JP2003174792A - Drive control device for brushless motor - Google Patents

Drive control device for brushless motor

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JP2003174792A
JP2003174792A JP2001370063A JP2001370063A JP2003174792A JP 2003174792 A JP2003174792 A JP 2003174792A JP 2001370063 A JP2001370063 A JP 2001370063A JP 2001370063 A JP2001370063 A JP 2001370063A JP 2003174792 A JP2003174792 A JP 2003174792A
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JP
Japan
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hall
magnetic flux
brushless motor
flux density
permanent magnet
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Application number
JP2001370063A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Shiga
剛 志賀
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To lessen the number of pieces of positional detection means and also to prevent the drop of motor properties. <P>SOLUTION: A Hall IC 24 is of analog output type, and it outputs voltage (0-6 V) proportionate to the magnetic flux density of an interlinked magnetic flux. This Hall IC 24 detects the position of each permanent magnet 10c of the rotor of a washer motor and the distribution of the magnetic flux density. A control circuit 19 controls the power supply to each-phase stator winding 10u, 10v, and 10w, based on the output of the above Hall IC 24. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、永久磁石回転子及
び単相あるいは複数相の固定子巻線を備えたブラシレス
モータを駆動制御するブラシレスモータの駆動制御装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor drive control device for driving and controlling a brushless motor having a permanent magnet rotor and a single-phase or multi-phase stator winding.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】従来より、ブラシレス
モータの回転位置を検出する手段としては、ホール素子
が知られている。このホール素子自体の出力は微弱電圧
信号であるので、通常は増幅器やコンパレータを一体化
してIC化している。この従来のホールICの出力は通
常「H」、「L」の矩形波出力である。このような従来
のホールICを用いてブラシレスモータの永久磁石回転
子の位置検出をする場合、図13に示すように3相のブ
ラシレスモータでは3個のホールIC101、102、
103を設けることが普通である。
Hall elements have been known as means for detecting the rotational position of a brushless motor. Since the output of the Hall element itself is a weak voltage signal, an amplifier and a comparator are usually integrated into an IC. The output of this conventional Hall IC is usually an "H" or "L" rectangular wave output. When the position of the permanent magnet rotor of the brushless motor is detected using such a conventional Hall IC, as shown in FIG. 13, in the case of a three-phase brushless motor, three Hall ICs 101, 102,
It is usual to provide 103.

【0003】上記図13において、インバータ回路10
4の入力端子は直流電源105に接続されている。この
インバータ回路104は、スイッチング素子106〜1
11を有してなり、その出力端子A、B、C、はブラシ
レスモータ112の固定子巻線112u、112v、1
12wに接続されている。なお、図示しないがブラシレ
スモータ112の回転子は永久磁石回転子である。
In FIG. 13, the inverter circuit 10 is shown.
The input terminal 4 is connected to the DC power supply 105. This inverter circuit 104 includes switching elements 106 to 1
11, the output terminals A, B, C of which are stator windings 112u, 112v, 1 of the brushless motor 112.
It is connected to 12w. Although not shown, the rotor of the brushless motor 112 is a permanent magnet rotor.

【0004】上記ホールIC101、102、103
は、図14に示すように、それぞれ、デジタル信号H
1、H2、H3を出力するものであり、それぞれ電気角
で120°位相がずれた波形となる。そして、これらの
波形から1電気角360°で、(1)〜(6)の回転位
置を検出し、これに基づいて、3相の固定子巻線(U、
V、W)にそれぞれ疑似的な正弦波電圧Du、Dv、D
wを印加するように、制御回路113によりインバータ
回路112の各スイッチング素子106〜111をPW
M制御して固定子巻線112u、112v、112wに
給電し、以てブラシレスモータ112を駆動制御するよ
うになっている。
Hall ICs 101, 102, 103
Are the digital signals H as shown in FIG.
1, H2, and H3 are output, and the waveforms are 120 ° out of phase with each other in electrical angle. Then, from these waveforms, the rotational positions of (1) to (6) are detected at one electrical angle of 360 °, and based on this, the three-phase stator windings (U,
V, W) are pseudo sine wave voltages Du, Dv, D
The control circuit 113 controls the switching elements 106 to 111 of the inverter circuit 112 to PW so as to apply w.
M control is performed to supply power to the stator windings 112u, 112v, 112w, and thereby drive control of the brushless motor 112.

【0005】しかしながら、上記従来構成では、位置検
出手段であるホールICの数が多く、また、各永久磁石
の取付位置の誤差や磁極強度にばらつきがあった場合
に、モータトルク変動やコギングの発生があり、つまり
モータ特性が低下することがあった。
However, in the above-mentioned conventional structure, when the number of Hall ICs as the position detecting means is large and there are variations in the mounting positions of the permanent magnets and variations in magnetic pole strength, motor torque fluctuations and cogging occur. That is, the motor characteristics may deteriorate.

【0006】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、位置検出手段の個数を少なくでき
ると共に、モータ特性の低下の防止に寄与できるブラシ
レスモータの駆動制御装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a drive control device for a brushless motor which can reduce the number of position detecting means and contribute to preventing deterioration of motor characteristics. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、永久
磁石回転子及び単相あるいは複数相の固定子巻線を備え
たブラシレスモータを駆動制御するものにおいて、前記
永久磁石の位置を検出する位置検出手段として、磁束密
度に応じた電圧を出力するアナログ出力形のホールIC
を一つ有し、各相固定子巻線への給電制御を前記ホール
ICの出力に基づいて行う制御部を設けてなるところに
特徴を有する。
According to a first aspect of the present invention, in a drive control of a brushless motor having a permanent magnet rotor and a single-phase or multi-phase stator winding, the position of the permanent magnet is detected. As a position detecting means, an analog output type Hall IC that outputs a voltage according to the magnetic flux density
It is characterized in that a control section for controlling the power supply to each phase stator winding is provided based on the output of the Hall IC.

【0008】この請求項1の発明においては、磁束密度
に応じた電圧を出力するアナログ出力形のホールICに
より、各永久磁石の位置および磁束密度分布を検出する
ことができ、これにて、位置検出手段の個数を少なくで
き、また、位置検出のみならず永久磁石の取付位置の誤
差や磁極強度のばらつきを検出することが可能で、これ
ら永久磁石の取付位置の誤差や磁極強度のばらつきを考
慮した給電制御が可能となり、モータ特性の向上に寄与
できるようになる。
According to the first aspect of the present invention, the position and the magnetic flux density distribution of each permanent magnet can be detected by the analog output type Hall IC which outputs a voltage according to the magnetic flux density. It is possible to reduce the number of detecting means, and it is possible to detect not only the position detection but also the error in the mounting position of the permanent magnet and the variation in the magnetic pole strength. This makes it possible to control the power supply and contribute to the improvement of motor characteristics.

【0009】請求項2の発明は、制御部が、永久磁石の
磁束密度分布について基準パターンを有し、ホールIC
の出力とこの基準パターンとの差を検出し、この検出結
果に基づいて各相固定子巻線への給電制御を行うように
なっているところに特徴を有する。
According to a second aspect of the present invention, the control unit has a reference pattern for the magnetic flux density distribution of the permanent magnet, and the Hall IC
Is detected and the difference between the reference pattern and the reference pattern is detected, and power supply to the stator windings of each phase is controlled based on the detection result.

【0010】永久磁石の取付位置の誤差や磁極強度のば
らつきがない場合には回転界磁としての永久磁石の磁束
密度分布は規則正しい基準パターンを示す。永久磁石の
取付位置の誤差や磁極強度のばらつきがある場合には、
永久磁石の実際の磁束密度分布は規則正しい基準パター
ンを示さないものである。
When there is no error in the mounting position of the permanent magnets or variations in the magnetic pole strength, the magnetic flux density distribution of the permanent magnets as the rotating field shows a regular reference pattern. If there is an error in the mounting position of the permanent magnet or variations in magnetic pole strength,
The actual magnetic flux density distribution of the permanent magnet does not show a regular reference pattern.

【0011】しかるに、この請求項2の発明において
は、永久磁石の磁束密度分布についての基準パターン
と、ホールICの出力つまり永久磁石の実際の磁束密度
分布との差を検出するから、永久磁石の取付位置の誤差
や磁極強度のばらつきの有無や大きさを検出することが
可能となり、そして、この検出結果に基づいて各相固定
子巻線への給電制御を行うから、永久磁石の取付位置の
誤差や磁極強度のばらつきをなくすように制御すること
が可能で、モータ特性の向上に寄与できるようになる。
According to the second aspect of the invention, however, the difference between the reference pattern for the magnetic flux density distribution of the permanent magnet and the output of the Hall IC, that is, the actual magnetic flux density distribution of the permanent magnet is detected. It becomes possible to detect whether or not there is an error in the mounting position and variations in the magnetic pole strength, and the size of the magnetic pole strength.The power supply to the stator windings of each phase is controlled based on this detection result. It is possible to control so as to eliminate errors and variations in magnetic pole strength, which contributes to improvement of motor characteristics.

【0012】請求項3の発明は、制御部が、回転子1回
転分のホールICの出力から永久磁石の磁束密度分布を
検出して基準パターンを形成するようになっているとこ
ろに特徴を有する。これによれば、モータ個々に応じた
基準パターンを得ることができる。
A third aspect of the present invention is characterized in that the control section detects the magnetic flux density distribution of the permanent magnet from the output of the Hall IC for one rotation of the rotor to form the reference pattern. . According to this, the reference pattern according to each motor can be obtained.

【0013】請求項4の発明は、制御部が、各相固定子
巻線への印加電圧パターンを複数有し、アナログ出力形
のホールICの出力に基づいて各印加電圧パターンとな
るように各相固定子巻線への給電制御を行うようになっ
ているところに特徴を有する。この請求項4の発明にお
いては、複数のモータ駆動パターンが得られ、回転速度
制御や負荷トルクに応じた制御が可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, the control unit has a plurality of applied voltage patterns to each phase stator winding, and each applied voltage pattern is based on the output of the analog output type Hall IC. The feature is that power supply to the phase stator winding is controlled. According to the fourth aspect of the present invention, a plurality of motor drive patterns can be obtained, and rotation speed control and control according to load torque can be performed.

【0014】請求項5の発明は、ホールICを、永久磁
石の回転面のうち固定子巻線と反対側となる回転面と対
向するように設けたところに特徴を有する。これによれ
ば、ホールICの出力に、固定子巻線が形成する界磁の
影響が出ないようにでき、給電制御が正確に行われるよ
うになる。
A fifth aspect of the present invention is characterized in that the Hall IC is provided so as to face a rotation surface of the rotation surface of the permanent magnet that is opposite to the stator winding. According to this, it is possible to prevent the output of the Hall IC from being affected by the field formed by the stator winding, and the power supply control can be accurately performed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例につ
き図1ないし図10を参照しながら説明する。まず図2
は、本実施例にかかる脱水兼用洗濯機の全体構成を示し
ている。この図2において、洗濯機本体1は、矩形箱状
の外箱2と、外箱2の上面に設けられた中空状のトップ
カバー3とから構成されている。前記外箱2の内部に
は、外槽たる水受槽4が弾性吊持機構5により弾性吊持
されており、前記水受槽4の内部には、脱水槽兼洗濯槽
たる回転槽6が回転可能に配設されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, Figure 2
Shows the entire structure of the combined washing machine for dehydration according to the present embodiment. In FIG. 2, the washing machine main body 1 includes a rectangular box-shaped outer case 2 and a hollow top cover 3 provided on the upper surface of the outer case 2. A water receiving tank 4 as an outer tank is elastically suspended inside the outer box 2 by an elastic suspension mechanism 5, and a rotating tank 6 serving as a dehydrating tank and a washing tank is rotatable inside the water receiving tank 4. It is installed in.

【0016】前記回転槽6の周壁部には、多数の脱水孔
6aが形成されている。また、前記回転槽6の上端部に
はバランスリング7が設けられている。さらに、前記回
転槽6の内底部には撹拌体8が回転可能に配設されてい
る。
A large number of dehydration holes 6a are formed in the peripheral wall of the rotary tank 6. A balance ring 7 is provided at the upper end of the rotary tank 6. Further, an agitator 8 is rotatably arranged on the inner bottom of the rotary tank 6.

【0017】前記外箱2のうち前記水受槽4の下部に
は、駆動機構部9が配設されている。この駆動機構部9
は、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ形ブラシ
レスモータからなる洗濯機モータ10及びクラッチ機構
(図示せず)などを有して構成されている。この洗濯機
モータ10の固定子10aは前記水受槽4に駆動機構部
ベース9aを介して取付けられ、回転子10bは前記撹
拌体8と直結されされている。そして、洗い行程及びす
すぎ行程には、この洗濯機モータ10により、前記撹拌
体8のみが正逆回転され、脱水行程には、撹拌体8及び
回転槽6とが同期して高速回転されるようになってい
る。上記洗濯機モータ10は、アウターロータ形であ
る。なお、図5には固定子10aにおける巻線10u、
10v、10w及び回転子10bの複数の永久磁石10
cを直線的に展開して示している。
A drive mechanism section 9 is arranged below the water receiving tank 4 in the outer box 2. This drive mechanism section 9
Includes a washing machine motor 10 composed of a direct drive type outer rotor type brushless motor, a clutch mechanism (not shown), and the like. A stator 10a of the washing machine motor 10 is attached to the water receiving tub 4 via a drive mechanism base 9a, and a rotor 10b is directly connected to the agitator 8. Then, in the washing process and the rinsing process, only the agitating body 8 is normally and reversely rotated by the washing machine motor 10, and in the dehydrating process, the agitating body 8 and the rotary tub 6 are rotated at high speed in synchronization. It has become. The washing machine motor 10 is an outer rotor type. In FIG. 5, the winding 10u in the stator 10a,
10v, 10w and a plurality of permanent magnets 10 of the rotor 10b
c is linearly expanded and shown.

【0018】また、前記水受槽4の底部には、排水口1
1が形成されている。前記排水口11には、排水弁12
を介して排水ホース13が接続されている。さらに、前
記排水口11にはエアトラップ14が設けられている。
前記エアトラップ14の圧力は、エアチューブ15を介
して水位センサ16(図1参照)に導かれるように構成
されている。前記水位センサ16は、周知のように前記
水受槽4(回転槽6)内の水位を検出するものであり、
前記トップカバー3の内部に配設されている。なお、前
記トップカバー3には、蓋17が設けられている。ま
た、このトップカバー3の前部上面には、操作パネル1
8が設けられている。
A drain port 1 is provided at the bottom of the water receiving tank 4.
1 is formed. A drain valve 12 is provided at the drain port 11.
The drain hose 13 is connected via the. Further, the drain port 11 is provided with an air trap 14.
The pressure of the air trap 14 is configured to be guided to the water level sensor 16 (see FIG. 1) via the air tube 15. As is well known, the water level sensor 16 detects the water level in the water receiving tank 4 (rotating tank 6),
It is arranged inside the top cover 3. A lid 17 is provided on the top cover 3. Further, the operation panel 1 is provided on the front upper surface of the top cover 3.
8 are provided.

【0019】電気的構成を示す図1において、制御回路
19は、マイコンを主体とした回路から構成されてお
り、洗濯全般を制御するための洗濯機制御部として機能
すると共に、洗濯機モータ10を駆動制御する制御部と
して機能するように構成されている。
In FIG. 1 showing the electrical structure, a control circuit 19 is composed of a circuit mainly composed of a microcomputer, and functions as a washing machine control section for controlling the overall washing and also controls the washing machine motor 10. It is configured to function as a control unit that controls driving.

【0020】この制御回路19には、前記操作パネル1
8に備えられたスイッチ入力部20からのスイッチ信
号、水位センサ16からの水位検出信号、後述のホール
IC24からの検出信号が入力されるようになってい
る。また、この制御回路19は、駆動回路21を介して
排水弁12及び給水弁22を制御し、さらに、ブラシレ
スモータの駆動制御装置たる駆動制御装置23を介して
洗濯機モータ10を制御するようになっている。また、
上記給水弁22は図2に示したトップカバー3の後部内
部に設けられていて、この給水弁22は前記回転槽6内
へ給水するようになっている。
This control circuit 19 includes the operation panel 1
A switch signal from the switch input section 20 provided in the No. 8, a water level detection signal from the water level sensor 16, and a detection signal from the Hall IC 24 described later are input. Further, the control circuit 19 controls the drain valve 12 and the water supply valve 22 via the drive circuit 21, and further controls the washing machine motor 10 via the drive control device 23 which is a drive control device of the brushless motor. Has become. Also,
The water supply valve 22 is provided inside the rear portion of the top cover 3 shown in FIG. 2, and the water supply valve 22 is adapted to supply water into the rotary tank 6.

【0021】ホールIC24は、図3に示したように、
ホール素子25とオペアンプ26とを備えて構成されて
おり、アナログ出力形である。その出力Vout は、図4
に示すように、このホールIC24に鎖交する磁束の磁
束密度の比例した出力電圧(0〜6V)となる。このホ
ールIC24は、図5に示すように、洗濯機モータ10
の固定子10a側に設けられている。
The Hall IC 24, as shown in FIG.
It has a Hall element 25 and an operational amplifier 26, and is of an analog output type. The output Vout is shown in FIG.
As shown in, the output voltage (0 to 6 V) is proportional to the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking with the Hall IC 24. As shown in FIG. 5, the hall IC 24 is used for the washing machine motor 10
Is provided on the stator 10a side.

【0022】図1において、前記駆動制御装置23につ
いて説明する。この駆動制御装置23は、直流電源回路
部27と、インバータ回路28と、駆動回路29と、制
御回路19に含まれるPWM回路19aと、該制御回路
19のマイクロコンピュータのソフトウエアにより構成
される制御部とから構成されている。
The drive control device 23 will be described with reference to FIG. The drive control device 23 includes a DC power supply circuit unit 27, an inverter circuit 28, a drive circuit 29, a PWM circuit 19a included in the control circuit 19, and control of the control circuit 19 by software of a microcomputer. It is composed of

【0023】前記直流電源回路部27は、整流回路30
及び平滑コンデンサ31,32からなる倍電圧回路から
構成される。整流回路30の入力端子には、リアクトル
33を直列に介して交流電源34が接続される。整流回
路30の出力端子には2本の直流電源線35a,35b
が接続され、これらの間には平滑コンデンサ31、32
が直列に接続されている。これら平滑コンデンサ31、
32の共通接続点が、整流回路30の入力端子の一方に
接続されている。
The DC power supply circuit section 27 includes a rectifying circuit 30.
And a voltage doubler circuit including smoothing capacitors 31 and 32. An AC power supply 34 is connected to an input terminal of the rectifier circuit 30 via a reactor 33 in series. The output terminal of the rectifier circuit 30 has two DC power supply lines 35a and 35b.
Are connected, and smoothing capacitors 31, 32 are connected between them.
Are connected in series. These smoothing capacitors 31,
The common connection point of 32 is connected to one of the input terminals of the rectifier circuit 30.

【0024】2本の直流電源線35a,35b間には、
インバータ回路28が接続されている。インバータ回路
28は、三相ブリッジ接続された6個のIGBT36a
〜36fと、それぞれに並列に接続されたフリーホイー
ルダイオード37とから構成される。インバータ回路2
8の3つの出力端子38〜40は、洗濯機モータ10固
定子10aにおける三相の固定子巻線10u、10v、
10wの各端子に接続されている。
Between the two DC power supply lines 35a and 35b,
The inverter circuit 28 is connected. The inverter circuit 28 includes six IGBTs 36a connected in a three-phase bridge.
.About.36f and a freewheel diode 37 connected in parallel with each other. Inverter circuit 2
The three output terminals 38 to 40 of No. 8 are three-phase stator windings 10u, 10v in the washing machine motor 10 stator 10a.
It is connected to each terminal of 10w.

【0025】IGBT36a〜36fの各ゲートは、フ
ォトカプラを介して駆動信号を与える駆動回路29に接
続されている。駆動回路29は、前記PWM回路19a
に接続され、そのPWM回路19aからPWM信号が与
えられる。制御回路19は、マイクロコンピュータを主
体として構成されるもので、ROM、RAMなどを備え
ている。さらに、この制御回路19には、前記水位セン
サ16が接続されている。
The respective gates of the IGBTs 36a to 36f are connected to a drive circuit 29 which gives a drive signal via a photo coupler. The drive circuit 29 is the PWM circuit 19a.
And a PWM signal is given from the PWM circuit 19a. The control circuit 19 is mainly composed of a microcomputer and includes a ROM, a RAM and the like. Further, the water level sensor 16 is connected to the control circuit 19.

【0026】前記制御回路19は、各永久磁石10cの
磁極位置を逐次検出して、各相巻線10u、10v、1
0wに対して、図6のような疑似正弦波電圧の通電波形
Du、Dv、Dwを作成するために、PWM制御を行な
う。例えば、U相について、図7を参照して述べる。す
なわち、キャリア信号Scと制御信号Vsinとから同
図(b)に示すPWM信号を発生し、このPWM信号と
等価のPWM電圧がU相巻線10uに印加される疑似正
弦波の印加電圧Du、Dv、Dwとなる。この場合上記
制御信号Vsinの振幅を代えることにより、印加電圧
の実効値が変化する。
The control circuit 19 sequentially detects the magnetic pole positions of the permanent magnets 10c, and the phase windings 10u, 10v, 1
For 0w, PWM control is performed in order to create the energization waveforms Du, Dv, Dw of the pseudo sine wave voltage as shown in FIG. For example, the U phase will be described with reference to FIG. 7. That is, a PWM signal shown in FIG. 1B is generated from the carrier signal Sc and the control signal Vsin, and a PWM voltage equivalent to this PWM signal is applied to the U-phase winding 10u in a pseudo sinusoidal applied voltage Du, Dv and Dw. In this case, the effective value of the applied voltage changes by changing the amplitude of the control signal Vsin.

【0027】さて、前記制御回路19における制御手段
としての機能について図8のフローチャートを参照して
説明する。例えば、このフローチャートのステップS1
〜ステップS3に示す制御は、洗い運転あるいは脱水運
転に先だって行われる。ステップS1においては、固定
子巻線10u、10v、10wに、予め定められた起動
パターンのPWM制御により通電して洗濯機モータ10
を起動し、定速制御する。この定速制御は、次のように
して行う。この場合永久磁石10cの数を「n」(偶
数)とすると、図9に示すように、ホールIC24の出
力電圧が例えば電圧V0(磁束密度「0」相当)となる
ことを制御回路19で検出し、この検出回数をカウント
する。その検出回数がモータ1回転の規定所要時間で
「n+1」(「1」カウント開始から「n+1」カウン
トで1回転)となるようにPWM制御する。これにより
定速制御がなされる。
Now, the function of the control circuit 19 as the control means will be described with reference to the flowchart of FIG. For example, step S1 of this flowchart
The control shown in step S3 is performed prior to the washing operation or the dehydration operation. In step S1, the stator windings 10u, 10v, and 10w are energized by PWM control of a predetermined starting pattern to wash the washing machine motor 10
Start and control at a constant speed. This constant speed control is performed as follows. In this case, assuming that the number of permanent magnets 10c is "n" (even number), the control circuit 19 detects that the output voltage of the Hall IC 24 becomes the voltage V0 (corresponding to the magnetic flux density "0") as shown in FIG. Then, the number of times of detection is counted. PWM control is performed so that the number of detection times becomes “n + 1” (one rotation at “n + 1” counts from the start of “1” count) in the specified required time for one rotation of the motor. As a result, constant speed control is performed.

【0028】次のステップS2では、所定電圧V0の任
意の発生タイミングを最初のカウント値「1」としてカ
ウントして始点を設定する。そのカウント値が「n」と
なったところで、その次のカウント値を「1」とするこ
とにより、各カウント値と対応する永久磁石10cとが
常に対応する。さらにこのステップS2では、1回転分
の各永久磁石10cの磁束密度分布の基準パターンを検
出する。これは、次のようにして検出する。
In the next step S2, the arbitrary generation timing of the predetermined voltage V0 is counted as the first count value "1" and the starting point is set. When the count value becomes "n", the next count value is set to "1" so that each count value and the corresponding permanent magnet 10c always correspond to each other. Further, in this step S2, the reference pattern of the magnetic flux density distribution of each permanent magnet 10c for one rotation is detected. This is detected as follows.

【0029】図9に示すように、上記「1」カウント時
点(1番目の永久磁石)から、(1)〜(6)のタイミ
ング(時間的に均等)での磁束密度Φ(「1」−
(1))〜Φ(「1」−(6))を測定して、それぞれ
記憶し、以下、同様に、「2」〜「n」カウント時点か
ら(1)〜(6)のタイミングでの磁束密度Φ(「2」
−(1))〜Φ(「n」−(6))までを測定して、そ
れぞれ記憶する。これにより、各永久磁石10cの個々
の磁束密度分布も検出できる。
As shown in FIG. 9, the magnetic flux density Φ (“1” − at the timings (1) to (6) (temporally equal) from the “1” count time point (first permanent magnet).
(1)) to Φ (“1”-(6)) are measured and stored respectively, and thereafter, similarly, at the timings of (1) to (6) from the “2” to “n” count time points. Magnetic flux density Φ (“2”
-(1)) to Φ ("n"-(6)) are measured and stored. Thereby, the individual magnetic flux density distribution of each permanent magnet 10c can also be detected.

【0030】そして、「1」、「3」、…「n−1」の
(1)のタイミングの磁束密度の測定値を合計してこれ
を(n/2)で除して平均値を求めて(1)のタイミン
グの磁束密度の平均値を求め、同様に、(2)〜(6)
のタイミングの磁束密度の平均値を求める。さらに、
「2」、「4」、…「n」の(1)のタイミングの磁束
密度の測定値を合計してこれを(n/2)で除して平均
値を求め、同様に(2)〜(6)のタイミングの磁束密
度の平均値を求める。このようにして、次の(2)〜
(6)のタイミングの磁束密度測定値の平均値を求め
る。なお、磁束密度測定タイミングは永久磁石1つにつ
き便宜上(1)〜(6)のタイミングとしているが、実
際にはもっと多数のタイミングである。これによって、
図10に示すように磁束密度分布の基準パターンΦkが
形成される(記憶される)。
Then, the measured values of the magnetic flux density at the timing (1) of "1", "3", ... "N-1" are summed and divided by (n / 2) to obtain an average value. Then, the average value of the magnetic flux density at the timing of (1) is obtained, and similarly, (2) to (6)
The average value of the magnetic flux density at the timing is calculated. further,
The measured values of the magnetic flux densities at the timings of (1) of "2", "4", ... "N" are summed and divided by (n / 2) to obtain an average value. The average value of the magnetic flux density at the timing of (6) is calculated. In this way, the following (2)-
The average value of the magnetic flux density measurement values at the timing of (6) is calculated. The magnetic flux density measurement timing is set to the timings (1) to (6) for each permanent magnet for convenience, but it is actually a larger number. by this,
As shown in FIG. 10, the reference pattern Φk of the magnetic flux density distribution is formed (stored).

【0031】次のステップS3では、前記「1」〜
「n」の各(1)〜(6)のタイミングで基準パターン
Φkに対して各永久磁石10cの磁束密度分布の差(磁
束密度差Φs)を検出し、これにて位相差θsも求める
ことが可能となる。そして、その差に応じて前記PWM
のデューティー比を変更する。例えば、基準パターンΦ
kに対して検出された磁束密度が小さい部分では、PW
Mのオンデューティー比を大きくし、また、検出された
磁束密度分布の位相が進んでいる時には、早めに転流す
るなどの制御を行い、この場合は、ほぼ、各相巻線10
u、10v、10wc対する印加電圧がほぼ疑似正弦波
電圧の通電波形Du、Dv、Dwとなるように制御して
いる(図6参照)。この場合、脱水開始から終了までを
図6に示すような疑似正弦波形をキープしながら速度制
御などを行うものである。
In the next step S3, "1"-
At each timing (1) to (6) of "n", the difference in the magnetic flux density distribution (magnetic flux density difference Φs) of each permanent magnet 10c with respect to the reference pattern Φk is detected, and the phase difference θs is also obtained. Is possible. Then, according to the difference, the PWM
Change the duty ratio of. For example, the reference pattern Φ
In the part where the magnetic flux density detected for k is small, PW
The on-duty ratio of M is increased, and when the detected phase of the magnetic flux density distribution is advanced, control such as early commutation is performed.
The applied voltages to u, 10v, and 10wc are controlled so as to be substantially the conduction waveforms Du, Dv, and Dw of the pseudo sine wave voltage (see FIG. 6). In this case, speed control and the like are performed while keeping the pseudo sine waveform as shown in FIG. 6 from the start to the end of dehydration.

【0032】このような本実施例によれば、磁束密度に
応じた電圧を出力するアナログ出力形のホールIC24
により、各永久磁石10cの位置および磁束密度分布を
検出することができ、これにて、位置検出のみならず永
久磁石10cの取付位置の誤差や磁極強度のばらつきを
検出することが可能で、これら永久磁石10cの取付位
置の誤差や磁極強度のばらつきを考慮した給電制御が可
能となり、モータ特性の向上に寄与できるようになる。
According to the present embodiment as described above, the analog output type Hall IC 24 that outputs a voltage according to the magnetic flux density is used.
With this, it is possible to detect the position and magnetic flux density distribution of each permanent magnet 10c, and thus it is possible to detect not only the position detection but also the error in the mounting position of the permanent magnet 10c and the variation in magnetic pole strength. It is possible to perform power supply control in consideration of an error in the mounting position of the permanent magnet 10c and variations in magnetic pole strength, which contributes to improvement of motor characteristics.

【0033】また、本実施例によれば、ホールIC24
の出力と、永久磁石10cの磁束密度分布について基準
パターンとの差を検出し、この検出結果に基づいて各相
固定子巻線10u、10v、10wへの給電制御を行う
ようにしたから、永久磁石10cの取付位置の誤差や磁
極強度のばらつきの有無や大きさを検出することができ
る。特に、回転子1回転分のホールIC24の出力から
永久磁石10cの磁束密度分布を検出して基準パターン
を形成するから、モータ個々に応じた基準パターンを得
ることができる。ただし、この基準パターンは制御回路
19に予め記憶させておいても良い。
Further, according to this embodiment, the Hall IC 24
Is detected and the difference between the magnetic flux density distribution of the permanent magnet 10c and the reference pattern is detected, and the power supply to the stator windings 10u, 10v, 10w of each phase is controlled based on the detection result. It is possible to detect whether or not there is an error in the mounting position of the magnet 10c, variation in magnetic pole strength, and the size. In particular, since the magnetic flux density distribution of the permanent magnet 10c is detected from the output of the Hall IC 24 for one rotation of the rotor to form the reference pattern, it is possible to obtain the reference pattern according to each motor. However, this reference pattern may be stored in the control circuit 19 in advance.

【0034】図11は本発明の第2の実施例を示してお
り、この実施例においては、制御部が、各相巻線10u
(10v、10w)に印加する疑似電圧の印加電圧パタ
ーンとして、同図(a)で示すパターンP1、(b)で
示すパターンP2、(c)で示すパターンP3を有し、
低速域でパターンP1となるように制御し、中速域でパ
ターンP2となるように制御し、高速域でパターンP3
となるように制御してもよい。これによれば、複数のモ
ータ駆動パターンが得られ、回転速度や負荷トルクに応
じた制御が可能となる。この場合、回転槽6の回転上昇
がスムーズに行われる。
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the control unit controls each phase winding 10u.
As the applied voltage pattern of the pseudo voltage applied to (10v, 10w), there are a pattern P1 shown in (a), a pattern P2 shown in (b), and a pattern P3 shown in (c),
The pattern P1 is controlled in the low speed range, the pattern P2 is controlled in the medium speed range, and the pattern P3 is controlled in the high speed range.
You may control so that it may become. According to this, a plurality of motor drive patterns can be obtained, and control according to the rotation speed and the load torque becomes possible. In this case, the rotation of the rotary tank 6 is smoothly increased.

【0035】図12は本発明の第3の実施例を示してお
り、この実施例においては、ホールIC24を、永久磁
石10cの回転面10i及び10jのうち固定子10a
と反対側となる回転面10jと対向するように設けたと
ころに特徴を有する。これによれば、ホールIC24の
出力に、固定子巻線10u、10v、10wが形成する
界磁の影響が出ないようにでき、給電制御が正確に行わ
れるようになる。
FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the Hall IC 24 is used as the stator 10a of the rotating surfaces 10i and 10j of the permanent magnet 10c.
It is characterized in that it is provided so as to face the rotation surface 10j on the opposite side. According to this, it is possible to prevent the output of the Hall IC 24 from being influenced by the field formed by the stator windings 10u, 10v, and 10w, and the power feeding control can be accurately performed.

【0036】なお、上記実施例では、本発明を洗濯機の
モータの駆動制御装置に適用して説明したが、これ以
外、例えば乾燥機などのモータの駆動制御装置などにも
適用しても良い。また、上記実施例では、3相巻線を備
えたブラシレスモータを例示したが、これは単相巻線で
も良い。その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で種
々変更して実施できるものである。
In the above embodiment, the present invention is applied to the drive control device for the motor of the washing machine, but other than this, it may be applied to the drive control device for the motor of the dryer, for example. . Further, in the above-mentioned embodiment, the brushless motor provided with the three-phase winding is exemplified, but this may be a single-phase winding. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、位置検出手段の個数を少なくでき、また、位置検出
のみならず永久磁石の取付位置の誤差や磁極強度のばら
つきを検出することが可能で、これら永久磁石の取付位
置の誤差や磁極強度のばらつきを考慮した給電制御が可
能となり、モータ特性の向上に寄与できる。
As is apparent from the above description, the present invention can reduce the number of position detecting means, and can detect not only the position detection but also the error of the mounting position of the permanent magnet and the variation of the magnetic pole strength. This makes it possible to perform power supply control in consideration of errors in the mounting positions of these permanent magnets and variations in magnetic pole strength, which contributes to improvement of motor characteristics.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す電気的構成図FIG. 1 is an electrical configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】洗濯機の縦断側面図[Figure 2] Vertical side view of the washing machine

【図3】ホールICの回路図FIG. 3 Circuit diagram of Hall IC

【図4】ホールICの出力特性図[Figure 4] Hall IC output characteristic diagram

【図5】固定子及び回転子を展開して示す図FIG. 5 is a diagram showing a stator and a rotor in an expanded state

【図6】巻線への印加電圧を示す図FIG. 6 is a diagram showing a voltage applied to a winding.

【図7】PWM制御を説明するための波形図FIG. 7 is a waveform diagram for explaining PWM control.

【図8】制御回路の制御内容を示すフローチャートFIG. 8 is a flowchart showing the control contents of the control circuit.

【図9】基準パターン形成の様子を説明するためのホー
ルICの出力波形図
FIG. 9 is an output waveform diagram of a Hall IC for explaining how a reference pattern is formed.

【図10】基準パターンと、検出された磁束密度との差
を説明するための波形図
FIG. 10 is a waveform diagram for explaining the difference between the reference pattern and the detected magnetic flux density.

【図11】本発明の第2の実施例を示す印加電圧パター
ンの波形図
FIG. 11 is a waveform diagram of an applied voltage pattern showing a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施例を示す図5相当図FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 5 showing a third embodiment of the present invention.

【図13】従来例を示す図1相当図FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.

【図14】位置検出と巻線への印加電圧との関係を示す
波形図
FIG. 14 is a waveform diagram showing the relationship between the position detection and the voltage applied to the winding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6は回転槽、8は撹拌体、10は洗濯機モータ(ブラシ
レスモータ)、10aは固定子、10bは回転子、10
cは永久磁石、10u、10v、10wは固定子巻線、
19は制御回路(制御部)、23は駆動制御装置、24
はホールIC、27は直流電源回路、28はインバータ
回路を示す。
6 is a rotary tub, 8 is a stirrer, 10 is a washing machine motor (brushless motor), 10a is a stator, 10b is a rotor, 10
c is a permanent magnet, 10u, 10v, 10w are stator windings,
Reference numeral 19 is a control circuit (control unit), 23 is a drive control device, 24
Is a Hall IC, 27 is a DC power supply circuit, and 28 is an inverter circuit.

フロントページの続き Fターム(参考) 5H019 AA03 AA09 BB01 BB05 BB13 BB20 BB24 CC04 CC06 DD01 5H560 AA10 BB04 BB07 BB12 DA03 DA17 DC07 DC13 EB01 EB05 EC10 JJ15 RR01 SS07 TT07 UA06 XA01 XA12 Continued front page    F term (reference) 5H019 AA03 AA09 BB01 BB05 BB13                       BB20 BB24 CC04 CC06 DD01                 5H560 AA10 BB04 BB07 BB12 DA03                       DA17 DC07 DC13 EB01 EB05                       EC10 JJ15 RR01 SS07 TT07                       UA06 XA01 XA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 永久磁石回転子及び単相あるいは複数相
の固定子巻線を備えたブラシレスモータを駆動制御する
ものにおいて、前記永久磁石の位置を検出する位置検出
手段として、磁束密度に応じた電圧を出力するアナログ
出力形のホールICを一つ有し、各相固定子巻線への給
電制御を前記ホールICの出力に基づいて行う制御部を
設けてなることを特徴とするブラシレスモータの駆動制
御装置。
1. In a drive control of a brushless motor having a permanent magnet rotor and a single-phase or multi-phase stator winding, the position detection means for detecting the position of the permanent magnet is based on the magnetic flux density. A brushless motor having one analog output type Hall IC that outputs a voltage, and a control unit that controls power supply to each phase stator winding based on the output of the Hall IC. Drive controller.
【請求項2】 制御部は、永久磁石の磁束密度分布につ
いて基準パターンを有し、ホールICの出力とこの基準
パターンとの差を検出し、この検出結果に基づいて各相
固定子巻線への給電制御を行うようになっていることを
特徴とする請求項1記載のブラシレスモータの駆動制御
装置。
2. The control unit has a reference pattern for the magnetic flux density distribution of the permanent magnets, detects the difference between the output of the Hall IC and this reference pattern, and based on this detection result, sends to each phase stator winding. 2. The drive control device for a brushless motor according to claim 1, wherein the power supply control is performed.
【請求項3】 制御部は、回転子1回転分のホールIC
の出力から永久磁石の磁束密度分布を検出して基準パタ
ーンを形成するようになっていることを特徴とする請求
項2記載のブラシレスモータの駆動制御装置。
3. The control unit is a Hall IC for one rotation of the rotor.
3. The drive control device for the brushless motor according to claim 2, wherein the reference pattern is formed by detecting the magnetic flux density distribution of the permanent magnets from the output of FIG.
【請求項4】 制御部は、各相固定子巻線への印加電圧
パターンを複数有し、アナログ出力形のホールICの出
力に基づいて各印加電圧パターンとなるように各相固定
子巻線への給電制御を行うようになっていることを特徴
とする請求項1ないし3記載のブラシレスモータの駆動
制御装置。
4. The control section has a plurality of applied voltage patterns to each phase stator winding, and each phase stator winding is set so that each applied voltage pattern is based on the output of an analog output type Hall IC. The drive control device for the brushless motor according to claim 1, wherein power supply to the brushless motor is controlled.
【請求項5】 ホールICは、永久磁石の回転面のうち
固定子巻線と反対側となる回転面と対向するように設け
たことを特徴とする請求項1ないし5記載のブラシレス
モータの駆動制御装置。
5. The brushless motor drive according to claim 1, wherein the Hall IC is provided so as to face a rotating surface of the rotating surface of the permanent magnet opposite to the stator winding. Control device.
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