JP3296636B2 - Driving method of brushless DC motor - Google Patents

Driving method of brushless DC motor

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JP3296636B2
JP3296636B2 JP26481493A JP26481493A JP3296636B2 JP 3296636 B2 JP3296636 B2 JP 3296636B2 JP 26481493 A JP26481493 A JP 26481493A JP 26481493 A JP26481493 A JP 26481493A JP 3296636 B2 JP3296636 B2 JP 3296636B2
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流モータ
の駆動方法に係り、特に、回転子の位置検出をホール素
子等の磁気検出手段を用いることなく行うことができ
る、いわゆるセンサレスブラシレス直流モータの駆動方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a brushless DC motor, and more particularly to a so-called sensorless brushless DC motor capable of detecting the position of a rotor without using magnetic detecting means such as a Hall element. It relates to a driving method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ブラシレス直流モータの駆動制
御は、ロータの磁極位置と通流すべき巻線の位置とを密
接に関係付けて行う必要がある。そして、モータの出力
トルクは、ロータの有する磁極の磁束とステータの有す
る巻線に流す電流との相互作用によって発生する。この
ため、ブラシレス直流モータの駆動は、ロータの磁極か
ら発生する磁束が最大となる付近に存在する相の巻線に
電流を流すことにより最大のトルクを発生させてモータ
を回転させるようにすることが必要である。
2. Description of the Related Art In general, drive control of a brushless DC motor needs to be performed by closely relating a position of a magnetic pole of a rotor to a position of a winding to be passed. The output torque of the motor is generated by the interaction between the magnetic flux of the magnetic poles of the rotor and the current flowing through the windings of the stator. For this reason, the brushless DC motor should be driven so that the maximum torque is generated by applying current to the windings of the phases that exist near the point where the magnetic flux generated from the magnetic poles of the rotor is at a maximum, thereby rotating the motor. is necessary.

【0003】また、ブラシレス直流モータの駆動制御
は、ロータの磁極位置の回転に従って、電流を流すべき
相を時々刻々に切り替えていくことにより行われるが、
この相の切り替えである転流のタイミングが磁極最大位
置よりも大幅にずれた場合、これによって発生するトル
クが減少し、最悪の場合、モータは脱調し停止に至るこ
とになる。
[0003] Further, the drive control of the brushless DC motor is performed by switching the phase through which the current flows at every moment according to the rotation of the magnetic pole position of the rotor.
If the timing of the commutation, which is the phase switching, is significantly shifted from the magnetic pole maximum position, the generated torque decreases, and in the worst case, the motor loses synchronism and stops.

【0004】従って、ブラシレスモータの駆動制御は、
何らかの手段によってロータの磁極位置を検出して、こ
れにより制御を行う必要がある。
Accordingly, the drive control of the brushless motor is
It is necessary to detect the magnetic pole position of the rotor by some means, and to perform control based on this.

【0005】この種のセンサレス形ブラシレスモータの
ロータ磁極位置検出回路に関する従来技術として、例え
ば、特公昭58−25038号公報等に記載された技術
が知られている。
As a prior art relating to a rotor magnetic pole position detecting circuit of this type of sensorless brushless motor, for example, a technique described in Japanese Patent Publication No. 58-25038 is known.

【0006】この従来技術は、ブラシレスモータの巻線
の誘起電圧をバンドパスフィルタを用いて遅延させ、フ
ィルタの位相遅延波形と、フィルタ出力電圧の3相分の
中性点との比較により、ブラシレスモータの転流タイミ
ングを作成し、このタイミングに基づいて、モータを駆
動するインバータ回路を制御して転流を行うというもの
である。
In this prior art, an induced voltage of a winding of a brushless motor is delayed by using a band-pass filter, and a phase delay waveform of the filter is compared with a neutral point corresponding to three phases of a filter output voltage. A commutation timing of the motor is created, and the commutation is performed by controlling an inverter circuit that drives the motor based on the timing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術は、フィ
ルタを用いてブラシレスモータの誘起電圧の位相遅延波
形を作成している。しかし、この従来技術は、負荷の変
動等によりロータに回転脈動が生じた場合、フィルタの
位相遅延が不正確になり、また、モータの負荷が大きい
条件下で、モータの還流電流が流れるとき、ステータの
端子電圧がインバータの直流電圧に等しくなる時間が増
大し、モータの誘起電圧をフィルタリングした後のフィ
ルタ出力電圧に波形歪みを生じ、正確な転流タイミング
を得ることができないという問題点を有している。
In the above prior art, a phase delay waveform of an induced voltage of a brushless motor is created by using a filter. However, according to this conventional technique, when rotational pulsation occurs in the rotor due to load fluctuation or the like, the phase delay of the filter becomes inaccurate, and when the motor return current flows under the condition that the load of the motor is large, There is a problem that the time when the terminal voltage of the stator becomes equal to the DC voltage of the inverter increases, the waveform of the filter output voltage after filtering the induced voltage of the motor is distorted, and accurate commutation timing cannot be obtained. are doing.

【0008】さらに、前記従来技術は、モータの1回転
中に繰り返し負荷トルクの変動があった場合、モータの
出力トルクを一定とするような制御を行うとモータの回
転に速度変動が生じ、これが振動となってモータの駆動
を不安定にさせ、最悪の場合、モータが停止してしまう
という問題点を有している。
Further, according to the prior art, when the load torque repeatedly fluctuates during one rotation of the motor, if the control is performed so as to keep the output torque of the motor constant, a speed fluctuation occurs in the rotation of the motor. There is a problem that the driving of the motor becomes unstable due to vibration, and in the worst case, the motor stops.

【0009】前述の問題点を解決するためにインバータ
回路を用い、パルス幅を変化させて出力交流電圧を可変
に制御する、いわゆるPulse Width Modulation(以
下、PWMという)制御により、各相に対する通流期間
毎にその通流率を変え、モータトルクと負荷トルクとを
一致させるようにする駆動方法が考えられるが、この場
合にも、転流タイミングの決定を、フィルタを用いる従
来技術を使用して行うと、各通流期間の通流率の違いが
フィルタの出力電圧に反映され、位相遅延が不正確にな
り、これによって、前述の場合と同様にモータの駆動を
不安定にし、最悪の場合、モータが停止してしまうとい
う問題点を生じる。
In order to solve the above-mentioned problems, the current flowing through each phase is controlled by a so-called Pulse Width Modulation (hereinafter, referred to as PWM) control in which an inverter circuit is used to change the pulse width to control the output AC voltage variably. A drive method that changes the duty ratio for each period to match the motor torque and the load torque is considered. In this case, too, the determination of the commutation timing is performed using a conventional technique using a filter. If this is done, the difference in the duty ratio during each conduction period will be reflected in the output voltage of the filter, and the phase delay will be inaccurate, thereby making the drive of the motor unstable as in the previous case, and in the worst case This causes a problem that the motor stops.

