JP3183071B2 - Control drive device for sensorless DC brushless motor - Google Patents
Control drive device for sensorless DC brushless motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ホール素子やロータリ
ーエンコーダ等の位置検出器を有さないセンサレスDC
ブラシレスモータの制御駆動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensorless DC having no position detector such as a Hall element or a rotary encoder.
The present invention relates to a control and driving device for a brushless motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の制御駆動装置は、特公昭
59−36519の図6に示されるように、A,B,
C、各相の逆起電力を約90°位相シフト(遅角)した
信号(7−a、7−b、7−c)と、中性点電位(8)
を比較することによって、回転子の角度位置情報を3つ
のディジタル信号(9−a、9−b、9−c)として得
ており、そのそれぞれの信号から、当該相の通電信号を
得るのではなく、当該相とは異なる相の通電信号を得て
いる。2. Description of the Prior Art As shown in FIG.
C, signals (7-a, 7-b , 7-c) obtained by phase-shifting (retarding) the back electromotive force of each phase by about 90 °, and neutral point potential (8)
To obtain the angular position information of the rotor as three digital signals (9-a, 9-b, 9-c). From the respective signals, the energization signal of the phase is obtained. However, the energization signal of a phase different from the phase is obtained.
【0003】これは、一般にセンサーレス方式のDCブ
ラシレスモータの場合、逆起電力だけを常時検出するこ
とは、固定子巻線への通電との関係上不可能であり、そ
のために検出される信号は、通電電圧と重複したものと
なり、回路的にフィルター等での処理をしなければなら
なく、そのフィルター等の信号伝達遅れ特性によるもの
である。[0003] Generally, in the case of a sensorless DC brushless motor, it is impossible to always detect only the back electromotive force due to the energization of the stator windings. Is duplicated with the energizing voltage, and must be processed by a filter or the like in a circuit, and is due to signal transmission delay characteristics of the filter or the like.
【0004】そしてこの信号伝達遅れ特性を、特公昭5
9−36519の場合には、90°の位相差にすること
によって、ちょうどA相の出力からC相の通電信号を、
またB相の出力からA相の通電信号を、C相の出力から
B相の通電信号を得ている。The signal transmission delay characteristic is described in
In the case of 9-36519, by setting the phase difference to 90 °, the C-phase energizing signal is obtained from the A-phase output.
The A-phase energizing signal is obtained from the B-phase output, and the B-phase energizing signal is obtained from the C-phase output.
【0005】ここで、一般に120°通電方式の場合に
は、この位相差を90°にすることによって、当該相と
異なる相の通電信号を得ることが出来る。また30°に
することによって、当該相の通電信号を得ることができ
る。Here, in general, in the case of a 120 ° conduction method, by setting the phase difference to 90 ° , the phase and the phase are controlled.
The energization signals of different phases can be obtained. By setting the angle to 30 °, an energization signal of the phase can be obtained.
【0006】そしてこの特公昭59−36519におい
ては、得られたディジタル信号(9−a、9−b、9−
c)の変化をトリガーとして、スイッチング素子を所定
のパターンにてON,OFFして、固定子巻線の各相へ
の通電パターンを切り換え、モータを制御駆動してい
る。In Japanese Patent Publication No. 59-36519, the obtained digital signals (9-a, 9-b, 9-
With the change in c) as a trigger, the switching elements are turned on and off in a predetermined pattern, the energization pattern to each phase of the stator winding is switched, and the motor is controlled and driven.
【0007】またこの図6の(9−a、9−b、9−
c)と(10)から明かなように、トリガーの入力か
ら、固定子巻線への通電パターンの変更までの間には、
特に遅延角度は設けられておらず、トリガー入力と同時
に通電パターンを切り換えている。[0007] Also, (9-a, 9-b, 9-
As is clear from c) and (10), between the input of the trigger and the change of the energization pattern to the stator winding,
In particular, no delay angle is provided, and the energization pattern is switched simultaneously with the trigger input.
【0008】また、逆起電力の位相シフトは、前述した
通り遅角の90°に設定されている。Further, the phase shift of the back electromotive force is set to the retarded angle of 90 ° as described above.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際
に、前述した従来の方式でモータを駆動した場合には以
下のような問題が生じる。However, when the motor is actually driven by the above-described conventional method, the following problems occur.
【0010】第一の問題点は、図3においてスイッチン
グ素子1を用いて固定子巻線2への通電をON、OFF
する際には、OFF時に巻線からサージ電圧が発生し、
これを吸収するためにスイッチング素子1には、通常並
列に還流ダイオード3が接続されてあり、このダイオー
ドに流れる還流電流の影響で、逆起電力の位相シフト量
が設定値より進み気味になり、その結果、固定子巻線へ
の通電タイミングがずれてしまいモータ効率が悪化する
という課題があった。そしてこの還流電流は負荷に応じ
て変化するので、位相シフト量のずれも、負荷に応じて
変化する。The first problem is that, in FIG. 3, the switching element 1 is used to turn on and off the current supply to the stator winding 2.
When turning off, a surge voltage is generated from the winding at the time of OFF,
In order to absorb this, the return diode 3 is usually connected in parallel to the switching element 1, and the amount of the phase shift of the back electromotive force tends to be more advanced than the set value due to the effect of the return current flowing through this diode. As a result, there is a problem that the energization timing to the stator winding is shifted and motor efficiency is deteriorated. Since the return current changes according to the load, the shift of the phase shift amount also changes according to the load.
【0011】図4にはこの還流電流による位相ずれの様
子が示してあり、点線が還流電流がない場合であり、実
線が還流電流がある場合の図3における各部の電圧波形
である。図6にはこの結果、通電タイミングが最適点よ
り、約30°進んだ場合の相端子の電圧波形を示してい
る。FIG. 4 shows the state of the phase shift due to the return current. The dotted line shows the case where there is no return current, and the solid line shows the voltage waveform of each part in FIG. 3 when there is the return current. FIG. 6 shows a voltage waveform of the phase terminal when the energization timing is advanced by about 30 ° from the optimum point.
【0012】第二の問題点は、図3における位相シフト
を行う積分回路(フィルター回路)は、一般に周波特性
を持ち、周波数が低くなるほど位相が進角し、やはりこ
れによって通電タイミングのズレが生じてモータ効率が
悪化するという課題があった。 The second problem is that the phase shift in FIG.
The integration circuit (filter circuit) that performs
The lower the frequency, the more the phase is advanced.
As a result, the energization timing is shifted, and the motor efficiency is reduced.
There was a problem of getting worse.
【0013】ここで、前述した積分回路の周波数特性を
図5を用いて説明する。図5は、図3における積分回路
(位相シフト部)の入力に対する各部の応答を示したも
のである。 Here, the frequency characteristic of the above-described integrating circuit is
This will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the integration circuit in FIG.
(Phase shift unit)
It is.
【0014】図5(A)は周波数が高い場合で、図5
(B)は周波数が低い場合のものである。但し、入力波
形は説明をわかりやすくする為に、矩形波としている
が、実際にモータ端子から入力される波形の場合にも、
進角する原理は変わらない。 FIG . 5A shows a case where the frequency is high.
(B) is a case where the frequency is low. However, input wave
The shape is a square wave for easy understanding
Is actually the waveform input from the motor terminal,
The principle of advancing does not change.
【0015】まず図5(A)に示す周波数が高い場合に
は、積分回路の入力に対して、出力の位相がゼロクロス
付近を基準に約90°遅れている。従って比較回路の出
力も90°遅れた信号となっており、本来意図した位相
シフト量となっている。 First, when the frequency shown in FIG.
Indicates that the output phase is zero-cross
It is delayed about 90 ° from the vicinity. Therefore, the output of the comparison circuit
The force is also a signal delayed by 90 °, and the phase originally intended
The shift amount.
【0016】しかし図5(B)に示すように周波数が低
い場合には、積分回路の時定数が入力信号の周期に近づ
き、積分回路の出力の直線性が低下して、ゼロクロス付
近を基準にみると約60°の遅れとなっており、本来意
図した位相シフト量よりも進んだものとなっている。 However, as shown in FIG.
The time constant of the integrating circuit approaches the period of the input signal.
The linearity of the output of the integrating circuit decreases,
The delay is about 60 ° on a near basis.
This is more advanced than the illustrated phase shift amount.
【0017】このように、一般に抵抗とコンデンサを用
いた積分回路においては、入力の周波数が低くなるほ
ど、出力の信号の位相が進んでくるという特性をもって
いる。 As described above, generally, resistors and capacitors are used.
In the integration circuit, the lower the frequency of the input
With the characteristic that the phase of the output signal advances
I have.
【0018】これを低減するためには、時定数を入力の
周期に対して充分に大きくなるように設定する必要があ
るが、その場合には振幅が小さくなるという問題があ
る。 To reduce this, the time constant must be
It must be set to be large enough for the period.
However, in that case, there is a problem that the amplitude becomes small.
You.
【0019】そして前述したように、逆起電力の位相シ
フト量の本来意図した設定値からのずれは、負荷や回転
数によって大きく変動するので、例えば負荷変動の非常
に大きな電気自動車のエアコン用の電動圧縮機モータを
駆動する際には、その影響が顕著に現れ、その結果バッ
テリーへの電力負担が増大し、車の走行距離が減ってし
まうという課題があった。As described above, since the deviation of the phase shift amount of the back electromotive force from the originally intended set value greatly varies depending on the load and the number of revolutions, for example, the air conditioner for an electric vehicle having an extremely large load variation. When the electric compressor motor is driven, the effect is remarkable, and as a result, there is a problem that the power load on the battery increases and the traveling distance of the vehicle decreases.
【0020】第三の問題点は、前述した位相シフト量の
設定値からのずれを、ハードウエアにて回路的に補正し
ようとした場合には、周波数に応じて時定数を変えるな
どの非常に複雑な回路構成となるので、コストがアップ
する。また負荷条件の異なるモータを制御駆動しようと
した場合には、その都度ハードウエアの変更が必要とな
り、変更対応に手間がかかるという課題があった。[0020] Do the third problem, when the deviation from the set value of the phase shift amount described above, attempts to circuit corrected by hardware, changing the time constant according to the frequency
Which very complicated circuit configuration increases the cost. In addition, when attempting to control and drive motors having different load conditions, a hardware change is required each time, and there is a problem that the change is time-consuming.
【0021】第四の問題点は、特公昭59−36519
に示されるような回路で、逆起電力の位相シフトを行っ
た場合には、CR回路の特性上、90°以外の位相シフ
トをすることができなく、例えば、低負荷,高回転とい
う、第3の信号が逆起電力に対して最も遅角しやすい条
件においては、第3の信号の入力から遅延によってソフ
ト的に通電タイミングが最適となるように補正すること
ができないという課題があった。The fourth problem is that of Japanese Patent Publication No. 59-36519.
In the circuit as shown in, when performing the phase shift of the counter electromotive force, the nature of the CR circuit, can not be a 90 ° other than phase shift, for example, a low load, high rotation gutter
The third signal is the most likely to retard the back electromotive force.
In this case, there has been a problem that it is not possible to softly correct the energization timing so as to be optimal by the delay from the input of the third signal.
【0022】本発明は上記課題を解決するもので、安価
な構成で、負荷や回転数の変動によるモータ効率の悪化
を防止して、常時最大効率付近でモータを運転し、また
電気自動車においてはできるだけ走行距離を延ばし、か
つ負荷条件の異なるモータを駆動する場合にも容易に対
応ができるセンサレスDCブラシレスモータの制御駆動
装置を提供することを目的としている。The present invention solves the above-mentioned problems, and uses a low-cost structure to prevent the motor efficiency from deteriorating due to fluctuations in load and rotation speed, to always operate the motor near the maximum efficiency, and to use an electric vehicle. It is an object of the present invention to provide a control and drive device for a sensorless DC brushless motor that can extend the running distance as much as possible and can easily cope with driving motors with different load conditions.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】(1)直流電圧の供給を
受け、永久磁石回転子が回転した際に、三相結線された
固定子巻線の各相に誘起される逆起電力を検出すること
によって、回転子の角度位置を検出し、それに応じて、
前記固定子巻線の各相への通電パターンを切り換えるセ
ンサレスDCブラシレスモータの制御駆動装置で、前記
逆起電力の位相をシフトした第一の信号と、前記第一の
信号の交流成分のゼロ電位付近にある第二の信号とを、
比較することによって得られる、ディジタル化された第
三の信号を出力するとともに、前記第三の信号の逆起電
力に対する、位相シフトの絶対値を、90°または30
°よりも進み側に設定した位置検出回路と、前記位置検
出回路から出力される第三の信号の変化をトリガーとし
て、前記固定子巻線の各相への通電パターンを切り換え
る制御部を具備し、前記制御部には、前記第三の信号が
変化した後、回転子が所定角度進むまでの間遅らせて、
前記通電パターンを切り換える、通電遅延角度を設けた
ものである。(1) When a DC voltage is supplied and a permanent magnet rotor is rotated, a back electromotive force induced in each phase of a three-phase connected stator winding is detected. By detecting the angular position of the rotor,
A control and driving device for a sensorless DC brushless motor that switches an energization pattern to each phase of the stator winding, wherein a first signal in which the phase of the back electromotive force is shifted, and a zero potential of an AC component of the first signal And the second signal in the vicinity,
A third digitized signal obtained by the comparison is output, and the absolute value of the phase shift with respect to the back electromotive force of the third signal is set to 90 ° or 30 °.
And a control unit that switches a current supply pattern to each phase of the stator windings with a change in a third signal output from the position detection circuit as a trigger. In the control unit, after the third signal changes, delay until the rotor advances by a predetermined angle,
An energization delay angle for switching the energization pattern is provided.
