JP2008312383A - Position detecting device for rotator and position detecting method of rotator - Google Patents

Position detecting device for rotator and position detecting method of rotator Download PDF

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    • H02P6/14Electronic commutators
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detecting device for rotator which improves the detection accuracy of rotator position, while suppressing the number of magnetic sensors. <P>SOLUTION: In the position detecting device, a first comparator 1, to which first output voltage HUP and first inverted output voltage HUM which a first Hall element HU outputs, are inputted outputs a first position detection signal HUs. A second comparator 2, to which second output voltage HVP and second inverted output voltage HVM which a second Hall element HV outputs, are inputted outputs a second position detection signal HVs. A third comparator 3, to which first inverted output voltage HUM that the first Hall element HU outputs and second output voltage HVP that the second Hall element HV outputs are inputted, outputs a third position detection signal HWs. Thus, three position detection signals can be obtained from the two Hall elements, and the resolution is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、モータの回転子の位置を検出する位置検出装置に関する。   The present invention relates to a position detection device that detects the position of a rotor of a motor.

従来、空気調和機のファン用ブラシレスDCモータは、3つの磁気センサで回転子の磁束を検出して回転子の位置を検出し、この検出した回転子の位置情報に基づいて、固定子巻線への通電を制御することで、安定した動作を可能にしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a brushless DC motor for a fan of an air conditioner detects the rotor position by detecting the magnetic flux of the rotor with three magnetic sensors, and based on the detected rotor position information, the stator winding Stable operation is enabled by controlling the energization to.

ところで、コスト低減の観点から、位置検出のためのセンサ数を低減することが求められている。   By the way, from the viewpoint of cost reduction, it is required to reduce the number of sensors for position detection.

しかし、センサ数を低減すると、回転子の正確な位置情報を得ることが難しくなって、モータ動作の不安定を招き易いという欠点がある。   However, when the number of sensors is reduced, it is difficult to obtain accurate position information of the rotor, and there is a drawback that instability of motor operation is likely to be caused.

そこで、センサ数を低減させても、モータを安定に駆動する技術(特許文献1(特許第3483740号公報))が提案されているが、特別なセンサを要する、制御が複雑化するといった問題があった。
特許第3483740号公報
Thus, a technique for stably driving a motor (Patent Document 1 (Patent No. 3484740)) has been proposed even if the number of sensors is reduced. However, there is a problem that a special sensor is required and control is complicated. there were.
Japanese Patent No. 3484740

そこで、この発明の課題は、磁気センサの個数を抑えつつ、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる回転子の位置検出装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotor position detection device capable of improving the detection accuracy of the rotor position without requiring a special sensor or complicated control while suppressing the number of magnetic sensors. There is.

上記課題を解決するため、この発明の回転子の位置検出装置は、回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第1の出力信号とこの第1の出力信号とは逆位相の第1の反転出力信号とを出力する第1の磁気センサと、
上記回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第2の出力信号とこの第2の出力信号とは逆位相の第2の反転出力信号とを出力する第2の磁気センサとを備え、
上記第1の出力信号と第2の出力信号とは位相が所定の電気角だけずれており、
さらに、上記第1の出力信号と第1の反転出力信号が入力される第1のコンパレータと、
上記第2の出力信号と第2の反転出力信号が入力される第2のコンパレータと、
上記第1の出力信号と第2の反転出力信号、または、上記第1の反転出力信号と第2の出力信号が入力される第3のコンパレータとを備えることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, a rotor position detection device according to the present invention detects a magnetic flux of a rotor and has a first output signal corresponding to the detected magnetic flux and a first output signal having a phase opposite to that of the first output signal. A first magnetic sensor that outputs an inverted output signal of 1;
A second magnetic sensor that detects a magnetic flux of the rotor and outputs a second output signal corresponding to the detected magnetic flux and a second inverted output signal having a phase opposite to that of the second output signal. ,
The first output signal and the second output signal are out of phase by a predetermined electrical angle,
A first comparator to which the first output signal and the first inverted output signal are input;
A second comparator to which the second output signal and the second inverted output signal are input;
And a third comparator to which the first inverted signal and the second inverted output signal or the first inverted output signal and the second output signal are input.

この発明によれば、第1のコンパレータは、第1の磁気センサから入力された第1の出力信号と第1の反転出力信号に基づいて第1の位置検出信号を出力する。また、第2のコンパレータは、第2の磁気センサから入力された第2の出力信号と第2の反転出力信号に基づいて第2の位置検出信号を出力する。また、第3のコンパレータは、第1の磁気センサから入力された第1の出力信号と第2の磁気センサから入力された第2の反転出力信号、または、第1の磁気センサから入力された第1の反転出力信号と第2の磁気センサから入力された第2の出力信号に基づいて、第3の位置検出信号を出力する。   According to this invention, the first comparator outputs the first position detection signal based on the first output signal and the first inverted output signal input from the first magnetic sensor. The second comparator outputs a second position detection signal based on the second output signal input from the second magnetic sensor and the second inverted output signal. The third comparator receives the first output signal input from the first magnetic sensor and the second inverted output signal input from the second magnetic sensor, or input from the first magnetic sensor. A third position detection signal is output based on the first inverted output signal and the second output signal input from the second magnetic sensor.

したがって、この発明によれば、第1,第2の2つの磁気センサが出力する信号から第1〜第3の3つの位置検出信号が得られる。よって、この発明によれば、磁気センサの個数を抑えつつ、位置検出信号の個数を増やして、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる。   Therefore, according to the present invention, the first to third position detection signals can be obtained from the signals output by the first and second magnetic sensors. Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the number of position detection signals while suppressing the number of magnetic sensors and improve the detection accuracy of the rotor position without requiring a special sensor or complicated control. .

また、一実施形態の回転子の位置検出装置は、回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第1の出力信号を出力する第1の磁気センサと、
上記回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第2の出力信号を出力する第2の磁気センサと、
上記回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第3の出力信号を出力する第3の磁気センサとを備え、
上記第1、第2、第3の出力信号は互いに位相がずれており、
さらに、上記第1の出力信号と第2の出力信号が入力される第1のコンパレータと、
上記第2の出力信号と第3の出力信号が入力される第2のコンパレータと、
上記第3の出力信号と第1の出力信号が入力される第3のコンパレータとを備える。
The rotor position detection device according to an embodiment detects a magnetic flux of the rotor and outputs a first output signal corresponding to the detected magnetic flux;
A second magnetic sensor for detecting a magnetic flux of the rotor and outputting a second output signal corresponding to the detected magnetic flux;
A third magnetic sensor that detects a magnetic flux of the rotor and outputs a third output signal corresponding to the detected magnetic flux;
The first, second, and third output signals are out of phase with each other,
A first comparator to which the first output signal and the second output signal are input;
A second comparator to which the second output signal and the third output signal are input;
The third output signal and a third comparator to which the first output signal is input.

この実施形態によれば、第1のコンパレータは第1,第2の磁気センサから入力される第1,第2の出力信号に基づいて第1の位置検出信号を出力し、第2のコンパレータは第2,第3の磁気センサから入力される第2,第3の出力信号に基づいて第2の位置検出信号を出力する。また、第3のコンパレータは第3,第1の磁気センサから入力される第3,第1の出力信号に基づいて第3の位置検出信号を出力する。   According to this embodiment, the first comparator outputs the first position detection signal based on the first and second output signals input from the first and second magnetic sensors, and the second comparator A second position detection signal is output based on the second and third output signals input from the second and third magnetic sensors. The third comparator outputs a third position detection signal based on the third and first output signals input from the third and first magnetic sensors.

つまり、この実施形態によれば、第1〜第3の各コンパレータは、異なる2つの磁気センサからの出力信号に基づいて、第1〜第3の位置検出信号を出力する。よって、この実施形態によれば、回転子に対する配置ずれ等により、第1〜第3の磁気センサの出力信号の位相ずれが発生した場合に、同じ磁気センサの出力信号と反転出力信号とから位置検出信号を生成する場合に比べて、出力信号の位相ずれに起因する位置検出信号の位相ずれ量を緩和できる。よって、この実施形態によれば、磁気センサの出力信号の位相ずれが発生した場合に、位置検出信号の位相ずれ量を抑制して、回転子の位置検出精度を向上できる。   That is, according to this embodiment, each of the first to third comparators outputs the first to third position detection signals based on output signals from two different magnetic sensors. Therefore, according to this embodiment, when a phase shift of the output signals of the first to third magnetic sensors occurs due to displacement of the rotor or the like, the position is determined from the output signal and the inverted output signal of the same magnetic sensor. Compared with the case where the detection signal is generated, the phase shift amount of the position detection signal due to the phase shift of the output signal can be reduced. Therefore, according to this embodiment, when the phase shift of the output signal of the magnetic sensor occurs, it is possible to suppress the phase shift amount of the position detection signal and improve the position detection accuracy of the rotor.

一実施形態の回転子の位置検出装置は、上記第1の磁気センサは、上記第1の出力信号と、この第1の出力信号とは逆位相の第1の反転出力信号とを出力し、
上記第2の磁気センサは、上記第2の出力信号と、この第2の出力信号とは逆位相の第2の反転出力信号とを出力し、
上記第3の磁気センサは、上記第3の出力信号と、この第3の出力信号とは逆位相の第3の反転出力信号とを出力し、
上記第1、第2、第3の出力信号は互いに位相が120°ずれており、
さらに、上記第1の出力信号と第1の反転出力信号が入力される第4のコンパレータと、
上記第2の出力信号と第2の反転出力信号が入力される第5のコンパレータと、
上記第3の出力信号と第3の反転出力信号が入力される第6のコンパレータとを備える。
In the rotor position detection device according to one embodiment, the first magnetic sensor outputs the first output signal and a first inverted output signal having a phase opposite to that of the first output signal,
The second magnetic sensor outputs the second output signal and a second inverted output signal having a phase opposite to that of the second output signal,
The third magnetic sensor outputs the third output signal and a third inverted output signal having a phase opposite to that of the third output signal,
The first, second, and third output signals are 120 ° out of phase with each other,
A fourth comparator to which the first output signal and the first inverted output signal are input;
A fifth comparator to which the second output signal and the second inverted output signal are input;
A sixth comparator to which the third output signal and the third inverted output signal are input;

この実施形態によれば、上記第1、第2、第3の出力信号は互いに位相が120°ずれている。そして、第1のコンパレータは第1,第2の磁気センサから入力される第1,第2の出力信号に基づいて第1の位置検出信号を出力する。また、第2のコンパレータは第2,第3の磁気センサから入力される第2,第3の出力信号に基づいて第2の位置検出信号を出力する。また、第3のコンパレータは第3,第1の磁気センサから入力される第3,第1の出力信号に基づいて第3の位置検出信号を出力する。   According to this embodiment, the first, second, and third output signals are 120 ° out of phase with each other. The first comparator outputs a first position detection signal based on the first and second output signals input from the first and second magnetic sensors. The second comparator outputs a second position detection signal based on the second and third output signals input from the second and third magnetic sensors. The third comparator outputs a third position detection signal based on the third and first output signals input from the third and first magnetic sensors.

また、第4のコンパレータは、第1の出力信号と第1の反転出力信号に基づいて第4の位置検出信号を出力する。また、第5のコンパレータは、第2の出力信号と第2の反転出力信号に基づいて第5の位置検出信号を出力する。また、第6のコンパレータは、第3の出力信号と第3の反転出力信号に基づいて第6の位置検出信号を出力する。   The fourth comparator outputs a fourth position detection signal based on the first output signal and the first inverted output signal. The fifth comparator outputs a fifth position detection signal based on the second output signal and the second inverted output signal. The sixth comparator outputs a sixth position detection signal based on the third output signal and the third inverted output signal.

この実施形態によれば、第1〜第6の位置検出信号によって、電気角30°の分解能でもって、回転子の位置を検出可能となる。また、この実施形態で得られる第1〜第6の位置検出信号を用いることで、モータを120°通電と150°通電で駆動制御することが可能になる。   According to this embodiment, the position of the rotor can be detected with the resolution of the electrical angle of 30 ° by the first to sixth position detection signals. Further, by using the first to sixth position detection signals obtained in this embodiment, the motor can be driven and controlled by 120 ° energization and 150 ° energization.

また、一実施形態の回転子の位置検出装置は、上記第1,第2,第3のコンパレータが出力する第1,第2,第3の位置検出信号と、上記第4,第5,第6のコンパレータが出力する第4,第5,第6の位置検出信号とが入力されると共に、上記第1,第2,第3の位置検出信号を出力するが上記第4,第5,第6の位置検出信号を出力しない第1の状態と、上記第4,第5,第6の位置検出信号を出力するが上記第1,第2,第3の位置検出信号を出力しない第2の状態とに切換可能な切換部を有する。   The rotor position detection device according to an embodiment includes the first, second, and third position detection signals output from the first, second, and third comparators, and the fourth, fifth, and fifth positions. The fourth, fifth, and sixth position detection signals output from the six comparators are input, and the first, second, and third position detection signals are output, but the fourth, fifth, and fifth position detection signals are output. The first state in which the position detection signal 6 is not output, and the second state in which the fourth, fifth, and sixth position detection signals are output but the first, second, and third position detection signals are not output. It has a switching part that can be switched to a state.

この実施形態によれば、上記切換部を、第1の状態から第2の状態に切り換えることで、各位置検出信号を電気角30°だけ進ませることができる。また、上記切換部を、第2の状態から第1の状態に切り換えることで、各位置検出信号を電気角30°だけ遅らせることができる。これにより、位置検出信号による回転子の位置検出情報をシフトできるから、回転子の位相角をシフトさせる制御が可能となる。よって、例えば、回転子の位相角を、モータの高負荷または低負荷の2点の負荷点に合わせることが可能となり、モータの効率を改善することが可能となる。   According to this embodiment, each position detection signal can be advanced by an electrical angle of 30 ° by switching the switching unit from the first state to the second state. Moreover, each position detection signal can be delayed by an electrical angle of 30 ° by switching the switching unit from the second state to the first state. Thereby, since the position detection information of the rotor based on the position detection signal can be shifted, it is possible to control to shift the phase angle of the rotor. Therefore, for example, the phase angle of the rotor can be adjusted to two load points of high load or low load of the motor, and the efficiency of the motor can be improved.

また、一実施形態のモータの駆動装置は、上記回転子の位置検出装置を備え、上記切換部を上記第1の状態にすると共に上記回転子を駆動する固定子巻線を150°通電する第1の通電制御と、上記切換部を上記第2の状態にすると共に上記固定子巻線を120°通電する第2の通電制御とが可能な制御部を有する。   A motor driving apparatus according to an embodiment includes the rotor position detection device, and sets the switching unit to the first state and energizes a stator winding for driving the rotor by 150 °. And a control unit capable of performing a first energization control and a second energization control for setting the switching unit to the second state and energizing the stator winding by 120 °.

この実施形態によれば、制御部は、150°通電する第1の通電制御を高負荷時に行う一方、150°通電に比べてスイッチング損失が小さい120°通電をする第2の通電制御を低負荷時に行うことができる。低負荷時には、回路損失は、定常損失に比べてスイッチング損失の占める割合が大きくなるので、制御部が上記制御を行うことによって、高負荷時と低負荷時とでスイッチング損失の変動を抑制して、効率向上を図れる。   According to this embodiment, the control unit performs the first energization control for 150 ° energization at a high load, while the second energization control for 120 ° energization with a switching loss smaller than the 150 ° energization is performed at a low load. Sometimes can be done. When the load is low, the ratio of the switching loss to the circuit loss is larger than the steady loss. Therefore, the control unit controls the fluctuation of the switching loss between the high load and the low load. , Improve efficiency.

この発明の回転子の位置検出装置によれば、第1,第2の2つの磁気センサが出力する信号から第1〜第3の3つの位置検出信号が得られる。よって、この発明によれば、磁気センサの個数を抑えつつ、位置検出信号の個数を増やして、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる。   According to the rotor position detection device of the present invention, the first to third position detection signals can be obtained from the signals output from the first and second magnetic sensors. Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the number of position detection signals while suppressing the number of magnetic sensors and improve the detection accuracy of the rotor position without requiring a special sensor or complicated control. .

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

(第1の実施の形態)
図1は、この発明の回転子の位置検出装置の第1実施形態の回路図である。この第1実施形態は、第1の磁気センサとしての第1のホール素子HUと第2の磁気センサとしての第2のホール素子HV、および第1〜第3のコンパレータ1〜3を備える。第1,第2のホール素子HU,HVは、一方の電圧端子が抵抗R1を介して電源電圧Vccの電源に接続され、他方の電圧端子が抵抗R2を介してグランドに接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a rotor position detecting apparatus according to the present invention. The first embodiment includes a first Hall element HU as a first magnetic sensor, a second Hall element HV as a second magnetic sensor, and first to third comparators 1 to 3. In the first and second Hall elements HU, HV, one voltage terminal is connected to the power source of the power supply voltage Vcc via the resistor R1, and the other voltage terminal is connected to the ground via the resistor R2.

上記第1のホール素子HUは出力端子が第1のコンパレータ1の非反転入力端子に接続され、反転出力端子が第1のコンパレータ1の反転入力端子に接続されている。この第1のホール素子HUは、第1のホール素子HUを貫通する磁束に応じて、第1の出力電圧HUPを出力端子に出力すると共に第1の反転出力電圧HUMを反転出力端子に出力する。この第1の出力電圧HUPと第1の反転出力電圧とは逆位相である。また、上記第1の出力電圧HUPが第1の出力信号であり、第1の反転出力電圧HUMが第1の反転出力信号である。   The first Hall element HU has an output terminal connected to the non-inverting input terminal of the first comparator 1 and an inverting output terminal connected to the inverting input terminal of the first comparator 1. The first Hall element HU outputs the first output voltage HUP to the output terminal and outputs the first inverted output voltage HUM to the inverted output terminal according to the magnetic flux penetrating the first Hall element HU. . The first output voltage HUP and the first inverted output voltage are in opposite phases. The first output voltage HUP is a first output signal, and the first inverted output voltage HUM is a first inverted output signal.

一方、上記第2のホール素子HVは出力端子が第2のコンパレータ2の非反転入力端子に接続され、反転出力端子が第2のコンパレータ2の反転入力端子に接続されている。この第2のホール素子HVは、ホール素子HVを貫通する磁束に応じて、第2の出力電圧HVPを出力端子に出力すると共に第2の反転出力電圧HVMを反転出力端子に出力する。この第2の出力電圧HVPと第2の出力電圧とは逆位相である。また、上記第2の出力電圧HVPが第2の出力信号であり、第2の反転出力電圧HVMが第2の反転出力信号である。   On the other hand, the second Hall element HV has an output terminal connected to the non-inverting input terminal of the second comparator 2 and an inverting output terminal connected to the inverting input terminal of the second comparator 2. The second Hall element HV outputs the second output voltage HVP to the output terminal and the second inverted output voltage HVM to the inverted output terminal in accordance with the magnetic flux penetrating the Hall element HV. The second output voltage HVP and the second output voltage are in opposite phases. The second output voltage HVP is a second output signal, and the second inverted output voltage HVM is a second inverted output signal.

また、第3のコンパレータ3は、非反転入力端子に第1のホール素子HUの反転出力端子が接続され、反転入力端子に第2のホール素子HVの出力端子が接続されている。   The third comparator 3 has a non-inverting input terminal connected to the inverting output terminal of the first Hall element HU, and an inverting input terminal connected to the output terminal of the second Hall element HV.

上記第1のホール素子HUは、例えば、図3に示す構造のブラシレスDCモータに取付けられる。図3において、31はシャフト、32,33は軸受、35はヨーク、36は磁石、37は固定子巻線、38はコア、40は回路基板である。ヨーク35と磁石36が回転子41を構成し、コイル37とコア38が固定子42を構成している。そして、第1のホール素子HUは回路基板40に取り付けられている。また、図3には示していないが、第2のホール素子HVは、第1のホール素子HUの第1の出力電圧HUPに比べて、位相が120°遅れた第2の出力電圧HVPを出力するように、回路基板40に取付けられている。   The first Hall element HU is attached to, for example, a brushless DC motor having a structure shown in FIG. In FIG. 3, 31 is a shaft, 32 and 33 are bearings, 35 is a yoke, 36 is a magnet, 37 is a stator winding, 38 is a core, and 40 is a circuit board. The yoke 35 and the magnet 36 constitute a rotor 41, and the coil 37 and the core 38 constitute a stator 42. The first Hall element HU is attached to the circuit board 40. Although not shown in FIG. 3, the second Hall element HV outputs a second output voltage HVP whose phase is delayed by 120 ° compared to the first output voltage HUP of the first Hall element HU. As shown, the circuit board 40 is attached.

次に、図2の波形図の上欄Aに、第1のコンパレータ1に入力されるHU相のホール素子信号波形として、第1のホール素子HUが出力する第1の出力電圧HUPの波形と第1の反転出力電圧HUMの波形を示す。また、第2のコンパレータ2に入力されるHV相のホール素子信号波形として、第2のホール素子HVの第2の出力電圧HVPの波形と第2の反転出力電圧HVMの波形を示す。また、第3のコンパレータ3に入力されるHW相のホール素子信号波形として、第2のホール素子HVの第2の出力電圧HVPの波形と第1のホール素子HUの第1の反転出力電圧HUMの波形を示す。また、図2の波形図の下欄Bに、第1のコンパレータ1が出力する第1の位置検出信号HUsの信号波形と、第2のコンパレータ2が出力する第2の位置検出信号HVsの信号波形と、第3のコンパレータ3が出力する第3の位置検出信号HWsの信号波形を示す。なお、図2において、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Next, the upper column A of the waveform diagram of FIG. 2 shows the waveform of the first output voltage HUP output from the first Hall element HU as the HU-phase Hall element signal waveform input to the first comparator 1. The waveform of the 1st inversion output voltage HUM is shown. Further, as the HV phase Hall element signal waveform input to the second comparator 2, the waveform of the second output voltage HVP and the waveform of the second inverted output voltage HVM of the second Hall element HV are shown. The waveform of the second output voltage HVP of the second Hall element HV and the first inverted output voltage HUM of the first Hall element HU are used as the HW-phase Hall element signal waveform input to the third comparator 3. The waveform is shown. In the lower column B of the waveform diagram of FIG. 2, the signal waveform of the first position detection signal HUs output from the first comparator 1 and the signal of the second position detection signal HVs output from the second comparator 2 are displayed. The waveform and the signal waveform of the third position detection signal HWs output from the third comparator 3 are shown. In FIG. 2, the vertical axis represents amplitude and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

この第1実施形態によれば、第1,第2の2つのホール素子HU,HVが出力する第1の出力電圧HUP,第1の反転出力電圧HUM,第2の出力電圧HVP,第2の反転出力電圧HVMから、第1〜第3の3つの位置検出信号HUs,HVs,HWsが得られる。よって、この第1実施形態によれば、2つのホール素子HU,HVから3つの位置検出信号HUs,HVs,HWsを得ることができるので、磁気センサの個数を抑えつつ、位置検出信号の個数を増やして、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子41の位置検出精度の向上を図れる。より具体的には、2つのホール素子HU,HVによって、次式(1)で、n=2とした場合の分解能が得られる。
360°/(n(n+1)) … (1)
According to the first embodiment, the first output voltage HUP, the first inverted output voltage HUM, the second output voltage HVP, the second output from the first and second Hall elements HU, HV are output. From the inverted output voltage HVM, first to third position detection signals HUs, HVs, and HWs are obtained. Therefore, according to the first embodiment, since the three position detection signals HUs, HVs, HWs can be obtained from the two Hall elements HU, HV, the number of position detection signals can be reduced while suppressing the number of magnetic sensors. As a result, the position detection accuracy of the rotor 41 can be improved without requiring a special sensor or complicated control. More specifically, with the two Hall elements HU and HV, the resolution when n = 2 is obtained in the following equation (1).
360 ° / (n (n + 1)) (1)

したがって、上記実施形態によれば、固定子41の位置を検出する分解能は、電気角で60°となる。これに対して、2つのホール素子から2つの位置検出信号を得る従来例では、分解能は電気角で(360°/2n)=90°であるので、この実施形態によれば、分解能を30°向上できる。   Therefore, according to the above embodiment, the resolution for detecting the position of the stator 41 is 60 ° in electrical angle. On the other hand, in the conventional example in which two position detection signals are obtained from two Hall elements, the resolution is (360 ° / 2n) = 90 ° in electrical angle. Therefore, according to this embodiment, the resolution is 30 °. Can be improved.

したがって、この実施形態は、外乱の多い条件下で使用するモータの回転子の位置検出、起動時にトルクを必要とする用途、確実に起動を必要とする用途等に有効である。特に、空気調和機の室外機で使用されるモータの回転子の位置検出に有効となる。   Therefore, this embodiment is effective for detecting the position of the rotor of a motor used under conditions with a lot of disturbances, for applications that require torque during startup, for applications that require reliable startup, and the like. In particular, this is effective for detecting the position of the rotor of a motor used in an outdoor unit of an air conditioner.

なお、上記第1実施形態では、第1のホール素子HUの反転出力電圧HUMを第3のコンパレータ3の非反転入力端子に入力する一方、第2のホール素子HVの出力電圧HVPを第3のコンパレータ3の非反転入力端子に入力したが、第1のホール素子HUの出力電圧HUPを第3のコンパレータ3の反転入力端子に入力する一方、第2のホール素子HVの反転出力電圧HVMを第3のコンパレータ3の非反転入力端子に入力してもよい。また、上記第1実施形態では、図2の波形図に示すように、第1のホール素子HUの出力電圧HUPの位相が第2のホール素子HVの出力電圧HVPの位相よりも120°進んでいる場合を説明したが、第1のホール素子HUの出力電圧HUPと第2のホール素子HVの出力電圧HVPとの位相差は120°に限定されるものではない。   In the first embodiment, the inverted output voltage HUM of the first Hall element HU is input to the non-inverting input terminal of the third comparator 3, while the output voltage HVP of the second Hall element HV is set to the third level. Although input to the non-inverting input terminal of the comparator 3, the output voltage HUP of the first Hall element HU is input to the inverting input terminal of the third comparator 3, while the inverted output voltage HVM of the second Hall element HV is 3 may be input to the non-inverting input terminal of the comparator 3. In the first embodiment, as shown in the waveform diagram of FIG. 2, the phase of the output voltage HUP of the first Hall element HU is 120 ° ahead of the phase of the output voltage HVP of the second Hall element HV. However, the phase difference between the output voltage HUP of the first Hall element HU and the output voltage HVP of the second Hall element HV is not limited to 120 °.

(第2の実施の形態)
次に、図4に、この発明の回転子の位置検出装置の第2実施形態の回路図を示す。この第2実施形態は、第1のホール素子HU1と第2のホール素子HV1と第3のホール素子HW1、および第1〜第3のコンパレータ11〜13を備える。上記第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1がそれぞれ第1,第2,第3の磁気センサである。
(Second embodiment)
Next, FIG. 4 shows a circuit diagram of a second embodiment of the rotor position detection apparatus of the present invention. The second embodiment includes a first Hall element HU1, a second Hall element HV1, a third Hall element HW1, and first to third comparators 11 to 13. The first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 are first, second, and third magnetic sensors, respectively.

上記第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1は、それぞれ、一方の電圧端子が抵抗R11を介して電源電圧Vccの電源に接続され、他方の電圧端子が抵抗R12を介してグランドに接続されている。   Each of the first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 has one voltage terminal connected to the power supply of the power supply voltage Vcc through the resistor R11 and the other voltage terminal connected through the resistor R12. Connected to ground.

上記第1のコンパレータ11は、非反転入力端子に、第1のホール素子HU1の第1の出力電圧HUP1が入力され、反転入力端子に、第2のホール素子HV1の第2の出力電圧HVP1が入力される。また、第2のコンパレータ12は、非反転入力端子に、第2のホール素子HV1の第2の出力電圧HVP1が入力され、反転入力端子に、第3のホール素子HW1の第3の出力電圧HWP1が入力される。また、第3のコンパレータ13は、非反転入力端子に、第3のホール素子HW1の第3の出力電圧HWP1が入力され、反転入力端子に、第1のホール素子HU1の第1の出力電圧HUP1が入力される。   In the first comparator 11, the first output voltage HUP1 of the first Hall element HU1 is input to the non-inverting input terminal, and the second output voltage HVP1 of the second Hall element HV1 is input to the inverting input terminal. Entered. In the second comparator 12, the second output voltage HVP1 of the second Hall element HV1 is input to the non-inverting input terminal, and the third output voltage HWP1 of the third Hall element HW1 is input to the inverting input terminal. Is entered. The third comparator 13 receives the third output voltage HWP1 of the third Hall element HW1 at the non-inverting input terminal, and the first output voltage HUP1 of the first Hall element HU1 at the inverting input terminal. Is entered.

なお、図4において、HUM1,HVM1,HWM1は、それぞれ、第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1が出力する反転出力信号としての反転出力電圧である。この反転出力電圧HUM1,HVM1,HWM1は、それぞれ、出力電圧HUP1,HVP1,HWP1とは逆位相になっている。   In FIG. 4, HUM1, HVM1, and HWM1 are inverted output voltages as inverted output signals output from the first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1, respectively. The inverted output voltages HUM1, HVM1, and HWM1 are in opposite phases to the output voltages HUP1, HVP1, and HWP1, respectively.

上記第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1は、例えば、図3に示す構造のブラシレスDCモータに取付られる。そして、この第1〜第3の3つのホール素子HU1,HV1,HW1は、互いに、位相が120°ずれた出力電圧HUP1,HVP1,HWP1を出力するように、回路基板40に取付けられている。一例として、第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1は、図10に示すように、回路基板40に取り付けられる。   The first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 are attached to, for example, a brushless DC motor having a structure shown in FIG. The first to third Hall elements HU1, HV1, and HW1 are attached to the circuit board 40 so as to output output voltages HUP1, HVP1, and HWP1 that are 120 ° out of phase with each other. As an example, the first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 are attached to the circuit board 40 as shown in FIG.

次に、図5の波形図の上欄に、第2のホール素子HV1の出力電圧HVP1の波形と、第1のホール素子HU1の出力電圧HUP1の波形と、第1のコンパレータ11が出力する位置検出信号HUs1の波形を示す。また、図5の波形図の中欄に、第2のホール素子HV1の出力電圧HVP1の波形と、第3のホール素子HW1の出力電圧HWP1の波形と、第2のコンパレータ12が出力する位置検出信号HVs1の波形を示す。また、図5の波形図の下欄に、第1のホール素子HU1の出力電圧HUP1の波形と、第3のホール素子HW1の出力電圧HWP1の波形と、第3のコンパレータ13が出力する位置検出信号HWs1の波形を示す。なお、図5において、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Next, in the upper column of the waveform diagram of FIG. 5, the waveform of the output voltage HVP1 of the second Hall element HV1, the waveform of the output voltage HUP1 of the first Hall element HU1, and the position where the first comparator 11 outputs. The waveform of detection signal HUs1 is shown. Further, in the middle column of the waveform diagram of FIG. 5, the waveform of the output voltage HVP1 of the second Hall element HV1, the waveform of the output voltage HWP1 of the third Hall element HW1, and the position detection output by the second comparator 12 are displayed. The waveform of signal HVs1 is shown. In the lower part of the waveform diagram of FIG. 5, the waveform of the output voltage HUP1 of the first Hall element HU1, the waveform of the output voltage HWP1 of the third Hall element HW1, and the position detection output by the third comparator 13 are displayed. The waveform of signal HWs1 is shown. In FIG. 5, the vertical axis represents amplitude, and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

ところで、図5に示すパルス信号である位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1は、図6Aの上欄に示す従来方式による位置検出信号HU’,HV’,HW’に比べて、位相が30°進む。なお、図6Aにおいて、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Incidentally, the position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1, which are pulse signals shown in FIG. 5, are advanced in phase by 30 ° compared to the position detection signals HU ′, HV ′, and HW ′ according to the conventional method shown in the upper column of FIG. 6A. . In FIG. 6A, the vertical axis represents amplitude and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

ここで、この従来方式とは、第1のホール素子HU1’の出力電圧HUP1’,反転出力電圧HUM1’を、それぞれ、第1のコンパレータ11の非反転入力端子,反転入力端子に入力し、第2のホール素子HV1’の出力電圧HVP1’,反転出力電圧HVM1’を、それぞれ、第2のコンパレータ12の非反転入力端子,反転入力端子に入力し、第3のホール素子HW1’の出力電圧HWP1’,反転出力電圧HWM1’を、それぞれ、第3のコンパレータ13の非反転入力端子,反転入力端子に入力する方式である。なお、図12に、この従来方式における出力電圧HUP1’,HUM1’、位置検出信号HU’、出力電圧HVP1’,HVM1’、位置検出信号HV’、および、出力電圧HWP1’,HWM1’、位置検出信号HW’の波形を示す。図12において、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Here, in this conventional system, the output voltage HUP1 ′ and the inverted output voltage HUM1 ′ of the first Hall element HU1 ′ are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the first comparator 11, respectively. The output voltage HVP1 ′ and the inverted output voltage HVM1 ′ of the second Hall element HV1 ′ are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the second comparator 12, respectively, and the output voltage HWP1 of the third Hall element HW1 ′ is input. ', The inverted output voltage HWM1' is input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the third comparator 13, respectively. FIG. 12 shows output voltages HUP1 ′, HUM1 ′, position detection signal HU ′, output voltages HVP1 ′, HVM1 ′, position detection signal HV ′, and output voltages HWP1 ′, HWM1 ′, position detection in this conventional method. The waveform of signal HW 'is shown. In FIG. 12, the vertical axis represents amplitude and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

このため、この第2実施形態では、図6Aの下欄に示す各位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1が電気角で30°だけ遅れるように、3つのホール素子HU1,HV1,HW1の実装位置を上記従来方式における3つのホール素子の配置位置からずらすようにする。   For this reason, in the second embodiment, the mounting positions of the three Hall elements HU1, HV1, and HW1 are set so that the position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 shown in the lower column of FIG. 6A are delayed by 30 ° in electrical angle. It is shifted from the arrangement position of the three Hall elements in the conventional system.

ここで、上記従来方式において、第2のホール素子HV1’の実装位置が規定の位置からずれて、第2のホール素子HV1’の出力信号HVP1’,HVM1’の位相が30°遅れた場合の各位置検出信号HUs1’,HVs1’,HWs1’の信号波形を、図6Bの上欄に示す。図6Bの上欄を参照すれば、位置検出信号HUs1’と位置検出信号HVs1’との間の位相差が30°、位置検出信号HVs1’と位置検出信号HWs1’との間の位相差が90°、位置検出信号HWs1’と位置検出信号HUs1’との間の位相差が60°となる。すなわち、各位置検出信号間の位相差は大きくばらつく。   Here, in the above-described conventional method, the mounting position of the second Hall element HV1 ′ is deviated from the prescribed position, and the phases of the output signals HVP1 ′ and HVM1 ′ of the second Hall element HV1 ′ are delayed by 30 °. Signal waveforms of the position detection signals HUs1 ′, HVs1 ′, and HWs1 ′ are shown in the upper column of FIG. 6B. 6B, the phase difference between the position detection signal HUs1 ′ and the position detection signal HVs1 ′ is 30 °, and the phase difference between the position detection signal HVs1 ′ and the position detection signal HWs1 ′ is 90. °, the phase difference between the position detection signal HWs1 ′ and the position detection signal HUs1 ′ is 60 °. That is, the phase difference between the position detection signals varies greatly.

ちなみに、回転子41の磁極数をnとすると、機械角1°の実装位置ずれが電気角で(n/2)倍に相当するので、磁極数nが大きくなるほど、実装位置ずれによる電気角のずれが大きくなる。例えば、8極モータの場合には、機械角で1°の実装位置ずれが電気角で4°のずれになる。   Incidentally, if the number of magnetic poles of the rotor 41 is n, the mounting position deviation of 1 ° mechanical angle corresponds to (n / 2) times the electrical angle, so the larger the number of magnetic poles n, the larger the electrical angle due to the mounting position deviation. Deviation increases. For example, in the case of an 8-pole motor, a mounting position shift of 1 ° in mechanical angle becomes a shift of 4 ° in electrical angle.

これに対し、この第2実施形態では、第2のホール素子HV1の実装位置が規定の位置からずれて(例えば図10の矢印Zの方向)、第2のホール素子HV1の出力信号HVP1,HVM1の位相が30°遅れた場合、各位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1の信号波形は、図6Bの下欄に示すようになる。すなわち、位置検出信号HUs1と位置検出信号HVs1との間の位相差が60°、位置検出信号HVs1と位置検出信号HWs1との間の位相差が75°、位置検出信号HWs1と位置検出信号HUs1との間の位相差が45°となる。したがって、この第2実施形態によれば、従来方式に比べて、ホール素子の実装位置がずれた場合の各位置検出信号間の位相差のばらつきを抑制することができる。   On the other hand, in the second embodiment, the mounting position of the second Hall element HV1 deviates from a specified position (for example, in the direction of arrow Z in FIG. 10), and the output signals HVP1, HVM1 of the second Hall element HV1. 6 is delayed by 30 °, the signal waveforms of the position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 are as shown in the lower column of FIG. 6B. That is, the phase difference between the position detection signal HUs1 and the position detection signal HVs1 is 60 °, the phase difference between the position detection signal HVs1 and the position detection signal HWs1 is 75 °, and the position detection signal HWs1 and the position detection signal HUs1 The phase difference between is 45 °. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to suppress variation in phase difference between the position detection signals when the mounting position of the Hall element is shifted as compared with the conventional method.

すなわち、この第2実施形態によれば、ホール素子の出力信号の位相ずれが発生した場合に、位置検出信号の位相ずれ量を抑制して、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置検出精度を向上できる。したがって、ホール素子の実装位置ずれに起因する振動,騒音の低減を図れる。   That is, according to the second embodiment, when the phase shift of the output signal of the Hall element occurs, the amount of phase shift of the position detection signal is suppressed without requiring a special sensor or complicated control. The position detection accuracy of the rotor can be improved. Therefore, it is possible to reduce the vibration and noise caused by the mounting position shift of the Hall element.

なお、上記第2実施形態では、第1のホール素子HU1の出力電圧HUP1と第2のホール素子HV1の出力電圧HVP1との位相差、第2のホール素子HV1の出力電圧HVP1と第3のホール素子HW1の出力電圧HWP1との位相差を120°としたが、上記位相差は120°に限定されるものではない。   In the second embodiment, the phase difference between the output voltage HUP1 of the first Hall element HU1 and the output voltage HVP1 of the second Hall element HV1, the output voltage HVP1 of the second Hall element HV1 and the third Hall. Although the phase difference from the output voltage HWP1 of the element HW1 is 120 °, the phase difference is not limited to 120 °.

(第3の実施の形態)
次に、図7の回路図と、図8の波形図を参照して、この発明の回転子の位置検出装置の第3実施形態を説明する。この第3実施形態は、次の(i),(ii)の点が、前述の第2実施形態と異なる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the rotor position detection apparatus of the present invention will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 7 and the waveform diagram of FIG. The third embodiment differs from the second embodiment described above in the following points (i) and (ii).

(i) 第1〜第3のコンパレータ11〜13に加えて、第4〜第6のコンパレータ14〜16を備えた点。
(ii) 前述の第2実施形態では、図6Aの下欄に示す各位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1が電気角で30°だけ遅れるように、3つのホール素子HU1,HV1,HW1の実装位置を上記従来方式における3つのホール素子の配置位置からずらすようにしたが、この第3実施形態では、そのような、ホール素子の配置位置をずらすことはしていない点。
(i) The point provided with the 4th-6th comparators 14-16 in addition to the 1st-3rd comparators 11-13.
(ii) In the second embodiment described above, the mounting positions of the three Hall elements HU1, HV1, and HW1 so that the position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 shown in the lower column of FIG. 6A are delayed by 30 ° in electrical angle. Is shifted from the arrangement position of the three Hall elements in the conventional method, but in the third embodiment, the arrangement position of the Hall elements is not shifted.

この第3実施形態では、第4のコンパレータ14の非反転入力端子,反転入力端子に、第1のホール素子HU1の第1の出力電圧HUP1,第1の反転出力電圧HUM1が入力される。また、第5のコンパレータ15の非反転入力端子,反転入力端子に、第2のホール素子HV1の第2の出力電圧HVP1,第2の反転出力電圧HVM1が入力される。また、第6のコンパレータ16の非反転入力端子,反転入力端子に、第3のホール素子HW1の第3の出力電圧HWP1,第3の反転出力電圧HWM1が入力される。   In the third embodiment, the first output voltage HUP1 and the first inverted output voltage HUM1 of the first Hall element HU1 are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fourth comparator 14, respectively. Further, the second output voltage HVP1 and the second inverted output voltage HVM1 of the second Hall element HV1 are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fifth comparator 15, respectively. Further, the third output voltage HWP1 and the third inverted output voltage HWM1 of the third Hall element HW1 are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the sixth comparator 16, respectively.

よって、この第3実施形態では、図8の上欄に示すように、第4のコンパレータ14は第4の位置検出信号HUs0を出力し、第5のコンパレータ15は第5の位置検出信号HVs0を出力し、第6のコンパレータ16は第6の位置検出信号HWs0を出力する。また、第1のコンパレータ11は第1の位置検出信号HUs1を出力し、第2のコンパレータ12は第2の位置検出信号HVs1を出力し、第3のコンパレータ13は第3の位置検出信号HWs1を出力する。また、図8の中段の表に、各位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0およびHUs1,HVs1,HWs1のデータ値を示す。なお、図8において、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Therefore, in the third embodiment, as shown in the upper column of FIG. 8, the fourth comparator 14 outputs the fourth position detection signal HUs0, and the fifth comparator 15 outputs the fifth position detection signal HVs0. The sixth comparator 16 outputs a sixth position detection signal HWs0. Further, the first comparator 11 outputs the first position detection signal HUs1, the second comparator 12 outputs the second position detection signal HVs1, and the third comparator 13 outputs the third position detection signal HWs1. Output. 8 shows data values of the position detection signals HUs0, HVs0, HWs0 and HUs1, HVs1, HWs1. In FIG. 8, the vertical axis represents amplitude, and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

図8の上段の波形図に示すように、上記第4の位置検出信号HUs0は、第5の位置検出信号HVs0よりも位相が120°進んでおり、第5の位置検出信号HVs0は第6の位置検出信号HWs0よりも位相が120°進んでおり、第6の位置検出信号HWs0は第4の位置検出信号HUs0よりも位相が120°進んでいる。   As shown in the upper waveform diagram of FIG. 8, the fourth position detection signal HUs0 is 120 ° ahead of the fifth position detection signal HVs0, and the fifth position detection signal HVs0 is the sixth position detection signal HVs0. The phase is 120 ° ahead of the position detection signal HWs0, and the sixth position detection signal HWs0 is 120 ° ahead of the phase of the fourth position detection signal HUs0.

また、第1の位置検出信号HUs1は、第2の位置検出信号HVs1よりも位相が120°進んでおり、第2の位置検出信号HVs1は第3の位置検出信号HWs1よりも位相が120°進んでおり、第3の位置検出信号HWs1は第1の位置検出信号HUs1よりも位相が120°進んでいる。   Further, the first position detection signal HUs1 has a phase advance of 120 ° with respect to the second position detection signal HVs1, and the second position detection signal HVs1 has a phase advance of 120 ° with respect to the third position detection signal HWs1. Therefore, the phase of the third position detection signal HWs1 is advanced by 120 ° with respect to the first position detection signal HUs1.

この第3実施形態によれば、第1,第2,第3,第4,第5,第6の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1,HUs0,HVs0,HWs0によって、電気角30°の分解能でもって、回転子41の位置を検出可能となる。よって、この第3実施形態によれば、ホール素子の個数を増加させることなく、位置検出信号の個数を増やして、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる。   According to the third embodiment, the first, second, third, fourth, fifth, and sixth position detection signals HUs1, HVs1, HWs1, HUs0, HVs0, and HWs0 have a resolution of an electrical angle of 30 °. Accordingly, the position of the rotor 41 can be detected. Therefore, according to the third embodiment, the position of the rotor can be detected without increasing the number of Hall elements, increasing the number of position detection signals, and requiring a special sensor or complicated control. The accuracy can be improved.

また、この実施形態で得られる第1〜第6の位置検出信号を用いることで、図8の下段に示すような150°通電で駆動制御するための出力信号U,V,Wと出力信号X,Y,Zを得ることができ、図3のブラシレスDCモータを、150°通電で駆動制御することが可能になる。例えば、図11に示すように、3つのホール素子HU1,HV1,HW1からの第1の出力電圧HUP1,第1の反転出力電圧HUM1,第2の出力電圧HVP1,第2の反転出力電圧HVM1,第3の出力電圧HWP1,第3の反転出力電圧HWM1が、上記第1〜第6のコンパレータ11〜16からなるコンパレータ部71に入力される。そして、このコンパレータ部71が出力する上記第1〜第6の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1,HUs0,HVs0,HWs0が位置推定部72に入力される。この位置推定部72は、図8の中段に示す表に基づいて、位置信号モード0〜11を検出し、ロジック部73では、検出された位置信号モード0〜11に応じた信号を作成する。そして、ドライバ部74では、ロジック部73から入力された信号をトランジスタQ1〜Q6を駆動するための電圧に変換し、出力信号U,V,Wと出力信号X,Y,Zとして制御部75から、トランジスタQ1〜Q6に入力する。これにより、トランジスタQ1〜Q6がオン,オフ制御される。すなわち、出力信号U,V,Wは、それぞれ、トランジスタQ1,Q3,Q5に制御信号として入力され、出力信号X,Y,Zは、それぞれ、トランジスタQ2,Q4,Q6に制御信号として入力される。これにより、駆動コイルLu,Lv,Lwを150°通電することができる。なお、図11において、77はAC電源、78は整流部、79は平滑コンデンサである。   Further, by using the first to sixth position detection signals obtained in this embodiment, the output signals U, V, W and the output signal X for driving control by 150 ° energization as shown in the lower part of FIG. , Y, Z can be obtained, and the brushless DC motor of FIG. 3 can be driven and controlled with 150 ° energization. For example, as shown in FIG. 11, the first output voltage HUP1, the first inverted output voltage HUM1, the second output voltage HVP1, the second inverted output voltage HVM1, and the like from the three Hall elements HU1, HV1, and HW1. The third output voltage HWP1 and the third inverted output voltage HWM1 are input to the comparator unit 71 including the first to sixth comparators 11-16. The first to sixth position detection signals HUs 1, HVs 1, HWs 1, HUs 0, HVs 0, HWs 0 output from the comparator 71 are input to the position estimation unit 72. The position estimation unit 72 detects the position signal modes 0 to 11 based on the table shown in the middle part of FIG. 8, and the logic unit 73 creates a signal corresponding to the detected position signal modes 0 to 11. In the driver unit 74, the signal input from the logic unit 73 is converted into a voltage for driving the transistors Q1 to Q6, and output from the control unit 75 as output signals U, V, W and output signals X, Y, Z. , Input to the transistors Q1 to Q6. Thereby, the transistors Q1 to Q6 are on / off controlled. That is, the output signals U, V, and W are input as control signals to the transistors Q1, Q3, and Q5, respectively, and the output signals X, Y, and Z are input as control signals to the transistors Q2, Q4, and Q6, respectively. . As a result, the drive coils Lu, Lv, and Lw can be energized 150 °. In FIG. 11, 77 is an AC power source, 78 is a rectifier, and 79 is a smoothing capacitor.

(第4の実施の形態)
次に、図9に、この発明の回転子の位置検出装置の第4実施形態を示す。この第4実施形態は、切換部51と位置推定部52を備えた点が、前述の第3実施形態と異なる。よって、この第4実施形態では、前述の第3実施形態と異なる点を主に説明する。
(Fourth embodiment)
Next, FIG. 9 shows a fourth embodiment of the rotor position detection apparatus of the present invention. The fourth embodiment differs from the third embodiment described above in that a switching unit 51 and a position estimation unit 52 are provided. Therefore, in the fourth embodiment, differences from the third embodiment will be mainly described.

この第4実施形態では、上記第1,第2,第3のコンパレータ11,12,13が出力する第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1は、信号線53から、切換部51の接点51Bに入力される。一方、上記第4,第5,第6のコンパレータ14,15,16が出力する第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0は、信号線55から、切換部51の接点51Aに入力される。   In the fourth embodiment, the first, second, and third position detection signals HUs 1, HVs 1, and HWs 1 output from the first, second, and third comparators 11, 12, and 13 are sent from the signal line 53. The signal is input to the contact 51B of the switching unit 51. On the other hand, the fourth, fifth, and sixth position detection signals HUs0, HVs0, and HWs0 output from the fourth, fifth, and sixth comparators 14, 15, and 16 are connected from the signal line 55 to the contact of the switching unit 51. It is input to 51A.

上記切換部51は、図9に示す接点51Aを出力線57に接続するが接点51Bを出力線57に接続しない第2の切換状態と、接点51Bを出力線57に接続するが接点51Aを出力線57に接続しない第1の切換状態とに切換可能になっている。   The switching unit 51 connects the contact 51A shown in FIG. 9 to the output line 57, but does not connect the contact 51B to the output line 57, and connects the contact 51B to the output line 57 but outputs the contact 51A. Switching to the first switching state not connected to the line 57 is possible.

この切換部51は、上記第1の切換状態では、上記第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1を出力線57に出力するが上記第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0を出力しない。一方、切換部51は、上記第2の切換状態では、上記第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0を出力線57に出力するが上記第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1を出力しない。   In the first switching state, the switching unit 51 outputs the first, second, and third position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 to the output line 57, but the fourth, fifth, and sixth The position detection signals HUs0, HVs0, and HWs0 are not output. On the other hand, the switching unit 51 outputs the fourth, fifth, and sixth position detection signals HUs0, HVs0, and HWs0 to the output line 57 in the second switching state, but the first, second, and third The position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 are not output.

したがって、切換部51を、第2の切換状態にしたときには、位置推定部52は、切換部51から入力される進角0°の第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0によって、回転子41の位置を推定でき、固定子巻線37の120°通電制御を行うことが可能になる。   Therefore, when the switching unit 51 is set to the second switching state, the position estimation unit 52 receives the fourth, fifth, and sixth position detection signals HUs0, HVs0, The position of the rotor 41 can be estimated by HWs0, and 120 ° energization control of the stator winding 37 can be performed.

一方、切換部51を、第1の切換状態にしたときは、位置推定部52は、切換部51から入力される進角30°の第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1によって、固定子41の位置を推定でき、固定子巻線37の120°通電制御を行うことが可能になる。   On the other hand, when the switching unit 51 is set to the first switching state, the position estimation unit 52 receives the first, second, and third position detection signals HUs1 and HVs1 with an advance angle of 30 ° input from the switching unit 51. , HWs1 makes it possible to estimate the position of the stator 41 and perform 120 ° energization control of the stator winding 37.

したがって、この第4実施形態によれば、モータの負荷点に応じて、進角0°の回転子41の位置推定と、進角30°の回転子の位置推定とを切り換えることにより、低負荷付近と高負荷付近の2点の負荷点に応じて、回転子の推定位置を変更することが可能となり、負荷変動への対応ができ、効率の改善を図れる。   Therefore, according to the fourth embodiment, by switching between the position estimation of the rotor 41 with the advance angle of 0 ° and the position estimation of the rotor with the advance angle of 30 ° according to the load point of the motor, the low load The estimated position of the rotor can be changed according to the two load points near and near the high load, and it is possible to cope with load fluctuations and improve efficiency.

(第5の実施の形態)
次に、この発明のモータの駆動装置としての第5実施形態を説明する。この第5実施形態は、図9に示す切換制御部58を備える点が、前述の第4実施形態と異なる。よって、この第5実施形態は、前述の第4実施形態と異なる点を主に説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment as a motor driving apparatus of the present invention will be described. The fifth embodiment is different from the above-described fourth embodiment in that a switching control unit 58 shown in FIG. 9 is provided. Therefore, the fifth embodiment will mainly describe differences from the above-described fourth embodiment.

この第5実施形態は、上記切換制御部58は、固定子巻線37への通電中に、上記切換部51を上記第1の切換状態にする第1の通電制御と、切換部51を上記第2の切換状態にする第2の通電制御とに切り換えることができる。   In the fifth embodiment, the switching control unit 58 includes a first energization control for setting the switching unit 51 in the first switching state during energization of the stator winding 37, and the switching unit 51 as described above. It is possible to switch to the second energization control in the second switching state.

したがって、この第5実施形態では、切換制御部58が、切換部51を、第2の切換状態にすれば、切換部51から位置推定部52に第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0が入力されて、位置推定部52により回転子41の位置を進角0°で推定でき、固定子巻線37の120°通電制御を行うことができる。   Therefore, in the fifth embodiment, if the switching control unit 58 places the switching unit 51 in the second switching state, the fourth, fifth, and sixth position detection signals are sent from the switching unit 51 to the position estimating unit 52. HUs0, HVs0, and HWs0 are input, and the position estimating unit 52 can estimate the position of the rotor 41 at an advance angle of 0 °, and 120 ° energization control of the stator winding 37 can be performed.

そして、この120°通電制御を行っているときに、切換制御部58が、切換部51を、第1の切換状態に切り換えると、切換部51から位置推定部52に進角30°の第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1が入力され、位置推定部52により回転子41の位置を進角30°で推定でき、固定子巻線37の150°通電制御を行うことが可能になる。   When the switching control unit 58 switches the switching unit 51 to the first switching state during the 120 ° energization control, the switching unit 51 transfers the first advance of 30 ° to the position estimation unit 52. , Second and third position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 are input, the position estimating unit 52 can estimate the position of the rotor 41 at an advance angle of 30 °, and 150 ° energization control of the stator winding 37 is performed. It becomes possible.

したがって、この第4実施形態によれば、モータの負荷点に応じて、進角0°の回転子41の位置推定と、進角30°の回転子の位置推定とを切り換えることができる。よって、例えば、低負荷付近では、120°通電を行う一方、高負荷付近では、150°通電を行うことにより、負荷変動への対応ができ、効率の改善を図れる。   Therefore, according to the fourth embodiment, the position estimation of the rotor 41 having the advance angle of 0 ° and the position estimation of the rotor having the advance angle of 30 ° can be switched according to the load point of the motor. Therefore, for example, 120 ° energization is performed in the vicinity of a low load, while 150 ° energization is performed in the vicinity of a high load, so that it is possible to cope with load fluctuations and improve efficiency.

なお、上記第1〜第5実施形態では、磁気センサをホール素子としたが、磁気センサをホールICとしてもよい。   In the first to fifth embodiments, the magnetic sensor is a Hall element, but the magnetic sensor may be a Hall IC.

この発明の回転子の位置検出装置の第1実施形態の回路図である。1 is a circuit diagram of a first embodiment of a rotor position detection device according to the present invention; FIG. 上記第1実施形態における各信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each signal waveform in the said 1st Embodiment. ブラシレスDCモータの構造を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of a brushless DC motor. この発明の回転子の位置検出装置の第2実施形態の回路図である。It is a circuit diagram of 2nd Embodiment of the position detection apparatus of the rotor of this invention. 上記第2実施形態における各信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each signal waveform in the said 2nd Embodiment. 従来方式による位置検出信号HU’,HV’,HW’の波形と上記第2実施形態による各位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the waveform of position detection signal HU ', HV', HW 'by a conventional system, and the waveform of each position detection signal HUs1, HVs1, HWs1 by the said 2nd Embodiment. 従来方式において位置検出信号HV’の位相が30°遅れた場合の波形と、第2実施形態において位置検出信号HVs1の位相が30°遅れた場合の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a waveform when the phase of position detection signal HV 'is delayed by 30 degrees in the conventional method, and a waveform when the phase of position detection signal HVs1 is delayed by 30 degrees in the second embodiment. この発明の回転子の位置検出装置の第3実施形態の回路図である。It is a circuit diagram of 3rd Embodiment of the position detection apparatus of the rotor of this invention. 上記第3実施形態における各信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each signal waveform in the said 3rd Embodiment. この発明の第4,第5実施形態の回路図である。It is a circuit diagram of 4th, 5th embodiment of this invention. 回路基板40への第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1の取付けの一例を模式的に示す図である。3 is a diagram schematically showing an example of attachment of first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 to a circuit board 40. FIG. 上記第3実施形態で得られる第1〜第6の位置検出信号を用いて駆動コイルLu,Lv,Lwを150°通電するための制御部75およびスイッチング回路を示す図である。It is a figure which shows the control part 75 and switching circuit for energizing drive coil Lu, Lv, Lw 150 degrees using the 1st-6th position detection signal obtained in the said 3rd Embodiment. 上記従来方式における各信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each signal waveform in the said conventional system.

符号の説明Explanation of symbols

1,11 第1のコンパレータ
2,12 第2のコンパレータ
3,13 第3のコンパレータ
14 第4のコンパレータ
15 第5のコンパレータ
16 第6のコンパレータ
31 シャフト
32,33 軸受
35 ヨーク
36 磁石
37 固定子巻線
38 コア
40 回路基板
41 回転子
42 固定子
51 切換部
52 位置推定部
53,55 信号線
58 切換制御部
HU,HU1 第1のホール素子
HV,HV1 第2のホール素子
HUP,HUP1 第1の出力電圧
HUM,HUM1 第1の反転出力電圧
HVP,HVP1 第2の出力電圧
HVM,HVM1 第2の反転出力電圧
HUs,HUs1 第1の位置検出信号
HVs,HVs1 第2の位置検出信号
HWs,HWs1 第3の位置検出信号
HW1 第3のホール素子
HWP1 第3の出力電圧
HWM1 第3の反転出力電圧
HUs0 第4の位置検出信号
HVs0 第5の位置検出信号
HWs0 第6の位置検出信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 1st comparator 2,12 2nd comparator 3,13 3rd comparator 14 4th comparator 15 5th comparator 16 6th comparator 31 Shaft 32,33 Bearing 35 Yoke 36 Magnet 37 Stator winding Line 38 Core 40 Circuit board 41 Rotor 42 Stator 51 Switching unit 52 Position estimation unit 53, 55 Signal line 58 Switching control unit HU, HU1 First Hall element HV, HV1 Second Hall element HUP, HUP1 First Output voltage HUM, HUM1 First inverted output voltage HVP, HVP1 Second output voltage HVM, HVM1 Second inverted output voltage HUs, HUs1 First position detection signal HVs, HVs1 Second position detection signal HWs, HWs1 Position detection signal 3 HW1 3rd Hall element HWP1 3rd output voltage HWM1 3rd inversion Power voltage HUs0 fourth position detection signals HVs0 fifth position detection signal HWs0 sixth position detection signals of the

この発明は、モータの回転子の位置を検出する位置検出装置および回転子の位置検出方法に関する。 The present invention relates to a position detection device that detects the position of a rotor of a motor and a position detection method of the rotor .

そこで、この発明の課題は、磁気センサの個数を抑えつつ、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる回転子の位置検出装置および回転子の位置検出方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotor position detection device and a rotor capable of improving the detection accuracy of the rotor position without requiring a special sensor or complicated control while suppressing the number of magnetic sensors. It is to provide a position detection method .

この発明は、モータの回転子の位置を検出する位置検出装置および回転子の位置検出方法に関する。   The present invention relates to a position detection device that detects the position of a rotor of a motor and a position detection method of the rotor.

従来、空気調和機のファン用ブラシレスDCモータは、3つの磁気センサで回転子の磁束を検出して回転子の位置を検出し、この検出した回転子の位置情報に基づいて、固定子巻線への通電を制御することで、安定した動作を可能にしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a brushless DC motor for a fan of an air conditioner detects the rotor position by detecting the magnetic flux of the rotor with three magnetic sensors, and based on the detected rotor position information, the stator winding Stable operation is enabled by controlling the energization to.

ところで、コスト低減の観点から、位置検出のためのセンサ数を低減することが求められている。   By the way, from the viewpoint of cost reduction, it is required to reduce the number of sensors for position detection.

しかし、センサ数を低減すると、回転子の正確な位置情報を得ることが難しくなって、モータ動作の不安定を招き易いという欠点がある。   However, when the number of sensors is reduced, it is difficult to obtain accurate position information of the rotor, and there is a drawback that instability of motor operation is likely to be caused.

そこで、センサ数を低減させても、モータを安定に駆動する技術(特許文献1(特許第3483740号公報))が提案されているが、特別なセンサを要する、制御が複雑化するといった問題があった。
特許第3483740号公報
Thus, a technique for stably driving a motor (Patent Document 1 (Patent No. 3484740)) has been proposed even if the number of sensors is reduced. However, there is a problem that a special sensor is required and control is complicated. there were.
Japanese Patent No. 3484740

そこで、この発明の課題は、磁気センサの個数を抑えつつ、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる回転子の位置検出装置および回転子の位置検出方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotor position detection device and a rotor capable of improving the detection accuracy of the rotor position without requiring a special sensor or complicated control while suppressing the number of magnetic sensors. It is to provide a position detection method.

上記課題を解決するため、この発明の一参考例の回転子の位置検出装置は、回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第1の出力信号とこの第1の出力信号とは逆位相の第1の反転出力信号とを出力する第1の磁気センサと、
上記回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第2の出力信号とこの第2の出力信号とは逆位相の第2の反転出力信号とを出力する第2の磁気センサとを備え、
上記第1の出力信号と第2の出力信号とは位相が所定の電気角だけずれており、
さらに、上記第1の出力信号と第1の反転出力信号が入力される第1のコンパレータと、
上記第2の出力信号と第2の反転出力信号が入力される第2のコンパレータと、
上記第1の出力信号と第2の反転出力信号、または、上記第1の反転出力信号と第2の出力信号が入力される第3のコンパレータとを備えることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, a rotor position detection device according to a reference example of the present invention detects a magnetic flux of a rotor, and the first output signal corresponding to the detected magnetic flux and the first output signal are: A first magnetic sensor that outputs a first inverted output signal of opposite phase;
A second magnetic sensor that detects a magnetic flux of the rotor and outputs a second output signal corresponding to the detected magnetic flux and a second inverted output signal having a phase opposite to that of the second output signal. ,
The first output signal and the second output signal are out of phase by a predetermined electrical angle,
A first comparator to which the first output signal and the first inverted output signal are input;
A second comparator to which the second output signal and the second inverted output signal are input;
And a third comparator to which the first inverted signal and the second inverted output signal or the first inverted output signal and the second output signal are input.

この参考例によれば、第1のコンパレータは、第1の磁気センサから入力された第1の出力信号と第1の反転出力信号に基づいて第1の位置検出信号を出力する。また、第2のコンパレータは、第2の磁気センサから入力された第2の出力信号と第2の反転出力信号に基づいて第2の位置検出信号を出力する。また、第3のコンパレータは、第1の磁気センサから入力された第1の出力信号と第2の磁気センサから入力された第2の反転出力信号、または、第1の磁気センサから入力された第1の反転出力信号と第2の磁気センサから入力された第2の出力信号に基づいて、第3の位置検出信号を出力する。 According to this reference example , the first comparator outputs a first position detection signal based on the first output signal and the first inverted output signal input from the first magnetic sensor. The second comparator outputs a second position detection signal based on the second output signal input from the second magnetic sensor and the second inverted output signal. The third comparator receives the first output signal input from the first magnetic sensor and the second inverted output signal input from the second magnetic sensor, or input from the first magnetic sensor. A third position detection signal is output based on the first inverted output signal and the second output signal input from the second magnetic sensor.

したがって、この参考例によれば、第1,第2の2つの磁気センサが出力する信号から第1〜第3の3つの位置検出信号が得られる。よって、この参考例によれば、磁気センサの個数を抑えつつ、位置検出信号の個数を増やして、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる。 Therefore, according to this reference example , the first to third position detection signals can be obtained from the signals output from the first and second magnetic sensors. Therefore, according to this reference example , while suppressing the number of magnetic sensors, the number of position detection signals can be increased, and the detection accuracy of the rotor position can be improved without requiring a special sensor or complicated control. I can plan.

また、本発明の回転子の位置検出装置は、回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第1の出力信号を出力する第1の磁気センサと、
上記回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第2の出力信号を出力する第2の磁気センサと、
上記回転子の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第3の出力信号を出力する第3の磁気センサとを備え、
上記第1、第2、第3の出力信号は上記回転子の位置が検出できるように互いに位相がずれており、
さらに、上記第1の出力信号と第2の出力信号が入力されて第1の位置検出信号を出力する第1のコンパレータと、
上記第2の出力信号と第3の出力信号が入力されて第2の位置検出信号を出力する第2のコンパレータと、
上記第3の出力信号と第1の出力信号が入力されて第3の位置検出信号を出力する第3のコンパレータとを備え、
上記第1、第2、第3の位置検出信号の信号レベルの組み合わせから、上記回転子の位置を検出する。
Further, the rotor position detection device of the present invention detects a magnetic flux of the rotor and outputs a first output signal corresponding to the detected magnetic flux,
A second magnetic sensor for detecting a magnetic flux of the rotor and outputting a second output signal corresponding to the detected magnetic flux;
A third magnetic sensor that detects a magnetic flux of the rotor and outputs a third output signal corresponding to the detected magnetic flux;
The first, second, and third output signals are out of phase so that the position of the rotor can be detected ,
Further, a first comparator you outputting said first output signal and the first position detection signal a second output signal is input,
A second comparator you outputting said second output signal and the second position detection signal is the third output signal is input,
E Bei a third comparator you output the third output signal and the first output signal is inputted to the third position detection signal,
The position of the rotor is detected from a combination of signal levels of the first, second, and third position detection signals.

この発明によれば、第1のコンパレータは第1,第2の磁気センサから入力される第1,第2の出力信号に基づいて第1の位置検出信号を出力し、第2のコンパレータは第2,第3の磁気センサから入力される第2,第3の出力信号に基づいて第2の位置検出信号を出力する。また、第3のコンパレータは第3,第1の磁気センサから入力される第3,第1の出力信号に基づいて第3の位置検出信号を出力する。 According to the present invention , the first comparator outputs the first position detection signal based on the first and second output signals input from the first and second magnetic sensors, and the second comparator The second position detection signal is output based on the second and third output signals input from the second and third magnetic sensors. The third comparator outputs a third position detection signal based on the third and first output signals input from the third and first magnetic sensors.

つまり、この発明によれば、第1〜第3の各コンパレータは、異なる2つの磁気センサからの出力信号に基づいて、第1〜第3の位置検出信号を出力する。よって、この発明によれば、回転子に対する配置ずれ等により、第1〜第3の磁気センサの出力信号の位相ずれが発生した場合に、同じ磁気センサの出力信号と反転出力信号とから位置検出信号を生成する場合に比べて、出力信号の位相ずれに起因する位置検出信号の位相ずれ量を緩和できる。よって、この実施形態によれば、磁気センサの出力信号の位相ずれが発生した場合に、位置検出信号の位相ずれ量を抑制して、回転子の位置検出精度を向上できる。 That is, according to the present invention , each of the first to third comparators outputs the first to third position detection signals based on the output signals from two different magnetic sensors. Therefore, according to the present invention, when a phase shift of the output signals of the first to third magnetic sensors occurs due to a displacement of the rotor or the like, the position is detected from the output signal and the inverted output signal of the same magnetic sensor. Compared with the case of generating a signal, the amount of phase shift of the position detection signal due to the phase shift of the output signal can be reduced. Therefore, according to this embodiment, when the phase shift of the output signal of the magnetic sensor occurs, it is possible to suppress the phase shift amount of the position detection signal and improve the position detection accuracy of the rotor.

一実施形態の回転子の位置検出装置は、上記第1の磁気センサは、上記第1の出力信号と、この第1の出力信号とは逆位相の第1の反転出力信号とを出力し、
上記第2の磁気センサは、上記第2の出力信号と、この第2の出力信号とは逆位相の第2の反転出力信号とを出力し、
上記第3の磁気センサは、上記第3の出力信号と、この第3の出力信号とは逆位相の第3の反転出力信号とを出力し、
上記第1、第2、第3の出力信号は互いに位相が120°ずれており、
さらに、上記第1の出力信号と第1の反転出力信号が入力されて第4の位置検出信号を出力する第4のコンパレータと、
上記第2の出力信号と第2の反転出力信号が入力されて第5の位置検出信号を出力する第5のコンパレータと、
上記第3の出力信号と第3の反転出力信号(HWM1)が入力されて第6の位置検出信号を出力する第6のコンパレータとを備え、
上記第1〜第6の位置検出信号の信号レベルの組み合わせから、上記回転子の位置を検出する。
In the rotor position detection device according to one embodiment, the first magnetic sensor outputs the first output signal and a first inverted output signal having a phase opposite to that of the first output signal,
The second magnetic sensor outputs the second output signal and a second inverted output signal having a phase opposite to that of the second output signal,
The third magnetic sensor outputs the third output signal and a third inverted output signal having a phase opposite to that of the third output signal,
The first, second, and third output signals are 120 ° out of phase with each other,
Further, a fourth comparator you outputting said first output signal and the first inverted output signal is input to the fourth position detection signals,
A fifth comparator you outputting said second output signal and the second inverted output signal is input to the fifth position detection signal,
A sixth comparator that receives the third output signal and the third inverted output signal (HWM1) and outputs a sixth position detection signal ;
The position of the rotor is detected from a combination of signal levels of the first to sixth position detection signals.

この実施形態によれば、上記第1、第2、第3の出力信号は互いに位相が120°ずれている。そして、第1のコンパレータは第1,第2の磁気センサから入力される第1,第2の出力信号に基づいて第1の位置検出信号を出力する。また、第2のコンパレータは第2,第3の磁気センサから入力される第2,第3の出力信号に基づいて第2の位置検出信号を出力する。また、第3のコンパレータは第3,第1の磁気センサから入力される第3,第1の出力信号に基づいて第3の位置検出信号を出力する。   According to this embodiment, the first, second, and third output signals are 120 ° out of phase with each other. The first comparator outputs a first position detection signal based on the first and second output signals input from the first and second magnetic sensors. The second comparator outputs a second position detection signal based on the second and third output signals input from the second and third magnetic sensors. The third comparator outputs a third position detection signal based on the third and first output signals input from the third and first magnetic sensors.

また、第4のコンパレータは、第1の出力信号と第1の反転出力信号に基づいて第4の位置検出信号を出力する。また、第5のコンパレータは、第2の出力信号と第2の反転出力信号に基づいて第5の位置検出信号を出力する。また、第6のコンパレータは、第3の出力信号と第3の反転出力信号に基づいて第6の位置検出信号を出力する。   The fourth comparator outputs a fourth position detection signal based on the first output signal and the first inverted output signal. The fifth comparator outputs a fifth position detection signal based on the second output signal and the second inverted output signal. The sixth comparator outputs a sixth position detection signal based on the third output signal and the third inverted output signal.

この実施形態によれば、第1〜第6の位置検出信号によって、電気角30°の分解能でもって、回転子の位置を検出可能となる。また、この実施形態で得られる第1〜第6の位置検出信号を用いることで、モータを120°通電と150°通電で駆動制御することが可能になる。   According to this embodiment, the position of the rotor can be detected with the resolution of the electrical angle of 30 ° by the first to sixth position detection signals. Further, by using the first to sixth position detection signals obtained in this embodiment, the motor can be driven and controlled by 120 ° energization and 150 ° energization.

また、一実施形態の回転子の位置検出装置は、上記第1,第2,第3のコンパレータが出力する第1,第2,第3の位置検出信号と、上記第4,第5,第6のコンパレータが出力する第4,第5,第6の位置検出信号とが入力されると共に、上記第1,第2,第3の位置検出信号を出力するが上記第4,第5,第6の位置検出信号を出力しない第1の状態と、上記第4,第5,第6の位置検出信号を出力するが上記第1,第2,第3の位置検出信号を出力しない第2の状態とに切換可能な切換部を有する。   The rotor position detection device according to an embodiment includes the first, second, and third position detection signals output from the first, second, and third comparators, and the fourth, fifth, and fifth positions. The fourth, fifth, and sixth position detection signals output from the six comparators are input, and the first, second, and third position detection signals are output, but the fourth, fifth, and fifth position detection signals are output. The first state in which the position detection signal 6 is not output, and the second state in which the fourth, fifth, and sixth position detection signals are output but the first, second, and third position detection signals are not output. It has a switching part that can be switched to a state.

この実施形態によれば、上記切換部を、第1の状態から第2の状態に切り換えることで、各位置検出信号を電気角30°だけ進ませることができる。また、上記切換部を、第2の状態から第1の状態に切り換えることで、各位置検出信号を電気角30°だけ遅らせることができる。これにより、位置検出信号による回転子の位置検出情報をシフトできるから、回転子の位相角をシフトさせる制御が可能となる。よって、例えば、回転子の位相角を、モータの高負荷または低負荷の2点の負荷点に合わせることが可能となり、モータの効率を改善することが可能となる。   According to this embodiment, each position detection signal can be advanced by an electrical angle of 30 ° by switching the switching unit from the first state to the second state. Moreover, each position detection signal can be delayed by an electrical angle of 30 ° by switching the switching unit from the second state to the first state. Thereby, since the position detection information of the rotor based on the position detection signal can be shifted, it is possible to control to shift the phase angle of the rotor. Therefore, for example, the phase angle of the rotor can be adjusted to two load points of high load or low load of the motor, and the efficiency of the motor can be improved.

また、一実施形態のモータの駆動装置は、上記回転子の位置検出装置を備え、上記切換部を上記第1の状態にすると共に上記回転子を駆動する固定子巻線を150°通電する第1の通電制御と、上記切換部を上記第2の状態にすると共に上記固定子巻線を120°通電する第2の通電制御とが可能な制御部を有する。   A motor driving apparatus according to an embodiment includes the rotor position detection device, and sets the switching unit to the first state and energizes a stator winding for driving the rotor by 150 °. And a control unit capable of performing a first energization control and a second energization control for setting the switching unit to the second state and energizing the stator winding by 120 °.

この実施形態によれば、制御部は、150°通電する第1の通電制御を高負荷時に行う一方、150°通電に比べてスイッチング損失が小さい120°通電をする第2の通電制御を低負荷時に行うことができる。低負荷時には、回路損失は、定常損失に比べてスイッチング損失の占める割合が大きくなるので、制御部が上記制御を行うことによって、高負荷時と低負荷時とでスイッチング損失の変動を抑制して、効率向上を図れる。   According to this embodiment, the control unit performs the first energization control for 150 ° energization at a high load, while the second energization control for 120 ° energization with a switching loss smaller than the 150 ° energization is performed at a low load. Sometimes can be done. When the load is low, the ratio of the switching loss to the circuit loss is larger than the steady loss. Therefore, the control unit controls the fluctuation of the switching loss between the high load and the low load. , Improve efficiency.

この発明の回転子の位置検出装置によれば、第1,第2の2つの磁気センサが出力する信号から第1〜第3の3つの位置検出信号が得られる。よって、この発明によれば、磁気センサの個数を抑えつつ、位置検出信号の個数を増やして、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる。   According to the rotor position detection device of the present invention, the first to third position detection signals can be obtained from the signals output from the first and second magnetic sensors. Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the number of position detection signals while suppressing the number of magnetic sensors and improve the detection accuracy of the rotor position without requiring a special sensor or complicated control. .

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

(参考例)
図1は、この発明の回転子の位置検出装置の参考例の回路図である。この参考例は、第1の磁気センサとしての第1のホール素子HUと第2の磁気センサとしての第2のホール素子HV、および第1〜第3のコンパレータ1〜3を備える。第1,第2のホール素子HU,HVは、一方の電圧端子が抵抗R1を介して電源電圧Vccの電源に接続され、他方の電圧端子が抵抗R2を介してグランドに接続されている。
( Reference example )
FIG. 1 is a circuit diagram of a reference example of a rotor position detecting apparatus according to the present invention. This reference example includes a first Hall element HU as a first magnetic sensor, a second Hall element HV as a second magnetic sensor, and first to third comparators 1 to 3. In the first and second Hall elements HU, HV, one voltage terminal is connected to the power source of the power supply voltage Vcc via the resistor R1, and the other voltage terminal is connected to the ground via the resistor R2.

上記第1のホール素子HUは出力端子が第1のコンパレータ1の非反転入力端子に接続され、反転出力端子が第1のコンパレータ1の反転入力端子に接続されている。この第1のホール素子HUは、第1のホール素子HUを貫通する磁束に応じて、第1の出力電圧HUPを出力端子に出力すると共に第1の反転出力電圧HUMを反転出力端子に出力する。この第1の出力電圧HUPと第1の反転出力電圧とは逆位相である。また、上記第1の出力電圧HUPが第1の出力信号であり、第1の反転出力電圧HUMが第1の反転出力信号である。   The first Hall element HU has an output terminal connected to the non-inverting input terminal of the first comparator 1 and an inverting output terminal connected to the inverting input terminal of the first comparator 1. The first Hall element HU outputs the first output voltage HUP to the output terminal and outputs the first inverted output voltage HUM to the inverted output terminal according to the magnetic flux penetrating the first Hall element HU. . The first output voltage HUP and the first inverted output voltage are in opposite phases. The first output voltage HUP is a first output signal, and the first inverted output voltage HUM is a first inverted output signal.

一方、上記第2のホール素子HVは出力端子が第2のコンパレータ2の非反転入力端子に接続され、反転出力端子が第2のコンパレータ2の反転入力端子に接続されている。この第2のホール素子HVは、ホール素子HVを貫通する磁束に応じて、第2の出力電圧HVPを出力端子に出力すると共に第2の反転出力電圧HVMを反転出力端子に出力する。この第2の出力電圧HVPと第2の出力電圧とは逆位相である。また、上記第2の出力電圧HVPが第2の出力信号であり、第2の反転出力電圧HVMが第2の反転出力信号である。   On the other hand, the second Hall element HV has an output terminal connected to the non-inverting input terminal of the second comparator 2 and an inverting output terminal connected to the inverting input terminal of the second comparator 2. The second Hall element HV outputs the second output voltage HVP to the output terminal and the second inverted output voltage HVM to the inverted output terminal in accordance with the magnetic flux penetrating the Hall element HV. The second output voltage HVP and the second output voltage are in opposite phases. The second output voltage HVP is a second output signal, and the second inverted output voltage HVM is a second inverted output signal.

また、第3のコンパレータ3は、非反転入力端子に第1のホール素子HUの反転出力端子が接続され、反転入力端子に第2のホール素子HVの出力端子が接続されている。   The third comparator 3 has a non-inverting input terminal connected to the inverting output terminal of the first Hall element HU, and an inverting input terminal connected to the output terminal of the second Hall element HV.

上記第1のホール素子HUは、例えば、図3に示す構造のブラシレスDCモータに取付けられる。図3において、31はシャフト、32,33は軸受、35はヨーク、36は磁石、37は固定子巻線、38はコア、40は回路基板である。ヨーク35と磁石36が回転子41を構成し、コイル37とコア38が固定子42を構成している。そして、第1のホール素子HUは回路基板40に取り付けられている。また、図3には示していないが、第2のホール素子HVは、第1のホール素子HUの第1の出力電圧HUPに比べて、位相が120°遅れた第2の出力電圧HVPを出力するように、回路基板40に取付けられている。   The first Hall element HU is attached to, for example, a brushless DC motor having a structure shown in FIG. In FIG. 3, 31 is a shaft, 32 and 33 are bearings, 35 is a yoke, 36 is a magnet, 37 is a stator winding, 38 is a core, and 40 is a circuit board. The yoke 35 and the magnet 36 constitute a rotor 41, and the coil 37 and the core 38 constitute a stator 42. The first Hall element HU is attached to the circuit board 40. Although not shown in FIG. 3, the second Hall element HV outputs a second output voltage HVP whose phase is delayed by 120 ° compared to the first output voltage HUP of the first Hall element HU. As shown, the circuit board 40 is attached.

次に、図2の波形図の上欄Aに、第1のコンパレータ1に入力されるHU相のホール素子信号波形として、第1のホール素子HUが出力する第1の出力電圧HUPの波形と第1の反転出力電圧HUMの波形を示す。また、第2のコンパレータ2に入力されるHV相のホール素子信号波形として、第2のホール素子HVの第2の出力電圧HVPの波形と第2の反転出力電圧HVMの波形を示す。また、第3のコンパレータ3に入力されるHW相のホール素子信号波形として、第2のホール素子HVの第2の出力電圧HVPの波形と第1のホール素子HUの第1の反転出力電圧HUMの波形を示す。また、図2の波形図の下欄Bに、第1のコンパレータ1が出力する第1の位置検出信号HUsの信号波形と、第2のコンパレータ2が出力する第2の位置検出信号HVsの信号波形と、第3のコンパレータ3が出力する第3の位置検出信号HWsの信号波形を示す。なお、図2において、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Next, the upper column A of the waveform diagram of FIG. 2 shows the waveform of the first output voltage HUP output from the first Hall element HU as the HU-phase Hall element signal waveform input to the first comparator 1. The waveform of the 1st inversion output voltage HUM is shown. Further, as the HV phase Hall element signal waveform input to the second comparator 2, the waveform of the second output voltage HVP and the waveform of the second inverted output voltage HVM of the second Hall element HV are shown. The waveform of the second output voltage HVP of the second Hall element HV and the first inverted output voltage HUM of the first Hall element HU are used as the HW-phase Hall element signal waveform input to the third comparator 3. The waveform is shown. In the lower column B of the waveform diagram of FIG. 2, the signal waveform of the first position detection signal HUs output from the first comparator 1 and the signal of the second position detection signal HVs output from the second comparator 2 are displayed. The waveform and the signal waveform of the third position detection signal HWs output from the third comparator 3 are shown. In FIG. 2, the vertical axis represents amplitude and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

この参考例によれば、第1,第2の2つのホール素子HU,HVが出力する第1の出力電圧HUP,第1の反転出力電圧HUM,第2の出力電圧HVP,第2の反転出力電圧HVMから、第1〜第3の3つの位置検出信号HUs,HVs,HWsが得られる。よって、この参考例によれば、2つのホール素子HU,HVから3つの位置検出信号HUs,HVs,HWsを得ることができるので、磁気センサの個数を抑えつつ、位置検出信号の個数を増やして、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子41の位置検出精度の向上を図れる。より具体的には、2つのホール素子HU,HVによって、次式(1)で、n=2とした場合の分解能が得られる。
360°/(n(n+1)) … (1)
According to this reference example , the first output voltage HUP, the first inverted output voltage HUM, the second output voltage HVP, and the second inverted output output from the first and second Hall elements HU and HV. First to third position detection signals HUs, HVs, and HWs are obtained from the voltage HVM. Therefore, according to this reference example , three position detection signals HUs, HVs, and HWs can be obtained from the two Hall elements HU and HV, so that the number of position detection signals can be increased while suppressing the number of magnetic sensors. The position detection accuracy of the rotor 41 can be improved without requiring a special sensor or complicated control. More specifically, with the two Hall elements HU and HV, the resolution when n = 2 is obtained in the following equation (1).
360 ° / (n (n + 1)) (1)

したがって、上記参考例によれば、固定子41の位置を検出する分解能は、電気角で60°となる。これに対して、2つのホール素子から2つの位置検出信号を得る従来例では、分解能は電気角で(360°/2n)=90°であるので、この実施形態によれば、分解能を30°向上できる。 Therefore, according to the above reference example , the resolution for detecting the position of the stator 41 is 60 ° in electrical angle. On the other hand, in the conventional example in which two position detection signals are obtained from two Hall elements, the resolution is (360 ° / 2n) = 90 ° in electrical angle. Therefore, according to this embodiment, the resolution is 30 °. It can be improved.

したがって、この参考例は、外乱の多い条件下で使用するモータの回転子の位置検出、起動時にトルクを必要とする用途、確実に起動を必要とする用途等に有効である。特に、空気調和機の室外機で使用されるモータの回転子の位置検出に有効となる。 Therefore, this reference example is effective for detecting the position of the rotor of a motor used under conditions with a lot of disturbances, for applications that require torque during startup, for applications that require startup reliably, and the like. In particular, this is effective for detecting the position of the rotor of a motor used in an outdoor unit of an air conditioner.

なお、上記参考例では、第1のホール素子HUの反転出力電圧HUMを第3のコンパレータ3の非反転入力端子に入力する一方、第2のホール素子HVの出力電圧HVPを第3のコンパレータ3の非反転入力端子に入力したが、第1のホール素子HUの出力電圧HUPを第3のコンパレータ3の反転入力端子に入力する一方、第2のホール素子HVの反転出力電圧HVMを第3のコンパレータ3の非反転入力端子に入力してもよい。また、上記参考例では、図2の波形図に示すように、第1のホール素子HUの出力電圧HUPの位相が第2のホール素子HVの出力電圧HVPの位相よりも120°進んでいる場合を説明したが、第1のホール素子HUの出力電圧HUPと第2のホール素子HVの出力電圧HVPとの位相差は120°に限定されるものではない。 In the above reference example , the inverted output voltage HUM of the first Hall element HU is input to the non-inverting input terminal of the third comparator 3, while the output voltage HVP of the second Hall element HV is input to the third comparator 3. The output voltage HUP of the first Hall element HU is input to the inverting input terminal of the third comparator 3, while the inverted output voltage HVM of the second Hall element HV is input to the third non-inverting input terminal. You may input into the non-inverting input terminal of the comparator 3. FIG. In the reference example , as shown in the waveform diagram of FIG. 2, the phase of the output voltage HUP of the first Hall element HU is 120 ° ahead of the phase of the output voltage HVP of the second Hall element HV. However, the phase difference between the output voltage HUP of the first Hall element HU and the output voltage HVP of the second Hall element HV is not limited to 120 °.

(第の実施の形態)
次に、図4に、この発明の回転子の位置検出装置の第実施形態の回路図を示す。この第実施形態は、第1のホール素子HU1と第2のホール素子HV1と第3のホール素子HW1、および第1〜第3のコンパレータ11〜13を備える。上記第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1がそれぞれ第1,第2,第3の磁気センサである。
(First Embodiment)
Next, FIG. 4 shows a circuit diagram of a first embodiment of the rotor position detection apparatus of the present invention. The first embodiment includes a first Hall element HU1, a second Hall element HV1, a third Hall element HW1, and first to third comparators 11-13. The first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 are first, second, and third magnetic sensors, respectively.

上記第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1は、それぞれ、一方の電圧端子が抵抗R11を介して電源電圧Vccの電源に接続され、他方の電圧端子が抵抗R12を介してグランドに接続されている。   Each of the first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 has one voltage terminal connected to the power supply of the power supply voltage Vcc through the resistor R11 and the other voltage terminal connected through the resistor R12. Connected to ground.

上記第1のコンパレータ11は、非反転入力端子に、第1のホール素子HU1の第1の出力電圧HUP1が入力され、反転入力端子に、第2のホール素子HV1の第2の出力電圧HVP1が入力される。また、第2のコンパレータ12は、非反転入力端子に、第2のホール素子HV1の第2の出力電圧HVP1が入力され、反転入力端子に、第3のホール素子HW1の第3の出力電圧HWP1が入力される。また、第3のコンパレータ13は、非反転入力端子に、第3のホール素子HW1の第3の出力電圧HWP1が入力され、反転入力端子に、第1のホール素子HU1の第1の出力電圧HUP1が入力される。   In the first comparator 11, the first output voltage HUP1 of the first Hall element HU1 is input to the non-inverting input terminal, and the second output voltage HVP1 of the second Hall element HV1 is input to the inverting input terminal. Entered. In the second comparator 12, the second output voltage HVP1 of the second Hall element HV1 is input to the non-inverting input terminal, and the third output voltage HWP1 of the third Hall element HW1 is input to the inverting input terminal. Is entered. The third comparator 13 receives the third output voltage HWP1 of the third Hall element HW1 at the non-inverting input terminal, and the first output voltage HUP1 of the first Hall element HU1 at the inverting input terminal. Is entered.

なお、図4において、HUM1,HVM1,HWM1は、それぞれ、第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1が出力する反転出力信号としての反転出力電圧である。この反転出力電圧HUM1,HVM1,HWM1は、それぞれ、出力電圧HUP1,HVP1,HWP1とは逆位相になっている。   In FIG. 4, HUM1, HVM1, and HWM1 are inverted output voltages as inverted output signals output from the first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1, respectively. The inverted output voltages HUM1, HVM1, and HWM1 are in opposite phases to the output voltages HUP1, HVP1, and HWP1, respectively.

上記第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1は、例えば、図3に示す構造のブラシレスDCモータに取付られる。そして、この第1〜第3の3つのホール素子HU1,HV1,HW1は、互いに、位相が120°ずれた出力電圧HUP1,HVP1,HWP1を出力するように、回路基板40に取付けられている。一例として、第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1は、図10に示すように、回路基板40に取り付けられる。   The first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 are attached to, for example, a brushless DC motor having a structure shown in FIG. The first to third Hall elements HU1, HV1, and HW1 are attached to the circuit board 40 so as to output output voltages HUP1, HVP1, and HWP1 that are 120 ° out of phase with each other. As an example, the first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 are attached to the circuit board 40 as shown in FIG.

次に、図5の波形図の上欄に、第2のホール素子HV1の出力電圧HVP1の波形と、第1のホール素子HU1の出力電圧HUP1の波形と、第1のコンパレータ11が出力する位置検出信号HUs1の波形を示す。また、図5の波形図の中欄に、第2のホール素子HV1の出力電圧HVP1の波形と、第3のホール素子HW1の出力電圧HWP1の波形と、第2のコンパレータ12が出力する位置検出信号HVs1の波形を示す。また、図5の波形図の下欄に、第1のホール素子HU1の出力電圧HUP1の波形と、第3のホール素子HW1の出力電圧HWP1の波形と、第3のコンパレータ13が出力する位置検出信号HWs1の波形を示す。なお、図5において、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Next, in the upper column of the waveform diagram of FIG. 5, the waveform of the output voltage HVP1 of the second Hall element HV1, the waveform of the output voltage HUP1 of the first Hall element HU1, and the position where the first comparator 11 outputs. The waveform of detection signal HUs1 is shown. In the middle column of the waveform diagram of FIG. 5, the waveform of the output voltage HVP1 of the second Hall element HV1, the waveform of the output voltage HWP1 of the third Hall element HW1, and the position detection output by the second comparator 12 are displayed. The waveform of signal HVs1 is shown. In the lower part of the waveform diagram of FIG. 5, the waveform of the output voltage HUP1 of the first Hall element HU1, the waveform of the output voltage HWP1 of the third Hall element HW1, and the position detection output by the third comparator 13 are displayed. The waveform of signal HWs1 is shown. In FIG. 5, the vertical axis represents amplitude, and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

ところで、図5に示すパルス信号である位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1は、図6Aの上欄に示す従来方式による位置検出信号HU’,HV’,HW’に比べて、位相が30°進む。なお、図6Aにおいて、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Incidentally, the position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1, which are pulse signals shown in FIG. 5, are advanced in phase by 30 ° compared to the position detection signals HU ′, HV ′, and HW ′ according to the conventional method shown in the upper column of FIG. 6A. . In FIG. 6A, the vertical axis represents amplitude and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

ここで、この従来方式とは、第1のホール素子HU1’の出力電圧HUP1’,反転出力電圧HUM1’を、それぞれ、第1のコンパレータ11の非反転入力端子,反転入力端子に入力し、第2のホール素子HV1’の出力電圧HVP1’,反転出力電圧HVM1’を、それぞれ、第2のコンパレータ12の非反転入力端子,反転入力端子に入力し、第3のホール素子HW1’の出力電圧HWP1’,反転出力電圧HWM1’を、それぞれ、第3のコンパレータ13の非反転入力端子,反転入力端子に入力する方式である。なお、図12に、この従来方式における出力電圧HUP1’,HUM1’、位置検出信号HU’、出力電圧HVP1’,HVM1’、位置検出信号HV’、および、出力電圧HWP1’,HWM1’、位置検出信号HW’の波形を示す。図12において、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。   Here, in this conventional system, the output voltage HUP1 ′ and the inverted output voltage HUM1 ′ of the first Hall element HU1 ′ are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the first comparator 11, respectively. The output voltage HVP1 ′ and the inverted output voltage HVM1 ′ of the second Hall element HV1 ′ are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the second comparator 12, respectively, and the output voltage HWP1 of the third Hall element HW1 ′ is input. ', The inverted output voltage HWM1' is input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the third comparator 13, respectively. FIG. 12 shows output voltages HUP1 ′, HUM1 ′, position detection signal HU ′, output voltages HVP1 ′, HVM1 ′, position detection signal HV ′, and output voltages HWP1 ′, HWM1 ′, position detection in this conventional method. The waveform of signal HW 'is shown. In FIG. 12, the vertical axis represents amplitude and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

このため、この第実施形態では、図6Aの下欄に示す各位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1が電気角で30°だけ遅れるように、3つのホール素子HU1,HV1,HW1の実装位置を上記従来方式における3つのホール素子の配置位置からずらすようにする。 For this reason, in the first embodiment, the mounting positions of the three Hall elements HU1, HV1, and HW1 are set so that the position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 shown in the lower column of FIG. 6A are delayed by 30 degrees in electrical angle. It is shifted from the arrangement position of the three Hall elements in the conventional system.

ここで、上記従来方式において、第2のホール素子HV1’の実装位置が規定の位置からずれて、第2のホール素子HV1’の出力信号HVP1’,HVM1’の位相が30°遅れた場合の各位置検出信号HUs1’,HVs1’,HWs1’の信号波形を、図6Bの上欄に示す。図6Bの上欄を参照すれば、位置検出信号HUs1’と位置検出信号HVs1’との間の位相差が30°、位置検出信号HVs1’と位置検出信号HWs1’との間の位相差が90°、位置検出信号HWs1’と位置検出信号HUs1’との間の位相差が60°となる。すなわち、各位置検出信号間の位相差は大きくばらつく。   Here, in the above-described conventional method, the mounting position of the second Hall element HV1 ′ is deviated from the prescribed position, and the phases of the output signals HVP1 ′ and HVM1 ′ of the second Hall element HV1 ′ are delayed by 30 °. Signal waveforms of the position detection signals HUs1 ′, HVs1 ′, and HWs1 ′ are shown in the upper column of FIG. 6B. 6B, the phase difference between the position detection signal HUs1 ′ and the position detection signal HVs1 ′ is 30 °, and the phase difference between the position detection signal HVs1 ′ and the position detection signal HWs1 ′ is 90. °, the phase difference between the position detection signal HWs1 ′ and the position detection signal HUs1 ′ is 60 °. That is, the phase difference between the position detection signals varies greatly.

ちなみに、回転子41の磁極数をnとすると、機械角1°の実装位置ずれが電気角で(n/2)倍に相当するので、磁極数nが大きくなるほど、実装位置ずれによる電気角のずれが大きくなる。例えば、8極モータの場合には、機械角で1°の実装位置ずれが電気角で4°のずれになる。   Incidentally, if the number of magnetic poles of the rotor 41 is n, the mounting position deviation of 1 ° mechanical angle corresponds to (n / 2) times the electrical angle, so the larger the number of magnetic poles n, the larger the electrical angle due to the mounting position deviation. Deviation increases. For example, in the case of an 8-pole motor, a mounting position shift of 1 ° in mechanical angle becomes a shift of 4 ° in electrical angle.

これに対し、この第実施形態では、第2のホール素子HV1の実装位置が規定の位置からずれて(例えば図10の矢印Zの方向)、第2のホール素子HV1の出力信号HVP1,HVM1の位相が30°遅れた場合、各位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1の信号波形は、図6Bの下欄に示すようになる。すなわち、位置検出信号HUs1と位置検出信号HVs1との間の位相差が60°、位置検出信号HVs1と位置検出信号HWs1との間の位相差が75°、位置検出信号HWs1と位置検出信号HUs1との間の位相差が45°となる。したがって、この第実施形態によれば、従来方式に比べて、ホール素子の実装位置がずれた場合の各位置検出信号間の位相差のばらつきを抑制することができる。 On the other hand, in the first embodiment, the mounting position of the second Hall element HV1 deviates from the specified position (for example, in the direction of arrow Z in FIG. 10), and the output signals HVP1, HVM1 of the second Hall element HV1. 6 is delayed by 30 °, the signal waveforms of the position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 are as shown in the lower column of FIG. 6B. That is, the phase difference between the position detection signal HUs1 and the position detection signal HVs1 is 60 °, the phase difference between the position detection signal HVs1 and the position detection signal HWs1 is 75 °, and the position detection signal HWs1 and the position detection signal HUs1 The phase difference between is 45 °. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to suppress variation in the phase difference between the position detection signals when the mounting position of the Hall element is shifted as compared with the conventional method.

すなわち、この第実施形態によれば、ホール素子の出力信号の位相ずれが発生した場合に、位置検出信号の位相ずれ量を抑制して、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置検出精度を向上できる。したがって、ホール素子の実装位置ずれに起因する振動,騒音の低減を図れる。 That is, according to the first embodiment, when a phase shift of the output signal of the Hall element occurs, the amount of phase shift of the position detection signal is suppressed without requiring a special sensor or complicated control. The position detection accuracy of the rotor can be improved. Therefore, it is possible to reduce the vibration and noise caused by the mounting position shift of the Hall element.

なお、上記第実施形態では、第1のホール素子HU1の出力電圧HUP1と第2のホール素子HV1の出力電圧HVP1との位相差、第2のホール素子HV1の出力電圧HVP1と第3のホール素子HW1の出力電圧HWP1との位相差を120°としたが、上記位相差は120°に限定されるものではない。 In the first embodiment, the phase difference between the output voltage HUP1 of the first Hall element HU1 and the output voltage HVP1 of the second Hall element HV1, the output voltage HVP1 of the second Hall element HV1 and the third Hall. Although the phase difference from the output voltage HWP1 of the element HW1 is 120 °, the phase difference is not limited to 120 °.

(第の実施の形態)
次に、図7の回路図と、図8の波形図を参照して、この発明の回転子の位置検出装置の第実施形態を説明する。この第実施形態は、次の(i),(ii)の点が、前述の第実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the rotor position detection apparatus of the present invention will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 7 and the waveform diagram of FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the following points (i) and (ii).

(i) 第1〜第3のコンパレータ11〜13に加えて、第4〜第6のコンパレータ14〜16を備えた点。
(ii) 前述の第実施形態では、図6Aの下欄に示す各位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1が電気角で30°だけ遅れるように、3つのホール素子HU1,HV1,HW1の実装位置を上記従来方式における3つのホール素子の配置位置からずらすようにしたが、この第実施形態では、そのような、ホール素子の配置位置をずらすことはしていない点。
(i) The point provided with the 4th-6th comparators 14-16 in addition to the 1st-3rd comparators 11-13.
(ii) In the first embodiment described above, the mounting positions of the three Hall elements HU1, HV1, and HW1 so that the position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 shown in the lower column of FIG. 6A are delayed by 30 degrees in electrical angle. Is shifted from the arrangement positions of the three Hall elements in the conventional method, but in the second embodiment, the arrangement positions of the Hall elements are not shifted.

この第実施形態では、第4のコンパレータ14の非反転入力端子,反転入力端子に、第1のホール素子HU1の第1の出力電圧HUP1,第1の反転出力電圧HUM1が入力される。また、第5のコンパレータ15の非反転入力端子,反転入力端子に、第2のホール素子HV1の第2の出力電圧HVP1,第2の反転出力電圧HVM1が入力される。また、第6のコンパレータ16の非反転入力端子,反転入力端子に、第3のホール素子HW1の第3の出力電圧HWP1,第3の反転出力電圧HWM1が入力される。 In the second embodiment, the first output voltage HUP1 and the first inverted output voltage HUM1 of the first Hall element HU1 are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fourth comparator 14, respectively. Further, the second output voltage HVP1 and the second inverted output voltage HVM1 of the second Hall element HV1 are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fifth comparator 15, respectively. Further, the third output voltage HWP1 and the third inverted output voltage HWM1 of the third Hall element HW1 are input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the sixth comparator 16, respectively.

よって、この第実施形態では、図8の上欄に示すように、第4のコンパレータ14は第4の位置検出信号HUs0を出力し、第5のコンパレータ15は第5の位置検出信号HVs0を出力し、第6のコンパレータ16は第6の位置検出信号HWs0を出力する。また、第1のコンパレータ11は第1の位置検出信号HUs1を出力し、第2のコンパレータ12は第2の位置検出信号HVs1を出力し、第3のコンパレータ13は第3の位置検出信号HWs1を出力する。また、図8の中段の表に、各位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0およびHUs1,HVs1,HWs1のデータ値を示す。なお、図8において、縦軸は振幅を表し、横軸は電気角(位相)を表す。 Therefore, in the second embodiment, as shown in the upper column of FIG. 8, the fourth comparator 14 outputs the fourth position detection signal HUs0, and the fifth comparator 15 outputs the fifth position detection signal HVs0. The sixth comparator 16 outputs a sixth position detection signal HWs0. Further, the first comparator 11 outputs the first position detection signal HUs1, the second comparator 12 outputs the second position detection signal HVs1, and the third comparator 13 outputs the third position detection signal HWs1. Output. 8 shows data values of the position detection signals HUs0, HVs0, HWs0 and HUs1, HVs1, HWs1. In FIG. 8, the vertical axis represents amplitude, and the horizontal axis represents electrical angle (phase).

図8の上段の波形図に示すように、上記第4の位置検出信号HUs0は、第5の位置検出信号HVs0よりも位相が120°進んでおり、第5の位置検出信号HVs0は第6の位置検出信号HWs0よりも位相が120°進んでおり、第6の位置検出信号HWs0は第4の位置検出信号HUs0よりも位相が120°進んでいる。   As shown in the upper waveform diagram of FIG. 8, the fourth position detection signal HUs0 is 120 ° ahead of the fifth position detection signal HVs0, and the fifth position detection signal HVs0 is the sixth position detection signal HVs0. The phase is 120 ° ahead of the position detection signal HWs0, and the sixth position detection signal HWs0 is 120 ° ahead of the phase of the fourth position detection signal HUs0.

また、第1の位置検出信号HUs1は、第2の位置検出信号HVs1よりも位相が120°進んでおり、第2の位置検出信号HVs1は第3の位置検出信号HWs1よりも位相が120°進んでおり、第3の位置検出信号HWs1は第1の位置検出信号HUs1よりも位相が120°進んでいる。   Further, the first position detection signal HUs1 has a phase advance of 120 ° with respect to the second position detection signal HVs1, and the second position detection signal HVs1 has a phase advance of 120 ° with respect to the third position detection signal HWs1. Therefore, the phase of the third position detection signal HWs1 is advanced by 120 ° with respect to the first position detection signal HUs1.

この第実施形態によれば、第1,第2,第3,第4,第5,第6の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1,HUs0,HVs0,HWs0によって、電気角30°の分解能でもって、回転子41の位置を検出可能となる。よって、この第実施形態によれば、ホール素子の個数を増加させることなく、位置検出信号の個数を増やして、特別なセンサや複雑な制御を必要とすることなく、回転子の位置の検出精度の向上を図れる。 According to the second embodiment, the first, second, third, fourth, fifth, and sixth position detection signals HUs1, HVs1, HWs1, HUs0, HVs0, and HWs0 have a resolution of an electrical angle of 30 °. Accordingly, the position of the rotor 41 can be detected. Therefore, according to the second embodiment, the position of the rotor can be detected without increasing the number of Hall elements, increasing the number of position detection signals, and requiring a special sensor or complicated control. The accuracy can be improved.

また、この実施形態で得られる第1〜第6の位置検出信号を用いることで、図8の下段に示すような150°通電で駆動制御するための出力信号U,V,Wと出力信号X,Y,Zを得ることができ、図3のブラシレスDCモータを、150°通電で駆動制御することが可能になる。例えば、図11に示すように、3つのホール素子HU1,HV1,HW1からの第1の出力電圧HUP1,第1の反転出力電圧HUM1,第2の出力電圧HVP1,第2の反転出力電圧HVM1,第3の出力電圧HWP1,第3の反転出力電圧HWM1が、上記第1〜第6のコンパレータ11〜16からなるコンパレータ部71に入力される。そして、このコンパレータ部71が出力する上記第1〜第6の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1,HUs0,HVs0,HWs0が位置推定部72に入力される。この位置推定部72は、図8の中段に示す表に基づいて、位置信号モード0〜11を検出し、ロジック部73では、検出された位置信号モード0〜11に応じた信号を作成する。そして、ドライバ部74では、ロジック部73から入力された信号をトランジスタQ1〜Q6を駆動するための電圧に変換し、出力信号U,V,Wと出力信号X,Y,Zとして制御部75から、トランジスタQ1〜Q6に入力する。これにより、トランジスタQ1〜Q6がオン,オフ制御される。すなわち、出力信号U,V,Wは、それぞれ、トランジスタQ1,Q3,Q5に制御信号として入力され、出力信号X,Y,Zは、それぞれ、トランジスタQ2,Q4,Q6に制御信号として入力される。これにより、駆動コイルLu,Lv,Lwを150°通電することができる。なお、図11において、77はAC電源、78は整流部、79は平滑コンデンサである。   Further, by using the first to sixth position detection signals obtained in this embodiment, the output signals U, V, W and the output signal X for driving control by 150 ° energization as shown in the lower part of FIG. , Y, Z can be obtained, and the brushless DC motor of FIG. 3 can be driven and controlled with 150 ° energization. For example, as shown in FIG. 11, the first output voltage HUP1, the first inverted output voltage HUM1, the second output voltage HVP1, the second inverted output voltage HVM1, The third output voltage HWP1 and the third inverted output voltage HWM1 are input to the comparator unit 71 including the first to sixth comparators 11-16. The first to sixth position detection signals HUs 1, HVs 1, HWs 1, HUs 0, HVs 0, HWs 0 output from the comparator 71 are input to the position estimation unit 72. The position estimation unit 72 detects position signal modes 0 to 11 based on the table shown in the middle part of FIG. 8, and the logic unit 73 creates a signal corresponding to the detected position signal modes 0 to 11. In the driver unit 74, the signal input from the logic unit 73 is converted into a voltage for driving the transistors Q1 to Q6, and output from the control unit 75 as output signals U, V, W and output signals X, Y, Z. , Input to the transistors Q1 to Q6. Thereby, the transistors Q1 to Q6 are on / off controlled. That is, the output signals U, V, and W are input as control signals to the transistors Q1, Q3, and Q5, respectively, and the output signals X, Y, and Z are input as control signals to the transistors Q2, Q4, and Q6, respectively. . As a result, the drive coils Lu, Lv, and Lw can be energized 150 °. In FIG. 11, 77 is an AC power source, 78 is a rectifier, and 79 is a smoothing capacitor.

(第の実施の形態)
次に、図9に、この発明の回転子の位置検出装置の第実施形態を示す。この第実施形態は、切換部51と位置推定部52を備えた点が、前述の第実施形態と異なる。よって、この第実施形態では、前述の第実施形態と異なる点を主に説明する。
( Third embodiment)
Next, FIG. 9 shows a third embodiment of the rotor position detection apparatus of the present invention. The third embodiment is different from the second embodiment described above in that a switching unit 51 and a position estimation unit 52 are provided. Therefore, in the third embodiment, differences from the second embodiment will be mainly described.

この第実施形態では、上記第1,第2,第3のコンパレータ11,12,13が出力する第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1は、信号線53から、切換部51の接点51Bに入力される。一方、上記第4,第5,第6のコンパレータ14,15,16が出力する第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0は、信号線55から、切換部51の接点51Aに入力される。 In the third embodiment, the first, second, and third position detection signals HUs 1, HVs 1, and HWs 1 output from the first, second, and third comparators 11, 12, and 13 are transmitted from the signal line 53. The signal is input to the contact 51B of the switching unit 51. On the other hand, the fourth, fifth, and sixth position detection signals HUs0, HVs0, and HWs0 output from the fourth, fifth, and sixth comparators 14, 15, and 16 are connected from the signal line 55 to the contact of the switching unit 51. It is input to 51A.

上記切換部51は、図9に示す接点51Aを出力線57に接続するが接点51Bを出力線57に接続しない第2の切換状態と、接点51Bを出力線57に接続するが接点51Aを出力線57に接続しない第1の切換状態とに切換可能になっている。   The switching unit 51 connects the contact 51A shown in FIG. 9 to the output line 57, but does not connect the contact 51B to the output line 57, and connects the contact 51B to the output line 57 but outputs the contact 51A. Switching to the first switching state not connected to the line 57 is possible.

この切換部51は、上記第1の切換状態では、上記第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1を出力線57に出力するが上記第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0を出力しない。一方、切換部51は、上記第2の切換状態では、上記第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0を出力線57に出力するが上記第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1を出力しない。   In the first switching state, the switching unit 51 outputs the first, second, and third position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 to the output line 57, but the fourth, fifth, and sixth The position detection signals HUs0, HVs0, and HWs0 are not output. On the other hand, the switching unit 51 outputs the fourth, fifth, and sixth position detection signals HUs0, HVs0, and HWs0 to the output line 57 in the second switching state, but the first, second, and third The position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 are not output.

したがって、切換部51を、第2の切換状態にしたときには、位置推定部52は、切換部51から入力される進角0°の第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0によって、回転子41の位置を推定でき、固定子巻線37の120°通電制御を行うことが可能になる。   Therefore, when the switching unit 51 is set to the second switching state, the position estimation unit 52 receives the fourth, fifth, and sixth position detection signals HUs0, HVs0, The position of the rotor 41 can be estimated by HWs0, and 120 ° energization control of the stator winding 37 can be performed.

一方、切換部51を、第1の切換状態にしたときは、位置推定部52は、切換部51から入力される進角30°の第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1によって、固定子41の位置を推定でき、固定子巻線37の120°通電制御を行うことが可能になる。   On the other hand, when the switching unit 51 is set to the first switching state, the position estimation unit 52 receives the first, second, and third position detection signals HUs1 and HVs1 with an advance angle of 30 ° input from the switching unit 51. , HWs1 makes it possible to estimate the position of the stator 41 and perform 120 ° energization control of the stator winding 37.

したがって、この第実施形態によれば、モータの負荷点に応じて、進角0°の回転子41の位置推定と、進角30°の回転子の位置推定とを切り換えることにより、低負荷付近と高負荷付近の2点の負荷点に応じて、回転子の推定位置を変更することが可能となり、負荷変動への対応ができ、効率の改善を図れる。 Therefore, according to the third embodiment, the load estimation of the rotor 41 with the advance angle of 0 ° and the position estimate of the rotor with the advance angle of 30 ° are switched according to the load point of the motor. The estimated position of the rotor can be changed according to the two load points near and near the high load, and it is possible to cope with load fluctuations and improve efficiency.

(第の実施の形態)
次に、この発明のモータの駆動装置としての第実施形態を説明する。この第実施形態は、図9に示す切換制御部58を備える点が、前述の第実施形態と異なる。よって、この第実施形態は、前述の第実施形態と異なる点を主に説明する。
( Fourth embodiment)
Next, a description will be given of a fourth embodiment as a motor driving apparatus of the present invention. The fourth embodiment differs from the third embodiment described above in that it includes a switching control unit 58 shown in FIG. Therefore, this 4th Embodiment mainly demonstrates a different point from the above-mentioned 3rd Embodiment.

この第実施形態は、上記切換制御部58は、固定子巻線37への通電中に、上記切換部51を上記第1の切換状態にする第1の通電制御と、切換部51を上記第2の切換状態にする第2の通電制御とに切り換えることができる。 In the fourth embodiment, the switching control unit 58 includes a first energization control for setting the switching unit 51 in the first switching state during energization of the stator winding 37, and the switching unit 51 as described above. It is possible to switch to the second energization control in the second switching state.

したがって、この第実施形態では、切換制御部58が、切換部51を、第2の切換状態にすれば、切換部51から位置推定部52に第4,第5,第6の位置検出信号HUs0,HVs0,HWs0が入力されて、位置推定部52により回転子41の位置を進角0°で推定でき、固定子巻線37の120°通電制御を行うことができる。 Therefore, in the fourth embodiment, if the switching control unit 58 places the switching unit 51 in the second switching state, the fourth, fifth, and sixth position detection signals are sent from the switching unit 51 to the position estimating unit 52. HUs0, HVs0, and HWs0 are input, and the position estimating unit 52 can estimate the position of the rotor 41 at an advance angle of 0 °, and 120 ° energization control of the stator winding 37 can be performed.

そして、この120°通電制御を行っているときに、切換制御部58が、切換部51を、第1の切換状態に切り換えると、切換部51から位置推定部52に進角30°の第1,第2,第3の位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1が入力され、位置推定部52により回転子41の位置を進角30°で推定でき、固定子巻線37の150°通電制御を行うことが可能になる。   When the switching control unit 58 switches the switching unit 51 to the first switching state during the 120 ° energization control, the switching unit 51 transfers the first advance of 30 ° to the position estimation unit 52. , Second and third position detection signals HUs1, HVs1, and HWs1 are input, the position estimating unit 52 can estimate the position of the rotor 41 at an advance angle of 30 °, and 150 ° energization control of the stator winding 37 is performed. It becomes possible.

したがって、この第4実施形態によれば、モータの負荷点に応じて、進角0°の回転子41の位置推定と、進角30°の回転子の位置推定とを切り換えることができる。よって、例えば、低負荷付近では、120°通電を行う一方、高負荷付近では、150°通電を行うことにより、負荷変動への対応ができ、効率の改善を図れる。   Therefore, according to the fourth embodiment, the position estimation of the rotor 41 having the advance angle of 0 ° and the position estimation of the rotor having the advance angle of 30 ° can be switched according to the load point of the motor. Therefore, for example, 120 ° energization is performed in the vicinity of a low load, while 150 ° energization is performed in the vicinity of a high load, so that it is possible to cope with load fluctuations and improve efficiency.

なお、上記第1〜第実施形態では、磁気センサをホール素子としたが、磁気センサをホールICとしてもよい。 In the first to fourth embodiments, the magnetic sensor is a Hall element, but the magnetic sensor may be a Hall IC.

この発明の回転子の位置検出装置の参考例の回路図である。It is a circuit diagram of the reference example of the position detection apparatus of the rotor of this invention. 上記参考例における各信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each signal waveform in the said reference example . ブラシレスDCモータの構造を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of a brushless DC motor. この発明の回転子の位置検出装置の第実施形態の回路図である。 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a rotor position detection device according to the present invention; FIG. 上記第実施形態における各信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each signal waveform in the said 1st Embodiment. 従来方式による位置検出信号HU’,HV’,HW’の波形と上記第実施形態による各位置検出信号HUs1,HVs1,HWs1の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the waveform of position detection signal HU ', HV', HW 'by a conventional system, and the waveform of each position detection signal HUs1, HVs1, HWs1 by the said 1st Embodiment. 従来方式において位置検出信号HV’の位相が30°遅れた場合の波形と、第実施形態において位置検出信号HVs1の位相が30°遅れた場合の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a waveform when the phase of position detection signal HV 'is delayed by 30 degrees in the conventional method, and a waveform when the phase of position detection signal HVs1 is delayed by 30 degrees in the first embodiment. この発明の回転子の位置検出装置の第実施形態の回路図である。It is a circuit diagram of 2nd Embodiment of the position detection apparatus of the rotor of this invention. 上記第実施形態における各信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each signal waveform in the said 2nd Embodiment. この発明の第,第実施形態の回路図である。It is a circuit diagram of 3rd , 4th embodiment of this invention. 回路基板40への第1,第2,第3のホール素子HU1,HV1,HW1の取付けの一例を模式的に示す図である。3 is a diagram schematically showing an example of attachment of first, second, and third Hall elements HU1, HV1, and HW1 to a circuit board 40. FIG. 上記第実施形態で得られる第1〜第6の位置検出信号を用いて駆動コイルLu,Lv,Lwを150°通電するための制御部75およびスイッチング回路を示す図である。It is a figure which shows the control part 75 and switching circuit for energizing drive coil Lu, Lv, Lw 150 degrees using the 1st-6th position detection signal obtained in the said 2nd Embodiment. 上記従来方式における各信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows each signal waveform in the said conventional system.

符号の説明Explanation of symbols

1,11 第1のコンパレータ
2,12 第2のコンパレータ
3,13 第3のコンパレータ
14 第4のコンパレータ
15 第5のコンパレータ
16 第6のコンパレータ
31 シャフト
32,33 軸受
35 ヨーク
36 磁石
37 固定子巻線
38 コア
40 回路基板
41 回転子
42 固定子
51 切換部
52 位置推定部
53,55 信号線
58 切換制御部
HU,HU1 第1のホール素子
HV,HV1 第2のホール素子
HUP,HUP1 第1の出力電圧
HUM,HUM1 第1の反転出力電圧
HVP,HVP1 第2の出力電圧
HVM,HVM1 第2の反転出力電圧
HUs,HUs1 第1の位置検出信号
HVs,HVs1 第2の位置検出信号
HWs,HWs1 第3の位置検出信号
HW1 第3のホール素子
HWP1 第3の出力電圧
HWM1 第3の反転出力電圧
HUs0 第4の位置検出信号
HVs0 第5の位置検出信号
HWs0 第6の位置検出信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 1st comparator 2,12 2nd comparator 3,13 3rd comparator 14 4th comparator 15 5th comparator 16 6th comparator 31 Shaft 32,33 Bearing 35 Yoke 36 Magnet 37 Stator winding Line 38 Core 40 Circuit board 41 Rotor 42 Stator 51 Switching unit 52 Position estimation unit 53, 55 Signal line 58 Switching control unit HU, HU1 First Hall element HV, HV1 Second Hall element HUP, HUP1 First Output voltage HUM, HUM1 First inverted output voltage HVP, HVP1 Second output voltage HVM, HVM1 Second inverted output voltage HUs, HUs1 First position detection signal HVs, HVs1 Second position detection signal HWs, HWs1 Position detection signal 3 HW1 3rd Hall element HWP1 3rd output voltage HWM1 3rd inversion Power voltage HUs0 fourth position detection signals HVs0 fifth position detection signal HWs0 sixth position detection signals of the

Claims (5)

回転子(41)の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第1の出力信号(HUP)とこの第1の出力信号とは逆位相の第1の反転出力信号(HUM)とを出力する第1の磁気センサ(HU)と、
上記回転子(41)の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第2の出力信号(HVP)とこの第2の出力信号とは逆位相の第2の反転出力信号(HVM)とを出力する第2の磁気センサ(HV)とを備え、
上記第1の出力信号(HUP)と第2の出力信号(HVP)とは位相が所定の電気角だけずれており、
さらに、上記第1の出力信号(HUP)と第1の反転出力信号(HUM)が入力される第1のコンパレータ(1)と、
上記第2の出力信号(HVP)と第2の反転出力信号(HVM)が入力される第2のコンパレータ(2)と、
上記第1の出力信号(HUP)と第2の反転出力信号(HVM)、または、上記第1の反転出力信号(HUM)と第2の出力信号(HVP)が入力される第3のコンパレータ(3)とを備えることを特徴とする回転子の位置検出装置。
The magnetic flux of the rotor (41) is detected, and a first output signal (HUP) corresponding to the detected magnetic flux and a first inverted output signal (HUM) having an opposite phase to the first output signal are output. A first magnetic sensor (HU);
The magnetic flux of the rotor (41) is detected and a second output signal (HVP) corresponding to the detected magnetic flux and a second inverted output signal (HVM) having an opposite phase to the second output signal are output. A second magnetic sensor (HV) that
The first output signal (HUP) and the second output signal (HVP) are out of phase by a predetermined electrical angle,
A first comparator (1) to which the first output signal (HUP) and the first inverted output signal (HUM) are input;
A second comparator (2) to which the second output signal (HVP) and the second inverted output signal (HVM) are input;
A third comparator (to which the first output signal (HUP) and the second inverted output signal (HVM) or the first inverted output signal (HUM) and the second output signal (HVP) are input ( And 3) a rotor position detecting device.
回転子(41)の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第1の出力信号(HUP1)を出力する第1の磁気センサ(HU1)と、
上記回転子(41)の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第2の出力信号(HVP1)を出力する第2の磁気センサ(HV1)と、
上記回転子(41)の磁束を検出すると共に検出した磁束に応じた第3の出力信号(HWP1)を出力する第3の磁気センサ(HW1)とを備え、
上記第1、第2、第3の出力信号(HUP1、HVP1、HWP1)は互いに位相がずれており、
さらに、上記第1の出力信号(HUP1)と第2の出力信号(HVP1)が入力される第1のコンパレータ(11)と、
上記第2の出力信号(HVP1)と第3の出力信号(HWP1)が入力される第2のコンパレータ(12)と、
上記第3の出力信号(HWP1)と第1の出力信号(HUP1)が入力される第3のコンパレータ(13)とを備えることを特徴とする回転子の位置検出装置。
A first magnetic sensor (HU1) for detecting the magnetic flux of the rotor (41) and outputting a first output signal (HUP1) corresponding to the detected magnetic flux;
A second magnetic sensor (HV1) for detecting the magnetic flux of the rotor (41) and outputting a second output signal (HVP1) corresponding to the detected magnetic flux;
A third magnetic sensor (HW1) for detecting the magnetic flux of the rotor (41) and outputting a third output signal (HWP1) corresponding to the detected magnetic flux;
The first, second, and third output signals (HUP1, HVP1, HWP1) are out of phase with each other,
Further, a first comparator (11) to which the first output signal (HUP1) and the second output signal (HVP1) are input,
A second comparator (12) to which the second output signal (HVP1) and the third output signal (HWP1) are input;
A rotor position detecting device comprising: the third output signal (HWP1) and a third comparator (13) to which the first output signal (HUP1) is inputted.
請求項2に記載の回転子の位置検出装置において、
上記第1の磁気センサ(HU1)は、上記第1の出力信号(HUP1)と、この第1の出力信号とは逆位相の第1の反転出力信号(HUM1)とを出力し、
上記第2の磁気センサ(HV1)は、上記第2の出力信号(HVP1)と、この第2の出力信号とは逆位相の第2の反転出力信号(HVM1)とを出力し、
上記第3の磁気センサ(HW1)は、上記第3の出力信号(HWP1)と、この第3の出力信号とは逆位相の第3の反転出力信号(HWM1)とを出力し、
上記第1、第2、第3の出力信号(HUP1、HVP1、HWP1)は互いに位相が120°ずれており、
さらに、上記第1の出力信号(HUP1)と第1の反転出力信号(HUM1)が入力される第4のコンパレータ(14)と、
上記第2の出力信号(HVP1)と第2の反転出力信号(HVM1)が入力される第5のコンパレータ(15)と、
上記第3の出力信号(HWP1)と第3の反転出力信号(HWM1)が入力される第6のコンパレータ(16)とを備えることを特徴とする回転子の位置検出装置。
The rotor position detection device according to claim 2,
The first magnetic sensor (HU1) outputs the first output signal (HUP1) and a first inverted output signal (HUM1) having a phase opposite to that of the first output signal,
The second magnetic sensor (HV1) outputs the second output signal (HVP1) and a second inverted output signal (HVM1) having a phase opposite to that of the second output signal,
The third magnetic sensor (HW1) outputs the third output signal (HWP1) and a third inverted output signal (HWM1) having a phase opposite to that of the third output signal,
The first, second, and third output signals (HUP1, HVP1, HWP1) are out of phase with each other by 120 °.
A fourth comparator (14) to which the first output signal (HUP1) and the first inverted output signal (HUM1) are input;
A fifth comparator (15) to which the second output signal (HVP1) and the second inverted output signal (HVM1) are input;
A rotor position detecting device comprising: a sixth comparator (16) to which the third output signal (HWP1) and the third inverted output signal (HWM1) are inputted.
請求項3に記載の回転子の位置検出装置において、
上記第1,第2,第3のコンパレータ(11,12,13)が出力する第1,第2,第3の位置検出信号(HUs1,HVs1,HWs1)と、上記第4,第5,第6のコンパレータ(14,15,16)が出力する第4,第5,第6の位置検出信号(HUs0,HVs0,HWs0)とが入力されると共に、上記第1,第2,第3の位置検出信号(HUs1,HVs1,HWs1)を出力するが上記第4,第5,第6の位置検出信号(HUs0,HVs0,HWs0)を出力しない第1の状態と、上記第4,第5,第6の位置検出信号(HUs0,HVs0,HWs0)を出力するが上記第1,第2,第3の位置検出信号(HUs1,HVs1,HWs1)を出力しない第2の状態とに切換可能な切換部(51)を有することを特徴とする回転子の位置検出装置。
The rotor position detection device according to claim 3,
The first, second, and third position detection signals (HUs1, HVs1, and HWs1) output from the first, second, and third comparators (11, 12, and 13), and the fourth, fifth, and fifth signals. The fourth, fifth, and sixth position detection signals (HUs0, HVs0, HWs0) output from the six comparators (14, 15, 16) are input, and the first, second, and third positions are input. The first state in which the detection signals (HUs1, HVs1, HWs1) are output but the fourth, fifth, and sixth position detection signals (HUs0, HVs0, HWs0) are not output, and the fourth, fifth, and fifth states. 6 is a switching unit capable of switching to a second state in which position detection signals (HUs0, HVs0, HWs0) are output but the first, second and third position detection signals (HUs1, HVs1, HWs1) are not output. (51) A rotor position detecting device characterized by comprising:
請求項4に記載の回転子の位置検出装置を備え、
上記切換部(51)を上記第1の状態にすると共に上記回転子(41)を駆動する固定子巻線(37)を150°通電する第1の通電制御と、上記切換部(51)を上記第2の状態にすると共に上記固定子巻線(37)を120°通電する第2の通電制御とが可能な制御部(58)を有することを特徴とするモータの駆動回路。
The rotor position detecting device according to claim 4,
A first energization control for energizing the stator winding (37) for driving the rotor (41) by 150 ° while setting the switching unit (51) to the first state, and the switching unit (51) A motor drive circuit comprising a control unit (58) capable of performing the second energization control in which the stator winding (37) is energized 120 ° in the second state.
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