JP2940281B2 - Drive device for brushless DC motor - Google Patents
Drive device for brushless DC motorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ブラシレス直流モー
タの電機子巻線に誘起された誘起電圧に基づいて磁石回
転子と電機子巻線との相対的位置を検出し、検出した相
対的位置に基づいてブラシレス直流モータを駆動するよ
うにしたブラシレス直流モータの駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a relative position between a magnet rotor and an armature winding based on an induced voltage induced in an armature winding of a brushless DC motor, and detects the detected relative position. The present invention relates to a brushless DC motor driving device that drives a brushless DC motor based on the following.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ブラシレス直流モータは通常、回転子の
磁極位置を検出するための検出器が設けられているが、
高温高圧下で使用される空気調和機の圧縮機等において
は、信頼性が悪い等のために、最近では、電機子巻線に
誘起される誘起電圧によって磁石回転子と電機子巻線と
の相対的位置を検出し、検出した相対的位置に基づいて
インバータの転流信号を生成することにより、上記検出
器をなくしたものが種々提案されている。2. Description of the Related Art A brushless DC motor is usually provided with a detector for detecting a magnetic pole position of a rotor.
In air conditioner compressors and the like used under high temperature and high pressure, recently, due to poor reliability, etc., recently, the induction voltage induced in the armature winding causes Various proposals have been made to eliminate the detector by detecting a relative position and generating a commutation signal of the inverter based on the detected relative position.
【０００３】この種のブラシレス直流モータとしては、
従来、図６に示すようなものがある(特開昭５２−６９
１９号公報)。この図６において、３１はブラシレス直
流モータの３相電機子巻線、３２はインバータ、３３は
電源部、３４は回転位置検出回路、３５はスイッチ回
路、３６はリングカウンタ、３７は制御発信器、３８は
速度検出回路、３９はコントロール回路である。図７は
回路波形図である。ブラシレス直流モータを起動すると
きは、コントロール回路３９に一定周波数のパルス信号
である駆動指令信号４０が与えられる。そうすると、コ
ントロール回路３９は、スイッチ回路３５をリングカウ
ンタ３６側に切り換えると共に、パルス信号４０をカウ
ントして一定周期の信号４１を発生し、そして、この信
号４１の周期に対応した周期でレベルが漸減する信号４
２を制御発信器３７に出力する。これにより制御発信器
３７は低周波数から高周波数に変化する同期パルス４３
を繰り返し発生し、リングカウンタ３６に出力する。こ
のリングカウンタ３６の出力信号はスイッチ回路３５を
介してサイクリックにインバータ３２のトランジスタの
ベースに印加され、ブラシレス直流モータが回転を始
め、回転速度が漸増し、速度検出回路３８の出力信号４
４が漸増する。モータの回転速度が一定値に達すると、
コントロール回路３９は信号４５をスイッチ回路３５に
出力してスイッチ回路３５を回転位置検出回路３４側に
切り換える。以後、モータは誘起電圧を利用した定常運
転状態に入る。この運転の切り換えを図８に示す。この
図８はインバータ３２に印加される駆動信号の周波数の
時間的な変化を示している。モータの負荷条件や何等か
の外乱によりモータの起動が失敗して信号４５が出力さ
れない場合には、再度、同期パルス４３が出力される。
この起動動作の繰り返しにより負荷が低下したタイミン
グをとらえて起動させることができ、確実な起動ができ
る。[0003] As this kind of brushless DC motor,
Conventionally, there is one as shown in FIG.
No. 19). In FIG. 6, 31 is a three-phase armature winding of a brushless DC motor, 32 is an inverter, 33 is a power supply, 34 is a rotational position detection circuit, 35 is a switch circuit, 36 is a ring counter, 37 is a control oscillator, 38 is a speed detection circuit, and 39 is a control circuit. FIG. 7 is a circuit waveform diagram. When the brushless DC motor is started, a drive command signal 40 which is a pulse signal of a constant frequency is given to the control circuit 39. Then, the control circuit 39 switches the switch circuit 35 to the ring counter 36 side, counts the pulse signal 40, generates a signal 41 having a constant cycle, and the level gradually decreases at a cycle corresponding to the cycle of the signal 41. Signal 4
2 is output to the control transmitter 37. As a result, the control oscillator 37 outputs the synchronization pulse 43 that changes from a low frequency to a high frequency.
Are repeatedly generated and output to the ring counter 36. The output signal of the ring counter 36 is cyclically applied to the base of the transistor of the inverter 32 via the switch circuit 35, and the brushless DC motor starts rotating, the rotation speed gradually increases, and the output signal 4 of the speed detection circuit 38
4 gradually increases. When the motor rotation speed reaches a certain value,
The control circuit 39 outputs a signal 45 to the switch circuit 35 to switch the switch circuit 35 to the rotation position detection circuit 34 side. Thereafter, the motor enters a steady operation state using the induced voltage. FIG. 8 shows the switching of the operation. FIG. 8 shows a temporal change in the frequency of the drive signal applied to the inverter 32. If the start of the motor fails due to the load condition of the motor or some disturbance and the signal 45 is not output, the synchronization pulse 43 is output again.
By repeating this start-up operation, the start-up can be performed while catching the timing at which the load is reduced, and the start-up can be performed reliably.
【０００４】上記同期運転においては、外部から加える
電圧が大きければ十分なトルクで安定した運転ができる
が、負荷トルクが大きくなって、モータ発生トルクが不
足すると、速度変動の大きい非常に不安定な運転とな
る。もしこの状態で位置検出運転に切り換えると、切り
換えに失敗して正常な運転が不可能となる。負荷がコン
プレッサー等では、吐出-吸入の圧力差があると負荷ト
ルクが大きくなり、上記のような不安定な運転による同
期始動となり、切り換えに失敗する恐れがある。そのた
め、あらかじめ想定した最大の負荷トルクでも安定に起
動できるだけの十分な電圧を印加して駆動するようにし
ている。In the above-mentioned synchronous operation, a stable operation can be performed with a sufficient torque if the voltage applied from the outside is large. However, if the load torque becomes large and the motor generated torque becomes insufficient, the speed fluctuation becomes very unstable. Driving. If the operation is switched to the position detection operation in this state, the operation fails and normal operation becomes impossible. When the load is a compressor or the like, if there is a pressure difference between the discharge and the suction, the load torque increases, the synchronous operation is started by the unstable operation as described above, and the switching may fail. Therefore, driving is performed by applying a voltage sufficient to stably start even at the maximum load torque assumed in advance.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この駆
動方法では、想定された負荷トルク以上のトルクが加え
られた場合、平均速度は一定であるが、速度変動が大き
く、位置検出運転に切り換えるタイミングによっては切
り換え失敗になり、インバータ３２のスイッチング素子
であるトランジスタに過大な電流が流れ、トランジスタ
の破損に至る恐れがある。そこで、この発明の目的は、
簡単な方法で同期運転から位置検出運転への切り換え失
敗の可能性を未然に発見し、再起動することにより、切
り換え失敗によってインバータのスイッチング素子を破
損するようことのないブラシレス直流モータの駆動装置
を提供することにある。However, in this driving method, when a torque higher than the assumed load torque is applied, the average speed is constant, but the speed fluctuation is large, and depending on the timing of switching to the position detecting operation, May cause a switching failure, and an excessive current may flow through a transistor serving as a switching element of the inverter 32, possibly leading to damage of the transistor. Therefore, an object of the present invention is to
With a simple method, the possibility of failure in switching from synchronous operation to position detection operation is discovered beforehand, and by restarting, a drive device for a brushless DC motor that does not damage the switching element of the inverter due to switching failure. To provide.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のブラシレス直流モータの駆動装置は、ブ
ラシレス直流モータの３相電機子巻線への電流を通電、
遮断する複数のスイッチング素子からなるインバータ
と、起動指令手段と、上記起動指令手段の起動指令によ
り、上記複数のスイッチング素子のスイッチング動作を
同期させるための同期信号を出力する同期信号発生手段
と、上記電機子巻線に誘起された誘起電圧に基づいて磁
石回転子と上記電機子巻線との相対的位置を検出し、検
出した相対的位置を表す信号を出力する位置検出手段
と、上記同期信号発生手段が出力した同期信号あるいは
上記位置検出手段の出力信号に基づいて上記複数のイン
バータそれぞれの駆動信号を生成する駆動信号生成手段
とを備えて、モータ起動時には上記モータが一定の速度
で回転するようになるまでは同期運転し、その後は誘起
電圧に基づく位置検出運転を行なうようにしたブラシレ
ス直流モータの駆動装置であって、上記同期信号および
この同期信号に基づいて生成された駆動信号の状態は周
期的に変化する一方、上記位置検出手段の出力信号の状
態は、上記同期信号および上記駆動信号の状態の変化に
対応して周期的に変化し、上記位置検出手段の出力信号
の状態が、この出力信号の状態に対応する同期信号ある
いはこの同期信号に基づいて生成された駆動信号の状態
に対して予め定められた特定の関係にあるか否かを判別
する判別手段をさらに備え、上記駆動信号生成手段は、
上記判別手段の判別結果をうけ、上記位置検出手段の出
力信号の状態が同期信号あるいはこの同期信号に基づい
て生成された駆動信号の状態に対して上記予め定められ
た特定の関係にある状態で所定期間が経過するまでは、
上記同期信号に基づいて上記インバータの各スイッチン
グ素子の駆動信号を生成し、その後は上記位置検出手段
の出力信号に基づいて上記スイッチング素子の駆動信号
を生成することを特徴としている。上記判別手段は、同
期信号あるいはこの同期信号に基づいて生成された駆動
信号の状態変化の開始タイミングで上記位置検出手段の
出力信号の状態を読み込んで、上記同期信号あるいはこ
の同期信号に基づいて生成された駆動信号の状態と上記
位置検出手段の出力信号の状態を比較するようにするこ
とができ、また、上記位置検出手段の出力信号の状態変
化の開始タイミングで同期信号あるいはこの同期信号に
基づいて生成された駆動信号の状態を読み込んで、上記
同期信号あるいはこの同期信号に基づいて生成された駆
動信号の状態と上記位置検出手段の出力信号の状態を比
較するようにすることもできる。また、上記駆動信号生
成手段は、上記位置検出手段の出力信号の状態が同期信
号あるいはこの同期信号に基づいて生成された駆動信号
の状態に対して上記予め定められた特定の関係にないと
き、駆動信号の生成を停止し、一定時間経過後、上記起
動指令手段が再度起動指令を発するようにするのが望ま
しい。また、上記位置検出手段の出力信号が３つの信号
からなるとき、上記判別手段によって比較される上記位
置検出手段の出力信号の状態を、上記３つの信号の状態
の組み合わせパターンとし、上記判別手段によって比較
される駆動信号の状態を、これら複数の駆動信号の状態
の組み合わせパターンとすることができる。In order to achieve the above object, a brushless DC motor driving apparatus according to the present invention supplies a current to a three-phase armature winding of a brushless DC motor.
