JP2003319689A - Motor controller - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレス直流モ
ータの回転状態を制御するモータ制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device for controlling the rotating state of a brushless DC motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、空気調和機の室外機のファン
駆動用として、ブラシレス直流モータ(以下、モータと
いう)が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a brushless DC motor (hereinafter referred to as a motor) has been used for driving a fan of an outdoor unit of an air conditioner.
【0003】このようなモータの回転を制御するモータ
制御装置は、所定の回転速度に対応するデューティを有
するPWMパルス波を発生するPWM(パルス幅変調)
発生回路と、このPWMパルス波に基づいてゲートドラ
イブ信号を発生するゲートドライブ回路と、ゲートドラ
イブ信号に基づいて、電源電圧を前記PWMパルス波の
デューティに対応して変調された駆動信号を発生してモ
ータに出力するインバータ回路とを含んで構成されてい
る。A motor control device for controlling the rotation of such a motor generates a PWM pulse wave having a duty corresponding to a predetermined rotation speed PWM (pulse width modulation).
A generation circuit, a gate drive circuit that generates a gate drive signal based on the PWM pulse wave, and a drive signal that is generated by modulating the power supply voltage according to the duty of the PWM pulse wave based on the gate drive signal. And an inverter circuit for outputting to a motor.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のモータ制御装置
では、モータの起動時には、図5に示されるように、定
常回転速度に対応する基準デューティのPWMパルス波
を発生し、モータを駆動する。In the conventional motor control device, when the motor is started, as shown in FIG. 5, a PWM pulse wave having a reference duty corresponding to a steady rotation speed is generated to drive the motor.
【0005】しかし、モータの起動時に前記基準デュー
ティでモータを駆動するため、モータは直ちに回転を開
始するが、その際、急激な起動の反作用でモータに比較
的大きな振動が発生する。However, since the motor is driven at the reference duty when the motor is started, the motor immediately starts to rotate, but at that time, a relatively large vibration is generated in the motor due to the reaction of the sudden start.
【0006】これにより、騒音が増大すると共に、その
振動によって、モータの取り付け部位に大きな負荷が加
わり、取付け部位の強度が経時的に低下し、騒音が増大
する。As a result, the noise is increased, and a large load is applied to the mounting portion of the motor due to the vibration, and the strength of the mounting portion is decreased over time, and the noise is increased.
【0007】このような不具合を防止しようとすると、
取付け部位の強度を増大する仕様が必要になり、構成の
大型化や部品点数の増大を招くことになる。In order to prevent such a problem,
A specification for increasing the strength of the mounting portion is required, which leads to an increase in the size of the configuration and an increase in the number of parts.
【0008】また、モータが外部負荷などによりロック
した状態で起動しようとすると、起動後にロック状態が
検知され、駆動信号の出力が停止されてモータ停止処理
がなされる。その後にモータが再度起動される。Further, when the motor is started in a state of being locked by an external load or the like, the locked state is detected after the start, the output of the drive signal is stopped, and the motor stop process is performed. After that, the motor is restarted.
【0009】従って、図6に示されるように、起動、モ
ータロック、駆動信号出力停止、モータ停止の処理が繰
り返されることになり、この点でもモータの振動が増大
するという不具合を生じる。Therefore, as shown in FIG. 6, the processes of start-up, motor lock, drive signal output stop, and motor stop are repeated, which also causes a problem that the vibration of the motor increases.
【0010】本発明は上記問題点を解決すべくなされた
ものであり、その目的は、モータが発生する振動を格段
に低減することができるモータ制御装置を提供すること
である。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a motor control device capable of significantly reducing the vibration generated by the motor.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のモータ
の制御装置は、パルス幅変調方式の駆動信号をモータに
出力してモータの回転状態を制御し、モータ起動時に
は、デューティが漸増する駆動信号をモータへ出力して
モータを起動させる。According to a first aspect of the present invention, a motor control device outputs a pulse width modulation type drive signal to a motor to control the rotation state of the motor. When the motor is started, the duty is gradually increased. The drive signal is output to the motor to start the motor.
【0012】請求項2に記載のモータの制御装置は、パ
ルス幅変調方式の駆動信号をモータに出力してモータの
回転状態を制御し、駆動信号のデューティが予め定める
基準レベルを超えたことを検出すると、デューティが漸
減する駆動信号をモータに出力してモータの回転を停止
させる。A motor control device according to a second aspect of the present invention outputs a pulse width modulation type drive signal to the motor to control the rotation state of the motor, and detects that the duty of the drive signal exceeds a predetermined reference level. When detected, the drive signal whose duty is gradually reduced is output to the motor to stop the rotation of the motor.
【0013】[0013]
【作 用】請求項1に記載のモータ制御装置では、モー
タ起動時には、デューティが漸増する駆動信号をモータ
へ出力してモータを起動させるので、モータが停止状態
から急激に回転を開始する事態が防止され、モータ起動
時における振動を可及的に抑制することができる。[Operation] In the motor control device according to the first aspect, when the motor is started, the drive signal for which the duty is gradually increased is output to the motor to start the motor, so that the motor may suddenly start rotating from the stopped state. Therefore, the vibration at the time of starting the motor can be suppressed as much as possible.
【0014】請求項2に記載のモータ制御装置は、駆動
信号のデューティが予め定める基準レベルを超えたこと
を検出すると、デューティが漸減する駆動信号をモータ
に出力してモータの回転を停止させる。When the motor control device according to the second aspect detects that the duty of the drive signal exceeds a predetermined reference level, the motor control device outputs a drive signal whose duty is gradually reduced to the motor to stop the rotation of the motor.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、図1〜図4
を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION One embodiment of the present invention is shown in FIGS.
Will be described with reference to.
【0016】(1)モータ制御装置2の電気的構成
以下、図1を参照して、モータ制御装置2の電気的構成
について説明する。(1) Electrical Configuration of Motor Control Device 2 The electrical configuration of the motor control device 2 will be described below with reference to FIG.
【0017】ブラシレス直流モータ(以下、モータとい
う)1は、一例として三相モータであり、u相、v相、
w相のコイル3、4、5を有している。このモータ1に
は、各相の磁極変化を検出するためにホール素子からな
る磁極検出素子6が設けられ、位置信号SPを出力す
る。A brushless DC motor (hereinafter referred to as a motor) 1 is, for example, a three-phase motor and includes u-phase, v-phase,
It has w-phase coils 3, 4, and 5. The motor 1 is provided with a magnetic pole detection element 6 composed of a Hall element for detecting a magnetic pole change of each phase, and outputs a position signal SP.
【0018】モータ制御装置2は、モータ1に駆動信号
を供給するインバータ回路7と制御部8を備えている。
インバータ回路7には電源ライン9を介して電源電圧V
mが供給され、制御部8には、電源ライン9からの電源
電圧がレギュレータ回路10を介して安定化された電源
電圧が供給されている。The motor controller 2 comprises an inverter circuit 7 for supplying a drive signal to the motor 1 and a controller 8.
A power supply voltage V is supplied to the inverter circuit 7 via a power supply line 9.
m is supplied, and the power supply voltage from the power supply line 9 is supplied to the control unit 8 via the regulator circuit 10.
【0019】磁極検出素子6からの位置信号SPは、マ
イクロコンピュータよりなる制御部8に入力され、各相
毎の位置信号SPの波形が合成されて、各相毎の位置信
号SPの位相や周期、また相互の位相差や位相の進行方
向が検出され、モータ1の回転速度、回転位置などが演
算される。The position signal SP from the magnetic pole detecting element 6 is input to the control unit 8 composed of a microcomputer, and the waveforms of the position signal SP for each phase are combined to form the phase and cycle of the position signal SP for each phase. Further, the mutual phase difference and the traveling direction of the phase are detected, and the rotation speed and the rotation position of the motor 1 are calculated.
【0020】インバータ回路7には接地電位との間に過
電流検出回路11が接続され、過電流検出回路11の出
力が過電流保護回路12で検出されて、制御部8に過電
流検出信号が出力される。制御部8には過電圧保護回路
13も接続されている。制御部8には、外部制御機器な
どから供給されるスタート/ストップ信号Vsと、設計
回転速度に対応する速度指令信号とが入力されている。An overcurrent detection circuit 11 is connected between the inverter circuit 7 and the ground potential, the output of the overcurrent detection circuit 11 is detected by the overcurrent protection circuit 12, and an overcurrent detection signal is sent to the control unit 8. Is output. An overvoltage protection circuit 13 is also connected to the control unit 8. A start / stop signal Vs supplied from an external control device and a speed command signal corresponding to the design rotation speed are input to the control unit 8.