【0010】すなわち、フィルタを用いて転流タイミン
グを決定する従来技術は、正しいロータの位置の検出を
行うことができず、転流のタイミングを磁極位置と速度
とに合致させることができない場合を生じ、モータが発
生するトルクが減少し、モータが脱調する恐れがあると
いう問題点を有している。
In other words, the prior art for determining the commutation timing using a filter cannot detect the correct rotor position and cannot match the commutation timing with the magnetic pole position and speed. As a result, there is a problem that the torque generated by the motor is reduced and the motor may lose synchronism.

【0011】従って、前記従来技術は、ステータ巻線の
誘起電圧の他に直流電流値等の別のパラメータを導入す
る等、何らかの方法でフィルタ出力の位相遅延の不正確
さからくる転流タイミングの誤差を補正して、また、転
流のタイミングをロータの磁場が発生する磁束の最大付
近に存在する相の巻線に電流が流れるように決定する必
要があるが、この場合、その駆動制御が複雑になるとい
う問題点を生じさせてしまう。
Therefore, in the above-mentioned prior art, the commutation timing caused by the inaccuracy of the phase delay of the filter output is somehow introduced, for example, by introducing another parameter such as a DC current value in addition to the induced voltage of the stator winding. It is necessary to correct the error and determine the commutation timing so that the current flows through the winding of the phase that exists near the maximum of the magnetic flux generated by the magnetic field of the rotor. This causes a problem of complexity.

【0012】本発明の目的は、前述した従来技術の問題
点を解決し、モータに対する負荷が変動し、それに合わ
せてモータトルクを変動させるべくさらに通流期間毎に
通流率を変化させる制御を行っている場合にも、ロータ
の磁極位置を正しく推定し、モータを停止させることな
く的確なタイミングで転流を行い、モータの1回転中に
おける速度変動を低減し、速度変動によって生起する振
動及び騒音を抑制することのできるブラシレス直流モー
タの駆動方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to carry out control for changing the duty ratio for each conduction period so that the load on the motor fluctuates and the motor torque fluctuates accordingly. Even when the motor is running, the rotor magnetic pole position is estimated correctly, commutation is performed at an accurate timing without stopping the motor, speed fluctuation during one rotation of the motor is reduced, and vibration and vibration caused by the speed fluctuation are reduced. It is an object of the present invention to provide a brushless DC motor driving method capable of suppressing noise.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、モータの無通電相のモータ端子電圧をフィルタを用
いることなく直接サンプリングして検出するA/D変換
器と、このサンプリング値から検出電圧の時間に対する
変化率を求めて、これを外挿補間することによって誘起
電圧情報を得、この誘起電圧情報に基づいてロータの位
置を推定し、その結果から転流位相の進み、遅れ等を含
めたモータ電流の転流タイミングを推定し、適切な時刻
に転流を行うようにブラシレス直流モータを駆動する制
御部とを備えることにより達成される。
According to the present invention, there is provided an A / D converter for directly sampling and detecting a motor terminal voltage of a non-energized phase of a motor without using a filter. The rate of change of the detected voltage with respect to time is obtained, and extrapolated interpolation is used to obtain the induced voltage information. Based on the induced voltage information, the position of the rotor is estimated, and from the result, the advance, delay, etc. of the commutation phase are calculated. And a controller that drives the brushless DC motor so as to perform commutation at an appropriate time by estimating the commutation timing of the motor current including the above.

【0014】[0014]

【作用】前記A/D変換器は、モータの無通電相のモー
タ端子電圧をサンプリングして検出し、制御部は、A/
D変換器により離散的に取り込まれた電圧値の時間に対
する変化率に基づいて、検出電圧値に対して外挿補間を
行うことにより誘起電圧情報を演算し、その情報により
転流タイミングを演算して、モータを駆動するインバー
タのドライバを駆動し、最終的にモータを回転させてい
る。また、前記制御部は、取り込んだ検出電圧値、時間
を記憶しておくメモリ機能、その情報と前記電圧値の時
間に対する変化率から転流タイミング等を演算する機能
を有する。
The A / D converter samples and detects the motor terminal voltage of the non-energized phase of the motor.
Based on the rate of change of the voltage value discretely taken by the D converter with respect to time, extrapolated interpolation is performed on the detected voltage value to calculate induced voltage information, and the commutation timing is calculated based on the information. Then, the driver of the inverter that drives the motor is driven, and finally the motor is rotated. Further, the control unit has a memory function of storing the acquired detected voltage value and time, and a function of calculating commutation timing and the like from the information and the rate of change of the voltage value with respect to time.

【0015】前述により、本発明は、インバータ回路を
用いた直流ブラシレスモータの良質な駆動制御を行うこ
とができる。
As described above, according to the present invention, high-quality drive control of a DC brushless motor using an inverter circuit can be performed.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明によるブラシレス直流モータの
駆動方法の一実施例を図面により詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a brushless DC motor driving method according to the present invention.

【0017】図1は本発明による駆動方法が適用される
ブラシレス直流モータのシステム構成を示すブロック
図、図2はモータに対して理想的な転流タイミングで通
流が制御され、モータが一定速度で回転している状態に
おけるモータの誘起電圧、検出端子電圧、処理電圧の波
形を模式化して示す図、図3は検出端子電圧波形の拡大
図、図4は転流タイミングの位相の進み、遅れを説明す
る処理電圧波形を示す図である。図1において、1は直
流電源、2はインバータ回路、3はセレクタ、4はA/
D変換器、5は制御部、6はドライバ回路部、7はステ
ータ、8はロータ、9は負荷である。
FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of a brushless DC motor to which the driving method according to the present invention is applied. FIG. FIG. 3 schematically shows the waveforms of the induced voltage of the motor, the detection terminal voltage, and the processing voltage in the state where the motor rotates, FIG. 3 is an enlarged view of the detection terminal voltage waveform, and FIG. FIG. 9 is a diagram showing a processing voltage waveform for explaining the operation of the first embodiment. In FIG. 1, 1 is a DC power supply, 2 is an inverter circuit, 3 is a selector, 4 is A /
A D converter, 5 is a control unit, 6 is a driver circuit unit, 7 is a stator, 8 is a rotor, and 9 is a load.

【0018】本発明が適用されるブラシレス直流モータ
システムは、図1に示すように、直流電源1、インバー
タ回路2、3相の巻線の内の無通電相の1相を選択する
セレクタ3、選択した端子の端子電圧のアナログ値を電
子計算機で演算できるようにディジタル値へ変換するA
/D変換器4、検出された電圧からその変化率及び転流
時刻を決定し、インバータ回路2を制御するドライバに
信号を出力する制御部5、インバータ回路2のドライバ
回路部6、U、V、W相の巻線が一端で結線された3相
の直流ブラシレスモータのステータ7、永久磁石を用い
た磁極を有するロータ8、モータに結合される負荷9に
より構成されている。
As shown in FIG. 1, a brushless DC motor system to which the present invention is applied has a DC power supply 1, an inverter circuit 2, a selector 3 for selecting one of the non-energized phases among three-phase windings, A to convert the analog value of the terminal voltage of the selected terminal into a digital value so that it can be calculated by a computer
A / D converter 4, a control unit 5 that determines a rate of change and a commutation time from the detected voltage, and outputs a signal to a driver that controls the inverter circuit 2, a driver circuit unit 6, U, V of the inverter circuit 2. , A three-phase DC brushless motor having one end connected to a W-phase winding, a rotor 8 having magnetic poles using permanent magnets, and a load 9 coupled to the motor.

【0019】以後の説明における本発明の一実施例によ
るモータの駆動方法は、高出力トルクを得ることのでき
る120度通電形駆動とし、また、モータの制御方法
は、直流電源1からの直流電圧をインバータ回路2を介
してモータに印加し、その直流電圧の通流率を制御する
いわゆるPWM制御であり、チョピングを行うスイッチ
ング素子は、直流電源1の正電圧側に接続されているも
のとする。
In the following description, a motor driving method according to an embodiment of the present invention is a 120-degree conduction type driving capable of obtaining a high output torque. Is applied to the motor via the inverter circuit 2 to control the duty ratio of the DC voltage, and the switching element for performing chopping is connected to the positive voltage side of the DC power supply 1. .

【0020】なお、チョピングを行うスイッチング素子
が、直流電源1の負電圧側に接続されていてもよく、ま
た、インバータ回路2は、図には省略されているが、各
相の巻線に対応するように、3組のスイッチング素子を
備えて構成されている。
A switching element for performing chopping may be connected to the negative voltage side of the DC power supply 1, and the inverter circuit 2 is not shown in the figure but corresponds to each phase winding. As a result, three switching elements are provided.

【0021】一般に、インバータ回路2により全波駆動
される直流モータにおいて、巻線からの有効な誘起電圧
情報は、3相の巻線の内の常時1相の通電されていない
巻線からの誘起電圧のみであり、インバータ回路による
チョッピングが行われない期間の誘起電圧情報が有効で
ある。このため、セレクタ3は、通流モードに合わせて
検出される相の端子を切り替えるスイッチング機能、A
/D変換器4は、PWM制御信号に同期してアナログ値
である電圧値をディジタル値に変換するいわゆるA/D
変換機能を有するものである。
Generally, in a DC motor driven full-wave by the inverter circuit 2, effective induced voltage information from the windings is always induced from one of the three-phase windings that is not energized. Only the voltage, and the induced voltage information during the period in which chopping by the inverter circuit is not performed is effective. For this reason, the selector 3 has a switching function of switching terminals of phases detected according to the conduction mode,
A / D converter 4 is a so-called A / D converter that converts a voltage value that is an analog value into a digital value in synchronization with the PWM control signal.
It has a conversion function.

【0022】制御部5は、前述の誘起電圧の検出値を入
力として、それに基づいて電圧の時間に対する変化率す
なわち電圧の傾きを算出する機能、この傾きから目的の
電圧の値になるまでの時間を算出する機能、インバータ
回路2のスイッチング素子を制御するドライバ回路6を
制御する信号を出力する機能、及び、前述の検出値及び
傾きを記憶しておく機能を有するマイクロコンピュータ
により構成される。
The control unit 5 has a function of calculating the rate of change of the voltage with respect to time, that is, the slope of the voltage, based on the detected value of the induced voltage, and the time required for the slope to reach the target voltage value. , A function of outputting a signal for controlling the driver circuit 6 for controlling the switching element of the inverter circuit 2, and a function of storing the above-described detected value and inclination.

【0023】また、ドライバ回路部6は、制御部5から
の信号に応じてインバータ回路2を構成するスイッチン
グ素子を駆動する機能を有する。
The driver circuit section 6 has a function of driving a switching element constituting the inverter circuit 2 in accordance with a signal from the control section 5.

【0024】なお、前述した本発明の一実施例は、制御
部5とインバータ回路2のスイッチング素子のドライバ
回路部6とを別の回路により構成しているが、これらの
機能1つに纏めたマイクロコンピュータを制御部として
用いてもよい。
In the above-described embodiment of the present invention, the control section 5 and the driver circuit section 6 of the switching element of the inverter circuit 2 are constituted by separate circuits, but these functions are combined into one. A microcomputer may be used as the control unit.

【0025】モータを構成するステータ7は、電流を流
すことによって磁極化される巻線U、V、Wの3相の巻
線を持って構成され、それらの巻線の一端がお互いに結
線されている。また、ロータ8は、磁極化された永久磁
石であり、前述したステータの順当な磁極位置の変化に
応じて回転する。
The stator 7 constituting the motor has three-phase windings U, V and W which are magnetized by passing a current, and one ends of these windings are connected to each other. ing. Further, the rotor 8 is a permanent magnet having a magnetic pole, and rotates according to a proper change in the magnetic pole position of the stator described above.

【0026】次に、前述のように構成されるブラシレス
直流モータにおいて、ステータ7の各巻線が理想的な転
流タイミングで通流制御され、モータが一定速度で回転
しているものとして、その動作状態を図2を参照して説
明する。
Next, in the brushless DC motor configured as described above, the flow of each winding of the stator 7 is controlled at an ideal commutation timing, and the operation is performed on the assumption that the motor is rotating at a constant speed. The state will be described with reference to FIG.

【0027】図2(a)はこの状態の場合に、物理現象
として生じる各相の誘起電圧波形、図2(b)は全波駆
動において検出される各相の巻線の端子電圧波形、図2
(c)は本発明において、端子電圧波形をPWM信号に
同期して検出し、検出不能な点について、検出値の時間
に対する変化量から外挿補間して得ることのできる信号
波形である。
FIG. 2A shows an induced voltage waveform of each phase generated as a physical phenomenon in this state, and FIG. 2B shows a terminal voltage waveform of each phase winding detected in full-wave driving. 2
(C) is a signal waveform that can be obtained by detecting the terminal voltage waveform in synchronization with the PWM signal and extrapolating the undetectable point from the amount of change in the detected value with respect to time in the present invention.

【0028】図2に示すように、モータが理想的な転流
タイミングで転流し、一定速度で回転している場合、物
理的現象としての回転を妨げるように図2(a)に示す
ような逆向きの電圧が誘起される。この誘起電圧は、ロ
ータの磁極によって誘起されるものであり、そのPeak
to Peak値はモータの回転数に比例し、過渡値はロータ
の磁極位置と相関して決まる。通常、モータの転流タイ
ミングは、この誘起電圧情報に基づいて決定することが
できる。
As shown in FIG. 2, when the motor is commutated at an ideal commutation timing and is rotating at a constant speed, the motor is rotated as shown in FIG. A reverse voltage is induced. This induced voltage is induced by the magnetic pole of the rotor.
The to Peak value is proportional to the number of revolutions of the motor, and the transient value is determined in correlation with the magnetic pole position of the rotor. Usually, the commutation timing of the motor can be determined based on this induced voltage information.

【0029】すなわち、モータの理想的な(最大限に出
力を引き出すことができる)転流タイミングは、それぞ
れ隣り合う相の誘起電圧が交差する図示の点tp1及びtp
2であり、本発明の一実施例は、このときの電圧を、上
に凸な変曲点である電圧の最大値e(tp1)、下に凸な変曲
点である電圧の最小値e(tp2)として求めるものである。
なお、モータが一定速度で回転している場合、そのとき
の前述の電圧の最大値と最小値とは、どの隣り合う相に
おいてもほぼ等しくなる。
That is, the ideal commutation timing of the motor (the output can be extracted to the maximum) is determined by points tp1 and tp shown in FIG.
In one embodiment of the present invention, the voltage at this time is defined as a maximum value e (tp1) of a voltage that is an upwardly convex inflection point, and a minimum value e of a voltage that is a downwardly convex inflection point. (tp2).
When the motor is rotating at a constant speed, the above-described maximum value and minimum value of the voltage at that time are substantially equal in any adjacent phase.

【0030】一方、現実の系として検出できるのは、モ
ータのステータ巻線の端子電圧であり、図2(b)に示
すような波形となる。この検出波形は、演算より求めら
れた各相巻線が結合された中点の電位と各相巻線の端子
との間の電圧を示しており、モータを回転させるために
印加する駆動電圧と誘起電圧とが混在したものである。
そして、モータの120度通電形駆動において、有効な
誘起電圧情報は、図2(b)に示す期間Ts であり、常
時3相の内1相のみである。
On the other hand, what can be detected as an actual system is the terminal voltage of the stator winding of the motor, and has a waveform as shown in FIG. This detection waveform indicates the voltage between the potential of the midpoint where the phase windings are combined and the terminal of each phase winding, which is obtained by the calculation, and the drive voltage applied to rotate the motor and This is a mixture of induced voltage.
In the 120-degree conduction type driving of the motor, the effective induced voltage information is the period Ts shown in FIG. 2B, and only one of the three phases is always present.

【0031】さらに、有効な誘起電圧情報の期間Ts に
おても、転流時にフリーホイリングダイオードに電流が
流れる区間では、その電位が直流電圧の正または負の値
に固定され、また、インバータ回路がPWM制御を行っ
ているときには、チョッピングが行われているため、図
2(b)に示すような連続するものとはならない。この
ため、何らかの方法で誘起電圧情報を検出し、転流タイ
ミングを、その情報を基に演算処理を行って決定する必
要がある。
Further, even during the period Ts of the effective induced voltage information, in a section in which a current flows through the free-wheeling diode during commutation, the potential is fixed to a positive or negative value of the DC voltage. When the circuit performs PWM control, chopping is performed, and therefore, the circuit does not become continuous as shown in FIG. Therefore, it is necessary to detect the induced voltage information by some method and determine the commutation timing by performing an arithmetic process based on the information.

【0032】そこで、本発明の一実施例は、有効な誘起
電圧情報が、前述したように120度通電形駆動におい
て、図2(b)に示す期間Ts でかつ常時3相の内1相
のみからしか得ることができないことから、セレクタ3
により、通流モードに応じてモータの3相巻線の内の通
電していない1相を切り替え選択し、図3に示す検出波
形の拡大図の中に示されているように、インバータ回路
2における還流ダイオードに電流が流れておらず、か
つ、チョッピングオフの時の端子電圧 e(t1)及びe(t2)
等をサンプリングすることにより、離散的であるが、端
子電圧から直接誘起電圧情報をピックアップするように
している。
Therefore, according to one embodiment of the present invention, the effective induced voltage information is stored in the 120-degree conduction type drive during the period Ts shown in FIG. Selector 3
, One of the three-phase windings of the motor, which is not energized, is switched and selected according to the conduction mode, and as shown in the enlarged view of the detected waveform shown in FIG. Terminal currents e (t1) and e (t2) when no current is flowing through the freewheeling diode at chopping off
And the like, so that the induced voltage information is discretely picked up directly from the terminal voltage.

【0033】さらに、本発明の一実施例は、制御部5
で、離散的に得られた誘起電圧情報から電圧の時間に対
する変化率Δv/Δtを算出し、離散値間(図示の破線部
分)の誘起電圧を外挿補間して求め、これを3相分連続
的につなげて、図2(c)に示すような三角波信号波形
を有する処理波形を得ている。
Further, in one embodiment of the present invention, the control unit 5
Then, the rate of change Δv / Δt of the voltage with respect to time is calculated from the induced voltage information obtained discretely, and the induced voltage between discrete values (shown by broken lines) is obtained by extrapolation, which is calculated for three phases. By continuous connection, a processed waveform having a triangular wave signal waveform as shown in FIG. 2C is obtained.

【0034】図2により説明したように、理想的な転流
タイミングで各相の巻線に対する通流が制御され、モー
タが一定速度で回転している状態では、図2(c)に示
すように、それぞれ隣り合う相の誘起電圧が交差する点
(上に凸な変曲点である電圧の最大値、下に凸な変曲点
である最小値)の電圧が、それぞれどの隣り合う相にお
いてもほぼ一定になり、このときのこの信号の各変曲点
の電圧値から処理波形のemax及びeminを求めることがで
きる。このことから、最適な転流タイミングを求めるに
は、それぞれの相における誘起電圧を検出し、そのとき
の時間に対する変化率から得られる誘起電圧がemax及び
eminとなる時刻を求めればよいことになる。
As described with reference to FIG. 2, the flow to the windings of each phase is controlled at an ideal commutation timing, and when the motor is rotating at a constant speed, as shown in FIG. The voltage at the point where the induced voltages of adjacent phases intersect (the maximum value of the voltage that is an upwardly convex inflection point and the minimum value that is the downwardly convex inflection point) is Is also substantially constant, and emax and emin of the processed waveform can be obtained from the voltage value at each inflection point of this signal at this time. From this, in order to obtain the optimal commutation timing, the induced voltage in each phase is detected, and the induced voltage obtained from the rate of change with respect to time at that time is emax and
You just need to find the time that is emin.

【0035】また、転流タイミングの位相に遅れ、進み
が生じている場合、図4(b)、図4(c)に示すよう
に、現在の誘起電圧の変化率による前回転流点における
電圧値e(t'41)及びe(t'42)と前回転流時に於ける電圧値
e(t41)及びe(t42)の差を取り、現在あるいは前回の誘起
電圧の変化率情報に基づいて前回の転流時t41及びt42に
おける電圧値e(tpb)の最適値を推定し比較することによ
り、前回の転流時間の遅れ、進み時間Δtbd を推定し、
転流時刻誤差を蓄積することなく次回の転流点において
補正を行う。
When the phase of the commutation timing is delayed or advanced, as shown in FIGS. 4B and 4C, the voltage at the pre-rotational flow point based on the current rate of change of the induced voltage is obtained. Values e (t'41) and e (t'42) and the voltage value during pre-rotational flow
The difference between e (t41) and e (t42) is taken, and the optimal value of the voltage value e (tpb) at the previous commutation time t41 and t42 is estimated and compared based on the current or previous induced voltage change rate information. By estimating the delay and advance time Δtbd of the previous commutation time,
The correction is performed at the next commutation point without accumulating the commutation time error.

【0036】本発明の一実施例は、前述の補正を繰り返
すことにより、転流タイミングを最終的に最適な転流時
刻に近づけていくことができる。また、誘起電圧情報
は、ロータの回転数及び磁極位置に依存するため、本発
明の一実施例は、前述の補正により、モータに回転脈動
が生じた場合においても、この回転脈動に因って誘起電
圧も変化するので常に適正な転流タイミングを推定する
ことができる。
In one embodiment of the present invention, by repeating the above-described correction, the commutation timing can be finally brought closer to the optimal commutation time. In addition, since the induced voltage information depends on the number of rotations and the magnetic pole position of the rotor, the embodiment of the present invention is not affected by the rotation pulsation even if a rotation pulsation occurs in the motor due to the above-described correction. Since the induced voltage also changes, an appropriate commutation timing can always be estimated.

【0037】以下、前述した転流時刻を求める処理につ
いてさらに詳細に説明する。
Hereinafter, the processing for obtaining the commutation time will be described in more detail.

【0038】いま、モータに対する負荷9が、周期的な
負荷変動を持たない一定負荷とし、モータを定速制御し
て回転させるものとする。この場合、誘起電圧として、
図3に示すような電圧波形が検出される。この電圧波形
から誘起電圧情報を得るためのサンプリングは、インバ
ータ回路2のPWM出力のON期間に同期し、かつ、転
流時のフリーホイリングダイオードに電流が流れていな
い期間のみのデータを有効として行われる。
Now, it is assumed that the load 9 on the motor is a constant load having no periodic load fluctuation, and the motor is controlled to rotate at a constant speed. In this case, as the induced voltage,
A voltage waveform as shown in FIG. 3 is detected. Sampling for obtaining the induced voltage information from this voltage waveform is synchronized with the ON period of the PWM output of the inverter circuit 2, and data valid only during the period when no current flows through the free-wheeling diode during commutation is validated. Done.

【0039】そして、前述した無効期間のデータは、検
出した電圧値及び時間からその変化率Δv/Δtを用い外
挿補間によって算出される。このように、無効期間の電
圧値を外挿補間によって得ることにより、この結果によ
る時間あるいは電圧から各通流期間毎に連続的にロータ
位置を推定することが可能となる。
The invalid period data is calculated by extrapolation from the detected voltage value and time using the change rate Δv / Δt. As described above, by obtaining the voltage value in the invalid period by extrapolation, it is possible to continuously estimate the rotor position for each conduction period from the time or voltage based on the result.

【0040】また、転流時刻の推定は、現時刻を基準に
して求めた誘起電圧の変化率 Δv/Δtから前回1回転
時に求めておいた上に凸な変曲点である最大値あるいは
下に凸な変曲点である最小値の電圧になるまでの時間を
基準時間tbm として算出し、さらに、前回転流点の情報
を基に転流位相の進み、遅れ時間tbd を推定し、前述の
基準時間tbm を前回の転流時刻の進み、遅れを時間tbd
で補正するという方法により行われる。
The commutation time is estimated from the change rate Δv / Δt of the induced voltage obtained with reference to the current time, to the maximum value, which is the inflection point convex upward during the previous one rotation, or to the lower value. The time until the minimum value of the voltage, which is a point of inflection convex to, is calculated as the reference time tbm, and the commutation phase is advanced and the delay time tbd is estimated based on the information of the pre-rotational flow point. The reference time tbm of the previous commutation time is advanced and the delay is
This is performed by a method of correcting with.

【0041】実際には、検出できる領域の電圧値が時間
に対する1次関数の近似式で表されるものとして取り扱
い、時間に対する変化率K=Δv/Δtは、図3に示すよ
うにサンプリングした電圧値e(t1)、e(t2)から式(1)
により求める。
In practice, the voltage value in the detectable area is treated as being expressed by an approximate expression of a linear function with respect to time, and the rate of change K with respect to time K = Δv / Δt is obtained as shown in FIG. From the values e (t1) and e (t2), equation (1)
Ask by

【0042】 K=Δv/Δt={e(t2)-e(t1)}/(t2-t1) …………(1) 次に、現時刻tnを基準にして前回1回転時に求めておい
た上に凸な変曲点である最大値の電圧になるまでの時間
である次回転流基準時間 tbmを、変化率K及び現時刻で
の電圧値 e(tn)に基づいて、式(2)により求める。こ
のとき、e(tn)は、emaxからeminの時間幅の中の最も直
線近似が有効な1/5〜4/5の位置の電圧値とするこ
とが望ましい。
K = Δv / Δt = {e (t2) −e (t1)} / (t2−t1) (1) Next, the current time tn is used as a reference to determine the value during the last rotation. Based on the rate of change K and the voltage value e (tn) at the current time, the next rotation flow reference time tbm, which is the time required to reach the maximum value of the voltage at the inflection point that is upwardly convex, is calculated by the equation (2). ). At this time, it is desirable that e (tn) be a voltage value at a position of 1/5 to 4/5 where the linear approximation is most effective in the time width from emax to emin.

【0043】式(2)は、最大値の場合を記したが、最
小値の場合も同様である。そして、図4(a)に示すよ
うに転流タイミングの位相に進み、遅れがなければ隣り
合う相の電圧値が転流時刻において一致し、前述した変
化率Kに基づいて連続的にロータ位置を推定し、転流タ
イミングを決定することができる。
Equation (2) describes the case of the maximum value, but the same applies to the case of the minimum value. Then, as shown in FIG. 4A, the phase proceeds to the phase of the commutation timing, and if there is no delay, the voltage values of the adjacent phases match at the commutation time, and the rotor position is continuously determined based on the change rate K described above. And the commutation timing can be determined.

【0044】 tbm={emax-e(tn)}/K …………(2) また、図4(b)、図4(c)に示すように、前回の転
流時に生じた転流位相に遅れ、進みがある場合、その補
正時間tbd は、現在の変化率K及び前回転流時刻を求め
た変化率Kbからそれぞれ前回転流点における電圧値を推
定し、その電圧値が一致する時間とする。すなわち、ま
ず、フリーホイリングダイオードに電流が流れている期
間である前回の転流時刻における電圧 e(t'41)を、式
(3)により推定する。
Tbm = {emax−e (tn)} / K (2) Also, as shown in FIGS. 4B and 4C, the commutation phase generated during the previous commutation If there is a delay or advance, the correction time tbd is calculated based on the current change rate K and the change rate Kb from which the pre-rotation flow time was obtained, estimating the voltage value at the previous rotation flow point, and calculating the time when the voltage values match. And That is, first, the voltage e (t′41) at the previous commutation time during which the current is flowing through the free-wheeling diode is estimated by Expression (3).

【0045】 e(t'41)=e(tn)−(tn-t41)・K …………(3) さらに、予め前回の転流時刻算出に用いた変化率Kbより
求めておいた、前回転流時刻における推定電圧e(t41)と
の差を取り、その1/2の点を最適に転流が行われた際
の電圧値と想定し、その電圧値と現在の変化率Kから求
めた電圧e(t'41)から求められる時間に前回の位相時間t
bd(n-1)を加え次回転流補正時間tbd(n)を、式(4)の
ように算出し、この結果を前回転流点における位相遅れ
時間とする。このとき想定した電圧値は、理想的な転流
タイミングにおける最大電圧値として次回転流時に反映
させる。
E (t′41) = e (tn) − (tn−t41) · K (3) Furthermore, it is determined in advance from the change rate Kb used for the previous commutation time calculation. The difference from the estimated voltage e (t41) at the time of the pre-rotational flow is taken, and the half of the point is assumed to be the voltage value when the commutation is optimally performed. The time obtained from the obtained voltage e (t'41) is equal to the previous phase time t.
The next rotational flow correction time tbd (n) is calculated by adding bd (n-1) as shown in Expression (4), and the result is set as the phase delay time at the previous rotational flow point. The voltage value assumed at this time is reflected at the next rotation flow as the maximum voltage value at the ideal commutation timing.

【0046】 tbd(n)=〔{e(t'41)-e(tpb)}/K〕+tbd(n-1) …………(4) そして、最終的に、次回転流時刻までの時間tbは、次回
転流基準時刻tbmを位相遅れ時間tbdで式(5)により補
正した時間である。
Tbd (n) = [{e (t′41) −e (tpb)} / K] + tbd (n−1) (4) Finally, until the next rotational flow time The time tb is a time obtained by correcting the next rotation flow reference time tbm with the phase delay time tbd according to the equation (5).

【0047】 tb=tbm+tbd(n) …………(5) 前述の説明は、図4(b)に示す転流位相遅れの場合で
あるが、図4(c)に示すような位相進みの場合、変化
率が負の場合も同様である。
Tb = tbm + tbd (n) (5) The above explanation is for the case of the commutation phase delay shown in FIG. 4B, but the phase advance shown in FIG. The same applies to the case where the rate of change is negative.

【0048】前述では、検出されたモータの誘起電圧の
変化率から転流時刻を求め、その時刻において時間管理
を行って転流を行っていくとして説明したが、モータの
誘起電圧の変化率は、電圧及び時間の情報を持っている
ので、検出された電圧あるいは外挿した電圧を転流タイ
ミングであると推定される電圧値と比較し、その電圧と
一致した場合あるいはその電圧を越えた場合に転流を行
うような電圧で管理してモータの駆動を制御するように
する方法も有効である。
In the above description, the commutation time is obtained from the detected rate of change of the induced voltage of the motor, and the commutation is performed by performing time management at that time. , Voltage and time information, the detected voltage or extrapolated voltage is compared with the voltage value estimated to be the commutation timing, and when it matches or exceeds that voltage It is also effective to control the driving of the motor by controlling the voltage so that commutation occurs.

【0049】すなわち、電圧の時間に対する変化率Δv
/Δtを用いると電圧、時間双方の情報を持っているこ
とから、電圧、時間のどちらでもロータ位置及び転流タ
イミングの管理ができる。
That is, the rate of change of the voltage with respect to time Δv
Since the use of / Δt has information on both the voltage and the time, it is possible to manage the rotor position and the commutation timing using either the voltage or the time.

【0050】次に、前述した本発明の一実施例によりモ
ータを駆動した場合の特性を図面により説明する。
Next, the characteristics when the motor is driven according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0051】図5はロータの回転位置が判るように位置
検出センサーを付けたモータを、本発明の一実施例によ
る方法により定負荷で2000rpm で駆動し回転させたとき
のセンサー出力と推定した転流時刻との時間差を角度差
に変換して示した図である。3巻線の直流モータは、1
回転に12回の転流点があることから、図5に示す測定
点は、1回転中12点とし、図には数回転分の測定結果
が示されている。
FIG. 5 is a graph showing the estimated rotational output of a motor provided with a position detection sensor so that the rotational position of the rotor can be determined at a constant load of 2000 rpm by a method according to an embodiment of the present invention. It is the figure which converted and converted the time difference with the flowing time into an angle difference. Three-winding DC motor
Since there are 12 commutation points in rotation, the measurement points shown in FIG. 5 are 12 points in one rotation, and the measurement results for several rotations are shown in the figure.

【0052】この図5によれば、センサー出力と本発明
の一実施例による転流時刻との時間差は、角度にして1
度程度であり、一般的に使用されているホール素子の位
置検出精度が±6度程度であることからすると、本発明
の一実施例による駆動方法は、良好なモータの位置検出
を行うことのできる良好な駆動方法であることが判る。
According to FIG. 5, the time difference between the sensor output and the commutation time according to one embodiment of the present invention is 1 in angle.
Degrees, and the position detection accuracy of the commonly used Hall element is about ± 6 degrees. Therefore, the driving method according to the embodiment of the present invention is capable of detecting a good motor position. It can be seen that this is a good driving method that can be performed.

【0053】図6は前述した図5の場合と同一の条件
で、負荷を周期的に変動するようにして駆動を行った場
合を示した図、図7はこの場合のモータの速度変動を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a case where driving is performed under the same conditions as in FIG. 5 described above so that the load is periodically changed, and FIG. 7 shows a change in the speed of the motor in this case. FIG.

【0054】この結果を示す図6から判るように、本発
明の一実施例は、モータの負荷が大きく変動するような
場合にも、前述した図5の場合と同様に良好なロータの
位置の検出を行うことができ、また、図7に示すよう
に、その速度変動を少ないものとすることができる。
As can be seen from FIG. 6 showing the result, in the embodiment of the present invention, even when the load of the motor fluctuates greatly, as in the case of FIG. Detection can be performed, and the speed fluctuation can be reduced as shown in FIG.

【0055】図8は前述した図6の場合と同様な変動を
持つ負荷をモータに接続し、1回転毎に転流位相の偏差
を求め1回転後にその結果を反映させるいわゆる学習制
御において、連続する通流期間における通流時間を2回
微分して加速度を求め、加速している期間では通流率を
下げ、減速している期間では通流率を上げる等により、
加速度をパラメータとして通流率に反映させることによ
って、各通流期間毎に通流率を変え、負荷トルクと一致
するようにモータトルクを出力するような制御を行った
場合の結果を示した図、図9はこの場合のモータの速度
変動を示す図である。
FIG. 8 shows a so-called learning control in which a load having the same fluctuation as in FIG. 6 described above is connected to the motor, and a deviation of the commutation phase is determined for each rotation, and the result is reflected after one rotation. By calculating the acceleration by differentiating the conduction time twice during the conduction period, the conduction ratio is reduced during the acceleration period, and the conduction ratio is increased during the deceleration period.
Diagram showing the result when control is performed such that the duty ratio is changed for each flow period and the motor torque is output so as to match the load torque by reflecting the acceleration as a parameter in the duty ratio. FIG. 9 is a diagram showing the speed fluctuation of the motor in this case.

【0056】図8、図9に示す結果から判るように、本
発明の一実施例による駆動方法を用いると、通流率を各
通流期間毎に変化させた場合にも精度良くロータの位置
を検出することができるため、学習制御を使用して、負
荷トルクにモータトルクを近づけるような制御を行った
場合にも、モータの1回転中の速度変動を低減すること
ができ、モータの速度変動による振動及び騒音を抑制す
ることができる。
As can be seen from the results shown in FIGS. 8 and 9, when the driving method according to the embodiment of the present invention is used, the position of the rotor can be accurately determined even when the conduction ratio is changed for each conduction period. Therefore, even when control is performed such that the motor torque approaches the load torque using the learning control, the speed fluctuation during one rotation of the motor can be reduced, and the speed of the motor can be reduced. Vibration and noise due to fluctuation can be suppressed.

【0057】また、この場合、モータの誘起電圧の時間
に対する変化率が、速度情報であるので、各通流期間毎
の平均変化率に基づいて通流率を制御する方法を使用す
ることも可能である。
In this case, since the rate of change of the induced voltage of the motor with respect to time is speed information, it is possible to use a method of controlling the duty ratio based on the average rate of change for each conduction period. It is.

【0058】本発明は、前述した実施例の方法に限ら
ず、誘起電圧の変化量及びその交点の最大値が速度に比
例していることから、誘起電圧の最大値、最小値がそれ
ぞれ各隣り合う相において同じになるように制御するこ
とにより、モータを一定速度で回転させるように制御す
ることもできる。
The present invention is not limited to the method of the above-described embodiment, but since the amount of change of the induced voltage and the maximum value of the intersection point are proportional to the speed, the maximum value and the minimum value of the induced voltage are respectively adjacent to each other. By controlling the same phase to be the same, it is possible to control the motor to rotate at a constant speed.

【0059】図10はこの場合のモータの駆動方法を説
明する図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a motor driving method in this case.

【0060】図10に示す方法は、モータの1回転にお
ける誘起電圧の最大電圧値、最小電圧値のそれぞれの平
均値(emax及びemin)を算出し、誘起電圧の変化率から
想定した理想的な転流時の電圧と算出された平均値との
差(Δv1及びΔv2)を通流率のパラメータとして使用す
るもので、誘起電圧の変化率から想定した理想的な転流
時の電圧が、平均値よりも低い場合通流率を上げ、逆に
平均値よりも高い場合には通流率を下げる等により各通
流期間でそれぞれ隣り合う相において誘起電圧の最大
値、最小値が同じになるように制御するものである。そ
して、この場合にも、前述と同様な学習制御を行うこと
が可能である。
The method shown in FIG. 10 calculates an average value (emax and emin) of the maximum voltage value and the minimum voltage value of the induced voltage in one rotation of the motor, and calculates an ideal value assumed from the change rate of the induced voltage. The difference (Δv1 and Δv2) between the voltage at the time of commutation and the calculated average value is used as a parameter of the flow rate. The ideal voltage at the time of commutation assumed from the rate of change of the induced voltage is the average. If it is lower than the value, the conduction ratio is increased, and if it is higher than the average value, the conduction ratio is decreased, etc., so that the maximum and minimum values of the induced voltage are the same in each adjacent phase in each conduction period. Is controlled as follows. Also in this case, the same learning control as described above can be performed.

【0061】前述した本発明の一実施例は、モータのス
テータ巻線を3相として説明したが、本発明は、ステー
タがさらに多相の場合にも適用することができる。この
場合、駆動のためのインバータ回路も、モータの相数合
わせて多相に構成される。
In the above-described embodiment of the present invention, the stator winding of the motor is described as having three phases. However, the present invention can be applied to a case where the stator has more phases. In this case, the inverter circuit for driving is also configured in multiple phases according to the number of phases of the motor.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
通流期間毎に通流率が異なる場合にもロータの位置を精
度良く推定することができるため、周期的な負荷変動に
対して各通流期間ごとに通流率を変えて、モータトルク
を負荷トルクに一致させるような制御を行うことが可能
となり、モータの速度変動及びそれに伴う振動、騒音を
抑制することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately estimate the position of the rotor even when the conduction ratio differs for each conduction period. Thus, it is possible to control the motor torque to be equal to the load torque by changing the flow rate for each flow period, thereby suppressing motor speed fluctuations and accompanying vibration and noise.

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

【図1】本発明による駆動方法が適用されるブラシレス
直流モータのシステム構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a brushless DC motor to which a driving method according to the present invention is applied.

【図2】モータに対して理想的な転流タイミングで通流
が制御され、モータが一定速度で回転している状態にお
けるモータの誘起電圧、検出端子電圧、処理電圧の波形
を模式化して示す図である。
FIG. 2 schematically shows waveforms of an induced voltage, a detection terminal voltage, and a processing voltage of the motor in a state where the commutation is controlled at an ideal commutation timing with respect to the motor and the motor is rotating at a constant speed. FIG.

【図3】検出端子電圧波形の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a detection terminal voltage waveform.

【図4】転流タイミングの位相の進み、遅れを説明する
処理電圧波形を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing processing voltage waveforms for explaining the advance and delay of the phase of commutation timing.

【図5】ロータの回転位置が判るように位置検出センサ
ーを付けたモータを、本発明の一実施例による方法によ
り定負荷で2000rpm で駆動し回転させたときのセンサー
出力と推定した転流時刻との時間差を角度差に変換して
示した図である。
FIG. 5 shows a sensor output when a motor having a position detection sensor attached so that the rotational position of the rotor can be known is driven at a constant load at 2000 rpm by a method according to an embodiment of the present invention, and an estimated commutation time. FIG. 7 is a diagram showing a time difference between the two and converted into an angle difference.

【図6】図5の場合と同一の条件で、負荷を周期的に変
動するようにして駆動を行った場合を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a case where driving is performed under the same conditions as in FIG. 5 so that the load is periodically changed.

【図7】図6に示す場合のモータの速度変動を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing speed fluctuations of the motor in the case shown in FIG. 6;

【図8】図6の場合と同様な変動を持つ負荷をモータに
接続し、加速度をパラメータとして通流率に反映させる
ことによって、各通流期間毎に通流率を変え、負荷トル
クと一致するようにモータトルクを出力するような制御
を行った場合の結果を示した図である。
FIG. 8 shows that the load having the same variation as in FIG. 6 is connected to the motor, and the duty ratio is changed for each of the duty periods by reflecting the acceleration as a parameter in the duty ratio so that the load torque matches the load torque. FIG. 7 is a diagram showing a result of a case where control is performed to output a motor torque so as to output a motor torque.

【図9】図8に示す場合のモータの速度変動を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing the speed fluctuation of the motor in the case shown in FIG. 8;

【図10】本発明の一実施例によるモータの駆動方法の
他の例を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating another example of a method of driving a motor according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 インバータ回路 3 セレクタ 4 A/D変換器 5 制御部 6 ドライバ回路部 7 ステータ 8 ロータ 9 負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Inverter circuit 3 Selector 4 A / D converter 5 Control part 6 Driver circuit part 7 Stator 8 Rotor 9 Load

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/18

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 永久磁石と電機子コイルとを有し、電機
子コイルの各相の一端部が共通接続されて構成されるブ
ラシレス直流モータの駆動方法において、前記ブラシレ
ス直流モータの無通電相の端子電圧を検出し、検出され
た端子電圧の時間に対する変化率に基づいて転流タイミ
ングを決定することを特徴とするブラシレス直流モータ
の駆動方法。
1. A method for driving a brushless DC motor, comprising a permanent magnet and an armature coil, wherein one end of each phase of the armature coil is connected in common. A method for driving a brushless DC motor, comprising detecting a terminal voltage and determining a commutation timing based on a rate of change of the detected terminal voltage with respect to time.
【請求項2】 前記ブラシレス直流モータの駆動がイン
バータ回路を用いて行われることを特徴とする請求項1
記載のブラシレス直流モータの駆動方法。
2. The brushless DC motor is driven by using an inverter circuit.
A driving method for the brushless DC motor according to the above.
【請求項3】 前記端子電圧の検出が、インバータ回路
を制御するPWM信号に同期して行われ、検出電圧の時
間に対する変化率により外挿補間を行うことにより、検
出不能時のロータ位置を連続的に推定することを特徴と
する請求項2記載のブラシレス直流モータの駆動方法。
3. The detection of the terminal voltage is performed in synchronization with a PWM signal for controlling an inverter circuit, and extrapolation is performed based on a change rate of the detection voltage with respect to time to continuously detect the rotor position when detection is impossible. The method for driving a brushless DC motor according to claim 2, wherein the estimation is performed dynamically.
【請求項4】 それぞれ隣り合う相の端子電圧の検出値
に対する補間値が交差する点を転流時刻として転流タイ
ミングを決定することを特徴とする請求項3記載のブラ
シレス直流モータの駆動方法。
4. A method for driving a brushless DC motor according to claim 3, wherein a commutation timing is determined by using a point at which the interpolated value intersects with the detected value of the terminal voltage of each adjacent phase as a commutation time.
【請求項5】 前記端子電圧の時間に対する変化率に基
づいて算出した隣り合う相の電圧補間値の交点の電圧値
の最大値及び最小値がそれぞれ一定になるようにモータ
の出力トルクを制御することを特徴とする請求項3また
は4記載のブラシレス直流モータの駆動方法。
5. The motor output torque is controlled such that the maximum value and the minimum value of the voltage value at the intersection of the voltage interpolation values of adjacent phases calculated based on the rate of change of the terminal voltage with respect to time become constant. 5. The method for driving a brushless DC motor according to claim 3, wherein:
【請求項6】 前記補間値の時間に対する変化率を連続
的なモータの速度変化情報として取り扱って、モータの
駆動制御を行うことを特徴とする請求項3記載のブラシ
レス直流モータの駆動方法。
6. The brushless DC motor driving method according to claim 3, wherein the motor drive control is performed by treating the rate of change of the interpolation value with respect to time as continuous motor speed change information.
【請求項7】 前記補間値を基に推定した転流タイミン
グにおける電圧値を次回回転時に反映させることを特徴
とする請求項4記載のブラシレス直流モータの駆動方
法。
7. The brushless DC motor driving method according to claim 4, wherein the voltage value at the commutation timing estimated based on the interpolation value is reflected at the next rotation.
【請求項8】 前記外挿補間が、検出電圧の直線性の良
い部分の変化率に基づいて行われることを特徴をする請
求項3ないし7のうち1記載のブラシレス直流モータの
駆動方法。
8. The brushless DC motor driving method according to claim 3, wherein the extrapolation is performed based on a rate of change of a portion of the detected voltage having good linearity.
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