JP3315792B2 - ブラシレスモータの制御回路 - Google Patents
ブラシレスモータの制御回路Info
- Publication number
- JP3315792B2 JP3315792B2 JP34744393A JP34744393A JP3315792B2 JP 3315792 B2 JP3315792 B2 JP 3315792B2 JP 34744393 A JP34744393 A JP 34744393A JP 34744393 A JP34744393 A JP 34744393A JP 3315792 B2 JP3315792 B2 JP 3315792B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- braking
- motor
- turned
- fet
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
御回路に関し、特に、複数あるモータのコイルを選択的
に導通状態とすることによりモータの制動力を可変制御
するための制御回路に関する。
グ素子から構成される駆動回路により電力供給され、こ
れらスイッチング素子をオン・オフ制御する信号をチョ
ッパ制御するPWM制御により速度制御が行われるのが
一般的である。
相コイルへ電流を供給するための駆動回路の概略を示す
電気回路図である。スター結線されたU相コイル6、V
相7、W相8は、それぞれ出力端子10〜12を介して
図に破線で囲まれた駆動回路9内のスイッチング素子で
ある複数の電界効果トランジスタ(以下、FETと称
す)に接続されている。そして、図示されない電源の両
端子が接続された電源端子13と接地端子14との間に
は、FET15のドレインD−ソースS及びFET16
のドレインD−ソースSがこの順に接続されている。そ
してFET15のソースSとFET16のドレインDと
のノードには、出力端子10を介してU相コイル6の一
方の端子に接続されている。また、端子13と14との
間にはFET17のドレインD−ソースS及びFET1
8のドレインD−ソースSがこの順に接続されている。
そしてFET17のソースSとFET18のドレインD
とのノードには、出力端子11を介してV相コイル7の
一方の端子に接続されている。同様に、端子13と14
との間にはFET19のドレインD−ソースS及びFE
T20のドレインD−ソースSがこの順に接続されてい
る。そしてFET19のソースSとFET20のドレイ
ンDとのノードには、出力端子12を介してW相コイル
7の一方の端子に接続されている。そして、各FET1
5〜20のドレインD−ソースS間には、ダイオード2
1〜26がそれぞれ逆方向に並列接続されている。
各FET15〜20をオン・オフ制御し、各相コイル6
〜8に流れる電流を転流することで、モータを回転制御
している。例えば、このモータを駆動させる場合には、
図3に示されるように、ロータの位置検出信号IHu、
IHv、IHwに対して各FET15〜20のゲートG
が接続された各端子U+、U−、V+、V−、W+、W
−に図示されない制御手段よりイ〜ヘの各モードに従っ
て駆動信号を供給し、この駆動信号をPWM制御するこ
とで各相コイル6〜8に通電される電流を制御してモー
タ回転数を制御するようにされている。
時には、ハイサイドのFET15、17、19を全てオ
フとし、ローサイドのFET16、18、20をオンす
ることでコイルを短絡状態とし、電磁作用によって発生
する制動電流をチョッパ制御して制動力を確保してい
る。つまり、図4に示されるように、コイル毎に流れる
制動電流Iu、Iv、Iwが正の成分(図2に矢印A方
向に流れる電流)であるとき、例えばコイル6に正の制
動電流が流れている際にFET16を遮断し、電流の遮
断により発生する逆起電圧を電源に回生することで制動
力の確保及び充電を行うようにされている。
御には種々の欠点があり、その代表としての回転速度毎
に制動力の特性が変化してしまう欠点を解消するべく、
コイルの短絡時間をモータの電気角に基づいて可変制御
する技術を本発明者は提案した。この技術によればPW
M制御による欠点を解消することができるが、モータの
電気角を時間に換算するためにタイマ/カウンタを複数
持つ高機能なマイコンを用いることから、タイマに余裕
のないマイコンには適用し難いものであった。
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、低機能なマイコン
を用いて制動力を可変制御できるブラシレスモータの制
御回路を提供することにある。
明によれば、ブラシレスモータの複数のコイルをモータ
の電気角に基づいて短絡状態として制動を制御する制御
回路であって、前記電気角を前記ブラシレスモータのホ
ール素子により検出し、前記ホール素子により検出した
前記電気角に基づいて前記各コイルを個別に短絡状態と
するためのスイッチング手段と、前記スイッチング手段
を前記各コイルの各相コイル毎にオン・オフ制御するた
めの制御手段とを有し、前記制御手段が、前記各相コイ
ルの短絡状態とする数を選択的に制御することにより、
制動力を可変制御することを特徴とするブラシレスモー
タの制御回路を提供することにより達成される。
を用いることなく、コイルを短絡状態とすることで制動
力を発生でき、そのコイルの各相コイルの数を制御手段
が選択的に制御するため、選択された各相コイルの数に
応じて制動力を可変できる。
いて詳しく説明する。
ータの制御回路の概略を示すブロック図であり、モータ
1へ電源2の電力を供給するためのスイッチング手段3
と、このスイッチング手段をオン・オフ制御するための
制御手段4と、モータ1のロータ(図示せず)の位置を
検出するためのロータ位置検出手段5とから構成されて
いる。
ラシレスモータに適用した場合には図2に駆動回路9で
示されるように構成されるものであり、その説明は前述
した通りである。この駆動回路9を用いてモータを制動
させる場合について、図4、図5を参照しながら説明す
る。図4は、外部からモータを回転させて疑似的に制動
状態をつくり、駆動回路9内の各FET15〜20を、
ハイサイドに位置するFET15、17、19を全てオ
フとし、ローサイドに位置するFET16、18、20
を、(a)に於いては全てオンとしたとき、(b)に於
いてはFET16、18をオンとしFET20をオフと
したとき、(c)に於いてはFET16のみをオンとし
他のFETは全てオフとしたときの、各相コイルに流れ
る制動電流の波形をそれぞれ出力端子10〜12で観測
し、かつそれぞれの場合に於けるロータ位置を電気的に
示した信号IHuと共に示す図である。
係について説明する。先ず制動電流は、各コイル6〜8
と図示されない永久磁石との電磁作用によって発生する
ものであり、本実施例では、ロータに永久磁石を、ステ
ータにスター結線された3相の界磁巻線を備える回転界
磁形のブラシレスモータを採用していることから、全相
を短絡状態とした場合には図4(a)に示すような互い
に(2/3)πの位相差をもって流れる交流の制動電流
Iu、Iv、Iwを各出力端子10〜12で観測でき
る。このように発生した制動電流は回転速度が高い場合
にはその周期は短くなり、低い場合のそれは長くなるこ
とは周知の通りである。また制動力は回生制動を採用し
ていることから、直流電源に電力を回生する場合には、
正の制動電流(図2の矢印A方向に流れる電流)を遮断
することにより発生する逆起電圧を電源に回生すること
で制動力を得ている。またモータの電気角とは、この場
合制動電流の1周期を角度をもって表したものであっ
て、電気角360度が制動電流の1周期となる。この電
気角は磁界センサであるホール素子によって検出するこ
とができる。
との関係について考察してみる。図4(a)に示すよう
に、ハイサイドに位置するFET15、17、19を全
てオフとし、ローサイドに位置するFET16、18、
20を全てオンとしたとき、各出力端子10〜12には
互いに(2/3)πの位相差をもって流れる交流の制動
電流Iu、Iv、Iwが流れる。いま、出力端子10を
流れる制動電流Iuについて着目してみる。図に示す区
間Aでは負の制動電流となっている。この区間Aに於い
てFET16をオフしても負の電流が発生することか
ら、電力の回生は行われない。次に図4(b)に示す場
合には、FET15、17をオンとしFET19をオフ
としているため区間Bで負の制動電流となる。この区間
Bは前記区間Aに比べて短く、その振幅も小さくなって
いる。この場合も同様に区間Bに於いてFET16をオ
フすれば電力の回生は行われない。更に図4(c)に示
す場合には、FET15のみをオンとし他のFETは全
てオフとなっているため、区間Cに於いて制動電流が0
となる。これはFET18、20がオフであることか
ら、負方向に対しては電流が流れないからである。従っ
て区間Cに於いてFET16をオフとすれば逆起電圧は
発生せず、よって電力回生も行われない。
オフ状態は上記した3つのパターンにより検証されるこ
とから、その結果を考察すると区間Cは区間Aにも区間
Bにも含まれることがわかる。よってこの区間Cに於い
てFET16をオンし、所定の位相区間に於いてオフす
るように制御すれば、電源への電力回生が行われること
となる。他のFET18、20についても同様のことが
言え、各コイル6〜8はスター結線されていることか
ら、FET18の場合には、FET16のオフポイント
から(2/3)π遅れてオンすればよく、FET20の
場合には更に(2/3)π遅れてオンすれば電力回生が
行われるわけである。
て、制動電流は前述したように各コイル6〜8と図示さ
れない永久磁石との電磁作用により発生するものである
から、FET16、18、20をオンするポイントはロ
ータ位置によって決定され、それは回転速度によって多
少のずれを生じるもののモータ設計段階で固定されるも
のである。したがって、ロータの位置を検出しかつ検出
結果を電気信号として出力できるロータ位置検出手段5
を設け、即ちFET16、18、20をオンするポイン
トに於いてエッジ信号を出力するようなホールICをそ
れぞれに対応して設けることにより実現できる。本実施
例では、図示はされていないがステータの適宜位置に互
いに120度の間隔をもって3つのホール素子を含むホ
ールICが設けられている。
る信号の波形図を示す。ロータ位置検出手段であるホー
ルICは、前述した各FET16、18、20オンする
ポイントに対応したエッジ信号IHu、IHv、IHw
を制御手段4に出力する。制御手段4では、制動時の各
FET16、18、20のオフをそれぞれ対応する立ち
上がりエッジ信号をもって行うようにすると共に、各エ
ッジ信号IHu、IHv、IHwのエッジを入力するこ
とで電気角を60度毎に分割して後述する制動力の制御
時のタイミング信号として使用している。この時の位置
信号IHu、IHv、IHwと各FET16、18、2
0のゲートへの供給信号は図3の駆動状態とは異なる。
ローサイドに位置する各FETをオン・オフ制御するこ
とにより、電源への電力の回生を行ってモータを制動さ
せることができる。具体的には、図6に示すようにハイ
サイドのFET15、17、19をオフ状態とし、ロー
サイドのFET、例えばFET16がオフしている場合
には位置信号IHvが立ち上がった時点でこのFET1
6をオンし、FET18には位置信号IHwが、FET
20には位置信号IHuというように、それぞれ対応す
る位置信号が立ち上がった時点でオンするように制御す
る。また、オンしているFETをオフする際には、予め
検証された所定の位相区間でオフし、この場合には図8
及び図9に示す制動特性から明らかなように、前記区間
Cに於ける制動電流の立ち上がりポイントを電気角0度
と定め、この電気角0度から電気角180度までを所定
の位相区間とし、電気角0度で各FET16、18、2
0をオンし、電気角180度までの区間内にオフするよ
うに制御する。ここで、図8は制動力と電気角との関係
を示すものであり、図9は端子13を流れる充電電流と
電気角との関係を示すものである。両者から充電電流と
制動力との関係は充電電流の大小に比例して制動力も大
小することがわかる。また、図4に示すように概ね電気
角180度付近で制動電流が最大値をとることから、こ
の時点でオフすれば最大の制動力を確保することができ
る。
コイルの短絡状態を制御することで制動力を可変制御で
きることは明かである。制動力を可変制御するにあたっ
ては、例えばタイマを用いて、位置信号の立ち上がりエ
ッジをもってタイマをスタートし、次の立ち上がりエッ
ジをもってカウントアップすることで電気角を時間に換
算して可変制御することもできるが、制御手段がタイマ
/カウンタ等に余裕のない小規模なマイコンであった場
合には上記技術を採用し難いものである。そこで本発明
は、短絡状態とするコイルを選択することで制動力を可
変制御するものである。以下に具体的に説明する。
の正の成分を遮断することにより発生する逆起電圧を回
生して得るものであることから、図7(a)に示すよう
にFET16、18、20をオン・オフ制御対象とすれ
ば、各相コイルに於いて正の成分となる制動電流を得る
ことができ、その正の制動電流を遮断することにより大
きな充電電流を得ることができ、よって大きな制動力を
確保することができる(図8、図9に実線で示す)。次
に、図7(b)に示すようにFET16、18をオン・
オフ制御対象とした場合には、端子12には正の制動電
流が流れないため、端子13を流れる充電電流は減少し
てしまう。したがって制動力も前記に比して相対的に減
少することとなる(図8、図9に鎖線で示す)。更に、
図7(c)に示すようにFET16のみをオン・オフ制
御対象とすれば、端子11、12には正の制動電流が流
れないため、充電電流はさらに減少して制動力も減少す
ることとなる(図8、図9に破線で示す)。
して短絡状態とすることにより、位置信号のエッジによ
って電気角60毎に制御される制動力は、この場合には
3倍の分解能をもって制御することができ、同じ電気角
に於いて3つの異なった制動力を得ることができる。し
たがって、タイマ/カウンタ等を用いることなく制動力
の分解能を高めることができるため、低機能のマイコン
を用いても充分な制動制御を実現できる。
イマ/カウンタ等を用いることなくモータの制動力を可
変制御できるため、簡易なマイコンを採用することがで
き、よって製品コストを低減できると共に、これまでの
PWMによる制動制御で問題視されていたモータの回転
速度に応じて制動特性が変化するなどの問題点を生じる
ことなく、簡単な制御であるにも係わらず安定した制動
力を発生し得る制動制御を実現可能となる。
路の概略を示すブロック図である。
するための駆動回路の概略を示す電気回路図である。
供給される信号の状態を示す転流モード図及びその波形
図である。
形を示す波形図である。
に示した図である。
供給される波形図である。
状態を示す図である。
図である。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ブラシレスモータの複数のコイルをモー
タの電気角に基づいて短絡状態として制動を制御する制
御回路であって、前記電気角を前記ブラシレスモータのホール素子により
検出し、 前記ホール素子により検出した前記電気角に基づいて 前
記各コイルを個別に短絡状態とするためのスイッチング
手段と、 前記スイッチング手段を前記各コイルの各相コイル毎に
オン・オフ制御するための制御手段とを有し、 前記制御手段が、前記各相コイルの短絡状態とする数を
選択的に制御することにより、制動力を可変制御するこ
とを特徴とするブラシレスモータの制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34744393A JP3315792B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ブラシレスモータの制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34744393A JP3315792B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ブラシレスモータの制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07184394A JPH07184394A (ja) | 1995-07-21 |
JP3315792B2 true JP3315792B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=18390274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34744393A Expired - Fee Related JP3315792B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ブラシレスモータの制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3315792B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1146494A (ja) * | 1997-07-24 | 1999-02-16 | Zexel Corp | 空気調和機 |
ATE324700T1 (de) * | 2003-11-14 | 2006-05-15 | Ebm Papst Mulfingen Gmbh & Co | Verfahren zum reduzieren der auslaufzeit eines elektromotors |
FI118406B (fi) * | 2006-09-11 | 2007-10-31 | Kone Corp | Menetelmä ja laitteisto moottorin jarruttamiseksi |
JP5923822B2 (ja) * | 2012-02-09 | 2016-05-25 | ミネベア株式会社 | ブラシレスモータの駆動制御装置 |
JP5981219B2 (ja) * | 2012-05-18 | 2016-08-31 | 株式会社マキタ | 3相ブラシレスモータの制動装置及び電気機器 |
DE102013213045A1 (de) * | 2013-07-04 | 2015-01-08 | Voith Patent Gmbh | Vermeidung von Bremsmomenten bei permanenterregten Synchronmaschinen |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP34744393A patent/JP3315792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07184394A (ja) | 1995-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6922032B2 (en) | Electric motor control device | |
JP3416494B2 (ja) | Dcブラシレスモータの制御装置及びdcブラシレスモータの制御方法 | |
US10985680B2 (en) | Method and controller for controlling an electric motor | |
JP5519072B1 (ja) | 3相モータ駆動装置、および、3相モータ駆動方法 | |
JP4055372B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
JP3315792B2 (ja) | ブラシレスモータの制御回路 | |
JP3286053B2 (ja) | ブラシレスモータの制御回路 | |
JP2000236684A (ja) | モータ駆動回路 | |
JP3286052B2 (ja) | ブラシレスモータの制御回路 | |
JP3286054B2 (ja) | ブラシレスモータの制御回路 | |
JP4147826B2 (ja) | ブラシレスモータ駆動制御装置 | |
JP4190628B2 (ja) | ブラシレスモータ | |
JP2004297874A (ja) | 電動装置及びモータ駆動方法 | |
JP2005312145A (ja) | ブラシレスモータの駆動装置 | |
JP2005027390A (ja) | ブラシレスモータの駆動装置 | |
KR100308005B1 (ko) | 센서가 없는 비엘디씨(bldc) 모터의 위치감지장치 | |
JP4003700B2 (ja) | 6線式3相ブラシレスモータ制御装置 | |
JP2005027391A (ja) | ブラシレスモータの駆動装置 | |
JP2002369569A (ja) | ブラシレスモータ駆動制御装置 | |
JP4312115B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
JPS62272896A (ja) | 直流ブラシレスモ−タの駆動方法 | |
JP3371165B2 (ja) | 直流ブラシレスモータの駆動装置 | |
JP4240832B2 (ja) | 三相モータの各相波形検出回路 | |
JP2000116173A (ja) | ブラシレス直流電動機及びその速度制御方法 | |
JP2020018138A (ja) | モータ制御装置、およびモータの制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080607 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090607 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090607 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100607 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100607 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110607 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |