すると、この実施形態では第2実施形態と同様
に、補正回路607はロータが機械角で60°回転する
たびにPWM演算波形の位相角指令値を補正する。
FIG. 11 is an operation explanatory view showing a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is realized by the control block diagram of the second embodiment shown in FIG. The operation will be described. In this embodiment, similarly to the second embodiment, the correction circuit 607 corrects the phase angle command value of the PWM calculation waveform every time the rotor rotates 60 ° in mechanical angle.

【0052】図11(c)では、第2実施形態によりP
WM演算波形を補正した結果、時刻t34の時点で、電
圧がV32からV33へ急変している。先に述べた第3
実施形態により波形を改善すると、図11(d)のよう
に、時刻t33〜t34の間は、同じ電圧値が継続的に
出力される。こうして波形はロータの回転角60°毎
に、S32,S33,S34,……と移っていく。
In FIG. 11 (c), P is set according to the second embodiment.
As a result of correcting the WM calculation waveform, the voltage suddenly changes from V32 to V33 at time t34. The third mentioned earlier
When the waveform is improved according to the embodiment, the same voltage value is continuously output from the time t33 to the time t34 as shown in FIG. Thus, the waveform shifts to S32, S33, S34,... Every time the rotor rotates at an angle of 60 °.

【0053】また、図11(d)の改善後の波形でも、
時刻t33〜t34、または、t35〜t36の間は電
圧が一定に保持されており、完全な正弦波にはなってい
ない。この場合にも、第4実施形態と同様の原理によ
り、時刻t32〜t34の間のPWM演算波形S32の
電気角360°の時間と、ロータの1回転によるホール
センサの出力信号の時間間隔とを比較する。ここでは、
ホールセンサの時間間隔の方が長いため、時刻t34以
降は第2のPWM演算回路609により波形S32より
も一定時間長い波形S34を演算し、時刻t36以降に
使用するように、第1のPWM演算回路603のデータ
に置き換える。
Also, in the improved waveform of FIG.
During the period from time t33 to t34 or from time t35 to t36, the voltage is kept constant, and the voltage does not become a complete sine wave. Also in this case, according to the same principle as in the fourth embodiment, the time between the electrical angle 360 ° of the PWM calculation waveform S32 between the times t32 and t34 and the time interval of the output signal of the Hall sensor due to one rotation of the rotor are set. Compare. here,
Since the time interval of the Hall sensor is longer, after the time t34, the second PWM calculation circuit 609 calculates a waveform S34 longer than the waveform S32 by a fixed time, and uses the first PWM calculation so as to use it after the time t36. Replace with the data of the circuit 603.

【0054】この動作を繰り返すことにより、PWM演
算波形を次第にきれいな正弦波に変えることができる。
あるいはまた、時刻t32〜t34間の周期を求め、そ
れに合った正弦波を演算して時刻t36以降はその波形
に置き換えることで、きれいな正弦波とすることもでき
る。
By repeating this operation, the PWM operation waveform can be gradually changed to a clean sine wave.
Alternatively, a clean sine wave can be obtained by calculating the period between times t32 and t34, calculating a sine wave that matches the period, and replacing the sine wave with the waveform after time t36.

【0055】次に、図12は図11の実施形態を補足的
に説明するための図であり、横軸はホールセンサの出力
信号が発生するロータの回転角、縦軸はPWM演算回路
の演算結果を示している。図12(b)に示す波形の改
善前では、ロータの回転角が60°毎の位置に達してな
くても、PWM演算回路では電気角60°を超えて波形
が演算されることがある。図11の実施形態による波形
の改善後では、PWM演算回路の演算結果は、電気角6
0°に達したらその60°における値を保持するように
する。
Next, FIG. 12 is a diagram for supplementarily explaining the embodiment of FIG. 11, in which the horizontal axis represents the rotation angle of the rotor at which the output signal of the Hall sensor is generated, and the vertical axis represents the operation of the PWM operation circuit. The results are shown. Before the improvement of the waveform shown in FIG. 12B, even if the rotation angle of the rotor does not reach the position at every 60 °, the PWM arithmetic circuit may calculate the waveform exceeding the electrical angle of 60 °. After the improvement of the waveform according to the embodiment of FIG. 11, the operation result of the PWM operation circuit is 6 electrical degrees.
When the angle reaches 0 °, the value at 60 ° is maintained.

【0056】図13は、本発明の第6実施形態を示す制
御ブロック図である。600Eは制御装置、610は補
正回路606とPWM演算回路603との間に接続され
た位相角制御装置である。この位相角制御装置610に
は、高速の位相角設定値と低速の位相角設定値とを設定
可能であると共に、PWM演算波形の周波数指令も入力
されている。
FIG. 13 is a control block diagram showing a sixth embodiment of the present invention. 600E is a control device, and 610 is a phase angle control device connected between the correction circuit 606 and the PWM operation circuit 603. The phase angle control device 610 can set a high-speed phase angle setting value and a low-speed phase angle setting value, and also receives a frequency command of a PWM calculation waveform.

【0057】ブラシレスモータのステータコイルはイン
ダクタンス成分であるから、モータの速度、すなわちモ
ータに印加する電圧の周波数が高くなるに従い、加えた
電圧と流れる電流との間の位相角の差が大きくなる。こ
のため、ホールセンサの出力信号のタイミングを基にし
てモータに印加する電圧のタイミングを決める際に、周
波数(回転速度)が低い時と高い時とでPWM演算波形
の位相角を変更することにより、モータを低速から高速
までの広い範囲で効率よく制御可能とし、しかも大きな
出力を発生させることができる。
Since the stator coil of the brushless motor has an inductance component, as the speed of the motor, that is, the frequency of the voltage applied to the motor increases, the phase angle difference between the applied voltage and the flowing current increases. Therefore, when determining the timing of the voltage to be applied to the motor based on the timing of the output signal of the Hall sensor, the phase angle of the PWM calculation waveform is changed between when the frequency (rotation speed) is low and when the frequency is high. In addition, the motor can be efficiently controlled in a wide range from a low speed to a high speed, and a large output can be generated.

【0058】図14は、本実施形態の動作原理を説明す
る図である。低速域では、ホールセンサの出力信号に対
して、PWM演算波形の位相をθ52だけ遅らせ、高速
域では、θ51だけ進ませるように設定値を決めてい
る。高速域と低速域との間は、速度(周波数指令の大き
さ)に応じて位相角θを変化させるようにする。
FIG. 14 is a diagram for explaining the operation principle of this embodiment. In the low speed range, the set value is determined so that the phase of the PWM calculation waveform is delayed by θ52 with respect to the output signal of the Hall sensor, and in the high speed range, the phase is advanced by θ51. Between the high speed range and the low speed range, the phase angle θ is changed according to the speed (the magnitude of the frequency command).

【0059】図15は、図14で説明した内容を、横軸
に周波数指令、縦軸に位相角度をとってグラフ化したも
のである。低速域の位相角θ52と高速域の位相角θ5
1との間では、位相角が直線的に変化するように近似し
ている。なお、位相角の補正は、モータの特性に応じて
曲線的に近似してもよい。
FIG. 15 is a graph of the contents described in FIG. 14 with the frequency command on the horizontal axis and the phase angle on the vertical axis. Low-speed phase angle θ52 and high-speed phase angle θ5
A value between 1 and 1 approximates that the phase angle changes linearly. Note that the correction of the phase angle may be approximated by a curve according to the characteristics of the motor.

【0060】図13の位相角制御回路610は、このよ
うにPWM演算波形の位相角を遅らせたり進めたりする
機能を実現するものであるが、この機能は、図1や図3
等の補正回路606,607によっても実現可能であ
る。また、正転・逆転を行うモータにおいては、正転用
の高速及び低速の設定値、逆転用の高速及び低速の設定
値というように合計4点の位相角を設定できるようにし
ても良い。
The phase angle control circuit 610 of FIG. 13 realizes the function of delaying or advancing the phase angle of the PWM operation waveform as described above.
It can also be realized by the correction circuits 606 and 607. Further, in a motor that performs forward / reverse rotation, a total of four phase angles may be set such as a high-speed and low-speed set value for normal rotation and a high-speed and low-speed set value for reverse rotation.

【0061】図16は、本発明の第7実施形態を示す制
御ブロック図であり、制御装置600Fによって上記の
位相角θ52やθ51を自動的に設定できるようにした
ものである。この実施形態は、図13の構成に対し、イ
ンバータ604のDCバスの電流を検出するDC電流検
出回路611と、速度に応じた位相角設定のための演算
を行う設定演算回路612とを付加してある。
FIG. 16 is a control block diagram showing a seventh embodiment of the present invention, in which the above-mentioned phase angles θ52 and θ51 can be automatically set by a control device 600F. In this embodiment, a DC current detection circuit 611 for detecting the current of the DC bus of the inverter 604 and a setting operation circuit 612 for performing an operation for setting a phase angle according to the speed are added to the configuration of FIG. It is.

【0062】モータ340を無負荷の状態で運転したと
きに、DCバスの電流やモータ340の電流が最小にな
るPWM演算波形の位相角がほぼ最適な位相角になる。
そこで本発明では、無負荷でモータを運転し、低速及び
高速の両方でDCバスの電流が最も小さくなるように位
相角を制御することとした。図17、図18は、この実
施形態の動作を示すフローチャートである。
When the motor 340 is operated with no load, the phase angle of the PWM operation waveform at which the current of the DC bus and the current of the motor 340 are minimized becomes an almost optimum phase angle.
Therefore, in the present invention, the motor is operated with no load, and the phase angle is controlled so that the current of the DC bus is minimized at both low speed and high speed. FIGS. 17 and 18 are flowcharts showing the operation of this embodiment.

【0063】図17において、モータを無負荷にし、か
つ、最低速度で運転する(図17のP121,P12
2)。そして、PWM演算波形の初期の位相角をθ1と
してインバータ604(半導体スイッチング素子として
トランジスタを使用)のDCバスの電流ID1を測定
し、記憶する(P123)。
In FIG. 17, the motor is operated with no load and at the minimum speed (P121, P12 in FIG. 17).
2). Then, the current ID1 of the DC bus of the inverter 604 (using a transistor as a semiconductor switching element) is measured and stored as the initial phase angle of the PWM operation waveform as θ1 (P123).

