JP2903267B2 - ブラシレスモータの速度制御装置 - Google Patents

ブラシレスモータの速度制御装置

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JP2903267B2
JP2903267B2 JP3274826A JP27482691A JP2903267B2 JP 2903267 B2 JP2903267 B2 JP 2903267B2 JP 3274826 A JP3274826 A JP 3274826A JP 27482691 A JP27482691 A JP 27482691A JP 2903267 B2 JP2903267 B2 JP 2903267B2
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voltage
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伸一 大井
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Diesel Kiki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ロータに回転磁界を
与えるコイルに供給される方形波の立ち下がり速度を可
変して速度制御を行うブラシレスモータの速度制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のブラシレスモータの速度制御方式
としては、特開昭58−172993号公報に、ロータ
に回転磁界を与えるために供給される方形波をパルス幅
変調(PWM:Pulse-Width Modulation) することによ
ってパルス幅を変え、これによって速度制御を行うもの
が開示されている。
【0003】しかし、PWM方式においては、方形波の
立ち上がり時及び立ち下がり時においてサージが発生
し、これが誤動作や外部回路へのノイズ電圧等の問題を
発生させていた。このために、特開昭60−20428
6号公報には、レギュレータによって電圧を可変する方
式が開示されているが、制御回路が複雑となりコスト高
になるという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このために、この発明
は、特に中低速時の騒音(振動)の原因となる方形波の
立ち下がり時のサージを解消すると共に、速度制御回路
を簡略化したブラシレスモータの速度制御装置を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】しかして、この発明は、
永久磁石を有するロータと、このロータに回転磁界を与
えるコイルと、前記ロータの位置を検出するホール素子
を具備してなるブラシレスモータに取付られ、前記ロー
タの回転速度を設定する速度設定器と、前記ロータの回
転を検出するホール素子と、前記コイルに供給される電
流を発生させる駆動回路と、一定の方形波を出力する制
御回路と、この方形波を制御して前記駆動回路に出力す
ることによって前記ロータの回転速度を変化させる速度
制御回路からなるブラシレスモータの速度制御装置にお
いて、前記速度制御回路が、前記制御回路により供給さ
れた方形波の立ち上がり時から漸次電圧が上昇する三角
波を形成する三角波形成手段と、この三角波形成手段に
よって形成された三角波と前記速度設定器によって設定
された速度設定電圧を比較する比較手段と、前記制御回
路から供給された方形波を、前記比較手段によって前記
三角波の電圧と前記速度設定電圧が等しくなった時点か
ら減衰させる方形波減衰手段とを具備することにある。
【0006】
【作用】したがって、この発明においては、三角波発生
手段によって、漸次電圧が上昇する三角波を形成し、こ
の三角波が速度設定器によって設定された速度設定電圧
と一致する時点から、前記コイルに供給される方形波の
電圧を減衰させることによって、方形波の急激な立ち下
がりによるサージの発生を解消することができ、さらに
この電圧の減衰を利用してロータの回転速度制御を行う
ことによって上記課題が達成できるものである。
【0007】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。
【0008】図1においてブラシレスモータは、永久磁
石2を有するロータ1と、このロータ1に回転磁界を与
えるコイル4,5,6と、前記ロータ1の位置を検出す
るホール素子3a,3b,3cを有しており、このブラ
シレスモータに内設された図示しない基板上には駆動回
路7、速度制御回路8,8,8、制御回路9、及び速度
設定器10によって構成されるブラシレスモータの回転
速度制御装置が設けられている。
【0009】制御回路9は、図示しない公知のマイクロ
コンピュータを内臓しており、前記ホール素子3a,3
b,3cによって検出されたロータ位置及び速度設定器
10を構成する摺動抵抗17による速度設定電圧が入力
され、これらの入力信号によって作動タイミングを決定
し、この作動タイミングに相当する方形波を駆動回路7
に出力するものである。
【0010】駆動回路7は、この実施例においては電界
効果トランジスタ(FET)11〜16によって構成さ
れており、直列に接続されたFET11とFET14の
間にコイル4の端子が接続され、同様にFET12とF
ET15の間にはコイル5の端子が、FET13とFE
T16の間にはコイル6の端子が接続されるものであ
る。尚、この実施例においてはコイル4,5,6の他端
は結合されてスター結合を構成し、前記制御回路9から
出力された方形波がFET11〜16のゲートに印加さ
れることによって(特に、この実施例においてはFET
11〜13には速度制御回路8を介して印加され
る。)、FET11〜16が適宜ON/OFFし、コイ
ル4,5,6に三相電流が流れて回転磁界が発生するも
のである。
【0011】この発明に係る速度制御回路8には、図2
に示すように制御回路9から印加された方形波V1が端
子18から、速度設定器10によって設定された速度設
定電圧が端子19から入力されるものである。
【0012】端子18に入力された方形波V1〔図3
(a)〕は、インバータ20に入力されて逆転しトラン
ジスタ24のベースに印加される。これによって、方形
波V1に所定電圧が発生している間は、インバータ20
によって逆転されるためにトランジスタ24はOFF状
態となり、電源線23から抵抗R2によって分圧された
電圧V5がトランジスタ24のコレクタ側に発生するこ
ととなる。
【0013】また、前記端子18から入力された方形波
V1は、インバータ21にも供給され、このインバータ
21で逆転してトランジスタ25のベースに印加され
る。このためにトランジスタ25は、方形波V1に所定
電圧が発生している間は、OFFされることとなり、ト
ランジスタ25のコレクタに電源線23から抵抗R4で
分圧された電圧V2が発生するが、この電圧V2は図3
の(b)で示されるように、コンデンサC1と抵抗R4
で決定される時定数に従ってコンデンサC1が充電され
る間徐々に高くなって行くものである。また、方形波V
1が立ち下がった場合には、トランジスタ25が導通す
るために、V2は零となる。これによって前記方形波V
1と周期を同じくする三角波V2が発生することとな
る。
【0014】この三角波V2は、抵抗R5を介してオペ
アンプ22の非反転端子に入力され、またオペアンプ2
2の反転端子には抵抗R10を介して電圧降下された速
度設定電圧V3が入力される。これによってオペアンプ
22の出力側には前記三角波V2が速度設定電圧V3以
上になった場合に電圧V4が出力されることとなり、こ
の電圧V4〔図3(c)〕は抵抗R7を介してトランジ
スタ26のベースに印加される。
【0015】これによって、前記三角波V2が速度設定
電圧V3よりも大きくなる時点T1,T2,T3からト
ランジスタ26が導通し、前記トランジスタ24のコレ
クタに発生した電圧V5は、図3(d)のように前記時
点T1,T2,T3から立ち下がることとなる。
【0016】しかし、この電圧V5は、抵抗R8及びダ
イオードD1を介してコンデンサC2を充電しており、
このためFET11、FET12、若しくはFET13
のゲートに印加されるゲート電圧V6は、図3(e)に
示されるようにV5の立ち下がり時点T1,T2,T3
から、抵抗R9及びトランジスタ26を介してコンデン
サC2が放電する間、ゲート電圧V6は減衰するもので
ある。尚、この場合、抵抗R8は数10Ωと小さい値に
し、抵抗R9は数KΩと大きい値にすることによって、
コンデンサC2の充電時間を短くでき、さらにコンデン
サC2の放電時間(減衰時間)を長くすることができる
ため図3(e)に示す特性が得られるものである。
【0017】尚、図2の回路図において、R1,R3は
トランジスタ24,25のバイアス抵抗であり、R6は
オペアンプ22の帰還抵抗である。
【0018】以上の構成により、速度設定電圧V3が低
速付近に設定されている場合、例えば図3(b)中の実
線Aで示されるレベルにある場合には、三角波V2が速
度設定電圧V3よりもT1時点で大きくなるため、V5
はこのT1時点から立ち下がることとなる。このため
に、ゲート電圧V6は、図3(e)の実線Mで示すよう
にT1時点から漸次電圧降下することとなり、V6の実
効値が低下することによって、ロータ1の回転が低速に
なるものである。
【0019】また、速度設定電圧V3が中速付近に設定
されている場合、例えば図3(b)中の一点鎖線Bで示
されるレベルにある場合には、三角波V2は速度設定電
圧V3よりもT2時点で大きくなるため、V5はT2時
点から立ち下がることとなる。このために、ゲート電圧
V6は、図3(e)の一点鎖線Nで示すようにT2時点
から漸次電圧降下することとなり、V6の実効値は前述
の低速時よりも大きくなり、ロータ1は中速で回転する
ものである。
【0020】さらに、速度設定電圧V3が前記三角波V
2の最大電圧よりも大きく設定されている場合には、V
4が発生しないために、V5はそのままゲートに印加さ
れてV6となるため、V6は図3(e)の二点鎖線Pで
示すように方形波となり、このためロータ1は最大速度
で回転するものである。
【0021】これによって、速度設定器10をリニアに
変化させることによって、ロータ1の回転速度をリニア
に変化できるものである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ロータの中低速回転時において、方形波の急激な立ち下
がりがなくなるために方形波の立ち下がり時に発生する
サージが抑制でき、もって中低速時に発生する騒音(振
動)を防止できると共に、この電圧の減衰を利用してロ
ータの回転制御を行うために、速度制御回路を簡略化で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のブラシレスモータの速度制御装置の
全体構成図である。
【図2】この発明に係る実施例による速度制御回路の電
気回路図である。
【図3】この発明に係る実施例による速度制御回路のタ
イミングチャート図である。
【符号の説明】
1 ロータ 2 永久磁石 3a,3b,3c ホール素子 4,5,6 コイル 7 駆動回路 8 速度制御回路 9 制御回路 10 速度設定器 11〜16 電界効果トランジスタ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 永久磁石を有するロータと、このロータ
    に回転磁界を与えるコイルと、前記ロータの位置を検出
    するホール素子を具備してなるブラシレスモータに取付
    られ、前記ロータの回転速度を設定する速度設定器と、
    前記ロータの回転を検出するホール素子と、前記コイル
    に供給される電流を発生させる駆動回路と、一定の方形
    波を出力する制御回路と、この方形波を制御して前記駆
    動回路に出力することによって前記ロータの回転速度を
    変化させる速度制御回路からなるブラシレスモータの速
    度制御装置において、 前記速度制御回路が、前記制御回路により供給された方
    形波の立ち上がり時から漸次電圧が上昇する三角波を形
    成する三角波形成手段と、この三角波形成手段によって
    形成された三角波と前記速度設定器によって設定された
    速度設定電圧を比較する比較手段と、前記制御回路から
    供給された方形波を、前記比較手段によって前記三角波
    の電圧と前記速度設定電圧が等しくなった時点から減衰
    させる方形波減衰手段とを具備することを特徴とするブ
    ラシレスモータの速度制御装置。
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