JP3167131B2 - ブラシレスモータの駆動方法および駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はブラシレスモータに係り、特に電機子巻線に
誘起される電圧信号を変換して得られる信号により磁石
回転子と電機子巻線との相対的位置を検出して転流信号
を得るものにおいて、負荷に対応しながら速やかに回転
数の変更を行なうためのブラシレスモータの駆動方法お
よび駆動装置に関するものである。

従来の技術 空気調和機のコンプレッサを駆動するモータの大半は
インダクションモータであり、商業用電源から得られる
正弦波電圧によって駆動されている。大型、小型を問わ
ずインダクションモータを通常の商業用電源（交流）で
駆動する時は、そのモータの回転数は電源の周波数によ
って決まっており、回転トルクも起動時回転数から無負
荷回転数の範囲の全域にわたって大きく変化することは
なく、無負荷回転数より低い回転数で最大回転トルクが
存在している。

空気調和機駆動用として使用される際に、空調条件に
対応してコンプレッサの負荷状態が変り、このコンプレ
ッサを駆動するモータの出力が最も適した値になること
が要求されていて、特に可変出力の特性をもつモータが
期待されていた。

従来のインダクションモータを可変出力になるよう駆
動するには、商業用の交流電圧（連続正弦波）を電機子
巻線に印加する代りに、一例として正弦波PWM（パルス
幅変調）電圧を印加する方法がある。

第８図は従来のインダクションモータを正弦波PWM電
圧で駆動する時の印加波形図であり、この正弦波PWM電
圧は同図に示すようにモータの３相電機子巻線にあって
は、位相が120゜ずつ異なる連続正弦波φU,φV,φＷを
印加する代りに、前記連続正弦波の一周期Ｔを一定の数
Ｎでサンプリングを行い、サンプリングした時の連続正
弦波振幅値に比例したパルス幅をもつ波高値が一定のパ
ルス列を前記一周期Ｔ内にＮ個印加する方法である。具
体的には第８図（Ａ）に示すように一周期Ｔ内に従来の
３つの連続正弦波φU,φV,φＷがあるべき範囲を、同正
弦波の９倍の周波数をもつ三角波であるキャリヤ信号CA
を作り、連続正弦波φＵとキャリヤ信号CAの交叉点から
パルス幅を決定して、正弦波PWM信号PUを作成する。同
図（Ｂ）には連続正弦波φU,φV,φＷからそれぞれ正弦
波PWM信号PU,PV,PWが作成された状態を示しており、こ
の波形をもつ電圧をインダクションモータの各電機子巻
線に印加すると巻線のインダクタンス成分により巻線か
ら発生する磁束は前記連続正弦波を印加した場合と類似
になりインダクションモータが回転するのである。

このようなモータの駆動方法では、印加するパルスの
波高値は一定であるので、パルス幅の変調率を変化させ
ることにより、実効上モータの印加電圧を制御すること
になる。しかしインダクションモータを使用するかぎ
り、実効上印加電力を制御して、回転トルクの出力を変
化させることが実現されても、回転数を変化させること
は困難である。特に空気調和機のコンプレッサを駆動す
るような負荷回転では、空気調和機の停止、起動、空調
条件の変化等によってモータの必要回転トルクと回転数
は大幅に変化する。

この様な事情に鑑み、空気調和機のコンプレッサ駆動
用として、回転トルクと回転数の制御ができる直流モー
タの使用が試みられているが、モータの回転子に電流を
供給する整流子をもたないブラシレスモータの使用にあ
っては、回転子の回転位置と回転数を検出する手段がな
ければ、制御された運転を行うことができない。このた
めモータ内部に回転子の位置を検出するためのホール素
子を内設したり、回転子の回転軸を延長しこれにロータ
リエンコーダ等の回転検出器を設けることも考えられ
る。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の方法や装置では、空気調和機
のコンプレッサ駆動用としてインダクションモータを使
用し、室内外の空調条件に対応して、冷凍サイクルを運
転するに際し、モータの回転数を変動する負荷条件に合
わせることが困難で、特に回転数の制御や回転トルクの
大幅な制御は行われていなかった。

また上記回転数と回転トルクを制御するために駆動用
モータを直流モータにすることが考えられるが、コンプ
レッサは一般に密閉容器の内で冷媒圧縮機本体と駆動用
モータが一体的に構成製作されるため、この密閉容器内
を冷媒ガスやオイルが高温で循環している環境にあって
は整流子を有する直流モータを使用することはできな
い。さらに、整流子をもたない直流ブラシレスモータの
運転にあっては、回転数や回転トルクの制御を行うた
め、回転子の位置や回転数を検出するための検出器が必
要であり、上記の様な密閉型コンプレッサに内蔵できて
高温高圧下で作動し、コンプレッサ自身より寿命と信頼
性の優れた検出器を得ることは困難であるという問題点
を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、コンプ
レッサ駆動用のように負荷変動のはげしい運転におい
て、モータの回転数や回転トルクを制御し、それぞれの
負荷条件に調和したブラシレスモータの駆動方法を提供
し、信頼性の高い回転検出手段をもつブラシレスモータ
の駆動装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 請求項１記載のブラシレスモータの駆動方法は、磁石
回転子を有するブラシレスモータの電機子巻線に誘起さ
れる電圧信号を処理して転流信号を作成し、この転流信
号のタイミングにもとづいて前記電機子巻線の励磁電圧
を切り換えてブラシレスモータを回転させ、前記励磁電
圧をパルス幅変調を行うことによって回転数の制御を行
い、回転数安定時には、前記電圧信号を処理して得られ
る速度信号にもとづいて前記励磁電圧のパルスデュティ
を微少変化させてフィードバック制御を行い、回転数の
変更時には、回転数の増加時と減少時で異なる回転数−
デュティ曲線にもとづいて前記パルスデュティを変化さ
せることを特徴とする。

請求項２に記載のブラシレスモータの駆動方法は、請
求項１記載のブラシレスモータの駆動方法において、ブ
ラシレスモータの回転数の変更時には、その直前の回転
数安定時に出力していたデューティ値をもとに、複数の
回転数−デュティ曲線からいずれか１つを選択して、そ
の回転数−デュティ曲線にもとづいてパルスデューティ
を変化させることを特徴とする。

請求項３に記載のブラシレスモータの駆動方法は、請
求項１記載のブラシレスモータの駆動方法において、ブ
ラシレスモータの回転数の変更時には、その直前の回転
数安定時に出力しているパルスデュティにもとづいて回
転数−デュティ曲線を導き、その回転数−デュティ曲線
にもとづいてパルスデューティを変化させることを特徴
とする。

請求項４に記載のブラシレスモータの駆動装置は、中
性点非接地に結線された３相電機子巻線へ電流を通電遮
断することにより磁石回転子を回転させるブラシレスモ
ータの駆動装置であって、前記３相電機子巻線へ励磁電
圧を切り換えて印加する半導体スイッチング素子群と、
前記磁石回転子の回転によって前記電機子巻線に誘起さ
れる電圧信号を処理して磁石回転子の相対的な位置を検
出する位置検出手段と、前記位置検出手段からの出力信
号を用いて前記半導体スイッチング素子群の駆動信号を
生成する駆動信号発生手段と、前記ブラシレスモータの
回転数を指示する回転数指令手段と、前記位置検出手段
の出力信号を処理して得られる実回転数信号と前記回転
数指令手段から指示される指示回転数信号を受け、現在
の回転数からデュティ出力を決定する回転数−デュティ
変換手段と、前記回転数−デュティ変換手段の出力にも
とづいて電機子巻線の励磁電圧のパルスデュティを指示
するデュティ指令手段と、前記デュティ指令手段にもと
づいてパルス幅変調をかけるパルス幅変調手段とを備
え、前記デュティ指令手段は、回転数安定時には前記電
圧信号を変換して得られる速度信号にもとづいて前記パ
ルスデュティを微少変化させてフィードバック制御を行
い、前記ブラシレスモータの回転数の増加時と減少時に
は回転数信号を回転数−デュティ曲線テーブルに入力し
得られるデュティを出力し、前記の回転数−デュティ曲
線テーブルを２種類持つよう構成したことを特徴とす
る。

