JP2005312216A - Brushless dc motor drive - Google Patents

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敬之 畑山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brushless DC motor drive in which a position detecting element is used while eliminating the effect of its variation, and rotation can be controlled accurately and inexpensively without using vector control or an intricate system. <P>SOLUTION: One Hall IC 30 for detecting the rotational position of a rotor is provided, and one period of a phase signal HU outputted from the Hall IC 30 is measured by a counter circuit 20. Using the measured period as one period, a sine wave pattern circuit 32 generates the modulation signal of U phase for which the amplitude is determined based on a speed command signal. Subsequently, the modulation signal of V phase having phase shift of 120° from the modulation signal of U phase is generated, and the modulation signal of W phase having phase shift of 240° from the modulation signal of U phase is generated. The modulation signal of each phase is compared with a triangular wave and a PWM signal is generated and then each switching element of an inverter circuit 14 is turned on/off based on the PWM signal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インバータ回路によってブラシレスDCモータを駆動させる駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a drive device that drives a brushless DC motor by an inverter circuit.

従来より、三相のブラシレスDCモータにおいて、回転子のマグネットの磁束を3個のホールICやホール素子などの位置検出素子によって検出し、3個の位置検出素子からの各相の位相信号に基づいて回転子の位置を推定して通電を切り替えてPWM制御を行い、インバータ回路の各スイッチング素子をON/OFFすることによりその回転を制御している(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−101683公報
Conventionally, in a three-phase brushless DC motor, the magnetic flux of the rotor magnet is detected by three position detection elements such as a Hall IC and a Hall element, and based on the phase signal of each phase from the three position detection elements. The position of the rotor is estimated and PWM control is performed by switching energization, and the rotation is controlled by turning on / off each switching element of the inverter circuit (for example, see Patent Document 1).
JP 2002-101683 A

上記のような3個の位置検出素子を使用する場合に、これら3個の位置検出素子の実装位置のばらつき、特性のばらつき、回転子のマグネットのばらつきなどの相互の影響により、各位置検出素子からの位相信号の通電幅がばらつき、回転むらが発生して、騒音などが発生するという問題点がある。   When using the three position detection elements as described above, the position detection elements are affected by mutual influences such as mounting position variations, characteristic variations, and rotor magnet variations of the three position detection elements. Therefore, there is a problem that the energization width of the phase signal from each other fluctuates, uneven rotation occurs, and noise is generated.

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、位置検出素子を使用しつつ、そのばらつきの影響をなくし、ベクトル制御や複雑なシステムを使うことなく安価に回転を正確に制御することができるブラシレスDCモータの駆動装置を提供する。   In view of the above problems, the present invention is a brushless DC motor that can accurately control the rotation at low cost without using the influence of the variation and using vector control or a complicated system while using the position detection element. A driving apparatus is provided.

請求項1に係る発明は、三相のブラシレスDCモータの各相の固定子巻線へ駆動電流を供給するインバータ回路と、外部から入力する速度指令信号に基づいてPWM制御を行ってPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、前記PWM信号に基づいて前記インバータ回路を構成する各スイッチング素子をON/OFFするためのスイッチング信号を出力する駆動手段と、を有するブラシレスDCモータの駆動装置において、回転子の回転位置を検出する少なくとも1個の位置検出素子が設けられ、前記位置検出素子から出力された位相信号の一周期の周期時間を計測するカウンター手段が設けられ、前記計測した周期時間を一周期とし、かつ前記速度指令信号に基づいて振幅が決定されたU相の変調信号を生成し、前記U相の変調信号を120°ずらせてV相の変調信号を生成し、前記U相の変調信号を240°ずらせてW相の変調信号を生成する変調信号生成手段が設けられ、前記PWM信号生成手段は、前記各相の変調信号と三角波とを比較してPWM信号を生成することを特徴とするブラシレスDCモータの駆動装置である。   According to the first aspect of the present invention, an inverter circuit that supplies a drive current to a stator winding of each phase of a three-phase brushless DC motor, and a PWM signal based on a speed command signal input from the outside are used to generate a PWM signal. A brushless DC motor drive device comprising: a PWM signal generating means for generating; and a drive means for outputting a switching signal for turning on / off each switching element constituting the inverter circuit based on the PWM signal. There is provided at least one position detecting element for detecting the rotational position of the child, and counter means for measuring the period time of one cycle of the phase signal output from the position detecting element is provided. A U-phase modulation signal having a period and an amplitude determined based on the speed command signal is generated, and the U-phase modulation signal is set to 1 Modulation signal generation means for generating a V-phase modulation signal by shifting by 0 ° and generating a W-phase modulation signal by shifting the U-phase modulation signal by 240 ° is provided. The brushless DC motor drive apparatus is characterized in that a PWM signal is generated by comparing the modulation signal of the above and a triangular wave.

請求項2に係る発明は、前記位置検出手段は、二相変調方式により各相の変調信号を生成することを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータの駆動装置である。   The invention according to claim 2 is the brushless DC motor drive device according to claim 1, wherein the position detection means generates a modulation signal of each phase by a two-phase modulation method.

請求項3に係る発明は、起動用制御手段が設けられ、前記起動用制御手段は、前記ブラシレスDCモータの起動時において、予め決められた二相の固定子巻線に一定時間通電を行って前記回転子を固定し、予め設定された起動周期で強制転流を行う変調信号を生成し、前記一個の位置検出素子が前記起動周期に応じた周期の位相信号を出力した時に、前記1個の位置検出素子の位相信号に基づいて回転を制御することを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータの駆動装置である。   The invention according to claim 3 is provided with a starting control means, and the starting control means energizes a predetermined two-phase stator winding for a certain period of time when the brushless DC motor is started. When the rotor is fixed, a modulation signal that performs forced commutation at a preset start cycle is generated, and the one position detection element outputs a phase signal having a cycle corresponding to the start cycle, the one 2. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 1, wherein the rotation is controlled based on a phase signal of the position detecting element.

請求項4に係る発明は、起動用制御手段と前記1個の位置検出素子以外に2個の位置検出素子とを有し、前記起動用制御手段は、前記ブラシレスDCモータの起動時において、前記3個の位置検出素子からの各相の位相信号に基づいて各相の変調信号を生成し、これら各相の変調信号に基づいて前記回転子をn回回転させ、前記回転子をn回回転させた後に前記1個の位置検出素子の位相信号に基づいて回転を制御することを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータの駆動装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an activation control means and two position detection elements in addition to the one position detection element, and the activation control means is configured so that the brushless DC motor is activated when the brushless DC motor is activated. A modulation signal of each phase is generated based on the phase signal of each phase from the three position detection elements, the rotor is rotated n times based on the modulation signal of each phase, and the rotor is rotated n times 2. The brushless DC motor driving device according to claim 1, wherein the rotation is controlled based on a phase signal of the one position detecting element after the rotation.

請求項1に係る発明のブラシレスDCモータの駆動装置においては、1個の位置検出素子から出力された位相信号に基づいて、三相の変調信号を生成し、これら三相の変調信号と三角波とを比較してPWM信号を生成するため、従来のような3個の位置検出素子におけるばらつき等の影響がなくなり、回転むらが発生しない。   In the brushless DC motor driving apparatus according to the first aspect of the present invention, a three-phase modulation signal is generated based on the phase signal output from one position detection element, and the three-phase modulation signal and the triangular wave are generated. Since the PWM signal is generated by comparing the two, there is no influence of variations in the three position detection elements as in the prior art, and rotation unevenness does not occur.

請求項2に係る発明のブラシレスDCモータの駆動装置においては、位置検出手段が、二相変調方式により各相の変調信号を生成するため、インバータ回路におけるスイッチング素子のスイッチング損失を低減することができる。   In the brushless DC motor driving apparatus according to the second aspect of the invention, since the position detecting means generates the modulation signal of each phase by the two-phase modulation method, the switching loss of the switching element in the inverter circuit can be reduced. .

請求項3に係る発明のブラシレスDCモータの駆動装置について説明する。   A brushless DC motor driving apparatus according to a third aspect of the present invention will be described.

請求項1または請求項2におけるブラシレスDCモータの駆動装置においては、1個の位置検出素子によって回転を制御するため、起動時に回転方向が定まらない。そのため、起動用制御手段は、起動時において、予め固定された二相の固定子巻線に一定時間通電を行って回転子を固定し、予め設定された起動周期で強制転流を行う変調信号を生成する。前記1個の位置検出素子が起動周期に応じた周期の位相信号を出力した時から請求項1または請求項2における1個の位置検出素子からの位相信号に基づいて回転を制御する。これによって、起動時においても容易にその回転を制御することができる。   In the brushless DC motor driving apparatus according to claim 1 or 2, since the rotation is controlled by one position detection element, the rotation direction is not determined at the time of activation. Therefore, at the time of start-up, the start-up control means fixes a rotor by energizing a two-phase stator winding fixed in advance for a certain period of time, and performs a forced commutation at a preset start-up cycle. Is generated. The rotation is controlled based on the phase signal from one position detection element according to claim 1 or 2 from when the one position detection element outputs a phase signal having a period corresponding to the activation period. Thereby, the rotation can be easily controlled even at the time of activation.

請求項4に係る発明のブラシレスDCモータの駆動装置について説明する。   A brushless DC motor driving apparatus according to a fourth aspect of the present invention will be described.

請求項1または請求項2におけるブラシレスDCモータの駆動装置においては、1個の位置検出素子によって回転を制御するため、起動時に回転方向が定まらない。そのため、起動用制御手段は、起動時において3個の位置検出素子からの各相の位相信号に基づいて各相の変調信号を生成し、これら各相の変調信号に基づいて回転子をn回回転させ、回転子がn回回転させた後に、請求項1または請求項2に記載されている1個の検出素子の位相信号に基づいて回転を制御する。これによって、起動を確実に行うことができ、通常の回転時では、1個の位置検出素子に基づいて回転を制御するため3個の位置検出素子のばらつきによる影響などを受けることがない。   In the brushless DC motor driving apparatus according to claim 1 or 2, since the rotation is controlled by one position detection element, the rotation direction is not determined at the time of activation. Therefore, at the time of activation, the activation control unit generates a modulation signal of each phase based on the phase signal of each phase from the three position detection elements, and rotates the rotor n times based on the modulation signal of each phase. After the rotor is rotated n times, the rotation is controlled based on the phase signal of one detection element described in claim 1 or claim 2. As a result, the activation can be performed reliably, and during normal rotation, the rotation is controlled based on one position detection element, so that it is not affected by variations in the three position detection elements.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態の三相のブラシレスDCモータ(以下、単にモータという)10の駆動装置12について説明する。このモータ10は、ファン装置の駆動源である。
(First embodiment)
Hereinafter, a driving device 12 of a three-phase brushless DC motor (hereinafter simply referred to as a motor) 10 according to a first embodiment of the present invention will be described. The motor 10 is a drive source for the fan device.

(1)駆動装置12の構成
図1のブロック図に基づいて、駆動装置12の構成について説明する。
(1) Configuration of Drive Device 12 The configuration of the drive device 12 will be described based on the block diagram of FIG.

駆動装置12は、インバータ回路14、駆動回路16、位置推定回路18、カウンター回路20、システムクロック生成回路22、三角波発生回路24、マイコンよりなりファン装置の主制御部でもある制御部26とより構成されている。また、駆動回路16は、各相の正弦波パターン回路32、コンパレータ34、NOT回路36から構成される。   The drive device 12 includes an inverter circuit 14, a drive circuit 16, a position estimation circuit 18, a counter circuit 20, a system clock generation circuit 22, a triangular wave generation circuit 24, and a control unit 26 that is a microcomputer and is a main control unit of the fan device. Has been. The drive circuit 16 includes a sine wave pattern circuit 32, a comparator 34, and a NOT circuit 36 for each phase.

インバータ回路14は、6個のMOSFETより構成され、2個のMOSFETが直列に接続され、これら直列に接続された2個のFETが3組並列に接続されている。2個の直列に接続されたMOSFETの間に各相の固定子巻線28が接続されている。また、各MOSFETと並列に電流還流用のダイオードが接続されている。さらに、3個のMOSFETのドレイン端子には、直流電源+Vmが接続されている。   The inverter circuit 14 includes six MOSFETs, two MOSFETs are connected in series, and three sets of these two FETs connected in series are connected in parallel. A stator winding 28 of each phase is connected between two MOSFETs connected in series. In addition, a diode for current return is connected in parallel with each MOSFET. Further, the DC power supply + Vm is connected to the drain terminals of the three MOSFETs.

モータ10の回転子のマグネットの位置を検出するための1個のホールIC30が設けられている。このホールIC30からの位相信号HUは位置検出回路18に入力する。位置検出回路18は、システムクロック生成回路22からのクロック信号と入力した位相信号HUをカウンター回路20に出力する。カウンター回路20では、図2に示すように、位相信号HUの立ち下がり位置から次の立ち下がり位置までの時間をカウントして、これを一周期とする。なお、この一周期は、回転数により異なり、図2の場合には最初の周期はT1であり、次の周期はT2である。   One Hall IC 30 for detecting the position of the magnet of the rotor of the motor 10 is provided. The phase signal HU from the Hall IC 30 is input to the position detection circuit 18. The position detection circuit 18 outputs the clock signal from the system clock generation circuit 22 and the input phase signal HU to the counter circuit 20. As shown in FIG. 2, the counter circuit 20 counts the time from the falling position of the phase signal HU to the next falling position and sets this as one cycle. This one cycle varies depending on the number of rotations. In the case of FIG. 2, the first cycle is T1, and the next cycle is T2.

カウンター回路20によってカウントされた一周期の時間及び位相信号の立ち下がりのタイミングが駆動回路16の各相の正弦波パターン回路32に入力する。   The time of one cycle counted by the counter circuit 20 and the falling timing of the phase signal are input to the sine wave pattern circuit 32 of each phase of the drive circuit 16.

U相の正弦波パターン回路32においては、二相変調方式による正弦波のU相の変調信号SUが生成される。U相の変調信号SUの出力するタイミングは位相信号の立ち下がり時によって決定され、変調信号の周期は入力した一周期(例えば、T1)と同じに設定され、振幅は速度指令信号の電圧に基づいて決定される。   The U-phase sine wave pattern circuit 32 generates a sine wave U-phase modulation signal SU by the two-phase modulation method. The timing at which the U-phase modulation signal SU is output is determined by the falling edge of the phase signal, the modulation signal cycle is set to be the same as the input cycle (for example, T1), and the amplitude is based on the voltage of the speed command signal. Determined.

V相の正弦波パターン回路32においても同様にV相の変調信号SVが生成されるが、V相の変調信号SVの生成されるタイミングは、U相の変調信号SUに対し120°ずれた状態で生成される。   Similarly, the V-phase modulation signal SV is generated in the V-phase sine wave pattern circuit 32, but the generation timing of the V-phase modulation signal SV is shifted by 120 ° with respect to the U-phase modulation signal SU. Is generated.

W相の正弦波パターン回路32においても同様にW相の変調信号SWが生成されるが、このW相の変調信号SWはU相の変調信号SUに対し240°ずれた状態で生成される。   Similarly, the W-phase modulation signal SW is generated in the W-phase sine wave pattern circuit 32. The W-phase modulation signal SW is generated in a state of being shifted by 240 ° with respect to the U-phase modulation signal SU.

なお、各相の変調信号の一周期は、入力する位相信号の一周期によって異なり、T1で入力している時にはT1の一周期を設定し、回転数が変化して一周期がT2になった場合には、一周期がT2となる。   Note that one cycle of the modulation signal of each phase differs depending on one cycle of the input phase signal, and when T1 is input, one cycle of T1 is set, and the number of rotations changes and one cycle becomes T2. In this case, one cycle is T2.

このように各相の変調信号が生成されると、各相のコンパレータ34に入力する。各相のコンパレータ34には、三角波発生回路24から入力した三角波が入力し、この三角波が入力した変調信号と比較されてコンパレータ34からはそれぞれPWM信号が出力される。この三角波発生回路24はシステムクロック生成回路22からのクロック信号によって三角波が生成される。   When the modulation signal for each phase is generated in this way, it is input to the comparator 34 for each phase. The comparator 34 of each phase receives the triangular wave input from the triangular wave generating circuit 24 and compares the triangular wave with the input modulation signal, and the comparator 34 outputs a PWM signal. The triangular wave generation circuit 24 generates a triangular wave by the clock signal from the system clock generation circuit 22.

U相のコンパレータ34から出力されたPWM信号はインバータ回路14のU相の上段のMOSFETのゲート端子に入力される。また、U相のコンパレータ34から出たPWM信号はNOT回路36によって反転され、この反転されたPWM信号はU相の下段のMOSFETのゲート端子に入力される。   The PWM signal output from the U-phase comparator 34 is input to the gate terminal of the U-phase upper MOSFET of the inverter circuit 14. The PWM signal output from the U-phase comparator 34 is inverted by the NOT circuit 36, and this inverted PWM signal is input to the gate terminal of the lower-stage MOSFET of the U phase.

U相のコンパレータ34から出力されたPWM信号、W相のコンパレータ34から出力されたPWM信号も同様にU相の上下のMOSFETとW相の上下のMOSFETにそれぞれ入力される。   Similarly, the PWM signal output from the U-phase comparator 34 and the PWM signal output from the W-phase comparator 34 are also input to the upper and lower MOSFETs of the U phase and the upper and lower MOSFETs of the W phase, respectively.

(2)通常回転時の制御状態
起動時以外の通常回転時における駆動装置10の制御状態について説明する。
(2) Control state during normal rotation The control state of the drive device 10 during normal rotation other than during startup will be described.

モータ10の回転子が所定の速度で回転していると回転子のマグネットの磁束の変化により位相信号HUを出力する。   When the rotor of the motor 10 is rotating at a predetermined speed, a phase signal HU is output by a change in the magnetic flux of the rotor magnet.

位相信号HUは、位置推定回路18とカウンタ回路20によって、その立ち下がり時及び一周期の時間がカウントされ、各相の正弦波パターン回路32に入力される。U相では立ち下がり時の時点を基準として変調信号が生成される。この場合に速度指令信号の電圧により振幅が変化し、また一周期が位相信号の一周期と同じように設定される。V相の変調信号はこのU相の変調信号に対し120°ずれた状態で生成され、W相の変調信号はU相の変調信号に対し240°ずれた状態で生成される。   The phase signal HU is counted by the position estimation circuit 18 and the counter circuit 20 at the time of falling and one cycle time, and is input to the sine wave pattern circuit 32 of each phase. In the U phase, a modulation signal is generated with reference to the time of falling. In this case, the amplitude changes depending on the voltage of the speed command signal, and one period is set to be the same as one period of the phase signal. The V-phase modulation signal is generated in a state shifted by 120 ° with respect to the U-phase modulation signal, and the W-phase modulation signal is generated in a state shifted by 240 ° with respect to the U-phase modulation signal.

そのため、従来のように3個の変調信号からの信号に基づくようなばらつきがなく正確に120°ずつずれた変調信号が出力されるため、これに基づくPWM信号による回転子の回転にばらつきが発生しない。また、ベクトル制御や複雑なシステムを使うことがないため、コストを削減することができる。   For this reason, there is no variation based on the signals from the three modulation signals as in the conventional case, and the modulation signal shifted by 120 ° is output accurately. Therefore, variation in the rotation of the rotor by the PWM signal based on this is generated. do not do. Moreover, since vector control and a complicated system are not used, cost can be reduced.

(3)起動時の制御方法
上記のような通常回転時においては、回転子が既に回転しているため回転方向が判明しているが、起動時においては回転方向が定まらないため1個のホールIC30ではその制御が行いにくい。この起動制御方法における起動時は一定時間予め定めた二相の固定子巻線に通電し、モータ10の回転子の位置を固定し、その後強制的に転流してモータ10を始動通電することにより回転方向を決定し、起動後は上記した通常の回転制御方法に切り替えるものである。
(3) Control method at start-up At the time of normal rotation as described above, the rotation direction is known because the rotor has already been rotated, but at start-up, the rotation direction is not fixed, so one hole The IC 30 is difficult to control. At the start-up in this start-up control method, by energizing a predetermined two-phase stator winding for a certain time, fixing the position of the rotor of the motor 10, and then forcibly commutating to start-up the motor 10 The rotation direction is determined, and after startup, the normal rotation control method described above is switched.

図3のフローチャートに基づいて起動制御方法を説明する。   The activation control method will be described based on the flowchart of FIG.

ステップ1において、予め決められた二相の固定子巻線に一定時間通電を行うことにより、即ち、直流励磁を行うことにより、回転子の位置を固定する。   In step 1, the rotor position is fixed by energizing a predetermined two-phase stator winding for a predetermined time, that is, by performing DC excitation.

ステップ2において、予め設定した周期で強制転流を行うための起動用位相信号を制御部26から位置推定回路18に出力する。   In step 2, a start phase signal for performing forced commutation at a preset cycle is output from the control unit 26 to the position estimation circuit 18.

ステップ3において、起動用位相信号に基づいて回転子が回転し始めるため、ホールIC30がそれを検知し、位相信号を位置検出回路18に出力する。位置検出回路18では、入力した位相信号が起動位相信号と一致した時には、ステップ4に進み、上記した通常の回転制御に移行する。また、入力した位相信号が起動位相信号と一致しない場合には、ステップ1に戻り直流励磁を続ける。   In step 3, since the rotor starts to rotate based on the start-up phase signal, the Hall IC 30 detects this and outputs the phase signal to the position detection circuit 18. In the position detection circuit 18, when the input phase signal coincides with the starting phase signal, the process proceeds to step 4 and shifts to the normal rotation control described above. On the other hand, if the input phase signal does not coincide with the starting phase signal, the process returns to step 1 to continue the DC excitation.

以上により、起動時においては予め設定した起動用位相信号によって起動させ、その後上記で説明した通常回転制御に移行するため、起動時においても1個のホールIC30によって起動することができる。   As described above, at the time of activation, activation is performed by a preset activation phase signal, and then the normal rotation control described above is performed, so that even one of the hall ICs 30 can be activated at the time of activation.

(第2の実施形態)
第2の実施形態の起動制御方法について図4に基づいて説明する。
(Second Embodiment)
The activation control method according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

第1の実施形態の起動制御方法においては予め設定された起動用位相信号に基づいて起動を行ったが、本実施形態では従来と同様に3個のホールICを設け、起動時においてはこの3個のホールICを用いて起動するものである。   In the startup control method of the first embodiment, startup is performed based on a preset startup phase signal. In the present embodiment, three Hall ICs are provided as in the prior art, and at startup, this 3 It is activated using a single Hall IC.

図4のフローチャートに基づいて起動制御方法を説明する。   The activation control method will be described based on the flowchart of FIG.

ステップ11においてモータが停止し、ステップ12において外部から起動信号が入力すると、ステップ13において制御部26は通電を開始する。   When the motor stops in step 11 and an activation signal is input from the outside in step 12, the control unit 26 starts energization in step 13.

ステップ14において、通電により回転子が回転し始めると、3個のホールICが従来と同様に各相の位相信号を出力し、これら各相の位相信号に基づいてPWM信号を生成し回転を制御する。   In Step 14, when the rotor starts to rotate due to energization, the three Hall ICs output the phase signal of each phase in the same manner as in the prior art, and generate the PWM signal based on the phase signal of each phase to control the rotation. To do.

ステップ15において、回転子がn回連続して回転した場合には、上記で説明した通常回転制御に移り、n回まで達しない場合には3個のホールIC30を用いて回転制御を行う。   In step 15, when the rotor rotates continuously n times, the normal rotation control described above is performed. When the rotor does not reach n times, rotation control is performed using the three Hall ICs 30.

第2の実施形態の起動制御方法であると、起動時のみ3個のホールIC30を用い通常回転時では1個のホールIC30で制御を行うため、通常回転時では回転むらなどが発生しない。   In the activation control method of the second embodiment, since three Hall ICs 30 are used only at the time of activation and control is performed by one Hall IC 30 at the time of normal rotation, uneven rotation or the like does not occur at the time of normal rotation.

本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.

本発明のブラシレスDCモータの駆動装置においては、ファン装置などの回転数をあまり変化させない駆動源として好適である。   The brushless DC motor drive device of the present invention is suitable as a drive source that does not change the rotational speed of a fan device or the like.

本発明の第1の実施形態を示す駆動装置のブロック図である。It is a block diagram of the drive device which shows the 1st Embodiment of this invention. 駆動装置のタイムチャートである。It is a time chart of a drive device. 起動制御方法におけるフローチャートである。It is a flowchart in a starting control method. 第2の実施形態の起動制御方法のフローチャートである。It is a flowchart of the starting control method of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 モータ
12 駆動装置
14 インバータ回路
16 駆動回路
18 位置推定回路
20 カウンター回路
22 システムクロック生成回路
24 三角波発生回路
26 制御部
28 固定子巻線
30 ホールIC
32 正弦波パターン回路
34 コンパレータ
36 NOT回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor 12 Drive apparatus 14 Inverter circuit 16 Drive circuit 18 Position estimation circuit 20 Counter circuit 22 System clock generation circuit 24 Triangular wave generation circuit 26 Control part 28 Stator winding 30 Hall IC
32 Sine wave pattern circuit 34 Comparator 36 NOT circuit

Claims (4)

三相のブラシレスDCモータの各相の固定子巻線へ駆動電流を供給するインバータ回路と、
外部から入力する速度指令信号に基づいてPWM制御を行ってPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、
前記PWM信号に基づいて前記インバータ回路を構成する各スイッチング素子をON/OFFするためのスイッチング信号を出力する駆動手段と、
を有するブラシレスDCモータの駆動装置において、
回転子の回転位置を検出する少なくとも1個の位置検出素子が設けられ、
前記位置検出素子から出力された位相信号の一周期の周期時間を計測するカウンター手段が設けられ、
前記計測した周期時間を一周期とし、かつ、前記速度指令信号に基づいて振幅が決定されたU相の変調信号を生成し、前記U相の変調信号を120°ずらせてV相の変調信号を生成し、前記U相の変調信号を240°ずらせてW相の変調信号を生成する変調信号生成手段が設けられ、
前記PWM信号生成手段は、
前記各相の変調信号と三角波とを比較してPWM信号を生成する
ことを特徴とするブラシレスDCモータの駆動装置。
An inverter circuit for supplying drive current to the stator windings of each phase of the three-phase brushless DC motor;
PWM signal generating means for generating a PWM signal by performing PWM control based on a speed command signal input from the outside;
Drive means for outputting a switching signal for turning on / off each switching element constituting the inverter circuit based on the PWM signal;
In the drive device of the brushless DC motor having
At least one position detecting element for detecting the rotational position of the rotor is provided;
Counter means for measuring a cycle time of one cycle of the phase signal output from the position detection element is provided;
A U-phase modulation signal whose amplitude is determined based on the speed command signal is generated with the measured cycle time as one cycle, and the U-phase modulation signal is shifted by 120 ° to obtain a V-phase modulation signal. Modulation signal generation means for generating and generating a W-phase modulation signal by shifting the U-phase modulation signal by 240 °;
The PWM signal generating means includes
The PWM signal is generated by comparing the modulation signal of each phase and the triangular wave.
前記位置検出手段は、二相変調方式により各相の変調信号を生成する
ことを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
The brushless DC motor driving apparatus according to claim 1, wherein the position detecting means generates a modulated signal of each phase by a two-phase modulation method.
起動用制御手段が設けられ、
前記起動用制御手段は、
前記ブラシレスDCモータの起動時において、予め決められた二相の固定子巻線に一定時間通電を行って前記回転子を固定し、
予め設定された起動周期で強制転流を行う変調信号を生成し、
前記一個の位置検出素子が前記起動周期に応じた周期の位相信号を出力した時に、前記1個の位置検出素子の位相信号に基づいて回転を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
A starting control means is provided,
The activation control means includes:
When starting up the brushless DC motor, a predetermined two-phase stator winding is energized for a certain period of time to fix the rotor,
Generate a modulation signal that performs forced commutation at a preset start cycle,
2. The brushless according to claim 1, wherein when one position detection element outputs a phase signal having a period corresponding to the activation period, rotation is controlled based on the phase signal of the one position detection element. 3. DC motor drive device.
起動用制御手段と前記1個の位置検出素子以外に2個の位置検出素子とを有し、
前記起動用制御手段は、
前記ブラシレスDCモータの起動時において、前記3個の位置検出素子からの各相の位相信号に基づいて各相の変調信号を生成し、これら各相の変調信号に基づいて前記回転子をn回回転させ、
前記回転子をn回回転させた後に前記1個の位置検出素子の位相信号に基づいて回転を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
In addition to the starting control means and the one position detecting element, there are two position detecting elements,
The activation control means includes:
When the brushless DC motor is started, a modulation signal of each phase is generated based on the phase signal of each phase from the three position detection elements, and the rotor is rotated n times based on the modulation signal of each phase. Rotate,
The brushless DC motor drive device according to claim 1, wherein the rotation is controlled based on a phase signal of the one position detecting element after the rotor is rotated n times.
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