JP3447938B2 - Drive control device for brushless motor and refrigeration cycle device - Google Patents

Drive control device for brushless motor and refrigeration cycle device

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JP3447938B2
JP3447938B2 JP33186897A JP33186897A JP3447938B2 JP 3447938 B2 JP3447938 B2 JP 3447938B2 JP 33186897 A JP33186897 A JP 33186897A JP 33186897 A JP33186897 A JP 33186897A JP 3447938 B2 JP3447938 B2 JP 3447938B2
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俊彦 二見
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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、空気調和機のよ
うな冷凍サイクル装置の圧縮機などに搭載されるブラシ
レスモータの駆動制御装置及び冷凍サイクル装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control device and a refrigeration cycle device for a brushless motor mounted in a compressor of a refrigeration cycle device such as an air conditioner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ブラシレスモータは、特開平9-47
076 号公報に示されるように、複数の相巻線を有するス
テータ、および永久磁石を有するロータにより構成され
る。このブラシレスモータの駆動にあたっては、直流電
圧を出力する直流電圧回路、およびこの直流電圧回路の
出力電圧が印加されるスイッチング回路が用意される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a brushless motor is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-47.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 076, it is composed of a stator having a plurality of phase windings and a rotor having a permanent magnet. For driving the brushless motor, a DC voltage circuit that outputs a DC voltage and a switching circuit to which the output voltage of the DC voltage circuit is applied are prepared.

【0003】スイッチング回路は、一対のスイッチング
素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直
列回路を複数有している。これら直列回路の各スイッチ
ング素子の相互接続点が、ブラシレスモータの各相巻線
に接続される。
The switching circuit has a plurality of series circuits in each of which a pair of switching elements are connected in series in an upstream side and a downstream side of a current. The interconnection point of each switching element of these series circuits is connected to each phase winding of the brushless motor.

【0004】スイッチング回路の1つの直列回路の上流
側スイッチング素子および別の1つの直列回路の下流側
スイッチング素子のうち、一方が連続オンされて他方が
断続オンされ、かつこの連続オンおよび断続オンするス
イッチング素子が順次に切換えられることにより、ブラ
シレスモータの各相巻線が順次に通電される。この各相
巻線に対する通電により、各相巻線から磁界が発生す
る。この磁界と、ロータの永久磁石が発する磁界との相
互作用により、ロータが回転する。なお、各相巻線への
通電切換のことを、転流と称する。
Of the switching element on the upstream side of one series circuit of the switching circuit and the switching element on the downstream side of another series circuit, one is continuously turned on and the other is intermittently turned on, and the continuous on and intermittent on are performed. By sequentially switching the switching elements, each phase winding of the brushless motor is sequentially energized. By energizing each phase winding, a magnetic field is generated from each phase winding. The interaction of this magnetic field with the magnetic field generated by the permanent magnets of the rotor causes the rotor to rotate. The switching of energization to each phase winding is called commutation.

【0005】ロータが回転すると、非通電状態の相巻線
に電圧が誘起する。この誘起電圧が取り出され、その誘
起電圧の変化からロータの回転位置が検出される。具体
的には、非通電状態の相巻線に生じる誘起電圧のレベル
とあらかじめ定められた基準電圧のレベルとが比較さ
れ、両レベルが交差するとき、そのタイミングでのロー
タの回転位置が基準回転位置として検出される。
When the rotor rotates, a voltage is induced in the non-energized phase winding. This induced voltage is taken out, and the rotational position of the rotor is detected from the change in the induced voltage. Specifically, the level of the induced voltage generated in the phase winding in the non-energized state is compared with the level of the predetermined reference voltage, and when both levels intersect, the rotational position of the rotor at that timing is the reference rotation. Detected as a position.

【0006】こうして検出される基準回転位置に応じ
て、各相巻線に対する通電切換(転流)のタイミングが
制御される。そして、この通電切換が繰り返されること
により、ロータの回転が継続する。
The timing of energization switching (commutation) for each phase winding is controlled according to the reference rotational position thus detected. Then, the rotation of the rotor is continued by repeating this energization switching.

【0007】また、断続オンするスイッチング素子のオ
ン,オフデューティが調節され、これによりブラシレス
モータの速度が制御される。この制御に基づく速度変化
にかかわらず、上記の回転位置検出および通電切換は有
効に継続される。
Further, the on / off duty of the switching element which is intermittently turned on is adjusted, and thereby the speed of the brushless motor is controlled. The above rotational position detection and energization switching are effectively continued regardless of the speed change based on this control.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】通電状態の相巻線には
当然ながら相電流が流れており、その相電流は転流によ
り非通電状態に変わると流れなくなる。ただし、転流後
の非通電となった図10に示すように相電流はすぐには
零とならずに徐々に減衰していき、その減衰中は誘起電
圧が立ち上がらない。
Naturally, a phase current flows in the energized phase winding, and the phase current ceases to flow when the commutation changes to the non-energized state. However, as shown in FIG. 10, which is not energized after the commutation, the phase current does not immediately become zero but gradually attenuates, and the induced voltage does not rise during the attenuation.

【0009】この転流後の相電流の減衰は、転流直前の
電流値、回路インダクタンス、誘起電圧の大きさ(回転
速度に依存)、減衰中の他相のPWMデューティによっ
て変化するものであり、回転速度が低速で(高速時に比
べて)誘起電圧が小さく、PWMデューティが小さく、
かつ、高負荷(入力電流が大きい)時ほど減衰時間は長
くなる。このとき図10の破線のように、誘起電圧が基
準電圧を交差するタイミング(位置検出点)以上に相電
流が流れている期間が長くなり、誘起電圧の立ち上がり
が遅れると、誘起電圧のレベルと基準電圧のレベルとを
比較する回転位置検出が不可能となる。回転位置検出が
できないと、ブラシレスモータの適正な駆動が困難とな
る。
The decay of the phase current after the commutation changes depending on the current value immediately before the commutation, the circuit inductance, the magnitude of the induced voltage (depending on the rotation speed), and the PWM duty of the other phase during decay. , The rotation speed is low, the induced voltage is small (compared to high speed), the PWM duty is small,
Moreover, the decay time becomes longer as the load increases (the input current increases). At this time, as shown by the broken line in FIG. 10, when the phase current flows longer than the timing (position detection point) at which the induced voltage crosses the reference voltage and the rise of the induced voltage is delayed, It becomes impossible to detect the rotational position by comparing with the level of the reference voltage. If the rotational position cannot be detected, it is difficult to drive the brushless motor properly.

【0010】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、ロータの回転位置検出を確実
に行なうことができ、これによりブラシレスモータの適
正な駆動を継続できる信頼性にすぐれたブラシレスモー
タの駆動制御装置を提供することにある。
The present invention takes the above circumstances into consideration,
It is an object of the present invention to provide a drive control device for a brushless motor, which can reliably detect the rotational position of the rotor, and thereby can continue appropriate drive of the brushless motor, with high reliability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】第1の発明(請求項1)
のブラシレスモータの駆動制御装置は、ステータおよび
ロータを有するブラシレスモータに対し、ロータの回転
位置を検出し、この検出位置に応じてステータの各相巻
線に対する通電を順次に切換えてモータ駆動を行なうと
ともに、各相巻線に対する通電率を調節して速度制御を
行なうブラシレスモータの駆動制御装置において、各相
巻線に対する通電率を通電切換の直前の所定期間におい
て強制的に縮小する制御手段と、各相巻線に対する通電
率を通電切換の直後の所定期間において強制的に拡大す
る制御手段と、を備える。
[Means for Solving the Problems] First invention (Claim 1)
Drive controller for a brushless motor detects a rotational position of a rotor of a brushless motor having a stator and a rotor, and sequentially switches energization to each phase winding of the stator in accordance with the detected position to drive the motor. At the same time, in the drive control device of the brushless motor that controls the speed by adjusting the energization rate for each phase winding, the control means for forcibly reducing the energization rate for each phase winding in a predetermined period immediately before energization switching , Energizing each phase winding
The rate is forcibly expanded in the specified period immediately after the energization switching.
And a control means for controlling .

【0012】[0012]

【0013】第の発明(請求項)のブラシレスモー
タの駆動制御装置は、複数の相巻線を有するステータと
磁石を有するロータとから成るブラシレスモータの駆動
制御装置において、一対のスイッチング素子が電流の上
流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を複数有
し、これら直列回路の各スイッチング素子の相互接続点
が各相巻線に接続されたスイッチング回路と、このスイ
ッチング回路の各直列回路に印加するための直流電圧を
出力する直流電圧回路と、上記スイッチング回路の1つ
の直列回路の上流側スイッチング素子および別の1つの
直列回路の下流側スイッチング素子のうち、一方を連続
オンして他方を断続オンし、かつこの連続オンおよび断
続オンするスイッチング素子を順次に切換えることによ
り各相巻線に対する通電を順次に切換える駆動制御手段
と、各相巻線のうち非通電状態の相巻線に生じる誘起電
圧の変化からロータの回転位置を検出する検出手段と、
この検出手段の検出位置に応じて、上記駆動制御手段に
よる通電切換のタイミングを制御する通電切換制御手段
と、上記断続オンするスイッチング素子のオン,オフデ
ューティを調節してブラシレスモータの速度を制御する
速度制御手段と、この速度制御手段で調節されるオン,
オフデューティを断続オン期間の最後の所定期間におい
て強制的に縮小するデューティ制御手段と、速度制御手
段で調節されるオン,オフデューティを断続オン期間の
最初の所定期間において強制的に拡大するデューティ制
御手段、を備えている。
A second aspect of the invention the drive control device for a brushless motor (Claim 2), in the drive control device for a brushless motor comprising a rotor having a stator and a magnet having a plurality of phase windings, the pair of switching elements A switching circuit having a plurality of series circuits connected in series in the relationship of the upstream side and the downstream side of the current, and the interconnection point of each switching element of these series circuits is connected to each phase winding, and each of the switching circuits. One of a DC voltage circuit that outputs a DC voltage to be applied to the series circuit, an upstream switching element of one series circuit of the switching circuit, and a downstream switching element of another series circuit is continuously turned on. To turn each other on and off, and switch the switching elements that turn on continuously and on intermittently to each phase winding. Drive control means for sequentially switching the energization, and detection means for detecting the rotational position of the rotor from the change in the induced voltage generated in the non-energized phase winding of each phase winding,
The speed of the brushless motor is controlled by adjusting the ON / OFF duty of the energization switching control unit that controls the timing of the energization switching by the drive control unit and the switching element that is turned on and off according to the detection position of the detection unit. Speed control means and on controlled by the speed control means,
A duty control means for forcibly reducing the off-duty in the last predetermined period of the intermittent on-period, and a speed control hand.
The on / off duty adjusted by the stage
Duty system forcibly expanding in the first predetermined period
It is equipped with a means .

【0014】[0014]

【0015】第の発明(請求項)のブラシレスモー
タの駆動制御装置は、第の発明において、検出手段
が、非通電状態の相巻線に生じる誘起電圧のレベルとあ
らかじめ定められた基準電圧のレベルとを比較し、両レ
ベルが交差するとき、上記ロータの回転位置を基準回転
位置として検出する。
A third aspect of the invention the drive control device for a brushless motor (claim 3), in the second aspect, the detection means, the level with a predetermined reference of the induced voltage across the phase winding de-energized The voltage level is compared, and when the two levels cross each other, the rotational position of the rotor is detected as the reference rotational position.

【0016】第の発明(請求項)のブラシレスモー
タの駆動制御装置は、第の発明において、制御手段
が、回転速度またはデューティが所定値以下の低速で、
かつ駆動電流が所定値以上の高負荷時に動作する。
The fourth invention the drive control device for a brushless motor (Claim 4), in the first aspect, the control means, rotational speed or duty at a low speed less than a predetermined value,
In addition, it operates at a high load when the drive current is a predetermined value or more.

【0017】第の発明(請求項)のブラシレスモー
タの駆動制御装置は、第1の発明において、制御手段
が、駆動電流の増加に伴い、通電率の縮小期間の長さを
変更する。
The drive control device for a brushless motor of the fifth aspect of the present invention (Claim 5), in the first aspect, the control means, with an increase in drive current, changes the length of the reduced period of the duty factor.

【0018】第の発明(請求項)のブラシレスモー
タの駆動制御装置は、第の発明において、制御手段
が、駆動電流の増加に伴い、通電率の拡大期間の長さを
変更する。
The drive control device for a brushless motor of the sixth invention (Claim 6), in the first aspect, the control means, with an increase in drive current, changes the length of the expansion period of the duty ratio.

【0019】第の発明(請求項)のブラシレスモー
タの駆動制御装置は、第1の発明において、制御手段
が、回転速度またはデューティの低下に伴い、通電率の
縮小期間の長さを変更する。
The seventh drive control device for a brushless motor of the present invention (Claim 7), in the first aspect, the control means, with the decrease of the rotational speed or duty, changing the length of the reduction period duty ratio To do.

【0020】第の発明(請求項)のブラシレスモー
タの駆動制御装置は、第の発明において、制御手段
が、回転速度またはデューティの低下に伴い、通電率の
拡大期間の長さを変更する。第の発明(請求項)の
冷凍サイクル装置は、上記駆動制御装置により圧縮機の
駆動用ブラシレスモータを制御する。
The drive control device for a brushless motor of the eighth invention (Claim 8), in the first aspect, the control means, with the decrease of the rotational speed or duty, changing the length of the expansion period of duty ratio To do. Ninth refrigeration cycle apparatus of the present invention (claim 9) of the controls brushless motor for driving the compressor by the drive controller.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の第1実施例につ
いて図面を参照して説明する。図1において、1はブラ
シレスモータで、中性点Pを中心に星形結線された3つ
の相巻線Lu,Lv,Lwが取付けられるステータ、お
よび永久磁石が取付けられるロータ(図示しない)を備
える。相巻線Lu,Lv,Lwの非結線端にそれぞれ端
子Su,Sv,Swが接続される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 is a brushless motor, which includes a stator to which three phase windings Lu, Lv, and Lw connected in a star shape around a neutral point P are attached, and a rotor (not shown) to which a permanent magnet is attached. . Terminals Su, Sv, Sw are connected to the non-connection ends of the phase windings Lu, Lv, Lw, respectively.

【0022】三相交流電源2に直流電圧回路3が接続さ
れる。この直流電圧回路3は、三相交流電源2の電圧を
整流して直流電圧を出力する。直流電圧回路3の出力端
にスイッチング回路4が接続される。このスイッチング
回路4は、一対のスイッチング素子が電流の上流側と下
流側の関係に直列接続された直列回路を、U相用,V相
用,W相用として3つ有する。これら直列回路に、上記
直流電圧回路3から出力される直流電圧が印加される。
A DC voltage circuit 3 is connected to the three-phase AC power supply 2. The DC voltage circuit 3 rectifies the voltage of the three-phase AC power supply 2 and outputs a DC voltage. The switching circuit 4 is connected to the output terminal of the DC voltage circuit 3. The switching circuit 4 has three series circuits in which a pair of switching elements are connected in series in the relationship of upstream side and downstream side of current, one for U phase, one for V phase, and one for W phase. The DC voltage output from the DC voltage circuit 3 is applied to these series circuits.

【0023】U相用の直列回路は、上流側スイッチング
素子であるトランジスタTu+、および下流側スイッチン
グ素子であるトランジスタTu-より成る。V相用の直列
回路は、上流側スイッチング素子であるトランジスタT
v+、および下流側スイッチング素子であるトランジスタ
Tv-より成る。W相用の直列回路は、上流側スイッチン
グ素子であるトランジスタTw+、および下流側スイッチ
ング素子であるトランジスタTw-より成る。なお、フラ
イホイールダイオードDが、各トランジスタと並列に接
続される。
The U-phase series circuit comprises a transistor Tu + which is an upstream switching element and a transistor Tu- which is a downstream switching element. The series circuit for the V phase includes a transistor T that is an upstream switching element.
It is composed of v + and a transistor Tv- which is a downstream switching element. The series circuit for the W phase includes a transistor Tw + which is an upstream side switching element and a transistor Tw- which is a downstream side switching element. The flywheel diode D is connected in parallel with each transistor.

