JP2822618B2 - Speed control device for brushless motor - Google Patents

Speed control device for brushless motor

Info

Publication number
JP2822618B2
JP2822618B2 JP2159048A JP15904890A JP2822618B2 JP 2822618 B2 JP2822618 B2 JP 2822618B2 JP 2159048 A JP2159048 A JP 2159048A JP 15904890 A JP15904890 A JP 15904890A JP 2822618 B2 JP2822618 B2 JP 2822618B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
speed
output
motor
speed control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2159048A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0449886A (en
Inventor
啓之 奥
正浩 八十原
博充 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2159048A priority Critical patent/JP2822618B2/en
Priority to GB9104800A priority patent/GB2243504B/en
Publication of JPH0449886A publication Critical patent/JPH0449886A/en
Priority to US07/908,813 priority patent/US5300866A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2822618B2 publication Critical patent/JP2822618B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は民生機器,家電機器に利用されるブラシレス
モータの速度制御装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed control device for a brushless motor used in consumer appliances and home electric appliances.

従来の技術 近年、各種モータはその長寿命化,高信頼性化あるい
は形状の薄型化などのため、ウラシレスモータが用いら
れることが多くなってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, a brushless motor has often been used for various types of motors in order to extend their life, increase reliability, or reduce the shape of the motor.

特に民生機器,家電機器に使われるブラシレスファン
モータはその風量を調節するためにモータの回転速度を
非常に広範囲にわたって可変速制御する必要がある。
In particular, brushless fan motors used in consumer appliances and home appliances require variable speed control over a very wide range of motor rotation speed in order to adjust the air flow.

また、機器の高出力化に伴いモータをパルス幅変調
(以下PWMという)制御することは必要不可欠な条件と
なっている。
In addition, pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) control of the motor has become an indispensable condition as the output of equipment increases.

このようなブラシレスモータの速度制御装置の従来例
としては第4図に示すようなものがある。以下、図面を
参照しながら、従来のブラシレスモータの速度制御装置
について説明する。
FIG. 4 shows a conventional example of such a brushless motor speed controller. Hereinafter, a conventional brushless motor speed control device will be described with reference to the drawings.

第4図は、従来例におけるブラシレスモータの速度制
御装置の回路構成図である。第4図において、モータ駆
動コイル101a,101b,101cの一端は共通接続され、前記駆
動コイル101a,101b,101cの他端はパワー回路110の出力
端子に接続される。位置検出回路102は可動子の位置検
出信号を出力し、その出力端子は通電状態指令回路103
の入力端子に接続される。前記通電状態指令回路103は
通電状態指令信号と速度検出信号を出力し、通電状態指
令信号の出力端子は通電切換回路104の入力端子に接続
され、速度検出信号の出力端子は速度制御回路105の入
力端子に接続される。前記通電切換回路104は通電切換
信号を出力し、その出力端子はパワー回路110に入力さ
れ、前記駆動コイル101a,101b,101cに順次通電しモータ
を回転させる。速度指令回路106は速度指令信号を出力
し、前記通電状態指令回路103の速度検出信号と共に出
力端子は速度制御回路105の入力端子にそれぞれ接続さ
れる。前記速度制御回路105は速度制御信号を出力し、
フィルタ回路107によって平滑され、その出力端子はPWM
回路109の非反転入力端子に接続される。発振器(OSC)
108は三角波信号を出力し、その出力端子は前記PWM回路
109の反転入力端子に接続される。前記PWM回路109はデ
ューティを有するパルス信号であるPNM信号を出力し、
その出力端子は前記通電切換回路104の入力端子に接続
される。
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional brushless motor speed controller. In FIG. 4, one ends of motor drive coils 101a, 101b, 101c are commonly connected, and the other ends of the drive coils 101a, 101b, 101c are connected to an output terminal of a power circuit 110. The position detection circuit 102 outputs a position detection signal of the mover, and its output terminal is an energization state command circuit 103.
Is connected to the input terminal. The energization state instruction circuit 103 outputs an energization state instruction signal and a speed detection signal, an output terminal of the energization state instruction signal is connected to an input terminal of the energization switching circuit 104, and an output terminal of the speed detection signal is connected to the speed control circuit 105. Connected to input terminal. The energization switching circuit 104 outputs an energization switching signal, and its output terminal is input to the power circuit 110 and sequentially energizes the drive coils 101a, 101b, 101c to rotate the motor. The speed command circuit 106 outputs a speed command signal, and an output terminal thereof is connected to an input terminal of the speed control circuit 105 together with a speed detection signal of the energization state command circuit 103. The speed control circuit 105 outputs a speed control signal,
Smoothed by the filter circuit 107, the output terminal of which is PWM
Connected to the non-inverting input terminal of the circuit 109. Oscillator (OSC)
108 outputs a triangular wave signal, the output terminal of which is the PWM circuit
Connected to 109 inverting input terminal. The PWM circuit 109 outputs a PNM signal which is a pulse signal having a duty,
Its output terminal is connected to the input terminal of the energization switching circuit 104.

以上のように構成された従来のブラシレスモータの駆
動装置について、以下その動作を説明する。
The operation of the conventional brushless motor driving device configured as described above will be described below.

第5図に第4図における動作信号波形図を示す。第5
図において、VA1,AB1,VC1は位置検出回路102より出力さ
れる可動子の位置検出信号波形である。位置検出信号は
通電状態指令回路103により次のように論理処理され通
電状態指令信号UH01,VH01,WH01,UL01,VL01,WL01を得
る。
FIG. 5 shows an operation signal waveform diagram in FIG. Fifth
In the figure, V A1 , A B1 , and V C1 are the position detection signal waveforms of the mover output from the position detection circuit 102. The position detection signal is logically processed by the conduction state command circuit 103 as follows to obtain conduction state command signals UH 01 , VH 01 , WH 01 , UL 01 , VL 01 , WL 01 .

UH01:VA1B1の論理積 VH01:VB1C1の論理積 WH01:VC1A1の論理積 UL01:VB1A1の論理積 VL01:VC1B1の論理積 WL01:VA1C1の論理積 第5図においてVd1はPWM回路109より出力されるPWM信
号であるデューティを有するパルス信号となっている。
UH 01 : Logical product of V A1 and B1 VH 01 : Logical product of V B1 and C1 WH 01 : Logical product of V C1 and A1 UL 01 : Logical product of V B1 and A1 VL 01 : Logical product of V C1 and B1 WL 01: V d1 in logical fifth diagram of V A1 and C1 has a pulse signal having a duty is a PWM signal output from the PWM circuit 109.

PWM信号Vd1は通電切換回路104により次のように論理
処理され、通電切換信号UH1,VH1,WH1,UL1,VL1,WL1を得
る。
The PWM signal Vd1 is logically processed by the energization switching circuit 104 as follows to obtain energization switching signals UH 1 , VH 1 , WH 1 , UL 1 , VL 1 , WL 1 .

UH1:UH01 VH1:VH01 WH1:WH01 UL1:UL01とVd1の論理積 VL1:VL01とVd1の論理積 WL1:WL01とVd1の論理積 すなわち通電換信号は、前記通電状態指令回路103の
出力に、前記PWM回路109より出力されるPWM信号Vd1を重
畳した信号である。これらの通電切換信号はパワー回路
110に入力され、駆動コイル101a,101b,101cを順次通電
する。たとえば、UH1とVL1がHのときには駆動コイル10
1aから通電コイル101bへ電流流れ、UH1とWL1がHのとき
は駆動コイル101aから駆動コイル101cへ電流が流れる。
このようにして次々と駆動コイルの通電状態が切り換わ
りモータは駆動される。
UH 1 : UH 01 VH 1 : VH 01 WH 1 : WH 01 UL 1 : Logical product of UL 01 and V d1 VL 1 : Logical product of VL 01 and V d1 WL 1 : Logical product of WL 01 and V d1 The exchange signal is a signal in which the PWM signal Vd1 output from the PWM circuit 109 is superimposed on the output of the conduction state command circuit 103. These energization switching signals are
The current is input to the drive coil 110 to sequentially energize the drive coils 101a, 101b, and 101c. For example, when UH 1 and VL 1 are H
Current flows from 1a to energizing the coil 101b, when UH 1 and WL 1 is H current flows from the drive coils 101a to the drive coil 101c.
In this way, the energized state of the drive coil is switched one after another, and the motor is driven.

次に、PWM信号Vd1により、モータが可変速されること
について説明する。
Next, a description will be given of the case where the motor is variably driven by the PWM signal Vd1 .

第4図において、Fref1は速度指令信号である。In FIG. 4, F ref1 is a speed command signal.

また、FG1はモータの速度検出信号であり、位置検出
信号を次のように論理処理して得ることができる。
Further, FG 1 is a speed detection signal of the motor, it can be obtained by logically processing the position detection signal as follows.

FG1:(VA1・VB1C1) +(VA1B1・VC1) +(A1・VB1・VC1) ただし・は論理積を表し、+は論理和を表す。FG 1 : (V A1 · V B1 · C1 ) + (V A1 · B1 · V C1 ) + ( A1 · V B1 · V C1 ) where · represents a logical product and + represents a logical sum.

モータの速度が上がると、FG1の周波数が高くなる。
先ず周波数FFG1と測定指令信号Fref1の周波数fFref1
の関係が、 fFG1>fFref1 のときを考える。
As the motor speed increases, the frequency of FG 1 increases.
First, consider the case where the relationship between the frequency F FG1 and the frequency f Fref1 of the measurement command signal F ref1 is f FG1 > f Fref1 .

このとき速度制御回路105の出力を平滑したフィルタ
回路107の出力V1の電位は下がるよう動作し、その結
果、PWM回路109より出力されるPWM信号Vd1のデューティ
が低下し、駆動コイルへの給電量が減少するよう動作す
る。
In this case it operates to the potential of the output V 1 of the filter circuit 107 outputs the smoothed speed control circuit 105 decreases, so that the duty of the PWM signal V d1 output from the PWM circuit 109 is reduced, to the drive coil It operates to reduce the amount of power supply.

従って、モータは減速する。 Therefore, the motor decelerates.

逆に、モータの速度が下がり、FG1の周波数が低くな
り、fGF1とfFref1との関係が、 fFG1<fFref1 となったときを考える。
Conversely, decreases the speed of the motor, the frequency of the FG 1 is lowered, the relationship between the f GF1 and f fREF1 is, consider a case where a f FG1 <f Fref1.

このとき速度制御回路105の出力を平滑したフィルタ
回路107の出力V1の電位は上がるよう動作し、その結
果、PWM回路109より出力されるPWM信号Vd1のデューティ
が増大し、駆動コイルへの給電量が増加するよう動作す
る。
In this case it operates to the potential of the output V 1 of the filter circuit 107 outputs the smoothed speed control circuit 105 increases, so that the duty of the PWM signal V d1 output from the PWM circuit 109 is increased, to the drive coil It operates to increase the amount of power supply.

従って、モータは加速する。 Therefore, the motor accelerates.

結局、モータの速度は、速度検出信号FG1の周波数が
速度指令信号Fref1の周波数に一致するように制御され
ることになる。
After all, the speed of the motor, so that the frequency of the speed detection signal FG 1 is controlled to match the frequency of the speed command signal F ref1.

第6図は、モータの速度制御が安定に行なわれている
時のフィルタ回路107の出力V1とPWM信号Vd1の様子を示
したものである。第6図に示すように、フィルタ回路10
7の出力V1は、一般に完全な直流信号ではなく、モータ
の速度検出信号であるFG1の同一周波数成分を基本波と
するリップルを有する信号である。
Figure 6 is one in which the speed control of the motor showing a state of the output V 1 and the PWM signal V d1 of the filter circuit 107 when being performed stably. As shown in FIG.
Output V 1 of the 7 is generally not a complete direct current signal, a signal having a ripple of the same frequency component of the FG 1 is a speed detection signal of the motor and the fundamental wave.

PWM信号Vd1は、発振器(OSC)108の三角波信号出力V
OSC1と上記出力V1とをPWM回路109により比較して得たも
のであり、第6図に示すように、V1の値に応じてデュー
ティが変化するパルス信号となっている。
The PWM signal V d1 is a triangular wave signal output V of the oscillator (OSC) 108
The OSC1 and the output V 1 are those obtained by comparing the PWM circuit 109, as shown in FIG. 6, and has a pulse signal of varying duty depending on the value of V 1.

駆動コイルへの給電量は、上記PWM信号Vd1のデューテ
ィに応じて決定され、この従来例においては、Vd1のデ
ューティのLow期間が増加すると、駆動コイルへの給電
量が低下するよう動作を行う。
Feeding amount to the drive coil is determined according to the duty of the PWM signal V d1, this conventional example, when the Low period of the duty of V d1 increases, the operation as the power supply amount to the driving coil is reduced Do.

発明が解決しようとする課題 しかしなが上記のような構成では、比較的低速度でモ
ータを制御しようとする場合、以下のような不具合が生
じる。すなわち、モータを低速度で制御する場合、モー
タへの給電量はあまり必要ではない。従ってV1はVOSC1
の下限値に近づき、PWM信号Vd1のデューティを駆動コイ
ルへの給電量を低下させる方向(Vd1のLow期間を増加さ
せる方向)に変化させる。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above-described configuration, when the motor is controlled at a relatively low speed, the following problems occur. That is, when controlling the motor at a low speed, the amount of power supply to the motor is not so necessary. Therefore V 1 is V OSC1
, The duty of the PWM signal V d1 is changed in a direction to decrease the amount of power supply to the drive coil (in a direction to increase the low period of V d1 ).

ところが、V1は前述した通り、モータの速度検出信号
であるFG1と同一周波数成分を基本波とするリップルを
有しており、V1がVOSC1の下限値に近づくと、第7図に
示すごとく、V1のリップル電圧がVOSC1の下限値を下回
る期間が発生する。V1のリップル電圧がVOSC1の下限値
を下回ると、この期間PWM信号Vd1はデューティを有する
パルス信号ではなくなり、Vd1はLowレベルに固定され、
駆動コイルへの給電が停止される。
However, as V 1 was described above, the FG 1 and the same frequency component is a speed detection signal of the motor has a ripple with a fundamental wave and V 1 is closer to the lower limit of V OSC1, in FIG. 7 as shown, the ripple voltage of V 1 is period is generated below the lower limit of V OSC1. Ripple voltage V 1 is below the lower limit of V OSC1, this period PWM signal V d1 is no longer a pulse signal having a duty, V d1 is fixed to Low level,
Power supply to the drive coil is stopped.

このような、V1のリップル電圧がVOSC1の下限値を下
回り、駆動コイルへの給電が停止される期間は、VOCS1
の発振周波数(一般にPWM制御でいうところのキャリア
周波数)に対して比較的長く、V1のリップル電圧の周期
でくり返し発生する。すなわち、V1のリップル電圧の周
期で駆動コイルへの給電が行なわれたり、給電が停止さ
れたりする。このような状態を間欠運転状態と呼ぶこと
にする。間欠運転状態となると、モータは振動や回転ム
ラを生じたり、また、間欠運転状態のくり返し期間が可
聴域となった場合、騒音の原因にもなる。
Such a period during which the ripple voltage of V 1 is below the lower limit of V OSC1, power supply to the driving coil is stopped, V OCS1
Relatively long, repeatedly generated with a period of the ripple voltage V 1 with respect to the oscillation frequency (typically a carrier frequency as referred in PWM control). That, or feeding is performed to the drive coil in a period of the ripple voltage of V 1, the feed is or is stopped. Such a state will be referred to as an intermittent operation state. In the intermittent operation state, the motor generates vibrations and uneven rotation, and when the repetition period of the intermittent operation state becomes an audible range, it causes noise.

このように、従来のブラシレスモータの速度制御装置
は様々な課題を有していた。
As described above, the conventional brushless motor speed control device has various problems.

課題を解決するための手段 従来の課題を解決するために本発明のブラシレスモー
タの速度制御装置は、複数相の駆動コイルの通電状態を
順次切換える指令信号を出力する通電状態指令手段と、
速度を検出する速度検出手段と、速度指令手段と、上記
駆動コイルのへの給電量をパルス信号のデューティによ
り制御するパルス幅変調信号を出力し、上記通電状態指
令手段の出力信号に重畳されるパルス幅変調手段と、そ
のパルス幅変調手段より出力されるパルス信号のデュー
ティを制限する最小デューティクランプ手段と、上記パ
ルス幅変調手段によりパルス幅変調信号が重畳された上
記通電状態指令手段の指令信号を電力増幅し、上記駆動
コイルへ伝達するパワー手段とを具備したものである。
上記パルス幅変調手段は、上記速度検出手段から出力さ
れる速度検出信号と上記速度指令手段から出力される速
度指令信号との差に応じた速度制御信号を出力する速度
制御手段と、パルス幅変調信号のキャリア信号を出力す
る発振器と、そのキャリア信号と上記速度制御信号とを
比較する比較手段とから構成され、上記速度制御信号が
上記最小デューティクランプ手段で設定された所定値に
比べ例えば低い期間においては、上記キャリア信号と上
記速度制御信号との比較結果により決定されるデューテ
ィのパルス信号を出力し、一方、高い期間においては、
上記キャリア信号と同一の周期を有し、上記キャリア信
号と上記最小デューティクランプ手段で設定された所定
値との比較結果により決定されるデューティのパルス信
号を出力するように成したものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the conventional problems, a speed control device for a brushless motor according to the present invention includes an energization state instruction unit that outputs an instruction signal for sequentially switching energization states of a plurality of phases of drive coils,
A speed detecting means for detecting a speed, a speed commanding means, and a pulse width modulation signal for controlling an amount of power supplied to the drive coil by a duty of a pulse signal, which is superimposed on an output signal of the energization state commanding means Pulse width modulation means, minimum duty clamp means for limiting the duty of a pulse signal output from the pulse width modulation means, and a command signal of the energization state command means on which a pulse width modulation signal is superimposed by the pulse width modulation means And power means for amplifying the power and transmitting the amplified power to the drive coil.
The pulse width modulation means includes: a speed control means for outputting a speed control signal corresponding to a difference between a speed detection signal output from the speed detection means and a speed command signal output from the speed command means; An oscillator for outputting a carrier signal of the signal, and comparing means for comparing the carrier signal with the speed control signal, wherein the speed control signal is, for example, a period during which the speed control signal is lower than a predetermined value set by the minimum duty clamp means. Outputs a pulse signal having a duty determined by a result of comparison between the carrier signal and the speed control signal, while in a high period,
A pulse signal having the same cycle as the carrier signal and having a duty determined by a result of comparison between the carrier signal and a predetermined value set by the minimum duty clamp means is output.

作用 本発明は上記した構成により、PWM回路より出力され
るパルス信号のデューティを可変してモータへの給電量
を調整することによりモータを速度制御する際に、その
パルス信号の最小デューティを制限し、モータ駆動コイ
ルへの給電量が所定のレベル以下にならないように速度
制御を行うので、低速で速度制御を行う場合においても
モータを間欠運転することなく安定して駆動制御するこ
とが可能であり、モータを低速から高速まで広範囲に渡
って速度制御することができる。
Effect of the Invention With the above-described configuration, the present invention limits the minimum duty of a pulse signal when controlling the speed of the motor by varying the duty of the pulse signal output from the PWM circuit and adjusting the amount of power supplied to the motor. Since the speed control is performed so that the amount of power supplied to the motor drive coil does not fall below a predetermined level, it is possible to stably control the motor without intermittent operation even when performing speed control at a low speed. The speed of the motor can be controlled over a wide range from low speed to high speed.

実施例 以下、本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
速度制御装置について、図面を参照しながら説明する。
Embodiment Hereinafter, a speed control device for a brushless motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例におけるブラシレスモー
タの速度制御装置の回路構成図である。第1図におい
て、1a,1b,1cはモータ駆動コイルである。前記駆動コイ
ル1a,1b,1cの一端はパワー回路9の出力端子に接続され
他端は共通接続されている。位置検出回路2の出力端子
は通電状態指令回路3の入力端子に接続され、前記通電
状態指令回路3の出力端子は通電切換回路8の入力端子
に接続されている。前記通電切換回路8の出力信号は前
記パワー回路9により電力増幅されて前記駆動コイル1
a,1b,1cを順次、通電してモータを回転させる。速度検
出回路4は前記通電状態指令回路3より出力される信号
を合成してモータの速度検出信号FGを出力する。速度指
令回路5は、モータの速度指令信号Frefを出力し前記モ
ータの速度検出信号FGと共にPWM回路6に入力される。
前記PWM回路6は前記速度検出回路4の出力と前記速度
指令回路5の出力がそれぞれ入力される速度制御回路20
と、OSC21と、前記速度制御回路20の出力と前記OSC21の
出力がそれぞれ入力されるPWMコンパレータ22とにより
構成され、デューティを有するパルス信号を前記通電切
換回路8に伝達している。7は最小デューティクランプ
回路7であり、前記PWM回路6の構成要素であるPWMコン
パレータ22に接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of a brushless motor speed controller according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1a, 1b, and 1c denote motor drive coils. One ends of the driving coils 1a, 1b, 1c are connected to an output terminal of the power circuit 9, and the other ends are commonly connected. An output terminal of the position detection circuit 2 is connected to an input terminal of the conduction state instruction circuit 3, and an output terminal of the conduction state instruction circuit 3 is connected to an input terminal of the conduction state switching circuit 8. The output signal of the energization switching circuit 8 is power-amplified by the power circuit 9 and
a, 1b, and 1c are sequentially energized to rotate the motor. The speed detection circuit 4 combines the signals output from the conduction state command circuit 3 and outputs a motor speed detection signal FG. The speed command circuit 5 outputs a motor speed command signal Fref and is input to the PWM circuit 6 together with the motor speed detection signal FG.
The PWM circuit 6 includes a speed control circuit 20 to which the output of the speed detection circuit 4 and the output of the speed command circuit 5 are input.
, An OSC 21, and a PWM comparator 22 to which the output of the speed control circuit 20 and the output of the OSC 21 are respectively input, and transmits a pulse signal having a duty to the energization switching circuit 8. Reference numeral 7 denotes a minimum duty clamp circuit 7, which is connected to a PWM comparator 22, which is a component of the PWM circuit 6.

以上のように構成された本発明の一実施例におけるブ
ラシレスモータの速度制御装置について、その動作を以
下に説明する。
The operation of the speed controller for a brushless motor according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described below.

第2図は第1図における動作信号波形図である。第2
図において、VA,VB,VCは位置検出回路2より出力される
可動子の位置検出信号波形である。位置検出信号VA,VB,
VCは通電状態指令回路3により次のように論理処理され
通電状態指令信号UH0,VH0,WH0,UL0,VL0,WL0を得る。
FIG. 2 is an operation signal waveform diagram in FIG. Second
In the figure, VA, VB and VC are the position detection signal waveforms of the mover output from the position detection circuit 2. Position detection signals VA, VB,
VC is logically processed by the conduction state command circuit 3 as follows to obtain conduction state command signals UH0, VH0, WH0, UL0, VL0, WL0.

UH0:VAの論理積 VH0:VBの論理積 WH0:VCの論理積 UL0:VBの論理積 VL0:VCの論理積 WL0:VAの論理積 第2図においてVdはPWM回路6より出力されるPWM信号
でありデューティを有するパルス信号となっている。PW
M信号Vdは次のように論理処理され、通電切換信号UH,V
H,WH,UL,VL,WLを得る。
UH 0 : V Logical product of A and B VH 0 : Logical product of V B and C WH 0 : Logical product of V C and A UL 0 : Logical product of V B and A VL 0 : Logical product of V C and B WL 0 : Logical product of V A and C In FIG. 2, V d is a PWM signal output from the PWM circuit 6 and is a pulse signal having a duty. PW
The M signal Vd is logically processed as follows, and the energization switching signals UH, V
Obtain H, WH, UL, VL, WL.

UH:UH0 VH:VH0 WHWH0 UL:UL0とVdの論理積 VL:VL0とVdの論理積 WL:WL0とVdの論理積 すなわち通電切換信号は、前記通電状態指令回路3の
出力に、前記PWM回路6より出力されるPWM信号Vdを重畳
した信号である。
UH: UH 0 VH: VH 0 WHWH 0 UL: Logical product of UL 0 and V d VL: Logical product of V 0 and V d WL: Logical product of WL 0 and V d the output of the circuit 3 is a signal obtained by superimposing a PWM signal V d output from the PWM circuit 6.

これらの通電切換信号はパワー回路9に入力され、駆
動コイル1a,1b,1cを順次通電する。例えば、UHとVLがH
のときには駆動コイル1aから駆動コイル1bへ電流が流
れ、UHとWLがHのときには駆動コイル1aから駆動コイル
1cへ電流が流れる。このようにして次々と駆動コイルの
通電状態が切り換わりモータは駆動される。
These energization switching signals are input to the power circuit 9 to sequentially energize the drive coils 1a, 1b, 1c. For example, UH and VL are H
When current is flowing from the driving coil 1a to the driving coil 1b, when UH and WL are H, the driving coil 1a
Current flows to 1c. In this way, the energized state of the drive coil is switched one after another, and the motor is driven.

次にPWM信号Vdにより、モータが可変速されることに
ついて説明する。第2図においてFGはモータの速度検出
信号であり、位置検出信号VA,VB,VCを次のような論理処
理して得ることができる。
Then the PWM signal V d, is described that the motor is variable speed. In FIG. 2, FG is a motor speed detection signal, which can be obtained by performing the following logical processing on the position detection signals VA, VB, VC.

FG:(VA・VB) +(VA・VC) +(・VB・VC) ただし・は論理積を表し、+は論理和を表す。FG: (V A V B C ) + (V A B V C ) + ( A V B V C ) where represents a logical product and + represents a logical sum.

モータの速度が上がると、FGの周波数が高くなる。ま
ず周波数fFGと速度指令信号FreFの周波数fFrefとの関係
が、 fFG>fFref のときを考える。
As the speed of the motor increases, the frequency of FG increases. First, consider the case where the relationship between the frequency f FG and the frequency f Fref of the speed command signal F reF is f FG > f Fref .

このとき速度制御回路20の出力信号Vの電位は上が
り、PWMコンパレータ22より出力されるPWM信号Vdのデュ
ーティを低下させ、駆動コイルへの給電量を減少させる
よう動作する。その結果、モータは減速する。
At this time, the potential of the output signal V of the speed control circuit 20 increases, reducing the duty of the PWM signal V d output from the PWM comparator 22, operates to reduce the amount of power supplied to the driving coil. As a result, the motor decelerates.

逆に、モータの速度が下がり、FGの周波数が低くな
り、fFGとfFref1との関係が、 fFG<fFref となったときを考える。
Conversely, consider the case where the motor speed decreases, the frequency of FG decreases, and the relationship between f FG and f Fref1 satisfies f FG <f Fref .

このとき速度制御回路20の出力信号Vの電位は下が
り、PWMコンパレータ22より出力されるPWM信号Vdのデュ
ーティを増大させ、駆動コイルへの給電量を増加させる
よう動作する。その結果、モータは加速する。
At this time, the potential of the output signal V of the speed control circuit 20 decreases, increasing the duty of the PWM signal V d output from the PWM comparator 22, it operates to increase the power supply amount to the drive coil. As a result, the motor accelerates.

結局モータの速度は、速度検出信号FGの周波数が速度
指令信号Frefの周波数に一致するように制御されること
になる。
Eventually, the speed of the motor is controlled so that the frequency of the speed detection signal FG matches the frequency of the speed command signal Fref .

次にPWM回路6および最小デューティクランプ回路7
の詳細な動作について説明する。
Next, the PWM circuit 6 and the minimum duty clamp circuit 7
Will be described in detail.

第3図は第1図におけるPWM回路および最小デューテ
ィクランプ回路の動作信号波形図である。第3図におい
てVは速度制御回路20の出力信号であり、VOSCはOSC21
より出力される三角波信号である。PWMコンパレータ22
はトランジスタ31〜35,定電流源30,抵抗36により構成さ
れる差動増幅回路である。V,VOSCはトランジスタ31,32
のベースにそれぞれ入力される。トランジスタ31〜34に
流れる電流をそれぞれI31〜I34とすると、最小デューテ
ィクランプ回路7が付加されていなければ、V>VOSC
ときI31<I32となる。トランジスタ33,34はカレントミ
ラー回路を構成しておりI31=I34である。また、I31=I
33なので、 I32>I34となる。
FIG. 3 is an operation signal waveform diagram of the PWM circuit and the minimum duty clamp circuit in FIG. In FIG. 3, V is an output signal of the speed control circuit 20, and V OSC is OSC21.
This is a triangular signal output from PWM comparator 22
Is a differential amplifier circuit composed of transistors 31 to 35, a constant current source 30, and a resistor 36. V and V OSC are transistors 31 and 32
Is input to each of the bases. Assuming that currents flowing through the transistors 31 to 34 are I 31 to I 34 , respectively, when V> V OSC , I 31 <I 32 unless the minimum duty clamp circuit 7 is added. The transistors 33 and 34 form a current mirror circuit, and I 31 = I 34 . Also, I 31 = I
33, so I 32 > I 34 .

このときトランジスタ35がONして、抵抗36に電圧降下
を生じるので、VdはLとなる。
At this time, the transistor 35 is turned ON, since they produce a voltage drop in the resistor 36, V d becomes L.

反対にV<VOSCのときにはトランジスタ35がOFFし
て、VdはHとなる。このときの動作波形をVd=Vd0とし
て第3図に示す。
And transistor 35 is OFF when the opposed V <V OSC, V d becomes H. The operation waveform at this time is shown in FIG. 3 assuming that V d = V d0 .

Vd0がHのときにはモータに給電され、Lのときには
モータへの給電は停止される。
When V d0 is H, power is supplied to the motor, and when V d0 is L, power supply to the motor is stopped.

次に最小デューティクランプ回路7を付加した場合の
動作について説明する。最小デューティクランプ回路7
はトランジスタ40と基準電圧源41(出力電圧VL)により
構成されている。トランジスタ40を流れる電流をI40
すると、I33=I31+I40となる。
Next, the operation when the minimum duty clamp circuit 7 is added will be described. Minimum duty clamp circuit 7
Is composed of a transistor 40 and a reference voltage source 41 (output voltage V L ). If the current flowing through the transistor 40 is I 40 , then I 33 = I 31 + I 40 .

V>VLのときI31≪I40となり、 I33≒I40と近似できる。したがって、PWMコンパレー
タ22の出力信号Vdのデューティは基準電圧VLによって決
定される。
When V> VL , I 31 ≪I 40 , which can be approximated to I 33 ≒ I 40 . Accordingly, the duty of the output signal V d of the PWM comparator 22 is determined by the reference voltage V L.

V<VLのときI31≫I40となり、 I33≒I31と近似できるのでVdのデューティは速度制御
回路20の出力信号Vにより決定される。すなわち、Vd
出力は第3図のVdCのようになり、従来例で述べたよう
な低速度制御時に発生するモータへの給電が停止される
期間は存在しなくなり、モータの間欠運転はなくなる。
I 31 »I 40 next when V <V L, the duty of V d so can be approximated by I 33 ≒ I 31 is determined by the output signal V of the speed control circuit 20. That is, the output of V d becomes as shown in V dC of FIG. 3, the period during which power supply is stopped to the motor for generating the low-speed control time as described in the prior art is no longer present, the intermittent operation of the motor Disappears.

以上のように本実施例によれば、最小デューティクラ
ンプ回路7を設けたことにより、モータが間欠運転状態
になることを防止し、振動や回転ムラ,騒音などを発生
させずにブラシレスモータを低速度から高速度まで可変
速制御することが可能となるものである。
As described above, according to the present embodiment, the provision of the minimum duty clamp circuit 7 prevents the motor from being in an intermittent operation state, and reduces the brushless motor without generating vibration, uneven rotation, noise, and the like. It is possible to perform variable speed control from speed to high speed.

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、最小デュー
ティクランプ回路を付加することにより、PWM回路より
出力されるパルス信号のデューティを可変してモータへ
の給電量を制御する際に、そのパルス信号の最小デュー
ティを制限し、モータ駆動コイルへの給電量が所定のレ
ベル以下にならないように速度制御を行なうので、キャ
リア周波数の周期よりも長い時間モータへの給電が停止
されるいわゆる間欠運転とならず、低速回転指令時にお
いてモータにあまり給電する必要がない場合に特に有効
であり、モータを低速から高速まで広い範囲にわたって
可変速制御することができ、しかも、安価で簡単な構成
で実現することができる。
Advantageous Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention adds a minimum duty clamp circuit to vary the duty of the pulse signal output from the PWM circuit to control the power supply to the motor. Since the minimum duty of the pulse signal is limited and the speed is controlled so that the amount of power supplied to the motor drive coil does not fall below a predetermined level, the power supply to the motor is stopped for a period longer than the cycle of the carrier frequency. This is particularly effective when it is not necessary to supply power to the motor at low-speed rotation command when the operation is not performed.The motor can be controlled at a variable speed from a low speed to a high speed over a wide range. Can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
速度制御装置の回路構成図、第2図は第1図における動
作信号波形図、第3図は第1図におけるPWM回路および
最小デューティクランプ回路の動作信号波形図、第4図
は従来のブラシレスモータの速度制御装置の回路構成
図、第5図は第4図における動作信号波形図、第6図は
第4図における構成PWM回路の動作信号波形図、第7図
は第4図におけるモータ低速度指令のPWM回路の動作信
号波形図である。 1a,1b,1c……駆動コイル、3……通電状態指令手段(通
電状態指令回路)、4……速度検出手段(速度検出回
路)、5……速度指令手段(速度指令回路)、6……パ
ルス幅変調手段(PWM回路)、7……最小デューティク
ランプ手段(最小デューティクランプ回路)、9……パ
ワー手段(パワー回路)、20……速度制御手段(速度制
御回路)、21……発振器(OSC)、22……比較手段(PWM
コンパレータ)。
FIG. 1 is a circuit diagram of a brushless motor speed controller according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation signal waveform diagram in FIG. 1, and FIG. 3 is a PWM circuit and a minimum duty clamp circuit in FIG. FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a conventional brushless motor speed control device, FIG. 5 is an operation signal waveform diagram in FIG. 4, and FIG. 6 is an operation signal of a PWM circuit in FIG. FIG. 7 is a waveform diagram of an operation signal of the PWM circuit for the motor low speed command in FIG. 1a, 1b, 1c: drive coil, 3: energization state command means (energization state instruction circuit), 4: speed detection means (speed detection circuit), 5: speed instruction means (speed instruction circuit), 6 ... ... Pulse width modulation means (PWM circuit), 7 ... Minimum duty clamp means (Minimum duty clamp circuit), 9 ... Power means (power circuit), 20 ... Speed control means (Speed control circuit), 21 ... Oscillator (OSC), 22 …… Comparison means (PWM
comparator).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−46192(JP,A) 特開 昭60−51492(JP,A) 実開 平3−11397(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 6/00 - 6/24──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-46192 (JP, A) JP-A-60-51492 (JP, A) JP-A-3-11397 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) H02P 6/ 00-6/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】モータの複数相の駆動コイルと、前記駆動
コイルの通電状態を順次切換える指令信号を出力する通
電状態指令手段と、モータの速度を検出する速度検出手
段と、モータの速度指令手段と、前記駆動コイルのへの
給電量をパルス信号のデューティにより制御するパルス
幅変調信号を出力し、前記通電状態指令手段の出力信号
に重畳されるパルス幅変調手段と、そのパルス幅変調手
段より出力されるパルス信号のデューティを制限する最
小デューティクランプ手段と、前記パルス幅変調手段に
よりパルス幅変調信号が重畳された前記通電状態指令手
段の出力信号を電力増幅し、前記駆動コイルへ伝達する
パワー手段とを具備したブラシレスモータの速度制御装
置であって、前記パルス幅変調手段は、前記速度検出手
段から出力される速度検出信号と前記速度指令手段から
出力される速度指令信号との差に応じた速度制御信号を
出力する速度制御手段と、パルス幅変調信号のキャリア
信号を出力する発振器と、そのキャリア信号と前記速度
制御信号とを比較する比較手段とから構成され、前記速
度制御信号と前記最小デューティクランプ手段で設定さ
れた所定値との大小関係がある状態の期間においては、
前記キャリア信号と前記速度制御信号との比較結果によ
り決定されるデューティのパルス信号を出力し、前記速
度制御信号が前記最小デューティクランプ手段で設定さ
れた所定値との大小関係が上記状態とは反対の期間にお
いては、前記キャリア信号と同一の周期を有し、前記キ
ャリア信号と前記最小デューティクランプ手段で設定さ
れた所定値との比較結果により決定されるデューティの
パルス信号を出力するように成したブラシレスモータの
速度制御装置。
1. A motor having a plurality of phases of driving coils, an energizing state instructing means for outputting a command signal for sequentially switching energizing states of the driving coils, a speed detecting means for detecting a motor speed, and a motor speed instructing means. And a pulse width modulation unit that outputs a pulse width modulation signal that controls the amount of power supplied to the drive coil by the duty of a pulse signal, and that is superimposed on an output signal of the energization state command unit. Minimum duty clamping means for limiting the duty of the output pulse signal; and power for amplifying the output signal of the conduction state command means on which the pulse width modulation signal is superimposed by the pulse width modulation means and transmitting the output signal to the drive coil. Means for controlling the speed of the brushless motor, wherein the pulse width modulation means is output from the speed detection means. A speed control unit that outputs a speed control signal corresponding to a difference between a degree detection signal and a speed command signal output from the speed command unit; an oscillator that outputs a carrier signal of a pulse width modulation signal; A speed control signal and a comparing means for comparing the speed control signal with the predetermined value set by the minimum duty clamp means.
A pulse signal having a duty determined by a comparison result between the carrier signal and the speed control signal is output, and the magnitude relationship between the speed control signal and a predetermined value set by the minimum duty clamp unit is opposite to the above state. In the period, a pulse signal having the same cycle as the carrier signal and having a duty determined by a comparison result between the carrier signal and a predetermined value set by the minimum duty clamp means is output. Speed control device for brushless motor.
JP2159048A 1990-03-07 1990-06-18 Speed control device for brushless motor Expired - Lifetime JP2822618B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2159048A JP2822618B2 (en) 1990-06-18 1990-06-18 Speed control device for brushless motor
GB9104800A GB2243504B (en) 1990-03-07 1991-03-07 Drive apparatus for brushless motor
US07/908,813 US5300866A (en) 1990-03-07 1992-07-08 Drive apparatus and speed control apparatus for brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2159048A JP2822618B2 (en) 1990-06-18 1990-06-18 Speed control device for brushless motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0449886A JPH0449886A (en) 1992-02-19
JP2822618B2 true JP2822618B2 (en) 1998-11-11

Family

ID=15685092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2159048A Expired - Lifetime JP2822618B2 (en) 1990-03-07 1990-06-18 Speed control device for brushless motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2822618B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0449886A (en) 1992-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4746942B2 (en) Motor speed control integrated circuit
US5300866A (en) Drive apparatus and speed control apparatus for brushless motor
JP2599268B2 (en) Method and apparatus for controlling current of motor winding
US7509032B2 (en) Motor drive control circuit and motor apparatus using the same
US20060049785A1 (en) Brushless motor drive device
JPH1080182A (en) Drive control apparatus for motor
WO1989007364A1 (en) Speed controller
JP2822618B2 (en) Speed control device for brushless motor
US4296367A (en) Speed control method for AC motors and an apparatus for the control
US20010054874A1 (en) Spindle motor drive circuit
JPH0630594A (en) Motor controlling apparatus
JP2001345682A (en) Triangular wave generating circuit, pwm controller, and electric power steering system
JP2001042956A (en) Inductive load driving circuit
KR100339527B1 (en) Current restraining device for drum motor driving system
JP3065098B2 (en) Brushless DC motor drive circuit
JP2726212B2 (en) Motor control circuit and motor system using the same
JP2004289946A (en) Motor drive circuit
JP3309407B2 (en) Motor control device
KR0113458Y1 (en) Two-phase brushless motor control circuit
JPS6137873B2 (en)
JPH0733600Y2 (en) Stepping motor drive
JP2575165B2 (en) Drive control device for DC motor
JPS60204287A (en) Operation controller of brushless motor
JP3698211B2 (en) Fan drive control circuit
JPH06245591A (en) Drive method for stepping motor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080904

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080904

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090904

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090904

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100904

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100904

Year of fee payment: 12