【0064】その後、位相角を少し(θ11)ずつ段階
的に増加させてその都度、DCバスの電流ID11を測
定し、記憶する(P124)とともに、電流ID1とI
D11とを逐次比較する(P125,P126)。この
過程で電流が最も小さくなったことが検出されたら、P
127を経て位相角を少しずつ減少させるステップに移
行する。すなわち、位相角を少し(θ11)ずつ段階的
に減少させて上記と同様の処理を行い(P128〜P1
30)、電流が最も小さくなったことが検出されたとき
の位相角を低速の位相角設定値θ52とする(P13
1)。
Thereafter, the phase angle is gradually increased by a small amount (θ11), and each time, the current ID11 of the DC bus is measured and stored (P124).
D11 is sequentially compared (P125, P126). If it is detected in this process that the current has become the smallest, P
The process proceeds to step 127 in which the phase angle is gradually reduced. That is, the same processing as described above is performed by gradually reducing the phase angle a little (θ11) (P128 to P1).
30), the phase angle when the current is detected to be the smallest is set to a low-speed phase angle setting value θ52 (P13
1).

【0065】しかる後、モータを最高速度で運転し(P
132)、上述した最低速度時と同様の動作により高速
の位相角設定値θ51を決定する((P133〜P14
1)。
Thereafter, the motor is operated at the maximum speed (P
132), the high-speed phase angle setting value θ51 is determined by the same operation as that at the time of the minimum speed described above ((P133 to P14)
1).

【0066】次に、図19は本発明の第8実施形態を示
す制御ブロック図である。前述した図1や図3の実施形
態では、モータに負荷がかかるとモータの速度が低下し
てしまう。モータの用途によっては、負荷が変化しても
速度が略一定になっていることが望まれる。そこで、第
8実施形態は上記課題を解決するためのものである。
FIG. 19 is a control block diagram showing an eighth embodiment of the present invention. In the above-described embodiments of FIGS. 1 and 3, when a load is applied to the motor, the speed of the motor decreases. Depending on the application of the motor, it is desired that the speed be substantially constant even when the load changes. Therefore, the eighth embodiment is for solving the above-mentioned problem.

【0067】図19の実施形態にかかる制御装置600
Gは、図3の制御装置600Bに、ホールセンサ351
〜353の出力信号から検出されるモータ速度に比例し
た周波数を電圧に変換する周波数・電圧変換回路613
を付加し、更に、ソフトスタート回路601の出力信号
と周波数・電圧変換回路613の出力信号との偏差をな
くすようにPI(比例・積分)動作するPI演算回路6
14を付加することにより、モータ350の速度が一定
になるようにフィードバック制御するものである。な
お、図19では、ホールセンサの出力信号の周波数を一
旦電圧に変換しているが、マイコンの演算処理により、
周波数のまま、あるいは周期に置き換えてソフトスター
ト回路601の出力信号との偏差を求めても良い。
A control device 600 according to the embodiment of FIG.
G is a control device 600B of FIG.
To 353, a frequency / voltage conversion circuit 613 for converting a frequency proportional to the motor speed detected from the output signals to a voltage.
And a PI operation circuit 6 that performs PI (proportional / integral) operation so as to eliminate the deviation between the output signal of the soft start circuit 601 and the output signal of the frequency / voltage conversion circuit 613.
By adding 14, feedback control is performed so that the speed of the motor 350 becomes constant. In FIG. 19, the frequency of the output signal of the Hall sensor is temporarily converted to a voltage.
The deviation from the output signal of the soft start circuit 601 may be obtained with the frequency unchanged or replaced with the period.

【0068】さて、上述した各実施形態では、V/f制
御されるインバータの制御方法を基にしてブラシレスモ
ータの制御を行えるようにしているので、簡単に元のイ
ンバータ制御に戻すことができる。すなわち、図1や図
3における角度指令の補正機能を停止させれば、誘導モ
ータ等を駆動するためのインバータ制御装置を実現する
ことができ、本発明のブラシレスモータの制御装置を誘
導モータの制御装置に転用することができる。
In each of the above-described embodiments, the brushless motor can be controlled based on the control method of the V / f-controlled inverter. Therefore, it is possible to easily return to the original inverter control. That is, if the correction function of the angle command in FIGS. 1 and 3 is stopped, it is possible to realize an inverter control device for driving an induction motor or the like. Can be diverted to equipment.

【0069】図20は、上記の点を考慮して構成された
本発明の第9実施形態を示す制御ブロック図であり、こ
の制御装置600Hは、図1の制御装置600Aにおけ
る補正回路606とPWM演算回路603との間に補正
の作動・停止選択回路615を付加したものである。す
なわち、作動・停止選択回路615によりPWM演算波
形の位相角の補正が有効になるように選択すれば、前述
したようなブラシレスモータの制御装置を構成すること
ができ、また、作動・停止選択回路615によりPWM
演算波形の位相角の補正が無効になるように選択すれ
ば、V/f制御による誘導モータの制御装置を構成する
ことができる。
FIG. 20 is a control block diagram showing a ninth embodiment of the present invention constructed in consideration of the above points. This control device 600H includes a correction circuit 606 and a PWM circuit in control device 600A of FIG. A correction operation / stop selection circuit 615 is added to the arithmetic circuit 603. In other words, if the operation / stop selection circuit 615 selects the correction of the phase angle of the PWM calculation waveform to be effective, the above-described brushless motor control device can be configured. PWM by 615
If the correction of the phase angle of the calculated waveform is selected so as to be invalid, a control device for the induction motor by V / f control can be configured.

【0070】また、図21は本発明の第10実施形態を
示す制御ブロック図である。この実施形態に係る制御装
置600Iは、ホールセンサ351〜353の出力信号
の組み合わせに応じてインバータ制御とブラシレスモー
タの制御とを自動的に切替可能としたものである。詳細
には、図20の制御装置600Hに組み合わせ判定回路
616を付加し、位置検出回路605の出力信号の組み
合わせに応じてインバータ制御とブラシレスモータの制
御とのいずれかを選択し、補正の作動・停止選択回路6
15を動作させるように構成されている。
FIG. 21 is a control block diagram showing a tenth embodiment of the present invention. The control device 600I according to this embodiment can automatically switch between inverter control and brushless motor control in accordance with a combination of output signals of the Hall sensors 351 to 353. In detail, a combination determination circuit 616 is added to the control device 600H of FIG. 20, and one of the inverter control and the brushless motor control is selected according to the combination of the output signals of the position detection circuit 605, and the operation of the correction is performed. Stop selection circuit 6
15 is operated.

【0071】この実施形態では、3相各相に各1個ずつ
ホールセンサを取り付けてあるので、このうちの常に1
個か2個がオン(出力信号あり)になっている。もし3
個ともオンあるいはオフに相当する信号が出力されてい
る場合には、ホールセンサが取り付けられていない状態
と考えることができる。
In this embodiment, one Hall sensor is attached to each of the three phases.
One or two are on (there is an output signal). If 3
If a signal corresponding to ON or OFF is output for each of them, it can be considered that the Hall sensor is not attached.

【0072】ホールセンサの出力信号の組み合わせと制
御動作との対応関係を図22に示す。この図22の対応
関係を図21の組み合わせ判定回路616により判定
し、ホールセンサが取り付けられている場合(3個のホ
ールセンサの出力信号にオン、オフが混在する場合)に
はブラシレスモータの制御、ホールセンサが取り付けら
れていない場合はインバータ制御と判定して、選択回路
615により位相角指令の補正の作動・停止を選択す
る。
FIG. 22 shows the correspondence between the combination of the output signals of the Hall sensor and the control operation. The correspondence in FIG. 22 is determined by the combination determination circuit 616 in FIG. 21, and when the Hall sensors are attached (when the output signals of the three Hall sensors include both ON and OFF), the control of the brushless motor is performed. If the Hall sensor is not attached, it is determined that the control is the inverter control, and the selection circuit 615 selects the operation / stop of the correction of the phase angle command.

【0073】本実施形態によれば、単一の制御装置を誘
導モータ等のインバータ制御とブラシレスモータの制御
の両方に適用することができ、生産する機種の種類を減
らしたり、メンテナンスのための在庫機種の種類を減ら
すことができる。
According to this embodiment, a single control device can be applied to both the control of the inverter such as an induction motor and the control of a brushless motor. The types of models can be reduced.

【0074】次に、本発明のブラシレスモータの制御装
置では、ホールセンサの出力信号に従ってPWM演算波
形を補正し、最終的にモータに印加する電圧を正弦波状
とする制御を行っている。仮にホールセンサの出力信号
が等間隔で発生しないと、きれいな正弦波にすることが
できず、モータから発生する騒音が大きくなったり効率
が低下することがある。本発明の第11実施形態は、ホ
ールセンサの取付精度が悪い等の理由によりホールセン
サの出力信号が等間隔に発生しない場合でも、これを補
正してきれいな正弦波電圧を得ようとするものである。
Next, in the brushless motor control device of the present invention, the PWM operation waveform is corrected in accordance with the output signal of the Hall sensor, and control is performed so that the voltage finally applied to the motor is sinusoidal. If the output signals of the Hall sensors are not generated at regular intervals, a clean sine wave cannot be obtained, and the noise generated from the motor may increase or the efficiency may decrease. In the eleventh embodiment of the present invention, even when output signals of the Hall sensor are not generated at regular intervals due to reasons such as poor mounting accuracy of the Hall sensor, the output signal is corrected to obtain a clean sine wave voltage. is there.

【0075】図23は、ホールセンサが各1個ずつ、3
相のモータに取り付けられている時のホールセンサ出力
信号を示している。図23(a)に示す理想の出力タイ
ミングに対し、実際のホールセンサの出力信号が、
(b)に示すようにロータの回転角60°の位置でθ6
0、120°の位置でθ120、180°の位置でθ1
80、240°の位置でθ240、300°のところで
θ300それぞれずれているとする。
FIG. 23 shows that each of the Hall sensors has one
Fig. 4 shows a Hall sensor output signal when the Hall sensor is attached to a phase motor. With respect to the ideal output timing shown in FIG.
As shown in (b), θ6 at the position of the rotor rotation angle of 60 °
Θ120 at 0, 120 ° position, θ1 at 180 ° position
It is assumed that θ300 is shifted at positions of 240 and 300 ° at positions of 80 and 240 °, respectively.