【0024】スイッチング回路4におけるトランジスタ
Tu+,Tu-の相互接続点、トランジスタTv+,Tv-の相
互接続点、およびトランジスタTw+,Tw-の相互接続点
に、ブラシレスモータ1の端子Su,Sv,Swが接続
される。
The terminals Su, Sv, Sw of the brushless motor 1 are connected to the interconnection points of the transistors Tu +, Tu-, the interconnection points of the transistors Tv +, Tv-, and the interconnection points of the transistors Tw +, Tw- in the switching circuit 4. Connected.

【0025】スイッチング回路4は、各トランジスタの
オン,オフにより、ブラシレスモータ1の相巻線Lu,
Lv,Lwに順次に通電する働きをする。直流電圧回路
3の出力端に、抵抗5と抵抗6の直列回路が接続され
る。抵抗6に生じる電圧が、基準電圧Voとして比較器
7,8,9の反転入力端(−)に入力される。抵抗6に
生じる電圧は、直流電圧回路3の出力電圧の 1/2のレベ
ルとなるように、抵抗5,6の抵抗値が選定されてい
る。
The switching circuit 4 turns on and off each transistor to turn on and off the phase winding Lu of the brushless motor 1.
It works to sequentially energize Lv and Lw. A series circuit of resistors 5 and 6 is connected to the output terminal of the DC voltage circuit 3. The voltage generated in the resistor 6 is input to the inverting input terminals (−) of the comparators 7, 8 and 9 as the reference voltage Vo. The resistance values of the resistors 5 and 6 are selected so that the voltage generated at the resistor 6 becomes a level of 1/2 of the output voltage of the DC voltage circuit 3.

【0026】相巻線Luに誘起する電圧V1 が、比較器
7の非反転入力端(+)に入力される。相巻線Lvに誘
起する電圧V1 が、比較器8の非反転入力端(+)に入
力される。相巻線Lwに誘起する電圧V1 が、比較器9
の非反転入力端(+)に入力される。
The voltage V 1 induced in the phase winding Lu is input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator 7. The voltage V 1 induced in the phase winding Lv is input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator 8. The voltage V 1 induced in the phase winding Lw is
Is input to the non-inverting input terminal (+).

【0027】比較器7,8,9は、誘起電圧V1 のレベ
ルが上記の基準電圧Voのレベルよりも低いとき論理
“0”信号を出力し、非反転入力端(+)への入力電圧
のレベルが基準電圧Voのレベルと同じまたはそれより
も高いとき論理“1”信号を出力する。すなわち、各誘
起電圧V1 のレベルと基準電圧Voのレベルとが比較さ
れ、両レベルが交差する点で比較器7,8,9の出力信
号の論理レベルが変化する。
The comparators 7, 8 and 9 output a logic "0" signal when the level of the induced voltage V 1 is lower than the level of the reference voltage Vo, and the input voltage to the non-inverting input terminal (+). When the level of is equal to or higher than the level of the reference voltage Vo, the logic "1" signal is output. That is, the level of each induced voltage V 1 is compared with the level of the reference voltage Vo, and the logical level of the output signal of the comparators 7, 8, 9 changes at the point where both levels intersect.

【0028】比較器7,8,9の出力が制御部10に入
力される。この制御部10は、相巻線Lu,Lv,Lw
に誘起する電圧V1 を比較器7,8,9を通して監視
し、その誘起電圧V1 の変化を基にブラシレスモータ1
のロータの回転位置を検出し、そのロータの回転位置に
応じてスイッチング回路4の各トランジスタに対する駆
動信号を作成する。これら駆動信号がスイッチング回路
4の各トランジスタのベースに供給されて、各トランジ
スタがオン,オフ駆動される。この各トランジスタのオ
ン,オフにより、ブラシレスモータ1の相巻線Lu,L
v,Lwが2つずつ順次に通電される。なお、相巻線L
u,Lv,Lwへの通電が切換わることを転流と称す
る。
The outputs of the comparators 7, 8 and 9 are input to the control unit 10. The control unit 10 controls the phase windings Lu, Lv, Lw.
The voltages V 1 to induce and monitored through a comparator 7, 8, 9, the brushless motor 1 based on the change of the induced voltages V 1
The rotational position of the rotor is detected, and a drive signal for each transistor of the switching circuit 4 is created according to the rotational position of the rotor. These drive signals are supplied to the bases of the respective transistors of the switching circuit 4, so that the respective transistors are turned on and off. By turning on and off these transistors, the phase windings Lu and L of the brushless motor 1
Two v and Lw are sequentially energized. The phase winding L
Switching of energization to u, Lv, and Lw is called commutation.

【0029】制御部10は、次の機能手段を備える。 [1]スイッチング回路4の1つの直列回路の上流側ト
ランジスタおよび別の1つの直列回路の下流側トランジ
スタのうち、一方を連続オンし他方を断続オンし、かつ
この連続オンおよび断続オンするトランジスタを順次に
切換えて、相巻線Lu,Lv,Lwに順次に通電する駆
動制御手段。
The control unit 10 has the following functional means. [1] Of the upstream side transistor of one series circuit of the switching circuit 4 and the downstream side transistor of another one series circuit, one is continuously turned on and the other is intermittently turned on, and a transistor which is continuously turned on and intermittently turned on is selected. Drive control means for sequentially switching and energizing the phase windings Lu, Lv, Lw sequentially.

【0030】[2]比較器7,8,9の出力信号の論理
レベルの変化からロータの回転位置を検出する検出手
段。具体的には、論理レベルが変化するタイミングでの
ロータの回転位置を基準回転位置として検出する。
[2] Detecting means for detecting the rotational position of the rotor from the change in the logic level of the output signals of the comparators 7, 8 and 9. Specifically, the rotational position of the rotor at the timing when the logic level changes is detected as the reference rotational position.

【0031】[3]検出手段で検出される回転位置に応
じて、駆動制御手段による相巻線Lu,Lv,Lwへの
通電切換のタイミングを制御する通電切換制御手段。こ
の通電切換制御手段の制御は、相巻線Lu,Lv,Lw
への通電期間を、電気角120°の期間に設定するためで
ある。
[3] Energization switching control means for controlling the timing of energization switching to the phase windings Lu, Lv, Lw by the drive control means in accordance with the rotational position detected by the detection means. This energization switching control means is controlled by the phase windings Lu, Lv, Lw.
This is for setting the energization period to the electrical angle of 120 °.

【0032】[4]駆動制御手段により断続オンされる
トランジスタのオン,オフデューティ(相巻線に対する
通電率)を調節して、ブラシレスモータ1の速度を制御
する速度制御手段。
[4] Speed control means for controlling the speed of the brushless motor 1 by adjusting the on / off duty (conductivity of the phase winding) of the transistor which is intermittently turned on by the drive control means.

【0033】[5]速度制御手段で調節されるオン,オ
フデューティを断続オン期間の最後の所定期間において
強制的に縮小するデューティ制御手段。この制御部10
の具体的なブロックを図2に示す。
[5] Duty control means for forcibly reducing the ON / OFF duty adjusted by the speed control means in the last predetermined period of the intermittent ON period. This control unit 10
FIG. 2 shows specific blocks of the above.

【0034】比較器7,8,9の出力が、位置検出回路
20に入力される。この位置検出回路20は、後述する
通電モードカウンタ23のカウント値(通電モードA,
B,C,D,E,Fに対応するカウント値)に基づい
て、比較器7,8,9の出力信号の中から1つを選択す
る。すなわち、相巻線Lv,Lwが通電されて相巻線L
uが非通電状態のとき、非通電状態の相巻線Luに対応
する比較器7の出力信号が選択される。相巻線Lw,L
uが通電されて相巻線Lvが非通電状態のとき、非通電
状態の相巻線Lvに対応する比較器8の出力信号が選択
される。相巻線Lu,Lvが通電されて相巻線Lwが非
通電状態のとき、非通電状態の相巻線Lwに対応する比
較器9の出力信号が選択される。そして、位置検出回路
20は、選択した出力信号の論理レベルが変化したと
き、ロータが基準回転位置にあると判定し、位置検出信
号を出力する。
The outputs of the comparators 7, 8 and 9 are input to the position detection circuit 20. The position detection circuit 20 has a count value (energization mode A,
One of the output signals of the comparators 7, 8 and 9 is selected based on the count values corresponding to B, C, D, E and F). That is, the phase windings Lv and Lw are energized and the phase winding L
When u is in the non-conducting state, the output signal of the comparator 7 corresponding to the phase winding Lu in the non-conducting state is selected. Phase winding Lw, L
When u is energized and the phase winding Lv is de-energized, the output signal of the comparator 8 corresponding to the de-energized phase winding Lv is selected. When the phase windings Lu and Lv are energized and the phase winding Lw is in the non-energized state, the output signal of the comparator 9 corresponding to the non-energized phase winding Lw is selected. Then, the position detection circuit 20 determines that the rotor is at the reference rotation position when the logic level of the selected output signal changes, and outputs the position detection signal.

【0035】位置検出回路20から出力される位置検出
信号は、タイマカウンタ21および制御回路22に送ら
れる。タイマカウンタ21は、位置検出信号を受けるご
とに新たな時間カウントを開始する。つまり、タイマカ
ウンタ21により、ロータの回転基準位置が検出されて
からの時間経過(電気角)が測定される。また、タイマ
カウンタ21により、ロータの回転基準位置が検出され
てから次の回転基準位置が検出されるまでの時間T(電
気角60°の期間に相当)が測定される。タイマカウンタ
21の時間カウント値は制御回路22に知らされる。
The position detection signal output from the position detection circuit 20 is sent to the timer counter 21 and the control circuit 22. The timer counter 21 starts a new time count each time the position detection signal is received. That is, the timer counter 21 measures the elapsed time (electrical angle) after the rotation reference position of the rotor is detected. Further, the timer counter 21 measures a time T (corresponding to a period of an electrical angle of 60 °) from the detection of the rotation reference position of the rotor to the detection of the next rotation reference position. The time count value of the timer counter 21 is notified to the control circuit 22.

【0036】制御回路22は、位置検出回路20から位
置検出信号を受けたとき、タイマカウンタ21の時間カ
ウント値(時間T)からロータの回転速度を算出し、そ
の回転速度とあらかじめ定められる目標速度との差が零
となるように、駆動回路25から出力されるオン,オフ
信号のオン,オフデューティを調節する。
When the control circuit 22 receives the position detection signal from the position detection circuit 20, the control circuit 22 calculates the rotation speed of the rotor from the time count value (time T) of the timer counter 21, and the rotation speed and a predetermined target speed. The ON / OFF duty of the ON / OFF signal output from the drive circuit 25 is adjusted so that the difference between the ON and OFF signals becomes zero.

【0037】さらに、制御回路22は、調節したオン,
オフデューティを断続オン期間の最後の所定期間におい
て強制的に縮小する機能を有する。また、制御回路22
は、タイマカウンタ21の時間カウント値(時間T)の
1/2の値(=T/2 ;電気角30°の期間に相当)を算出し
てそれをレジスタ31にセットする。
In addition, the control circuit 22 controls the on,
It has a function of forcibly reducing the off-duty during the last predetermined period of the intermittent on-period. In addition, the control circuit 22
Of the time count value (time T) of the timer counter 21
A value of 1/2 (= T / 2; corresponding to a period of an electrical angle of 30 °) is calculated and set in the register 31.

【0038】レジスタ31のセット値“T/2 ”(電気角
30°)は、ロータの基準回転位置が検出されてから相巻
線Lu,Lv,Lwに対する通電切換(転流)を行なう
までの残り期間に相当する。
The set value of the register 31 "T / 2" (electrical angle
30 °) corresponds to the remaining period from the detection of the reference rotational position of the rotor to the switching of energization (commutation) to the phase windings Lu, Lv, Lw.

【0039】レジスタ31のセット値は、比較器34で
タイマカウンタ21の時間カウント値と比較される。タ
イマカウンタ21の時間カウント値がレジスタ31のセ
ット値に達したら、比較器34から通電モード切換指令
が発せられる。この通電モード切換指令は通電モードカ
ウンタ23に送られる。
The set value of the register 31 is compared with the time count value of the timer counter 21 by the comparator 34. When the time count value of the timer counter 21 reaches the set value of the register 31, the comparator 34 issues an energization mode switching command. This energization mode switching command is sent to the energization mode counter 23.

【0040】通電モードカウンタ23は、カウント値が
“1”ないし“6”を繰返す6進カウンタであって、比
較器34から発せられる通電モード切換指令の回数をカ
ウントする。このカウント値は、スイッチング回路4の
各トランジスタに対する6種類の通電モードA,B,
C,D,E,Fに対応するもので、位置検出回路20お
よびメモリ24に知らされる。
The energization mode counter 23 is a hexadecimal counter whose count value repeats "1" to "6" and counts the number of energization mode switching commands issued from the comparator 34. The count values are the six conduction modes A, B, and B for each transistor of the switching circuit 4.
It corresponds to C, D, E, and F and is notified to the position detection circuit 20 and the memory 24.

【0041】メモリ24は、通電モードA,B,C,
D,E,Fに対応する6種類の駆動信号パターンを記憶
している。これら記憶パターンのいずれか1つが、通電
モードカウンタ23のカウント値に応じて読出され、駆
動回路25に送られる。
The memory 24 is provided with energization modes A, B, C,
Six types of drive signal patterns corresponding to D, E, and F are stored. Any one of these storage patterns is read according to the count value of the energization mode counter 23 and sent to the drive circuit 25.

【0042】駆動回路25は、メモリ24から読出され
る駆動信号パターンに従い、かつ制御回路22の指令に
従い、スイッチング回路4の各トランジスタに対する駆
動信号を出力する。この駆動信号には、トランジスタを
連続オンするためのオン信号、トランジスタを断続オン
するためのオン,オフ信号、およびトランジスタをオフ
するためのオフ信号がある。
The drive circuit 25 outputs a drive signal to each transistor of the switching circuit 4 according to a drive signal pattern read from the memory 24 and according to a command from the control circuit 22. The drive signal includes an on signal for continuously turning on the transistor, an on / off signal for intermittently turning on the transistor, and an off signal for turning off the transistor.

【0043】つぎに、上記の構成の作用を説明する。通
電モードA,B,C,D,E,Fとスイッチング回路4
の各トランジスタの動作パターンとの対応関係を図3に
示す。図中のONは、トランジスタの連続オンの動作を
表わしている。図中のPWMは、パルス幅変調制御、つ
まりトランジスタの断続オンの動作を表わしている。図
中の空欄は、トランジスタのオフを表わしている。
Next, the operation of the above configuration will be described. Energization modes A, B, C, D, E, F and switching circuit 4
3 shows the correspondence with the operation pattern of each transistor. “ON” in the figure represents the continuous ON operation of the transistor. PWM in the figure represents the pulse width modulation control, that is, the operation of intermittently turning on the transistor. The blank space in the figure indicates that the transistor is off.

【0044】相巻線Lu,Lv,Lwに生じる電圧およ
び電流の波形を図4に示している。まず、通電モードカ
ウンタ23のカウント値が“1”のとき、相巻線Luか
ら相巻線Lvにかけての通電が行なわれる(通電モード
A)。すなわち、上流側のトランジスタTu+が断続オン
して下流側のトランジスタTv-の連続オンし、他のトラ
ンジスタはオフする。
The waveforms of the voltage and current generated in the phase windings Lu, Lv, Lw are shown in FIG. First, when the count value of the energization mode counter 23 is "1", energization is performed from the phase winding Lu to the phase winding Lv (energization mode A). That is, the transistor Tu + on the upstream side is intermittently turned on, the transistor Tv- on the downstream side is continuously turned on, and the other transistors are turned off.

【0045】相巻線Lu,Lvに磁界が生じると、それ
とロータの永久磁石が作る磁界との相互作用によってロ
ータに回転トルクが生じ、ロータが回転を始める。この
とき、永久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電状
態の1つの相巻線Lwに電圧V1 が誘起する。
When a magnetic field is generated in the phase windings Lu and Lv, a rotational torque is generated in the rotor by the interaction between the magnetic field generated by the permanent magnets of the rotor and the magnetic field, and the rotor starts rotating. At this time, the voltage V 1 is induced in the non-energized one phase winding Lw by the magnetic action caused by the rotation of the permanent magnet.

【0046】相巻線Lwへの誘起電圧V1 は、比較器9
で基準電圧Voと比較される。誘起電圧V1 のレベルと
基準電圧Voのレベルとが交差して、比較器9の出力信
号の論理レベルが変化したとき、そのときのロータの回
転位置が基準回転位置として検出される。
The induced voltage V 1 to the phase winding Lw is calculated by the comparator 9
Is compared with the reference voltage Vo. When the level of the induced voltage V 1 and the level of the reference voltage Vo intersect and the logical level of the output signal of the comparator 9 changes, the rotational position of the rotor at that time is detected as the reference rotational position.

【0047】ロータの基準回転位置が検出されると、そ
れから電気角30度の期間が経過した後、比較器34から
通電モード切換指令が発せられる。この通電モード切換
指令に応答して、通電モードカウンタ23のカウント値
が“2”となる。
When the reference rotational position of the rotor is detected, a comparator 34 issues an energization mode switching command after a lapse of an electrical angle of 30 degrees. In response to this energization mode switching command, the count value of the energization mode counter 23 becomes "2".

【0048】通電モードカウンタ23のカウント値が
“2”になると、相巻線LuからLwにかけての通電
(通電モードB)に切換わる。すなわち、上流側のトラ
ンジスタTu+が連続オンして下流側のトランジスタTw-
が断続オンし、他のトランジスタはオフする。
When the count value of the energization mode counter 23 becomes "2", the energization (energization mode B) from the phase winding Lu to Lw is switched. That is, the transistor Tu + on the upstream side is continuously turned on and the transistor Tw- on the downstream side is turned on.
Turns on and off, and other transistors turn off.

【0049】相巻線Lu,Lwに磁界が生じると、それ
とロータの永久磁石が作る磁界との相互作用によってロ
ータに回転トルクが生じ、ロータが回転を続ける。この
とき、永久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電状
態の1つの相巻線Lvに電圧V1 が誘起する。
When a magnetic field is generated in the phase windings Lu and Lw, a rotational torque is generated in the rotor due to the interaction between the magnetic field generated by the permanent magnets of the rotor and the magnetic field, and the rotor continues to rotate. At this time, the voltage V 1 is induced in one phase winding Lv in the non-energized state by the magnetic action caused by the rotation of the permanent magnet.

【0050】相巻線Lvへの誘起電圧V1 は、比較器8
で基準電圧Voと比較される。誘起電圧V1 のレベルと
基準電圧Voのレベルとが交差して、比較器8の出力信
号の論理レベルが変化したとき、そのときのロータの回
転位置が基準回転位置として検出される。
The induced voltage V 1 to the phase winding Lv is calculated by the comparator 8
Is compared with the reference voltage Vo. When the level of the induced voltage V 1 and the level of the reference voltage Vo intersect and the logical level of the output signal of the comparator 8 changes, the rotational position of the rotor at that time is detected as the reference rotational position.

【0051】ロータの基準回転位置が検出されると、そ
れから電気角30度の期間が経過した後、比較器34から
通電モード切換指令が発せられる。この通電モード切換
指令に応答して、通電モードカウンタ23のカウント値
が“3”となる。
When the reference rotational position of the rotor is detected, a comparator 34 issues an energization mode switching command after a period of 30 electrical degrees has elapsed. In response to this energization mode switching command, the count value of the energization mode counter 23 becomes "3".

【0052】通電モードカウンタ23のカウント値が
“3”になると、相巻線LvからLwにかけての通電
(通電モードC)に切換わる。すなわち、上流側のトラ
ンジスタTv+が断続オンして下流側のトランジスタTw-
が連続オンし、他のトランジスタはオフする。
When the count value of the energization mode counter 23 becomes "3", the energization from the phase windings Lv to Lw (energization mode C) is switched. That is, the transistor Tv + on the upstream side is intermittently turned on and the transistor Tw- on the downstream side is turned on.
Turns on continuously, and other transistors turn off.

【0053】相巻線Lv,Lwに磁界が生じると、それ
とロータの永久磁石が作る磁界との相互作用によってロ
ータに回転トルクが生じ、ロータが回転を続ける。この
とき、永久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電状
態の1つの相巻線Luに電圧V1 が誘起する。
When a magnetic field is generated in the phase windings Lv, Lw, a rotational torque is generated in the rotor due to the interaction between the magnetic field and the magnetic field generated by the permanent magnet of the rotor, and the rotor continues to rotate. At this time, the voltage V 1 is induced in the non-energized one phase winding Lu by the magnetic action caused by the rotation of the permanent magnet.

【0054】相巻線Luへの誘起電圧V1 は、比較器7
で基準電圧Voと比較される。誘起電圧V1 のレベルと
基準電圧Voのレベルとが交差して、比較器7の出力信
号の論理レベルが変化したとき、そのときのロータの回
転位置が基準回転位置として検出される。
The induced voltage V 1 to the phase winding Lu is determined by the comparator 7
Is compared with the reference voltage Vo. When the level of the induced voltage V 1 and the level of the reference voltage Vo intersect and the logical level of the output signal of the comparator 7 changes, the rotational position of the rotor at that time is detected as the reference rotational position.

【0055】以下、同様に、ロータの基準回転位置が検
出されてから電気角30度の期間が経過するごとに、比較
器34から通電モード切換指令が発せられ、それに応答
して通電モードカウンタ23が“1”から“6”までの
カウントを繰り返す。
Similarly, each time the electrical angle of 30 degrees elapses after the reference rotational position of the rotor is detected, the comparator 34 issues an energization mode switching command, and in response thereto, the energization mode counter 23. Repeats counting from "1" to "6".

【0056】通電モードカウンタ23のカウント値が
“4”になると、相巻線Lvから相巻線Luへの通電
(通電モードD)に切換わる。通電モードカウンタ23
のカウント値が“5”になると、相巻線Lwから相巻線
Luへの通電(通電モードE)に切換わる。通電モード
カウンタ23のカウント値が“6”になると、相巻線L
wから相巻線Lvへの通電(通電モードF)に切換わ
る。そして、通電モードカウンタ23のカウント値が
“1”に戻ると、上記した相巻線Luから相巻線Lvへ
の通電(通電モードA)に切換わる。
When the count value of the energization mode counter 23 becomes "4", the energization from the phase winding Lv to the phase winding Lu (energization mode D) is switched. Energization mode counter 23
When the count value of “5” becomes “5”, the current is switched from the phase winding Lw to the phase winding Lu (energization mode E). When the count value of the energization mode counter 23 becomes “6”, the phase winding L
Switching from energization to the phase winding Lv from w (energization mode F). When the count value of the energization mode counter 23 returns to "1", the energization (energization mode A) from the phase winding Lu to the phase winding Lv is switched.

【0057】このように、スイッチング回路4の各トラ
ンジスタの連続オンおよび断続オンの動作が順次に切換
わって、相巻線Lu,Lv,Lwが順次に通電されるこ
とにより、ロータの回転が継続する。
As described above, the continuous ON / intermittent ON operation of each transistor of the switching circuit 4 is sequentially switched, and the phase windings Lu, Lv, Lw are sequentially energized, whereby the rotor continues to rotate. To do.

【0058】また、断続オンするトランジスタのオン,
オフデューティが調節されることにより、ロータの回転
速度つまりブラシレスモータ1の速度が制御される。と
ころで、図4に示すように、通電モードDにおいて相巻
線Lvに流れる相電流は、非通電状態となる通電モード
Eに転流してから減衰する。この減衰する形の相電流が
存在している間、誘起電圧V1 は直流電圧回路3の出力
電圧の零レベルにクランプされる(通電モードBではピ
ークレベルにクランプされる)。相電流が零まで減衰し
た後、誘起電圧V1 が立ち上がる。立ち上がった誘起電
圧V1は下降に変じ、その誘起電圧V1 のレベルと基準
電圧Voのレベルとが比較され、両レベルが交差すると
き、そのタイミングでのロータの回転位置が基準回転位
置として検出される。
Further, the transistor which is turned on and off is turned on,
By adjusting the off-duty, the rotation speed of the rotor, that is, the speed of the brushless motor 1 is controlled. By the way, as shown in FIG. 4, in the energization mode D, the phase current flowing through the phase winding Lv is commutated to the energization mode E in the non-energized state and then attenuated. The induced voltage V 1 is clamped to the zero level of the output voltage of the DC voltage circuit 3 (in the energization mode B, it is clamped to the peak level) while the decaying phase current exists. After the phase current decays to zero, the induced voltage V 1 rises. The induced voltage V 1 that has risen changes to a decrease, the level of the induced voltage V 1 is compared with the level of the reference voltage Vo, and when both levels intersect, the rotational position of the rotor at that timing is detected as the reference rotational position. To be done.

【0059】転流後に相電流が零まで減衰するのにかか
る時間は、転流直前の相電流の値(モータ負荷に依存す
る)、回路のインダクタンス、誘起電圧V1 の大きさ
(回転速度に依存する)、同じ通電モード期間において
断続オンするトランジスタのオン,オフデューティによ
って決まる。すなわち、転流直前の相電流の値が大きい
ほど(モータ負荷が大きい)、回路のインダクタンスが
大きいほど、誘起電圧V1 が小さいほど(回転速度が低
い)、同じ通電モード期間において断続オンするトラン
ジスタのオン,オフデューティが小さいほど(回転速度
が低い)、転流後に相電流が零まで減衰するのにかかる
時間は長くなる。
The time it takes for the phase current to decay to zero after commutation depends on the value of the phase current immediately before commutation (depending on the motor load), the inductance of the circuit, and the magnitude of the induced voltage V 1 (depending on the rotation speed). It depends on the on / off duty of the transistor which is intermittently turned on in the same energization mode period. That is, the larger the value of the phase current immediately before commutation (the larger the motor load), the larger the inductance of the circuit, and the smaller the induced voltage V 1 (the lower the rotation speed), the transistor that is turned on and off in the same energization mode period. The smaller the on / off duty of (lower rotation speed), the longer the time required for the phase current to decay to zero after commutation.

【0060】転流後に相電流が零まで減衰するのにかか
る時間が長いと、図4に破線で示すように、誘起電圧V
1 の立ち上がりレベルが基準電圧Voのレベルに達しな
いうちに下降に変じる事態が生じ、ロータの回転位置検
出ができなくなる。回転位置検出ができないと、ブラシ
レスモータの適正な駆動が継続できなくなる。
If it takes a long time for the phase current to decay to zero after the commutation, as shown by the broken line in FIG.
A situation occurs in which the rising level of 1 changes to decrease before the level of the reference voltage Vo is reached, and the rotational position of the rotor cannot be detected. If the rotational position cannot be detected, the proper drive of the brushless motor cannot be continued.

【0061】そこで、図5に示すように、トランジスタ
の断続オン期間の最後の通電切換の直前の所定期間にお
いて、オン,オフデューティが速度制御用の値とは無関
係に強制的に縮小される。この縮小により、転流直前の
相電流の値が減少する。破線は、オン,オフデューティ
が縮小されない場合の相電流変化を示している。
Therefore, as shown in FIG. 5, the ON / OFF duty is forcibly reduced irrespective of the value for speed control in the predetermined period immediately before the last energization switching of the intermittent ON period of the transistor. This reduction reduces the value of the phase current immediately before commutation. The broken line shows the phase current change when the on / off duty is not reduced.

【0062】転流直前の相電流の値は、転流後に相電流
が零まで減衰するのにかかる時間を左右する一つの要因
である。すなわち、転流直前の相電流の値が減少するこ
とにより、転流後に相電流が零まで減衰するのにかかる
時間が短縮される。
The value of the phase current immediately before commutation is one of the factors that influence the time it takes for the phase current to decay to zero after commutation. That is, since the value of the phase current immediately before the commutation is reduced, the time taken for the phase current to decay to zero after the commutation is shortened.

【0063】こうして、転流後に相電流が零まで減衰す
るのにかかる時間が短縮されることにより、誘起電圧V
1 の立ち上がりレベルは必ず基準電圧Voのレベルを超
えてから下降するようになり、ロータの回転位置検出が
確実に行なわれる。したがって、ブラシレスモータの適
正な駆動が継続される。
Thus, the time required for the phase current to decay to zero after commutation is shortened, so that the induced voltage V
The rising level of 1 always drops after exceeding the level of the reference voltage Vo, so that the rotational position of the rotor is surely detected. Therefore, the proper drive of the brushless motor is continued.

【0064】とくに、モータ負荷が大きい場合や低速度
運転時にも、またインダクタンスの大きいモータであっ
ても、安定した駆動を行なうことができ、運転範囲の拡
大が図れる。
In particular, stable driving can be performed even when the motor load is large, at low speed operation, and even with a motor having a large inductance, and the operating range can be expanded.

【0065】インダクタンスの大きいモータの例とし
て、リアクタンストルクを利用できる突極構造の永久磁
石埋込型ロータを持つモータがあるが、この場合も安定
した駆動を行なうことができる。安定した駆動を行なう
ことができるので、リアクタンストルクの増大が図れる
ことにもなり、モータの運転効率が向上する。
As an example of a motor having a large inductance, there is a motor having a salient-pole-structured permanent-magnet-embedded rotor capable of utilizing a reactance torque, and stable driving can be performed also in this case. Since stable driving can be performed, the reactance torque can be increased, and the operating efficiency of the motor is improved.

【0066】また、上述したデューティ(通電率)を縮
小する制御を駆動電流が所定値以上の高負荷状態であ
り、かつ、回転速度(またはデューティ)が所定値以下
の低速時にのみ動作させるようにしたり、デューティを
縮小する期間の長さを駆動電流の増加や回転速度(また
はデューティ)の低下に伴わせて変更(例えば大きくす
る)してもよい。
Further, the control for reducing the above-mentioned duty (conductivity) is operated only when the drive current is in a high load state of a predetermined value or more and the rotation speed (or duty) is a low speed of a predetermined value or less. Alternatively, the length of the period for reducing the duty may be changed (for example, increased) in accordance with the increase of the drive current and the decrease of the rotation speed (or duty).

【0067】このようにすることで、PWMのデューテ
ィの変化割合を安定駆動が可能な最小限度に調整でき、
PWMデューティ変更による一周期内のトルク変動を最
小にすることができる。
By doing so, it is possible to adjust the change rate of the PWM duty to the minimum level for stable driving,
It is possible to minimize the torque fluctuation within one cycle due to the PWM duty change.

【0068】次に、この発明の第2実施例について説明
する。制御部10の機能手段として、第1実施例の
[1]〜[5]に加え次の[6]が加えられる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As the functional means of the control unit 10, the following [6] is added in addition to [1] to [5] of the first embodiment.

【0069】[6]速度制御手段で調節されるオン,オ
フデューティを断続オン期間の最初の所定期間において
強制的に拡大するデューティ制御手段。制御部10の具
体的な構成である制御回路22は、調節したオン,オフ
デューティを断続オン期間の最後の所定期間において強
制的に縮小するとともに、調節したオン,オフデューテ
ィを断続オン期間の最初の所定期間において強制的に拡
大する機能を有する。
[6] Duty control means for forcibly expanding the on / off duty adjusted by the speed control means in the first predetermined period of the intermittent on period. The control circuit 22, which is a specific configuration of the control unit 10, forcibly reduces the adjusted on / off duty in the final predetermined period of the intermittent on-period, and adjusts the adjusted on / off duty to the beginning of the intermittent on-period. Has the function of forcibly expanding during the prescribed period.

【0070】他の構成は第1実施例と同じである。この
ような構成によれば、図6に示すように、トランジスタ
の断続オン期間の最後の所定期間において、オン,オフ
デューティが速度制御用の値とは無関係に強制的に縮小
される。この縮小により、転流直前の相電流の値が減少
し、転流後に相電流が零まで減衰するのにかかる時間が
短縮される。ここまでは第1実施例と同じである。
The other structure is the same as that of the first embodiment. According to such a configuration, as shown in FIG. 6, the on / off duty is forcibly reduced irrespective of the value for speed control in the final predetermined period of the intermittent on period of the transistor. This reduction reduces the value of the phase current immediately before commutation and reduces the time it takes for the phase current to decay to zero after commutation. The process up to this point is the same as in the first embodiment.

【0071】さらに、トランジスタの断続オン期間の最
初の所定期間において、オン,オフデューティが速度制
御用の値とは無関係に強制的に拡大される。相電流が減
衰する様子を時間を拡大して示したのが図7である。断
続オンするトランジスタのオン期間では相電流の減衰の
傾きが大きくなり(減衰が速くなる)、オフ期間では相
電流の減衰の傾きが緩やかになる(減衰が遅くなる)。
Further, in the first predetermined period of the intermittent ON period of the transistor, the ON / OFF duty is forcibly expanded irrespective of the value for speed control. FIG. 7 shows a state in which the phase current is attenuated with time expanded. During the on period of the transistor that is intermittently turned on, the slope of the attenuation of the phase current increases (decays faster), and during the off period, the slope of the attenuation of the phase current decreases (decays slower).

【0072】したがって、オン,オフデューティが拡大
されることにより、つまりオン期間の割合が増えること
により、転流後に相電流が零まで減衰するのにかかる時
間が短縮される。図6の破線は、オン,オフデューティ
が縮小されない場合の相電流変化を示している。
Therefore, by increasing the on / off duty, that is, by increasing the ratio of the on period, the time taken for the phase current to decay to zero after commutation is shortened. The broken line in FIG. 6 shows the phase current change when the on / off duty is not reduced.

【0073】ここで、断続オンするトランジスタのオン
時とオフ時の相電流の減衰の仕方の違いについて図8お
よび図9により説明する。図8は、通電モードBにおい
て各相巻線に生じる電圧eu ,ev ,ew と各相電流の
関係を示したもので、トランジスタTu+が連続オン動
作、トランジスタTw-が断続オン動作、トランジスタT
v+がオフの状態にある。図9は、電圧eu,ev ,ew
の通電モードA,Bにおける波形を示している。
Here, the difference in the manner of attenuating the phase current when the transistor that is turned on and off is turned on and off will be described with reference to FIGS. 8 and 9. 8, voltage e u generated in each phase winding in the energized mode B, e v, shows the relationship between e w and phase currents, the transistors Tu + continuous ON operation, the transistors Tw- intermittently turned on, Transistor T
v + is off. FIG. 9 shows the voltages eu , ev , ew.
The waveforms in the energization modes A and B are shown.

【0074】通電モードBにおいて、断続オン動作する
トランジスタTw-のオン時、非通電相である相巻線Lv
には直流電圧回路3の出力電圧Eと相電圧eu ,ev
wとの関係によって定まる電圧E1 が印加される。ト
ランジスタTw-のオフ時、非通電相である相巻線Lvに
は、V相電流の方向と反対の極性を持つ相電圧ev のみ
が生じる。
In the energization mode B, the phase winding Lv which is a non-energized phase when the transistor Tw- which is intermittently turned on is turned on.
The output voltage E of the DC voltage circuit 3 and the phase voltages eu , ev ,
A voltage E 1 determined by the relationship with e w is applied. When the transistor Tw- is off, only the phase voltage e v having the opposite polarity to the direction of the V-phase current is generated in the phase winding Lv which is the non-conduction phase.

【0075】トランジスタTw-がオンしたときに相巻線
Lvに加わる電圧E1 のレベルと、トランジスタTw-が
オフしたときに相巻線Lvに生じる電圧ev のレベルと
の関係は、E1 >ev である。したがって、V相電流の
減衰の傾きは、オン時の方がオフ時よりも大きくなる
(減衰が速くなる)。
[0075] The relationship between the transistor Tw- the level of the voltage E 1 applied to the phase winding Lv when turned on, the level of the voltage e v occurring in the phase winding Lv when the transistor Tw- is turned off, E 1 > the e v. Therefore, the slope of the attenuation of the V-phase current is larger when the switch is on (decreases faster) than when the switch is off.

【0076】このように、トランジスタの断続オン期間
の最初の所定期間においてオン,オフデューティを縮小
し、しかも断続オン期間の最後の所定期間においてオ
ン,オフデューティを拡大する二段構えの制御を採用す
ることにより、転流後に相電流が零まで減衰するのにか
かる時間は第1実施例の場合よりもさらに短縮される。
したがって、ロータの回転位置検出の確実性が向上し、
ひいてはモータ駆動の信頼性が向上する。
As described above, the two-stage control is adopted in which the ON / OFF duty is reduced in the first predetermined period of the intermittent ON period of the transistor and the ON / OFF duty is expanded in the final predetermined period of the intermittent ON period. By doing so, the time taken for the phase current to decay to zero after commutation is further shortened as compared with the case of the first embodiment.
Therefore, the reliability of rotor rotational position detection is improved,
As a result, the reliability of motor drive is improved.

【0077】また、上述したデューティ(通電率)を縮
小および拡大する制御を駆動電流が所定値以上の高負荷
状態であり、かつ、回転速度(またはデューティ)が所
定値以下の低速時にのみ動作させるようにしたり、デュ
ーティを縮小する期間や拡大する期間の長さを駆動電流
の増加や回転速度(またはデューティ)の低下に伴わせ
て適宜変更(例えば大きくする)してもよい。
Further, the control for reducing and expanding the above-mentioned duty (conductivity) is operated only when the drive current is in a high load state of a predetermined value or more and the rotation speed (or duty) is a low speed of a predetermined value or less. Alternatively, the length of the period in which the duty is reduced or the period in which the duty is increased may be appropriately changed (for example, increased) as the drive current increases and the rotation speed (or duty) decreases.

【0078】このようにすることで、PWMのデューテ
ィの変化割合を安定駆動が可能な最小限度に調整でき、
PWMデューティ変更による一周期内のトルク変動を最
小にすることができる。
By doing so, the change rate of the PWM duty can be adjusted to the minimum level for stable driving,
It is possible to minimize the torque fluctuation within one cycle due to the PWM duty change.

【0079】上述してきた第1実施例および第2実施例
に示すブラシレスモータの駆動制御装置により、圧縮
機、凝縮器、減圧器、蒸発器を接続した冷凍サイクルを
有する空気調和機のような冷凍サイクル装置の圧縮機の
駆動用ブラシレスモータを制御しても良く、この場合に
は冷凍サイクルの高負荷時の安定駆動が可能であり、信
頼性を高めることができる。
By the drive control device of the brushless motor shown in the first and second embodiments described above, refrigeration such as an air conditioner having a refrigeration cycle in which a compressor, a condenser, a pressure reducer and an evaporator are connected. The brushless motor for driving the compressor of the cycle device may be controlled. In this case, stable driving can be performed when the refrigeration cycle has a high load, and reliability can be improved.

【0080】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能
であり、凝縮器や蒸発器と対向配置されるブラシレスモ
ータファンにも適用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the scope of the invention, and can be applied to a brushless motor fan arranged opposite to a condenser or an evaporator. You can

【0081】[0081]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば
ータの回転位置検出を確実に行なってブラシレスモータ
の適正な駆動を継続できる信頼性にすぐれたブラシレス
モータの駆動制御装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable drive control device for a brushless motor which can reliably detect the rotational position of the rotor and continue the proper drive of the brushless motor.

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

【図1】この発明の各実施例の制御回路のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a control circuit according to each embodiment of the present invention.

【図2】図1における制御部の具体的な構成を示すブロ
ック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of a control unit in FIG.

【図3】各実施例の通電モードとトランジスタの動作パ
ターンとの関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an energization mode and an operation pattern of a transistor in each example.

【図4】各実施例の各相巻線に生じる電圧および電流の
波形を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing waveforms of voltage and current generated in each phase winding of each example.

【図5】第1実施例の各トランジスタの動作と相電流の
関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the operation of each transistor and the phase current of the first embodiment.

【図6】第2実施例の各トランジスタの動作と相電流の
関係を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the operation of each transistor of the second embodiment and the phase current.

【図7】各実施例における相電流の減衰の様子を時間を
拡大して示す図。
FIG. 7 is a diagram showing the state of attenuation of the phase current in each example with time enlarged.

【図8】各実施例の各相巻線に生じる電圧と電流の関係
を説明するための図。
FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between voltage and current generated in each phase winding of each embodiment.

【図9】各実施例の各相巻線に生じる電圧の波形を示す
図。
FIG. 9 is a diagram showing a waveform of a voltage generated in each phase winding of each example.

【図10】従来装置の相電流の波形を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a waveform of a phase current of a conventional device.

【符号の説明】 1…ブラシレスモータ 3…直流電圧回路 4…スイッチング回路 7,8,9…比較器 10…制御部[Explanation of symbols] 1 ... Brushless motor 3 ... DC voltage circuit 4 ... Switching circuit 7, 8, 9 ... Comparator 10 ... Control unit

───────────────────────────────────────────────────── 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 F04B 49/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/18 F04B 49/06

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ステータおよびロータを有するブラシレ
スモータに対し、ロータの回転位置を検出し、この検出
位置に応じてステータの各相巻線に対する通電を順次に
切換えてモータ駆動を行なうとともに、各相巻線に対す
る通電率を調節して速度制御を行なうブラシレスモータ
の駆動制御装置において、 前記各相巻線に対する通電率を前記通電切換の直前の所
定期間において強制的に縮小する制御手段と、 前記各相巻線に対する前記通電率を前記通電切換の直後
の所定期間において強制的に拡大する制御手段と、 を具備したことを特徴とするブラシレスモータの駆動制
御装置。
1. For a brushless motor having a stator and a rotor, the rotational position of the rotor is detected, and the energization to each phase winding of the stator is sequentially switched according to the detected position to drive the motor and each phase. A drive control device for a brushless motor that controls a speed by adjusting a duty ratio of a winding, and a control unit that forcibly reduces the duty ratio of each phase winding in a predetermined period immediately before the switching of the energization. A drive control device for a brushless motor, comprising: a control unit for forcibly increasing the energization rate to the phase winding for a predetermined period immediately after the energization switching.
【請求項2】 複数の相巻線を有するステータと磁石を
有するロータとから成るブラシレスモータの駆動制御装
置において、 一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係
に直列接続された直列回路を複数有し、これら直列回路
の各スイッチング素子の相互接続点が前記各相巻線に接
続されたスイッチング回路と、 このスイッチング回路の各直列回路に印加するための直
流電圧を出力する直流電圧回路と、 前記スイッチング回路の1つの直列回路の上流側スイッ
チング素子および別の1つの直列回路の下流側スイッチ
ング素子のうち、一方を連続オンして他方を断続オン
し、かつこの連続オンおよび断続オンするスイッチング
素子を順次に切換えることにより前記各相巻線に対する
通電を順次に切換える駆動制御手段と、 前記各相巻線のうち非通電状態の相巻線に生じる誘起電
圧の変化から前記ロータの回転位置を検出する検出手段
と、 この検出手段の検出位置に応じて、前記駆動制御手段に
よる通電切換のタイミングを制御する通電切換制御手段
と、 前記断続オンするスイッチング素子のオン,オフデュー
ティを調節して前記ブラシレスモータの速度を制御する
速度制御手段と、 この速度制御手段で調節されるオン,オフデューティを
断続オン期間の最後の所定期間において強制的に縮小す
るデューティ制御手段と、 前記速度制御手段で調節されるオン,オフデューティを
断続オン期間の最初の所定期間において強制的に拡大す
るデューティ制御手段と、 を具備したことを特徴とするブラシレスモータの駆動制
御装置。
2. A drive control device for a brushless motor comprising a stator having a plurality of phase windings and a rotor having a magnet, in which a pair of switching elements are connected in series in a relation of upstream side and downstream side of current. And a switching circuit in which the interconnection points of the switching elements of these series circuits are connected to the phase windings, and a DC voltage circuit that outputs a DC voltage to be applied to each series circuit of the switching circuit. And one of the upstream side switching element of one series circuit of the switching circuit and the downstream side switching element of another series circuit, one of which is continuously turned on and the other of which is intermittently turned on, and the continuous on and intermittently turned on. Drive control means for sequentially switching the energization to each phase winding by sequentially switching the switching elements; Detection means for detecting the rotational position of the rotor from the change in the induced voltage generated in the phase winding in the non-energized state of the line, and controlling the timing of energization switching by the drive control means according to the detected position of the detection means. Control means for controlling energization switching, speed control means for controlling the speed of the brushless motor by adjusting the on / off duty of the switching element that is intermittently turned on, and the on / off duty adjusted by the speed control means for intermittent on A duty control means for forcibly reducing in the last predetermined period of the period, and a duty control means for forcibly increasing the on / off duty adjusted by the speed control means in the first predetermined period of the intermittent on period. A drive control device for a brushless motor, comprising:
【請求項3】 請求項2に記載のブラシレスモータの駆
動制御装置において、 前記検出手段は、非通電状態の相巻線に生じる誘起電圧
のレベルとあらかじめ定められた基準電圧のレベルとを
比較し、両レベルが交差するとき、前記ロータの回転位
置を基準回転位置として検出することを特徴とするブラ
シレスモータの駆動制御装置。
3. The drive control device for a brushless motor according to claim 2, wherein the detection means compares the level of the induced voltage generated in the phase winding in the non-energized state with the level of a predetermined reference voltage. A drive control device for a brushless motor, wherein the rotational position of the rotor is detected as a reference rotational position when both levels intersect.
【請求項4】 請求項1に記載のブラシレスモータの駆
動制御装置において、 前記制御手段は、回転速度またはデューティが所定値以
下の低速で、かつ駆動電流が所定値以上の高負荷時に動
作することを特徴とするブラシレスモータの駆動制御装
置。
4. The drive control device for a brushless motor according to claim 1, wherein the control means operates at a low speed in which a rotation speed or a duty is a predetermined value or less and a high load in which a drive current is a predetermined value or more. A drive control device for a brushless motor.
【請求項5】 請求項1に記載のブラシレスモータの駆
動制御装置において、 前記制御手段は、駆動電流の増加に伴い、通電率の縮小
期間の長さを変更することを特徴とするブラシレスモー
タの駆動制御装置。
5. The brushless motor drive control device according to claim 1, wherein the control means changes the length of the reduction period of the duty ratio as the drive current increases. Drive controller.
【請求項6】 請求項1に記載のブラシレスモータの駆
動制御装置において、 前記制御手段は、駆動電流の増加に伴い、通電率の拡大
期間の長さを変更することを特徴とするブラシレスモー
タの駆動制御装置。
6. The drive control device for a brushless motor according to claim 1, wherein the control means changes the length of the energization rate expansion period as the drive current increases. Drive controller.
【請求項7】 請求項1に記載のブラシレスモータの駆
動制御装置において、 前記制御手段は、回転速度またはデューティの低下に伴
い、通電率の縮小期間の長さを変更することを特徴とす
るブラシレスモータの駆動制御装置。
7. The brushless motor drive control device according to claim 1, wherein the control means changes the length of the reduction period of the energization rate as the rotation speed or the duty decreases. Motor drive control device.
【請求項8】 請求項1に記載のブラシレスモータの駆
動制御装置において、 前記制御手段は、回転速度またはデューティの低下に伴
い、通電率の拡大期間の長さを変更することを特徴とす
るブラシレスモータの駆動制御装置。
8. The brushless motor drive control device according to claim 1, wherein the control unit changes the length of the energization period with a decrease in rotation speed or duty. Motor drive control device.
【請求項9】 請求項1に記載のブラシレスモータの駆
動制御装置において、 前記駆動制御装置により圧縮機の駆動用ブラシレスモー
タを制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
9. A drive for a brushless motor according to claim 1.
In a dynamic control device, the drive control device controls a brushless motor for driving a compressor.
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