【0024】(2)前記課題を解決するための手段
(1)の構成に追加して、固定子巻線に流れる電流、ま
たは直流電圧から供給される直流電流を検出する電流検
出手段を具備し、前記電流に応じて、通電遅延角度を変
化させる制御部を設けたものである。(2) In addition to the configuration of the means (1) for solving the above-mentioned problem, the present invention further comprises a current detecting means for detecting a current flowing through the stator winding or a DC current supplied from a DC voltage. And a control unit for changing the conduction delay angle in accordance with the current.
【0025】(3)前記課題を解決するための手段
(1)の構成に追加して、直流電圧を検出する電圧検出
手段と、前記直流電圧から供給される直流電流を検出す
る電流検出手段を具備し、前記電圧と前記電流から消費
電力を検出し、その消費電力に応じて、通電遅延角度を
変化させる制御部を設けたものである。(3) In addition to the configuration of the means (1) for solving the above-mentioned problem, a voltage detecting means for detecting a DC voltage and a current detecting means for detecting a DC current supplied from the DC voltage are provided. A control unit for detecting power consumption from the voltage and the current, and changing an energization delay angle in accordance with the power consumption.
【0026】(4)前記課題を解決するための手段
(1)の構成に追加して、直流電圧が、交流電圧を整流
した直流電圧であり、前記交流電圧から供給されている
交流電流を検出する電流検出手段を具備し、前記電流に
応じて、通電遅延角度を変化させる制御部を設けたもの
である。(4) In addition to the configuration of the means (1) for solving the above-mentioned problem, the DC voltage is a DC voltage obtained by rectifying an AC voltage, and an AC current supplied from the AC voltage is detected. And a control unit for changing the conduction delay angle in accordance with the current.
【0027】(5)前記課題を解決するための手段
(1)の構成に追加して、直流電圧が、交流電圧を整流
した直流電圧であり、前記交流電圧を検出する電圧検出
手段と、前記交流電圧から供給されている交流電流を検
出する電流検出手段を具備し、前記電圧と前記電流から
消費電力を検出し、その消費電力に応じて、通電遅延角
度を変化させる制御部を設けたものである。(5) In addition to the configuration of the means (1) for solving the above problem, the DC voltage is a DC voltage obtained by rectifying an AC voltage, and a voltage detecting means for detecting the AC voltage; A device provided with current detection means for detecting an alternating current supplied from an alternating voltage, detecting a power consumption from the voltage and the current, and providing a control unit for changing a conduction delay angle in accordance with the power consumption. It is.
【0028】(6)前記課題を解決するための手段
(1)及び(2)及び(3)及び(4)及び(5)の構
成に追加して、位置検出回路から出力される第三の信号
の周期または周波数から回転子の回転速度を検出し、そ
の回転速度に応じて、通電遅延角度を変化させる制御部
を設けたものである。(6) In addition to the configuration of means (1) and (2) and (3) and (4) and (5) for solving the above-mentioned problem, a third output from the position detection circuit is provided. A control unit is provided which detects the rotation speed of the rotor from the cycle or frequency of the signal and changes the energization delay angle in accordance with the rotation speed.
【0029】(7)前記課題を解決するための手段
(1)及び(2)及び(3)及び(4)及び(5)及び
(6)の位置検出回路が、直流電圧のマイナス電位を基
準とした、固定子巻線に誘起される各相の逆起電力を入
力として、その逆起電力の電圧レベルを変換する分圧
部、及び逆起電力の直流成分を除去する交流結合部とを
有した逆起電力検出回路と、前記逆起電力検出回路から
出力される各相の電圧を、積分するとともに位相シフト
を行う積分回路と、前記積分回路から出力される各相の
電圧と、そのおのおのの出力とは異なる残りの二相の合
成電圧とを比較する比較回路で構成されたものである。(7) The means for solving the above problems (1), (2), (3), (4), (5), and (6), wherein the position detection circuits are based on the minus potential of the DC voltage. With a back electromotive force of each phase induced in the stator winding as an input, a voltage dividing section for converting the voltage level of the back electromotive force, and an AC coupling section for removing a DC component of the back electromotive force. A back electromotive force detection circuit, an integration circuit that integrates and performs a phase shift on each phase voltage output from the back electromotive force detection circuit, and a voltage of each phase output from the integration circuit; Each output is composed of a comparison circuit that compares the output with the remaining two-phase combined voltages different from each other.
【0030】(8)前記課題を解決するための手段
(1)及び(2)及び(3)及び(4)及び(5)及び
(6)及び(7)の制御部が、マイクロコンピュータで
構成されたものである。(8) Means for Solving the Problems (1) and (2) and (3) and (4) and (5) and (6) and (7) are constituted by a microcomputer. It was done.
【0031】(9)前記課題を解決するための手段
(8)の、位置検出回路から出力される第三の信号を、
マイクロコンピュータの外部割り込み端子に入力したも
のである。(9) The third signal output from the position detection circuit of the means (8) for solving the above problem is
This is input to the external interrupt terminal of the microcomputer.
【0032】(10)前記課題を解決するための手段
(1)及び(2)及び(3)及び(6)及び(7)及び
(8)の直流電圧の供給を、電気自動車に搭載されるバ
ッテリーから受け、かつ前記電気自動車の空調を行う電
動圧縮機モータを制御駆動するようにしたものである。(10) Means for solving the above problems (1) and (2) and (3) and (6) and (7) and (8) are mounted on an electric vehicle. An electric compressor motor which receives from a battery and air-conditions the electric vehicle is controlled and driven.
【0033】[0033]
【作用】本発明は前記した構成によって、 (1)負荷や回転数によって変動する、第三の信号の逆
起電力に対する位相シフトの量を、予めその変動範囲よ
りは進み側に設定して、第三の信号の変化をトリガーと
して固定子巻線の各相への通電パターンを切り換える際
に、回転子が所定角度進むまでの間遅らせる、通電遅延
角度を設けているので、通電タイミングを回路的に固定
するのではなく、任意のタイミングで設定することがで
きるようになり、常時最大効率付近でモータを運転する
ことができるようになる。According to the present invention, (1) the amount of phase shift with respect to the back electromotive force of the third signal, which fluctuates depending on the load or the number of revolutions, is set in advance on the leading side of the fluctuation range. When switching the energization pattern to each phase of the stator winding with the change of the third signal as a trigger, an energization delay angle is provided to delay until the rotor advances by a predetermined angle, so that energization timing is circuit-wise. Instead of being fixed at a fixed timing, it is possible to set the timing at an arbitrary timing, so that the motor can always be operated near the maximum efficiency.
【0034】(2)直流負荷電流、または交流負荷電流
に応じて、通電遅延角度を変化させているので、予め直
流負荷電流、または交流負荷電流と、位相シフトのずれ
量との関係を把握しておき、それを補正するように通電
遅延角度を変化させることにより、常時最大効率付近で
モータを運転することができるようになる。(2) Since the energization delay angle is changed according to the DC load current or the AC load current, the relationship between the DC load current or the AC load current and the shift amount of the phase shift is grasped in advance. In advance, by changing the energization delay angle so as to correct it, the motor can always be operated near the maximum efficiency.
【0035】(3)消費電力に応じて、通電遅延角度を
変化させているので、予めその消費電力と、位相シフト
のずれ量との関係を把握しておき、それを補正するよう
に通電遅延角度を変化させることにより、常時最大効率
付近でモータを運転することができるようになる。(3) Since the energization delay angle is changed in accordance with the power consumption, the relationship between the power consumption and the phase shift deviation amount is grasped in advance, and the energization delay angle is corrected so as to correct it. By changing the angle, the motor can always be operated near the maximum efficiency.
【0036】(4)電源供給源の交流電流に応じて、通
電遅延角度を変化させているので、予めその交流電流
と、位相シフトのずれ量との関係を把握しておき、それ
を補正するように通電遅延角度を変化させることによ
り、常時最大効率付近でモータを運転することができる
ようになる。(4) Since the energization delay angle is changed according to the AC current of the power supply source, the relationship between the AC current and the amount of phase shift deviation is grasped in advance and corrected. By changing the energization delay angle as described above, the motor can always be operated near the maximum efficiency.
【0037】(5)電源供給源の消費電力に応じて、通
電遅延角度を変化させているので、予めその消費電力
と、位相シフトのずれ量との関係を把握しておき、それ
を補正するように通電遅延角度を変化させることによ
り、常時最大効率付近でモータを運転することができる
ようになる。(5) Since the energization delay angle is changed according to the power consumption of the power supply source, the relationship between the power consumption and the amount of phase shift deviation is grasped in advance and corrected. By changing the energization delay angle as described above, the motor can always be operated near the maximum efficiency.
【0038】(6)回転速度及び電流及び消費電力に応
じて、通電遅延角度を変化させているので、予めその回
転速度及び電流及び消費電力と、位相シフトのずれ量と
の関係を把握しておき、それを補正するように通電遅延
角度を変化させることにより、常時最大効率付近でモー
タを運転することができるようになる。(6) Since the energization delay angle is changed in accordance with the rotation speed, the current, and the power consumption, the relationship between the rotation speed, the current, and the power consumption and the phase shift amount is grasped in advance. By changing the energization delay angle so as to correct it, the motor can always be operated near the maximum efficiency.
【0039】(7)前記(1)及び(2)及び(3)及
び(4)及び(5)及び(6)の作用に追加して、第三
の信号を、積分回路から出力される各相の電圧と、その
おのおのの出力とは異なる残りの二相の合成電圧とを比
較して得ているので、位相シフト量を、90°よりも進
み側に設定するのが容易となり、第三の信号の入力か
ら、ソフト的に遅延によって通電タイミングを補正する
ことが可能となる。(7) In addition to the operations of (1), (2), (3), (4), (5), and (6), a third signal is output from the integration circuit. Since the phase voltage and the combined voltage of the remaining two phases that are different from the output of each phase are obtained by comparison, it is easy to set the phase shift amount to a more advanced side than 90 °. , The energization timing can be corrected by a software delay .
【0040】(8)前記(1)及び(2)及び(3)及
び(4)及び(5)及び(6)及び(7)の作用に追加
して、制御部をマイクロコンピュータで構成しているの
で、通電遅延角度をソフトウエア的に変化させることが
でき、異なるモータを駆動する場合にも容易に対応がで
き、かつ安価な構成とすることができる。(8) In addition to the functions (1), (2), (3), (4), (5), (6), and (7), the control unit is constituted by a microcomputer. Therefore, the energization delay angle can be changed by software, so that it is possible to easily cope with the case where different motors are driven, and it is possible to make the configuration inexpensive.
【0041】(9)前記(1)及び(2)及び(3)及
び(4)及び(5)及び(6)及び(7)及び(8)の
作用に追加して、第三の信号をマイクロコンピュータの
外部割り込み端子に入力しているので、ソフトウエア的
処理が容易となる。(9) In addition to the operations of (1) and (2) and (3) and (4) and (5) and (6) and (7) and (8), a third signal Since the input is made to the external interrupt terminal of the microcomputer, software processing becomes easy.
【0042】(10)前記(1)及び(2)及び(3)
及び(6)及び(7)及び(8)及び(9)の作用に追
加して、電気自動車の走行距離を延ばすことができる。(10) The above (1), (2) and (3)
In addition to the effects of (6) and (7) and (8) and (9), the mileage of the electric vehicle can be increased.
【0043】[0043]
【実施例】以下、本発明の一実施例のセンサレスDCブ
ラシレスモータの制御駆動装置について、図面を参照し
ながら説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to an embodiment of the present invention.
【0044】図1は、本発明の一実施例のセンサレスD
Cブラシレスモータの制御駆動装置の回路図であり、図
2は100%デューティー時の各部の電圧波形図であ
り、以下これを参照しながら本発明について説明する。FIG. 1 shows a sensorless D according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a control and driving device of the C brushless motor, and FIG. 2 is a voltage waveform diagram of each part at the time of 100% duty. The present invention will be described below with reference to FIG.
【0045】本回路への、直流電圧の供給は、バッテリ
ー4や、或は商用電源5をダイオードブリッジ6にて整
流したものから行われる。そしてその直流電圧を、スイ
ッチング素子1にてスイッチングすることによって、可
変電圧の120°通電の交流電圧に変換している。尚本
回路においては、PWM方式で可変電圧の交流電圧を得
ているが、PAM方式の場合には直流電圧変換用のトラ
ンジスタが、追加されるだけで、その他の構成は本回路
と同様なものでよい。The supply of the DC voltage to this circuit is performed from the battery 4 or the commercial power source 5 rectified by the diode bridge 6. Then, the DC voltage is converted by the switching element 1 into an AC voltage of 120 ° conduction of a variable voltage. In this circuit, a variable AC voltage is obtained by the PWM method. However, in the case of the PAM method, only a transistor for DC voltage conversion is added, and other configurations are the same as those of the present circuit. Is fine.
【0046】制御駆動するモータは、U,V,Wの三相
結線された固定子巻線2、と永久磁石回転子7から構成
されている。The motor to be controlled and driven comprises a stator winding 2 connected in three phases of U, V and W, and a permanent magnet rotor 7.
【0047】まずモータを始動する際には、逆起電力が
検出されないので、オープンループ制御の同期モータと
して始動する。そして所定の回転に達し、逆起電力が充
分検出されるようになってから、この逆起電力によっ
て、回転子の位置の検出を行い、その位置に応じたフィ
ードバック運転となる。First, when starting the motor, since no back electromotive force is detected, the motor is started as a synchronous motor of open loop control . The predetermined reached rotation, from so counter electromotive force is detected charged <br/> content, this counter electromotive force, performs detection of the position of the rotor, the feedback operation in accordance with the position .
【0048】次にこの位置検出部分について説明する。
分圧部8は、固定子巻線2のU,V,Wに誘起される逆
起電力を含んだ各端子電圧を分圧する。これは、高電圧
な信号を扱いやすい低電圧な信号に変換するためであ
る。尚、図2のVU,VV,VWの実線波形には、この分
圧部に入力される電圧波形例を示している。Next, the position detecting portion will be described.
The voltage divider 8 divides each terminal voltage including the back electromotive force induced in U, V, and W of the stator winding 2. This is for converting a high-voltage signal into a low-voltage signal that is easy to handle. Note that the solid waveforms of V U , V V , and V W in FIG. 2 show examples of voltage waveforms input to the voltage dividing section.
【0049】そして交流結合部9は、コンデンサで構成
されており、前記分圧部8からの信号の直流成分を除去
し、交流電圧信号に変換するためのものである。The AC coupling section 9 is composed of a capacitor, and removes the DC component of the signal from the voltage dividing section 8 and converts the signal into an AC voltage signal.
【0050】次に積分回路は、前記交流結合部9からの
信号を時間積分して、図2のVU1,VV1,VW1の実線波
形に示すように、逆起電力に対して、遅角90°よりは
進んだ電圧(第一の信号)へと変換している。これは還
流電流が無ければ遅角90°になる所が、前述図4で説
明したように、この影響で90°よりさらに進んだもの
となっている。 [0050] Then the integrating circuit integrates the signal from the AC coupling unit 9 times, as indicated by a solid line waveform of V U1, V V1, V W1 of FIG. 2, with respect to the counter electromotive force, slow Than 90 °
It is converted to advanced voltage (first signal). This is return
FIG. 4 explains that the retard angle becomes 90 ° if there is no current.
As we have clarified, the effect is more than 90 °
It has become.
【0051】そして比較回路11は、前記積分回路10
からの信号と、その相とは異なる信号を合成したもの
(第二の信号:図2のVU2,VV2,VW2)とを比較し、
図2のVU3,VV3,VW3の実線波形に示される、ディジ
タル信号(第三の信号)に変換している。The comparing circuit 11 is provided with the integrating circuit 10
And a signal obtained by synthesizing a signal different from that phase (second signal: V U2 , V V2 , V W2 in FIG. 2),
It is converted into a digital signal (third signal) shown by the solid waveforms of V U3 , V V3 , V W3 in FIG.
【0052】ここでこの比較回路11の特徴は、抵抗の
設定によって、第三の信号が、第一の信号及び逆起電力
に対してさらに進み側になるようにしている点である。Here, the feature of the comparison circuit 11 is that the third signal is further advanced with respect to the first signal and the back electromotive force by setting the resistance.
【0053】この結果、第三の信号は、図2に示すごと
く逆起電力に対して、50°の遅れた信号となってい
る。そしてこの50°遅れている意味は、従来方式の9
0°の遅れに対しては、充分に(40°)進んだ信号と
なっているということである。As a result, the third signal is as shown in FIG.
Against Ku counter electromotive force, it has a delayed signal of 50 °. And the meaning of this 50 ° delay is 9
For 0 ° delay is that has a (40 °) signal advanced to the charge amount.
【0054】そして、前記比較回路11からの第三の信
号は、制御部12(マイコン)の外部割り込み端子に入
力されており、制御部12は、この信号の状態変化をト
リガーとして、負荷や回転数に応じて決まる、通電遅延
角度を設けて、通電パターンを切り換える。The third signal from the comparison circuit 11 is input to an external interrupt terminal of the control unit 12 (microcomputer), and the control unit 12 uses the change in the state of this signal as a trigger to change the load or rotation. An energization delay angle determined according to the number is provided, and the energization pattern is switched.
【0055】例えば、検出される負荷や回転数から、実
際の第1の信号の、予め設定した位相シフト量からのず
れがゼロであると判定した場合には、40°の通電遅延
角度(40°−0°)を設けて、通電パターンを切り換
える。ここで、前述の「実際の第1の信号の、予め設定
した位相シフト量からのずれ」を、以下「位相ずれ」と
称す。 [0055] For example, from the load and rotation speed detected, actual
If it is determined that the deviation of the first signal from the previously set phase shift amount is zero, an energization delay angle (40 ° -0 °) of 40 ° is provided, Switch the energization pattern. Here, the above-mentioned “preset of the actual first signal,
Deviation from the shifted phase shift amount ”is hereinafter referred to as“ phase deviation ”.
Call it.
【0056】また検出される負荷や回転数から位相ずれ
が10°の進みであると判定した場合には、30°の通
電遅延角度(40°−10°)を設けて、通電パターン
を切り換える。When it is determined that the phase shift is advancing by 10 ° from the detected load and rotation speed, a 30 ° conduction delay angle (40 ° -10 °) is provided to switch the conduction pattern.
【0057】また検出される負荷や回転数から位相ずれ
が10°の遅れであると判定した場合には、50°の通
電遅延角度(40°+10°)を設けて、通電パターン
を切り換える。If it is determined that the phase shift is a delay of 10 ° based on the detected load and the number of rotations, a conduction delay angle (40 ° + 10 °) of 50 ° is provided to switch the conduction pattern.
【0058】ここで、前記第三の信号が、制御部12
(マイコン)の外部割り込み端子に入力されているの
は、この通電遅延角度の処理を、その他の処理より優先
することによって、より正確に通電遅延角度を設定する
ためである。Here, the third signal is transmitted to the controller 12
The input to the external interrupt terminal of the (microcomputer) is for setting the energization delay angle more accurately by giving priority to this energization delay angle process over other processes.
【0059】そして、このように制御することで、負荷
や回転数による位相ずれが発生しても通電遅延角度にて
調整することによって、常時モータを最大効率付近で運
転することが可能となる。By controlling in this way, even if a phase shift occurs due to the load or the number of rotations, the motor can always be operated near the maximum efficiency by adjusting with the power supply delay angle.
【0060】図7は、回転数及びモータ電流と位相ずれ
の関係を測定した実験データで、回転数が大きい程遅れ
側に移行し、また電流(負荷)が大きい程進み側に移行
しているのがわかる。尚、電流が直流負荷電流や、交流
の電源電流の場合でも同様な関係となる。FIG. 7 shows experimental data obtained by measuring the relationship between the rotational speed, the motor current and the phase shift. The higher the rotational speed is, the more the delay is shifted, and the higher the current (load) is, the more the shift is made. I understand. It should be noted that the same relationship holds when the current is a DC load current or an AC power supply current.
【0061】図8は、回転数及び消費電力と位相ずれの
関係を測定した実験データで、回転数が大きい程遅れ側
に移行し、また消費電力(負荷)が大きい程進み側に移
行しているのがわかる。FIG. 8 shows experimental data obtained by measuring the relationship between the rotational speed and the power consumption and the phase shift. The higher the rotational speed, the more the shift to the delay side, and the higher the power consumption (load), the more the shift to the leading side. You can see that
【0062】図9(A)、(B)は、通電遅延角度を決
定する際の制御フローチャートの概略であるが、詳細に
は、図7、図8の特性から得られるデータを、データテ
ーブルとしてマイコンのROM内に持っておき、それで
通電遅延角度を決定している。FIGS. 9A and 9B are schematic flowcharts for determining the energization delay angle. More specifically, data obtained from the characteristics shown in FIGS. 7 and 8 is used as a data table. It is stored in the ROM of the microcomputer, and the energization delay angle is determined based on it.
【0063】また別の方法として、理論解析や実験によ
って、演算式を導きだしそれで決定する方法もある。As another method, there is a method in which an arithmetic expression is derived by a theoretical analysis or an experiment and determined based on the expression.
【0064】図10は、本発明と従来の方式で、モータ
の効率を比較したグラフであり、あるポイントにおいて
は同等であるが、その他の領域では、すべて本発明の方
が効率が良いのが分かる。FIG. 10 is a graph comparing the motor efficiencies of the present invention and the conventional system. The graphs are equivalent at some points, but the efficiency of the present invention is better in all other areas. I understand.
【0065】[0065]
【発明の効果】以上のように、本発明のセンサレスDC
ブラシレスモータの制御駆動装置は、 (1)直流電圧の供給を受け、永久磁石回転子が回転し
た際に、三相結線された固定子巻線の各相に誘起される
逆起電力を検出することによって、回転子の角度位置を
検出し、それに応じて、前記固定子巻線の各相への通電
パターンを切り換えるセンサレスDCブラシレスモータ
の制御駆動装置で、前記逆起電力の位相をシフトした第
一の信号と、前記第一の信号の交流成分のゼロ電位付近
にある第二の信号とを、比較することによって得られ
る、ディジタル化された第三の信号を出力するととも
に、前記第三の信号の逆起電力に対する、位相シフトの
絶対値を、90°または30°よりも進み側に設定した
位置検出回路と、前記位置検出回路から出力される第三
の信号の変化をトリガーとして、前記固定子巻線の各相
への通電パターンを切り換える制御部を具備し、前記制
御部には、前記第三の信号が変化した後、回転子が所定
角度進むまでの間遅らせて、前記通電パターンを切り換
える、通電遅延角度を設けているので、固定子巻線への
通電タイミングを、任意のタイミングで設定することが
できるようになり、それによって常時最大効率付近でモ
ータを運転することができる。As described above, the sensorless DC according to the present invention is
The control driving device of the brushless motor detects (1) the back electromotive force induced in each phase of the three-phase connected stator winding when the permanent magnet rotor is rotated by receiving the supply of the DC voltage. By detecting the angular position of the rotor, the control drive device of the sensorless DC brushless motor that switches the energization pattern to each phase of the stator winding in accordance with the angular position of the rotor has shifted the phase of the back electromotive force. Outputting a third digitized signal obtained by comparing one signal and a second signal near the zero potential of the AC component of the first signal; and With respect to the back electromotive force of the signal, a position detection circuit in which the absolute value of the phase shift is set to a more advanced side than 90 ° or 30 °, and a change in a third signal output from the position detection circuit as a trigger, Solid A control unit that switches an energization pattern to each phase of the child winding, wherein the control unit delays until the rotor advances by a predetermined angle after the third signal changes, thereby changing the energization pattern. Since the switching and the power supply delay angle are provided, the power supply timing to the stator winding can be set at an arbitrary timing, whereby the motor can always be operated near the maximum efficiency.
【0066】(2)前述課題を解決するための手段
(1)の構成に追加して、固定子巻線に流れる電流、ま
たは直流電圧から供給される直流電流を検出する電流検
出手段を具備し、前記電流に応じて、通電遅延角度を変
化させる制御部を設けているので、前記(1)の効果に
追加して、実際に負荷の変動によるモータ効率の悪化を
防止して、常時最大効率付近でモータを運転することが
できる。(2) In addition to the configuration of the means (1) for solving the above-mentioned problem, a current detecting means for detecting a current flowing through the stator winding or a DC current supplied from a DC voltage is provided. Since a control unit for changing the energization delay angle in accordance with the current is provided, in addition to the effect of the above (1), it is possible to prevent the motor efficiency from actually deteriorating due to the load fluctuation, and to always maintain the The motor can be operated nearby.
【0067】(3)前述課題を解決するための手段
(1)の構成に追加して、直流電圧を検出する電圧検出
手段と、前記直流電圧から供給される直流電流を検出す
る電流検出手段を具備し、前記電圧と前記電流から消費
電力を検出し、その消費電力に応じて、通電遅延角度を
変化させる制御部を設けているので、前記(1)の効果
に追加して、実際に負荷の変動によるモータ効率の悪化
を防止して、常時最大効率付近でモータを運転すること
ができる。(3) In addition to the configuration of the means (1) for solving the above-mentioned problem, a voltage detecting means for detecting a DC voltage and a current detecting means for detecting a DC current supplied from the DC voltage are provided. And a control unit for detecting power consumption from the voltage and the current and changing the power supply delay angle in accordance with the power consumption is provided. Can prevent the motor efficiency from deteriorating due to the fluctuation of the motor, and can always operate the motor near the maximum efficiency.
【0068】(4)前述課題を解決するための手段
(1)の構成に追加して、直流電圧が、交流電圧を整流
した直流電圧であり、前記交流電圧から供給されている
交流電流を検出する電流検出手段を具備し、前記電流に
応じて、通電遅延角度を変化させる制御部を設けている
ので、前記(1)の効果に追加して、実際に負荷の変動
によるモータ効率の悪化を防止して、常時最大効率付近
でモータを運転することができる。(4) In addition to the configuration of means (1) for solving the above-mentioned problem, the DC voltage is a DC voltage obtained by rectifying an AC voltage, and the AC current supplied from the AC voltage is detected. And a control section for changing the conduction delay angle in accordance with the current is provided. In addition to the effect of (1), the motor efficiency is actually reduced by the load fluctuation. Thus, the motor can always be operated near the maximum efficiency.
【0069】(5)前述課題を解決するための手段
(1)の構成に追加して、直流電圧が、交流電圧を整流
した直流電圧であり、前記交流電圧を検出する電圧検出
手段と、前記交流電圧から供給されている交流電流を検
出する電流検出手段を具備し、前記電圧と前記電流から
消費電力を検出し、その消費電力に応じて、通電遅延角
度を変化させる制御部を設けているので、前記(1)の
効果に追加して、実際に負荷の変動によるモータ効率の
悪化を防止して、常時最大効率付近でモータを運転する
ことができる。(5) In addition to the configuration of the means (1) for solving the above-mentioned problem, the DC voltage is a DC voltage obtained by rectifying an AC voltage, and a voltage detecting means for detecting the AC voltage; A current detection unit for detecting an alternating current supplied from an alternating voltage is provided, and a control unit that detects power consumption from the voltage and the current and changes a conduction delay angle in accordance with the power consumption is provided. Therefore, in addition to the effect of the above (1), it is possible to prevent the motor efficiency from actually deteriorating due to the load fluctuation, and to always operate the motor near the maximum efficiency.
【0070】(6)前述課題を解決するための手段
(1)及び(2)及び(3)及び(4)及び(5)の構
成に追加して、位置検出回路から出力される第三の信号
の周期または周波数から回転子の回転速度を検出し、そ
の回転速度に応じて、通電遅延角度を変化させる制御部
を設けているので、前記(1)の効果に追加して、実際
に負荷や回転数の変動によるモータ効率の悪化を防止し
て、常時最大効率付近でモータを運転することができ
る。(6) In addition to the configuration of means (1) and (2) and (3) and (4) and (5) for solving the above-mentioned problem, a third output from the position detection circuit is provided. Since the control unit for detecting the rotation speed of the rotor from the signal cycle or frequency and changing the energization delay angle according to the rotation speed is provided, in addition to the effect of (1), the load is actually In addition, it is possible to prevent the motor efficiency from deteriorating due to fluctuations in the rotational speed and the number of revolutions, and to always operate the motor near the maximum efficiency.
【0071】(7)前述課題を解決するための手段
(1)及び(2)及び(3)及び(4)及び(5)及び
(6)の構成の位置検出回路が、直流電圧のマイナス電
位を基準とした、固定子巻線に誘起される各相の逆起電
力を入力として、その逆起電力の電圧レベルを変換する
分圧部、及び逆起電力の直流成分を除去する交流結合部
とを有した逆起電力検出回路と、前記逆起電力検出回路
から出力される各相の電圧を、積分するとともに位相シ
フトを行う積分回路と、前記積分回路から出力される各
相の電圧と、そのおのおのの出力とは異なる残りの二相
の合成電圧とを比較する比較回路で構成されているの
で、前記(1)及び(2)及び(3)及び(4)及び
(5)及び(6)の効果に追加して、位相シフト量を、
90°または30°よりも進み側に設定するのが容易と
なり、第三の信号の入力から、通電タイミングを遅らせ
て最適点に補正することができる。(7) Means for solving the above-mentioned problem (1) and (2) and (3) and (4) and (5) and (6) is a position detecting circuit, which is a negative potential of DC voltage. A voltage divider that converts the voltage level of the back electromotive force as an input with the back electromotive force of each phase induced in the stator winding based on the reference, and an AC coupling unit that removes the DC component of the back electromotive force A back electromotive force detection circuit having: a voltage of each phase output from the back electromotive force detection circuit, an integration circuit that integrates and performs a phase shift, and a voltage of each phase output from the integration circuit. , And a comparison circuit for comparing each output with the remaining two-phase combined voltages different from each other, so that the above (1), (2), (3), (4), (5), and ( In addition to the effect of 6), the amount of phase shift is
It is easier to set the angle to the leading side than 90 ° or 30 ° , and it is possible to delay the energization timing from the input of the third signal and correct it to the optimum point.
【0072】(8)前述課題を解決するための手段
(1)及び(2)及び(3)及び(4)及び(5)及び
(6)及び(7)の制御部が、マイクロコンピュータで
構成されているので、前記(1)及び(2)及び(3)
及び(4)及び(5)及び(6)及び(7)の効果に追
加して、通電遅延角度をソフトウエア的に変化させるこ
とができ、それによって異なるモータを駆動する場合に
も容易に対応ができ、かつ安価な構成となる。(8) Means for Solving the Problems (1) and (2) and (3) and (4) and (5) and (6) and (7) are constituted by a microcomputer. (1) and (2) and (3)
In addition to the effects of (4), (5), (6), and (7), the energization delay angle can be changed by software, which makes it easy to drive different motors. And an inexpensive configuration.
【0073】(9)前述課題を解決するための手段
(8)の、位置検出回路から出力される第三の信号を、
マイクロコンピュータの外部割り込み端子に入力してい
るので、前記(8)の効果に追加して、ソフトウエア的
処理が容易となる。(9) The third signal output from the position detection circuit of the means (8) for solving the above problem is
Since the signal is input to the external interrupt terminal of the microcomputer, software processing becomes easy in addition to the effect (8).
【0074】(10)前述課題を解決するための手段
(1)及び(2)及び(3)及び(6)及び(7)及び
(8)及び(9)の構成に追加して、直流電圧の供給
を、電気自動車に搭載されるバッテリーから受け、かつ
前記電気自動車の空調を行う電動圧縮機モータを制御駆
動するようにしているので、前記(1)及び(2)及び
(3)及び(6)及び(7)及び(8)及び(9)の効
果に追加して、電気自動車の走行距離を延ばすことがで
きる。(10) Means for solving the above-mentioned problem (1) and (2) and (3) and (6) and (7) and (8) and (9) Is supplied from a battery mounted on the electric vehicle, and the electric compressor motor for air-conditioning the electric vehicle is controlled and driven. Therefore, the above (1), (2), (3) and (3) In addition to the effects of 6) and (7), and (8) and (9), the mileage of the electric vehicle can be extended.
【図1】本発明の一実施例の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例における各部の波形と通電タ
イミング図FIG. 2 is a diagram showing waveforms and energization timings of respective parts according to an embodiment of the present invention.
【図3】従来の基本回路ブロック図FIG. 3 is a conventional basic circuit block diagram.
【図4】従来の各部の波形と通電タイミング図FIG. 4 is a diagram showing waveforms and energization timings of conventional parts.
【図5】(A)積分回路の入出力応答波形(高周波数
時) (B)積分回路の入出力応答波形(低周波数時) FIG. 5A shows an input / output response waveform (high frequency ) of an integrating circuit.
H) (B) output response waveform of the integrating circuit (at low frequency)
【図6】位相ずれ時の相端子電圧波形図FIG. 6 is a phase terminal voltage waveform diagram at the time of phase shift.
【図7】回転数とモータ電流と位相ずれの関係を示した
特性図FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotational speed, a motor current, and a phase shift.
【図8】回転数と消費電力と位相ずれの関係を示した特
性図FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation speed, power consumption, and a phase shift.
【図9】(A)は本発明の制御部における制御フローチ
ャート (B)は同フローチャートFIG. 9A is a control flowchart in the control unit of the present invention, and FIG.
【図10】本発明と従来方式のモータ効率比較図FIG. 10 is a motor efficiency comparison diagram of the present invention and a conventional system.
1 スイッチング素子 2 固定子巻線 3 ダイオード(サージ吸収用) 4 バッテリー 5 商用電源 6 ダイオードブリッジ 7 永久磁石回転子 8 分圧部 9 交流結合部 10 積分回路 11 比較回路 12 制御部(マイコン) 13 電流センサー 14 電圧センサー 15 逆起電力検出回路 VU,VV,VW 各相端子電圧 VU1,VV1,VW1 第一の信号 VU2,VV2,VW2 第二の信号 VU3,VV3,VW3 第三の信号 AD 通電遅延角度 AS 位相ずれ角 UH,VH,WH,UL,VL,WL 各相通電用トランジス
タ E 直流電圧値DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching element 2 Stator winding 3 Diode (for surge absorption) 4 Battery 5 Commercial power supply 6 Diode bridge 7 Permanent magnet rotor 8 Voltage divider 9 AC coupling part 10 Integration circuit 11 Comparison circuit 12 Control part (microcomputer) 13 Current sensor 14 voltage sensor 15 counter electromotive force detecting circuit V U, V V, V W phases terminal voltage V U1, V V1, V W1 first signal V U2, V V2, V W2 second signal V U3, V V3, V W3 third signal a D energization delay angle a S phase shift angle U H, V H, W H , U L, V L, W L phase current supply transistor E DC voltage value
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/02 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/02
Claims (11)
される逆起電力を検出することによって、回転子の角度
位置を検出し、それに応じて、前記固定子巻線の各相へ
の通電パターンを切り換えるセンサレスDCブラシレス
モータの制御駆動装置で、 各相において、 前記逆起電力の位相をシフトした第一の信号と、他の二
相における前記第一の信号を異なる抵抗値により分圧合
成した第二の信号とを比較して得られる、前記逆起電力
の位相に対し絶対値で90°よりも進み側の位相シフト
量となる、ディジタル化した第三の信号を出力する位置
検出回路と、 前記第三の信号の変化をトリガーとして、前記固定子巻
線の各相への通電パターンを切り換える制御部であっ
て、前記第三の信号が変化した後、回転子が所定角度進
むまでの間遅らせる通電遅延角度を設けて、前記通電パ
ターンを切り換える制御部を備えたセンサレスDCブラ
シレスモータの制御駆動装置。An angular position of a rotor is detected by detecting a back electromotive force induced in each phase of a three-phase connected stator winding, and accordingly, each of the stator windings is detected. A control and driving device for a sensorless DC brushless motor for switching an energizing pattern to a phase, wherein in each phase, a first signal in which the phase of the back electromotive force is shifted and the first signal in the other two phases have different resistance values. By partial pressure
Obtained by comparing the second signal formed, the back EMF absolute value phase shift also advanced side than 90 ° relative to the phase of the
Amount, a position detection circuit for outputting a third signal digitized, as a trigger a change in the third signal, and a control unit for switching the energization pattern to the respective phases of the stator windings, A control and driving device for a sensorless DC brushless motor, comprising: a control unit for switching the power supply pattern by providing a power supply delay angle that delays until the rotor advances by a predetermined angle after the third signal changes.
から供給される直流電流を検出する電流検出手段を具備
し、 検出した電流値に応じて、通電遅延角度を変化させるこ
とを特徴とする請求項1記載のセンサレスDCブラシレ
スモータの制御駆動装置。And a current detecting means for detecting a current flowing through the stator winding or a DC current supplied from a DC voltage, wherein a current-carrying delay angle is changed in accordance with the detected current value. The control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to claim 1.
出手段を具備し、 検出された電圧値と電流値から得ら
れる消費電力の値に応じて、通電遅延角度を変化させる
ことを特徴とする請求項1記載のセンサレスDCブラシ
レスモータの制御駆動装置。3. A voltage detecting means for detecting a DC voltage, and a current detecting means for detecting a DC current supplied from the DC voltage, wherein a power consumption value obtained from the detected voltage value and the current value is provided. 2. The control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to claim 1, wherein the energization delay angle is changed accordingly.
であり、前記交流電圧から供給されている交流電流を検
出する電流検出手段を具備し、 検出された電流値に応じて、通電遅延角度を変化させる
ことを特徴とする請求項1記載のセンサレスDCブラシ
レスモータの制御駆動装置。4. The method according to claim 1, wherein the DC voltage is a DC voltage obtained by rectifying an AC voltage, and comprises a current detecting means for detecting an AC current supplied from the AC voltage. The control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to claim 1, wherein the angle is changed.
であり、前記交流電圧を検出する電圧検出手段と、 前記交流電圧から供給されている交流電流を検出する電
流検出手段を具備し、 検出された電圧値と電流値から得られる消費電力の値に
応じて、通電遅延角度を変化させることを特徴とする請
求項1記載のセンサレスDCブラシレスモータの制御駆
動装置。5. The apparatus according to claim 1, wherein the DC voltage is a DC voltage obtained by rectifying an AC voltage, and comprises voltage detecting means for detecting the AC voltage; and current detecting means for detecting an AC current supplied from the AC voltage. 2. The control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to claim 1, wherein the energization delay angle is changed according to a value of power consumption obtained from the detected voltage value and current value.
る回転子の回転速度をに応じて、通電遅延角度を変化さ
せることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記
載のセンサレスDCブラシレスモータの制御駆動装置。6. The power supply delay angle according to claim 1, wherein the energization delay angle is changed according to the rotation speed of the rotor obtained from the cycle or frequency of the third signal. Control drive device for sensorless DC brushless motor.
起される各相の逆起電力を入力として、その逆起電力の
電圧レベルを変換する分圧部、及び逆起電力の直流成分
を除去する交流結合部とを有した逆起電力検出回路と、 前記逆起電力検出回路から出力される各相の電圧を、積
分するとともに位相シフトを行う積分回路と、 各相において、前記積分回路から出力される電圧と、そ
の積分回路から出力される他の二相の電圧の合成電圧と
を比較する比較回路とで構成された請求項1〜6のいず
れか一項に記載のセンサレスDCブラシレスモータの制
御駆動装置。7. A position detecting circuit comprising: a voltage divider for converting a voltage level of a back electromotive force by inputting a back electromotive force of each phase induced in a stator winding with reference to a negative potential of a DC voltage as an input; A back electromotive force detection circuit having a unit and an AC coupling unit for removing a DC component of the back electromotive force, and an integration for integrating and phase-shifting the voltage of each phase output from the back electromotive force detection circuit. 7. A circuit according to claim 1, comprising: a circuit; and, in each phase, a comparison circuit that compares a voltage output from the integration circuit with a composite voltage of the other two-phase voltages output from the integration circuit. A control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to any one of the preceding claims.
ことを特徴とする請求項1〜7いずれかに記載のセンサ
レスDCブラシレスモータの制御駆動装置。8. The control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to claim 1, wherein the control unit is constituted by a microcomputer.
部割り込み端子に入力したしたことを特徴とする請求項
8記載のセンサレスDCブラシレスモータの制御駆動装
置。9. The control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to claim 8, wherein the third signal is input to an external interrupt terminal of the microcomputer.
うにした請求項1〜3と6〜9のいずれか一項に記載の
センサレスDCブラシレスモータの制御駆動装置。10. The control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to claim 1, wherein a DC voltage is supplied from a battery.
を制御駆動するものである請求項1〜3と6〜9のいず
れか一項に記載のセンサレスDCブラシレスモータの制
御駆動装置。11. The control and driving device for a sensorless DC brushless motor according to claim 1, wherein the device drives and controls an electric compressor motor for performing air conditioning for an automobile.
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