JP2008295249A - Drive arrangement of brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無刷子電動機の駆動装置に係り、特に固定子巻線に発生する逆起電力を利用して回転子の位置検出信号を得る無刷子電動機の駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device for a brushless motor, and more particularly to a drive device for a brushless motor that obtains a rotor position detection signal by using a counter electromotive force generated in a stator winding.
無刷子電動機の固定子巻線の端子電圧に含まれる逆起電力から回転子位置を検出する無刷子電動機の駆動装置は、停止状態から起動する場合には逆起電力が発生していないため位置検出信号を得ることができない。このため、固定子巻線に強制的に通電して同期電動機として運転して、逆起電力が充分な大きさになるまで回転速度を上げた後、逆起電力から回転子位置を検出して運転を行う。 The drive unit of the brushless motor that detects the rotor position from the counterelectromotive force included in the terminal voltage of the stator winding of the brushless motor is positioned at the position where no counterelectromotive force is generated when starting from a stopped state. A detection signal cannot be obtained. For this reason, the stator winding is forcibly energized and operated as a synchronous motor, and after increasing the rotational speed until the back electromotive force becomes sufficiently large, the rotor position is detected from the back electromotive force. Do the driving.
固定子巻線に発生する逆起電力を利用して回転子の位置検出を行う無刷子電動機の駆動装置の例として公開特許公報2001−103785号がある。 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-103785 is an example of a drive device for a non-printer motor that detects the position of a rotor by using a counter electromotive force generated in a stator winding.
上記従来技術における無刷子電動機の駆動装置は、同期電動機として運転する起動パターンを決定する具体的な方法についての記述がなく、膨大な組合せのある起動条件を予め試験して起動パターンを求めておく必要があった。 The drive device of the above-described conventional brushless motor has no description about a specific method for determining a start pattern to operate as a synchronous motor, and obtains a start pattern by previously testing start conditions having a huge number of combinations. There was a need.
上記の課題は、必要最大トルクを発生する電流が流れるように逆起電力と電流と巻線抵抗による電圧降下を合算した電圧を無刷子電動機の印加電圧とし、印加電圧と逆起電力が等しくなり電流が流れなくなる回転速度まで回転速度を略直線で増大させることにより達成される。 The above problem is that the voltage obtained by adding the back electromotive force, the current, and the voltage drop due to the winding resistance is the applied voltage of the brushless motor so that the current that generates the required maximum torque flows, and the applied voltage is equal to the back electromotive force. This is achieved by increasing the rotational speed substantially linearly to a rotational speed at which no current flows.
本発明を適用することにより、膨大な組合せのある起動条件を予め試験して起動パターンを設定する、および、起動パターンの記憶装置を具備することなく円滑な起動が可能な無刷子電動機の駆動装置を提供することが可能となる。 By applying the present invention, a driving device for a brushless motor capable of setting a starting pattern by testing in advance a starting condition having an enormous number of combinations and smoothly starting without having a storing device for the starting pattern Can be provided.
図1は本発明による実施例の全体構成図である。1は交流電源、2は整流用のダイオード、3は平滑用のコンデンサ、4はブリッジインバータ、6は電流検出回路、7は電流制限回路、8は位置検出回路、9は起動信号発生回路、10は切換回路、11は回転速度測定回路、12は回転速度司令回路、13は回転速度比較回路、14は電圧制御回路、15はゲート制御回路、16は変調回路であり、以上で無刷子電動機の駆動装置を構成している。5は無刷子電動機である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment according to the present invention. 1 is an AC power supply, 2 is a rectifying diode, 3 is a smoothing capacitor, 4 is a bridge inverter, 6 is a current detection circuit, 7 is a current limiting circuit, 8 is a position detection circuit, 9 is a start signal generation circuit, 10 Is a switching circuit, 11 is a rotational speed measurement circuit, 12 is a rotational speed command circuit, 13 is a rotational speed comparison circuit, 14 is a voltage control circuit, 15 is a gate control circuit, 16 is a modulation circuit, The drive device is configured. Reference numeral 5 denotes a brushless motor.
無刷子電動機の固定子巻線の端子電圧に含まれる逆起電力から回転子位置を検出する、所謂、センサーレス120°通電方式による位置検出運転について説明する。無刷子電動機は固定子巻線に逆起電力が発生するのは回転子が回転している場合だけであるので、回転子が停止してる場合においては固定子巻線に発生する逆起電力から回転子位置を検出することはできない。従来より無刷子電動機をセンサーレス120°通電方式で起動する場合、同期電動機として運転を開始する同期運転起動方式を採用している。同期運転は起動信号発生回路9からの信号で固定子巻線の通電相を切り換え、徐々に回転速度を上昇させる。逆起電力が充分な大きさになるまで回転速度を上げた後、切換回路10により逆起電力から回転子位置を検出して運転を行う位置検出運転に切り換える。位置検出回路8は非通電巻線の逆起電力を用いて回転子の磁極位置を検出する。非通電巻線の逆起電力と中性点電位を比較してクロスする位置を基準位置として、基準位置から予め設定された固定子巻線の通電相切り換えまでの転流遅延角度に相当する時間経過後に固定子巻線の通電相切り換えを行う位置検出信号を発生する。
A position detection operation based on a so-called sensorless 120 ° energization method for detecting the rotor position from the back electromotive force included in the terminal voltage of the stator winding of the brushless motor will be described. In the non-printer motor, the back electromotive force is generated in the stator winding only when the rotor is rotating. Therefore, when the rotor is stopped, the back electromotive force is generated from the back electromotive force generated in the stator winding. The rotor position cannot be detected. Conventionally, when a non-printing motor is started by a sensorless 120 ° energization method, a synchronous operation starting method for starting operation as a synchronous motor is adopted. In the synchronous operation, the energized phase of the stator winding is switched by a signal from the start signal generation circuit 9, and the rotational speed is gradually increased. After the rotational speed is increased until the back electromotive force becomes sufficiently large, the switching circuit 10 switches to the position detection operation in which the operation is performed by detecting the rotor position from the back electromotive force. The
図2はデジタル位置検出方式の動作原理を示したものである。120°通電方式は位置検出回路8により非通電巻線の逆起電力を用いて位置検出する。デジタル位置検出は非通電巻線の逆起電力と中性点電位を直接比較した位置検出信号で、次の自分の相の転流をさせる点が特徴である。図2のようにV+→W−通電時はu相電圧で位置検出して、マイコンのタイマで予め設定された電気角、例えば、電気角30°遅延させてW−→u−転流をさせる。V相とW相の情報は必要ない。このようにして、非通電巻線の逆起電力を用いて位置検出して運転する。
FIG. 2 shows the operation principle of the digital position detection method. In the 120 ° energization method, the
無刷子電動機の固定子巻線の端子電圧に含まれる逆起電力から回転子位置を検出する無刷子電動機の駆動装置は、停止状態から起動する場合には逆起電力が発生していないため位置検出信号を得ることができない。このため、。従来より無刷子電動機を120°通電方式で起動する場合、同期モータとして運転を開始する同期運転起動方式を採用している。同期運転とは同期テーブルを用いて徐々に回転速度を上昇させる方式である。 The drive unit of the brushless motor that detects the rotor position from the counterelectromotive force included in the terminal voltage of the stator winding of the brushless motor is positioned at the position where no counterelectromotive force is generated when starting from a stopped state. A detection signal cannot be obtained. For this reason,. Conventionally, when a brushless motor is started by a 120 ° energization method, a synchronous operation start method that starts operation as a synchronous motor is adopted. Synchronous operation is a method of gradually increasing the rotational speed using a synchronization table.
図3は本発明による同期テーブルの説明図である。無刷子電動機は停止状態においては逆起電力が発生していないため、固定子巻線に通常の電圧を印加すると過大な電流が流れてしまう。このため、同期運転開始時において、電圧制御回路14はブリッジインバータ4の電流容量の許容値、無刷子電動機5の減磁開始電流、振動等を考慮した電流値に電流を抑制する電圧制御を行う。時刻が進むにしたがって、回転速度が上昇する。無刷子電動機は回転子が回転をすると逆起電力が発生する。このため、印加電圧が一定であると固定子巻線を流れる電流が減少する。この結果、同期運転中の負荷トルクに見合ったモータトルクを発生することが出来ずに脱調停止してしまう。このため、運転開始t0から位置検出を許可するt2の期間は、逆起電力によって固定子巻線を流れる電流が減少しないように電圧制御回路14が動作する。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a synchronization table according to the present invention. Since the backless electromotive force is not generated in the non-printer motor in the stopped state, an excessive current flows when a normal voltage is applied to the stator winding. Therefore, at the start of the synchronous operation, the
位置検出を許可するt2における固定子巻線を流れる電流が発生するモータトルクが負荷トルクより小さいと、位置検出運転に切り替える前に脱調停止してしまう。上記の同期運転開始時における電圧制御回路14の電圧制御は、この点を考慮した値になる。
時刻t2以降は、電圧制御回路14は一定の電圧制御を行う。時刻が進むにしたがって回転速度はさらに上昇し、逆起電力も増大する。この結果、固定子巻線を流れる電流は減少し、負荷トルクに見合ったモータトルクを発生するために回転子の位相が印加電圧に近づいてくる。そして、位相が合ったときに切換回路10が動作して同期運転から位置検出運転に切り替える。電圧一定制御で回転速度を上昇させるだけであり、特別な実験等で予め求める項目はない。
If the motor torque generated by the current flowing through the stator winding at t2 at which position detection is permitted is smaller than the load torque, the step-out will stop before switching to the position detection operation. The voltage control of the
After time t2, the
時刻t2以降は電圧制御回路14は一定の電圧制御を行うため、時刻が進むにしたがって回転速度はさらに上昇し、逆起電力も増大して印加電圧では固定子巻線に電流が流れなくなる。この段階に至っても位置検出運転に切り替えることができなければ、何らかの不具合により起動でいないものと判断して、運転を停止する。これが、時刻t3である。
Since the
以上のように、本発明による無刷子電動機の駆動装置は無刷子電動機の回転速度、印加電圧、逆起電力、固定子巻線を流れる電流および印加電圧と逆起電力の位相等の基本的な項目によるものであるため、膨大な組合せのある起動条件を予め試験して起動パターンを求めておく必要がない。 As described above, the drive device for a brushless motor according to the present invention has the basic features such as the rotation speed of the brushless motor, the applied voltage, the counter electromotive force, the current flowing through the stator winding, and the phase of the applied voltage and the counter electromotive force. Since it depends on the item, it is not necessary to previously test activation conditions having a huge number of combinations to obtain activation patterns.
また、回転速度司令回路12は回転速度司令を発生し、回転速度測定回路11の測定結果と回転速度比較回路が比較して、電圧制御回路14および変調回路16が作用して所定の回転速度を実現する。電流検出回路6、電流制限回路7は起動の異常時の過大電流を検出制御するものであり、これらは従来技術による無刷子電動機の駆動装置と同様である。
Further, the rotation
1…交流電源、2…整流用のダイオード、3…平滑用のコンデンサ、4…ブリッジインバータ、5…無刷子電動機、6…電流検出回路、7…電流制限回路、8…位置検出回路、9…起動信号発生回路、10…切換回路、11…回転速度測定回路、12…回転速度司令回路、13…回転速度比較回路、14…電圧制御回路、15…ゲート制御回路、16…変調回路。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
位置検出回路が動作可能となる大きさの逆起電力が発生する回転速度、あるいは、それより所定の値だけ高い回転速度である第1の回転速度以降において逆起電力と中性点電圧とを比較する位置検出を許可し、第1の回転速度あるいは、それより所定の値だけ高い回転速度である第2の回転速度において必要最大トルクを発生する電流が流れるように、第2の回転速度における逆起電力と電流と巻線抵抗による電圧降下を合算した電圧を無刷子電動機の印加電圧とし、該印加電圧と逆起電力が等しくなり電流が流れなくなる回転速度、あるいは、それより所定の値だけ高い回転速度である第3の回転速度を同期運転の上限回転速度とすることを特徴とする無刷子電動機の駆動装置。 Driving of a brushless motor for detecting a rotor magnetic pole position from a back electromotive force included in a terminal voltage of a stator winding of a brushless motor having a rotor having a permanent magnet and a three-phase stator winding When starting up the machine, the stator winding is forcibly energized to operate as a synchronous motor, and the energization period is gradually shortened until the counter electromotive force becomes sufficiently large, and the rotational speed is increased. After the power becomes sufficiently large, the commutation delay angle from the reference position to the switching of the energized phase of the stator winding is made with the position where the counter electromotive force and the neutral point voltage are compared and crossed as the reference position. In the drive device of the brushless motor that switches the energized phase of the stator winding after a lapse of time corresponding to the commutation delay angle from the reference position,
The counter electromotive force and the neutral point voltage after the first rotation speed at which the counter electromotive force is generated so that the position detection circuit can operate, or at a rotation speed higher by a predetermined value than the first rotation speed. In the second rotational speed, the position detection to be compared is permitted, and a current that generates the necessary maximum torque flows at the first rotational speed or the second rotational speed that is higher than the first rotational speed by a predetermined value. The voltage obtained by adding the back electromotive force, the current, and the voltage drop due to the winding resistance is the applied voltage of the brushless motor, and the rotation speed at which the applied voltage and the back electromotive force are equal and the current does not flow, or a predetermined value from it. A drive device for a brushless motor, wherein the third rotation speed, which is a high rotation speed, is set as an upper limit rotation speed for synchronous operation.
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CN114513103A (en) * | 2022-02-28 | 2022-05-17 | 沈阳工业大学 | Brushless permanent magnet torque motor for pumping unit and speed time-varying control method |
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