【0021】制御部8には、所定の回転速度に対応する
デューティを有するPWMパルス波を発生するPWM発
生回路(図示せず)と、このPWMパルス波に基づいて
通電信号を発生するゲートドライブ回路(図示せず)と
が含まれている。通電信号は、インバータ回路7に入力
され、インバータ回路7に含まれているパワートランジ
スタなどのスイッチング素子をオン/オフ制御する。The control unit 8 includes a PWM generator circuit (not shown) for generating a PWM pulse wave having a duty corresponding to a predetermined rotation speed, and a gate drive circuit for generating an energization signal based on the PWM pulse wave. (Not shown) are included. The energization signal is input to the inverter circuit 7 to control on / off of a switching element such as a power transistor included in the inverter circuit 7.
【0022】また、制御部8は、磁極検出素子6からの
位置信号SPと、速度指令信号とから、位置信号SPに
よって算出されたモータ1の回転速度と速度指令信号で
指示される設計回転速度との偏差を解消するように、モ
ータ1の回転速度に関してサーボ制御を行っている。Further, the control section 8 uses the position signal SP from the magnetic pole detecting element 6 and the speed command signal to rotate the motor 1 calculated by the position signal SP and the design rotation speed instructed by the speed command signal. Servo control is performed on the rotation speed of the motor 1 so as to eliminate the deviation from
【0023】(2)モータ制御装置2の動作内容
以下、図2〜図4を併せて参照して、モータ制御装置2
の動作について説明する。(2) Operation content of the motor control device 2 Referring to FIGS. 2 to 4 together, the motor control device 2 will be described below.
The operation of will be described.
【0024】図2のステップa1で制御部8は、前記ス
タート/ストップ信号Vsで駆動指令信号が入力されて
いるかどうかを待機する。この判断が肯定になると、ス
テップa2で、制御部8は磁極検出素子6からの位置信
号SPを読み取って、モータ1の回転速度と回転位置と
を検出する。In step a1 of FIG. 2, the control unit 8 waits for the start / stop signal Vs to input a drive command signal. When this determination is affirmative, the control unit 8 reads the position signal SP from the magnetic pole detection element 6 and detects the rotation speed and the rotation position of the motor 1 in step a2.
【0025】ステップa3では、制御部8は、インバー
タ回路7に、図3に示される予め定める比較的低いディ
ーティD1の通電信号を出力する。At step a3, the controller 8 outputs to the inverter circuit 7 a predetermined relatively low energization signal of the duty D1 shown in FIG.
【0026】この後、ステップa4でモータ1がロック
状態であるかどうかが判断される。この判断は、通電信
号に変化がない状態で、前記サーボ制御による駆動信号
のデューティが、予め定める基準レベルであるロック基
準デューティを超える場合にロック状態と判断するもの
である。この判断が否定である場合は、前記ステップa
1〜ステップa4のモータ回転処理を繰り返す。Thereafter, in step a4, it is determined whether the motor 1 is in the locked state. This determination is to determine the locked state when the duty of the drive signal under the servo control exceeds a lock reference duty that is a predetermined reference level while the energization signal remains unchanged. If this determination is negative, then step a
The motor rotation process from 1 to step a4 is repeated.
【0027】ここで、本実施例では、モータ回転処理、
特に、ステップa3〜ステップa4の進行時に、周期t
0で周期的にタイマ割込みを実行する。割込みによって
実行される処理はステップa5〜ステップa7に示され
ている。ステップa5では、現在のデューティが速度指
令信号に対応するデューティ指令値を超えているかどう
かが判断される。この判断が否定であれば、ステップa
6でデューティが、例として前記デューティD1だけ増
加され、この割込み処理は終了し、処理はメイン処理に
戻る。以下、ステップa5の判断が否定である限り、ス
テップa1〜ステップa6の処理が繰り返され、デュー
ティは図3の期間T1に示されるように、漸増する。Here, in this embodiment, the motor rotation processing,
Particularly, when the steps a3 to a4 proceed, the cycle t
When 0, the timer interrupt is executed periodically. The processing executed by the interrupt is shown in steps a5 to a7. At step a5, it is determined whether or not the current duty exceeds the duty command value corresponding to the speed command signal. If this judgment is negative, step a
In 6, the duty is increased by the duty D1 as an example, the interrupt processing ends, and the processing returns to the main processing. Hereinafter, as long as the determination in step a5 is negative, the processing in steps a1 to a6 is repeated, and the duty gradually increases as shown in the period T1 in FIG.
【0028】ステップa5で判断が肯定になると、前記
デューティは速度指令信号に対応するデューティ指令値
に到達していることになり、ステップa7に処理が移っ
て、例として前記デューティD1だけ減少されてこの割
込み処理は終了し、処理はメイン処理に戻る。以下、ス
テップa5の判断が肯定である限り、ステップa1〜ス
テップa7の処理が繰り返され、デューティは図3の期
間T2に示されるように、漸減する。When the determination is affirmative in step a5, it means that the duty has reached the duty command value corresponding to the speed command signal, and the process moves to step a7, in which the duty D1 is decreased as an example. This interrupt processing ends, and the processing returns to the main processing. Hereinafter, as long as the determination in step a5 is affirmative, the processing in steps a1 to a7 is repeated, and the duty is gradually reduced as shown in the period T2 in FIG.
【0029】このようにして、モータ1は緩やかに増大
する変化態様のデューティで起動され、所定のデューテ
ィ指令値に到達すると、そのデューティを維持するサー
ボ制御が実行される。なお、デューティD1、周期t0
は、制御部8に予め記憶されておく。In this way, the motor 1 is started with the duty of the changing mode that gradually increases, and when the predetermined duty command value is reached, the servo control for maintaining the duty is executed. Note that the duty D1 and the cycle t0
Are stored in the control unit 8 in advance.
【0030】ここで、前記ステップa4でモータ1がロ
ック状態であることが判断されると、処理はステップa
8に移り、デューティが、例として前記デューティD1
だけ減少される。ステップa9では予め定める一定時間
だけ待機し、ステップa10では、デューティが0にな
ったかどうかが判断される。この判断が否定であれば、
ステップa8〜ステップa10の処理が繰り返され、デ
ューティが0になるまで継続される。ステップa10で
デューティが0になるとモータ1が停止されたことにな
る。モータ1が停止したことが判断されると、モータ1
が再起動される。If it is determined in step a4 that the motor 1 is in the locked state, the process proceeds to step a.
8, the duty is the duty D1 as an example.
Is reduced only. In step a9, a predetermined fixed time is waited, and in step a10, it is judged whether the duty becomes 0 or not. If this judgment is negative,
The processes of steps a8 to a10 are repeated until the duty becomes 0. When the duty becomes 0 in step a10, the motor 1 is stopped. When it is determined that the motor 1 has stopped, the motor 1
Will be restarted.
【0031】ここで、モータ1のロック状態が継続して
いるのであれば、モータ1は、図4に示されるように、
前述した緩やかな起動、緩やかな停止を繰り返す。If the motor 1 continues to be in the locked state, the motor 1 is, as shown in FIG.
The above-described gentle start and gentle stop are repeated.
【0032】本実施例では、モータ1の起動時には、デ
ューティを漸増させる通電態様でモータ1の回転速度を
増大させるようにした。これにより、モータ1の起動時
に、モータ1が急激に回転を開始する事態が防止され
る。従って、起動時において、モータ1に比較的大きな
振動が発生する事態が防止され、騒音の抑制と、振動に
よるモータの取り付け部位へ大きな負荷が加わる事態が
防止される。また、騒音の抑制を図ることができると共
に、取付け部位の強度を増大する必要が解消され、構成
の小型化、部品点数の削減を図ることができる。In the present embodiment, when the motor 1 is started, the rotation speed of the motor 1 is increased in an energization mode in which the duty is gradually increased. This prevents the motor 1 from suddenly starting to rotate when the motor 1 is started. Therefore, a relatively large vibration is prevented from being generated in the motor 1 at the time of start-up, noise is suppressed, and a large load is applied to the mounting portion of the motor due to the vibration. In addition, it is possible to suppress noise, eliminate the need to increase the strength of the attachment site, reduce the size of the configuration, and reduce the number of parts.
【0033】また、本実施例では、駆動信号のデューテ
ィが前記ロック基準デューティを超えたことを検出する
と、モータ1がロック状態と判断して、デューティが漸
減する駆動信号をモータ1に出力して、モータ1の回転
を停止させるようにした。Further, in this embodiment, when it is detected that the duty of the drive signal exceeds the lock reference duty, the motor 1 is judged to be in the locked state, and the drive signal whose duty is gradually reduced is output to the motor 1. The rotation of the motor 1 is stopped.
【0034】これにより、モータ1がロック状態で起動
しようとしたり、回転中にロックしてロック状態が回復
しない状態などの場合、モータ1が起動トルクが加わっ
た状態から急激に出力停止状態になったり、回転中の状
態から急激に出力停止状態になり、その後、起動処理が
行われて、このサイクルが繰り返される事態が防止され
る。これによってもモータ1の振動を可及的に抑制する
ことができる。As a result, when the motor 1 tries to start in the locked state, or when the motor 1 is locked during rotation and the locked state is not recovered, the motor 1 suddenly goes into an output stop state from the state where the starting torque is applied. Alternatively, it is possible to prevent a situation in which the output is suddenly changed from the rotating state and then the starting process is performed to repeat this cycle. This also makes it possible to suppress the vibration of the motor 1 as much as possible.
【0035】(変更例)前記ステップa6、ステップa
7、ステップa8などにおけるデューティの減少分或い
は増加分は、前記実施例におけるように、同一の変化量
D1に限らず、ぞれぞれ相互に異なる値などが適宜選ば
れる。(Modification) Steps a6 and a
The amount of decrease or increase of the duty in step 7, step a8, etc. is not limited to the same change amount D1 as in the above-described embodiment, but different values may be appropriately selected.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載のモータ
制御装置によれば、モータ起動時には、デューティが漸
増する駆動信号をモータへ出力してモータを起動させる
ので、モータ起動時における振動を可及的に抑制して、
騒音の抑制を図ることができる。また、振動の抑制によ
り、モータの機構部分の機械的強度を抑制することがで
き、構成の小型化、部品点数の削減を図ることができ
る。As described above, according to the motor control device of the first aspect, at the time of starting the motor, the drive signal whose duty is gradually increased is output to the motor to start the motor. As much as possible,
Noise can be suppressed. Further, by suppressing the vibration, it is possible to suppress the mechanical strength of the mechanical portion of the motor, and it is possible to reduce the configuration and reduce the number of parts.
【0037】請求項2に記載のモータ制御装置によれ
ば、駆動信号のデューティが予め定める基準レベルを超
えたことを検出すると、デューティが漸減する駆動信号
をモータに出力してモータの回転を停止させる。According to the motor control device of the second aspect, when it is detected that the duty of the drive signal exceeds the predetermined reference level, the drive signal whose duty is gradually reduced is output to the motor to stop the rotation of the motor. Let
【0038】これにより、モータがロック状態で起動し
ようとした場合などにおいて、モータへ起動トルクが加
わった状態から急激にモータ出力停止状態になる事態が
防止される。これによってもモータの振動を可及的に抑
制することができ、騒音の抑制、構成の小型化および部
品点数の削減を図ることができる。This prevents a situation where the motor output is suddenly stopped from the state where the starting torque is applied to the motor when the motor is about to start in the locked state. Also by this, vibration of the motor can be suppressed as much as possible, noise can be suppressed, the configuration can be downsized, and the number of parts can be reduced.
【図1】本発明の一実施例のモータ制御装置2の電気的
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a motor control device 2 according to an embodiment of the present invention.
【図2】本実施例の動作例を示すフローチャートであ
る。FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the present embodiment.
【図3】本実施例の一動作例を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation example of the present embodiment.
【図4】本実施例の他の動作例を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing another operation example of the present embodiment.
【図5】従来技術の一動作例を示す波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram showing an operation example of a conventional technique.
【図6】従来技術の他の動作例を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing another operation example of the conventional technique.
1 モータ 2 モータ制御装置 6 磁極検出素子 7 インバータ回路 8 制御部 9 電源ライン 1 motor 2 Motor control device 6 Magnetic pole detection element 7 Inverter circuit 8 control unit 9 power lines
Claims (2)
直流モータに出力してブラシレス直流モータの回転状態
を制御するモータ制御装置において、 前記ブラシレス直流モータ起動時には、デューティが漸
増する駆動信号を出力することを特徴とするモータ制御
装置。1. A motor control device for controlling a rotational state of a brushless DC motor by outputting a pulse width modulation type drive signal to a brushless DC motor, wherein a drive signal whose duty is gradually increased is output when the brushless DC motor is started. A motor control device characterized by the above.
直流モータに出力してブラシレス直流モータの回転状態
を制御するモータ制御装置において、 前記駆動信号のデューティが予め定める基準レベルを超
えたことを検出すると、デューティが漸減する駆動信号
を出力してブラシレス直流モータの回転を停止させるこ
とを特徴とするモータ制御装置。2. A motor controller for controlling a rotation state of a brushless DC motor by outputting a pulse width modulation type drive signal to a brushless DC motor, and detecting that the duty of the drive signal exceeds a predetermined reference level. Then, the motor control device is characterized by outputting a drive signal whose duty is gradually reduced to stop the rotation of the brushless DC motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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