An inverter including a plurality of switching elements to be shut off, start command means, and a synchronization signal generating means for outputting a synchronization signal for synchronizing switching operations of the plurality of switching elements by a start command of the start command means; Position detecting means for detecting a relative position between the magnet rotor and the armature winding based on an induced voltage induced in the armature winding, and outputting a signal representing the detected relative position; and Drive signal generation means for generating a drive signal for each of the plurality of inverters based on a synchronization signal output from the generation means or an output signal from the position detection means, wherein the motor rotates at a constant speed when the motor is started The drive unit of the brushless DC motor is designed to perform synchronous operation until Wherein the state of the synchronization signal and the drive signal generated based on the synchronization signal periodically changes, while the state of the output signal of the position detection means is the state of the synchronization signal and the state of the drive signal. The position of the output signal of the position detecting means changes periodically in response to the change, and the state of the drive signal generated based on the synchronization signal or the synchronization signal corresponding to the state of the output signal is determined in advance. The apparatus further includes a determination unit configured to determine whether or not a predetermined specific relationship is established, wherein the drive signal generation unit includes:
In response to the result of the determination by the determination means, the state of the output signal of the position detection means is in a state in which the state of the synchronization signal or the drive signal generated based on the synchronization signal is in the predetermined specific relationship. Until the predetermined period elapses,
A drive signal for each switching element of the inverter is generated based on the synchronization signal, and then a drive signal for the switching element is generated based on an output signal of the position detecting means. The determination means reads the state of the output signal of the position detection means at a start timing of a state change of the synchronization signal or a drive signal generated based on the synchronization signal, and generates the signal based on the synchronization signal or the synchronization signal. The state of the drive signal thus obtained and the state of the output signal of the position detecting means can be compared. Also, at the start timing of the state change of the output signal of the position detecting means, a synchronization signal or a synchronization signal based on this synchronization signal can be obtained. The state of the generated drive signal may be read, and the state of the synchronous signal or the state of the drive signal generated based on the synchronous signal may be compared with the state of the output signal of the position detecting means. Further, the drive signal generation means, when the state of the output signal of the position detection means is not in the predetermined specific relationship with the state of the drive signal generated based on the synchronization signal or this synchronization signal, It is desirable that the generation of the drive signal is stopped, and after a lapse of a predetermined time, the start command means issues a start command again. When the output signal of the position detecting means is composed of three signals, the state of the output signal of the position detecting means to be compared by the determining means is a combination pattern of the states of the three signals. The states of the drive signals to be compared can be a combination pattern of the states of the plurality of drive signals.
【０００７】[0007]
【作用】起動指令手段が起動を指令すると、同期信号発
生手段がインバータのスイッチング素子のスイッチング
動作を同期させるための同期信号を出力し、駆動信号生
成手段がその同期信号に基づいてインバータの各スイッ
チング素子の駆動信号を生成する。この駆動信号により
ブラシレス直流モータが回転し、電機子巻線に誘起電圧
が誘起され、この誘起電圧に基づいて位置検出手段が磁
石回転子と電機子巻線との相対的位置を検出し、検出し
た相対的位置を表す信号を出力する。そして、判別手段
が、上記位置検出手段の出力信号の状態がこの出力信号
の状態に対応する同期信号あるいはこの同期信号に基づ
いて生成された駆動信号の状態に対して予め定められた
特定の関係にあるか否かを判別する。上記特定の関係に
あるときは正常状態であると判断でき、そうでない場合
には異常であると判断できる。上記駆動信号生成手段
は、上記判別手段の判別結果をうけ、位置検出手段の出
力信号の状態が同期信号あるいはこの同期信号に基づい
て生成された駆動信号の状態に対して上記予め定められ
た特定の関係にある状態で所定期間が経過するまでは、
同期信号に基づいて各スイッチング素子の駆動信号を生
成する。こうして、モータ起動時の同期運転が所定期間
行なわれる。そして、その後は、位置検出手段の出力信
号に基づいて上記スイッチング素子の駆動信号を生成す
る。こうして、誘起電圧に基づく位置検出運転が行なわ
れる。このように、位置検出手段の出力信号の状態が同
期信号あるいはこの同期信号に基づく駆動信号の状態に
対して予め定められた特定の関係になり、この特定の関
係にある状態が一定期間続いたときに、つまり、正常運
転が行なわれていると確認できてから、同期運転から位
置検出運転に切り換えるようになっているので、切り換
え失敗がなく、また、切り換え時に過電流が流れることが
ないためインバータのスイッチング素子を破損すること
がない。When the start command means issues a start command, the synchronous signal generating means outputs a synchronous signal for synchronizing the switching operation of the switching element of the inverter, and the drive signal generating means causes each switching of the inverter based on the synchronous signal. Generate a drive signal for the element. The drive signal causes the brushless DC motor to rotate, and an induced voltage is induced in the armature winding. Based on the induced voltage, the position detecting means detects the relative position between the magnet rotor and the armature winding, and performs detection. A signal representing the relative position is output. Then, the determination means determines that the state of the output signal of the position detection means is a synchronization signal corresponding to the state of the output signal or a specific relationship that is predetermined with respect to the state of the drive signal generated based on the synchronization signal. Is determined. If the above-mentioned specific relationship is established, it can be determined that the state is normal, and if not, it can be determined that the state is abnormal. The drive signal generation means receives the determination result of the determination means, and determines whether the state of the output signal of the position detection means is a synchronization signal or the predetermined identification state with respect to the state of the drive signal generated based on the synchronization signal. Until the predetermined period elapses in the state of
A drive signal for each switching element is generated based on the synchronization signal. Thus, the synchronous operation at the time of starting the motor is performed for a predetermined period. After that, a drive signal for the switching element is generated based on the output signal of the position detecting means. Thus, the position detection operation based on the induced voltage is performed. As described above, the state of the output signal of the position detecting means has a predetermined specific relationship with the state of the synchronization signal or the drive signal based on the synchronization signal, and the state having the specific relation has continued for a certain period of time. Sometimes, that is, after confirming that normal operation is being performed, switching from synchronous operation to position detection operation is performed, so there is no switching failure and no overcurrent flows during switching. The switching element of the inverter is not damaged.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。図１はこの発明の一実施例の回路図である。
この図１において、１は直流電源、２はインバータ、３
はブラシレス直流モータ、４は電機子巻線、５は磁石回
転子、６は制御手段、７は位置検出手段である。インバ
ータ２は、Ｔr1〜Ｔr6の６個のトランジスタとそれぞれ
に逆並列接続された６個のダイオードを備えている。位
置検出手段７は、電機子巻線４の誘起電圧８Ｕ,８Ｖ,８
Ｗをうけて位置検出信号９Ｕ,９Ｖ,９Ｗを出力するもの
であり、図２(ａ)に示すように３つのフィルタ１０Ｕ,
１０Ｖ,１０Ｗと、３つの比較器２０Ｕ,２０Ｖ,２０Ｗ
から構成されている。上記各フィルタ１０Ｕ,１０Ｖ,１
０Ｗは、図２(ｂ)に示すように、抵抗１２とコンデンサ
１３からなるローパスフィルタにコンデンサ１４と抵抗
１５からなる直流分除去回路を接続したものか、あるい
は、図２(ｃ)に示すように、コンデンサ１６と抵抗１７
からなる直流分除去回路に抵抗１８とコンデンサ１９か
らなるローパスフィルタを接続したものである。また、
上記比較器２０Ｕ,２０Ｖ,２０Ｗは、それぞれ他の２相
のフィルタの出力を比較して図３あるいは図４に示す位
置検出信号９Ｕ,９Ｖ,９Ｗを出力する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a DC power supply, 2 is an inverter, 3
Is a brushless DC motor, 4 is an armature winding, 5 is a magnet rotor, 6 is control means, and 7 is position detection means. The inverter 2 includes six transistors and six diodes connected in antiparallel to each of the Tr 1 to Tr 6. The position detecting means 7 includes an induced voltage 8U, 8V, 8 of the armature winding 4.
W, and outputs position detection signals 9U, 9V, and 9W. As shown in FIG.
10V, 10W and three comparators 20U, 20V, 20W
It is composed of Each of the above filters 10U, 10V, 1
0W is obtained by connecting a low-pass filter including a resistor 12 and a capacitor 13 to a DC component removing circuit including a capacitor 14 and a resistor 15 as shown in FIG. 2B, or as shown in FIG. 2C. And a capacitor 16 and a resistor 17
A low-pass filter including a resistor 18 and a capacitor 19 is connected to a DC component removal circuit including Also,
The comparators 20U, 20V, 20W compare the outputs of the other two-phase filters, respectively, and output the position detection signals 9U, 9V, 9W shown in FIG. 3 or FIG.
【０００９】制御手段６は、起動指令手段６１と、同期
信号発生手段６２と、モード判別手段６３と、駆動信号
生成手段６４を備えている。同期信号発生手段６２は起
動指令手段６１からの起動指令信号をうけて同期信号を
出力する。駆動信号生成手段６４はこの同期信号に基づ
いて図３あるいは図４に示すような駆動信号Ｔr1〜Ｔr6
を生成し、出力する。この駆動信号によりインバータ２
のトランジスタがスイッチング動作を行い、モータ３が
回転する。モータ３が回転すると電機子巻線４に誘起電
圧８Ｕ,８Ｖ,８Ｗが発生し、この誘起電圧をうけて位置
検出手段７が位置検出信号９Ｕ,９Ｖ,９Ｗを出力する。
モード判別手段６３は、位置検出信号が安定するまで一
定期間を置いた後の上記駆動信号のモードと位置検出信
号のモードを比較して、位置検出信号のモードが駆動信
号のモードに対して所定の関係にあるかどうかを判別す
る。ここで、信号のモードとはある時点における信号の
ハイ、ローの組み合わせパターンをいい、駆動信号Ｔr1
〜Ｔr6および位置検出信号９Ｕ,９Ｖ,９Ｗ共、その組み
合わせパターンは６通りあり、それを０から５までのモ
ードで表してある。The control means 6 includes a start command means 61, a synchronizing signal generating means 62, a mode determining means 63, and a driving signal generating means 64. The synchronizing signal generating means 62 receives a starting command signal from the starting command means 61 and outputs a synchronizing signal. Driving signal generating means 64 is 3 or drive signals Tr 1 to Tr 6 as shown in FIG. 4 on the basis of the synchronization signal
Is generated and output. This drive signal allows the inverter 2
Perform a switching operation, and the motor 3 rotates. When the motor 3 rotates, induced voltages 8U, 8V, 8W are generated in the armature winding 4, and the position detecting means 7 outputs position detection signals 9U, 9V, 9W in response to the induced voltages.
The mode discriminating means 63 compares the mode of the drive signal with the mode of the position detection signal after a certain period of time until the position detection signal is stabilized, and determines that the mode of the position detection signal is predetermined with respect to the mode of the drive signal. It is determined whether or not there is a relationship. Here, the signal mode refers to a combination pattern of a high signal and a low signal at a certain point in time, and the drive signal Tr 1
There are six combinations of patterns Tr to 6 and the position detection signals 9U, 9V, and 9W, which are represented by modes from 0 to 5.
【００１０】正常運転状態においては、位置検出信号の
モードが駆動信号のモードに対して一定の関係にある状
態が続き、負荷トルクの増加により電圧不足の状態にあ
るような異常状態においては、そのような一定の関係に
ある状態は続かない。本実施例では、一例として、図３
に示すように、駆動信号Ｔr1〜Ｔr6のパルスの立ち上が
りの時点で駆動信号のモードと位置検出信号のモードを
比較した場合、位置検出信号のモードが駆動信号のモー
ドに対して１だけ大きい状態が一定時間以上続いた場合
を正常運転状態と判断し、図４に示すように、そのよう
なモード状態は続かない場合、例えば一定時間以内に位
置検出信号のモードが同期信号のモードと同じ状態(図
３の状態より位相が進んだ状態)が出現したりした場合
を異常運転状態と判断する。そして、上記１だけ大きい
状態が一定時間以上続いた後は位置検出信号に基づいて
駆動信号を生成し、出力する。In a normal operation state, a state in which the mode of the position detection signal is in a fixed relation to the mode of the drive signal continues, and in an abnormal state in which the voltage is insufficient due to an increase in the load torque, the mode is changed. Such a constant relationship does not continue. In the present embodiment, as an example, FIG.
As shown in the figure, when the mode of the drive signal and the mode of the position detection signal are compared at the rise of the pulses of the drive signals Tr 1 to Tr 6 , the mode of the position detection signal is larger than the mode of the drive signal by one. When the state continues for a certain period of time or longer, it is determined that the operation is normal, and as shown in FIG. 4, when such a mode state does not continue, for example, the mode of the position detection signal is the same as the mode of the synchronization signal within a certain time. When a state (a state where the phase is advanced from the state in FIG. 3) appears, it is determined that the state is an abnormal operation state. Then, after the state larger by 1 has continued for a predetermined time or more, a drive signal is generated and output based on the position detection signal.
【００１１】図５は本実施例の動作を示すフローチャー
トである。本フローは同期信号ごとに処理される。モー
ド判別手段６がステップＳ１で、位置検出手段７が出力
した位置検出信号９Ｕ,９Ｖ,９Ｗのモードを読み込み、
ステップＳ２でその位置検出信号のモードと駆動信号の
モードを比較して、位置検出信号のモードが駆動信号の
モードよりも１大きい状態かどうかを判別し、１大きい
状態にあればステップＳ３に進み、１大きい状態が一定
時間続いているかを判別する。そして、一定時間続いて
いなければステップＳ９に進んで正常処理、すなわち、
同期信号に基づいて駆動信号を生成し、インバータ２に
出力する処理を行い、１大きい状態が一定時間続いたと
きはステップＳ８に進んで位置検出運転に切り換える。
上記ステップＳ２において位置検出信号のモードが駆動
信号のモードよりも１大きい状態でなければステップＳ
４に進んで同期運転を停止する。そして、同期運転の停
止後ステップＳ５に進んで停止タイマ(図示せず)をスタ
ートさせ、停止タイマが所定の停止時間をカウントする
とステップＳ６からステップＳ７に進んで、同期信号に
基づく再起動処理で起動の準備を行い再び本フローの最
初から処理される。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of this embodiment. This flow is processed for each synchronization signal. In step S1, the mode determination means 6 reads the mode of the position detection signals 9U, 9V, 9W output from the position detection means 7,
In step S2, the mode of the position detection signal and the mode of the drive signal are compared to determine whether or not the mode of the position detection signal is one greater than the mode of the drive signal. It is determined whether or not the state larger by 1 has continued for a predetermined time. If it has not continued for a certain period of time, the process proceeds to step S9, where normal processing, that is,
A process of generating a drive signal based on the synchronization signal and outputting the drive signal to the inverter 2 is performed. If the value of “1” is maintained for a certain period of time, the process proceeds to step S8 to switch to the position detection operation.
If the mode of the position detection signal is not one greater than the mode of the drive signal in step S2, step S
Proceed to 4 to stop the synchronous operation. Then, after the synchronous operation is stopped, the process proceeds to step S5 to start a stop timer (not shown). When the stop timer counts a predetermined stop time, the process proceeds from step S6 to step S7 to perform a restart process based on the synchronization signal. Preparations are made for activation, and processing is performed again from the beginning of this flow.
【００１２】このように、位置検出信号のモードと駆動
信号のモードを比較して、位置検出信号のモードが駆動
信号のモードに対して１だけ大きい状態が一定期間続い
たときに、同期信号に基づく運転から位置検出信号に基
づく運転に切り換えるようにしているので、位置検出信
号に基づく運転への切り換えを異常運転時に行うことが
なく、従って、切り換え失敗がなく、インバータ２のト
ランジスタに損傷を与えることもない。As described above, the mode of the position detection signal and the mode of the drive signal are compared. When the state of the mode of the position detection signal is larger than the mode of the drive signal by one for a certain period, the mode of the synchronization signal is changed. Since the operation based on the position detection signal is switched from the operation based on the position detection signal, the operation based on the position detection signal is not switched during the abnormal operation, so that the switching is not failed and the transistor of the inverter 2 is damaged. Not even.
【００１３】上記実施例では、位置検出信号のモードが
駆動信号のモードに対して１だけ大きい状態が一定期間
続いたときに、同期信号に基づく運転から位置検出信号
に基づく運転に切り換えるようにしたが、位置検出手段
７の回路構成や位置検出信号のモードの決め方によって
は、位置検出信号のモードが駆動信号のモードに対して
他の関係、例えば同一モードにある場合が正常運転状態
であるものもあり、その場合はそのような関係にある状
態が一定期間続いたときに、同期信号に基づく運転から
位置検出信号に基づく運転に切り換えるようにするのが
よい。また、上記実施例では、位置検出信号のモード
を、同期信号のモードと１対１の対応関係にある駆動信
号のモードと比較するようにしたが、同期信号のモード
そのものと比較するようにしてもよい。また、上記実施
例では、同期信号のモードの開始タイミングで位置検出
信号のモードを読み込んで両者を比較したが、位置検出
信号のモードの開始タイミングで同期信号のモードを読
み込んで両者を比較するようにしてもよい。In the above embodiment, when the mode of the position detection signal is larger than the mode of the drive signal by one for a certain period of time, the operation based on the synchronization signal is switched to the operation based on the position detection signal. However, depending on the circuit configuration of the position detection means 7 and the method of determining the mode of the position detection signal, the mode of the position detection signal has another relationship with the mode of the drive signal, for example, the case where the mode is in the same mode is the normal operation state. In such a case, it is preferable to switch the operation based on the synchronization signal to the operation based on the position detection signal when the state of such a relationship continues for a certain period. Further, in the above embodiment, the mode of the position detection signal is compared with the mode of the drive signal having a one-to-one correspondence with the mode of the synchronization signal. However, the mode of the position detection signal is compared with the mode of the synchronization signal itself. Is also good. In the above embodiment, the mode of the position detection signal is read at the start timing of the mode of the synchronization signal, and the two are compared. However, the mode of the synchronization signal is read at the start timing of the mode of the position detection signal, and the two are compared. It may be.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明のブ
ラシレス直流モータの駆動装置は、位置検出手段の出力
信号の状態が、この出力信号の状態に対応する同期信号
あるいはこの同期信号に基づいて生成された駆動信号の
状態に対して予め定められた特定の関係にあるか否かを
判別する判別手段を備えると共に、ブラシレス直流モー
タの３相電機子巻線への電流を通電、遮断するインバー
タの各スイッチング素子の駆動信号を生成する駆動信号
生成手段が、同期信号発生手段が出力した同期信号に基
づいてインバータの各スイッチング素子の駆動信号を生
成する一方、上記判別手段の判別結果をうけ、上記位置
検出手段の出力信号の状態が同期信号あるいはこの同期
信号に基づく駆動信号の状態に対して予め定められた特
定の関係にある状態が所定期間続いた後は上記位置検出
手段の出力信号に基づいて上記スイッチング素子の駆動
信号を生成するようになっているので、同期信号に基づ
く運転から位置検出手段の出力信号に基づく運転への切
り換えを、負荷トルクが大きいときのような異常運転時
に行うことはなく、従って、切り換え失敗がなく、ま
た、インバータのスイッチング素子を損傷することもな
い。As is apparent from the above description, in the brushless DC motor driving apparatus according to the present invention, the state of the output signal of the position detecting means is determined based on the synchronous signal corresponding to the state of the output signal or the synchronous signal. An inverter for judging whether or not the state of the generated drive signal has a predetermined specific relationship, and for energizing and interrupting a current to a three-phase armature winding of the brushless DC motor The drive signal generating means for generating a drive signal for each switching element generates a drive signal for each switching element of the inverter based on the synchronization signal output by the synchronization signal generation means, while receiving the determination result of the determination means, A state in which the state of the output signal of the position detecting means has a predetermined relationship with the state of the synchronization signal or the drive signal based on the synchronization signal. After a predetermined period has elapsed, the drive signal of the switching element is generated based on the output signal of the position detecting means, so that the operation based on the synchronizing signal is changed to the operation based on the output signal of the position detecting means. Switching is not performed during abnormal operation such as when the load torque is large, so that there is no switching failure and no damage to the switching elements of the inverter.
【図１】 この発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
【図２】 上記実施例の位置検出手段のブロック図(ａ)
とフィルタの回路図(ｂ,ｃ)である。FIG. 2 is a block diagram of the position detecting means of the embodiment (a).
And (b, c) are circuit diagrams of the filter.
【図３】 上記実施例における正常運転時における駆動
信号と位置検出信号の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a drive signal and a position detection signal during normal operation in the embodiment.
【図４】 上記実施例における異常運転時における駆動
信号と位置検出信号の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a drive signal and a position detection signal during abnormal operation in the embodiment.
【図５】 上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
【図６】 従来例のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a conventional example.
【図７】 上記従来例の回路波形図である。FIG. 7 is a circuit waveform diagram of the conventional example.
【図８】 同期始動から位置検出運転への切り換えの説
明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of switching from synchronous start to position detection operation.
１…直流電源、２…インバータ、３…ブラシレス直流モ
ータ、４…電機子巻線、５…磁石回転子、６…制御手
段、７…誘起電圧検出手段、６１…起動指令手段、６２
…同期信号発生手段、６３…モード判別手段、６４…駆
動信号生成手段。REFERENCE SIGNS LIST 1 DC power supply 2 inverter 3 brushless DC motor 4 armature winding 5 magnet rotor 6 control means 7 induced voltage detection means 61 start command means 62
... Synchronizing signal generating means, 63 ... Mode discriminating means, 64 ... Drive signal generating means.
Claims (5)
巻線(４)への電流を通電、遮断する複数のスイッチング
素子からなるインバータ(２)と、起動指令手段(６１)
と、上記起動指令手段(６１)の起動指令により、上記複
数のスイッチング素子のスイッチング動作を同期させる
ための同期信号を出力する同期信号発生手段(６２)と、
上記電機子巻線(２)に誘起された誘起電圧に基づいて磁
石回転子(５)と上記電機子巻線(４)との相対的位置を検
出し、検出した相対的位置を表す信号を出力する位置検
出手段(７)と、上記同期信号発生手段(６２)が出力した
同期信号あるいは上記位置検出手段の出力信号に基づい
て上記複数のスイッチング素子それぞれの駆動信号を生
成する駆動信号生成手段（６４）とを備えて、モータ起
動時には上記モータが一定の速度で回転するようになる
までは同期運転し、その後は誘起電圧に基づく位置検出
運転を行なうようにしたブラシレス直流モータの駆動装
置であって、 上記同期信号およびこの同期信号に基づいて生成された
駆動信号の状態は周期的に変化する一方、上記位置検出
手段（７）の出力信号の状態は、上記同期信号および上
記駆動信号の状態の変化に対応して周期的に変化し、 上記位置検出手段(７)の出力信号の状態が、この出力信
号の状態に対応する同期信号あるいはこの同期信号に基
づいて生成された駆動信号の状態に対して予め定められ
た特定の関係にあるか否かを判別する判別手段(６３)を
さらに備え、 上記駆動信号生成手段（６４）は、上記判別手段(６３)
の判別結果をうけ、上記位置検出手段(７)の出力信号の
状態が同期信号あるいはこの同期信号に基づいて生成さ
れた駆動信号の状態に対して上記予め定められた特定の
関係にある状態で所定期間が経過するまでは、上記同期
信号に基づいて上記インバータ（２）の各スイッチング
素子の駆動信号を生成し、その後は上記位置検出手段
(７)の出力信号に基づいて上記スイッチング素子の駆動
信号を生成することを特徴とするブラシレス直流モータ
の駆動装置。An inverter (2) comprising a plurality of switching elements for energizing and interrupting a current to a three-phase armature winding (4) of a brushless DC motor (3), and a start command means (61).
Synchronization signal generating means (62) for outputting a synchronization signal for synchronizing the switching operations of the plurality of switching elements by a start command of the start command means (61);
A relative position between the magnet rotor (5) and the armature winding (4) is detected based on an induced voltage induced in the armature winding (2), and a signal representing the detected relative position is obtained. A position detecting means (7) for outputting, and a driving signal generating means for generating a driving signal for each of the plurality of switching elements based on a synchronizing signal output from the synchronizing signal generating means (62) or an output signal from the position detecting means. (64), a brushless DC motor driving device that performs a synchronous operation until the motor starts rotating at a constant speed when the motor is started, and then performs a position detection operation based on the induced voltage. The state of the synchronizing signal and the driving signal generated based on the synchronizing signal periodically changes, while the state of the output signal of the position detecting means (7) changes according to the synchronizing signal and the driving signal. And the state of the output signal of the position detecting means (7) is a synchronization signal corresponding to the state of the output signal or a driving signal generated based on the synchronization signal. The driving signal generating unit (64) further includes a determining unit (63) for determining whether or not the signal state has a predetermined specific relationship.
In the state where the state of the output signal of the position detecting means (7) is in the predetermined specific relationship with the state of the synchronization signal or the state of the drive signal generated based on the synchronization signal, Until a predetermined period elapses, a drive signal for each switching element of the inverter (2) is generated based on the synchronization signal.
A drive device for a brushless DC motor, wherein the drive signal for the switching element is generated based on the output signal of (7).
はこの同期信号に基づいて生成された駆動信号の状態変
化の開始タイミングで上記位置検出手段(７)の出力信号
の状態を読み込んで、上記同期信号あるいはこの同期信
号に基づいて生成された駆動信号の状態と上記位置検出
手段(７)の出力信号の状態を比較するようになっている
請求項１に記載のブラシレス直流モータの駆動装置。2. The discriminating means (63) reads a state of an output signal of the position detecting means (7) at a start timing of a state change of a synchronization signal or a drive signal generated based on the synchronization signal, 2. A brushless DC motor driving apparatus according to claim 1, wherein the state of the synchronization signal or a drive signal generated based on the synchronization signal is compared with the state of an output signal of the position detection means. .
段(７)の出力信号の状態変化の開始タイミングで同期信
号あるいはこの同期信号に基づいて生成された駆動信号
の状態を読み込んで、上記同期信号あるいはこの同期信
号に基づいて生成された駆動信号の状態と上記位置検出
手段(７)の出力信号の状態を比較するようになっている
請求項１に記載のブラシレス直流モータの駆動装置。3. The discriminating means (63) reads a state of a synchronization signal or a drive signal generated based on the synchronization signal at a start timing of a state change of an output signal of the position detection means (7), 2. A brushless DC motor driving apparatus according to claim 1, wherein the state of the synchronization signal or a drive signal generated based on the synchronization signal is compared with the state of an output signal of the position detection means. .
位置検出手段(７)の出力信号の状態が同期信号あるいは
この同期信号に基づいて生成された駆動信号の状態に対
して上記予め定められた特定の関係にないとき、駆動信
号の生成を停止し、一定時間経過後、上記起動指令手段
（６１）が再度起動指令を発することを特徴とする請求
項１乃至３のいずれか一つに記載のブラシレス直流モー
タの駆動装置。4. The driving signal generating means (64) determines whether a state of an output signal of the position detecting means (7) is a synchronization signal or a state of a driving signal generated based on the synchronization signal in advance. 4. The method according to claim 1, wherein the generation of the drive signal is stopped when the specified relationship is not established, and after a lapse of a predetermined time, the start command means (61) issues a start command again. A driving device for a brushless DC motor according to claim 1.
つの信号からなり、上記判別手段（６３）によって比較
される上記位置検出手段の出力信号の状態は上記３つの
信号の状態の組み合わせパターンであり、上記判別手段
（６３）によって比較される駆動信号の状態は、これら
複数の駆動信号の状態の組み合わせパターンであること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のブ
ラシレス直流モータの駆動装置。5. An output signal of said position detecting means (7) is 3
The state of the output signal of the position detecting means, which is composed of two signals, is a combination pattern of the states of the three signals, and is the driving signal of the driving signal compared by the determining means (63). 5. The drive device for a brushless DC motor according to claim 1, wherein the state is a combination pattern of states of the plurality of drive signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4022452A JP2940281B2 (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Drive device for brushless DC motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4022452A JP2940281B2 (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Drive device for brushless DC motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05219784A JPH05219784A (en) | 1993-08-27 |
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ID=12083108
Family Applications (1)
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| JP4022452A Expired - Fee Related JP2940281B2 (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Drive device for brushless DC motor |
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| Country | Link |
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Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP5798838B2 (en) * | 2011-08-22 | 2015-10-21 | 日立アプライアンス株式会社 | Motor control device |
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-
1992
- 1992-02-07 JP JP4022452A patent/JP2940281B2/en not_active Expired - Fee Related
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