JP3402161B2 - Brushless DC motor control method and device - Google Patents

Brushless DC motor control method and device

Info

Publication number
JP3402161B2
JP3402161B2 JP31568897A JP31568897A JP3402161B2 JP 3402161 B2 JP3402161 B2 JP 3402161B2 JP 31568897 A JP31568897 A JP 31568897A JP 31568897 A JP31568897 A JP 31568897A JP 3402161 B2 JP3402161 B2 JP 3402161B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brushless
motor
magnetic pole
pole position
voltage
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
Application number
JP31568897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11150982A (en
Inventor
広之 山井
伸起 北野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP31568897A priority Critical patent/JP3402161B2/en
Publication of JPH11150982A publication Critical patent/JPH11150982A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3402161B2 publication Critical patent/JP3402161B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はブラシレスDCモ
ータ制御方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、インバータの各相の出力電圧をブラシレスDCモー
タの各相の固定子巻線に印加してブラシレスDCモータ
を制御し、1回転中に出力軸にかかる負荷が周期性を有
して変動する負荷を駆動するための方法およびその装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless DC motor control method and apparatus, and more particularly, to a brushless DC motor by applying an output voltage of each phase of an inverter to a stator winding of each phase of a brushless DC motor. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a DC motor and driving a load in which a load applied to an output shaft fluctuates cyclically during one rotation.

【0002】[0002]

【従来の技術】ACモータに比べて高効率なモータとし
て、回転子巻線に代えて回転子に永久磁石を装着するこ
とにより、回転子巻線に電流が流れることに起因する二
次銅損を皆無にしたブラシレスDCモータが知られてい
る。このブラシレスDCモータは、数十kW以下の中小
容量範囲でACモータに比べ、特に効率改善効果が大き
いことが知られている。
2. Description of the Related Art As a motor having a higher efficiency than an AC motor, by installing a permanent magnet in the rotor instead of the rotor winding, a secondary copper loss caused by a current flowing through the rotor winding. There is known a brushless DC motor that eliminates the above. It is known that this brushless DC motor has a particularly large efficiency improvement effect in the small and medium capacity range of several tens kW or less as compared with the AC motor.

【0003】そして、この利点に着目して、ブラシレス
DCモータにより各種の負荷を駆動することが提案さ
れ、あるいは実用化されている。これらのうち、負荷と
して圧縮機を採用する場合には、トルク制御技術を適用
して、圧縮機の速度変動を抑制し、速度変動に起因する
振動を低減することができる。なお、ここで、トルク制
御は、従来公知のように、ブラシレスDCモータの回転
子の磁極位置の検出を行い、磁極位置検出信号に基づい
てインバータを制御し、インバータの各相の出力電圧を
ブラシレスDCモータの各相の固定子巻線に印加するこ
とにより、所望の発生トルクを得る制御である。また、
回転子の磁極位置の検出は、モータの端子電圧、中性点
電圧などに基づいて行うことができるほか、ホール素子
などのセンサを用いて行うことができる。しかし、コス
トを重視する、例えば家電製品などへの応用において
は、磁極位置検出のために特別にセンサを設ける必要が
ないモータの端子電圧、中性点電圧などに基づいて行う
構成を採用することが好ましい。
Focusing on this advantage, it has been proposed or put into practical use to drive various loads by a brushless DC motor. Of these, when a compressor is used as the load, torque control technology can be applied to suppress speed fluctuations of the compressor and reduce vibrations due to speed fluctuations. Here, in the torque control, as is conventionally known, the magnetic pole position of the rotor of the brushless DC motor is detected, the inverter is controlled based on the magnetic pole position detection signal, and the output voltage of each phase of the inverter is brushless. The control is to obtain a desired generated torque by applying to the stator winding of each phase of the DC motor. Also,
The magnetic pole position of the rotor can be detected based on the terminal voltage of the motor, the neutral point voltage, and the like, and can also be detected using a sensor such as a Hall element. However, for cost-oriented applications such as home appliances, it is not necessary to provide a special sensor to detect the magnetic pole position. It is necessary to adopt a configuration based on the motor terminal voltage, neutral point voltage, etc. Is preferred.

【0004】したがって、前記の構成を採用すること
で、安価なシステム構成により、速度変動を抑制し、速
度変動に起因する振動を低減した状態で圧縮機を駆動す
ることができると思われる。
Therefore, by adopting the above-mentioned configuration, it is considered that the compressor can be driven with a low-cost system configuration while suppressing the speed fluctuation and reducing the vibration caused by the speed fluctuation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
に、トルク制御技術を適用して、圧縮機の速度変動を抑
制し、速度変動に起因する振動を低減する構成を採用
し、しかも、ブラシレスDCモータの回転子の磁極位置
の検出をモータの端子電圧、中性点電圧などに基づいて
行う構成を採用し、しかも、圧縮過程における不要なガ
ス漏れによる損失が少ない1シリンダ圧縮機を採用した
場合には、圧縮機の1回転中における負荷トルクの大き
な期間(モータ電流が大きくなる期間)で回転子の磁極
位置の検出を行うことができなくなり、最悪の場合に
は、圧縮機の駆動を行うことができなくなってしまうと
いう不都合がある。
However, as described above, the torque control technique is applied to suppress the speed fluctuation of the compressor and to reduce the vibration due to the speed fluctuation, and the brushless method is also adopted. A one-cylinder compressor is adopted which detects the magnetic pole position of the rotor of the DC motor based on the terminal voltage of the motor, the neutral point voltage, and the like, and has less loss due to unnecessary gas leakage during the compression process. In this case, it becomes impossible to detect the magnetic pole position of the rotor during the period when the load torque is large (the period when the motor current increases) during one rotation of the compressor. In the worst case, the compressor is driven. There is an inconvenience that it becomes impossible to do.

【0006】この不都合は、一般にブラシレスDCモー
タの設計定数を適切に選ぶことで回避できるのである
が、このような場合には、ブラシレスDCモータを構成
する鉄心、銅線、磁石などの使用量の増加を招き(例え
ば、ブラシレスDCモータが大型化し、またはインダク
タンスが小さくなり)、ブラシレスDCモータのコスト
アップを招いてしまうという新たな不都合がある。
This inconvenience can be generally avoided by appropriately selecting the design constant of the brushless DC motor. In such a case, however, the amount of iron core, copper wire, magnet, etc. constituting the brushless DC motor can be reduced. There is a new inconvenience that the number of brushless DC motors increases (for example, the size of the brushless DC motor becomes large or the inductance becomes small), and the cost of the brushless DC motor increases.

【0007】なお、この不都合は、負荷として1シリン
ダ圧縮機を採用する場合だけでなく、同様にトルク変動
が大きい負荷を採用する場合にも発生する。図14はブ
ラシレスDCモータを位置センサなしで駆動するシステ
ム構成を示している。この構成では、ブラシレスDCモ
ータに接続したインバータ回路の各相トランジスタの通
電期間を120°とし、開放状態になる残り60°期間
に端子電圧に現れるブラシレスDCモータの速度起電圧
を検出し、ゼロクロスコンパレータにより位置信号を得
ている。
This inconvenience occurs not only when a one-cylinder compressor is used as a load, but also when a load with a large torque fluctuation is used. FIG. 14 shows a system configuration for driving a brushless DC motor without a position sensor. In this configuration, the conduction period of each phase transistor of the inverter circuit connected to the brushless DC motor is set to 120 °, the speed electromotive voltage of the brushless DC motor appearing in the terminal voltage during the remaining 60 ° period in which the open state is maintained is detected, and the zero cross comparator is detected. To obtain the position signal.

【0008】ただし、トランジスタをオフにしてもモー
タ巻線のインダクタンスにより電流が直ちには切れず、
トランジスタに並列に接続されたダイオードを通してモ
ータ電流は流れ続ける(図15の波形図参照)。この時
間toffは、トランジスタをオフにした時の初期電流
をI0、ブラシレスDCモータの速度起電圧をE0、イ
ンバータの直流電圧をVdc、各相巻線インダクタンス
をLとすれば、 toff=I0・2・L/(Vdc+E0) に近似できる。すなわち、トランジスタオフ時の初期電
流I0に比例し、ダイオード電流が切れ、モータ端子が
開放状態になるまでの時間が長くなることが分かる。
However, even if the transistor is turned off, the current is not immediately cut off due to the inductance of the motor winding,
Motor current continues to flow through the diode connected in parallel with the transistor (see waveform diagram in FIG. 15). This time toff is, if the initial current when the transistor is turned off is I0, the speed electromotive voltage of the brushless DC motor is E0, the DC voltage of the inverter is Vdc, and the winding inductance of each phase is L, then toff = I0.2・ It can be approximated to L / (Vdc + E0). That is, it can be seen that the diode current is cut off in proportion to the initial current I0 when the transistor is off, and the time until the motor terminal is opened becomes longer.

【0009】図16は1シリンダ圧縮機をブラシレスD
Cモータによりトルク制御駆動した時の各部波形を示し
ている。この図から分かるように、図14のブラシレス
DCモータ駆動システムにより負荷トルク変動に合わせ
てモータトルク(モータ電流)を制御するトルク制御を
行う場合、負荷トルクのピーク近傍でモータ電流が大き
くなり、上式の初期電流I0が所定値以上になるとto
ffが長くなり、モータの運転許容範囲内(モータトル
クは十分)であるにも拘らず、電流が切れなくなるため
速度起電圧の検出が不能になり、ブラシレスDCモータ
を運転できないという不都合が生じる。
FIG. 16 shows a one-cylinder compressor with a brushless D
The waveform of each part when torque control is driven by the C motor is shown. As can be seen from this figure, when the torque control for controlling the motor torque (motor current) according to the load torque fluctuation is performed by the brushless DC motor drive system of FIG. 14, the motor current becomes large near the peak of the load torque, and When the initial current I0 in the equation becomes a predetermined value or more, to
Although ff becomes long and is within the allowable operating range of the motor (the motor torque is sufficient), the current cannot be cut off, so that the speed electromotive voltage cannot be detected and the brushless DC motor cannot be operated.

【0010】図17はブラシレスDCモータを位置セン
サなしで駆動する他のシステム構成を示している。この
構成では、モータの中性点の電位と、インバータ出力端
子にY接続した抵抗の中性点の電位との差電圧を、積分
器を通し、さらにゼロクロスコンパレータにより2値化
して位置検出信号を得ているため、モータ電流が連続し
ても(切れなくても)位置検出を行うことができる(再
公表7−827328号公報参照)。このため、図14
のシステム構成のように、モータ電流が切れなくなり、
位置検出ができなくなるという不都合の発生を未然に防
止できるが、実験を行った結果、図18に示すように、
負荷の上昇に伴ってモータ電流が大きくなると、積分信
号にビート現象が生じ(”P.M.Brushless
Motor Drives: A Self−Com
mutating System without R
otor−Position Sensors”,
P. Ferraris他, Ninth Annua
l Symposium−Incremental M
otion Control System and
Devices, pp.305−312, 1980
参照、これは実機においては必ずしもブラシレスDCモ
ータの各相インピーダンスが一致していないことが原因
であると思われる。)、位置検出の誤動作(ゼロクロス
検出ミス)を招き、ブラシレスDCモータを失速させる
という不都合を生じることが分かった。
FIG. 17 shows another system configuration for driving a brushless DC motor without a position sensor. In this configuration, the voltage difference between the neutral point potential of the motor and the neutral point potential of the resistor Y-connected to the inverter output terminal is passed through the integrator and binarized by the zero-cross comparator to output the position detection signal. As a result, the position can be detected even if the motor current is continuous (even if the motor current is not cut off) (see Republication 7-827328). Therefore, in FIG.
As in the system configuration of
Although the inconvenience of not being able to detect the position can be prevented in advance, as a result of the experiment, as shown in FIG.
When the motor current increases as the load increases, a beat phenomenon occurs in the integrated signal (“PM Brushless”).
Motor Drives: A Self-Com
mutating System without R
otor-Position Sensors ",
P. Ferraris et al., Ninth Annua
l Symposium-Incremental M
motion Control System and
Devices, pp. 305-312, 1980
See, this seems to be because the impedance of each phase of the brushless DC motor does not necessarily match in the actual machine. ), A malfunction of position detection (zero-cross detection error) is caused, and it is found that there is a problem that the brushless DC motor is stalled.

【0011】以上のようにモータ端子電圧を用いた簡便
な位置検出回路を用いたブラシレスDCモータによりト
ルク制御を行う場合には、位置検出の制約で、本来ブラ
シレスDCモータが許容できるトルク出力範囲よりも運
転範囲が狭くなってしまうという不都合が生じる。
As described above, when the torque control is performed by the brushless DC motor using the simple position detection circuit using the motor terminal voltage, the torque output range originally allowed by the brushless DC motor is restricted due to the restriction of the position detection. However, there is an inconvenience that the operating range becomes narrow.

【0012】[0012]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、特別にセンサを用いることなく回転子の
磁極位置を検出し、かつトルク変動が大きい負荷を駆動
する場合であっても、何ら不都合なく負荷を駆動するこ
とができるブラシレスDCモータ制御方法およびその装
置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and is intended to detect a magnetic pole position of a rotor without using a sensor and to drive a load having a large torque fluctuation. Another object of the present invention is to provide a brushless DC motor control method and device capable of driving a load without any inconvenience.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1のブラシレスD
Cモータ制御方法は、インバータの各相の出力端子をブ
ラシレスDCモータの各相の固定子巻線に接続してブラ
シレスDCモータを制御し、1回転中に出力軸にかかる
負荷が周期性を有して変動する負荷を駆動するに当っ
て、負荷の駆動期間を、所定の閾値を基準とする負荷ト
ルクの大小に基づいて区分し、負荷トルクが小さい区分
においては、ブラシレスDCモータの端子電圧に基づい
て回転子の磁極位置を検出し、磁極位置検出信号に基づ
いてブラシレスDCモータに印加すべき出力電圧波形ま
たは出力電流波形を設定すべくインバータを制御し、負
荷トルクが大きい区分においては、前記磁極位置検出信
号の周期に基づいて擬似磁極位置信号を発生し、擬似磁
極位置信号に基づいてブラシレスDCモータに印加すべ
き出力電圧波形または出力電流波形を設定すべくインバ
ータを制御する方法である。
A brushless D according to claim 1.
In the C motor control method, the output terminal of each phase of the inverter is connected to the stator winding of each phase of the brushless DC motor to control the brushless DC motor, and the load applied to the output shaft during one rotation has a periodicity. When driving a fluctuating load, the drive period of the load is divided based on the magnitude of the load torque based on a predetermined threshold value. In the small load torque, the terminal voltage of the brushless DC motor is set. The magnetic pole position of the rotor is detected based on the magnetic pole position detection signal, and the inverter is controlled to set the output voltage waveform or the output current waveform to be applied to the brushless DC motor based on the magnetic pole position detection signal. A pseudo magnetic pole position signal is generated based on the cycle of the magnetic pole position detection signal, and an output voltage waveform or a waveform to be applied to the brushless DC motor is generated based on the pseudo magnetic pole position signal. A method for controlling the inverter so as to set the output current waveform.

【0014】請求項2のブラシレスDCモータ制御方法
は、回転子の磁極位置の検出をブラシレスDCモータの
相電圧を用いて行う方法である。請求項3のブラシレス
DCモータ制御方法は、回転子の磁極位置の検出を、ブ
ラシレスDCモータの固定子巻線の中性点電圧と、ブラ
シレスDCモータの各相の出力端子に一方の端子が接続
され、かつ他方の端子が互いに接続された抵抗により得
られる中性点電圧との差電圧を用いて行う方法である。
A brushless DC motor control method according to a second aspect of the present invention is a method of detecting the magnetic pole position of the rotor by using the phase voltage of the brushless DC motor. The brushless DC motor control method according to claim 3, wherein one terminal is connected to the neutral point voltage of the stator winding of the brushless DC motor and the output terminal of each phase of the brushless DC motor to detect the magnetic pole position of the rotor. And the difference voltage from the neutral point voltage obtained by the resistors having the other terminals connected to each other.

【0015】請求項4のブラシレスDCモータ制御装置
は、インバータの各相の出力端子をブラシレスDCモー
タの各相の固定子巻線に接続してブラシレスDCモータ
を制御し、1回転中に出力軸にかかる負荷が周期性を有
して変動する負荷を駆動するものであって、負荷の駆動
期間を、所定の閾値を基準とする負荷トルクの大小に基
づいて区分する区分手段と、負荷トルクが小さい区分に
おいては、ブラシレスDCモータの端子電圧に基づいて
回転子の磁極位置を検出し、磁極位置検出信号に基づい
てブラシレスDCモータに印加すべき出力電圧波形また
は出力電流波形を設定すべくインバータを制御する第1
制御手段と、負荷トルクが大きい区分においては、前記
磁極位置検出信号の周期に基づいて擬似磁極位置信号を
発生し、擬似磁極位置信号に基づいてブラシレスDCモ
ータに印加すべき出力電圧波形または出力電流波形を設
定すべくインバータを制御する第2制御手段とを含むも
のである。
According to another aspect of the brushless DC motor control device of the present invention, the output terminals of each phase of the inverter are connected to the stator windings of each phase of the brushless DC motor to control the brushless DC motor, and the output shaft is rotated during one rotation. The load applied to drive a fluctuating load with a periodicity, and the load torque is divided into a drive unit and a drive unit that divides the drive period of the load based on the magnitude of the load torque based on a predetermined threshold. In a small section, the magnetic pole position of the rotor is detected based on the terminal voltage of the brushless DC motor, and the inverter is used to set the output voltage waveform or the output current waveform to be applied to the brushless DC motor based on the magnetic pole position detection signal. First to control
In the control means and in the section where the load torque is large, a pseudo magnetic pole position signal is generated based on the cycle of the magnetic pole position detection signal, and an output voltage waveform or an output current to be applied to the brushless DC motor based on the pseudo magnetic pole position signal. Second control means for controlling the inverter to set the waveform.

【0016】請求項5のブラシレスDCモータ制御装置
は、第1制御手段として、回転子の磁極位置の検出をブ
ラシレスDCモータの相電圧を用いて行うものを採用す
るものである。請求項6のブラシレスDCモータ制御装
置は、第1制御手段として、回転子の磁極位置の検出
を、ブラシレスDCモータの固定子巻線の中性点電圧
と、ブラシレスDCモータの各相の出力端子に一方の端
子が接続され、かつ他方の端子が互いに接続された抵抗
により得られる中性点電圧との差電圧を用いて行うもの
を採用するものである。
The brushless DC motor control device according to a fifth aspect of the present invention employs, as the first control means, one for detecting the magnetic pole position of the rotor by using the phase voltage of the brushless DC motor. The brushless DC motor control device according to claim 6 detects, as the first control means, the magnetic pole position of the rotor by detecting the neutral point voltage of the stator winding of the brushless DC motor and the output terminals of each phase of the brushless DC motor. One of the terminals is connected to the other terminal, and the other terminal is connected to each other.

【0017】[0017]

【作用】請求項1のブラシレスDCモータ制御方法であ
れば、インバータの各相の出力端子をブラシレスDCモ
ータの各相の固定子巻線に接続してブラシレスDCモー
タを制御し、1回転中に出力軸にかかる負荷が周期性を
有して変動する負荷を駆動するに当って、負荷の駆動期
間を、所定の閾値を基準とする負荷トルクの大小に基づ
いて区分し、負荷トルクが小さい区分においては、ブラ
シレスDCモータの端子電圧に基づいて回転子の磁極位
置を検出し、磁極位置検出信号に基づいてブラシレスD
Cモータに印加すべき出力電圧波形または出力電流波形
を設定すべくインバータを制御し、負荷トルクが大きい
区分においては、前記磁極位置検出信号の周期に基づい
て擬似磁極位置信号を発生し、擬似磁極位置信号に基づ
いてブラシレスDCモータに印加すべき出力電圧波形ま
たは出力電流波形を設定すべくインバータを制御するの
であるから、トルク変動に起因して磁極位置検出信号が
確実に検出できないような場合であっても、擬似磁極位
置信号を発生させてインバータの出力電圧波形または出
力電流波形を制御することができ、ひいては1回転中に
出力軸にかかる負荷が同一パターンで変動する負荷を確
実に駆動することができる。
According to the brushless DC motor control method of the first aspect, the output terminals of each phase of the inverter are connected to the stator windings of each phase of the brushless DC motor to control the brushless DC motor, and the brushless DC motor is controlled during one rotation. When driving a load in which the load applied to the output shaft fluctuates with periodicity, the drive period of the load is classified based on the magnitude of the load torque based on a predetermined threshold, and the load torque is small. , The magnetic pole position of the rotor is detected based on the terminal voltage of the brushless DC motor, and the brushless D is detected based on the magnetic pole position detection signal.
The inverter is controlled to set an output voltage waveform or an output current waveform to be applied to the C motor, and in a section where the load torque is large, a pseudo magnetic pole position signal is generated based on the cycle of the magnetic pole position detection signal. Since the inverter is controlled to set the output voltage waveform or output current waveform to be applied to the brushless DC motor based on the position signal, it is possible to reliably detect the magnetic pole position detection signal due to torque fluctuation. Even if there is, a pseudo magnetic pole position signal can be generated to control the output voltage waveform or the output current waveform of the inverter, and as a result, the load applied to the output shaft during one rotation surely drives the load that varies in the same pattern. be able to.

【0018】請求項2のブラシレスDCモータ制御方法
であれば、回転子の磁極位置の検出をブラシレスDCモ
ータの相電圧を用いて行うのであるから、請求項1と同
様の作用に加え、回転子の磁極位置の検出を簡単に達成
することができる。請求項3のブラシレスDCモータ制
御方法であれば、回転子の磁極位置の検出を、ブラシレ
スDCモータの固定子巻線の中性点電圧と、ブラシレス
DCモータの各相の出力端子に一方の端子が接続され、
かつ他方の端子が互いに接続された抵抗により得られる
中性点電圧との差電圧を用いて行うのであるから、請求
項1と同様の作用に加え、モータ電流が連続している状
態でも回転子の磁極位置の検出を達成することができ
る。
According to the brushless DC motor control method of the second aspect, since the magnetic pole position of the rotor is detected by using the phase voltage of the brushless DC motor, in addition to the same operation as the first aspect, the rotor is also added. The detection of the magnetic pole position can be easily achieved. According to the brushless DC motor control method of claim 3, for detecting the magnetic pole position of the rotor, one terminal is used as the neutral point voltage of the stator winding of the brushless DC motor and the output terminal of each phase of the brushless DC motor. Is connected,
And since it is performed by using the voltage difference between the other terminal and the neutral point voltage obtained by the resistors connected to each other, in addition to the same operation as in claim 1, the rotor current is maintained even when the motor current is continuous. Detection of the magnetic pole position of the can be achieved.

【0019】請求項4のブラシレスDCモータ制御装置
であれば、インバータの各相の出力端子をブラシレスD
Cモータの各相の固定子巻線に接続してブラシレスDC
モータを制御し、1回転中に出力軸にかかる負荷が周期
性を有して変動する負荷を駆動するに当って、区分手段
によって、負荷の駆動期間を、所定の閾値を基準とする
負荷トルクの大小に基づいて区分し、負荷トルクが小さ
い区分においては、第1制御手段によって、ブラシレス
DCモータの端子電圧に基づいて回転子の磁極位置を検
出し、磁極位置検出信号に基づいてブラシレスDCモー
タに印加すべき出力電圧波形または出力電流波形を設定
すべくインバータを制御し、負荷トルクが大きい区分に
おいては、第2制御手段によって、前記磁極位置検出信
号の周期に基づいて擬似磁極位置信号を発生し、擬似磁
極位置信号に基づいてブラシレスDCモータに印加すべ
き出力電圧波形または出力電流波形を設定すべくインバ
ータを制御する。
According to another aspect of the brushless DC motor control device of the present invention, the output terminals for each phase of the inverter are brushless D.
Brushless DC by connecting to the stator winding of each phase of the C motor
When the motor is controlled to drive a load in which the load applied to the output shaft fluctuates with a periodicity during one rotation, the load drive torque is divided by the dividing means with the drive period of the load based on a predetermined threshold value. In the classification in which the load torque is small, the first control means detects the magnetic pole position of the rotor based on the terminal voltage of the brushless DC motor and the brushless DC motor based on the magnetic pole position detection signal. The inverter is controlled so as to set an output voltage waveform or an output current waveform to be applied to, and in a section where the load torque is large, the second control means generates a pseudo magnetic pole position signal based on the cycle of the magnetic pole position detection signal. Then, the inverter is controlled to set the output voltage waveform or the output current waveform to be applied to the brushless DC motor based on the pseudo magnetic pole position signal.

【0020】したがって、トルク変動に起因して磁極位
置検出信号が確実に検出できないような場合であって
も、擬似磁極位置信号を発生させてインバータの出力電
圧波形または出力電流波形を制御することができ、ひい
ては1回転中に出力軸にかかる負荷が同一パターンで変
動する負荷を確実に駆動することができる。請求項5の
ブラシレスDCモータ制御装置であれば、第1制御手段
として、回転子の磁極位置の検出をブラシレスDCモー
タの相電圧を用いて行うものを採用しているのであるか
ら、請求項4と同様の作用に加え、回転子の磁極位置の
検出を簡単な構成で達成することができる。
Therefore, even if the magnetic pole position detection signal cannot be reliably detected due to torque fluctuation, the output voltage waveform or output current waveform of the inverter can be controlled by generating the pseudo magnetic pole position signal. Therefore, it is possible to reliably drive the load in which the load applied to the output shaft fluctuates in the same pattern during one rotation. According to the brushless DC motor control device of the fifth aspect, the first control means employs a device for detecting the magnetic pole position of the rotor by using the phase voltage of the brushless DC motor. In addition to the operation similar to, detection of the magnetic pole position of the rotor can be achieved with a simple configuration.

【0021】請求項6のブラシレスDCモータ制御装置
であれば、第1制御手段として、回転子の磁極位置の検
出を、ブラシレスDCモータの固定子巻線の中性点電圧
と、ブラシレスDCモータの各相の出力端子に一方の端
子が接続され、かつ他方の端子が互いに接続された抵抗
により得られる中性点電圧との差電圧を用いて行うもの
を採用しているのであるから、請求項4と同様の作用に
加え、モータ電流が連続している状態でも回転子の磁極
位置の検出を達成することができる。
According to another aspect of the brushless DC motor control device of the present invention, the first control means detects the magnetic pole position of the rotor by detecting the neutral point voltage of the stator winding of the brushless DC motor and the brushless DC motor. One of the terminals is connected to the output terminals of each phase, and the other terminal is connected to each other is adopted by using the voltage difference with the neutral point voltage obtained by the resistor is connected, In addition to the effect similar to that of 4, the detection of the magnetic pole position of the rotor can be achieved even when the motor current is continuous.

【0022】さらに説明する。図16、図18に示すよ
うに、脈動負荷をトルク制御モータにより運転する場合
に、(1)1回転中の所定期間については、負荷トルク
ならびにモータ電流が小さく、この期間では、図14、
図17の何れのシステムにおいても位置検出を確実に行
うことができること、および(2)さらに、トルク制御
を行えば、回転速度変動を小さくした運転(一定速度運
転)になるため、モータ速度から容易に回転子の回転位
置を予測できること、に着目し、ブラシレスDCモータ
の1回転を所定のしきい値により負荷トルクの大小に区
分し、負荷トルクが小さい期間で位置信号の検出を行
い、この位置信号に基づき速度演算を行い、負荷トルク
が大きい期間の回転子の回転位置を予測してブラシレス
DCモータの制御を行うようにしてこの発明を完成した
のである。
Further description will be made. As shown in FIGS. 16 and 18, when the pulsating load is driven by the torque control motor, (1) the load torque and the motor current are small for a predetermined period during one rotation.
Position detection can be reliably performed in any of the systems shown in FIG. 17, and (2) Further, if torque control is performed, the operation can be performed with a small fluctuation in rotation speed (constant speed operation). Focusing on the fact that the rotation position of the rotor can be predicted, one rotation of the brushless DC motor is divided into large and small load torques by a predetermined threshold value, and the position signal is detected during the period when the load torque is small. The present invention has been completed by performing speed calculation based on a signal, predicting the rotational position of the rotor during a period when the load torque is large, and controlling the brushless DC motor.

【0023】[0023]

【発明の実施の態様】以下、添付図面を参照して、この
発明の実施の態様を詳細に説明する。図1はこの発明の
ブラシレスDCモータ駆動装置の一実施例を示す概略図
であり、インバータ2の出力電圧を、1回転中に出力軸
にかかる負荷が周期性を有して変動する負荷としての圧
縮機6を駆動するブラシレスDCモータ3に印加してい
る。そして、ブラシレスDCモータ3の各相の固定子巻
線をY結線することにより得られる第2中性点電圧とイ
ンバータ2の各相の出力端子間に抵抗をY結線すること
により得られる第1中性点電圧との差電圧を入力とする
モータ位置検出回路4からの出力信号を制御回路5に供
給し、制御回路5により、電気的な通電幅を、例えば、
120°を越え、180°以下の所定幅とすべく制御指
令を生成してインバータ2に供給している。また、「周
期性を有する」とは、例えば、前記第2中性点電圧、差
電圧などの波形自体や振幅が負荷などによって変化する
にも拘らず、基本的な波形が変化しないことを意味す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention, in which the output voltage of the inverter 2 is used as a load in which the load applied to the output shaft fluctuates cyclically during one rotation. The voltage is applied to the brushless DC motor 3 that drives the compressor 6. Then, a first neutral point obtained by Y-connecting a resistor between the second neutral point voltage obtained by Y-connecting the stator windings of each phase of the brushless DC motor 3 and the output terminal of each phase of the inverter 2. An output signal from the motor position detection circuit 4, which receives the difference voltage from the neutral point voltage, is supplied to the control circuit 5, and the control circuit 5 controls the electrical energization width to be, for example,
A control command is generated and supplied to the inverter 2 so as to have a predetermined width of more than 120 ° and 180 ° or less. In addition, “having periodicity” means that the basic waveform does not change, for example, although the waveform itself and the amplitude of the second neutral point voltage, the difference voltage, and the like change due to the load. To do.

【0024】したがって、中性点電圧同士の差電圧に基
づいてモータ位置検出回路4によりモータ回転子の磁極
位置検出信号を得、磁極位置検出信号に基づいて制御回
路5において制御指令を生成し、インバータ2のスイッ
チ(図示せず)を、例えば、120°を越え、180°
以下の所定の通電幅となるように制御する。図2は表面
磁石構造のブラシレスDCモータの構成を概略的に示す
図であり、回転子3aの表面所定位置に永久磁石3bが
装着されてある。また、固定子3cは、図示しない固定
子巻線が巻回された多数のスロット3dを有している。
また、図中矢印で示されたd軸は、永久磁石3bが発生
する磁束の方向を示す軸であり、q軸はd軸と電気的に
90°ずれた軸である。
Therefore, the motor position detection circuit 4 obtains the magnetic pole position detection signal of the motor rotor based on the difference voltage between the neutral point voltages, and the control circuit 5 generates the control command based on the magnetic pole position detection signal. Set the switch (not shown) of the inverter 2 to, for example, over 120 ° and 180 °
Control is performed so that the following predetermined energization width is achieved. FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of a brushless DC motor having a surface magnet structure, in which a permanent magnet 3b is mounted at a predetermined position on the surface of the rotor 3a. Further, the stator 3c has a large number of slots 3d around which a stator winding (not shown) is wound.
The d-axis indicated by the arrow in the figure is an axis that indicates the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet 3b, and the q-axis is an axis that is electrically deviated from the d-axis by 90 °.

【0025】図3は埋込磁石構造のブラシレスDCモー
タの構成を概略的に示す図であり、回転子3eの表面に
露呈しない状態で永久磁石3fが装着されてある。但
し、隣合う永久磁石3f同士の間には非磁性体3gが装
着されてあり、隣合う永久磁石3f同士の間で磁束短絡
が生じることを防止している。尚、固定子3cの構成は
図2のブラシレスDCモータと同様であるから、説明を
省略する。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of a brushless DC motor having an embedded magnet structure, in which a permanent magnet 3f is mounted on the surface of the rotor 3e so as not to be exposed. However, the non-magnetic body 3g is mounted between the adjacent permanent magnets 3f to prevent a magnetic flux short circuit between the adjacent permanent magnets 3f. Since the structure of the stator 3c is the same as that of the brushless DC motor of FIG. 2, the description will be omitted.

【0026】図4はブラシレスDCモータ駆動装置の構
成を概略的に示す図、図5は図4のマイクロプロセッサ
18の内部構成を示す図であり、直流電源11の端子間
に3対のスイッチングトランジスタ12u1,12u
2,12v1,12v2,12w1,12w2をそれぞ
れ直列接続してインバータ12を構成し、各対のスイッ
チングトランジスタ同士の接続点電圧を圧縮機6を駆動
するブラシレスDCモータ13の、Y接続された各相の
固定子巻線13u,13v,13wにそれぞれ印加して
いる。そして、各対のスイッチングトランジスタ同士の
接続点電圧をY接続された抵抗14u,14v,14w
にもそれぞれ印加している。尚、スイッチングトランジ
スタ12u1,12u2,12v1,12v2,12w
1,12w2のコレクタ−エミッタ端子間にそれぞれ保
護用のダイオード12u1d,12u2d,12v1
d,12v2d,12w1d,12w2dが接続されて
いる。また、13eがブラシレスDCモータ13の回転
子を示している。さらに、添え字u,v,wは、それぞ
れブラシレスDCモータ13のu相、v相、w相に対応
させている。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the brushless DC motor driving device, and FIG. 5 is a diagram showing the internal configuration of the microprocessor 18 of FIG. 4, in which three pairs of switching transistors are provided between the terminals of the DC power supply 11. 12u1, 12u
2, 12v1, 12v2, 12w1, 12w2 are respectively connected in series to configure the inverter 12, and the Y-connected phases of the brushless DC motor 13 that drives the compressor 6 with the connection point voltage between the switching transistors of each pair. Is applied to each of the stator windings 13u, 13v, and 13w. Then, the resistors 14u, 14v, 14w, which are Y-connected to the connection point voltage between the switching transistors of each pair,
Is also applied to each. The switching transistors 12u1, 12u2, 12v1, 12v2, 12w
Protective diodes 12u1d, 12u2d, 12v1 between collector and emitter terminals of 1 and 12w2, respectively.
d, 12v2d, 12w1d, 12w2d are connected. Further, 13e indicates a rotor of the brushless DC motor 13. Further, the subscripts u, v, w correspond to the u phase, v phase, and w phase of the brushless DC motor 13, respectively.

【0027】上記Y接続された固定子巻線13u,13
v,13wの中性点13dの電圧が抵抗15aを介して
増幅器15の反転入力端子に供給され、Y接続された抵
抗14u,14v,14wの中性点14dの電圧がその
まま増幅器15の非反転入力端子に供給されている。そ
して、増幅器15の出力端子と反転入力端子との間に抵
抗15bを接続することにより、差動増幅器として動作
させるようにしている。
The above Y-connected stator windings 13u, 13
The voltage at the neutral point 13d of v and 13w is supplied to the inverting input terminal of the amplifier 15 via the resistor 15a, and the voltage at the neutral point 14d of the Y-connected resistors 14u, 14v, and 14w is the non-inverted state of the amplifier 15 as it is. It is supplied to the input terminal. The resistor 15b is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the amplifier 15 so that the amplifier 15 operates as a differential amplifier.

【0028】増幅器15の出力端子から出力される出力
信号は、抵抗16aとコンデンサ16bとを直列接続し
てなる積分器16に供給されている。積分器16からの
出力信号(抵抗16aとコンデンサ16bとの接続点電
圧)は、反転入力端子に中性点13dの電圧が供給され
たゼロクロスコンパレータ17の非反転入力端子に供給
されている。
The output signal output from the output terminal of the amplifier 15 is supplied to the integrator 16 in which the resistor 16a and the capacitor 16b are connected in series. The output signal from the integrator 16 (the voltage at the connection point between the resistor 16a and the capacitor 16b) is supplied to the non-inverting input terminal of the zero-cross comparator 17 whose voltage at the neutral point 13d is supplied to the inverting input terminal.

【0029】したがって、ゼロクロスコンパレータ17
の出力端子から磁極位置検出信号が出力される。換言す
れば、上記差動増幅器、積分器16およびゼロクロスコ
ンパレータ17で、ブラシレスDCモータ13の回転子
13eの磁極位置を検出する磁極位置検出器が構成され
る。また、マイクロプロセッサ18から出力される3相
分の電圧指令はベース駆動回路20に供給され、スイッ
チ指令を発生してインバータ12に供給する。
Therefore, the zero cross comparator 17
A magnetic pole position detection signal is output from the output terminal of. In other words, the differential amplifier, the integrator 16, and the zero-cross comparator 17 constitute a magnetic pole position detector that detects the magnetic pole position of the rotor 13e of the brushless DC motor 13. Further, the voltage commands for the three phases output from the microprocessor 18 are supplied to the base drive circuit 20, which generates a switch command and supplies the switch command to the inverter 12.

【0030】前記磁極位置検出器から出力される磁極位
置検出信号はマイクロプロセッサ18の外部割込端子に
供給される。マイクロプロセッサ18においては、外部
割込端子に供給された磁極位置検出信号により位相補正
タイマ18a、周期測定タイマ18b、補償電圧振幅モ
ード選択部19gに対する割込処理(図5中、割込処理
1を参照)を行なう。ここで、位相補正タイマ18a
は、後述するタイマ値演算部19aによりタイマ値が設
定される。周期測定タイマ18bは、磁極位置検出信号
の周期を測定してタイマ値を得、このタイマ値をCPU
19に含まれる位置信号周期演算部19bに供給する。
この位置信号周期演算部19bは、周期測定タイマ18
bからのタイマ値を受けて、固定子巻線13u,13
v,13wの電圧パターンの周期を演算して、周期を表
す位置信号周期信号を出力する。位相補正タイマ18a
は、カウントオーバー信号をCPU19に含まれるイン
バータモード選択部19cに供給し、割込処理(図5
中、割込処理2を参照)を行なう。また、位相補正タイ
マ18aは、カウントオーバー信号を通電幅制御タイマ
18fに供給して通電幅制御タイマ18fのタイマ動作
をスタートさせる。この通電幅制御タイマ18fは、後
述するタイマ値演算部19aによりタイマ値が設定され
る。また、通電幅制御タイマ18fは、カウントオーバ
ー信号をCPU19に含まれるインバータモード選択部
19cに供給し、割込処理(図5中、割込処理3を参
照)を行なう。インバータモード選択部19cは、メモ
リ18cから該当する電圧パターンを読み出して出力す
る。CPU19においては、位置信号周期演算部19b
によりタイマ値に基づく演算を行なって位置信号周期信
号を出力して、タイマ値演算部19a、速度演算部19
eおよび周期格納テーブル19kに供給する。タイマ値
演算部19aには位相量指令も供給されており、位相量
指令および位置信号周期演算部19bからの位置信号周
期信号に基づいて、位相補正タイマ18aに設定すべき
タイマ値を算出する。速度演算部19eは位置信号周期
演算部19bからの位置信号周期信号に基づいて現在の
速度を算出し、速度制御部19fおよび係数発生部19
iに供給する。係数発生部19iは、速度演算部19e
からの現在速度に基づいて予め定められている係数(0
〜1の値)を出力する。速度制御部19fには、速度指
令も供給されており、速度指令および速度演算部19e
からの現在速度に基づいて平均電圧振幅を出力する。こ
の平均電圧振幅と、係数発生部19iから出力される係
数と、補償電圧振幅モード選択部19gから出力される
パターンとが乗算器19jに供給され、補償電圧振幅パ
ターンを出力する。そして、速度制御部19fから出力
される平均電圧振幅と乗算器19jから出力される補償
電圧振幅パターンとが加算器19hに供給され、両者の
和を電圧指令として出力する。そして、上記インバータ
モード選択部19cから出力される電圧パターンと加算
器19hから出力される電圧指令がPWM(パルス幅変
調)部18dに供給され、3相分の電圧指令を出力す
る。この電圧指令はベース駆動回路20に供給され、ベ
ース駆動回路20が、上記スイッチングトランジスタ1
2u1,12u2,12v1,12v2,12w1,1
2w2のそれぞれのベース端子に供給すべき制御信号を
出力する。
The magnetic pole position detection signal output from the magnetic pole position detector is supplied to the external interrupt terminal of the microprocessor 18. The microprocessor 18 uses the magnetic pole position detection signal supplied to the external interrupt terminal to interrupt the phase correction timer 18a, the cycle measurement timer 18b, and the compensation voltage amplitude mode selection unit 19g (interrupt processing 1 in FIG. See). Here, the phase correction timer 18a
, The timer value is set by the timer value calculator 19a described later. The cycle measuring timer 18b measures the cycle of the magnetic pole position detection signal to obtain a timer value, and the timer value is stored in the CPU.
It is supplied to the position signal cycle calculator 19b included in 19.
The position signal cycle calculator 19b is used by the cycle measurement timer 18
In response to the timer value from b, the stator windings 13u, 13u
The cycle of the voltage patterns of v and 13w is calculated, and the position signal cycle signal indicating the cycle is output. Phase correction timer 18a
Supplies a count-over signal to the inverter mode selection unit 19c included in the CPU 19 to perform an interrupt process (see FIG. 5).
(See middle and interrupt processing 2). Further, the phase correction timer 18a supplies a count-over signal to the energization width control timer 18f to start the timer operation of the energization width control timer 18f. This energization width control timer 18f is set with a timer value by a timer value calculator 19a described later. The energization width control timer 18f also supplies a countover signal to the inverter mode selection unit 19c included in the CPU 19 to perform an interrupt process (see interrupt process 3 in FIG. 5). The inverter mode selection unit 19c reads out the corresponding voltage pattern from the memory 18c and outputs it. In the CPU 19, the position signal cycle calculator 19b
Performs a calculation based on the timer value to output a position signal cycle signal, and the timer value calculation unit 19a and the speed calculation unit 19
e and the period storage table 19k. The phase amount command is also supplied to the timer value calculation unit 19a, and the timer value to be set in the phase correction timer 18a is calculated based on the phase amount command and the position signal cycle signal from the position signal cycle calculation unit 19b. The speed calculator 19e calculates the current speed based on the position signal cycle signal from the position signal cycle calculator 19b, and the speed controller 19f and the coefficient generator 19
supply to i. The coefficient generation unit 19i includes a speed calculation unit 19e.
A predetermined coefficient (0
Output a value of ~ 1). A speed command is also supplied to the speed control unit 19f, and the speed command and speed calculation unit 19e is also supplied.
The average voltage amplitude is output based on the current speed from. The average voltage amplitude, the coefficient output from the coefficient generation unit 19i, and the pattern output from the compensation voltage amplitude mode selection unit 19g are supplied to the multiplier 19j, and the compensation voltage amplitude pattern is output. Then, the average voltage amplitude output from the speed controller 19f and the compensation voltage amplitude pattern output from the multiplier 19j are supplied to the adder 19h, and the sum of the two is output as a voltage command. Then, the voltage pattern output from the inverter mode selection unit 19c and the voltage command output from the adder 19h are supplied to the PWM (pulse width modulation) unit 18d, and the voltage commands for three phases are output. This voltage command is supplied to the base drive circuit 20, and the base drive circuit 20 causes the switching transistor 1 to operate.
2u1, 12u2, 12v1, 12v2, 12w1, 1
It outputs a control signal to be supplied to each base terminal of 2w2.

【0031】また、前記周期格納テーブル19kに保持
されている前回速度は次回位置演算部19mに供給さ
れ、次回位置(次回の磁極位置に対応するタイマ値)を
演算して出力する。演算されたタイマ値は擬似位置信号
発生タイマ19nに供給され、カウントオーバーに対応
して擬似位置信号を発生して切り替え判定部19pに供
給する。切り替え判定部19pには外部割込端子に供給
された磁極位置検出信号も供給されており、擬似位置信
号または磁極位置検出信号を選択して位相補正タイマ1
8a、周期測定タイマ18bに供給する。この切り替え
判定部19pは、位置信号周期演算部19bからの位置
信号周期信号を周期格納テーブル19kに供給する毎に
インデックスiPOSをインクリメントし、インデック
スiPOSの値に対応させて擬似位置信号を選択する
か、または磁極位置検出信号を選択するかを制御する。
The previous speed stored in the cycle storage table 19k is supplied to the next position calculating unit 19m, and the next position (timer value corresponding to the next magnetic pole position) is calculated and output. The calculated timer value is supplied to the pseudo position signal generation timer 19n, which generates a pseudo position signal corresponding to the count-over and supplies it to the switching determination unit 19p. The magnetic pole position detection signal supplied to the external interrupt terminal is also supplied to the switching determination unit 19p, and the phase correction timer 1 is selected by selecting the pseudo position signal or the magnetic pole position detection signal.
8a, the period measurement timer 18b. The switching determination unit 19p increments the index iPOS every time the position signal period signal from the position signal period calculation unit 19b is supplied to the period storage table 19k, and selects the pseudo position signal according to the value of the index iPOS. , Or whether to select the magnetic pole position detection signal.

【0032】尚、以上の説明において、CPU19に含
まれる各構成部は、該当する機能を達成するための機能
部分を構成部として示しているだけであり、CPU19
の内部にこれらの構成部が明確に認識できる状態で存在
しているわけではない。図6から図9はマイクロプロセ
ッサ18の処理を説明するフローチャートである。な
お、図6および図7が割込み処理1を、図8が割込み処
理2を、図9が割込み処理3をそれぞれ説明している。
In the above description, the constituent parts included in the CPU 19 only show the functional parts for achieving the corresponding functions as constituent parts.
These components do not exist in a clearly identifiable manner inside the. 6 to 9 are flowcharts for explaining the processing of the microprocessor 18. 6 and 7 illustrate the interrupt processing 1, FIG. 8 illustrates the interrupt processing 2, and FIG. 9 illustrates the interrupt processing 3.

【0033】図6および図7は割込み処理1の処理内容
を説明するフローチャートであり、切り替え判定部19
pから割込み信号が出力される毎に行われる。ステップ
SP1において、周期測定タイマ18bをストップさ
せ、ステップSP2において、周期測定タイマ18bの
タイマ値を読み込み、ステップSP3において、次回の
周期測定のために、周期測定タイマ18bは直ちにリセ
ットされ、スタートされる。
FIGS. 6 and 7 are flowcharts for explaining the processing contents of the interrupt processing 1, and the switching determination unit 19
It is performed every time an interrupt signal is output from p. In step SP1, the cycle measuring timer 18b is stopped, in step SP2, the timer value of the cycle measuring timer 18b is read, and in step SP3, the cycle measuring timer 18b is immediately reset and started for the next cycle measurement. .

【0034】ステップSP4において、読み込んだタイ
マ値に基づいて位置信号の周期の演算(例えば、電気角
1°当たりのカウント数の算出)を行い、ステップSP
5において、切り替え判定部19pから出力される信号
iPOSをインデックスとして位置信号周期を周期格納
テーブルに格納し、ステップSP6において、例えば0
〜11のリングカウンタに保持されるインデックスiP
OSをインクリメントし、ステップSP7において、イ
ンデックスiPOSが定数n1と等しいか否かを判定す
る。そして、インデックスiPOSが定数n1と等しい
場合には、ステップSP8において、擬似位置信号を使
用すべきことを示すフラグ(擬似位置信号使用フラグ)
を”1”にセットし、ステップSP9において、周期格
納テーブルn1〜n2の値から擬似位置信号発生のため
のタイマ値(擬似位置信号発生タイマ値)を演算する。
In step SP4, the cycle of the position signal is calculated based on the read timer value (for example, calculation of the number of counts per 1 ° of electrical angle), and step SP
In 5, the position signal cycle is stored in the cycle storage table using the signal iPOS output from the switching determination unit 19p as an index, and in step SP6, for example, 0 is stored.
Index iP held in the ring counter of ~ 11
The OS is incremented, and in step SP7 it is determined whether the index iPOS is equal to the constant n1. Then, if the index iPOS is equal to the constant n1, a flag indicating that the pseudo position signal should be used in step SP8 (pseudo position signal use flag).
Is set to "1", and in step SP9, a timer value for generating a pseudo position signal (pseudo position signal generation timer value) is calculated from the values of the cycle storage tables n1 and n2.

【0035】ステップSP7においてインデックスiP
OSが定数n1と等しくないと判定された場合、または
ステップSP9の処理が行われた場合には、ステップS
P10において、インデックスiPOSが定数n2と等
しいか否かを判定する。そして、インデックスiPOS
が定数n2と等しい場合には、ステップSP11におい
て、擬似位置信号使用フラグを”0”にセットする。
In step SP7, the index iP
If it is determined that the OS is not equal to the constant n1, or if the process of step SP9 is performed, step S
In P10, it is determined whether the index iPOS is equal to the constant n2. And index iPOS
Is equal to the constant n2, the pseudo position signal use flag is set to "0" in step SP11.

【0036】ステップSP10においてインデックスi
POSが定数n2と等しくないと判定された場合、また
はステップSP11の処理が行われた場合には、ステッ
プSP12において、擬似位置信号使用フラグが”1”
か否かを判定する。そして、擬似位置信号使用フラグ
が”1”である場合には、ステップSP13において、
外部割込みを禁止すべく切り替え判定部19pを制御
し、ステップSP14において、擬似位置信号発生タイ
マ19nにタイマ値をセットし、ステップSP15にお
いて、擬似位置信号発生タイマ19nによる割込みを許
可し、ステップSP16において、擬似位置信号発生タ
イマ19nをスタートさせる。
In step SP10, the index i
If it is determined that POS is not equal to the constant n2, or if the process of step SP11 is performed, the pseudo position signal use flag is set to "1" in step SP12.
Or not. When the pseudo position signal use flag is "1", in step SP13,
The switching determination unit 19p is controlled to prohibit the external interruption, the timer value is set in the pseudo position signal generation timer 19n in step SP14, the interruption by the pseudo position signal generation timer 19n is permitted in step SP15, and the step SP16 is performed. , The pseudo position signal generation timer 19n is started.

【0037】逆に、ステップSP12において擬似位置
信号使用フラグが”1”でないと判定された場合には、
ステップSP17において、擬似位置信号発生タイマ1
9nをストップさせ、ステップSP18において、擬似
位置信号発生タイマ19nによる割込みを禁止し、ステ
ップSP19において、外部割込みを許可する。ステッ
プSP16の処理、またはステップSP19の処理が行
われた場合には、ステップSP20において、外部から
の位相量(位相補正角)指令および位置信号周期演算部
19bにより得られた位置信号周期信号に基づいて位相
補正タイマ18aにセットすべき補正タイマ値を演算
し、ステップSP21において、位相補正タイマ18a
に補正タイマ値をセットし、ステップSP22におい
て、位相補正タイマ18aをスタートさせる。
On the contrary, if it is determined in step SP12 that the pseudo position signal use flag is not "1",
In step SP17, the pseudo position signal generation timer 1
9n is stopped, the interruption by the pseudo position signal generation timer 19n is prohibited in step SP18, and the external interruption is permitted in step SP19. When the processing of step SP16 or the processing of step SP19 is performed, based on the phase signal (phase correction angle) command from the outside and the position signal cycle signal obtained by the position signal cycle calculator 19b in step SP20. Calculating the correction timer value to be set in the phase correction timer 18a, and in step SP21, the phase correction timer 18a
The correction timer value is set to and the phase correction timer 18a is started in step SP22.

【0038】具体的には、例えば、周期測定タイマ18
bによる実測の結果、磁極位置検出信号の間隔に対応す
るカウント値が360であれば、インバータ出力電圧1
周期のカウント値は、位置検出信号の立上り、立下りの
数が6であるから、360×6=2160になる。そし
て、この値2160が360°に相当するのであるか
ら、1°分のカウント値が2160/360=6にな
る。ここで、位相量指令が30°であれば、位相量指令
に対応するカウント値(タイマ値)は6×(60−3
0)=180になる。したがって、この値180を補正
タイマ値として位相補正タイマ18aにセットし、位相
補正タイマ18aをスタートさせる。
Specifically, for example, the period measuring timer 18
If the count value corresponding to the interval of the magnetic pole position detection signals is 360, the inverter output voltage 1
The count value of the cycle is 360 × 6 = 2160 because the number of rising edges and falling edges of the position detection signal is 6. Since this value 2160 corresponds to 360 °, the count value for 1 ° is 2160/360 = 6. Here, if the phase amount command is 30 °, the count value (timer value) corresponding to the phase amount command is 6 × (60-3
0) = 180. Therefore, this value 180 is set in the phase correction timer 18a as a correction timer value, and the phase correction timer 18a is started.

【0039】そして、ステップSP23において、位置
信号周期演算結果からブラシレスDCモータの現在の回
転速度を演算し、ステップSP24において、補償電圧
振幅モードに基づいてパターンを読み込み、ステップS
P25において、補償電圧振幅パターンモードを1ステ
ップ進め、ステップSP26において、速度指令に基づ
いて速度制御を行い、平均電圧振幅指令を算出し、ステ
ップSP27において、現在速度に基づいて係数を読み
込み、ステップSP28において、平均電圧振幅の係数
倍をパターンに乗算して補償電圧を算出し、ステップS
P29において、平均電圧振幅に補償電圧を加算して出
力し、そのまま元の処理に戻る。
Then, in step SP23, the current rotation speed of the brushless DC motor is calculated from the position signal cycle calculation result, in step SP24, the pattern is read based on the compensation voltage amplitude mode, and in step S24.
In P25, the compensation voltage amplitude pattern mode is advanced by one step, in step SP26, speed control is performed based on the speed command, the average voltage amplitude command is calculated, and in step SP27, the coefficient is read based on the current speed, and in step SP28. , The pattern is multiplied by the coefficient times the average voltage amplitude to calculate the compensation voltage,
In P29, the compensation voltage is added to the average voltage amplitude and output, and the process returns to the original process.

【0040】したがって、例えば、図10に示すタイム
チャートを例にとれば、定数n1が3、定数n2が11
である場合には、図10中(D)に示すインデックスi
POSが3以上かつ11未満の範囲において擬似位置信
号発生タイマ19nのタイマ値が図10中(B)に示す
ように変化し、この期間において擬似位置信号発生タイ
マ19nのカウントオーバー毎に擬似位置信号に基づく
割込みが発生する。逆に、インデックスiPOSが上記
の範囲以外であれば、図10中(A)に示すように磁極
位置検出信号が選択され、各磁極位置検出信号の立ち上
がりおよび立ち下がりで割込みが発生する。なお、前記
両割込みは図10中(C)に示すとおりである。また、
定数n1、n2は、ブラシレスDCモータ13を実際に
組み込んだ状態においてどのインデックスiPOSで両
割込みの切り替えを行うべきかが定まるのであるから、
このようにして定まったインデックスiPOSを切り替
え判定部19pにセットしておくことにより、磁極位置
検出信号に基づく割込処理、擬似位置信号に基づく割込
処理を選択し、ブラシレスDCモータ13を何ら不都合
なく動作させることができる。もちろん、擬似位置信号
を採用する代わりにこれらの期間においても磁極位置を
検出する場合に必要になる構成の複雑化など(電流の急
峻な部分で検出する3次調波にノイズが混入するので、
このノイズを除去して3次調波を正確に検出するための
構成の複雑化など)を解消することができ、全体として
トルク制御のための構成を簡単化することができる。
Therefore, for example, taking the time chart shown in FIG. 10 as an example, the constant n1 is 3 and the constant n2 is 11.
If it is, the index i shown in FIG.
When the POS is in the range of 3 or more and less than 11, the timer value of the pseudo position signal generation timer 19n changes as shown in FIG. 10B, and during this period, the pseudo position signal is generated every time the pseudo position signal generation timer 19n counts over. An interrupt based on is generated. On the contrary, if the index iPOS is out of the above range, the magnetic pole position detection signal is selected as shown in FIG. 10A, and an interrupt is generated at the rising and falling edges of each magnetic pole position detection signal. The both interrupts are as shown in FIG. Also,
The constants n1 and n2 determine which index iPOS should switch both interrupts when the brushless DC motor 13 is actually installed.
By setting the index iPOS determined in this way in the switching determination unit 19p, the interrupt process based on the magnetic pole position detection signal and the interrupt process based on the pseudo position signal are selected, and the brushless DC motor 13 is inconvenient. Can be operated without. Of course, instead of adopting the pseudo position signal, the structure required for detecting the magnetic pole position in these periods is also complicated (because noise is mixed in the third harmonic detected in the steep current portion,
This noise can be eliminated to eliminate the complication of the configuration for accurately detecting the third harmonic, and the configuration for torque control can be simplified as a whole.

【0041】図8は上記割込処理2の処理内容を詳細に
説明するフローチャートであり、割込処理1でスタート
した位相補正タイマ18aがカウントオーバーすること
により割込処理2が受け付けられる。ステップSP1に
おいて予めメモリ18cに設定されているインバータモ
ードを1ステップ進め、ステップSP2において、進め
られたインバータモードに対応する電圧パターンを出力
し、ステップSP3において位置信号周期(通電幅指
令)から通電幅制御タイマ18fのタイマ値を演算し、
ステップSP4において通電幅制御タイマ18fに演算
により得られたタイマ値をセットし、ステップSP5に
おいて通電幅制御タイマ18fをスタートさせ、そのま
ま元の処理に戻る。
FIG. 8 is a flow chart for explaining the processing contents of the interrupt processing 2 in detail. When the phase correction timer 18a started in the interrupt processing 1 counts over, the interrupt processing 2 is accepted. In step SP1, the inverter mode set in advance in the memory 18c is advanced by one step, in step SP2 a voltage pattern corresponding to the advanced inverter mode is output, and in step SP3 the position signal cycle (energization width command) to the energization width Calculate the timer value of the control timer 18f,
In step SP4, the timer value obtained by the calculation is set in the energization width control timer 18f, the energization width control timer 18f is started in step SP5, and the process returns to the original processing.

【0042】図9は上記割込処理3の処理内容を詳細に
説明するフローチャートであり、割込処理2でスタート
した通電幅制御タイマ18fがカウントオーバーするこ
とにより割込処理3が受け付けられる。ステップSP1
において予めメモリ18cに設定されているインバータ
モードを1ステップ進め、ステップSP2において、進
められたインバータモードに対応する電圧パターンを出
力し、そのまま元の処理に戻る。
FIG. 9 is a flow chart for explaining the processing contents of the interrupt processing 3 in detail, and the interrupt processing 3 is accepted when the energization width control timer 18f started in the interrupt processing 2 counts over. Step SP1
At step SP2, the inverter mode preset in the memory 18c is advanced by one step. At step SP2, the voltage pattern corresponding to the advanced inverter mode is output, and the process directly returns to the original process.

【0043】したがって、割込処理2によってインバー
タモードが例えば“4”“6”“8”・・・“10”
“0”“2”“4”・・・の順に選択され、割込処理3
によってインバータモードが例えば“3”“5”“7”
・・・“11”“1”“3”・・・の順に選択される。
そして、割込処理2および割込処理3は交互に発生する
ので、インバータモードが“3”“4”“5”・・・
“11”“0”“1”“2”“3”・・・の順に選択さ
れる。この結果、ブラシレスDCモータ13のトルク制
御運転を行い、圧縮機6を駆動することができる。
Therefore, the inverter mode is set to, for example, "4", "6", "8" ... "10" by the interrupt processing 2.
"0", "2", "4" ... are selected in order, and interrupt processing 3
Depending on the inverter mode, for example, "3""5""7"
... "11", "1", "3" ... are selected in this order.
Since the interrupt processing 2 and the interrupt processing 3 occur alternately, the inverter mode is "3", "4", "5" ...
“11” “0” “1” “2” “3” ... As a result, the torque control operation of the brushless DC motor 13 can be performed to drive the compressor 6.

【0044】図11は磁極位置検出信号および擬似位置
信号を用いてブラシレスDCモータ13の制御を行った
場合におけるu相電流{図11中(A)}、擬似位置信
号使用フラグ{図11中(B)}、積分信号{図11中
(C)}を示す図、図12は磁極位置検出信号のみを用
いてブラシレスDCモータ13の制御を行った場合にお
けるu相電流{図12中(A)}、擬似位置信号使用フ
ラグ{図12中(B)}、積分信号{図12中(C)}
を示す図である。
FIG. 11 shows the u-phase current when the brushless DC motor 13 is controlled by using the magnetic pole position detection signal and the pseudo position signal {(A) in FIG. 11} and the pseudo position signal use flag {(in FIG. 11 ( B)}, an integrated signal {(C) in FIG. 11}, and FIG. 12 shows the u-phase current when the brushless DC motor 13 is controlled using only the magnetic pole position detection signal {(A) in FIG. 12). }, Pseudo position signal use flag {(B) in FIG. 12}, integrated signal {(C) in FIG. 12}
FIG.

【0045】図11を参照すれば、u相電流が少ない場
合にのみ磁極位置検出信号を用い、u相電流が多い場合
に擬似位置信号を用いるので、u相電流が多い場合に磁
極位置検出信号を正確に検出できない可能性があるにも
拘らず、ブラシレスDCモータ13を安定に制御できて
いることが分かる。これに対して、図12を参照すれ
ば、u相電流が多い場合に磁極位置検出信号を正確に検
出できないことに起因してu相電流の乱れが大きく、ブ
ラシレスDCモータ13が止まる寸前の状態であること
が分かる。
Referring to FIG. 11, since the magnetic pole position detection signal is used only when the u-phase current is small and the pseudo position signal is used when the u-phase current is large, the magnetic pole position detection signal is used when the u-phase current is large. It can be seen that the brushless DC motor 13 can be stably controlled, although it may not be accurately detected. On the other hand, referring to FIG. 12, when the u-phase current is large, the disturbance of the u-phase current is large due to the fact that the magnetic pole position detection signal cannot be accurately detected, and the state immediately before the brushless DC motor 13 stops. It turns out that

【0046】したがって、前記の実施態様を採用するこ
とにより、磁極位置検出信号を正確に検出できるか否か
に拘らずブラシレスDCモータ13を安定に制御でき
る。上記の実施態様においては、固定子巻線13u,1
3v,13wの中性点13dの電圧とY接続された抵抗
14u,14v,14wの中性点14dの電圧とに基づ
いて磁極位置検出を行うようにしているが、図13に示
すように、ブラシレスDCモータの各相の端子にそれぞ
れ積分回路16’を接続し、積分回路16’からの出力
電圧をゼロクロスコンパレータ17’に供給して、ゼロ
クロス毎にレベルが反転する磁極位置検出信号を得るよ
うにしてもよい。この構成を採用した場合には、電流の
オフ期間でモータ誘起電圧を検出するのであるから、モ
ータ電流が大きくなり、電流がきれなくなった期間に擬
似位置信号を用いることにより、ブラシレスDCモータ
13を安定に制御できる。
Therefore, by adopting the above-described embodiment, the brushless DC motor 13 can be stably controlled regardless of whether or not the magnetic pole position detection signal can be accurately detected. In the above embodiment, the stator windings 13u, 1
The magnetic pole position is detected based on the voltage of the neutral point 13d of 3v and 13w and the voltage of the neutral point 14d of the Y-connected resistors 14u, 14v and 14w, but as shown in FIG. The integrator circuit 16 'is connected to each phase terminal of the brushless DC motor, and the output voltage from the integrator circuit 16' is supplied to the zero-cross comparator 17 'to obtain a magnetic pole position detection signal whose level is inverted at each zero-cross. You may When this configuration is adopted, since the motor induced voltage is detected during the current off period, the brushless DC motor 13 is operated by using the pseudo position signal during the period when the motor current becomes large and the current cannot be cut off. It can be controlled stably.

【0047】[0047]

【発明の効果】請求項1の発明は、トルク変動に起因し
て磁極位置検出信号が確実に検出できないような場合で
あっても、擬似磁極位置信号を発生させてインバータの
出力電圧波形または出力電流波形を制御することがで
き、ひいては1回転中に出力軸にかかる負荷が同一パタ
ーンで変動する負荷を確実に駆動することができるとい
う特有の効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, even if the magnetic pole position detection signal cannot be reliably detected due to torque fluctuation, the pseudo magnetic pole position signal is generated to output the output voltage waveform or output of the inverter. It is possible to control the current waveform, and thus it is possible to reliably drive a load in which the load applied to the output shaft changes in the same pattern during one rotation.

【0048】請求項2の発明は、請求項1と同様の効果
に加え、回転子の磁極位置の検出を簡単に達成すること
ができるという特有の効果を奏する。請求項3の発明
は、請求項1と同様の効果に加え、モータ電流が連続し
ている状態でも回転子の磁極位置の検出を達成すること
ができるという特有の効果を奏する。
The invention of claim 2 has a unique effect that the detection of the magnetic pole position of the rotor can be easily achieved in addition to the effect of claim 1. According to the invention of claim 3, in addition to the effect similar to that of claim 1, there is a unique effect that the detection of the magnetic pole position of the rotor can be achieved even when the motor current is continuous.

【0049】請求項4の発明は、トルク変動に起因して
磁極位置検出信号が確実に検出できないような場合であ
っても、擬似磁極位置信号を発生させてインバータの出
力電圧波形または出力電流波形を制御することができ、
ひいては1回転中に出力軸にかかる負荷が同一パターン
で変動する負荷を確実に駆動することができるという特
有の効果を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, even if the magnetic pole position detection signal cannot be reliably detected due to the torque fluctuation, the pseudo magnetic pole position signal is generated to output the output voltage waveform or the output current waveform of the inverter. Can be controlled
As a result, it is possible to reliably drive the load in which the load applied to the output shaft changes in the same pattern during one rotation.

【0050】請求項5の発明は、請求項4と同様の効果
に加え、回転子の磁極位置の検出を簡単な構成で達成す
ることができるという特有の効果を奏する。請求項6の
発明は、請求項4と同様の効果に加え、モータ電流が連
続している状態でも回転子の磁極位置の検出を達成する
ことができるという特有の効果を奏する。
In addition to the same effect as the fourth aspect, the invention of the fifth aspect has a unique effect that the detection of the magnetic pole position of the rotor can be achieved with a simple structure. The invention of claim 6 has a unique effect that the detection of the magnetic pole position of the rotor can be achieved even when the motor current is continuous, in addition to the effect similar to that of claim 4.

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

【図1】この発明のブラシレスDCモータ駆動装置の一
実施例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a brushless DC motor drive device of the present invention.

【図2】表面磁石構造のブラシレスDCモータの構成を
概略的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a brushless DC motor having a surface magnet structure.

【図3】埋込磁石構造のブラシレスDCモータの構成を
概略的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a brushless DC motor having an embedded magnet structure.

【図4】ブラシレスDCモータ駆動装置の構成の一例を
概略的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a brushless DC motor drive device.

【図5】図4のマイクロプロセッサの内部構成を示す図
である。
5 is a diagram showing an internal configuration of the microprocessor of FIG.

【図6】割込み処理1の一部を説明するフローチャート
である。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a part of interrupt processing 1.

【図7】割込み処理1の残部を説明するフローチャート
である。
FIG. 7 is a flowchart illustrating the remaining part of interrupt processing 1.

【図8】割込み処理2を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 8 is a flowchart illustrating interrupt processing 2.

【図9】割込み処理3を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 9 is a flowchart illustrating interrupt processing 3.

【図10】割込み処理1を説明するタイムチャートであ
る。
FIG. 10 is a time chart illustrating interrupt processing 1.

【図11】磁極位置検出信号および擬似位置信号を用い
てブラシレスDCモータの制御を行った場合におけるu
相電流、擬似位置信号使用フラグ、積分信号を示す図で
ある。
FIG. 11 u in the case where a brushless DC motor is controlled using a magnetic pole position detection signal and a pseudo position signal
It is a figure which shows a phase current, a pseudo position signal use flag, and an integral signal.

【図12】磁極位置検出信号のみを用いてブラシレスD
Cモータの制御を行った場合におけるu相電流、積分信
号を示す図である。
FIG. 12: Brushless D using only magnetic pole position detection signals
It is a figure which shows the u-phase current and the integrated signal when controlling a C motor.

【図13】ブラシレスDCモータ駆動装置の構成の他の
例を概略的に示す図である。
FIG. 13 is a diagram schematically showing another example of the configuration of the brushless DC motor drive device.

【図14】従来のブラシレスDCモータ駆動装置の一例
を示す電気回路図である。
FIG. 14 is an electric circuit diagram showing an example of a conventional brushless DC motor drive device.

【図15】図14のブラシレスDCモータ駆動装置にお
けるモータ電流、検出電圧、積分器出力、位置検出信号
を示す波形図である。
15 is a waveform diagram showing a motor current, a detected voltage, an integrator output, and a position detection signal in the brushless DC motor drive device of FIG.

【図16】1回転中の負荷トルク、モータ電流の変動を
示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing changes in load torque and motor current during one rotation.

【図17】従来のブラシレスDCモータ駆動装置の他の
例を示す電気回路図である。
FIG. 17 is an electric circuit diagram showing another example of a conventional brushless DC motor drive device.

【図18】トルク制御運転時におけるモータ電流、積分
器出力を示す波形図である。
FIG. 18 is a waveform diagram showing motor current and integrator output during torque control operation.

【符号の説明】 6 圧縮機 12 インバータ 13 ブラシレスDCモータ 13e 回転子 13u,13v,13w 固定子巻線 14u,14
v,14w 抵抗 15 差動増幅器 16,16’ 積分器 17,17’ ゼロクロスコンパレータ 18 マイ
クロプロセッサ 19p 切り替え判定部
[Description of Reference Signs] 6 compressor 12 inverter 13 brushless DC motor 13e rotors 13u, 13v, 13w stator windings 14u, 14
v, 14w resistor 15 differential amplifier 16, 16 'integrator 17, 17' zero cross comparator 18 microprocessor 19p switching determination unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−322679(JP,A) 特開 平8−237987(JP,A) 特開 平9−182485(JP,A) 特開 平8−163888(JP,A) 国際公開95/027328(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/18 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of front page (56) Reference JP-A-7-322679 (JP, A) JP-A-8-237987 (JP, A) JP-A-9-182485 (JP, A) JP-A-8- 163888 (JP, A) International publication 95/027328 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インバータ(12)の各相の出力端子を
ブラシレスDCモータ(13)の各相の固定子巻線(1
3u)(13v)(13w)に接続してブラシレスDC
モータ(13)を制御し、1回転中に出力軸にかかる負
荷が周期性を有して変動する負荷(6)を駆動する方法
であって、 負荷の駆動期間を、所定の閾値を基準とする負荷トルク
の大小に基づいて区分し、 負荷トルクが小さい区分においては、ブラシレスDCモ
ータ(13)の端子電圧に基づいて回転子(13e)の
磁極位置を検出し、磁極位置検出信号に基づいてブラシ
レスDCモータ(13)に印加すべき出力電圧波形また
は出力電流波形を設定すべくインバータ(12)を制御
し、 負荷トルクが大きい区分においては、前記磁極位置検出
信号の周期に基づいて擬似磁極位置信号を発生し、擬似
磁極位置信号に基づいてブラシレスDCモータ(13)
に印加すべき出力電圧波形または出力電流波形を設定す
べくインバータ(12)を制御することを特徴とするブ
ラシレスDCモータ制御方法。
1. An output terminal of each phase of an inverter (12) is connected to a stator winding (1) of each phase of a brushless DC motor (13).
3u) (13v) (13w) connect to brushless DC
A method of controlling a motor (13) to drive a load (6) in which a load applied to an output shaft fluctuates with a periodicity during one rotation, wherein a drive period of the load is based on a predetermined threshold value. Based on the magnitude of the load torque to be applied, in the low load torque category, the magnetic pole position of the rotor (13e) is detected based on the terminal voltage of the brushless DC motor (13), and based on the magnetic pole position detection signal. The inverter (12) is controlled to set an output voltage waveform or an output current waveform to be applied to the brushless DC motor (13), and in a section where the load torque is large, the pseudo magnetic pole position is determined based on the cycle of the magnetic pole position detection signal. Brushless DC motor (13) that generates a signal and is based on the pseudo magnetic pole position signal
A method for controlling a brushless DC motor, comprising controlling an inverter (12) to set an output voltage waveform or an output current waveform to be applied to the inverter.
【請求項2】 回転子(13e)の磁極位置の検出をブ
ラシレスDCモータ(13)の相電圧を用いて行う請求
項1に記載のブラシレスDCモータ制御方法。
2. The brushless DC motor control method according to claim 1, wherein the magnetic pole position of the rotor (13e) is detected by using the phase voltage of the brushless DC motor (13).
【請求項3】 回転子(13e)の磁極位置の検出をブ
ラシレスDCモータ(13)の固定子巻線(13u)
(13v)(13w)の中性点電圧と、ブラシレスDC
モータ(13)の各相の出力端子に一方の端子が接続さ
れ、かつ他方の端子が互いに接続された抵抗(14u)
(14v)(14w)により得られる中性点電圧との差
電圧を用いて行う請求項1に記載のブラシレスDCモー
タ制御方法。
3. A stator winding (13u) of a brushless DC motor (13) for detecting a magnetic pole position of a rotor (13e).
(13v) (13w) neutral voltage and brushless DC
A resistor (14u) having one terminal connected to the output terminal of each phase of the motor (13) and the other terminal connected to each other.
The brushless DC motor control method according to claim 1, wherein the brushless DC motor control method is performed by using a voltage difference from the neutral point voltage obtained by (14v) and (14w).
【請求項4】 インバータ(12)の各相の出力端子を
ブラシレスDCモータ(13)の各相の固定子巻線(1
3u)(13v)(13w)に接続してブラシレスDC
モータ(13)を制御し、1回転中に出力軸にかかる負
荷が周期性を有して変動する負荷(6)を駆動する装置
であって、 負荷の駆動期間を、所定の閾値を基準とする負荷トルク
の大小に基づいて区分する区分手段(19p)と、 負荷トルクが小さい区分においては、ブラシレスDCモ
ータ(13)の端子電圧に基づいて回転子(13e)の
磁極位置を検出し、磁極位置検出信号に基づいてブラシ
レスDCモータ(13)に印加すべき出力電圧波形また
は出力電流波形を設定すべくインバータ(12)を制御
する第1制御手段(15)(16)(16’)(17)
(17’)(18)と、 負荷トルクが大きい区分においては、前記磁極位置検出
信号の周期に基づいて擬似磁極位置信号を発生し、擬似
磁極位置信号に基づいてブラシレスDCモータ(13)
に印加すべき出力電圧波形または出力電流波形を設定す
べくインバータ(12)を制御する第2制御手段(1
8)とを含むことを特徴とするブラシレスDCモータ制
御装置。
4. An output terminal of each phase of the inverter (12) is connected to a stator winding (1) of each phase of the brushless DC motor (13).
3u) (13v) (13w) connect to brushless DC
A device for controlling a motor (13) to drive a load (6) in which a load applied to an output shaft fluctuates with a periodicity during one rotation, wherein a drive period of the load is based on a predetermined threshold value. The classification means (19p) for classifying based on the magnitude of the load torque, and the classification of the load torque is small, the magnetic pole position of the rotor (13e) is detected based on the terminal voltage of the brushless DC motor (13), and the magnetic pole is detected. First control means (15) (16) (16 ') (17) for controlling the inverter (12) to set an output voltage waveform or an output current waveform to be applied to the brushless DC motor (13) based on the position detection signal. )
(17 ') and (18) In the section where the load torque is large, the pseudo magnetic pole position signal is generated based on the cycle of the magnetic pole position detection signal, and the brushless DC motor (13) is generated based on the pseudo magnetic pole position signal.
Second control means (1) for controlling the inverter (12) to set an output voltage waveform or an output current waveform to be applied to the
8) A brushless DC motor control device comprising:
【請求項5】 第1制御手段(16’)(17’)(1
8)は、回転子(13e)の磁極位置の検出をブラシレ
スDCモータ(13)の相電圧を用いて行うものである
請求項4に記載のブラシレスDCモータ制御装置。
5. The first control means (16 ') (17') (1
The brushless DC motor control device according to claim 4, wherein 8) is for detecting the magnetic pole position of the rotor (13e) by using the phase voltage of the brushless DC motor (13).
【請求項6】 第1制御手段(15)(16)(17)
(18)は、回転子(13e)の磁極位置の検出を、ブ
ラシレスDCモータ(13)の固定子巻線(13u)
(13v)(13w)の中性点電圧と、ブラシレスDC
モータ(13)の各相の出力端子に一方の端子が接続さ
れ、かつ他方の端子が互いに接続された抵抗(14u)
(14v)(14w)により得られる中性点電圧との差
電圧を用いて行うものである請求項4に記載のブラシレ
スDCモータ制御装置。
6. First control means (15) (16) (17)
(18) is for detecting the magnetic pole position of the rotor (13e) by detecting the stator winding (13u) of the brushless DC motor (13).
(13v) (13w) neutral voltage and brushless DC
A resistor (14u) having one terminal connected to the output terminal of each phase of the motor (13) and the other terminal connected to each other.
5. The brushless DC motor control device according to claim 4, wherein the brushless DC motor control device is performed by using a voltage difference with a neutral point voltage obtained by (14v) and (14w).
JP31568897A 1997-11-17 1997-11-17 Brushless DC motor control method and device Expired - Fee Related JP3402161B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31568897A JP3402161B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 Brushless DC motor control method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31568897A JP3402161B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 Brushless DC motor control method and device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11150982A JPH11150982A (en) 1999-06-02
JP3402161B2 true JP3402161B2 (en) 2003-04-28

Family

ID=18068369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31568897A Expired - Fee Related JP3402161B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 Brushless DC motor control method and device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3402161B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100327383B1 (en) * 2000-01-20 2002-03-13 구자홍 Method for detecting rotor position of bldc motor
JP4675340B2 (en) * 2007-01-10 2011-04-20 三菱電機株式会社 Motor control device
JP6232852B2 (en) * 2013-08-30 2017-11-22 株式会社島津製作所 Motor control device and turbo molecular pump

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11150982A (en) 1999-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3654652B2 (en) Brushless DC motor drive device
EP1965490B1 (en) Apparatus and method for driving synchronous motor
JP3690341B2 (en) Brushless DC motor driving method and apparatus
EP1083649B1 (en) Motor system capable of obtaining high efficiency and method for controlling a motor
JP3440274B2 (en) Brushless DC motor control
RU2477561C2 (en) Electric drive and method for control thereof
JP3352078B2 (en) Rotor position detection device for brushless DC motor
JP6050339B2 (en) Electric drive unit
WO1995027328A1 (en) Method of controlling driving of brushless dc motor, and apparatus therefor, and electric machinery and apparatus used therefor
US6859001B2 (en) Torque ripple and noise reduction by avoiding mechanical resonance for a brushless DC machine
JP3402161B2 (en) Brushless DC motor control method and device
JPH1080180A (en) Control method and equipment of synchronous motor
US6998814B2 (en) Method for measuring the electromotive force constant of motors
JPS60194782A (en) Controller of brushless motor
JP3468751B2 (en) Motor drive
JP3362150B2 (en) Brushless DC motor driving method and device
JP2003209988A (en) Brushless motor drive system, brushless motor driving method, and computer program
JP3708511B2 (en) Synchronous motor control method and synchronous motor control apparatus
JP3393367B2 (en) Device and method for detecting rotor position of sensorless motor
JP3510534B2 (en) Motor control device and control method
JP3567598B2 (en) Brushless DC motor driving method, compressor driving method and these devices
JPS6188784A (en) Controller of brushless motor
JP4281357B2 (en) Motor control device
US20140103909A1 (en) Method and apparatus for detecting position and startup a sensorless motor
JP3422238B2 (en) Method and apparatus for detecting rotor rotational position of synchronous motor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080229

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090228

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090228

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100228

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120229

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120229

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130228

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130228

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140228

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees