JP2551835B2 - センサーレスブラシレスモータの起動方法 - Google Patents
センサーレスブラシレスモータの起動方法Info
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- JP2551835B2 JP2551835B2 JP1027865A JP2786589A JP2551835B2 JP 2551835 B2 JP2551835 B2 JP 2551835B2 JP 1027865 A JP1027865 A JP 1027865A JP 2786589 A JP2786589 A JP 2786589A JP 2551835 B2 JP2551835 B2 JP 2551835B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセンサーレスブラシレスモータの起動方法に
関する。
関する。
従来のセンサーレスブラシレスモータの起動方法に
は、ステータに模擬パルス電流を流してその電流の立上
り速度を調べてロータの位置を検出し、コミュニテーシ
ョンを行なう方法があった。しかし、この方法では、回
路が複雑でコスト高となる欠点があった。
は、ステータに模擬パルス電流を流してその電流の立上
り速度を調べてロータの位置を検出し、コミュニテーシ
ョンを行なう方法があった。しかし、この方法では、回
路が複雑でコスト高となる欠点があった。
そこで、本発明では、起動が確実でしかも複雑な回路
を必要としないセンサーレスブラシレスモータの起動方
法を提供することを目的とする。
を必要としないセンサーレスブラシレスモータの起動方
法を提供することを目的とする。
本発明によれば、所定の励磁パターンに従ってステー
タコイルをオープンループで励磁してロータを起動する
起動期間と、ステータコイルに生じる逆起電力を検出し
てこれに従ってステータコイルをクロールドループで励
磁してロータの回転を加速する加速期間と、加速期間の
後ロータを所定の回転数で回転する定常運転期間と、を
有するセンサーレスブラシレスモータの起動方法におい
て、加速期間は、起動期間の後に遂行される第１の加速
期間と、第１の加速期間の後に遂行され、ロータの回転
数が所定値に達したときに切換わる第２の加速期間から
構成され、第１の加速期間から第２の加速期間に切換わ
るときに逆起電力の信号波形の位相が進み方向に切換ら
れる。
タコイルをオープンループで励磁してロータを起動する
起動期間と、ステータコイルに生じる逆起電力を検出し
てこれに従ってステータコイルをクロールドループで励
磁してロータの回転を加速する加速期間と、加速期間の
後ロータを所定の回転数で回転する定常運転期間と、を
有するセンサーレスブラシレスモータの起動方法におい
て、加速期間は、起動期間の後に遂行される第１の加速
期間と、第１の加速期間の後に遂行され、ロータの回転
数が所定値に達したときに切換わる第２の加速期間から
構成され、第１の加速期間から第２の加速期間に切換わ
るときに逆起電力の信号波形の位相が進み方向に切換ら
れる。
本発明に起動方法では、起動期間の後に遂行される加
速期間は、起動後に行われる第１の起動期間と、これに
続いて遂行される第２の起動期間から構成されている。
そして、ロータの回転数が所定値に達したときに、第１
の加速期間から第２の加速期間に切換られ、この切換の
際にステータコイルに生じる逆起電力の信号波形の位相
が進み方向に切換られる。従って、ロータの回転数が増
加すると、逆起電力の信号波形の位相が進められ、従来
生じていた逆起電力の位相遅れが解消され、ロータの加
速がスムーズに行われ、ロータの回転が短時間に増大す
る。
速期間は、起動後に行われる第１の起動期間と、これに
続いて遂行される第２の起動期間から構成されている。
そして、ロータの回転数が所定値に達したときに、第１
の加速期間から第２の加速期間に切換られ、この切換の
際にステータコイルに生じる逆起電力の信号波形の位相
が進み方向に切換られる。従って、ロータの回転数が増
加すると、逆起電力の信号波形の位相が進められ、従来
生じていた逆起電力の位相遅れが解消され、ロータの加
速がスムーズに行われ、ロータの回転が短時間に増大す
る。
次に、実施例について図面を参照して説明する。
本発明は、励磁された時の電磁界を発生するステータ
と、該ステータとの電磁気的相互作用によって回転力を
得る永久磁石ロータとを、備えた直流ブラシレスモータ
の起動方法であり、第２図に於て、横軸に時間Ｔを、縦
軸にロータの回転数Ｎをとって、回転数がどのように変
化するかを例示する。
と、該ステータとの電磁気的相互作用によって回転力を
得る永久磁石ロータとを、備えた直流ブラシレスモータ
の起動方法であり、第２図に於て、横軸に時間Ｔを、縦
軸にロータの回転数Ｎをとって、回転数がどのように変
化するかを例示する。
本発明では、ホール素子等の検出器を全く使用せずに
回転制御を行なうものであって、第２図に示す如く、起
動域Ｓ（起動期間）と、起動域Ｓに続いて遂行される加
速域（加速期間）と、この加速域に続いて遂行される定
常回転域Ｃ（定常回転期間）から構成されている。起動
域Ｓでは、後述する如く、ロータが十分低速にて起動す
る。加速域は、第１加速域A1（第１の加速期間）と第２
加速域A2（第２の加速期間）から構成され、これら加速
域ではロータの回転が加速される。また、定常回転域Ｃ
では、ロータが所定の一定回転で回転される。
回転制御を行なうものであって、第２図に示す如く、起
動域Ｓ（起動期間）と、起動域Ｓに続いて遂行される加
速域（加速期間）と、この加速域に続いて遂行される定
常回転域Ｃ（定常回転期間）から構成されている。起動
域Ｓでは、後述する如く、ロータが十分低速にて起動す
る。加速域は、第１加速域A1（第１の加速期間）と第２
加速域A2（第２の加速期間）から構成され、これら加速
域ではロータの回転が加速される。また、定常回転域Ｃ
では、ロータが所定の一定回転で回転される。
この第２図に対応する制御回路のブロック図を第１図
に、また波形図を第3A図及び第3B図に夫々示す。
に、また波形図を第3A図及び第3B図に夫々示す。
１は無安定マルチバイブレータ（発振器）であって、
第3A図に示すようなパルス２…を発振し、カウンタ３に
てそのパルス２…を計数し、その後、このパルス２…を
波形処理するために励磁パターン発生回路から第3B図
（Ｉ）に示すような方形波u,v,wを送り出し、切換回路
５に入力させる。この切換回路５の一部を構成するモー
ド切換回路5aは、モード切換指令回路６に接続されると
共に、上記カウンタ３とこのモード切換指令回路６とが
接続され、カウンタ３によって、電気的な一サイクル−
即ち第3A図に示したパルス２…−をカウントすると直ち
にモード切換指令回路６に信号を送る。
第3A図に示すようなパルス２…を発振し、カウンタ３に
てそのパルス２…を計数し、その後、このパルス２…を
波形処理するために励磁パターン発生回路から第3B図
（Ｉ）に示すような方形波u,v,wを送り出し、切換回路
５に入力させる。この切換回路５の一部を構成するモー
ド切換回路5aは、モード切換指令回路６に接続されると
共に、上記カウンタ３とこのモード切換指令回路６とが
接続され、カウンタ３によって、電気的な一サイクル−
即ち第3A図に示したパルス２…−をカウントすると直ち
にモード切換指令回路６に信号を送る。
上記切換回路５はモータ駆動回路７に接続され、さら
に直流モータ８に−具体的にはモータのステータコイル
−に接続される。
に直流モータ８に−具体的にはモータのステータコイル
−に接続される。
19は、このモータ８のステータコイルによる逆起電力
を検出する回路であり該ステータコイルを、第４図に示
したセンター・タップ付の結線とするのが最も望まし
い。けだし、このセンサー・タップ付のステータコイル
であれば、逆起電力の検出能力が向上出来、フィルタ９
を通せば、第3B図（II）に示すような波形u,v,wが得ら
れる。該フィルタ９は上記ステータコイルの逆起電力波
形の歪みによるノイズを除去する。
を検出する回路であり該ステータコイルを、第４図に示
したセンター・タップ付の結線とするのが最も望まし
い。けだし、このセンサー・タップ付のステータコイル
であれば、逆起電力の検出能力が向上出来、フィルタ９
を通せば、第3B図（II）に示すような波形u,v,wが得ら
れる。該フィルタ９は上記ステータコイルの逆起電力波
形の歪みによるノイズを除去する。
このフィルタ９の出力信号は、所望により、移相回路
10を経て、増幅器11に入力され、かつ該増幅11の出力信
号が前記切換回路５に入力される。
10を経て、増幅器11に入力され、かつ該増幅11の出力信
号が前記切換回路５に入力される。
12は速度検出回路であり、増幅器11からの波形信号が
入力される。該速度検出回路12からは、第２図中の回転
数Nbに達した時に信号が入力され、定数切換指令回路13
に送られて、フィルタ９のフィルタ定数を切換える。
入力される。該速度検出回路12からは、第２図中の回転
数Nbに達した時に信号が入力され、定数切換指令回路13
に送られて、フィルタ９のフィルタ定数を切換える。
フィルタ９は既述の如くコイル波形の歪みによるノイ
ズを防止するものであるが、これの影響として回転数の
増加につれて相対的に位相遅れが増大する。これにを避
けるために、第２図に示した加速途上に於て（回転数Nb
に於て）、移相回路10を介装して位相の切換を行ない、
または、定数切換指令回路13にてフィルタ定数を変更す
る。
ズを防止するものであるが、これの影響として回転数の
増加につれて相対的に位相遅れが増大する。これにを避
けるために、第２図に示した加速途上に於て（回転数Nb
に於て）、移相回路10を介装して位相の切換を行ない、
または、定数切換指令回路13にてフィルタ定数を変更す
る。
また上記速度検出回路12の出力の一部を前記モード切
換指令回路６に入力するよう接続する。
換指令回路６に入力するよう接続する。
14は位相反転回路、15はマルチプレクサであって、該
マルチプレクサ15へは上記速度検出回路12からの信号が
入力し、かつ、第２図中の第２加速域A2及び定常運転域
Ｃに於てはこのマルチプレクサ15から切換回路５に送ら
れる信号にてモータ８の回転が制御される。
マルチプレクサ15へは上記速度検出回路12からの信号が
入力し、かつ、第２図中の第２加速域A2及び定常運転域
Ｃに於てはこのマルチプレクサ15から切換回路５に送ら
れる信号にてモータ８の回転が制御される。
従って、この実施例では、起動Ｓ→加速A1→加速A2→
定常運転Ｃと、一連の回転の制御を全て含むものであ
る。
定常運転Ｃと、一連の回転の制御を全て含むものであ
る。
しかして、本発明では、第3A図に示す如きパルス２…
を電気的な一サイクル〜のみ通電させるものであ
る。つまり、第１図の無安定マルチバイブレータ１→カ
ウンタ３→励磁パターン発生回路４と、順次接続されな
オープンループ制御により、ステータコイルを励磁して
低い回転数Naにて起動させる。そして、上記一サイクル
のオープンループ制御による起動の後、直ちに逆起電力
検出によるステータコイルの通電制御を行なうことによ
って、第１加速A1を行なう。
を電気的な一サイクル〜のみ通電させるものであ
る。つまり、第１図の無安定マルチバイブレータ１→カ
ウンタ３→励磁パターン発生回路４と、順次接続されな
オープンループ制御により、ステータコイルを励磁して
低い回転数Naにて起動させる。そして、上記一サイクル
のオープンループ制御による起動の後、直ちに逆起電力
検出によるステータコイルの通電制御を行なうことによ
って、第１加速A1を行なう。
また、この際、最後のパルス２の途中で逆起電力を検
出し、モードを切換えている。つまり、第3A図に示す様
に、最後のパルス２のパルス幅L1を他のパルス２のパル
ス幅Ｌよりも短くしている。従って、モータ速度（ロー
タの速度）が速いところ−逆起電力が高いところ−で切
換えることにしている。けだし、起動時にロータを回転
させる目的はロータが回転することによって逆起電力が
発生し、この逆起電力を検出することによってコミュテ
ーション（整流信号）を作るので、逆起電力が出来るだ
け高い時点で切換えるのが好ましいからである。なお、
実施例の如く、センター・タップ付の方法であれば、起
動時回転数Naに近い低速時に於ても逆起電力の検出が容
易・高精度に可能である。
出し、モードを切換えている。つまり、第3A図に示す様
に、最後のパルス２のパルス幅L1を他のパルス２のパル
ス幅Ｌよりも短くしている。従って、モータ速度（ロー
タの速度）が速いところ−逆起電力が高いところ−で切
換えることにしている。けだし、起動時にロータを回転
させる目的はロータが回転することによって逆起電力が
発生し、この逆起電力を検出することによってコミュテ
ーション（整流信号）を作るので、逆起電力が出来るだ
け高い時点で切換えるのが好ましいからである。なお、
実施例の如く、センター・タップ付の方法であれば、起
動時回転数Naに近い低速時に於ても逆起電力の検出が容
易・高精度に可能である。
また、このとき、カウンタ３にて電気的一サイクルを
検知してモード切換指令回路６に信号を送れば、モード
切換回路5aによって逆起電力検出回路19→フィルタ９→
増幅器11→切換回路５→……→モータ８のクローズドル
ープ制御に、切換わる。低速時（つまり、第１加速域
A1）では、逆起電力検出波形の位相のままでステータコ
イルへの通電相とする。しかし、第２図の所定回転数Nb
に到達すれば、逆起電力検出波形を位相反転回路14にて
反転し、またフィルタ定数等を変えて、マルチプレクサ
15から切換回路５へ入力するクローズドループ制御にて
切換えて、最適のタイミングとしつつ２加速A2及び定常
運転Ｃを行なう。
検知してモード切換指令回路６に信号を送れば、モード
切換回路5aによって逆起電力検出回路19→フィルタ９→
増幅器11→切換回路５→……→モータ８のクローズドル
ープ制御に、切換わる。低速時（つまり、第１加速域
A1）では、逆起電力検出波形の位相のままでステータコ
イルへの通電相とする。しかし、第２図の所定回転数Nb
に到達すれば、逆起電力検出波形を位相反転回路14にて
反転し、またフィルタ定数等を変えて、マルチプレクサ
15から切換回路５へ入力するクローズドループ制御にて
切換えて、最適のタイミングとしつつ２加速A2及び定常
運転Ｃを行なう。
なお、本発明は上述の実施例に限定されず種々変更自
由であり、例えば、カウンタ３に代えて、タイミング発
生回路を設けて、起動域Ｓの時間の長さをもって、オー
プンループからクローズドループに切換えられるように
も好ましく、また、モータ駆動回路７をバイポーラとユ
ニポーラとに切換自在とすると共に、加速途中に於て、
バイポーラからユニポーラへの切換えが可能なものとす
るも好ましい。また、第3A図のパルス数は電気的半サイ
クル以上であれば実用上問題なく動作する。
由であり、例えば、カウンタ３に代えて、タイミング発
生回路を設けて、起動域Ｓの時間の長さをもって、オー
プンループからクローズドループに切換えられるように
も好ましく、また、モータ駆動回路７をバイポーラとユ
ニポーラとに切換自在とすると共に、加速途中に於て、
バイポーラからユニポーラへの切換えが可能なものとす
るも好ましい。また、第3A図のパルス数は電気的半サイ
クル以上であれば実用上問題なく動作する。
本発明は上述の構成により次のような顕著な効果を有
する。
する。
起動期間後の加速期間は、起動後に行われる第１の起
動期間と、これに続いて遂行される第２の起動期間から
構成され、ロータの回転数が所定値に達したときに、第
１の加速周期から第２の加速期間に切換えられる。そし
て、この切換の際に、ステータコイルに生じる逆起電力
の信号波形の位相が進み方向に進められる。従って、従
来加速時に生じていた逆起電力の位相遅れが解消され、
ロータの加速がスムースに行われ、ロータの回転が短時
間に増大する。
動期間と、これに続いて遂行される第２の起動期間から
構成され、ロータの回転数が所定値に達したときに、第
１の加速周期から第２の加速期間に切換えられる。そし
て、この切換の際に、ステータコイルに生じる逆起電力
の信号波形の位相が進み方向に進められる。従って、従
来加速時に生じていた逆起電力の位相遅れが解消され、
ロータの加速がスムースに行われ、ロータの回転が短時
間に増大する。
第１図は本発明の起動方法に使用される制御回路の一例
を示すブロック図、第２図はモータの回転速度の変化を
示すグラフ図、第3A図と第3B図は説明用波形図、第４図
はモータ駆動結線図である。 ２……パルス、４……励磁パターン発生回路、L,L1……
パルス幅。
を示すブロック図、第２図はモータの回転速度の変化を
示すグラフ図、第3A図と第3B図は説明用波形図、第４図
はモータ駆動結線図である。 ２……パルス、４……励磁パターン発生回路、L,L1……
パルス幅。
Claims (1)
- 【請求項１】所定の励磁パターンに従ってステータコイ
ルをオープンループで励磁してロータを起動する起動期
間と、該ステータコイルに生じる逆起電力を検出してこ
れに従って該ステータコイルをクロールドループで励磁
して該ロータの回転を加速する加速期間と、該加速期間
の後該ロータを所定の回転数で回転する定常運転期間
と、を有するセンサーレスブラシレスモータの起動方法
において、該加速期間は、該起動期間の後に遂行される
第１の加速期間と、該第１の加速期間の後に遂行され、
該ロータの回転数が所定値に達したときに切換わる第２
の加速期間から構成され、該第１の加速期間から該第２
の加速期間に切換わるときに該逆起電力の信号波形の位
相が進み方向に切換られる、ことを特徴とするセンサー
レスブラシレスモータの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027865A JP2551835B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | センサーレスブラシレスモータの起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027865A JP2551835B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | センサーレスブラシレスモータの起動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02211089A JPH02211089A (ja) | 1990-08-22 |
| JP2551835B2 true JP2551835B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=12232795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1027865A Expired - Fee Related JP2551835B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | センサーレスブラシレスモータの起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551835B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08280199A (ja) * | 1995-02-10 | 1996-10-22 | Nippon Soken Inc | 永久磁石界磁同期電動機のセンサレス制御装置 |
| US5903129A (en) * | 1995-02-10 | 1999-05-11 | Denso Corporation | Method and apparatus for sensor-less control of permanent magnet synchronous motor |
| US5713320A (en) * | 1996-01-11 | 1998-02-03 | Gas Research Institute | Internal combustion engine starting apparatus and process |
| US10975824B2 (en) | 2015-11-12 | 2021-04-13 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
| CA3197928A1 (en) | 2015-11-12 | 2017-05-18 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
| US11448146B2 (en) | 2015-11-12 | 2022-09-20 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555035A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-14 | Hitachi Ltd | Brushless motor starting system |
| JPS61135382A (ja) * | 1984-12-04 | 1986-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモ−タ駆動装置 |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1027865A patent/JP2551835B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02211089A (ja) | 1990-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |