JP2019050643A - Driving device for motor - Google Patents

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英喜 内木
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Abstract

To provide a driving device for a motor capable of stably fixing a rotor on a normal position at the activation of the motor.SOLUTION: In a driving device 1 for a sensorless brushless motor including a three-phases sensorless brushless motor 11 comprising a stator 21 and a rotor 22, and a control part 12 controlling driving of the sensorless brushless motor 11, the control part 12 executes three-phases excitation twice at the activation of the sensorless brushless motor 11 to position the rotor 22.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、電動機の駆動装置に関するものであり、特に、センサレスブラシレスモータの駆動装置に関する。   The present disclosure relates to a drive of a motor, and more particularly to a drive of a sensorless brushless motor.

従来技術として、特許文献1に開示されるような電動機の駆動装置が存在する。この装置においては、同期電動機の起動時に、2つのIGBTをONして固定相に励磁を行ってロータを正位置(特定位置)に固定しようとしている。   As a prior art, there is a drive device for an electric motor as disclosed in Patent Document 1. In this device, when starting the synchronous motor, two IGBTs are turned on to excite the stationary phase to fix the rotor in the normal position (specific position).

特開2008−67600号公報JP 2008-67600 A

特許文献1に開示される装置では、同期電動機の起動時に、選択された2相間に電流を流す2相励磁を実施してロータを正位置に固定しようとしている。しかしながら、このように2相励磁を実施する際には、ステータにおける3相のうち2相において磁界を発生させているに過ぎないので、ステータとロータとの間に生じる引力が不十分となり、ロータが正位置に固定されないおそれがある。   In the apparatus disclosed in Patent Document 1, when starting the synchronous motor, two-phase excitation is performed to flow a current between two selected phases to fix the rotor in a normal position. However, when performing two-phase excitation in this way, only the magnetic field is generated in two of the three phases in the stator, so the attractive force generated between the stator and the rotor becomes insufficient, and the rotor May not be fixed in the correct position.

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、電動機の起動時に安定してロータを正位置に固定させることができる電動機の駆動装置を提供することを目的とする。   Then, this indication is made in order to solve an above-mentioned problem, and it aims at providing the drive device of the electric motor which can fix a rotor in a normal position stably at the time of starting of an electric motor.

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、ステータと、ロータと、を備える3相の電動機と、前記電動機の駆動を制御する制御部と、を有する電動機の駆動装置において、前記制御部は、前記電動機の起動時に、3相励磁を複数回実施して、前記ロータの位置決めを行うこと、を特徴とする。   One embodiment of the present disclosure made to solve the above problems is a drive device for a motor including a three-phase motor including a stator and a rotor, and a control unit that controls the drive of the motor. The control unit performs three-phase excitation a plurality of times at the time of startup of the motor to position the rotor.

この態様によれば、電動機の起動時に3相励磁を実施してロータの位置決めを行うので、従来のように2相励磁を実施する場合よりも、ステータとロータとの間に生じる引力を大きくすることができる。そのため、電動機の起動時に、安定してロータを正位置に固定させることができる。   According to this aspect, since positioning of the rotor is performed by performing three-phase excitation at startup of the motor, the attractive force generated between the stator and the rotor is larger than when performing two-phase excitation as in the related art. be able to. Therefore, the rotor can be stably fixed at the normal position when the motor is started.

そして、さらに、3相励磁を1回実施するだけではロータを正位置に固定させることができない可能性を完全に排除できないが、3相励磁を複数回実施するので、より安定してロータを正位置に固定させることができる。   Furthermore, although the possibility that the rotor can not be fixed at the correct position can not be completely eliminated by performing the three-phase excitation only once, the three-phase excitation is performed multiple times, so the rotor can be more stably positive. It can be fixed in position.

上記の態様においては、前記制御部は、前記3相励磁を実施するときに前記電動機に印加される電圧のデューティ比を、励磁時間の経過に応じて変化させること、が好ましい。   In the above aspect, it is preferable that the control unit changes a duty ratio of a voltage applied to the motor when performing the three-phase excitation in accordance with an elapse of an excitation time.

この態様によれば、電動機の過回転を抑制でき、ロータの位置決めのロバスト性の向上を図ることができる。   According to this aspect, it is possible to suppress the over-rotation of the motor and to improve the robustness of the positioning of the rotor.

上記の態様においては、前記制御部は、前記3相励磁を実施するときに前記電動機に印加される電圧のデューティ比を前記電圧の大きさに応じた値に換算すること、が好ましい。   In the above aspect, it is preferable that the control unit convert a duty ratio of a voltage applied to the motor when performing the three-phase excitation into a value corresponding to a magnitude of the voltage.

この態様によれば、電動機を駆動させるための電源の出力電力の変動に対して、ロータの位置決めのロバスト性の向上を図ることができる。   According to this aspect, the robustness of the positioning of the rotor can be improved with respect to the fluctuation of the output power of the power supply for driving the motor.

上記の態様においては、前記制御部は、前記電動機の起動が成功するまで前記ロータの位置決めを繰り返し実施し、前記電動機の起動が失敗した回数である起動失敗回数をカウントしておき、前記起動失敗回数が所定回数を超えたときには、前記3相励磁を実施するときの設定条件を変更すること、が好ましい。   In the above aspect, the control unit repeatedly performs positioning of the rotor until the activation of the motor succeeds, counts the number of activation failures which is the number of times the activation of the motor fails, and fails the activation When the number of times exceeds a predetermined number of times, it is preferable to change the setting conditions for performing the three-phase excitation.

この態様によれば、電動機の起動が成功しないときであっても、3相励磁を実施するときの設定条件を変更することにより、電動機の起動時にロータを正位置に固定させて、電動機の起動を成功させることができる。   According to this aspect, even if startup of the motor is not successful, the rotor is fixed at the normal position at startup of the motor by changing the setting conditions when performing three-phase excitation, and startup of the motor Can be successful.

本開示の電動機の駆動装置によれば、電動機の起動時に安定してロータを正位置に固定させることができる。   According to the drive device for an electric motor of the present disclosure, the rotor can be stably fixed at the normal position when the electric motor is started.

本実施形態におけるセンサレスブラシレスモータの駆動装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive device of the sensorless brushless motor in this embodiment. モータの起動時に行われる制御のフローチャート図である。It is a flowchart of control performed at the time of starting of a motor. モータの起動時に行われる制御のタイミングチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing chart of the control performed at the time of starting of a motor. 3相励磁を2回実施することによりロータが正位置に固定されるまでの様子(通常時)を示す図である。It is a figure which shows a mode (normal time) until a rotor is fixed to a normal position by implementing 3 phase excitation twice. 3相励磁を2回実施することによりロータが正位置に固定されるまでの様子(逆相時)を示す図である。It is a figure which shows a mode (at the time of reverse phase) until a rotor is fixed to a normal position by implementing 3 phase excitation twice. 電圧の大きさとデューティ比の値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the magnitude | size of a voltage, and the value of duty ratio.

本開示の電動機の駆動装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。そこで、まず、駆動装置の構成について説明した後に、本実施形態における駆動装置の制御方法について説明する。   Embodiments of a motor drive device of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Therefore, first, after describing the configuration of the drive device, a control method of the drive device in the present embodiment will be described.

本実施形態では、電動機の駆動装置の一例として、例えば燃料ポンプに使用されるセンサレスブラシレスモータの駆動装置1(以下、適宜、単に「モータの駆動装置1」ともいう。)について説明する。モータの駆動装置1は、センサレスブラシレスモータ11(以下、適宜、単に「モータ11」ともいう。)の駆動を制御するための装置であり、図1に示すように、制御部12と駆動回路13とを有する。   In the present embodiment, as an example of a drive device for a motor, for example, a drive device 1 for a sensorless brushless motor used in a fuel pump (hereinafter simply referred to as “motor drive device 1” as appropriate) will be described. The motor drive device 1 is a device for controlling the drive of the sensorless brushless motor 11 (hereinafter, also simply referred to as “motor 11” as appropriate), and as shown in FIG. 1, the control unit 12 and the drive circuit 13 And.

モータ11は3相のモータ(電動機)であり、駆動回路13においては3相のインバータ回路が採用されている。モータ11は、3相(U相、V相、W相)のコイル21A,21B,21Cを備えるステータ21と、ロータ22(マグネットロータ)とを備える。モータ11は、ステータ21に対するロータ22の磁極位置(ロータ位置)を検出するために、ホール素子を使わずに、各相のコイル21A〜21Cで生じる誘起電圧を利用する。そして、モータ11は、ロータ22が回転するときに、各相のコイル21A〜21Cで発生する誘起電圧に基づいてロータ位置を検出し、その検出されるロータ位置に基づいて通電対象となる各相のコイル21A〜21C(通電相)を決定する「誘起電圧駆動」を行う。   The motor 11 is a three-phase motor (electric motor), and the drive circuit 13 employs a three-phase inverter circuit. The motor 11 includes a stator 21 provided with three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) coils 21A, 21B, 21C, and a rotor 22 (magnet rotor). In order to detect the magnetic pole position (rotor position) of the rotor 22 with respect to the stator 21, the motor 11 uses an induced voltage generated by the coils 21A to 21C of each phase without using a Hall element. Then, when the rotor 22 rotates, the motor 11 detects the rotor position based on the induced voltage generated by the coils 21A to 21C of each phase, and each phase to be energized based on the detected rotor position. The “induced voltage drive” is performed to determine the coils 21A to 21C (energized phase) of the above.

駆動回路13は、モータ11に駆動電力を供給するものである。この駆動回路13には、電源回路14を介して直流電源BATTが接続され、6つのトランジスタが備わっている。そして、駆動回路13において、制御部12からの信号に基づき、各トランジスタが所定のタイミングでスイッチングされることにより、モータ11の回転駆動が制御される。   The drive circuit 13 supplies drive power to the motor 11. The drive circuit 13 is connected to a DC power supply BATT via a power supply circuit 14 and includes six transistors. Then, in the drive circuit 13, the rotational drive of the motor 11 is controlled by switching each transistor at a predetermined timing based on the signal from the control unit 12.

制御部12は、駆動回路13を介してモータ11の駆動の制御を行う。この制御部12には、電源回路14を介して直流電源BATTが接続されている。また、制御部12には、I/F回路15を介して、ECU16が接続されている。なお、制御部12は、例えばカスタムICにより構成されている。本実施形態では、ECU16は、モータ11の回転数(目標回転数)を指示する。   The control unit 12 controls the drive of the motor 11 via the drive circuit 13. A direct current power supply BATT is connected to the control unit 12 via a power supply circuit 14. Further, the ECU 16 is connected to the control unit 12 via the I / F circuit 15. The control unit 12 is configured of, for example, a custom IC. In the present embodiment, the ECU 16 instructs the number of rotations (target rotation number) of the motor 11.

次に、本実施形態においてモータ11の起動時に行われる制御について説明する。本実施形態では、制御部12は、モータ11の起動時に、図2に示すフローチャートに基づく制御を行う。   Next, control performed when the motor 11 is started in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the control unit 12 performs control based on the flowchart shown in FIG. 2 when the motor 11 is started.

図2に示すように、まず、3相のコイル21A,21B,21Cの全てに電流を流して、1回目の3相励磁を、所定の励磁時間が経過するまで実施する(ステップS1,S2)。このとき、例えば、U相のコイル21AとV相のコイル21Bの間、および、U相のコイル21AとW相のコイル21Cの間に直流電流を流して、3相励磁を実施する。そして、図4(a)に示すように、U相の磁極(詳しくは、U相のコイル21Aにおけるロータ22側の磁極)をS極にし、V相とW相の磁極(詳しくは、V相のコイル21BとW相のコイル21Cにおけるロータ22側の磁極)をN極にする。また、図2に示すように、所定の励磁時間を励磁時間T1とし、モータ11に印加される電圧のディーティ比をデューティ比D1とする。なお、このとき、図3に示すタイミングチャートにおいては、「位置決め(1回目)」の時間帯に相当する。   As shown in FIG. 2, first, current is supplied to all the three-phase coils 21A, 21B, 21C, and the first three-phase excitation is performed until a predetermined excitation time elapses (steps S1, S2) . At this time, for example, direct current is caused to flow between the U-phase coil 21A and the V-phase coil 21B and between the U-phase coil 21A and the W-phase coil 21C to perform three-phase excitation. Then, as shown in FIG. 4A, the U-phase magnetic pole (in detail, the magnetic pole on the rotor 22 side of the U-phase coil 21A) is made the S pole, and the V-phase and W-phase magnetic poles (in detail V-phase) The magnetic pole on the side of the rotor 22 in the coil 21B of FIG. Further, as shown in FIG. 2, a predetermined excitation time is set to an excitation time T1, and a duty ratio of a voltage applied to the motor 11 is set to a duty ratio D1. At this time, in the timing chart shown in FIG. 3, it corresponds to a time zone of “positioning (first time)”.

また、「モータ11に印加される電圧のディーティ比」とは、駆動回路13におけるトランジスタのスイッチングをオン/オフしてモータ11に印加させる電圧をデューティ制御するに際して、(トランジスタのスイッチングをオンする時間)/{(トランジスタのスイッチングをオンする時間)+(トランジスタのスイッチングをオフする時間)}の式で算出される値である。   In addition, “the duty ratio of the voltage applied to the motor 11” refers to (the time during which the switching of the transistor is turned on when the switching of the transistor in the drive circuit 13 is turned on / off and the voltage applied to the motor 11 is controlled). It is a value calculated by the equation: / {(time to turn on switching of transistor) + (time to turn off switching of transistor)}.

ここで、デューティ比D1を、励磁時間T1が経過するまでの間、一定としてもよく、また、時間の経過に応じて変化させてもよい。また、デューティ比D1を、図6に示すように、モータ11に印加させる電圧の大きさに応じて、変化させてもよい。図6に示す例では、電圧が大きいほど、デューティ比D1が小さくなるように変化させている。   Here, the duty ratio D1 may be constant until the excitation time T1 elapses, or may be changed according to the passage of time. Further, as shown in FIG. 6, the duty ratio D1 may be changed according to the magnitude of the voltage applied to the motor 11. In the example shown in FIG. 6, the duty ratio D1 is changed to be smaller as the voltage is larger.

なお、具体的な数値の一例として、ここでは、デューティ比D1を、励磁時間T1が経過するまでの間、一定として、例えば27.5%とする。また、励磁時間T1を、例えば20msとする。   Note that, as an example of a specific numerical value, here, the duty ratio D1 is, for example, 27.5% as constant until the excitation time T1 elapses. Further, the excitation time T1 is set to, for example, 20 ms.

次に、3相のコイル21A,21B,21Cの全てに電流を流して、2回目の3相励磁を、所定の励磁時間が経過するまで実施する(ステップS3,S4)。このとき、例えば、V相のコイル21BとU相のコイル21Aの間、および、V相のコイル21BとW相のコイル21Cの間に直流電流を流して、3相励磁を実施する。そして、図4(b),(c)に示すように、V相の磁極をS極にし、U相とW相の磁極をN極にする。また、図2に示すように、所定の励磁時間を励磁時間T2とし、モータ11に印加させる電圧のディーティ比をデューティ比D2とする。なお、このとき、図3に示すタイミングチャートにおいては、「位置決め(2回目)」の時間帯に相当する。   Next, current is supplied to all the three-phase coils 21A, 21B, and 21C, and the second three-phase excitation is performed until a predetermined excitation time passes (steps S3 and S4). At this time, for example, direct current is caused to flow between the V-phase coil 21B and the U-phase coil 21A, and between the V-phase coil 21B and the W-phase coil 21C to perform three-phase excitation. Then, as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), the V-phase magnetic pole is S-pole, and the U-phase and W-phase magnetic poles are N-pole. Further, as shown in FIG. 2, a predetermined excitation time is set to an excitation time T2, and a duty ratio of a voltage to be applied to the motor 11 is set to a duty ratio D2. At this time, in the timing chart shown in FIG. 3, it corresponds to a time zone of “positioning (second time)”.

ここで、デューティ比D2を、励磁時間T2が経過するまでの間、一定としてもよく、また、時間の経過に応じて変化させてもよい。また、デューティ比D2を、図6に示すように、モータ11に印加させる電圧の大きさに応じて、変化させてもよい。図6に示す例では、電圧が大きいほど、デューティ比D2が小さくなるように変化させている。   Here, the duty ratio D2 may be constant until the excitation time T2 elapses, or may be changed according to the passage of time. Further, the duty ratio D2 may be changed according to the magnitude of the voltage applied to the motor 11, as shown in FIG. In the example shown in FIG. 6, the duty ratio D2 is changed to be smaller as the voltage is larger.

なお、具体的な数値の一例として、励磁時間T2を、例えば80msとする。そして、ここでは、デューティ比D2を、励磁時間T2が経過するまでの間、時間の経過に応じて減少させるようにして変化させる。そこで、デューティ比D2を、例えば、20msの間について20.0%とし、その後、60msの間について10.0%とする。   As an example of a specific numerical value, the excitation time T2 is set to, for example, 80 ms. Then, here, the duty ratio D2 is changed in such a manner as to decrease according to the elapse of time until the excitation time T2 elapses. Thus, for example, the duty ratio D2 is set to 20.0% for 20 ms, and then 10.0% for 60 ms.

このようにして、本実施形態では、モータ11の起動時に、3相励磁を2回実施して、ステータ21に対するロータ22の磁極位置を正位置に移動させて固定(停止)させるようにして、ロータ22の位置決めを行う。なお、ロータ22の位置決めの詳細については、後述する。   In this manner, in the present embodiment, three-phase excitation is performed twice when the motor 11 is started, so that the magnetic pole position of the rotor 22 with respect to the stator 21 is moved to the normal position and fixed (stopped). The rotor 22 is positioned. The details of the positioning of the rotor 22 will be described later.

次に、ロータ22をわずかに回転させる強制転流を行い(ステップS5)、この強制転流が成功すれば(ステップS6:YES)、モータ11の起動が成功したとして、センサレス制御に移行する(ステップS7)。ここで、「強制転流」とは、ステータ21の各相間の任意のもの(例えば、U相とV相の間)に通電して、ロータ22をわずかに回転させることをいう。そして、このときの誘起電圧に基づいてロータ22の位置を検出し、この検出位置を基準として通常の通電(センサレス制御を行うための通電)に移行できる場合には、「強制転流が成功した」といえる。また、「センサレス制御」とは、前記の「誘起電圧駆動」を行う制御である。   Next, forced commutation is performed to slightly rotate the rotor 22 (step S5), and if this forced commutation succeeds (step S6: YES), it is determined that the motor 11 has started successfully, and the process shifts to sensorless control ( Step S7). Here, “forced commutation” means that the rotor 22 is slightly rotated by energizing any one of the phases of the stator 21 (for example, between the U phase and the V phase). Then, if the position of the rotor 22 is detected based on the induced voltage at this time, and transition can be made to normal energization (energization for performing sensorless control) based on this detected position, “forced commutation succeeded It can be said that. Moreover, "sensorless control" is control which performs said "induced voltage drive."

一方、ステップS6において、強制転流が成功しなかった場合(ステップS6:NO)には、起動失敗回数Xをカウントアップさせる(1回分増加させる)(ステップS8)。なお、強制転流が成功しなかった場合としては、例えば、ロータ22に異物が噛み込まれてロータ22が回転し難くなったため、ロータ22を正位置に固定できず、強制転流が成功しなかった場合などが考えられる。   On the other hand, when the forced commutation is not successful in step S6 (step S6: NO), the number X of startup failures is counted up (increased by one) (step S8). In the case where the forced commutation is not successful, for example, foreign matter is caught in the rotor 22 and the rotor 22 becomes difficult to rotate, so the rotor 22 can not be fixed at the normal position, and the forced commutation succeeds. If not, it is possible.

そして、起動失敗回数Xが所定回数N未満であれば(ステップS9:NO)、そのまま、ステップS1に戻る。   Then, if the activation failure number X is less than the predetermined number N (step S9: NO), the process returns to the step S1 as it is.

一方、ステップS9において、起動失敗回数Xが所定回数N以上であれば(ステップS9:YES)、ロータ22が回転し難くなっておりモータ11がロックしていると判定し、起動方法の変更を行った(ステップS10)後に、ステップS1に戻る。   On the other hand, if the number of start failures X is equal to or more than the predetermined number N in step S9 (step S9: YES), it is determined that the rotor 22 is difficult to rotate and the motor 11 is locked. After performing (step S10), the process returns to step S1.

ここで、ステップS10における「起動方法の変更」としては、例えば、ステップS1〜S4において3相励磁を行うときに設定する励磁時間と電圧のディーティ比を変更する。すなわち、励磁時間T1を励磁時間T1_Lとし、デューティ比D1をデューティ比D1_Lとする。また、励磁時間T2を励磁時間T2_Lとし、デューティ比D2をデューティ比D2_Lとする。   Here, as the “change of start-up method” in step S10, for example, the duty ratio of the excitation time and the voltage set when three-phase excitation is performed in steps S1 to S4 is changed. That is, the excitation time T1 is set to the excitation time T1_L, and the duty ratio D1 is set to the duty ratio D1_L. Further, the excitation time T2 is set to the excitation time T2_L, and the duty ratio D2 is set to the duty ratio D2_L.

なお、具体的な数値の一例として、ここでは、励磁時間T1_Lを例えば40ms、デューティ比D1_Lを例えば27.5%とする。また、励磁時間T2_Lを例えば160msとし、デューティ比D2_Lを例えば40msの間について20.0%とし、その後、120msの間について10.0%とする。   Here, as an example of a specific numerical value, the excitation time T1_L is, for example, 40 ms, and the duty ratio D1_L is, for example, 27.5%. The excitation time T2_L is, for example, 160 ms, and the duty ratio D2_L is, for example, 20.0% for 40 ms, and 10.0% for 120 ms.

以上のように、本実施形態では、制御部12は、モータ11の起動時に、3相のコイル21A,21B,21Cの全てに電流を流す3相励磁を2回実施して、ロータ22の位置決めを行う。   As described above, in the present embodiment, the control unit 12 performs two-phase three-phase excitation in which current is supplied to all the three-phase coils 21A, 21B, and 21C when the motor 11 is started, thereby positioning the rotor 22. I do.

具体的には、制御部12は、1回目の3相励磁を実施するときには、ステータ21において、例えば、U相の磁極をS極とし、V相とW相の磁極をN極とする。次に、2回目の3相励磁を実施するときには、ステータ21において、例えば、V相の磁極をS極とし、U相とW相の磁極をN極とする。   Specifically, when performing the first three-phase excitation, the control unit 12 sets, for example, the U-phase magnetic pole as the S pole and the V-phase and W-phase magnetic poles as the N pole in the stator 21. Next, when the second three-phase excitation is performed, for example, in the stator 21, the V-phase magnetic pole is set to the S pole, and the U-phase and W-phase magnetic poles are set to the N pole.

このようにして、モータ11において、3相励磁を実施して、H相とL相の電流バランスを意図的に崩すことで、ロータ22の位置決めを行う。そして、これにより、ロータ22の初期位置に依存することなく、安定してロータ22を所定の回転を開始できる正位置に固定(停止)させることができる。   In this manner, three-phase excitation is performed in the motor 11 to intentionally break the current balance between the H phase and the L phase, thereby positioning the rotor 22. As a result, the rotor 22 can be stably fixed (stopped) at a normal position where predetermined rotation can be started without depending on the initial position of the rotor 22.

すなわち、通常時には、以下のようにして、モータ11の起動時に、ロータ22を正位置に固定させることができる。まず、図4(a)に示すように、1回目の3相励磁の実施後において、ロータ22は、ステータ21のU相(S極)が引力によりロータ22のN極に対向する位置に移動して停止する。そして、2回目の3相励磁の実施(図4(b))後において、図4(c)に示すように、ロータ22は、ステータ21のV相(S極)が引力によりロータ22のN極に対向する位置、すなわち正位置、に移動して停止する。なお、このとき、ステータ21のU相とW相の位置は、ロータ22のS極とN極の境界部に対向する位置となる。   That is, at normal times, the rotor 22 can be fixed at the normal position when the motor 11 is started as follows. First, as shown in FIG. 4A, after the first three-phase excitation, the rotor 22 moves to a position where the U phase (S pole) of the stator 21 faces the N pole of the rotor 22 by attraction. Stop. After the second three-phase excitation (FIG. 4 (b)), as shown in FIG. 4 (c), the rotor 22 is such that the V phase (S pole) of the stator 21 attracts N force of the rotor 22. It moves to the position opposite to the pole, that is, the normal position, and stops. At this time, the positions of the U phase and the W phase of the stator 21 are positions facing the boundary between the S pole and the N pole of the rotor 22.

また、万が一、上記の通常時とは異なる時(逆相時)となっても、以下のようにして、ロータ22を正位置に固定させることができる。まず、図5(a)に示すように、1回目の3相励磁の実施後において、ロータ22は、ステータ21とロータ22と間に生じる斥力の作用により、ステータ21のU相(S極)がロータ22のS極に対向するような不安定な位置に停止した状態(逆相ロック状態)になったとする。そして、このような逆相ロック状態になった場合であっても、本実施形態によれば、2回目の3相励磁の実施(図5(b))後において、図5(c)に示すように、ロータ22は、ステータ21のV相(S極)が引力によりロータ22のN極に対向するような位置、すなわち正位置、に移動して停止する。   Further, even if the time different from the above-mentioned normal time (in the reverse phase time), the rotor 22 can be fixed at the normal position as follows. First, as shown in FIG. 5A, after the first three-phase excitation, the rotor 22 receives the U-phase (S pole) of the stator 21 by the action of the repulsive force generated between the stator 21 and the rotor 22. Is stopped at an unstable position where it faces the S pole of the rotor 22 (reverse phase lock state). And, even in such a reverse phase lock state, according to the present embodiment, after the second three-phase excitation (FIG. 5 (b)), it is shown in FIG. 5 (c) Thus, the rotor 22 moves to a position where the V phase (S pole) of the stator 21 is opposite to the N pole of the rotor 22 by attraction, that is, the normal position, and then stops.

このように、本実施形態では、モータ11の起動時に3相励磁を実施してロータ22の位置決めを行う。そのため、ステータ21における3相のうちの1相について他の2相よりも大きな引力を発生させることができるので、従来のように2相励磁を実施するときよりも、モータ11の起動時に、安定してロータ22を正位置に固定させることができる。   As described above, in the present embodiment, three-phase excitation is performed when the motor 11 is started to position the rotor 22. Therefore, since it is possible to generate a greater attractive force than one of the other two phases in one of the three phases in stator 21, it is more stable when motor 11 is started than when two-phase excitation is performed as in the prior art. Thus, the rotor 22 can be fixed at the normal position.

そして、さらに、3相励磁を1回実施するだけではロータ22を正位置に固定させることができない逆相ロック状態となる可能性を完全に排除できないが、本実施形態では、3相励磁を2回実施するので、より安定してロータ22を正位置に固定させることができる。そして、このようにロータ22を正位置に固定させることができるので、その後、モータ11を回転させようとする際に、どの相から通電することによりロータ22の回転を開始すればよいかが明確になる。そのため、ロータ22の磁極位置を推定しなくても、各コイル21A,21B,21Cへの通電位相を正確に設定できる。したがって、強制転流を行った後、モータ11を安定してすぐに始動させて、センサレス制御を行うことができる。   Furthermore, although the possibility of being in the reverse phase lock state where the rotor 22 can not be fixed at the normal position can not be completely eliminated by performing the three phase excitation only once, in the present embodiment, the three phase excitation is Since the operation is performed once, the rotor 22 can be fixed in the correct position more stably. And since it is possible to fix the rotor 22 in the normal position in this way, when trying to rotate the motor 11 after that, it is clearly determined from which phase the rotation of the rotor 22 should be started by energizing. Become. Therefore, without estimating the magnetic pole position of the rotor 22, it is possible to accurately set the energization phase to each of the coils 21A, 21B, 21C. Therefore, sensorless control can be performed by starting the motor 11 stably and immediately after forced commutation.

なお、3相励磁を実施するときのステータ21の3相の磁極は、1回目の3相励磁を実施するときと、2回目の3相励磁を実施するときで異なるようにすればよく、ステータ21の3相の磁極の組み合わせは、適宜変更可能である。例えば、制御部12は、1回目の3相励磁を実施するときには、ステータ21の第1相の磁極をS極とN極のうちの一方の磁極とし、ステータ21の第2相と第3相の磁極をS極とN極のうちの他方の磁極とする。そして、制御部12は、2回目の3相励磁を実施するときには、ステータ21の第2相の磁極を前記一方の磁極とし、第1相と第3相の磁極を前記他方の磁極とすればよい。なお、ここで、ステータ21の第1,2,3相の磁極とは、詳しくは、ステータ21の第1,2,3相のコイルにおけるロータ22側の磁極である。   The three-phase magnetic poles of the stator 21 when performing three-phase excitation may be different between when performing the first three-phase excitation and when performing the second three-phase excitation. The combination of the three-phase magnetic poles of 21 can be changed as appropriate. For example, when the first three-phase excitation is performed, the control unit 12 sets the magnetic pole of the first phase of the stator 21 as one of the S pole and the N pole, and the second phase and the third phase of the stator 21. The other magnetic pole of the S pole and the N pole is used as the Then, when performing the second three-phase excitation, the control unit 12 sets the second phase magnetic pole of the stator 21 as the one magnetic pole and the first and third phase magnetic poles as the other magnetic pole. Good. Here, the first, second, and third magnetic poles of the stator 21 are, in detail, the magnetic poles of the first, second, and third phase coils of the stator 21 on the rotor 22 side.

また、制御部12は、3相励磁を実施するときにモータ11に印加される電圧のデューティ比D1,D2を、励磁時間の経過に応じて変化させてもよい。これにより、モータ11に印加される電圧が過大となるのを抑制して、ロータ22の回転トルクが過大となるのを抑制できる。そのため、モータ11の過回転を抑制でき、ロータ22の位置決めのロバスト性の向上を図ることができる。   Further, the control unit 12 may change the duty ratios D1 and D2 of the voltage applied to the motor 11 when performing the three-phase excitation according to the elapse of the excitation time. Thus, it is possible to suppress the voltage applied to the motor 11 from becoming excessive and to suppress the rotational torque of the rotor 22 from becoming excessive. Therefore, excessive rotation of the motor 11 can be suppressed, and the robustness of the positioning of the rotor 22 can be improved.

例えば、1回目の3相励磁の実施後にモータ11が正位置に固定された場合であっても、2回目の3相励磁の実施時にデューティ比D2を大きな値(例えば100%)で一定にしておくと、ロータ22の回転トルクが過大になってモータ11が過回転して、前記の逆相ロック状態になるおそれがある。しかしながら、2回目の3相励磁の実施時にデューティ比D2を励磁時間の経過に応じて低減させるように変化させることにより、ロータ22の回転トルクが過大になるのを抑制してモータ11の過回転を抑制でき、モータ11が正位置に固定された状態を維持できる。   For example, even if the motor 11 is fixed at the normal position after the first three-phase excitation, the duty ratio D2 is made constant at a large value (for example, 100%) when the second three-phase excitation is performed. If this is done, the rotational torque of the rotor 22 may become excessive, causing the motor 11 to over rotate and to be in the reverse phase lock state. However, by changing the duty ratio D2 so as to decrease according to the passage of the excitation time at the time of the second three-phase excitation, it is possible to suppress the rotational torque of the rotor 22 from becoming excessive and overrotate the motor 11. As a result, the motor 11 can be maintained in the normal position.

なお、デューティ比D1,D2の両方について励磁時間の経過に応じて変化させてもよく、デューティ比D1,D2の一方のみについて励磁時間の経過に応じて変化させてもよい。また、デューティ比D1,D2を、励磁時間の経過に応じて徐々に低減させるように変化させてもよく、あるいは、励磁時間の経過に応じて徐々に増加させるように変化させてもよい。   Note that both of the duty ratios D1 and D2 may be changed according to the passage of the excitation time, or only one of the duty ratios D1 and D2 may be changed according to the passage of the excitation time. Further, the duty ratios D1 and D2 may be changed so as to gradually decrease according to the passage of the excitation time, or may be changed so as to gradually increase according to the passage of the excitation time.

なお、制御部12は、強制転流を行うときに、モータ11の過回転抑制を目的に、モータ11に印加される電圧のデューティ比を、励磁時間の経過に応じて変化させてもよく、また、モータ11に印加される電圧の大きさに応じた値に換算してもよい。   The control unit 12 may change the duty ratio of the voltage applied to the motor 11 in accordance with the passage of the excitation time for the purpose of suppressing the over-rotation of the motor 11 when the forced commutation is performed. Alternatively, the value may be converted into a value corresponding to the magnitude of the voltage applied to the motor 11.

また、制御部12は、モータ11に印加される電圧をモニタ(監視)しておき、3相励磁を実施するときにモータ11に印加させる電圧のデューティ比D1,D2を、電圧の大きさに応じた値に換算してもよい。これにより、直流電源BATTの出力電力が変動しても、モータ11の起動時に、モータ11を正位置に固定させることができる。そのため、直流電源BATTの出力電力の変動に対して、ロータ22の位置決めのロバスト性の向上を図ることができる。   In addition, the control unit 12 monitors (monitors) the voltage applied to the motor 11 and sets the duty ratios D1 and D2 of the voltage applied to the motor 11 when performing the three-phase excitation to the magnitude of the voltage. It may be converted to a value according to that. Thus, even if the output power of the DC power supply BATT fluctuates, the motor 11 can be fixed at the normal position when the motor 11 is started. Therefore, the robustness of the positioning of the rotor 22 can be improved with respect to the fluctuation of the output power of the DC power supply BATT.

また、制御部12は、モータ11の起動が成功するまでロータ22の位置決めを繰り返し実施する。そして、制御部12は、モータ11の起動が失敗した回数である起動失敗回数Xをカウントしておき、起動失敗回数Xが所定回数Nを超えたときには、3相励磁を行うときの励磁時間やデューティ比などの設定条件を変更する。   Further, the control unit 12 repeatedly executes the positioning of the rotor 22 until the start of the motor 11 is successful. Then, the control unit 12 counts the number of startup failures X, which is the number of startup failures of the motor 11, and when the number of startup failures X exceeds a predetermined number N, the excitation time when three-phase excitation is performed Change the setting conditions such as duty ratio.

これにより、モータ11の起動が成功しないときであっても、3相励磁を実施するときの励磁時間やデューティ比などの設定条件を変更することにより、モータ11の起動時にロータ22を正位置に固定させて、モータ11の起動を成功させることができる。   As a result, even if the motor 11 does not start successfully, the rotor 22 is brought to the normal position when the motor 11 is started by changing the setting conditions such as the excitation time and duty ratio when performing three-phase excitation. By fixing it, the motor 11 can be started successfully.

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、制御部12は、モータ11の起動時に、3相励磁を3回以上実施して、ロータ22の位置決めを行ってもよい。   The embodiment described above is merely an example, and does not limit the present disclosure in any way, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the control unit 12 may position the rotor 22 by performing three-phase excitation three or more times when the motor 11 is started.

1 センサレスブラシレスモータの駆動装置
11 センサレスブラシレスモータ
12 制御部
13 駆動回路
14 電源回路
15 I/F回路
16 ECU
21 ステータ
21A,21B,21C コイル
22 ロータ
BATT 直流電源
T1 励磁時間
D1 デューティ比
T2 励磁時間
D2 デューティ比
X 起動失敗回数
N 所定回数
T1_L 励磁時間
D1_L デューティ比
T2_L 励磁時間
D2_L デューティ比
1 Sensorless Brushless Motor Drive Device 11 Sensorless Brushless Motor 12 Control Unit 13 Drive Circuit 14 Power Supply Circuit 15 I / F Circuit 16 ECU
21 Stators 21A, 21B, 21C Coil 22 Rotor BATT DC power supply T1 Excitation time D1 Duty ratio T2 Excitation time D2 Duty ratio X Number of start failures N predetermined number of times T1_L Excitation time D1_L Duty ratio T2_L Excitation time D2_L Duty ratio

Claims (4)

ステータと、ロータと、を備える3相の電動機と、
前記電動機の駆動を制御する制御部と、
を有する電動機の駆動装置において、
前記制御部は、前記電動機の起動時に、3相励磁を複数回実施して、前記ロータの位置決めを行うこと、
を特徴とする電動機の駆動装置。
A three-phase motor comprising a stator and a rotor;
A control unit that controls driving of the motor;
In a motor drive having
The control unit performs three-phase excitation a plurality of times at the time of startup of the motor to position the rotor.
A drive device for an electric motor characterized by
請求項1の電動機の駆動装置において、
前記制御部は、前記3相励磁を実施するときに前記電動機に印加される電圧のデューティ比を、励磁時間の経過に応じて変化させること、
を特徴とする電動機の駆動装置。
In the motor drive device according to claim 1,
The control unit changing a duty ratio of a voltage applied to the motor when performing the three-phase excitation according to an elapse of an excitation time;
A drive device for an electric motor characterized by
請求項1または2の電動機の駆動装置において、
前記制御部は、前記3相励磁を実施するときに前記電動機に印加される電圧のデューティ比を前記電圧の大きさに応じた値に換算すること、
を特徴とする電動機の駆動装置。
In the motor drive device according to claim 1 or 2,
The control unit may convert a duty ratio of a voltage applied to the motor when performing the three-phase excitation into a value corresponding to a magnitude of the voltage.
A drive device for an electric motor characterized by
請求項1乃至3のいずれか1つの電動機の駆動装置において、
前記制御部は、
前記電動機の起動が成功するまで前記ロータの位置決めを繰り返し実施し、
前記電動機の起動が失敗した回数である起動失敗回数をカウントしておき、前記起動失敗回数が所定回数を超えたときには、前記3相励磁を実施するときの設定条件を変更すること、
を特徴とする電動機の駆動装置。
The drive device for an electric motor according to any one of claims 1 to 3.
The control unit
Repeatedly positioning the rotor until the motor is successfully started;
The number of startup failures, which is the number of startup failures of the motor, is counted, and when the number of startup failures exceeds a predetermined number, setting conditions for performing the three-phase excitation are changed.
A drive device for an electric motor characterized by
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005137069A (en) * 2003-10-29 2005-05-26 Hitachi Home & Life Solutions Inc Method for controlling starting of dc brushless motor
JP2007166711A (en) * 2005-12-09 2007-06-28 Valeo Thermal Systems Japan Corp Method and apparatus for driving/controlling brushless motor
JP2008263665A (en) * 2007-04-10 2008-10-30 Aisan Ind Co Ltd Driving device of brushless motor and fluid pump
JP2009165297A (en) * 2008-01-09 2009-07-23 Denso Corp Controller for rotating machine
JP2010110162A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Aisan Ind Co Ltd Brushless motor starting method and controller
JP2011182505A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Minebea Co Ltd Sensorless synchronous motor drive
JP5122366B2 (en) * 2008-05-09 2013-01-16 シャープ株式会社 Air conditioner

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005137069A (en) * 2003-10-29 2005-05-26 Hitachi Home & Life Solutions Inc Method for controlling starting of dc brushless motor
JP2007166711A (en) * 2005-12-09 2007-06-28 Valeo Thermal Systems Japan Corp Method and apparatus for driving/controlling brushless motor
JP2008263665A (en) * 2007-04-10 2008-10-30 Aisan Ind Co Ltd Driving device of brushless motor and fluid pump
JP2009165297A (en) * 2008-01-09 2009-07-23 Denso Corp Controller for rotating machine
JP5122366B2 (en) * 2008-05-09 2013-01-16 シャープ株式会社 Air conditioner
JP2010110162A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Aisan Ind Co Ltd Brushless motor starting method and controller
JP2011182505A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Minebea Co Ltd Sensorless synchronous motor drive

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