JP2551834B2 - ブラシレスモータの回転制御方法 - Google Patents
ブラシレスモータの回転制御方法Info
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- JP2551834B2 JP2551834B2 JP1025057A JP2505789A JP2551834B2 JP 2551834 B2 JP2551834 B2 JP 2551834B2 JP 1025057 A JP1025057 A JP 1025057A JP 2505789 A JP2505789 A JP 2505789A JP 2551834 B2 JP2551834 B2 JP 2551834B2
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- Japan
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- brushless motor
- switching element
- commutation
- digital signal
- electromotive force
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はブラシレスモータの回転制御方法に関する。
従来、センサーレスのモータ回転制御方法は種々の方
式のものが公知であるが、全て、アナログ駆動であっ
た。即ち、コイル駆動部のスイッチング素子をアナログ
作動させ、開閉作動させていた。
式のものが公知であるが、全て、アナログ駆動であっ
た。即ち、コイル駆動部のスイッチング素子をアナログ
作動させ、開閉作動させていた。
このようなアナログ駆動の場合には、コイル駆動部の
スイッチング素子に電圧が掛かった状態で電流を流すた
め、スイッチング素子からの発熱の問題、及びモータの
回転に有効に活用できる電圧の低下の問題や、損失（効
率）の問題がある。
スイッチング素子に電圧が掛かった状態で電流を流すた
め、スイッチング素子からの発熱の問題、及びモータの
回転に有効に活用できる電圧の低下の問題や、損失（効
率）の問題がある。
例えば膝置式（ラップトップ式）OA機器等のハンディ
な小型のものに用いられるブラシレスモータでは、乾電
池の容量も小さく、使用電圧も低いため、上記問題点は
最近重要視されるようになってきた。
な小型のものに用いられるブラシレスモータでは、乾電
池の容量も小さく、使用電圧も低いため、上記問題点は
最近重要視されるようになってきた。
本発明は上記問題点を解決するため、ステータコイル
の逆起電力を検出して、これを波形処理してロータを回
転させ、コイル駆動部のスイッチング素子にはパルス幅
変調したデジタル信号波を送り、コミュテーションに関
連してON状態となる電源側スイッチング素子と接地側ス
イッチング素子を、同時に、上記デジタル信号波の周波
数にて、開閉作動させて、センサーレスでブラシレスモ
ータの回転を制御する方法に於て、Ｙ結線の上記ステー
タコイルに誘起された逆起電力を、コミュテーション信
号生成手段へ、実質的に直接に送信し、Ｙ結線の上記ス
テータコイルの中性点の電位が電源電圧の半分の略一定
値となるようにしたブラシレスモータの回転制御方法で
ある。
の逆起電力を検出して、これを波形処理してロータを回
転させ、コイル駆動部のスイッチング素子にはパルス幅
変調したデジタル信号波を送り、コミュテーションに関
連してON状態となる電源側スイッチング素子と接地側ス
イッチング素子を、同時に、上記デジタル信号波の周波
数にて、開閉作動させて、センサーレスでブラシレスモ
ータの回転を制御する方法に於て、Ｙ結線の上記ステー
タコイルに誘起された逆起電力を、コミュテーション信
号生成手段へ、実質的に直接に送信し、Ｙ結線の上記ス
テータコイルの中性点の電位が電源電圧の半分の略一定
値となるようにしたブラシレスモータの回転制御方法で
ある。
中性的の電位が安定するため、その上に逆起電力がプ
ラスされ（乗って）、正確・高精度のコミュテーション
信号が得られる。
ラスされ（乗って）、正確・高精度のコミュテーション
信号が得られる。
かつ、高周波デジタル信号を用いているにもかかわら
ず高精度の信号処理が可能となる。
ず高精度の信号処理が可能となる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明すると、
第１図及び第２図に於て、直流ブラシレスモータのセン
サーレスの制御回路及びタイミングチャート（信号波
形）を夫々示し、11,12,13はＹ結線されたステータコイ
ルであって、Ｑは中性点を示す。P1,P2,P3は各ステータ
コイル11,12,13の端部の点であって、夫々から逆起電力
を検出して、これを波形処理してロータを回転させるコ
ミュテーション信号を得る。第１図に於て、27はコミュ
テーション生成手段であり、このコミュテーション生成
手段27へ、Ｙ結線の上記ステータコイル11,12,13に誘起
された逆起電力を、実質的に直接に送信する。
第１図及び第２図に於て、直流ブラシレスモータのセン
サーレスの制御回路及びタイミングチャート（信号波
形）を夫々示し、11,12,13はＹ結線されたステータコイ
ルであって、Ｑは中性点を示す。P1,P2,P3は各ステータ
コイル11,12,13の端部の点であって、夫々から逆起電力
を検出して、これを波形処理してロータを回転させるコ
ミュテーション信号を得る。第１図に於て、27はコミュ
テーション生成手段であり、このコミュテーション生成
手段27へ、Ｙ結線の上記ステータコイル11,12,13に誘起
された逆起電力を、実質的に直接に送信する。
Tr1〜Tr6は、コイル駆動部の６個のトランジスタ等の
スイッチング素子であり、Tr1,Tr2,Tr3は電源側スイッ
チング素子で、Tr4,Tr5,Tr6は接地側スイッチング素子
を示す。
スイッチング素子であり、Tr1,Tr2,Tr3は電源側スイッ
チング素子で、Tr4,Tr5,Tr6は接地側スイッチング素子
を示す。
1,2,3は３個のフィルターであって、中性点Ｑの、電
圧と、夫々にP1,P2,P3点の発電電圧−逆起電力−が入力
される。4,5,6は増幅器、7,8,9はインバータである。上
述のコミュテーション生成手段27は、（この第１図のよ
うに）増幅器4,5,6,とインバータ7,8,9及び各種ゲート1
6,17,18,19,20,21等から構成される。14はパルス幅変調
回路であって、高周波のデジタル信号波Ｆを送り出す。
このデジタル信号波Ｆは同時に、３個のNANDゲート16,1
7,18及び３個のANDゲート19,20,21に入力される。
圧と、夫々にP1,P2,P3点の発電電圧−逆起電力−が入力
される。4,5,6は増幅器、7,8,9はインバータである。上
述のコミュテーション生成手段27は、（この第１図のよ
うに）増幅器4,5,6,とインバータ7,8,9及び各種ゲート1
6,17,18,19,20,21等から構成される。14はパルス幅変調
回路であって、高周波のデジタル信号波Ｆを送り出す。
このデジタル信号波Ｆは同時に、３個のNANDゲート16,1
7,18及び３個のANDゲート19,20,21に入力される。
さらに、（後述のように波形処理された）方形波S1,S
2,S3は、夫々、NANDゲート16,17,18とANDゲート19,20,2
1に第１図のように入力し、かつ、インバータ7,8,9によ
って増幅器4,5,6の出力を反転して後に、夫々、NANDゲ
ート16,17,18及びANDゲート19,20,21に同図のように入
力する。
2,S3は、夫々、NANDゲート16,17,18とANDゲート19,20,2
1に第１図のように入力し、かつ、インバータ7,8,9によ
って増幅器4,5,6の出力を反転して後に、夫々、NANDゲ
ート16,17,18及びANDゲート19,20,21に同図のように入
力する。
つまり、各ゲート16,17,18,19,20,21には３信号が入
力されることとなる。各ゲート16〜21の出力は同図に示
すように抵抗を介して夫々トランジスタのベース側へ入
力される。言い換えれば、スイッチング素子Tr1〜Tr6に
各ゲート16〜21から制御信号として、前記デジタル信号
波Ｆ及び方形波S1,S2,S3の演算された波形が入力され
る。
力されることとなる。各ゲート16〜21の出力は同図に示
すように抵抗を介して夫々トランジスタのベース側へ入
力される。言い換えれば、スイッチング素子Tr1〜Tr6に
各ゲート16〜21から制御信号として、前記デジタル信号
波Ｆ及び方形波S1,S2,S3の演算された波形が入力され
る。
ところで、第１図と第２図は定常回転状態を示してお
り、この以前に、本ブラシレスモータは従来公知の任意
のセンサーレス起動方法を用い、あるいは次のような独
自の起動方法を用いる。即ち、後者の起動方法として
は、第１図中の左半分の制御回路部Ｃを別の回路に切換
え（図示省略）して、基準パルス（上記デジタル信号波
Ｆを流用するも可）を波形処理して、ステータコイル1
1,12,13に順次電流を通して、低速回転磁界を発生さ
せ、電気角２π以上の区間に於て、ロータを同期させ、
その次に、基準パルスの周波数をしだいに増加させて、
回転磁界を増速させてゆけば良い。その後、回転数が所
定回転数に達した後、又は、起動後所定時間経過後、第
１図の制御回路に、切換えれば、定常回転状態となる。
り、この以前に、本ブラシレスモータは従来公知の任意
のセンサーレス起動方法を用い、あるいは次のような独
自の起動方法を用いる。即ち、後者の起動方法として
は、第１図中の左半分の制御回路部Ｃを別の回路に切換
え（図示省略）して、基準パルス（上記デジタル信号波
Ｆを流用するも可）を波形処理して、ステータコイル1
1,12,13に順次電流を通して、低速回転磁界を発生さ
せ、電気角２π以上の区間に於て、ロータを同期させ、
その次に、基準パルスの周波数をしだいに増加させて、
回転磁界を増速させてゆけば良い。その後、回転数が所
定回転数に達した後、又は、起動後所定時間経過後、第
１図の制御回路に、切換えれば、定常回転状態となる。
このように本発明に係る回転制御方法に於ける定常回
転では、ステータコイル11,12,13の逆起電力を検出し、
これを波形処理してロータを回転させるセンサーレス方
式であって、各ステータ11,12,13の端部P1,P2,P3の波形
は第２図の波形P1,P2,P3が対応し、この図で明らかなよ
うに、一定の振幅の高周波のデジタル信号部24と、単調
に電圧の増加又は減少する傾斜状線部22,23とから、構
成される波形である。特に傾斜状線部22,23は、非導通
時に該当し、これにノイズ成分が乗っていない。
転では、ステータコイル11,12,13の逆起電力を検出し、
これを波形処理してロータを回転させるセンサーレス方
式であって、各ステータ11,12,13の端部P1,P2,P3の波形
は第２図の波形P1,P2,P3が対応し、この図で明らかなよ
うに、一定の振幅の高周波のデジタル信号部24と、単調
に電圧の増加又は減少する傾斜状線部22,23とから、構
成される波形である。特に傾斜状線部22,23は、非導通
時に該当し、これにノイズ成分が乗っていない。
第１図の６個のトランジスタTr1〜Tr6は第２図の最下
欄に示すようなON−OFF作動を行なってこのような波形P
1,P2,P3が得られる。
欄に示すようなON−OFF作動を行なってこのような波形P
1,P2,P3が得られる。
そして、この波形P1,P2,P3を、線l1,l2,l3を基準とし
てフィルター1,2,3により波形処理すれば、第２図のよ
うな方形波S1,S2,S3が得られることが分る。
てフィルター1,2,3により波形処理すれば、第２図のよ
うな方形波S1,S2,S3が得られることが分る。
しかも、第１図で明らかなようにデジタル信号波Ｆは
同時に全てのゲート16,17,18,19,20,21に入力されてい
るから、コミュテーションに関連して第２図の最下欄の
ようにON状態となる２個づつのスイッチング素子Tr1とT
r5,又はTr1とTr6あるいはTr2とTr6,……等の電源側及び
接地側のものは、同時に、高周波数にて開閉作動してい
る。従って、Ｙ結線のステータコイル11,12,13の中性点
Ｑの電位は、電源電圧Vccの半分の略一定値を保持しつ
づける。
同時に全てのゲート16,17,18,19,20,21に入力されてい
るから、コミュテーションに関連して第２図の最下欄の
ようにON状態となる２個づつのスイッチング素子Tr1とT
r5,又はTr1とTr6あるいはTr2とTr6,……等の電源側及び
接地側のものは、同時に、高周波数にて開閉作動してい
る。従って、Ｙ結線のステータコイル11,12,13の中性点
Ｑの電位は、電源電圧Vccの半分の略一定値を保持しつ
づける。
逆に言えば、中性点Ｑの電位が略一定値を保持してい
るから、センサーレス方式に於て、高周波のデジタル信
号波Ｆを用いているにかかわらず、その逆起電力を検出
してコミュテーション信号として第２図に示した方形波
S1,S2,S3が正確に得られることが可能となる。
るから、センサーレス方式に於て、高周波のデジタル信
号波Ｆを用いているにかかわらず、その逆起電力を検出
してコミュテーション信号として第２図に示した方形波
S1,S2,S3が正確に得られることが可能となる。
なお、本発明に於ては、スイッチング素子Tr1〜Tr6と
して、スイッチング速度の大きいところの電界効果型ト
ランジスタ（FET）が望ましい。但し、バイボーラトラ
ンジスタ等を用いるも自由である。また、第１図に於
て、実際上の回路では、スイッチング素子Tr1〜Tr6の夫
々と並列にダイオードを挿入したり、適宜ダイオードを
介装するが、同図では図示省略して簡略化して示した。
して、スイッチング速度の大きいところの電界効果型ト
ランジスタ（FET）が望ましい。但し、バイボーラトラ
ンジスタ等を用いるも自由である。また、第１図に於
て、実際上の回路では、スイッチング素子Tr1〜Tr6の夫
々と並列にダイオードを挿入したり、適宜ダイオードを
介装するが、同図では図示省略して簡略化して示した。
また、デジタル信号波Ｆの周波数は、可聴騒音となら
ないこと、及びスイッチング素子Tr1〜Tr6のスイッチン
グ損失等から適宜決定するが、例えば20KHz乃至それ以
上に選定するのが良い。
ないこと、及びスイッチング素子Tr1〜Tr6のスイッチン
グ損失等から適宜決定するが、例えば20KHz乃至それ以
上に選定するのが良い。
本発明は上述のような構成により次のような著大な効
果を奏する。
果を奏する。
安定した中性点Ｑの電位の上に、各逆起電力が乗る
ので、正確な電圧波形がコミュテーション信号生成手段
27へ送られる。
ので、正確な電圧波形がコミュテーション信号生成手段
27へ送られる。
実質的に直接に、このような正確な電圧波形が送信
されて、コミュテーション信号生成手段27にて、極めて
高精度なコミュテーション信号が得られ、その結果、回
転精度が良好かつ安定したブラシレスモータの回転駆動
が、実現する。
されて、コミュテーション信号生成手段27にて、極めて
高精度なコミュテーション信号が得られ、その結果、回
転精度が良好かつ安定したブラシレスモータの回転駆動
が、実現する。
第１図は本発明の一実施例を示す制御回路図、 第２図は各点のタイミングチャート及びスイッチング素
子の作動状態を示すグラフ図である。 Ｆ……デジタル信号波、Ｑ……中性点、11,12,13……ス
テータコイル、27……コミュテーション生成手段、Tr1,
Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6……スイッチング素子。
子の作動状態を示すグラフ図である。 Ｆ……デジタル信号波、Ｑ……中性点、11,12,13……ス
テータコイル、27……コミュテーション生成手段、Tr1,
Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6……スイッチング素子。
Claims (1)
- 【請求項１】ステータコイルの逆起電力を検出して、こ
れを波形処理してロータを回転させ、コイル駆動部のス
イッチング素子にはパルス幅変調したデジタル信号波を
送り、コミュテーションに関連してON状態となる電源側
スイッチング素子と接地側スイッチング素子を、同時
に、上記デジタル信号波の周波数にて、開閉作動させ
て、センサーレスでブラシレスモータの回転を制御する
方法に於て、Ｙ結線の上記ステータコイルに誘起された
逆起電力を、コミュテーション信号生成手段へ、実質的
に直接に送信し、Ｙ結線の上記ステータコイルの中性点
の電位が電源電圧の半分の略一定値となるようにしたこ
とを特徴とするブラシレスモータの回転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025057A JP2551834B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | ブラシレスモータの回転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025057A JP2551834B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | ブラシレスモータの回転制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206393A JPH02206393A (ja) | 1990-08-16 |
| JP2551834B2 true JP2551834B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=12155296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1025057A Expired - Fee Related JP2551834B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | ブラシレスモータの回転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551834B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59172991A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-29 | Aichi Electric Mfg Co Ltd | ブラシレス直流電動機の回転子位置検出装置 |
| JPH067755B2 (ja) * | 1985-07-16 | 1994-01-26 | 松下電器産業株式会社 | モ−タ制御装置 |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP1025057A patent/JP2551834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02206393A (ja) | 1990-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |