JP2584047Y2 - Brushless motor drive circuit - Google Patents
Brushless motor drive circuitInfo
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Description
【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は3相のコイルを有する、正逆転が可能なブラ
シレスモータを駆動するブラシレスモータ駆動回路に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a brushless motor driving circuit for driving a brushless motor having three-phase coils and capable of rotating forward and reverse.
[従来の技術] 特開昭62-71485号公報には、3相のコイルを有する、
正逆転が可能なブラシレスモータを駆動する部駆動回路
が開示されている。[Prior Art] JP-A-62-71485 has a three-phase coil.
A section drive circuit for driving a brushless motor capable of rotating forward and backward is disclosed.
この回路においては、ホール素子がロータの回転位置
に対応して出力するHG信号より、そのエッジ部の傾斜波
形を取り出し、台形波状の駆動信号を生成し、この駆動
信号に対応してコイルを駆動するようにしている。In this circuit, the slope waveform of the edge part is extracted from the HG signal output by the Hall element corresponding to the rotation position of the rotor, and a trapezoidal drive signal is generated, and the coil is driven according to the drive signal I am trying to do it.
このように、傾斜を持たせた駆動電流により駆動する
と、駆動電流の切り換えが徐々に行なわれ、切り換えに
よるノイズを低減することができる。また、正弦波状の
駆動電流を用いるリニアドライブ方式の場合と異なり、
モータ効率の低下を防止することができる。また、特開
昭62-293986号公報には、HG信号を所定のレベルでクラ
ンプして、トルクリップルを補償することが開示されて
いる。As described above, when the driving is performed by the driving current having the inclination, the switching of the driving current is gradually performed, and the noise due to the switching can be reduced. Also, unlike the case of the linear drive system using a sinusoidal drive current,
A decrease in motor efficiency can be prevented. Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-293986 discloses that the HG signal is clamped at a predetermined level to compensate for torque ripple.
[考案が解決しようとする課題] しかしながら、上記第1の公報に記載の回路は、台形
波状の駆動信号を用いているため、矩形波状の駆動信号
を用いる駆動方式(スイッチング方式)に比べ、トルク
リップルが若干大きくなる問題点がある。また、第2の
公報に記載の電動機は、クランプレベルが適切でないこ
とに加え、その第7図に示すAの期間のみ変調電流14を
導通させるため、トルクリップルを滑らかに補償するこ
とができない問題がある。本考案はこのような状況に鑑
みてなされたものであり、トルクリップルを滑らかに補
償することができるようにするものである。[Problem to be Solved by the Invention] However, since the circuit described in the first publication uses a trapezoidal drive signal, the circuit has a higher torque than a drive method (switching method) using a rectangular wave drive signal. There is a problem that the ripple is slightly increased. In addition, the motor described in the second publication has a problem that the torque ripple cannot be smoothly compensated because the modulation current 14 is conducted only during the period A shown in FIG. 7 in addition to the inappropriate clamp level. There is. The present invention has been made in view of such a situation, and aims to smoothly compensate for torque ripple.
[課題を解決するための手段] 本考案のブラシレスモータ駆動回路は、3相の駆動コ
イルを有する正逆転可能なブラシレスモータを駆動する
ブラシレスモータ駆動回路において、ロータの回転位置
に対応する3相の信号のうち、各々所定の2相の信号の
差を演算し高調波成分を除去した差信号を各々出力する
マトリックス回路と、前記マトリックス回路の各々の差
信号の各々の出力をピーク値の√3/2のレベルでクラン
プし、前記クランプ期間はレベルが平坦である3相の台
形波状の駆動信号を生成するクランプ回路と、前記3相
の駆動信号を各々電流に変換した駆動電流を前記駆動コ
イルに流す駆動回路とを備えたことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A brushless motor drive circuit according to the present invention is a brushless motor drive circuit for driving a forward / reversely rotatable brushless motor having a three-phase drive coil. A matrix circuit for calculating a difference between two predetermined phase signals and outputting a difference signal from which a harmonic component is removed; and outputting each difference signal of the matrix circuit to a peak value of √3 / 2 level, a clamp circuit for generating a three-phase trapezoidal drive signal whose level is flat during the clamp period, and a drive current obtained by converting each of the three-phase drive signals into a current. And a drive circuit for flowing the air through the motor.
[作用] 上記構成のブラシレスモータ駆動回路においては、台
形波状の駆動信号が、滑らかなリップルを生じるよう
に、ピーク値の(31/2)/2のレベルでクランプすること
で生成される。従って、この駆動電流のリップルによ
り、トルクリップルを滑らかに補償することができる。[Operation] In the brushless motor drive circuit having the above configuration, the trapezoidal drive signal is generated by clamping at a level of (3 1/2 ) / 2 of the peak value so as to generate a smooth ripple. Therefore, torque ripple can be smoothly compensated by the ripple of the drive current.
[実施例] 第1図は、本考案のブラシレスモータ駆動回路の原理
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the principle of a brushless motor drive circuit according to the present invention.
図示せぬホール素子がロータの回転位置に対応して出
力する3相のHG信号U,V,Wは、増幅器1により増幅さ
れ、HU,HV,HW信号としてマトリックス回路2に入力され
る。マトリックス回路2は、入力された3相の信号HU,H
V,HWのうち、2相の信号の差(HU-HV,HV-HW,HW-HU)を
演算する。マトリックス回路2の出力は増幅器3で増幅
された後、レベルクランプ回路5,6に入力される。振幅
制御回路4は増幅器3における振幅を制御する。Three-phase HG signals U, V, and W output by a Hall element (not shown) corresponding to the rotational position of the rotor are amplified by the amplifier 1 and input to the matrix circuit 2 as HU, HV, and HW signals. The matrix circuit 2 receives the input three-phase signals HU, H
The difference between the two-phase signals (HU-HV, HV-HW, HW-HU) among V and HW is calculated. The output of the matrix circuit 2 is amplified by the amplifier 3 and then input to the level clamp circuits 5 and 6. The amplitude control circuit 4 controls the amplitude in the amplifier 3.
レベルクランプ回路5,6は、入力された信号を所定の
クランプレベルでクランプし、電流変換器7を有する駆
動回路8に出力する。駆動回路8は3相の駆動電流で3
相のコイル9U,9V,9Wをそれぞれ駆動する。The level clamp circuits 5 and 6 clamp an input signal at a predetermined clamp level and output the signal to a drive circuit 8 having a current converter 7. The driving circuit 8 has three driving currents of three phases.
Drive the phase coils 9U, 9V, 9W respectively.
次に、第2図を参照してその動作を説明する。 Next, the operation will be described with reference to FIG.
増幅器1が出力する3相のHG信号HU,HV,HWは、相互に
2π/3の位相差を有している(第2図A)。この信号が
マトリックス回路2に入力され、差信号HU-HV,HV-HW,HW
-HUに変換される(第2図B)。この差信号は、増幅器
3において、振幅制御回路4が指定する振幅に増幅され
た後、レベルクランプ回路5,6に入力される。The three-phase HG signals HU, HV, HW output from the amplifier 1 have a phase difference of 2π / 3 from each other (FIG. 2A). This signal is input to the matrix circuit 2, and the difference signals HU-HV, HV-HW, HW
-HU (FIG. 2B). The difference signal is amplified by the amplifier 3 to the amplitude specified by the amplitude control circuit 4 and then input to the level clamp circuits 5 and 6.
レベルクランプ回路5は、差信号の中心の電圧がVc、
電圧Vcからのピーク電圧がVpであるとき、クランプレベ
ルVc+0.25Vpと、クランプレベルVc+0.7Vpの2つのレ
ベルで、入力信号をクランプする。一方、レベルクラン
プ回路6は、クランプレベルVc−0.25Vpと、クランプレ
ベルVc−0.7Vpの2つのレベルで、入力信号をクランプ
する(第2図C)。このようにして、台形波状の駆動信
号が生成される。In the level clamp circuit 5, the voltage at the center of the difference signal is Vc,
When the peak voltage from the voltage Vc is Vp, the input signal is clamped at two levels: the clamp level Vc + 0.25 Vp and the clamp level Vc + 0.7 Vp. On the other hand, the level clamp circuit 6 clamps the input signal at two levels, the clamp level Vc−0.25 Vp and the clamp level Vc−0.7 Vp (FIG. 2C). In this way, a trapezoidal drive signal is generated.
これらの駆動信号は、駆動回路8の電流変換器7に入
力され、駆動電流に変換され、コイル9U,9V,9Wを駆動す
る(第2図D)。These drive signals are input to the current converter 7 of the drive circuit 8 and converted into drive currents to drive the coils 9U, 9V, 9W (FIG. 2D).
上記の値0.25Vpと0.7Vpは、それぞれ、sin(π/12)
とsin(3π/12)に対応している。すなわち、この実施
例の場合、これらの値は、2つの相の信号が交差する位
置から、±π/12だけずれたπ/12と3π/12の位置にお
けるレベルに対応している。The above values 0.25Vp and 0.7Vp are respectively sin (π / 12)
And sin (3π / 12). That is, in the case of this embodiment, these values correspond to the levels at the positions π / 12 and 3π / 12 which are shifted by ± π / 12 from the position where the signals of the two phases intersect.
このようにクランプレベルを設定すると、コイル9に
供給する総電流にリップルが発生する(第2図E)。こ
の駆動電流リップルは、トルクリップル(第2図F)が
最小値となる、2つの相の信号が交差する点で最大とな
る。従って、トルクが低下するとき駆動電流が増加する
ので、結局、トルクの低下がある程度補償される。しか
しながら、その補償はまだ不充分である。When the clamp level is set in this manner, a ripple occurs in the total current supplied to the coil 9 (FIG. 2E). The drive current ripple is maximum at the point where the signals of the two phases intersect, where the torque ripple (FIG. 2F) is at a minimum. Therefore, when the torque decreases, the driving current increases, so that the torque reduction is eventually compensated to some extent. However, the compensation is still inadequate.
第3図は本考案のブラシレスモータ駆動回路の実施例
の構成を表わしており、第1図における場合と対応する
部分には同一の符号を付してある。FIG. 3 shows the configuration of an embodiment of the brushless motor drive circuit according to the present invention, and portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
この実施例の場合、レベルクランプ回路11が1つだけ
設けられており、そのクランプレベルは、0とVc±(3
1/2)Vp/2に設定されている。その他の構成は第1図に
おける場合と同様である。In the case of this embodiment, only one level clamp circuit 11 is provided, and its clamp level is 0 and Vc ± (3
1/2 ) It is set to Vp / 2. Other configurations are the same as those in FIG.
この実施例の場合も、第4図A乃至Cに示すように、
HG信号から差信号が生成され、その差信号がクランプレ
ベルでクランプされて、台形波状の駆動電流が生成され
る。Also in this embodiment, as shown in FIGS. 4A to 4C,
A difference signal is generated from the HG signal, and the difference signal is clamped at a clamp level to generate a trapezoidal drive current.
上記値0と(31/2)Vp/2は、それぞれ、sin0とsin
(2π/6)に対応している。すなわち、この実施例の場
合、これらの値は、2つの相の信号が交差する位置か
ら、±π/6だけずれた0(π/6−π/6)と2π/6の位置
におけるレベルに対応している。The values 0 and (3 1/2 ) Vp / 2 are sin0 and sin, respectively.
(2π / 6). That is, in the case of this embodiment, these values are shifted to the levels at the positions of 0 (π / 6−π / 6) and 2π / 6 shifted by ± π / 6 from the position where the signals of the two phases intersect. Yes, it is.
従って、第4図Dに示すトルクリップルに対して、同
図Eに示す電流リップルが発生するので、前記実施例の
場合と同様に、トルクリップルを補償することができ
る。Therefore, the current ripple shown in FIG. 4E is generated with respect to the torque ripple shown in FIG. 4D, so that the torque ripple can be compensated in the same manner as in the embodiment.
トルクリップルを補償することができるクランプレベ
ルの範囲を、対応する電気角により規定すると、2つの
差信号が交差する位置から ±α[rad](0<α≦π/6) となる。また、トルクリップルの補償量(補正量)
は、このαを調整することにより調整することができ
る。If the range of the clamp level in which the torque ripple can be compensated is defined by the corresponding electric angle, the range from the intersection of the two difference signals is ± α [rad] (0 <α ≦ π / 6). Also, the amount of torque ripple compensation (correction amount)
Can be adjusted by adjusting α.
第1図の原理の場合、α=π/12、第3図の実施例の
場合、α=π/6に設定されていることになる。In the case of the principle of FIG. 1, α = π / 12, and in the case of the embodiment of FIG. 3, α = π / 6.
HG信号が正弦波である場合、第5図(a),(b)に
示すように、電流リップルの最小値を100%とすると、
最小値から最大値までのリップルの割合は、次式で表わ
すように、第1図の原理の場合(第5図(a))、7.6
%、第3図の実施例の場合(第5図(b))、15.47%
となる。When the HG signal is a sine wave, assuming that the minimum value of the current ripple is 100%, as shown in FIGS.
As shown in the following equation, the ratio of the ripple from the minimum value to the maximum value is 7.6 in the case of the principle of FIG. 1 (FIG. 5A).
%, In the case of the embodiment of FIG. 3 (FIG. 5 (b)), 15.47%
Becomes
7.6=100{2[sin(π/6)−sin(π/12)] /[sin(π/4)−sin(π/12)]}−100 15.47=100{2sin(π−6)/sin(π/3)}−100 第2図のEとF、第4図のDとEを、それぞれ比較し
て明らかなように、第3図の実施例のようにクランプレ
ベルを設定した方が、電流リップルがより滑らかに変化
するので、トルクリップルをより滑らかに補償すること
ができる。7.6 = 100 2 [sin (π / 6)-sin (π / 12)] / [sin (π / 4)-sin (π / 12)]-100 15.47 = 100 2 sin (π-6) / sin (π / 3)} − 100 Compared to E and F in FIG. 2 and D and E in FIG. 4, it is clear that the clamp level is set as in the embodiment of FIG. However, since the current ripple changes more smoothly, the torque ripple can be compensated more smoothly.
[考案の効果] 以上のように、本考案のブラシレスモータ駆動回路に
よれば、滑らかなリップルが生じるように、ピーク値の
(31/2)/2のレベルでクランプすることで、台形波状の
駆動電流を生成するようにしたので、駆動電流のリップ
ルにより、トルクリップルを滑らかに補償することがで
きる。[Effect of the Invention] As described above, according to the brushless motor drive circuit of the present invention, a trapezoidal waveform is obtained by clamping at a level of (3 1/2 ) / 2 of the peak value so as to generate a smooth ripple. Since the drive current is generated, torque ripple can be smoothly compensated by the ripple of the drive current.
即ち、駆動信号を生成し駆動コイルに供給することに
より、総電流のトルクリップルと逆相の電流リップルを
駆動信号に生じさせ、トルクリップルを概略打消してこ
れを低減することができる。That is, by generating the drive signal and supplying the drive signal to the drive coil, a current ripple having a phase opposite to that of the torque ripple of the total current is generated in the drive signal, and the torque ripple can be substantially canceled and reduced.
また、ブラシレスモータに備えるホール素子の感度に
ばらつきがあってもこれを調整することなく上記した効
果を得ると共に、ロータの駆動磁極が略矩形波となって
も高いトルクを得ることができるのでモータの効率が向
上するという効果がある。更に、モータの駆動コイルに
駆動信号を供給することにより、モータの駆動コイルに
生じる逆起電力、電源電圧、コイル抵抗、モータの回転
速度等による影響を受けずに、安定してトルクリップル
を低減することができるという効果がある。Further, even if the sensitivity of the Hall element included in the brushless motor varies, the above-described effect can be obtained without adjusting the sensitivity, and a high torque can be obtained even when the driving magnetic pole of the rotor has a substantially rectangular wave. This has the effect of improving the efficiency. Furthermore, by supplying a drive signal to the motor drive coil, torque ripple is stably reduced without being affected by back electromotive force, power supply voltage, coil resistance, motor rotation speed, etc. generated in the motor drive coil. There is an effect that can be.
第1図は本考案のブラシレスモータ駆動回路の原理を示
すブロック図、第2図は第1図の実施例の動作を説明す
るタイミングチャート、第3図は本考案のブラシレスモ
ータ駆動回路の他の実施例の構成を示すブロック図、第
4図は第3図の実施例の動作を説明するタイミングチャ
ート、第5図(a),(b)はリップルの波形図であ
る。 1,3……増幅器、2……マトリックス回路、4……振幅
制御回路、5,6,11……レベルクランプ回路、7……電流
変換器、8……駆動回路、9,9U,9V,9W……コイル。1 is a block diagram showing the principle of the brushless motor drive circuit of the present invention, FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 3 is another brushless motor drive circuit of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the embodiment, FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment in FIG. 3, and FIGS. 5 (a) and 5 (b) are waveform diagrams of ripples. 1,3 ... amplifier, 2 ... matrix circuit, 4 ... amplitude control circuit, 5,6,11 ... level clamp circuit, 7 ... current converter, 8 ... drive circuit, 9,9U, 9V, 9W …… Coil.
Claims (1)
ラシレスモータを駆動するブラシレスモータ駆動回路に
おいて、 ロータの回転位置に対応する3相の信号のうち、各々所
定の2相の信号の差を演算し高調波成分を除去した差信
号を各々出力するマトリックス回路と、 前記マトリックス回路の各々の差信号の各々の出力をピ
ーク値の√3/2のレベルでクランプし、前記クランプ期
間はレベルが平坦である3相の台形波状の駆動信号を生
成するクランプ回路と、 前記3相の駆動信号を各々電流に変換した駆動電流を前
記駆動コイルに流す駆動回路とを備えたことを特徴とす
るブラシレスモータ駆動回路。1. A brushless motor drive circuit for driving a forward / reverse rotatable brushless motor having a three-phase drive coil, wherein a difference between predetermined two-phase signals among three-phase signals corresponding to a rotational position of a rotor is provided. And a matrix circuit that outputs a difference signal from which harmonic components have been removed, and clamps each output of each difference signal of the matrix circuit at a level of √3 / 2 of a peak value, and the clamp period is a level. A driving circuit for generating a driving signal in the form of a three-phase trapezoidal wave having a flat surface, and a driving circuit for supplying a driving current obtained by converting the driving signal of the three phases into a current to the driving coil. Brushless motor drive circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990034608U JP2584047Y2 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Brushless motor drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990034608U JP2584047Y2 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Brushless motor drive circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03127496U JPH03127496U (en) | 1991-12-20 |
JP2584047Y2 true JP2584047Y2 (en) | 1998-10-30 |
Family
ID=31539234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1990034608U Expired - Lifetime JP2584047Y2 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Brushless motor drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2584047Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5638987A (en) * | 1979-09-03 | 1981-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | Controller for motor |
JPS62293986A (en) * | 1986-06-10 | 1987-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Brushless motor |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP1990034608U patent/JP2584047Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH03127496U (en) | 1991-12-20 |
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Legal Events
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EXPY | Cancellation because of completion of term |