JP2005020810A - Polyphase motor control unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small polyphase motor control unit and capable of precisely detecting rotational angle. <P>SOLUTION: A three-phase brushless DC motor is equipped with a rotational angle sensor 4 of a Hall effect 120° arrangement method. The rotational angle sensor 4 substitutes three angular voltages for a prescribed mathematical expression whose variables are the angular voltages outputted from three galvano-magnetic devices 41, for numerical calculation to extract three angular signals where an offset voltage is canceled. Thus, a small rotational angle sensor realizes precision detection of angular signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホール素子を用いてロータの位置検出を行なう多相モータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転する磁界源から生じるとともに角度に応じて変化する磁界を磁電変換素子(この明細書では単にホール素子とも略称するものとする)により検出することにより回転角度(単に角度ともいう)に関する情報である角度情報)を検出し、この角度情報に基づいてモータ電流をスイッチング制御する多相モータ制御装置がたとえばブラシレスDCモータなどにおいて広く採用されている。この多相モータ制御装置は、モータの各相端子に印加される各相電圧をスイッチング制御するべく、ステータコイルを構成する相コイルの数に等しいホール素子を装備する。ホール素子が出力する角度電圧とそれに対応するステータコイルの相電圧との間の位相角はホール素子と相電圧とのペアが変わっても一定であることが好ましく、このため、従来では各ホール素子は、各ホール素子間の周方向角度ピッチが電気角2πを相数で割った角度に相当するように配置されていた。したがって、三相ブラシレスDCモータでは、三つのホール素子は、電気角4π/3の角度範囲に配置されることになる。以下、この従来の角度検出装置をホール素子240度配置方式と称することもあるものとする。 これらのホール素子の出力(角度電圧)は、磁界発生源である磁石の磁束以外に磁界が存在する場合(例えば、回転子からの漏れ磁束など)、ホール素子が出力する角度電圧は、直流オフセット電圧(単にオフセット電圧ともいう)を含むことになり、このオフセット電圧に応じた角度検出誤差が生じてしまう。このため、特許文献1は、これら三つのホール素子出力電圧(角度電圧)の差を抽出することにより、上記オフセット電圧がキャンセルされた角度信号を得ることを提案している。以下、このオフセット電圧キャンセル方式を相間角度電圧抽出方式とも呼ぶものとする。
【0003】
また、上記した従来のホール素子240度配置方式は、角度検出装置の周方向幅が大きいために、角度検出装置が大型化して、コストアップを招き、モータ冷却のための空気流の流れも悪化させるという問題があった。このため、特許文献2は、三相ブラシレスDCモータにおいて、周方向に電気角2π/3離れて配置されたU相用ホール素子とV相用ホール素子との中間にーW相用ホール素子を配置することを提案している。以下、この角度検出装置をホール素子120度配置方式と称することもあるものとする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明した上記したホール素子120度配置方式と相間角度電圧抽出方式とを同時に採用すれば、高精度で小型のブラシレスDCモータ用角度検出装置を実現できると予想される。しかしながら、本発明者の検討によれば、上記したホール素子120度配置方式で配置された3つのホール素子の出力電圧に含まれるオフセット電圧をキャンセルするために、上記した相間角度電圧抽出方式を適用しても、オフセット電圧のキャンセルがホール素子240度配置方式の場合のようにうまくいかないことに気づいた。すなわち、上記したホール素子120度配置方式と相間角度電圧抽出方式によるオフセット電圧キャンセルとは両立しないことに気がついた。したがって、ホール素子120度配置方式により角度検出装置の小型化を図ると、オフセット誤差によるモータ電流通電異常が生じる可能性を排除する事ができなかった。
【0005】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、小型で高精度の回転角検出が可能な多相モータ制御装置を提供することをその目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第一発明の多相モータ制御装置は、三以上の相コイルをもつステータとこのステータに対面して回転するロータとを有する多相モータの回転軸に周方向所定角度ごとかつ極性交互に固定された回転磁極部と、前記回転磁極部に所定距離離れて対面しつつ互いに周方向へ所定角度離れて前記多相モータのハウジング側に配設されるとともに前記回転磁極部の磁界の大きさに正相関を有する角度電圧を出力する第一、第二および第三の磁電変換素子を含む角度検出部と、前記回転軸の角度に関する情報を含む角度信号を前記各角度電圧に基づいて前記各磁電変換素子の数だけ抽出する角度信号処理部と、前記各角度信号に基づいて前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御するステータ電流制御部とを備え、前記第二の磁電変換素子は、その出力が前記第一、第三の磁電変換素子の出力とは逆方向となるように配置されている多相モータ制御装置において、
前記角度信号処理部が、前記第一、第二、第三の磁電変換素子が出力する前記各角度電圧を変数とする所定の数式に前記三つの角度電圧を代入して数値演算することにより、オフセット電圧がキャンセルされた前記三つの角度信号を抽出することを特徴としている。このようにすれば、小型の回転角センサにより高精度の角度信号検出を実現することができる。
【0007】
請求項2記載の構成では請求項1記載の多相モータ制御装置において更に、前記角度信号処理部は、前記多相モータとしての三相ブラシレスDCモータの各相端子に印加される三つの相電圧に対して所定の位相角をもつ三つの前記角度信号を出力し、前記第一の磁電変換素子は、前記三つの相電圧のうちのU相電圧の位相角度に対応する前記角度電圧を出力し、前記第二の磁電変換素子は、前記第一の磁電変換素子に対して周方向一方側へ電気角π/3離れて前記三つの相電圧のうちのーW相電圧の位相角度に対応する前記角度電圧を出力し、前記第三の磁電変換素子は、前記第一の磁電変換素子に対して周方向所定向きに電気角2π/3離れて前記三つの相電圧のうちのV相電圧の位相角度に対応する前記角度電圧を出力することを特徴としている。
【0008】
このようにすれば、三相ブラシレスDCモータの回転角度を小型の回転角センサにより高精度に検出することができる。
【0009】
請求項3記載の構成では請求項1又は2記載の多相モータ制御装置において更に、前記角度信号処理部が、前記第一、第二、第三の磁電変換素子が出力する前記角度電圧を変数とする所定の数式に前記三つの角度電圧を代入して数値演算することにより、前記オフセット電圧を抽出し、前記角度電圧から前記オフセット電圧を差し引くことにより前記三つの角度信号を抽出することを特徴としている。このようにすれば、各相の角度電圧に重畳するオフセット電圧を簡単な演算によりキャンセルすることができる。
【0010】
請求項4記載の構成では請求項1又は2記載の多相モータ制御装置において更に、前記角度信号処理部が、前記第二の磁電変換素子が出力する前記角度電圧を反転してW相の角度電圧を求め、前記U、V、W相の角度電圧の相間電圧を演算することにより前記オフセット電圧がキャンセルされた前記三つの角度信号を抽出することを特徴としている。このようにすれば、相間角度電圧に重畳するオフセット電圧を簡単な演算によりキャンセルすることができる。
【0011】
請求項5記載の構成では請求項3および4記載の多相モータ制御装置において更に、前記角度信号処理部が、請求項3記載の前記角度信号を用いて前記前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御する第一の制御モードと、請求項4記載の前記角度信号を用いて前記前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御する第二の制御モードとを前記角度信号に基づいて検出した前記モータの回転数に応じて切り替えることを特徴としている。このようにすれば、簡素な処理により正確に進角切替を実現することができるとともに、小型の回転角センサによりオフセット電圧のキャンセルも実現することができる。
【0012】
第二発明の多相モータ制御装置は、三以上の相コイルをもつステータとこのステータに対面して回転するロータとを有する多相モータの回転軸に周方向所定角度ごとかつ極性交互に固定された回転磁極部と、前記回転磁極部に所定距離離れて対面しつつ互いに周方向へ所定角度離れて前記多相モータのハウジング側に配設されるとともに前記回転磁極部の磁界の大きさに正相関を有する角度電圧を出力する第一、第二および第三の磁電変換素子を含む角度検出部と、前記回転軸の角度に関する情報を含む角度信号を前記各角度電圧に基づいて前記各磁電変換素子の数だけ抽出する角度信号処理部と、前記各角度信号に基づいて前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御するステータ電流制御部とを備え、前記第二の磁電変換素子は、その出力が前記第一、第三の磁電変換素子の出力とは逆方向となるように配置されている多相モータ制御装置において、
前記第一、第二および第三の磁電変換素子は、同一基板上に同一工程により形成され、かつ、前記角度信号処理部と一体に形成されていることを特徴としている。このようにすれば、角度検出部や角度信号処理部からなる回転角センサを大型化することなく、製造工程を簡素化し、各磁電変換素子間の距離ばらつきを大幅に低減して高精度の角度検出を実現することができる。
【0013】
第三発明の多相モータ制御装置は、三以上の相コイルをもつステータとこのステータに対面して回転するロータとを有する多相モータの回転軸に周方向所定角度ごとかつ極性交互に固定された回転磁極部と、前記回転磁極部に所定距離離れて対面しつつ互いに周方向へ所定角度離れて前記多相モータのハウジング側に配設されるとともに前記回転磁極部の磁界の大きさに正相関を有する角度電圧を出力する第一、第二および第三の磁電変換素子を含む角度検出部と、前記回転軸の角度に関する情報を含む角度信号を前記各角度電圧に基づいて前記各磁電変換素子の数だけ抽出する角度信号処理部と、前記各角度信号に基づいて前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御するステータ電流制御部とを備える多相モータ制御装置において、
前記角度信号処理部が、所定回転数未満にて前記第一、第二および第三の磁電変換素子から出力される角度電圧に対応する角度信号を抽出し、前記所定回転数以上にて前記第一、第二および第三の磁電変換素子の角度電圧のうちの二つの角度電圧間の差である相間角度電圧に対応する角度信号を抽出することを特徴としている。このようにすれば、簡素な処理により正確に進角切替を実現することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の多相モータ制御装置を以下の実施例により具体的に説明する。
【0015】
(実施例1)
以下、本発明の一実施例を軸方向模式断面図である図1を参照して説明する。1は界磁コイル型同期機である三相ブラシレスDCモータであり、ランデル型ロータ2、ロータ2を囲包するステータ3、回転角センサ4、ステータ3が固定されるハウジング5を有している。6はスリップリング7を通じてロータ2の界磁コイルに給電するブラシ装置、8はロータ2が固定されてハウジング5に回転自在に支持される回転軸である。この種の三相ブラシレスDCモータ自体は周知であるので、これ以上の説明は省略する。
【0016】
次に、この実施例の特徴をなす回転角センサ4を説明する。
【0017】
この回転角センサ4は、既述したホール素子120度配置方式を採用しており、回転軸8に固定されるディスク状の回転磁極部40と、ホール素子41を内蔵してハウジング5に固定される検出部42とからなる。検出部42は、回転磁極部40に軸方向に対面している。α/2は隣接するホール素子41、41間の角度であり、三相ブラシレスDCモータでは電気角度60度すなわちπ/3に設定されている。Rは軸心からホール素子41の位置までの半径である。回転磁極部40にはロータ磁極数に等しい永久磁石部が周方向極性交互に配置されている。
【0018】
ホール素子41は、ホール効果特性をもつホール効果半導体部と、このホール効果半導体部の電圧を増幅して角度電圧として出力する回路部とを有している。この回路部はホール効果半導体部と一体に形成された半導体チップとされているが、ホール効果半導体部と回路部とを別々に配置することは当然可能である。
【0019】
図2に示すホール素子120度配置方式の重要な特徴は、中央のホール素子41は両側の二つのホール素子41と反対向きに配置されている点にある。このようにすると、中央のホール素子41の出力電圧は両側の二つのホール素子41のそれと逆方向となる。つまり、磁界0における出力電圧をV0とし、各ホール素子41に等しいある磁界に対して中央のホール素子41の出力電圧(角度電圧)がV0よりも大きい値となる場合、両側の二つのホール素子41の出力電圧(角度電圧)はV0よりも小さい値となる。
【0020】
図2における左端のホール素子41はU相電圧をスイッチング制御するための角度信号を出力する位置に配置されている。図2における右端のホール素子41はV相電圧をスイッチング制御するための角度信号を出力する位置に配置されている。図2における中央のホール素子41はーW相電圧が生じる位置に配置されている。このため、この中央のホール素子41は他のホール素子に対して裏返しに配置されて、W相電圧を出力できるようになっている。このため、この中央のホール素子41に作用するオフセット磁界は他の二つのホール素子に作用するオフセット磁界に対して符号が反対となる。なお、ここでいうーW相電圧とは、W相電圧を電気角πだけ位相シフトした電圧であり、反転することによりW相電圧に等しくなる。なお、回転角センサ4の検出部42の具体的な回路構成自体は既によく知られているので、これ以上の説明は省略する。
【0021】
図2に示すホール素子120度配置方式の回転角センサ4に対する比較対照するために、ホール素子240度配置方式の回転角センサ4を図3に示す。図3において、40は回転軸に固定されるディスク状の回転磁極部、410は三つのホール素子、42はこれらのホール素子410を内蔵する検出部である。αは隣接するホール素子41、41間の角度であり、三相ブラシレスDCモータでは電気角度120度すなわち2π/3に設定されている。Rは軸心からホール素子41の位置までの半径である。回転磁極部40にはロータ磁極数に等しい永久磁石部が周方向極性交互に配置されている。
【0022】
図3に示すホール素子240度配置方式の回転角センサの各ホール素子41の出力電圧(角度電圧)の波形例を図4に示し、これらの出力電圧を磁界が0となるしきい値にて二値化して得たパルス電圧(角度信号)の波形を図5〜図7に示す。ただし、図4においては外部漏れ磁界などが各ホール素子41に作用して各ホール素子41の出力電圧にオフセット電圧が重畳することはないものとする。
【0023】
図3に示すホール素子240度配置方式の回転角センサの各ホール素子41の出力電圧(角度電圧)の波形例を図8に示し、これらの出力電圧を磁界が0となるしきい値にて二値化して得たパルス電圧(角度信号)の波形を図9〜図11に示す。ただし、図8においては外部漏れ磁界などが各ホール素子41に作用して各ホール素子41の出力電圧にオフセット電圧が重畳しているものとする。図9〜図11から明らかなように直流オフセット電圧がこれらのホール素子41に作用すると、パルス電圧(角度信号)は本来のduty比50%からずれ、本来のロータ角度からずれた角度位置にてレベル変化するという重大な角度検出誤差が生じてしまう。各ホール素子41に重畳するオフセット電圧が等しい場合、二つのホール素子41の出力電圧差を検出することにより、出力電圧差(相間角度電圧)からオフセット電圧をキャンセルできることは明白である。この出力電圧差(相間角度電圧)は、本来のホール素子41の出力電圧から所定位相角だけずれているだけであるので、この所定位相角を加味して回転磁極部41をセットすれば、スイッチング制御のための角度信号が問題なく得られることは、既に説明したとおりである。図4および図8において、Suはたとえば左端のホール素子41の出力電圧、Svはたとえば中央のホール素子41の出力電圧、Swはたとえば右端のホール素子41の出力電圧である。
【0024】
図2に示すホール素子120度配置方式の回転角センサの各ホール素子41の出力電圧(角度電圧)の波形例を図12に示し、これらの出力電圧を磁界が0となるしきい値にて二値化して得たパルス電圧(角度信号)の波形を図13〜図15に示す。ただし、図12においては外部漏れ磁界などが各ホール素子41に作用して各ホール素子41の出力電圧にオフセット電圧が重畳することはないものとする。図12において、Suは左端のホール素子41の出力電圧、Svは右端のホール素子41の出力電圧、Swは中央のホール素子41の出力電圧を反転した電圧である。
【0025】
図2に示すホール素子120度配置方式の回転角センサの各ホール素子41の出力電圧(角度電圧)の波形例を図16に示し、これらの出力電圧を磁界が0となるしきい値にて二値化して得たパルス電圧(角度信号)の波形を図17〜図19に示す。ただし、図16においては外部漏れ磁界などが各ホール素子41に作用して各ホール素子41の出力電圧にオフセット電圧が重畳しているものとする。図17〜図19から明らかなように直流オフセット電圧がこれらのホール素子41に作用すると、パルス電圧(角度信号)は本来のduty比50%からずれ、本来のロータ角度からずれた角度位置にてレベル変化するという重大な角度検出誤差が生じてしまう。
【0026】
このホール素子120度配置方式においては、中央のホール素子41の出力電圧を反転してW相電圧Swを得るために、このW相電圧Swに重畳するオフセット電圧は他のホール素子41の出力電圧Su、Svとは反対向きに重畳することになる。従って、従来知られている相差を検出する方式では、オフセット電圧をキャンセルすることはできなかった。
【0027】
次に、この実施例のオフセット電圧キャンセル方法を以下に説明する。
【0028】
以下、各ホール素子41の出力電圧Su、Sv、Swの振幅は0V〜Vcc、磁界0における出力電圧はオフセット電圧0において0.5Vccであると仮定する。
【0029】
いま、オフセット電圧が0である場合の出力電圧Su中の交流信号電圧成分をSuac、出力電圧Sv中の交流信号電圧成分をSvac、出力電圧Sw中の交流信号電圧成分をSwacとすれば、オフセット電圧が0である場合の出力電圧SuはSuac+0.5Vcc、出力電圧SvはSvac+0.5Vcc、出力電圧SwはSwac+0.5Vccとなり、Suac+Svac+Swacは0となる。
【0030】
外部磁界などによる直流出力電圧すなわちこの明細書で言うオフセット電圧をVoffsetとし、各センサで大きさが等しいとすれば、出力電圧SuはSuac+0.5Vcc+Voffset、出力電圧SvはSvac+0.5Vcc+Voffset、出力電圧SwはSwac+0.5Vcc−Voffsetとなる。
【0031】
そこで、出力電圧総和ΣV=Su+Sv+Swを算出すると、
ΣV=Swac+0.5Vcc+Voffset+Svac+0.5Vcc+Voffset+Swac+0.5Vcc−Voffset=1.5Vcc+Voffset
となる。したがって、オフセット電圧Voffsetは、
Voffset=ΣV−1.5Vcc=Su+Sv+Sw−1.5Vcc
となる。Vccは既知であるのでこの演算により、オフセット電圧Voffsetを算出することができる。次に、このオフセット電圧Voffsetと既知のVccと各ホール素子41の出力電圧Su、Sv、Swとを下記の式に代入することにより、交流信号成分Suac、Svac、Swacを算出することができる。
【0032】
Su=Suac+0.5Vcc+Voffset、
Sv=Svac+0.5Vcc+Voffset、
Sw=Swac+0.5Vcc−Voffset
を整理すれば、各センサの交流角度電圧Suac、Svac、Swacは、
Suac=Su−0.5Vcc−Voffset、
Svac=Sv−0.5Vcc−Voffset、
Swac=Sw−0.5Vcc+Voffset
に、Su、Sv、Sw、Vcc、Voffsetの値を代入して演算すればよい。
【0033】
これらの交流信号成分Suac、Svac、Swacは従来同様二値化又は多レベル化して角度信号とされる。なお、この演算は、アナログハードウエア回路又はデジタルハードウエア又はマイコンソフトウエアにより行うことができる。これにより、簡素な演算によりホール素子120度配置方式の回転角センサ4を採用しつつオフセット電圧Voffsetをキャンセルすることができるので、小型で高精度の回転角センサ4を実現することができる。
【0034】
(実施例2)
上記実施例1では、各センサの角度電圧中の交流信号成分Suac、Svac、Swacを抽出したが、その代わりに、相間角度電圧を算出し、この相間角度電圧を従来同様二値化又は多レベル化して角度信号としてもよい。
【0035】
更に説明すると上記したように、以下の式が成立する。
【0036】
Su=Suac+0.5Vcc+Voffset、
Sv=Svac+0.5Vcc+Voffset、
Sw=Swac+0.5Vcc−Voffset
従って、相間角度電圧S1x=Su−Sv、S2x=Sv−Sw、S3x=Sw−Suを算出すると、
S1x=Su−Sv=Suac−Svac
S2x=Sv−Sw=Svac−Swac+2Voffset
S3x=Sw−Su=Swac−Suac−2Voffset
となる。
【0037】
したがって、相間角度電圧S1=S1x、S2=S2x−2Voffset、S3=S3x+2Voffsetを算出すると、
S1=Suac−Svac
S2=Svac−Swac
S3=Swac−Suac
となる。すなわち、このようにして算出された相間角度電圧S1、S2、S3は、本来の各ホール素子41の出力電圧(交流角度電圧)Suac、Svac、Swacに対して電気角π/6だけ位相がずれた(進角した)角度電圧となることがわかる。
【0038】
つまり、この相間角度電圧S1、S2、S3を用いてモータをスイッチング制御すれば、各ホール素子41の出力電圧(角度電圧)Su、Sv、Swを用いて同一回路にてモータをスイッチング制御するのに比較してオフセット電圧Voffsetをキャンセルしつつ、小型の回転角センサ4を採用しつつ、モータを進相状態にて運転することができる。なお、この実施例の上記演算は、実施例1と同様、アナログハードウエア回路又はデジタルハードウエア又はマイコンソフトウエアにより行うことができることは明白である。
【0039】
(実施例3)
上記した実施例1により得た交流角度電圧Suac、Svac、Swacを用いたモータスイッチング制御と、実施例2により得た相間角度電圧S1、S2、S3を用いたモータスイッチング制御とを適宜切り替えることができる。この実施例においては、モータ回転数により切り替える。これによりそれぞれの回転数域に適したモータ特性を実現することができる。
【0040】
たとえば所定のしきい値速度未満では実施例1のモータスイッチング制御を行い、回転数が上記しきい値を超えると実施例2のモータスイッチング制御に切替える。図20にこの進角切替によるモータ特性の変化を示す。
【0041】
回転角センサ4から出力される各相の角度電圧又は各相間角度電圧を二値化して得た角度信号の周波数により回転数が得られるので、それがしきい値回転数Nc未満なら図20においてA−Cで示す実施例1の進角0度でスイッチング制御を行い、これにより大きな低速トルクを得ることができる。また、回転数がしきい値回転数Nc以上なら図20においてC−B’で示す実施例2の進角30度でスイッチング制御を行い、これにより大きな高速トルクを得ることができる。
【0042】
この実施例の進角切替方式は、単に各ホール素子41の出力電圧Su、Sv、Swから得た各相の角度電圧と各相間角度電圧を切り替えるだけであるので、簡単な回路構成により正確に進角30度を得ることができるという優れた利点をもつとともに、進角0度制御においても進角30度制御においてもオフセット電圧Voffsetをキャンセルでき、かつ回転角センサ4を小型化することができる。ただし、この進角切替方式は、ホール素子240度配置方式において採用してもよく、また、実施例1、2のオフセット電圧Voffsetキャンセル演算を行わないホール素子120度配置方式において採用してもよい。
【0043】
図1に示す三相ブラシレスDCモータ1を制御するモータ制御回路を図21に示す。10は直流電圧を三相交流電圧に変換するインバータ回路、11はこのインバータ回路10をスイッチング制御する制御回路、12、12はU、V相電流を検出する電流センサである。制御回路11は、回転角センサ4の検出部42から三相の角度信号と二つの電流センサ12の検出電流とに基づいて必要なトルク又は回転数での運転を可能とするべく、インバータ10の各スイッチング素子を断続制御する。回転角センサ4の検出部42は、上記した角度電圧又は相間角度電圧を制御回路11に出力する。特にこの実施例では、検出部42は、しきい値回転数Nc未満にて実施例1の角度電圧を二値化して得た角度信号を出力し、しきい値回転数Nc以上にて実施例2の相間角度電圧を二値化して得た角度信号を出力する。
【0044】
検出部42の回路構成の一例を図22に示す。
【0045】
100〜102はオペアンプ掛算回路であり、表示した値の掛け算を行う。103〜109は減算回路又は加減算回路であり、減算又は加減算を行う。110はアナログ切替回路であり、三つ設けられている。112はシュミットトリガ回路であり、三つ設けられている。Ssはモータ回転数に比例するアナログ電圧を所定しきい値にて二値化した切替信号であり、アナログ切替回路110の切替を行う。So1、So2、So3は、各相のスイッチング制御のために制御回路11に出力される角度信号である。
【0046】
図22に示すアナログハードウエア演算をソフトウエア演算に変更した場合のフローチャートを図23に示す。
【0047】
(実施例4)
実施例1〜3に好適な回転角センサ4の検出部42の構成を図24を参照して説明する。この実施例は、検出部42を1つのモノリシック集積回路にて形成したものであり、200はシリコンチップ、201はU相のホール効果抵抗膜、202はV相のホール効果抵抗膜、203はW相のホール効果抵抗膜である。ホール効果抵抗膜201〜203は、シリコンチップ200上にホトリソグラフィ技術により同時にパターニング形成されている。ただし、ホール効果抵抗膜201〜203はシリコンチップ200をその上面から見た場合に、半径Rの円周上に角度α/2(=電気角π/3)だけ離れて位置するように構成されている。ホール効果抵抗膜201は実質的に既述したU相のホール素子41の磁電変換部に相当し、ホール効果抵抗膜202は実質的に既述したーW相のホール素子41の磁電変換部に相当し、ホール効果抵抗膜203は実質的に既述したV相のホール素子41の磁電変換部に相当している。ホール効果抵抗膜202の磁電変換特性を反転するために、ホール効果抵抗膜202に流れる電流の方向は、他のホール効果抵抗膜201、203に流れる電流の方向に対して逆転される。各ホール効果抵抗膜201〜203の出力電圧はシリコンチップ200にて増幅などの処理がなされ、同じくシリコンチップ200に集積された図22に示すノイズキャンセル兼二値化回路により角度信号に変換される。
【0048】
このようにすれば、一つのモノリシックICにより検出部42を構成することができるので、各ホール効果抵抗膜201〜203を同時に形成することができるので、それらの間の距離ばらつきをほとんど0にすることができる。なお、この実施例の検出部42はホール素子120度配置方式を採用するので上述したように、各ホール効果抵抗膜201〜203の間の間隔として電気角π/3が必要であるが、この間隔は、ホール素子240度配置方式を採用した場合に比較して半分でよく、シリコンチップを大型化する必要がないため、製造コストを大幅に低減することも可能となる。
【0049】
(実施例5)
実施例1〜3に好適な回転角センサ4の検出部42の他の構成を図25を参照して説明する。この実施例は、検出部42を1つのハイブリッド集積回路にて形成したものであり、300はセラミック基板、301はU相のホール効果抵抗膜、302はーW相のホール効果抵抗膜、303はV相のホール効果抵抗膜、304は図24に示すシリコンチップ200に等しいICチップである。各ホール効果抵抗膜301〜303は同一の工程にてセラミック基板300上にパターニング形成され、図示しない導体パターンやワイヤボンディング配線によりICチップ304上の所定の導体パターンに接続されている。ホール効果抵抗膜301は実質的に既述したU相のホール素子41の磁電変換部に相当し、ホール効果抵抗膜302は実質的に既述した−W相のホール素子41の磁電変換部に相当し、ホール効果抵抗膜303は実質的に既述したV相のホール素子41の磁電変換部に相当している。ホール効果抵抗膜302の磁電変換特性を反転するために、ホール効果抵抗膜302に流れる電流の方向は、他のホール効果抵抗膜301、303に流れる電流の方向に対して逆転される。各ホール効果抵抗膜301〜303の出力電圧はICチップ304にて増幅などの処理がなされた後、同じくICチップ304に集積された図22に示すノイズキャンセル兼二値化回路により角度信号に変換される。
【0050】
このようにすれば、一つのハイブリッドICにより検出部42を構成することができるので、各ホール効果抵抗膜301〜303を同時に形成することができるので、それらの間の距離ばらつきをほとんど0にすることができる。なお、この実施例の検出部42はホール素子120度配置方式を採用するので上述したように、各ホール効果抵抗膜301〜303の間の間隔として電気角π/3が必要であるが、この間隔は、ホール素子240度配置方式を採用した場合に比較して半分でよく、シリコンチップを大型化する必要がないため、製造コストを大幅に低減することも可能となる。
【0051】
(変形態様)
上記実施例では磁電変換素子としてホール素子を採用したが、ホール効果以外の磁気−電気効果を用いた素子を利用することも可能である。
【0052】
(変形態様)
上記実施例では、回転角センサ4の検出部42にてノイズキャンセルや進角切替を行ったが、制御回路11中にてそれを行ってもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の多相モータを示す軸方向模式断面図である。
【図2】実施例1のホール素子120度配置方式を示す回転角センサの模式斜視図である。
【図3】参考例のホール素子240度配置方式を示す回転角センサの模式斜視図である。
【図4】ホール素子240度配置方式の回転角センサの出力電圧(角度電圧)の波形図である。
【図5】図4のU相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図6】図4のV相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図7】図4のW相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図8】ホール素子240度配置方式の回転角センサの出力電圧(角度電圧)の波形図である。
【図9】図8のU相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図10】図8のV相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図11】図8のW相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図12】ホール素子120度配置方式の回転角センサの出力電圧(角度電圧)の波形図である。
【図13】図12のU相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図14】図12のV相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図15】図12のW相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図16】ホール素子120度配置方式の回転角センサの出力電圧(角度電圧)の波形図である。
【図17】図16のU相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図18】図16のV相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図19】図16のW相用出力電圧を二値化した角度信号の波形図である。
【図20】モータ回転数とトルクとの関係を示す特性図である。
【図21】図1のモータの制御回路図である。
【図22】オフセット電圧キャンセルと進角切替を行う回路図である。
【図23】オフセット電圧キャンセルと進角切替を行うフローチャートである。
【図24】回転角センサの検出部の構成を示す模式側面図である。
【図25】回転角センサの検出部の構成を示す模式平面図である。
【符号の説明】
1 三相ブラシレスDCモータ(多相モータ)
2 ランデル型ロータ
3 ステータ
4 回転角センサ
5 ハウジング
6 ブラシ装置
7 スリップリング
8 回転軸
40 回転角センサの回転磁極部
41 ホール素子(磁電変換素子、角度検出部)
42 検出部(角度検出部、角度信号処理部)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multiphase motor control device that detects a rotor position using a Hall element.
[0002]
[Prior art]
Information on a rotation angle (also simply referred to as an angle) by detecting a magnetic field generated from a rotating magnetic field source and changing in accordance with the angle by a magnetoelectric conversion element (hereinafter simply referred to as a Hall element). A multi-phase motor control device that detects angle information) and performs switching control of a motor current based on the angle information is widely used in, for example, brushless DC motors. This multiphase motor control device is equipped with a Hall element equal to the number of phase coils constituting the stator coil in order to control switching of each phase voltage applied to each phase terminal of the motor. The phase angle between the angular voltage output by the Hall element and the corresponding phase voltage of the stator coil is preferably constant even if the pair of Hall element and phase voltage changes. Are arranged such that the circumferential angular pitch between the Hall elements corresponds to an angle obtained by dividing the electrical angle 2π by the number of phases. Therefore, in the three-phase brushless DC motor, the three Hall elements are arranged in an angle range of electrical angle 4π / 3. Hereinafter, this conventional angle detection device may be referred to as a Hall element 240 degree arrangement method. The output (angle voltage) of these Hall elements is the DC offset when the magnetic field is present in addition to the magnetic flux of the magnet that is the magnetic field generation source (for example, leakage magnetic flux from the rotor). Voltage (also simply referred to as an offset voltage), and an angle detection error corresponding to the offset voltage occurs. For this reason, Patent Document 1 proposes to obtain an angle signal in which the offset voltage is canceled by extracting the difference between these three Hall element output voltages (angle voltages). Hereinafter, this offset voltage cancellation method is also referred to as an interphase angle voltage extraction method.
[0003]
In addition, the conventional Hall element 240 degree arrangement method described above has a large circumferential width of the angle detection device, which increases the size of the angle detection device, leading to an increase in cost, and the flow of air for cooling the motor is also deteriorated. There was a problem of letting. For this reason, Patent Document 2 discloses that in a three-phase brushless DC motor, a W-phase Hall element is placed between a U-phase Hall element and a V-phase Hall element that are spaced apart by an electrical angle of 2π / 3 in the circumferential direction. Propose to arrange. Hereinafter, this angle detection device may be referred to as a Hall element 120-degree arrangement method.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
If the above-described Hall element 120-degree arrangement method and the phase angle voltage extraction method described above are employed at the same time, it is expected that a highly accurate and small angle detection device for a brushless DC motor can be realized. However, according to the study of the present inventor, in order to cancel the offset voltage included in the output voltage of the three Hall elements arranged by the Hall element 120 degree arrangement method, the above-described phase angle voltage extraction method is applied. Even so, I realized that the cancellation of the offset voltage was not as successful as in the case of the Hall element 240 degree arrangement method. That is, it was found that the Hall element 120-degree arrangement method described above and the offset voltage cancellation by the interphase angle voltage extraction method are not compatible. Therefore, if the angle detector is miniaturized by the Hall element 120-degree arrangement method, it is impossible to eliminate the possibility of abnormal motor current conduction due to an offset error.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small-sized multiphase motor control device capable of detecting a rotation angle with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A multi-phase motor control device according to a first aspect of the present invention is fixed to a rotating shaft of a multi-phase motor having a stator having three or more phase coils and a rotor rotating to face the stator at predetermined angular intervals and alternately with polarity. The rotating magnetic pole part and the rotating magnetic pole part facing each other at a predetermined distance and spaced apart from each other by a predetermined angle in the circumferential direction are arranged on the housing side of the multi-phase motor and are adjusted to the magnitude of the magnetic field of the rotating magnetic pole part. An angle detection unit including first, second, and third magnetoelectric conversion elements that outputs an angle voltage having a correlation, and an angle signal including information on the angle of the rotation shaft based on each angle voltage. An angle signal processing unit that extracts the number of elements, and a stator current control unit that performs switching control of a current to be supplied to each phase coil based on each angle signal, and the second magnetoelectric conversion element includes: In the output by the first multi-phase motor control device is arranged such that the opposite direction to the output of the third magneto-electric conversion element,
By calculating the numerical value by substituting the three angular voltages into a predetermined mathematical expression using the angular voltages output by the first, second, and third magnetoelectric transducers as variables, the angular signal processing unit. The three angle signals from which the offset voltage is canceled are extracted. In this way, highly accurate angle signal detection can be realized by a small rotation angle sensor.
[0007]
In the configuration according to claim 2, in the multiphase motor control device according to claim 1, the angle signal processing unit further includes three phase voltages applied to each phase terminal of a three-phase brushless DC motor as the multiphase motor. Output the three angle signals having a predetermined phase angle, and the first magnetoelectric transducer outputs the angle voltage corresponding to the phase angle of the U-phase voltage of the three phase voltages. The second magnetoelectric conversion element is separated from the first magnetoelectric conversion element by one electrical angle π / 3 in the circumferential direction, and corresponds to the phase angle of the −W phase voltage among the three phase voltages. The angle voltage is output, and the third magnetoelectric conversion element is separated from the first magnetoelectric conversion element by an electrical angle of 2π / 3 in a predetermined direction in the circumferential direction. The angle voltage corresponding to the phase angle is output. ing.
[0008]
In this way, the rotation angle of the three-phase brushless DC motor can be detected with high accuracy by a small rotation angle sensor.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the multiphase motor control device according to the first or second aspect, the angle signal processing unit further changes the angular voltage output from the first, second, and third magnetoelectric transducers. The offset voltage is extracted by substituting the three angle voltages into a predetermined mathematical formula, and the three angle signals are extracted by subtracting the offset voltage from the angle voltage. It is said. In this way, the offset voltage superimposed on the angle voltage of each phase can be canceled by a simple calculation.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the multiphase motor control device according to the first or second aspect, the angle signal processing unit further inverts the angular voltage output from the second magnetoelectric conversion element to obtain an angle of the W phase. The three angle signals from which the offset voltage has been canceled are extracted by calculating voltages and calculating the interphase voltages of the U, V, and W phase angle voltages. In this way, the offset voltage superimposed on the interphase angle voltage can be canceled by a simple calculation.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the multiphase motor control device according to the third and fourth aspects, the angle signal processing unit further supplies a current to be supplied to the phase coils using the angle signal according to the third aspect. The first control mode for switching control and the second control mode for switching control of the current to be supplied to each phase coil using the angle signal according to claim 4 are detected based on the angle signal. It is characterized by switching according to the rotation speed of the motor. In this way, the advance angle can be accurately switched by a simple process, and the offset voltage can be canceled by a small rotation angle sensor.
[0012]
The multi-phase motor control device according to the second aspect of the invention is fixed to the rotating shaft of a multi-phase motor having a stator having three or more phase coils and a rotor that rotates facing the stator at predetermined angular intervals and alternately with polarity. The rotating magnetic pole part and the rotating magnetic pole part facing each other at a predetermined distance and spaced apart from each other by a predetermined angle in the circumferential direction are arranged on the housing side of the multi-phase motor and are adjusted to the magnitude of the magnetic field of the rotating magnetic pole part. An angle detection unit including first, second, and third magnetoelectric conversion elements that outputs an angle voltage having a correlation, and an angle signal including information on the angle of the rotation shaft based on each angle voltage. An angle signal processing unit that extracts the number of elements, and a stator current control unit that performs switching control of a current to be supplied to each phase coil based on each angle signal, and the second magnetoelectric conversion element includes: In the output by the first multi-phase motor control device is arranged such that the opposite direction to the output of the third magneto-electric conversion element,
The first, second and third magnetoelectric transducers are formed by the same process on the same substrate and are formed integrally with the angle signal processing unit. This makes it possible to simplify the manufacturing process without increasing the size of the rotation angle sensor composed of the angle detection unit and the angle signal processing unit, and greatly reduce the variation in distance between the magnetoelectric transducers, thereby increasing the angle with high accuracy. Detection can be realized.
[0013]
A multi-phase motor control device according to a third aspect of the present invention is fixed to a rotating shaft of a multi-phase motor having a stator having three or more phase coils and a rotor that rotates against the stator at predetermined angular intervals and alternately with polarity. The rotating magnetic pole part and the rotating magnetic pole part facing each other at a predetermined distance and spaced apart from each other by a predetermined angle in the circumferential direction are arranged on the housing side of the multi-phase motor and are adjusted to the magnitude of the magnetic field of the rotating magnetic pole part. An angle detection unit including first, second, and third magnetoelectric conversion elements that outputs an angle voltage having a correlation, and an angle signal including information on the angle of the rotation shaft based on each angle voltage. In a multiphase motor control device comprising: an angle signal processing unit that extracts the number of elements; and a stator current control unit that performs switching control of a current to be supplied to each phase coil based on each angle signal.
The angle signal processing unit extracts an angle signal corresponding to an angular voltage output from the first, second, and third magnetoelectric transducers at less than a predetermined number of rotations, and the first signal at the predetermined number of rotations or more. An angle signal corresponding to an interphase angular voltage, which is a difference between two angular voltages among the angular voltages of the first, second, and third magnetoelectric transducers, is extracted. In this way, the advance angle switching can be realized accurately by a simple process.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The multi-phase motor control apparatus of the present invention will be specifically described by the following examples.
[0015]
(Example 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic cross-sectional view in the axial direction. Reference numeral 1 denotes a three-phase brushless DC motor, which is a field coil type synchronous machine, having a Landel rotor 2, a stator 3 surrounding the rotor 2, a rotation angle sensor 4, and a housing 5 to which the stator 3 is fixed. . Reference numeral 6 denotes a brush device that supplies power to the field coil of the rotor 2 through the slip ring 7, and 8 denotes a rotating shaft that is rotatably supported by the housing 5 with the rotor 2 fixed thereto. Since this type of three-phase brushless DC motor itself is well known, further explanation is omitted.
[0016]
Next, the rotation angle sensor 4 that characterizes this embodiment will be described.
[0017]
This rotation angle sensor 4 adopts the Hall element 120-degree arrangement method described above, and is fixed to the housing 5 with a disk-shaped rotating magnetic pole portion 40 fixed to the rotating shaft 8 and a Hall element 41 built-in. And a detecting unit 42. The detector 42 faces the rotating magnetic pole 40 in the axial direction. α / 2 is an angle between adjacent Hall elements 41 and 41, and is set to an electrical angle of 60 degrees, that is, π / 3 in a three-phase brushless DC motor. R is a radius from the axial center to the position of the Hall element 41. In the rotating magnetic pole part 40, permanent magnet parts equal to the number of rotor magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction.
[0018]
The Hall element 41 has a Hall effect semiconductor portion having Hall effect characteristics and a circuit portion that amplifies the voltage of the Hall effect semiconductor portion and outputs it as an angular voltage. Although this circuit part is a semiconductor chip formed integrally with the Hall effect semiconductor part, it is naturally possible to arrange the Hall effect semiconductor part and the circuit part separately.
[0019]
An important feature of the Hall element 120-degree arrangement method shown in FIG. 2 is that the center Hall element 41 is arranged in the opposite direction to the two Hall elements 41 on both sides. In this way, the output voltage of the center Hall element 41 is opposite to that of the two Hall elements 41 on both sides. That is, when the output voltage in the magnetic field 0 is V0 and the output voltage (angular voltage) of the central Hall element 41 is greater than V0 with respect to a certain magnetic field equal to each Hall element 41, the two Hall elements on both sides The output voltage (angle voltage) 41 is a value smaller than V0.
[0020]
The hall element 41 at the left end in FIG. 2 is arranged at a position for outputting an angle signal for switching control of the U-phase voltage. The hall element 41 at the right end in FIG. 2 is arranged at a position for outputting an angle signal for switching control of the V-phase voltage. The center Hall element 41 in FIG. 2 is arranged at a position where a -W phase voltage is generated. For this reason, the center Hall element 41 is arranged upside down with respect to the other Hall elements so that the W-phase voltage can be output. For this reason, the offset magnetic field acting on the central Hall element 41 is opposite in sign to the offset magnetic fields acting on the other two Hall elements. The -W phase voltage referred to here is a voltage obtained by phase shifting the W phase voltage by an electrical angle π, and becomes equal to the W phase voltage by inversion. Since the specific circuit configuration of the detection unit 42 of the rotation angle sensor 4 is already well known, further description thereof is omitted.
[0021]
For comparison with the rotation angle sensor 4 of the Hall element 120 degree arrangement type shown in FIG. 2, the rotation angle sensor 4 of the Hall element 240 degree arrangement type is shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 40 denotes a disk-shaped rotating magnetic pole portion fixed to the rotating shaft, 410 denotes three Hall elements, and 42 denotes a detecting portion incorporating these Hall elements 410. α is an angle between adjacent Hall elements 41, 41, and is set to an electrical angle of 120 degrees, that is, 2π / 3 in a three-phase brushless DC motor. R is a radius from the axial center to the position of the Hall element 41. In the rotating magnetic pole part 40, permanent magnet parts equal to the number of rotor magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction.
[0022]
FIG. 4 shows an example of the waveform of the output voltage (angle voltage) of each Hall element 41 of the rotation angle sensor of the Hall element 240-degree arrangement type shown in FIG. 3, and these output voltages are set to threshold values at which the magnetic field becomes zero. The waveform of the pulse voltage (angle signal) obtained by binarization is shown in FIGS. However, in FIG. 4, it is assumed that an external leakage magnetic field or the like does not act on each Hall element 41 and the offset voltage is not superimposed on the output voltage of each Hall element 41.
[0023]
FIG. 8 shows an example of the waveform of the output voltage (angle voltage) of each Hall element 41 of the rotation angle sensor of the Hall element 240 degree arrangement method shown in FIG. 3, and these output voltages are set at a threshold value at which the magnetic field becomes zero. The waveforms of the pulse voltage (angle signal) obtained by binarization are shown in FIGS. However, in FIG. 8, it is assumed that an external leakage magnetic field or the like acts on each Hall element 41 and an offset voltage is superimposed on the output voltage of each Hall element 41. As apparent from FIGS. 9 to 11, when a DC offset voltage acts on these Hall elements 41, the pulse voltage (angle signal) deviates from the original duty ratio of 50%, and at an angular position deviated from the original rotor angle. A serious angle detection error that the level changes occurs. When the offset voltage superimposed on each Hall element 41 is equal, it is obvious that the offset voltage can be canceled from the output voltage difference (interphase angle voltage) by detecting the output voltage difference between the two Hall elements 41. This output voltage difference (interphase angle voltage) is merely shifted from the original output voltage of the Hall element 41 by a predetermined phase angle. Therefore, if the rotating magnetic pole portion 41 is set in consideration of this predetermined phase angle, switching is performed. As described above, the angle signal for control can be obtained without any problem. 4 and 8, Su is, for example, the output voltage of the leftmost Hall element 41, Sv is, for example, the output voltage of the central Hall element 41, and Sw is, for example, the output voltage of the rightmost Hall element 41.
[0024]
FIG. 12 shows an example of the waveform of the output voltage (angle voltage) of each Hall element 41 of the rotation angle sensor of the Hall element 120-degree arrangement type shown in FIG. 2, and these output voltages are set to threshold values at which the magnetic field becomes zero. The waveforms of the pulse voltage (angle signal) obtained by binarization are shown in FIGS. However, in FIG. 12, it is assumed that an external leakage magnetic field or the like acts on each Hall element 41 and the offset voltage is not superimposed on the output voltage of each Hall element 41. In FIG. 12, Su is the output voltage of the leftmost Hall element 41, Sv is the output voltage of the rightmost Hall element 41, and Sw is the voltage obtained by inverting the output voltage of the central Hall element 41.
[0025]
FIG. 16 shows an example of the waveform of the output voltage (angle voltage) of each Hall element 41 of the rotation angle sensor of the Hall element 120-degree arrangement type shown in FIG. 2, and these output voltages are set to threshold values at which the magnetic field becomes zero. The waveform of the pulse voltage (angle signal) obtained by binarization is shown in FIGS. However, in FIG. 16, it is assumed that an external leakage magnetic field or the like acts on each Hall element 41 and an offset voltage is superimposed on the output voltage of each Hall element 41. As apparent from FIGS. 17 to 19, when a DC offset voltage acts on these Hall elements 41, the pulse voltage (angle signal) deviates from the original duty ratio of 50%, at an angular position deviated from the original rotor angle. A serious angle detection error that the level changes occurs.
[0026]
In this Hall element 120-degree arrangement method, in order to obtain the W-phase voltage Sw by inverting the output voltage of the center Hall element 41, the offset voltage superimposed on the W-phase voltage Sw is the output voltage of the other Hall element 41. It is superimposed in the opposite direction to Su and Sv. Therefore, the offset voltage cannot be canceled by a conventionally known method of detecting a phase difference.
[0027]
Next, the offset voltage canceling method of this embodiment will be described below.
[0028]
Hereinafter, it is assumed that the amplitude of the output voltages Su, Sv, Sw of each Hall element 41 is 0 V to Vcc, and the output voltage in the magnetic field 0 is 0.5 Vcc at the offset voltage 0.
[0029]
If the AC signal voltage component in the output voltage Su when the offset voltage is 0 is Sac, the AC signal voltage component in the output voltage Sv is Svac, and the AC signal voltage component in the output voltage Sw is Swac, When the voltage is 0, the output voltage Su is Suac + 0.5 Vcc, the output voltage Sv is Svac + 0.5 Vcc, the output voltage Sw is Swac + 0.5 Vcc, and Suac + Svac + Swac is 0.
[0030]
If a DC output voltage due to an external magnetic field or the like, that is, an offset voltage referred to in this specification is Voffset and the magnitudes are equal for each sensor, the output voltage Su is Suac + 0.5Vcc + Voffset, the output voltage Sv is Svac + 0.5Vcc + Voffset, and the output voltage Sw is Swac + 0.5Vcc-Voffset.
[0031]
Therefore, when the output voltage sum ΣV = Su + Sv + Sw is calculated,
ΣV = Swac + 0.5Vcc + Voffset + Svac + 0.5Vcc + Voffset + Swac + 0.5Vcc−Voffset = 1.5Vcc + Voffset
It becomes. Therefore, the offset voltage Voffset is
Voffset = ΣV−1.5Vcc = Su + Sv + Sw−1.5Vcc
It becomes. Since Vcc is known, the offset voltage Voffset can be calculated by this calculation. Next, the AC signal components Suac, Svac, Swac can be calculated by substituting the offset voltage Voffset, the known Vcc, and the output voltages Su, Sv, Sw of each Hall element 41 into the following equations.
[0032]
Su = Suac + 0.5Vcc + Voffset,
Sv = Svac + 0.5 Vcc + Voffset,
Sw = Swac + 0.5Vcc-Voffset
If the AC angular voltages Suac, Svac, Swac of each sensor are arranged,
Suac = Su-0.5Vcc-Voffset,
Svac = Sv−0.5 Vcc−Voffset,
Swac = Sw−0.5Vcc + Voffset
Substituting the values of Su, Sv, Sw, Vcc, and Voffset for the calculation.
[0033]
These AC signal components Suac, Svac, and Swac are binarized or multi-leveled as in the prior art to form angle signals. This calculation can be performed by an analog hardware circuit, digital hardware, or microcomputer software. Thereby, the offset voltage Voffset can be canceled while adopting the rotation angle sensor 4 of the Hall element 120-degree arrangement method by a simple calculation, and thus a small and highly accurate rotation angle sensor 4 can be realized.
[0034]
(Example 2)
In the first embodiment, the AC signal components Suac, Svac, Swac are extracted from the angular voltage of each sensor. Instead, the interphase angular voltage is calculated, and the interphase angular voltage is binarized or multi-level as in the prior art. It is good also as an angle signal.
[0035]
Further explanation will be made as follows as described above.
[0036]
Su = Suac + 0.5Vcc + Voffset,
Sv = Svac + 0.5 Vcc + Voffset,
Sw = Swac + 0.5Vcc-Voffset
Therefore, when calculating the phase angle voltage S1x = Su-Sv, S2x = Sv-Sw, S3x = Sw-Su,
S1x = Su-Sv = Suac-Svac
S2x = Sv-Sw = Svac-Swac + 2Voffset
S3x = Sw-Su = Swac-Suc-2Voffset
It becomes.
[0037]
Therefore, when calculating the phase angle voltage S1 = S1x, S2 = S2x-2Voffset, S3 = S3x + 2Voffset,
S1 = Suac-Svac
S2 = Svac-Swac
S3 = Swac-Suac
It becomes. That is, the phase angle voltages S1, S2, and S3 calculated in this way are out of phase by an electrical angle π / 6 with respect to the original output voltages (AC angle voltages) Suac, Svac, and Swac of each Hall element 41. It can be seen that the angle voltage is (advanced).
[0038]
That is, if the switching control of the motor is performed using the phase angle voltages S1, S2, and S3, the switching control of the motor is performed in the same circuit using the output voltages (angular voltages) Su, Sv, and Sw of the Hall elements 41. Compared to the above, the offset voltage Voffset can be canceled, and the motor can be operated in a phase-advanced state while employing a small rotation angle sensor 4. It is obvious that the calculation of this embodiment can be performed by an analog hardware circuit, digital hardware, or microcomputer software as in the first embodiment.
[0039]
Example 3
The motor switching control using the AC angular voltages Suac, Svac, Swac obtained in the first embodiment and the motor switching control using the interphase angular voltages S1, S2, S3 obtained in the second embodiment can be appropriately switched. it can. In this embodiment, switching is performed according to the motor rotation speed. As a result, motor characteristics suitable for each rotation speed range can be realized.
[0040]
For example, when the speed is less than a predetermined threshold speed, the motor switching control of the first embodiment is performed, and when the rotation speed exceeds the threshold value, the motor switching control of the second embodiment is switched. FIG. 20 shows changes in motor characteristics due to this advance angle switching.
[0041]
Since the rotational speed can be obtained from the frequency of the angle signal obtained by binarizing the angular voltage of each phase or the inter-phase angular voltage output from the rotational angle sensor 4, if it is less than the threshold rotational speed Nc in FIG. Switching control is performed at an advance angle of 0 degrees of the first embodiment shown by A-C, and thereby a large low speed torque can be obtained. Also, if the rotational speed is equal to or higher than the threshold rotational speed Nc, switching control is performed at an advance angle of 30 degrees of the second embodiment indicated by CB ′ in FIG. 20, thereby obtaining a large high speed torque.
[0042]
The advance angle switching method of this embodiment simply switches the angle voltage of each phase obtained from the output voltages Su, Sv, Sw of each Hall element 41 and the angle voltage between each phase, and therefore it can be accurately performed with a simple circuit configuration. In addition to the excellent advantage that an advance angle of 30 degrees can be obtained, the offset voltage Voffset can be canceled in both the advance angle 0 degree control and the advance angle 30 degree control, and the rotation angle sensor 4 can be downsized. . However, this advance angle switching method may be adopted in the Hall element 240 degree arrangement method, or may be adopted in the Hall element 120 degree arrangement method that does not perform the offset voltage Voffset cancellation calculation of the first and second embodiments. .
[0043]
FIG. 21 shows a motor control circuit for controlling the three-phase brushless DC motor 1 shown in FIG. Reference numeral 10 is an inverter circuit that converts a DC voltage into a three-phase AC voltage, 11 is a control circuit that performs switching control of the inverter circuit 10, and 12 and 12 are current sensors that detect U and V phase currents. The control circuit 11 controls the inverter 10 in order to enable operation at a required torque or rotational speed based on the three-phase angle signal from the detection unit 42 of the rotation angle sensor 4 and the detection currents of the two current sensors 12. Each switching element is intermittently controlled. The detection unit 42 of the rotation angle sensor 4 outputs the above-described angular voltage or interphase angular voltage to the control circuit 11. In particular, in this embodiment, the detection unit 42 outputs an angle signal obtained by binarizing the angular voltage of the first embodiment when the rotational speed is less than the threshold rotational speed Nc. An angle signal obtained by binarizing the interphase angle voltage of 2 is output.
[0044]
An example of the circuit configuration of the detector 42 is shown in FIG.
[0045]
Reference numerals 100 to 102 denote operational amplifier multiplying circuits, which multiply the displayed values. Reference numerals 103 to 109 denote subtraction circuits or addition / subtraction circuits, which perform subtraction or addition / subtraction. Reference numeral 110 denotes an analog switching circuit, and three analog switching circuits are provided. Reference numeral 112 denotes a Schmitt trigger circuit, and three are provided. Ss is a switching signal obtained by binarizing an analog voltage proportional to the motor speed at a predetermined threshold value, and switches the analog switching circuit 110. So1, So2, and So3 are angle signals output to the control circuit 11 for switching control of each phase.
[0046]
FIG. 23 shows a flowchart when the analog hardware operation shown in FIG. 22 is changed to a software operation.
[0047]
(Example 4)
A configuration of the detection unit 42 of the rotation angle sensor 4 suitable for the first to third embodiments will be described with reference to FIG. In this embodiment, the detection unit 42 is formed by one monolithic integrated circuit, 200 is a silicon chip, 201 is a U-phase Hall effect resistance film, 202 is a V-phase Hall effect resistance film, and 203 is W It is a phase Hall effect resistance film. The Hall effect resistance films 201 to 203 are simultaneously formed by patterning on the silicon chip 200 by photolithography. However, the Hall effect resistance films 201 to 203 are configured to be located on the circumference of the radius R by an angle α / 2 (= electrical angle π / 3) when the silicon chip 200 is viewed from the upper surface thereof. ing. The Hall effect resistance film 201 substantially corresponds to the magnetoelectric conversion part of the U-phase Hall element 41 described above, and the Hall effect resistance film 202 substantially corresponds to the magnetoelectric conversion part of the W-phase Hall element 41 described above. The Hall effect resistance film 203 substantially corresponds to the magnetoelectric conversion portion of the V-phase Hall element 41 described above. In order to reverse the magnetoelectric conversion characteristics of the Hall effect resistance film 202, the direction of the current flowing through the Hall effect resistance film 202 is reversed with respect to the direction of the current flowing through the other Hall effect resistance films 201 and 203. The output voltage of each of the Hall effect resistance films 201 to 203 is subjected to processing such as amplification by the silicon chip 200, and converted into an angle signal by the noise canceling / binarizing circuit shown in FIG. .
[0048]
In this case, since the detection unit 42 can be configured by one monolithic IC, the Hall effect resistance films 201 to 203 can be formed at the same time, so that the variation in distance between them can be made almost zero. be able to. In addition, since the detection part 42 of this embodiment employs the Hall element 120-degree arrangement method, as described above, an electrical angle π / 3 is required as the interval between the Hall effect resistance films 201 to 203. The interval may be half as compared with the case where the Hall element 240 degree arrangement method is adopted, and it is not necessary to increase the size of the silicon chip, so that the manufacturing cost can be greatly reduced.
[0049]
(Example 5)
Another configuration of the detection unit 42 of the rotation angle sensor 4 suitable for the first to third embodiments will be described with reference to FIG. In this embodiment, the detection unit 42 is formed by one hybrid integrated circuit, 300 is a ceramic substrate, 301 is a U-phase Hall effect resistance film, 302 is a -W-phase Hall effect resistance film, and 303 is A V-phase Hall effect resistance film 304 is an IC chip equivalent to the silicon chip 200 shown in FIG. Each of the Hall effect resistance films 301 to 303 is patterned and formed on the ceramic substrate 300 in the same process, and is connected to a predetermined conductor pattern on the IC chip 304 by a conductor pattern (not shown) or wire bonding wiring. The Hall effect resistance film 301 substantially corresponds to the magnetoelectric conversion portion of the U-phase Hall element 41 described above, and the Hall effect resistance film 302 substantially corresponds to the magnetoelectric conversion portion of the −W phase Hall element 41 described above. The Hall effect resistance film 303 substantially corresponds to the magnetoelectric conversion portion of the V-phase Hall element 41 described above. In order to reverse the magnetoelectric conversion characteristics of the Hall effect resistance film 302, the direction of the current flowing through the Hall effect resistance film 302 is reversed with respect to the direction of the current flowing through the other Hall effect resistance films 301 and 303. The output voltage of each of the Hall effect resistance films 301 to 303 is subjected to processing such as amplification by the IC chip 304, and then converted into an angle signal by the noise canceling / binarizing circuit shown in FIG. Is done.
[0050]
In this way, since the detection unit 42 can be configured by one hybrid IC, the Hall effect resistance films 301 to 303 can be formed at the same time, so that the distance variation between them is almost zero. be able to. In addition, since the detection part 42 of this embodiment employs the Hall element 120-degree arrangement method, as described above, an electrical angle π / 3 is required as the interval between the Hall effect resistance films 301 to 303. The interval may be half as compared with the case where the Hall element 240 degree arrangement method is adopted, and it is not necessary to increase the size of the silicon chip, so that the manufacturing cost can be greatly reduced.
[0051]
(Modification)
In the above embodiment, a Hall element is used as the magnetoelectric conversion element, but an element using a magneto-electric effect other than the Hall effect can be used.
[0052]
(Modification)
In the above embodiment, noise cancellation and advance angle switching are performed by the detection unit 42 of the rotation angle sensor 4, but it is needless to say that it may be performed in the control circuit 11.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in an axial direction showing a multiphase motor according to Embodiment 1.
2 is a schematic perspective view of a rotation angle sensor showing a Hall element 120-degree arrangement method according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic perspective view of a rotation angle sensor showing a Hall element 240 degree arrangement method of a reference example.
FIG. 4 is a waveform diagram of an output voltage (angle voltage) of a rotation angle sensor of a Hall element 240 degree arrangement method.
5 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the U-phase output voltage of FIG. 4;
6 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the V-phase output voltage of FIG.
7 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the W-phase output voltage of FIG.
FIG. 8 is a waveform diagram of an output voltage (angle voltage) of a rotation angle sensor of the Hall element 240 degree arrangement method.
9 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the U-phase output voltage of FIG.
10 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the V-phase output voltage of FIG.
11 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the W-phase output voltage of FIG.
FIG. 12 is a waveform diagram of an output voltage (angle voltage) of a rotation angle sensor of a Hall element 120-degree arrangement method.
13 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the U-phase output voltage of FIG.
14 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the V-phase output voltage of FIG.
15 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the W-phase output voltage of FIG.
FIG. 16 is a waveform diagram of an output voltage (angle voltage) of a rotation angle sensor of a Hall element 120-degree arrangement method.
17 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the U-phase output voltage of FIG.
18 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the V-phase output voltage of FIG.
19 is a waveform diagram of an angle signal obtained by binarizing the W-phase output voltage of FIG.
FIG. 20 is a characteristic diagram showing the relationship between motor rotation speed and torque.
FIG. 21 is a control circuit diagram of the motor shown in FIG. 1;
FIG. 22 is a circuit diagram for performing offset voltage cancellation and advance angle switching.
FIG. 23 is a flowchart for performing offset voltage cancellation and advance angle switching.
FIG. 24 is a schematic side view showing a configuration of a detection unit of the rotation angle sensor.
FIG. 25 is a schematic plan view illustrating a configuration of a detection unit of the rotation angle sensor.
[Explanation of symbols]
1 Three-phase brushless DC motor (multi-phase motor)
2 Landel rotor
3 Stator
4 Rotation angle sensor
5 Housing
6 Brush device
7 Slip ring
8 Rotating shaft
40 Rotating magnetic pole part of rotation angle sensor
41 Hall element (magnetoelectric conversion element, angle detector)
42 detection unit (angle detection unit, angle signal processing unit)

Claims (7)

三以上の相コイルをもつステータとこのステータに対面して回転するロータとを有する多相モータの回転軸に周方向所定角度ごとかつ極性交互に固定された回転磁極部と、
前記回転磁極部に所定距離離れて対面しつつ互いに周方向へ所定角度離れて前記多相モータのハウジング側に配設されるとともに前記回転磁極部の磁界の大きさに正相関を有する角度電圧を出力する第一、第二および第三の磁電変換素子を含む角度検出部と、
前記回転軸の角度に関する情報を含む角度信号を前記各角度電圧に基づいて前記各磁電変換素子の数だけ抽出する角度信号処理部と、
前記各角度信号に基づいて前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御するステータ電流制御部と、
を備え、
前記第二の磁電変換素子は、
その出力が前記第一、第三の磁電変換素子の出力とは逆方向となるように配置されている多相モータ制御装置において、
前記角度信号処理部は、
前記第一、第二、第三の磁電変換素子が出力する前記各角度電圧を変数とする所定の数式に前記三つの角度電圧を代入して数値演算することにより、オフセット電圧がキャンセルされた前記三つの角度信号を抽出することを特徴とする多相モータ制御装置。
A rotating magnetic pole portion fixed to the rotating shaft of a multi-phase motor having a stator having three or more phase coils and a rotor rotating facing the stator at predetermined intervals in the circumferential direction and alternately with polarity;
An angular voltage having a positive correlation with the magnitude of the magnetic field of the rotating magnetic pole portion is disposed on the housing side of the multi-phase motor while facing the rotating magnetic pole portion at a predetermined distance and spaced apart from each other by a predetermined angle in the circumferential direction. An angle detector including first, second and third magnetoelectric transducers to output;
An angle signal processing unit that extracts an angle signal including information related to the angle of the rotation axis based on the angle voltage and the number of the magnetoelectric transducers;
A stator current control unit that performs switching control of a current supplied to each phase coil based on each angle signal;
With
The second magnetoelectric transducer is
In the multiphase motor control device arranged so that its output is in the opposite direction to the output of the first and third magnetoelectric transducers,
The angle signal processor is
The offset voltage has been canceled by substituting the three angular voltages into a predetermined formula with the angular voltages output by the first, second, and third magnetoelectric transducers as variables. A multi-phase motor control device that extracts three angle signals.
請求項1記載の多相モータ制御装置において、
前記角度信号処理部は、前記多相モータとしての三相ブラシレスDCモータの各相端子に印加される三つの相電圧に対して所定の位相角をもつ三つの前記角度信号を出力し、
前記第一の磁電変換素子は、前記三つの相電圧のうちのU相電圧の位相角度に対応する前記角度電圧を出力し、
前記第二の磁電変換素子は、前記第一の磁電変換素子に対して周方向一方側へ電気角π/3離れて前記三つの相電圧のうちのーW相電圧の位相角度に対応する前記角度電圧を出力し、
前記第三の磁電変換素子は、前記第一の磁電変換素子に対して周方向所定向きに電気角2π/3離れて前記三つの相電圧のうちのV相電圧の位相角度に対応する前記角度電圧を出力することを特徴とする多相モータ制御装置。
The multiphase motor control device according to claim 1,
The angle signal processing unit outputs three angle signals having a predetermined phase angle with respect to three phase voltages applied to each phase terminal of a three-phase brushless DC motor as the multiphase motor,
The first magnetoelectric transducer outputs the angular voltage corresponding to the phase angle of the U-phase voltage of the three phase voltages,
The second magnetoelectric conversion element corresponds to the phase angle of the -W phase voltage of the three phase voltages with an electrical angle of π / 3 away from the first magnetoelectric conversion element to one side in the circumferential direction. Output angular voltage,
The third magnetoelectric conversion element is at an angle corresponding to a phase angle of a V phase voltage of the three phase voltages at an electrical angle of 2π / 3 away from the first magnetoelectric conversion element in a predetermined direction in the circumferential direction. A multi-phase motor control device that outputs a voltage.
請求項1又は2記載の多相モータ制御装置において、
前記角度信号処理部は、
前記第一、第二、第三の磁電変換素子が出力する前記角度電圧を変数とする所定の数式に前記三つの角度電圧を代入して数値演算することにより、前記オフセット電圧を抽出し、前記角度電圧から前記オフセット電圧を差し引くことにより前記三つの角度信号を抽出することを特徴とする多相モータ制御装置。
In the multiphase motor control device according to claim 1 or 2,
The angle signal processor is
The offset voltage is extracted by substituting the three angular voltages into a predetermined formula with the angular voltage output from the first, second, and third magnetoelectric transducers as a variable, and calculating the offset voltage, The multi-phase motor control device, wherein the three angle signals are extracted by subtracting the offset voltage from the angle voltage.
請求項1又は2記載の多相モータ制御装置において、
前記角度信号処理部は、
前記第二の磁電変換素子が出力する前記角度電圧を反転してW相の角度電圧を求め、前記U、V、W相の角度電圧の相間電圧を演算することにより前記オフセット電圧がキャンセルされた前記三つの角度信号を抽出することを特徴とする多相モータ制御装置。
In the multiphase motor control device according to claim 1 or 2,
The angle signal processor is
The offset voltage is canceled by inverting the angular voltage output from the second magnetoelectric transducer to obtain an angular voltage of the W phase, and calculating an interphase voltage of the angular voltages of the U, V, and W phases. The multi-phase motor control device, wherein the three angle signals are extracted.
請求項3および4記載の多相モータ制御装置において、
前記角度信号処理部は、
請求項3記載の前記角度信号を用いて前記前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御する第一の制御モードと、請求項4記載の前記角度信号を用いて前記前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御する第二の制御モードとを前記角度信号に基づいて検出した前記モータの回転数に応じて切り替えることを特徴とする多相モータ制御装置。
In the multiphase motor control device according to claim 3 and 4,
The angle signal processor is
A first control mode for switching and controlling a current to be supplied to each of the phase coils using the angle signal according to claim 3, and a current to the each phase coil using the angle signal according to claim 4. A multi-phase motor control device that switches between a second control mode for performing switching control of current according to the number of rotations of the motor detected based on the angle signal.
三以上の相コイルをもつステータとこのステータに対面して回転するロータとを有する多相モータの回転軸に周方向所定角度ごとかつ極性交互に固定された回転磁極部と、
前記回転磁極部に所定距離離れて対面しつつ互いに周方向へ所定角度離れて前記多相モータのハウジング側に配設されるとともに前記回転磁極部の磁界の大きさに正相関を有する角度電圧を出力する第一、第二および第三の磁電変換素子を含む角度検出部と、
前記回転軸の角度に関する情報を含む角度信号を前記各角度電圧に基づいて前記各磁電変換素子の数だけ抽出する角度信号処理部と、
前記各角度信号に基づいて前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御するステータ電流制御部と、
を備え、
前記第二の磁電変換素子は、
その出力が前記第一、第三の磁電変換素子の出力とは逆方向となるように配置されている多相モータ制御装置において、
前記第一、第二および第三の磁電変換素子は、同一基板上に同一工程により形成され、かつ、前記角度信号処理部と一体に形成されていることを特徴とする多相モータ制御装置。
A rotating magnetic pole portion fixed to the rotating shaft of a multi-phase motor having a stator having three or more phase coils and a rotor rotating facing the stator at predetermined intervals in the circumferential direction and alternately with polarity;
An angular voltage having a positive correlation with the magnitude of the magnetic field of the rotating magnetic pole portion is disposed on the housing side of the multi-phase motor while facing the rotating magnetic pole portion at a predetermined distance and spaced apart from each other by a predetermined angle in the circumferential direction. An angle detector including first, second and third magnetoelectric transducers to output;
An angle signal processing unit that extracts an angle signal including information related to the angle of the rotation axis based on the angle voltage and the number of the magnetoelectric transducers;
A stator current control unit that performs switching control of a current supplied to each phase coil based on each angle signal;
With
The second magnetoelectric transducer is
In the multiphase motor control device arranged so that its output is in the opposite direction to the output of the first and third magnetoelectric transducers,
The first, second, and third magnetoelectric transducers are formed on the same substrate by the same process and are formed integrally with the angle signal processing unit.
三以上の相コイルをもつステータとこのステータに対面して回転するロータとを有する多相モータの回転軸に周方向所定角度ごとかつ極性交互に固定された回転磁極部と、
前記回転磁極部に所定距離離れて対面しつつ互いに周方向へ所定角度離れて前記多相モータのハウジング側に配設されるとともに前記回転磁極部の磁界の大きさに正相関を有する角度電圧を出力する第一、第二および第三の磁電変換素子を含む角度検出部と、
前記回転軸の角度に関する情報を含む角度信号を前記各角度電圧に基づいて前記各磁電変換素子の数だけ抽出する角度信号処理部と、
前記各角度信号に基づいて前記各相コイルに通電する電流をスイッチング制御するステータ電流制御部と、
を備える多相モータ制御装置において、
前記角度信号処理部は、
所定回転数未満にて前記第一、第二および第三の磁電変換素子から出力される角度電圧に対応する角度信号を抽出し、
前記所定回転数以上にて前記第一、第二および第三の磁電変換素子の角度電圧のうちの二つの角度電圧間の差である相間角度電圧に対応する角度信号を抽出することを特徴とする多相モータ制御装置。
A rotating magnetic pole portion fixed to the rotating shaft of a multi-phase motor having a stator having three or more phase coils and a rotor rotating facing the stator at predetermined intervals in the circumferential direction and alternately with polarity;
An angular voltage having a positive correlation with the magnitude of the magnetic field of the rotating magnetic pole portion is disposed on the housing side of the multi-phase motor while facing the rotating magnetic pole portion at a predetermined distance and spaced apart from each other by a predetermined angle in the circumferential direction. An angle detector including first, second and third magnetoelectric transducers to output;
An angle signal processing unit that extracts an angle signal including information related to the angle of the rotation axis based on the angle voltage and the number of the magnetoelectric transducers;
A stator current control unit that performs switching control of a current supplied to each phase coil based on each angle signal;
In a multiphase motor control device comprising:
The angle signal processor is
Extracting an angle signal corresponding to the angle voltage output from the first, second and third magnetoelectric transducers at less than a predetermined number of revolutions,
Extracting an angle signal corresponding to an interphase angular voltage, which is a difference between two angular voltages among the angular voltages of the first, second and third magnetoelectric transducers at the predetermined rotational speed or more; Multiphase motor control device.
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