請求項５に記載のブラシレスモータの駆動装置は、請
求項４記載のブラシレスモータの駆動装置において、デ
ュティ指令手段は、ブラシレスモータの回転数変更時に
その直前の回転数安定時に出力しているデュティにもと
づいて複数の回転数−デュティ曲線からいずれか１つを
選択して、その曲線にもとづいてパルスデューティを変
化させることを特徴とする。

請求項６に記載のブラシレスモータの駆動装置は、請
求項４記載のブラシレスモータの駆動装置において、デ
ュティ指令手段は、ブラシレスモータの回転数変更時に
その直前の回転数安定時に出力しているデュティにもと
づいて回転数−デュティ曲線を導き、その回転数−デュ
ティ曲線にもとづいて、パルスデューティを変化させる
ことを特徴とする。

作 用 請求項１の駆動方法によると、電機子巻線に誘起され
る電圧信号を処理して励磁電圧を切り換えているので、
従来必要とした回転検出器をブラシレスモータに内設ま
たは外設することなく、モータを回転させることができ
る。

また前記励磁電圧をパルス幅変調することにより、励
磁電圧のパルスデュティを変化させると負荷に対応した
回転数と回転トルクが得られる。そしてブラシレスモー
タの回転数の増加、減少時に異なる回転数−デュティ曲
線にもとづいてパルスデュティを変化させることによっ
て負荷に対応しながらスムーズかつ素早い回転数の変更
を実現できる。

請求項２の駆動方法によると、ブラシレスモータの回
転数の増加，減少時に複数の回転数−デュティ曲線の
内、負荷に応じたものを選ぶことにより、細やかな回転
数変更を可能としている。

請求項３の方法によると、ブラシレスモータの回転数
の増加，減少時に、負荷に応じた回転数−デュティ曲線
を計算しこの曲線にもとづいて制御する。このことによ
り負荷に応じた細やかな回転数変更と応答性の高い回転
数変更をブラシレスモータで実現することができる。

請求項４の構成によると、請求項１記載の方法によ
り、ブラシレスモータを励磁電圧のパルスデュティを変
化させて負荷に対応しながらスムーズかつ素早い回転数
の変更を可能とするブラシレスモータの駆動装置を実現
することができる。

請求項５の構成によると、請求項２記載の方法によ
り、複数の回転数−デュティ曲線の内、負荷に応じたも
のを選ぶことにより、細やかな回転数変更を可能とする
ブラシレスモータの駆動装置を実現することができる。

請求項６の構成によると、請求項３記載の方法によ
り、負荷に応じた回転数−デュティ曲線を計算しこの曲
線にもとづいて制御するため、負荷に応じた細やかな回
転数変更と応答性の高い回転数変更を可能とするブラシ
レスモータの駆動装置を実現することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータ
の駆動装置のブロック図である。

１はブラシレスモータで、３相結線された電機子巻線
２と磁石回転子３からなる。４は位置検出手段、５は駆
動信号発生手段、６はパルス幅変調手段、７は回転数指
令手段、８は回転数−デュティ変換手段、９はデュティ
指令手段である。

10は直流電源、11は半導体スイッチング素子群で、Q1
〜Q6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個のダイオードからなる。

以上の構成により、磁石回転子３の回転によって、電
機子巻線２に発生する誘起電圧信号より処理して位置検
出手段４で位置信号を作り、これで磁石回転子３の磁極
位置を検出し、後続の駆動信号発生手段５に伝え、それ
にパルス幅変調をかけて半導体スイッチング素子群11の
内、特定の組合せのトランジスタを導通駆動し、ブラシ
レスモータ１を回転制御するものである。

第２図は、本発明の実施例における第１図のブラシレ
スモータの駆動装置ブロック図の一部を具体的な回路構
成で示した回路図である。

同図において、第１図と同様に10はブラシレスモータ
１の直流電源、11は半導体スイッチング素子群で、Q1〜
Q6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個のダイオードからなる。１はブラシレスモータで、
中性点非接地に３相結線された電機子巻線φU,φV,φＷ
と磁石回転子３からなる。４は電機子巻線２から誘起さ
れた電圧信号3U,3V,3Wを処理する位置検出回路で、３つ
のフィルタ（ローパスフィルター）12〜14と電機子巻線
２に励磁電圧のタイミングを指示するコンパレータ群15
からなる。16はマイクロコンピュータ、17はマイクロコ
ンピュータのデュティ指令手段９の指示にもとづき作動
するパルス幅変調回路、9aはマイクロコンピュータ16へ
回転数を入力する回転数指示用ボリュームである。前記
コンパレータ群15はマイクロコンピュータ16の入力ポー
トIN0〜IN2と接続されている。マイクロコンピュータ16
の出力ポータＵ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚからは半導体スイ
ッチング素子群11への駆動信号が出力され、出力ポート
U,V,Wは前記パルス幅変調回路17に接続されている。出
力ポートX,Y,Zは前記半導体スイッチング素子群11のト
ランジスタQ4〜Q6に接続している。また、前記位置検出
回路４とこの出力をマイクロコンピュータ16内で処理し
て得られ位置・速度信号とマイクロコンピュータ16の出
力ポートPWMからデュティ指令手段としてパルスデュテ
ィ信号が出力され、前記パルス幅変調回路17に接続され
て指示した回転数になるようフィードバックを行い、定
速回転を実行する。

ブラシレスモータ１の３相電機子巻線の中性点を2p、
各電機子巻線をφU,φV,φＷ、各電機子巻線φU,φV,φ
Ｗの巻線出力端子を2U,2V,2Wとすると第２図の半導体ス
イッチング素子群11のトランジスタ（Q₁,Q₄）、（Q₂,
Q₅）、（Q₃,Q₆）の共通接続点が巻線出力端子2U,2V,2W
とそれぞれ接続されており、各電機子巻線φU,φV,φＷ
に誘起される電圧信号3U,3V,3Wの波形と、第２図のブラ
シレスモータの駆動回路図の各部の波形がどのように変
化するかを表わす波形図を第３図にそれぞれ示す。

同図において従来例による駆動装置の波形図（第８
図）と同様、モータの回転子が１回転する間、６分割の
タイミングで励磁電圧を切り換える場合では、第２図に
示す駆動回路で、磁石回転子３を有するブラシレスモー
タ１を駆動した時、各電機子巻線φU,φV,φＷに誘起さ
れる電圧信号3U,3V,3Wはそれぞれ第３図（Ａ）に示すよ
うな波形となり、これ等をフィルタ12,13,14を通しコン
パレータ群15で処理すると位置検出回路４の出力は第３
図（Ｂ）に示すような波形となる。この信号をマイクロ
コンピュータ16のポートIN0,IN1,IN2に入力し、その立
上り、立下り部分を利用して転流信号18を作成してい
る。マイクロコンピュータ16の出力ポートX,Y,Zには同
図（Ｃ）に示すようなゲートパルスが作られ半導体スイ
ッチング素子群11のトランジスタQ₄,Q₅,Q₆のベースに入
力され、これらのトランジスタをオンする。また、出力
ポートU,V,Wから同図（Ｃ）に示すタイミングのゲート
パルスがパルス幅変調回路17に出力され、デュティ指令
手段としてポートPWMから出力されたパルスデュティ信
号と共に変調され、この変調出力がトランジスタQ₁,Q₂,
Q₃のベースに入力され、これらのトランジスタをオンす
る。

この結果、モータの１回転の周期内で、最初の1/6周
期t₀で巻線出力端子2Uから電機子巻線φＵを励磁、中性
点2pを経て電機子巻線φＶを励磁、巻線出力端子2Vへ電
流が流れる。

この流れを t₀:2U→φＵ→2p→φＶ→2V と表わすと 次の1/6周期t₁では、 t₁:2U→φＵ→2p→φＷ→2W 同様にしてt₂では、 t₂:2V→φＶ→2p→φＷ→2W 以下同じく、 t₃:2V→φＶ→2p→φＵ→2U t₄:2W→φＷ→2p→φＵ→2U t₅:2W→φＷ→2p→φＶ→2V となり、これ等の励磁電流によって作られる回転磁界に
より磁石回転子３が回転する。

各周期内の時間t₀,t₁,t₂…t₅で各電機子巻線２を励磁
する電圧は一定の周期を持ち、パルス幅が変化するパル
ス幅変調方式であり、ブラシレスモータ１に供給する電
力は、印加電圧が直流電源10により一定であるので、パ
ルス幅を変化させることにより制御される。回転数の増
加や回転トルクの増加に際してはパルス幅を大きくし、
同一負荷において回転数の減少や回転トルクの減少にあ
ってはパルス幅を小さくする。

第４図はマイクロコンピュータア16のソフトウェアを
示すフローチャートである。第５図，第６図，第７図は
ブラシレスモータ１をパルス幅変調手段で駆動した時の
回転数−デュティチャートで、波線部分は目標速度安定
時における出力デューティの微修正操作、つまり回転数
が一定となるようなフィードバック制御を行い、出力デ
ューティが変化したことを示している。第４図および第
５図を用いて本発明の第１の実施例の動作を説明する。

まず、ステップＡにおいては、入力ポートIN3の入力
電圧レベルに応じた目標回転数が確定される。ここで、
デューティ演算のパラメータとなる指示回転速度という
ものを用いる。この指示回転速度は、目標回転速度が変
更された際に、変化中の回転速度に対応するデューティ
値を基本デューティが書かれたテーブルデータによって
参照するために必要な制御変数である。よって、スター
ト時点では、変更前の目標回転速度を初期値とし、変更
後の目標回転速度と値が等しくなるまで、任意の値αず
つ制御上変化する。次にこの詳細を述べる。ステップＢ
において、目標回転数と指示回転数との比較を行い、一
致していればステップＦに進み、異なっている場合ステ
ップＣに進む。ステップＣにおいて、目標回転数と指示
回転数との比較を行い、目標回転数が指示回転数を上回
っていればステップＥに進み、目標回転数が指示回転数
より下回っていればステップＤに進む。ステップＤにお
いて、その時の指示回転数から任意の値αを減じたもの
を新しく指示回転数にセットする。ステップＥにおい
て、その時の指示回転数から任意の値αを加えたものを
新しく指示回転数にセットする。ステップＤ、Ｅにおい
て加減するαの値を適当に選ぶことにより、回転数変更
のアップダウンスピードを最適にする。また、ステップ
Ｄ、Ｅにおいて加算するαの値は同一とは限らない。ス
テップＦにおいて、目標回転数と新しくセットされた指
示回転数との比較を行い、一致していればステップＩに
進み、異なっている場合ステップＧに進む。ステップＧ
において、指示回転数に対応した基本デュティデータを
回転数−デュティ曲線から決定する。第１の実施例にお
いては、この回転数−デュティ曲線（L1およびL2）を第
５図に示すように回転数増加方向の場合はL1、回転数減
少方向の場合はL2の異なった曲線を選択する。次に、ス
テップＨにおいて、ステップＧで獲得した基本デュティ
データを、出力デュティデータにセットする。そしてス
テップＮに進む。このようにステップＦ、G,H、Ｎと動
作するのが回転数変更時である。ステップＩにおいて、
位置検出信号から算出される実回転数と目標回転数と比
較を行い、一致ならばステップＮに進み、異なればステ
ップＪに進む。ステップＪにおいて、目標回転数と実回
転数との比較を行い、目標回転数が実回転数を上回って
いればステップＬに進み、目標回転数が実回転数より下
回っていればステップＫに進む。ステップＫにおいて、
出力デュティデータから任意の値βを減じたものを出力
デュティデータにセットする。ステップＬにおいて、出
力デュティデータに任意の値βを加えたものを出力デュ
ティデータにセットする。ステップＫ、Ｌにおいて加減
するβの値を適当に選ぶことにより、フィードバック制
御時のデュティアップダウンスピードを最適にする。ま
た、ステップＫ、Ｌにおいて加減するβの値は同一とは
限らない。このようにステップＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｎと動
作するのが回転数安定時であり、実回転数によるデュテ
ィのフィードバック制御を行う。ステップＮにおいて、
出力デュティデータに応じて出力ポートPWMからパルス
出力を行う。以降ステップＡに戻り以上の処理を繰り返
す。第１の実施例においては、回転数増加時は実効的に
印加電圧を低めに設定したL1に沿ってモータ印加電圧を
上昇させ、目標回転数に対するオーバーシュートを抑え
ると共に目標回転数への到達時間を短縮する。回転数減
少時は同じL1に沿って印加電圧を減少させるとモータ印
加電圧が低くなるためモータが脱調する可能性があるた
め印加電圧を高めに設定したL2に沿って電圧を変化さ
せ、目標回転数に対するアンダーシュートを抑えると共
に目標回転数への到達時間を短縮する。このL1およびL2
の使い分けによって回転数変更時の動作を敏速かつスム
ーズに行う。

次に、第６図により、本発明の第２の実施例について
説明する。装置の構成は、第１の実施例と同一のため説
明を省略する。第１の実施例において、ステップＧで行
った回転数変更時にベースとする回転数−デュティ曲線
の決定を第６図に示すように回転数安定時に出力してい
るデュティに基づいて行うものである。これがステップ
Ｍとなる具体的には、あらかじめ保有している幾本かの
回転数−デュティ曲線L1〜Lnのうち回転数安定時に出力
している安定デュティ値に最も近い値を持つ回転数−デ
ュティ曲線を選択し、第１の実施例と同様の制御を行
う。ただし、運転開始時の最初のデュティ指令はあらか
じめ保有する回転数−デュティ曲線L0によって行ってい
る。第２の実施例においては、運転中の負荷状態に最も
近い回転数−デュティ曲線を選択することによって回転
数増加時および回転数減少方向ともに速やかに回転数の
変更を行うとともに負荷に応じた細やかな速度変更を可
能としている。

次に、第７図により、本発明の第３の実施例について
説明する。装置の構成は、第１の実施例と同一のため説
明を省略する。第１の実施例において、ステップＧで行
った回転数変更時にベースとする回転数−デュティ曲線
の決定を第７図に示すように回転数安定時に出力してい
る安定デュティ値に基づいて計算して行うものである。
具体的には、第１の実施例および第２の実施例のように
あらかじめ回転数−デュティ曲線を保有することはせず
に、回転数安定時に出力しているデュティと原点を結ぶ
直線を仮定して目標回転数の基本デュティを比例計算に
より算出するものである。ただし、運転開始時の最初の
デュティ指令はあらかじめ保有する回転数−デュティ曲
線L₀によって行っている。なお、ここでは上記の直線を
仮定して目標回転数の基本デュティの算出を行っている
が、さらに、複雑な曲線を設定してもよい。第３の実施
例においては、運転中の負荷状態に最適な回転数−デュ
ティ曲線を決定することによって速やかに回転数の変更
を行うとともにさらに、負荷に応じた細やかな速度変更
を行い、速度変更時の応答性を向上させている。

発明の効果 以上のように請求項１に記載の駆動方法によれば、磁
石回転子を有するブラシレスモータの電機子巻線に誘起
される電圧信号を処理して励磁電圧を切り換えて回転さ
せているので、回転検出器をブラシレスモータに取り付
ける必要もなく、空気調和機のコンプレッサのように高
温高圧条件下のもとでも、前記回転検出器に相当する転
流信号を高信頼度で発生させることができる。また前記
励磁電圧をパルス幅変調することにより負荷に対応した
回転数と回転トルクを発生させることができ、負荷変動
があってもパルスデュティを変化させ回転数が一定にな
るフィードバック制御が可能となる。そして回転数−デ
ュティ曲線にもとづいてパルスデュティを変更すること
により、目標回転数に対して異常なオーバーシュートや
アンダーシュートを起こすことなく、応答速く回転数を
変えることができる。

請求項２および３の記載の駆動方法によると、ブラシ
レスモータの回転数の増加，減少時に、回転数−デュテ
ィ曲線を決定するに際し、選択や計算により、負荷条件
に最も適したものを指示し、コンプレッサ駆動用モータ
などに使用された際には、回転数の変化音が小さくな
り、室内外の空調条件に対応して頻繁に回転数を変更す
ることができる。

請求項4,5,6記載の構成によれば、請求項1,2,3記載の
方法を実行するブラシレスモータの駆動装置を実現する
ことができるので、負荷変動に対応して応答速く回転数
の変更を行えて、空気調和器のコンプレッサ駆動用モー
タなどに利用された際には、ブラシレスモータを効率よ
く運転することができる。

【図面の簡単な説明】

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
駆動装置のブロック図、第２図は同ブラシレスモータの
駆動装置の回路図、第３図は同ブラシレスモータの駆動
装置の波形図、第４図は同ブラシレスモータの回転数制
御を示すフローチャート、第５図〜第７図はそれぞれモ
ータの回転数−デュティ曲線図、第８図は従来例におけ
るインダクションモータ用の正弦波PWM波形図である。 １……ブラシレスモータ、２……電機子巻線、３……磁
石回転子、４……位置検出回路［位置検出手段］、５…
…駆動信号発生手段、６……パルス幅変調手段、７……
回転数指令手段、８……回転数−デュティ変換手段、９
……デュティ指令手段、11……半導体スイッチング素子
群、18……転流信号、3U,3V,3W……電圧信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−239185（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 6/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁石回転子を有するブラシレスモータの電
   機子巻線に誘起される電圧信号を処理して転流信号を作
   成し、この転流信号のタイミングにもとづいて前記電機
   子巻線の励磁電圧を切り換えてブラシレスモータを回転
   させ、前記励磁電圧をパルス幅変調を行うことによって
   回転数の制御を行うもので、複数の異なる回転数指令値
   にて運転されるブラシレスモータの駆動方法であって、
   デューティ演算のパラメータとなる指示回転数速度を用
   意し、現在の運転速度と異なる目的速度が与えられた場
   合、指示回転速度を単位ステップ量ずつ増減させる操作
   を、指示回転速度が目標速度と一致するまで施し、指示
   回転速度値に対して指示回転数増加時と減少時別に用意
   された２本の指示回転速度−基本デューティ曲線を用い
   て、増減操作ごとにその指示回転速度値に対応するデュ
   ーティデータを演算し、獲得したデューティデータをモ
   ータ駆動装置に対するデューティ指令としてモータを駆
   動し、指示回転速度が目標速度と一致した後は、目標速
   度と検出速度とを比較し、検出速度が小なるときには正
   の単位デューティ値を、大なるときには負の単位デュー
   ティ値を、到達時の出力デューティ値に対して加算する
   微修正操作を施すブラシレスモータの駆動方法。
2. 【請求項２】現在の運転速度と異なる目標速度が与えら
   れた場合、指示回転速度を単位ステップ量ずつ増減させ
   る操作を、指示回転速度が目標速度と一致するまで施
   し、指示回転速度値に対して用意された複数の指示回転
   速度−基本デューティ曲線を有し、前記異なる目標速度
   が与えられる直前に出力されていた安定デューティ値
   と、前記複数の指示回転速度−基本デューティ曲線から
   得られる、その時の回転速度に対する各デューティデー
   タを比較し、前記安定デューティ値に直近のデューティ
   データを有する一本の指示回転速度−基本デューティ曲
   線を選択し、その指示回転速度−基本デューティ曲線を
   用いて、指示回転速度の増減操作ごとにその指示回転速
   度値に対応するデューティデータを演算し、獲得したデ
   ューティデータをモータ駆動装置に対するデューティ指
   令とする請求項１記載のブラシレスモータの駆動方法。
3. 【請求項３】現在の運転速度と異なる目標速度が与えら
   れた場合、指示回転速度を単位ステップ量ずつ増減させ
   る操作を、指示回転速度が目標速度と一致するまで施
   し、前記異なる目標速度が与えられる直前に出力してい
   る安定デューティ値とデューティ零点を通る関数式を導
   き、それを用いて、指示回転速度の増減操作ごとにその
   指示回転速度値に対応するデューティデータを演算し、
   獲得したデューティデータをモータ駆動装置に対するデ
   ューティ指令とする請求項１記載のブラシレスモータの
   駆動方法。
4. 【請求項４】中性点非接地に結線された３相電機子巻線
   へ電流を通電遮断することにより磁石回転子を回転させ
   るブラシレスモータの駆動装置であって、前記３相電機
   子巻線へ励磁電圧を切り換えて印加する半導体スイッチ
   ング素子群と、前記磁石回転子の回転によって前記電機
   子巻線に誘起される電圧信号を処理して磁石回転子の相
   対的な位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手
   段からの出力信号を用いて前記半導体スイッチング素子
   群の駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、前記ブラ
   シレスモータの回転数を指示する回転数指令手段と、前
   記位置検出手段の出力信号を処理して得られる実回転数
   信号と前記回転数指令手段から指示される指示回転数信
   号との比較を行う回転数比較手段と、前記回転数比較手
   段の出力にもとづいて電機子巻線の励磁電圧のパルスデ
   ュティを指示するデュティ指令手段と、前記デュティ指
   令手段にもとづいてパルス幅変調をかけるパルス幅変調
   手段とを備え、前記デュティ指令手段は、デューティ演
   算のパラメータとなる指示回転数速度が用意され、現在
   の運転速度と異なる目標速度が与えられた場合、指示回
   転速度を単位ステップ量ずつ増減させる操作を、指示回
   転速度が目標速度と一致するまで施し、指示回転速度値
   に対して指示回転数増加時と減少時別に用意された２本
   の指示回転速度−基本デューティ曲線を用いて、増減操
   作ごとにその指示回転速度値に対応するデューティデー
   タを演算し、獲得したデューティデータを前記パルス幅
   変調手段に出力し、指示回転速度が目標速度と一致した
   後は、目標速度と検出速度とを比較し、検出速度が小な
   るときには正の単位デューティ値は、大なるときには負
   の単位デューティ値を、到達時の出力デューティ値に対
   して加算する微修正操作を施すようにしたブラシレスモ
   ータの駆動装置。
5. 【請求項５】デュティ指令手段は、現在の運転速度と異
   なる目標速度が与えられた場合、指示回転速度を単位ス
   テップ量ずつ増減させる操作を、指示回転速度が目標速
   度と一致するまで施し、指示回転速度値に対して用意さ
   れた複数の指示回転速度−基本デューティ曲線を有し、
   前記異なる目標速度が与えられる直前に出力されていた
   安定デューティ値と、前記複数の指示回転速度−基本デ
   ューティ曲線から得られる、その時の回転速度に対する
   各デューティデータを比較し、前記安定デューティ値に
   直近のデューティデータを有する一本の指示回転速度−
   基本デューティ曲線を選択し、その指示回転速度−基本
   デューティ曲線を用いて、指示回転速度の増減操作ごと
   にその指示回転速度値に対応するデューティデータを演
   算し、獲得したデューティデータをパルス幅変調手段に
   出力する請求項４記載のブラシレスモータの駆動装置。
6. 【請求項６】デュティ指令手段は、現在の運転速度と異
   なる目標速度が与えられた場合、指示回転速度を単位ス
   テップ量ずつ増減させる操作を、指示回転速度が目標速
   度と一致するまで施し、前記異なる目標速度が与えられ
   る直前に出力していた安定デューティ値とデューティ零
   点を通る関数式を導き、それを用いて、指示回転速度の
   増減操作ごとにその指示回転速度値に対応するデューテ
   ィデータを演算し、獲得したデューティデータをパルス
   幅変調手段に出力する請求項４記載のブラシレスモータ
   の駆動装置。