【0076】図24は、上述した図23の位置ずれを補
正して運転するための第11実施形態の制御ブロック図
である。この制御装置600Jは、図13の制御装置6
00Eに、ロータが60°回転する毎に位置ずれを補正
する補正回路617を付加したものである。
FIG. 24 is a control block diagram of an eleventh embodiment for operating with the above-described misalignment of FIG. 23 corrected. This control device 600J is similar to control device 6 in FIG.
A correction circuit 617 is added to 00E to correct the displacement every time the rotor rotates 60 °.

【0077】すなわち、図24の制御装置600Jで
は、従来は機械角60°ごとに角度指令を補正していた
のを、ずれ補正回路617により図23における位置ず
れθ60,θ120,θ180,θ240,θ300の
値をそれぞれ機械角60°ごとの値に加算したうえで角
度補正を行う。これにより、図23(b)のようにホー
ルセンサの実際の出力信号に一ずれがあって等間隔にな
っていない場合でも、図23(a)の理想状態に近い間
隔に補正することができる。
That is, in the control device 600J of FIG. 24, the angle command is conventionally corrected every mechanical angle of 60 °. However, the position correction θ60, θ120, θ180, θ240, θ300 in FIG. Is added to the value for each mechanical angle of 60 °, and then the angle is corrected. Accordingly, even when the actual output signals of the Hall sensors have a deviation and are not at regular intervals as shown in FIG. 23B, the intervals can be corrected to the ideal state shown in FIG. 23A. .

【0078】図25、図26は、上記の位置ずれを自動
的に補正する方法を示すフローチャートである。まず、
モータを無負荷にし(図25のP151)、ロータの回
転角で各60°毎のPWM演算波形の位相角指令補正値
をすべてゼロにして低速で運転する(P152〜P15
7)。
FIGS. 25 and 26 are flowcharts showing a method for automatically correcting the above-mentioned positional deviation. First,
The motor is not loaded (P151 in FIG. 25), and the motor is driven at a low speed by setting all the phase angle command correction values of the PWM calculation waveform for each 60 ° of the rotation angle of the rotor to zero (P152 to P15).
7).

【0079】次に、PWM演算波形の電気角60°の時
間と、ホールセンサ出力信号によるロータの回転角60
°の時間間隔とは制御回路内のマイコンによって検出し
ており、両者の時間の長さ(PWM演算波形の電気角6
0°の時刻とロータが60°回転する時刻とのどちらが
早く到来するか)を比較、検出する(P158)。この
比較された時間の差に相当する角度が規定の範囲より小
さければ、わずかな一定角度θHだけ位相角指令補正値
を大きくし(P159)、逆に規定の範囲よりも大きけ
れば、角度θHだけ位相角指令補正値を小さくし(P1
60)、ステップP158に戻って再度、波形のタイミ
ングを比較する。
Next, the time of the electrical angle 60 ° of the PWM calculation waveform and the rotation angle 60 of the rotor based on the Hall sensor output signal are obtained.
The time interval of ° is detected by the microcomputer in the control circuit, and the length of both times (the electrical angle of the PWM operation waveform
Which of 0 ° and the time at which the rotor rotates 60 ° arrives earlier) is compared and detected (P158). If the angle corresponding to the difference between the compared times is smaller than the specified range, the phase angle command correction value is increased by a slight constant angle θH (P159). Conversely, if the angle is larger than the specified range, only the angle θH is added. Decrease the phase angle command correction value (P1
60), returning to step P158 and comparing the timings of the waveforms again;

【0080】上記の動作を何回か繰り返せば、比較され
た時間の差に相当する角度は規定の範囲内に入る。その
値を、ロータの回転角60°における位相角指令補正値
としてセットする(P161)。以下、同様の手順によ
りロータの回転角120°,180°,240°,30
0°についても同様の処理を行い、位置ずれが補正され
た位相角指令補正値を得る(P162〜図26のP17
7)。なお、上記説明では、比較結果に応じて一定角度
θHを加算または減算することとしたが、加算や減算、
あるいは修正の回数などでその値を変化させてもよい。
If the above operation is repeated several times, the angle corresponding to the difference between the compared times falls within the specified range. The value is set as a phase angle command correction value at a rotor rotation angle of 60 ° (P161). Hereinafter, by the same procedure, the rotation angles of the rotors are 120 °, 180 °, 240 °, 30 °.
Similar processing is performed for 0 ° to obtain a phase angle command correction value in which the positional deviation has been corrected (P162 to P17 in FIG. 26).
7). In the above description, the constant angle θH is added or subtracted according to the comparison result.
Alternatively, the value may be changed depending on the number of corrections.

【0081】上記各実施形態において、ホールセンサの
出力信号を用いたPWM演算波形の角度指令の補正を、
ロータの回転角が60°または360°に達した時点で
行うこととしたが、ロータの回転角はこれらに限定され
ず、一般にロータが(360/N(Nは整数))°回転
するたびごとに行っても良い。つまり、90°ごと、1
20°ごと、180°ごと……に行っても良い。また、
ロータの位置検出器はホールセンサに限らず、ロータの
磁極位置に合わせて取り付けた歯車状の円盤(スリット
円板)とホトセンサとを組み合わせた光学式センサや同
等のものでも代用することができる。
In each of the above embodiments, the correction of the angle command of the PWM calculation waveform using the output signal of the Hall sensor is performed as follows.
The rotation is performed when the rotation angle of the rotor reaches 60 ° or 360 °. However, the rotation angle of the rotor is not limited to these, and in general, every time the rotor rotates (360 / N (N is an integer)) °. You may go to. That is, every 90 °, 1
It may be performed every 20 degrees, every 180 degrees, etc. Also,
The position detector of the rotor is not limited to the Hall sensor, but may be replaced by an optical sensor combining a gear-shaped disk (slit disk) mounted in accordance with the position of the magnetic pole of the rotor and a photosensor or an equivalent sensor.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上のように本発明の制御装置は、従来
の誘導モータ等を駆動するインバータ制御装置に位置検
出器や位相角指令補正回路、位相差検出回路等を付加す
るだけで比較的簡単かつ低コストに実現可能であり、ブ
ラシレスモータにほぼ正弦波状の電圧を印加可能として
騒音の低減、効率の向上を図ることができる。また、必
要に応じて誘導モータを駆動するインバータ制御装置を
構成することも可能であるから、回路装置の有効利用、
汎用性の向上を達成することができる。
As described above, the control device of the present invention is relatively simple only by adding a position detector, a phase angle command correction circuit, a phase difference detection circuit, etc. to a conventional inverter control device for driving an induction motor or the like. It can be realized simply and at low cost, and a substantially sinusoidal voltage can be applied to the brushless motor to reduce noise and improve efficiency. In addition, since it is possible to configure an inverter control device that drives the induction motor as needed, the effective use of the circuit device,
Improved versatility can be achieved.

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

【図1】本発明の第1実施形態を示す制御ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a control block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of FIG. 1;

【図3】本発明の第2実施形態を示す制御ブロック図で
ある。
FIG. 3 is a control block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of FIG. 3;

【図5】本発明の第3実施形態を示す制御ブロック図で
ある。
FIG. 5 is a control block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図6】図5における位相差検出回路の動作を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of the phase difference detection circuit in FIG. 5;

【図7】図5の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of FIG. 5;

【図8】本発明の第4実施形態を示す制御ブロック図で
ある。
FIG. 8 is a control block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8における第2のPWM演算回路の動作を示
すフローチャートである。
9 is a flowchart showing an operation of the second PWM operation circuit in FIG.

【図10】図8の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of FIG. 8;

【図11】本発明の第5実施形態を示す動作説明図であ
る。
FIG. 11 is an operation explanatory view showing a fifth embodiment of the present invention.

【図12】図11の実施形態を補足的に説明するための
図である。
FIG. 12 is a diagram for supplementarily explaining the embodiment of FIG. 11;

【図13】本発明の第6実施形態を示す制御ブロック図
である。
FIG. 13 is a control block diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図14】図13の動作説明図である。FIG. 14 is an operation explanatory diagram of FIG. 13;

【図15】図13の動作説明図である。FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of FIG.

【図16】本発明の第7実施形態を示す制御ブロック図
である。
FIG. 16 is a control block diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図17】図16の実施形態の動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the embodiment in FIG.

【図18】図16の実施形態の動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the embodiment in FIG.

【図19】本発明の第8実施形態を示す制御ブロック図
である。
FIG. 19 is a control block diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第9実施形態を示す制御ブロック図
である。
FIG. 20 is a control block diagram showing a ninth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第10実施形態を示す制御ブロック
図である。
FIG. 21 is a control block diagram showing a tenth embodiment of the present invention.

【図22】図21の実施形態におけるホールセンサの出
力信号の組み合わせと制御動作との対応関係を示す図で
ある。
FIG. 22 is a diagram showing a correspondence relationship between a combination of output signals of a Hall sensor and a control operation in the embodiment of FIG. 21;

【図23】本発明の第11実施形態における、ホールセ
ンサの出力信号のタイミングを示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing the timing of the output signal of the Hall sensor in the eleventh embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第11実施形態を示す制御ブロック
図である。
FIG. 24 is a control block diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.

【図25】図24の実施形態による位置ずれ補正動作を
示すフローチャートである。
FIG. 25 is a flowchart showing a misregistration correction operation according to the embodiment of FIG. 24;

【図26】図24の実施形態による位置ずれ補正動作を
示すフローチャートである。
FIG. 26 is a flowchart illustrating a position shift correction operation according to the embodiment of FIG. 24;

【図27】従来技術を示す制御ブロック図である。FIG. 27 is a control block diagram showing a conventional technique.

【図28】図27の動作説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram of the operation in FIG. 27;

【図29】図27の動作説明図である。FIG. 29 is an operation explanatory diagram of FIG. 27;

【図30】誘導モータの制御ブロック図である。FIG. 30 is a control block diagram of an induction motor.

【図31】図30におけるインバータの出力周波数と出
力電圧との関係を示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing a relationship between an output frequency and an output voltage of the inverter in FIG. 30.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

340,350 ブラシレスモータ 341,351〜353 ホールセンサ 600A,600B,600C,600D,600E,
600F,600G,600H,600I,600J
制御装置 601 ソフトスタート回路 602 電圧指令及び周波数指令発生回路 603,609 PWM演算回路 604 インバータ 605 位置検出回路 606,607 位相角指令補正回路 608 位相差検出回路 610 位相角制御回路 611 直流電流検出回路 612 設定演算回路 613 周波数・電圧変換回路 614 PI演算回路 615 補正の作動・停止選択回路 616 組み合わせ判定回路 617 ずれ補正回路
340, 350 brushless motors 341, 351-353 Hall sensors 600A, 600B, 600C, 600D, 600E,
600F, 600G, 600H, 600I, 600J
Control device 601 Soft start circuit 602 Voltage command and frequency command generation circuit 603, 609 PWM calculation circuit 604 Inverter 605 Position detection circuit 606, 607 Phase angle command correction circuit 608 Phase difference detection circuit 610 Phase angle control circuit 611 DC current detection circuit 612 Setting calculation circuit 613 Frequency / voltage conversion circuit 614 PI calculation circuit 615 Correction start / stop selection circuit 616 Combination determination circuit 617 Misalignment correction circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糸魚川 信夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 樋口 昭夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 林 誠 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5H560 BB04 BB12 DA02 DA06 DA17 DA19 DB20 EB01 EC01 GG04 UA06 XA12 XA15  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobuo Itoigawa 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akio Higuchi 1st Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Hayashi 1-1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture F-term inside Fuji Electric Co., Ltd. 5H560 BB04 BB12 DA02 DA06 DA17 DA19 DB20 EB01 EC01 GG04 UA06 XA12 XA15

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧指令及び周波数指令に従って作成さ
れたほぼ正弦波状のPWM演算波形をキャリア信号と比
較して半導体スイッチング素子に対する駆動信号を生成
するPWM演算回路と、前記駆動信号が加えられるV/
f制御用のインバータとを備え、このインバータの出力
電圧を、ロータの磁極位置を検出する位置検出器を備え
たブラシレスモータのステータコイルに印加するように
したブラシレスモータの制御装置において、前記位置検
出器の出力信号のタイミングに同期して新たなPWM演
算波形の変化が開始するように前記PWM演算波形の位
相角を補正する手段を備えたことを特徴とするブラシレ
スモータの制御装置。
1. A PWM operation circuit for generating a drive signal for a semiconductor switching element by comparing a substantially sinusoidal PWM operation waveform created according to a voltage command and a frequency command with a carrier signal, and a V / V to which the drive signal is applied.
an inverter for f control, wherein the output voltage of the inverter is applied to a stator coil of the brushless motor having a position detector for detecting a magnetic pole position of the rotor. A means for correcting the phase angle of the PWM calculation waveform so that a new change in the PWM calculation waveform starts in synchronization with the timing of the output signal of the brushless motor.
【請求項2】 請求項1記載のブラシレスモータの制御
装置において、PWM演算波形の位相角を補正する動作
を、ロータが(360/N(Nは整数))°回転するご
とに行うことを特徴とするブラシレスモータの制御装
置。
2. The brushless motor control device according to claim 1, wherein the operation of correcting the phase angle of the PWM calculation waveform is performed every time the rotor rotates by (360 / N (N is an integer)) °. Control device for a brushless motor.
【請求項3】 請求項2記載のブラシレスモータの制御
装置において、ロータが(360/N)°回転する以前
にPWM演算波形が電気角で(360/N)°に達した
ときは、その時点でのPWM演算波形の値をロータが
(360/N)°回転するまで保持することを特徴とす
るブラシレスモータの制御装置(なお、本請求項におい
てNはすべて同一の整数である)。
3. The control device for a brushless motor according to claim 2, wherein when the PWM calculation waveform reaches (360 / N) ° in electrical angle before the rotor rotates (360 / N) °, at that point in time. A controller for a brushless motor, wherein the value of the PWM calculation waveform is held until the rotor rotates by (360 / N) ° (where N is the same integer in the claims).
【請求項4】 請求項2または3記載のブラシレスモー
タの制御装置において、ロータが(360/N)°回転
する時点とPWM演算波形が電気角で(360/N)°
に達する時点とが異なるときに、PWM演算波形の周期
を位置検出器の出力信号のタイミングに一致する方向に
補正してPWM演算波形を作成し、このPWM演算波形
をその後に用いることを特徴とするブラシレスモータの
制御装置(なお、本請求項においてNはすべて同一の整
数である)。
4. The brushless motor control device according to claim 2, wherein the time at which the rotor rotates by (360 / N) ° and the PWM calculation waveform are (360 / N) ° in electrical angle.
When the time when the time reaches is different, the period of the PWM calculation waveform is corrected in a direction corresponding to the timing of the output signal of the position detector to create a PWM calculation waveform, and this PWM calculation waveform is used thereafter. A brushless motor control device (in the claims, N is the same integer).
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載した
ブラシレスモータの制御装置において、PWM演算波形
を、モータの回転速度に応じた位相角設定値を用いて補
正することを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
5. The brushless motor control device according to claim 1, wherein the PWM calculation waveform is corrected using a phase angle set value according to a rotation speed of the motor. Control device for brushless motor.
【請求項6】 請求項5記載のブラシレスモータの制御
装置において、周波数指令に対して、位相角設定値を直
線的に近似することを特徴とするブラシレスモータの制
御装置。
6. The brushless motor control device according to claim 5, wherein a phase angle set value is linearly approximated with respect to a frequency command.
【請求項7】 請求項5記載のブラシレスモータの制御
装置において、周波数指令に対して、位相角設定値をモ
ータの特性に応じた曲線により近似することを特徴とす
るブラシレスモータの制御装置。
7. The control device for a brushless motor according to claim 5, wherein a phase angle set value is approximated to a frequency command by a curve corresponding to characteristics of the motor.
【請求項8】 請求項5〜7のいずれか1項に記載した
ブラシレスモータの制御装置において、インバータの直
流電流が最も小さくなるように位相角設定値を決定する
ことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
8. The brushless motor control device according to claim 5, wherein the phase angle set value is determined so that the DC current of the inverter is minimized. Control device.
【請求項9】 請求項8記載のブラシレスモータの制御
装置において、モータを無負荷状態で運転して位相角を
僅かに変化させながらインバータの直流電流を検出する
ことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
9. The brushless motor control apparatus according to claim 8, wherein the DC current of the inverter is detected while the motor is operated in a no-load state and the phase angle is slightly changed. apparatus.
【請求項10】 請求項5〜9のいずれか1項に記載し
たブラシレスモータの制御装置において、モータの正転
用、逆転用にそれぞれ独立して位相角設定値を設けるこ
とを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
10. The brushless motor control device according to claim 5, wherein a phase angle set value is provided independently for forward rotation and reverse rotation of the motor. Control device.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれか1項に記載
したブラシレスモータの制御装置において、位置検出器
の出力信号の周波数を検出してこの周波数が速度指令の
換算値と等しくなるようにフィードバック制御する手段
を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御装
置。
11. The control device for a brushless motor according to claim 1, wherein a frequency of an output signal of the position detector is detected so that the frequency is equal to a converted value of the speed command. A control device for a brushless motor, comprising: means for performing feedback control.
【請求項12】 請求項1〜11のいずれか1項に記載
したブラシレスモータの制御装置において、PWM演算
波形の位相角を補正する手段の作動・停止を選択可能な
選択回路を備えたことを特徴とするブラシレスモータの
制御装置。
12. The brushless motor control device according to claim 1, further comprising a selection circuit capable of selecting operation or stop of a means for correcting a phase angle of the PWM operation waveform. Characteristic brushless motor control device.
【請求項13】 請求項12記載のブラシレスモータの
制御装置において、複数の位置検出器の出力信号の組み
合わせにより選択回路の動作を決定することを特徴とす
るブラシレスモータの制御装置。
13. The brushless motor control device according to claim 12, wherein the operation of the selection circuit is determined by a combination of output signals of a plurality of position detectors.
【請求項14】 請求項1〜13のいずれか1項に記載
したブラシレスモータの制御装置において、位置検出器
の出力信号の理想値と実際値との位置ずれを考慮して位
相角指令値を補正する手段を備えたことを特徴とするブ
ラシレスモータの制御装置。
14. The brushless motor control device according to claim 1, wherein the phase angle command value is determined in consideration of a positional deviation between an ideal value and an actual value of the output signal of the position detector. A control device for a brushless motor, comprising: means for correcting.
【請求項15】 請求項14記載のブラシレスモータの
制御装置において、ロータが(360/N)°回転する
時点とPWM演算波形が電気角で(360/N)°に達
する時点とが異なるときに、両者のタイミングのずれが
規定範囲内に収まるように位相角指令値を補正すること
を特徴とするブラシレスモータの制御装置(なお、本請
求項においてNはすべて同一の整数である)。
15. The brushless motor control device according to claim 14, wherein the time when the rotor rotates by (360 / N) ° is different from the time when the PWM calculation waveform reaches (360 / N) ° in electrical angle. A controller for a brushless motor, wherein the phase angle command value is corrected so that the difference between the timings falls within a specified range (N is the same integer in the claims).
【請求項16】 請求項1〜15のいずれか1項に記載
したブラシレスモータの制御装置において、位置検出器
がホールセンサであることを特徴とするブラシレスモー
タの制御装置。
16. The control device for a brushless motor according to claim 1, wherein the position detector is a Hall sensor.
【請求項17】 請求項1〜15のいずれか1項に記載
したブラシレスモータの制御装置において、位置検出器
が、光学的な位置検出手段であることを特徴とするブラ
シレスモータの制御装置。
17. The brushless motor control device according to claim 1, wherein the position detector is an optical position detection unit.
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