JP2003037987A - Dcブラシレスモータの並列駆動回路 - Google Patents
Dcブラシレスモータの並列駆動回路Info
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Abstract
動回路を実現する。 【解決手段】 互いに並列接続されたDCブラシレスモ
ータMA,MBを、スイッチング素子T1〜T6を有す
る駆動回路により同一速度で駆動する並列駆動回路であ
って、スイッチング信号発生回路30が、各モータのロ
ータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成する
DCブラシレスモータの並列駆動回路に関する。各モー
タMA,MBのロータ位置検出信号が変化しない期間内
に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信
号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモー
タのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作
成するように、スイッチング信号発生回路30に対して
制御信号を出力する信号選択回路40を備える。
Description
ポンプ等を同一速度で運転するために互いに並列接続さ
れた複数台のDCブラシレスモータを駆動するための並
列駆動回路に関する。
は、永久磁石形直流モータの長所を備え、機械的な騒音
や電気的ノイズを発生せず、長寿命である等の利点があ
るため、小形の直流電動機として各種用途に利用されて
いる。ここで、図4は、この種のDCブラシレスモータ
を駆動する従来の駆動回路を示している。
は三相ブリッジ接続されたトランジスタ等の半導体スイ
ッチング素子、U,V,Wは三相ブリッジ回路の出力端
子、MはDCブラシレスモータ、11はステータ、12
は永久磁石からなるロータ、CU,CV,CWはステー
タ11に配置されたU,V,W各相のコイル、HU,H
V,HWはロータ12の磁極位置(ロータ位置)を検出
するロータ位置センサとしてのホール素子、20はホー
ル素子HU,HV,HWに接続されたロータ位置検出回
路、30はロータ位置検出信号(以下では、必要に応じ
て単に位置検出信号という)を用いて各相のスイッチン
グ素子T1〜T6に対するスイッチング信号を作成して
出力するスイッチング信号発生回路である。
ール素子HU,HV,HWにより検出した位置検出信号
に従い、スイッチング信号発生回路30によって最適な
スイッチング素子を120°ずつオンさせ、これにより
各相のコイルCU,CV,CWに正または負の電圧
VU,VV,VWを印加してステータ11とロータ12
との間の磁気的吸引力または反発力により、ロータ12
を回転させている。なお、この駆動方式は120°通電
方形波駆動方式と呼ばれている。
のモータMを駆動するためのものであり、例えば2台の
モータを駆動するには2つの駆動回路が必要になって回
路構成の複雑化や価格の上昇を避けることができない。
このような点に鑑み、1つの駆動回路によって複数台の
モータを駆動する従来技術として、特開2000−26
2082号公報に記載されたブラシレスモータの駆動回
路が知られている。
記載された駆動回路は、ブラシレスモータの数に応じて
分周された所定の分周期信号を基準信号とし、この基準
信号により位置検出信号を順次切り替えて駆動ドライバ
に出力すると共に、駆動ドライバでは、位置検出信号に
応じた駆動信号により複数台のブラシレスモータを運転
するものである。
000−262082号公報の駆動回路では、位置検出
信号を切り替えるタイミングが位置検出信号と完全には
同期していないため、この位置検出信号を切り替えた瞬
間にモータに印加される電圧の位相が急変して動作が不
安定になり易い。また、この従来技術では、一般に位置
検出信号の周期よりも長い周期の基準信号によって切り
替えを行うため、位置検出信号が使用されていないモー
タは、その間、位置検出信号に関係なく運転されるの
で、動作が不安定になり易いという問題がある。
かつ安価なDCブラシレスモータの並列駆動回路を提供
しようとするものである。
め、請求項1に記載した発明は、互いに並列接続された
複数台のDCブラシレスモータを、複数の半導体スイッ
チング素子を有する駆動回路により駆動する並列駆動回
路であって、スイッチング信号発生手段が、各モータの
ロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のス
イッチング信号を作成するDCブラシレスモータの並列
駆動回路において、各モータのロータ位置検出信号が変
化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロ
ータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切
り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッ
チング信号を作成するように、前記スイッチング信号発
生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段を備え
たものである。
載したDCブラシレスモータの並列駆動回路において、
前記スイッチング信号発生手段が、スイッチング信号と
して正弦波PWM制御方式によるPWMパルスを出力す
るものである。
態を説明する。まず、図1はこの実施形態に係る駆動回
路の全体構成を示しており、2台のDCブラシレスモー
タMA,MBを1台の駆動回路によって駆動する場合の
ものである。なお、図4と同一の構成要素には同一の参
照符号を付してある。
力端子U,V,Wには同一構成のDCブラスレスモータ
MA,MBが並列に接続されており、それぞれに設けら
れたホール素子HU,HV,HWはロータ位置検出回路
21,22に接続されている。これらの検出回路21,
22から出力される各モータMA,MBのロータ位置検
出信号は信号選択回路40に入力され、どちらのモータ
MA,MBの位置検出信号を使用するかを切り替えて選
択可能となっている。そして、この信号選択回路40か
らは、選択したモータの位置検出信号に応じてスイッチ
ング素子T1〜T6をオン・オフさせるために、スイッ
チング信号発生回路30に対する制御信号が出力され
る。
にモータMAの位置検出信号が入力されるXOR(排他
的論理和)ゲートIC1,IC2と、XORゲートIC
2の出力側に接続されたNANDゲートIC3〜IC7
と、モータMBの位置検出信号が入力されるNANDゲ
ートIC8〜IC10と、プルアップ抵抗等の抵抗R1
〜R10と、コンデンサC1と、NANDゲートIC5
〜IC10の出力側のダイオードD1〜D7と、出力側
のトランジスタTR1〜TR3とから構成されている。
この信号選択回路40は、図3に示すようなモータM
A,MBの各相の位置検出信号が入力された際に、スイ
ッチング信号発生回路30に対してモータMA,MBの
1相または2相のスイッチング素子を駆動させるための
制御信号をトランジスタTR1〜TR3から出力するよ
うに動作する。
3を参照しつつ説明する。いま、モータMA,MBが同
期して同一速度で運転されているとすると、それぞれの
位置検出信号は図3のように同期して出力されている。
なお、図3では、モータMAに関する信号をA、モータ
MBに関する信号をBで示している。ここで、図3に示
した各モータMA,MBの位置検出信号は、実質的に従
来技術の図5に示したホール素子HU,HV,HWの出
力信号と同様である。
同期させて運転するためには、図3のロータ回転角(空
間角)が0°、60°、120°、180°、240
°、300°のタイミングで位置検出信号が変化するの
に合わせて、スイッチング信号発生回路30から出力さ
れるスイッチング信号を変化させる必要がある。
の間、60°〜120°の間、120°〜180°の
間、180°〜240°の間、240°〜300°の
間、300°〜0°の間は、各モータMA,MBともに
位置検出信号に変化がなく、一定の状態を保っている
(例えば、0°〜60°の間はモータMA,MBの位置
検出信号としてU相及びW相の信号が検出される状態が
続き、60°〜120°の間はモータMA,MBの位置
検出信号としてU相のみの信号が検出される状態が続
く)。
化がなく一定の状態を保っている間に、モータMAの位
置検出信号とモータMBの位置検出信号とを切り替えて
も何ら悪影響はない。例えば、モータMAの位置検出信
号を用いてモータMAを駆動するためのスイッチング信
号(モータMA,MBは並列に接続されているので、モ
ータMBを駆動するためのスイッチング信号でもあり得
る)を出力している時に、他方のモータMBの位置検出
信号に切り替えてモータMBを駆動するためのスイッチ
ング信号(同じくモータMAを駆動するためのスイッチ
ング信号でもあり得る)を出力するようにしても、この
切替が位置検出信号に変化がない期間に行われるのであ
れば、切り替えた瞬間にモータの印加電圧が急変する心
配はない。また、本実施形態のように位置検出信号の周
期よりも短い周期で切り替えるようにすれば、動作が不
安定になるおそれも少ない。
60°の間、60°〜120°の間、120°〜180
°の間、180°〜240°の間、240°〜300°
の間、300°〜0°(360°)の間である30°、
90°、150°、210°、270°、330°の時
点で、信号選択回路40によりモータMA,MBの位置
検出信号をモータ間で交互に切り替えて選択するように
し、この選択した位置検出信号に基づいてモータMA,
MBを駆動するためのスイッチング信号を出力させるよ
うにした。
〜30°の間はモータMAの位置検出信号を選択してお
り、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路30
はU相コイルCU、W相コイルCWに通電する(期間は
それぞれ異なる)ようにスイッチング信号を出力する。
また、30°〜90°の間はモータMBの位置検出信号
を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号
発生回路30はU相コイルCU、W相コイルCWに通電
する(期間はそれぞれ異なる)ようにスイッチング信号
を作成する。以後同様に、90°〜150°の間はモー
タMAの位置検出信号を選択し、この信号に基づいてス
イッチング信号発生回路30はU相コイルCU、V相コ
イルCVに通電するようにスイッチング信号を作成し、
150°〜210°の間はモータMBの位置検出信号を
選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路
30はU相コイルCU、V相コイルCVに通電するよう
にスイッチング信号を作成する。
90°、150°、210°、270°、330°でモ
ータMA,MBの位置検出信号を切り替えているが、切
り替え角度はこれらの値に限られるものではなく、前述
のように0°〜60°の間、60°〜120°の間、1
20°〜180°の間、180°〜240°の間、24
0°〜300°の間、300°〜0°(360°)の間
であって、モータMA,MBの位置検出信号に変化がな
い角度で切り替えれば同様の効果を得ることができる。
作を確認すると、例えば図3の30°〜60°の間のモ
ータMA,MBのロータ位置検出信号(U相,V相,W
相)を何れも論理(1,0,1)で表し、これらが図2
のモータMA,MBの位置検出信号として入力されてい
るとすると、図2の論理回路によって出力側トランジス
タTR1,TR2,TR3(U相,V相,W相)の出力
信号の論理は(1,0,1)であり、次の60°〜90
°の間のモータMA,MBの位置検出信号(U相,V
相,W相)を何れも論理(1,0,0)とすると、出力
側トランジスタTR1,TR2,TR3(U相,V相,
W相)の出力信号の論理は(1,0,0)となり、図3
の30°〜90°の期間における信号選択回路の出力
(制御信号)の変化と一致していることが判る。
A,MBをロータ位置検出信号に同期させて単一の駆動
回路により安定的に並列駆動することが可能である。
価的に正弦波となるようにスイッチング素子をPWM
(パルス幅変調)制御する正弦波PWM制御方式が良く
知られている。この方式をスイッチング信号発生回路3
0に適用してPWMパルスによりスイッチング素子を駆
動することにより、モータを一層安定して動作させるこ
とが可能である。
レスモータを並列運転する場合について説明したが、本
発明は3台以上のモータを並列運転する場合にも適用可
能である。
である特開2000−262082号公報の駆動回路に
比べて、複数台のDCブラシレスモータを1台の駆動回
路によって安定して駆動することが可能であり、各モー
タ毎に駆動回路を設ける場合に比べて安価に提供するこ
とができる。
である。
駆動回路の説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 互いに並列接続された複数台のDCブラ
シレスモータを、複数の半導体スイッチング素子を有す
る駆動回路により同一速度で駆動する並列駆動回路であ
って、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ
位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチ
ング信号を作成するDCブラシレスモータの並列駆動回
路において、 各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、
スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を
各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータの
ロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成す
るように、前記スイッチング信号発生手段に対して制御
信号を出力する信号選択手段を備えたことを特徴とする
DCブラシレスモータの並列駆動回路。 - 【請求項2】 請求項1に記載したDCブラシレスモー
タの並列駆動回路において、 前記スイッチング信号発生手段が、スイッチング信号と
して正弦波PWM制御方式によるPWMパルスを出力す
ることを特徴とするDCブラシレスモータの並列駆動回
路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001222412A JP4432292B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | Dcブラシレスモータの並列駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003037987A true JP2003037987A (ja) | 2003-02-07 |
JP4432292B2 JP4432292B2 (ja) | 2010-03-17 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009207226A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Dcブラシレスモータの並列駆動回路 |
-
2001
- 2001-07-24 JP JP2001222412A patent/JP4432292B2/ja not_active Expired - Fee Related
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