JP3509919B2 - ブラシレスｄｃモータ始動方法及び装置 - Google Patents
ブラシレスｄｃモータ始動方法及び装置Info
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- JP3509919B2 JP3509919B2 JP04278994A JP4278994A JP3509919B2 JP 3509919 B2 JP3509919 B2 JP 3509919B2 JP 04278994 A JP04278994 A JP 04278994A JP 4278994 A JP4278994 A JP 4278994A JP 3509919 B2 JP3509919 B2 JP 3509919B2
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- Japan
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- rotor
- signal
- coils
- rotational speed
- predetermined
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大略、ブラシレス・セ
ンサレスＤＣモータに関するものであって、更に詳細に
は、モータを動作回転速度へ加速する前にモータのステ
ータに関してモータのロータを整合させる方法及び装置
に関するものである。
ンサレスＤＣモータに関するものであって、更に詳細に
は、モータを動作回転速度へ加速する前にモータのステ
ータに関してモータのロータを整合させる方法及び装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ブラシレス・センサレスＤＣモータは、
しばしば、「アライン・アンド・ゴー（ａｌｉｇｎ ａ
ｎｄ ｇｏ）」技術を使用して始動される。アライン即
ち整合ステップ期間中において、モータのロータはステ
ータと相対的に既知の位置へ回転される。その後に、ロ
ータは所定の回転速度へ加速され且つ所望の回転速度で
回転すべく制御される。
しばしば、「アライン・アンド・ゴー（ａｌｉｇｎ ａ
ｎｄ ｇｏ）」技術を使用して始動される。アライン即
ち整合ステップ期間中において、モータのロータはステ
ータと相対的に既知の位置へ回転される。その後に、ロ
ータは所定の回転速度へ加速され且つ所望の回転速度で
回転すべく制御される。
【０００３】このタイプの従来のモータは、「Ｙ」形態
に配設された３個の駆動コイルを有するステータを具備
しており、各コイルは図１に示した如く互いに１２０°
位相が分離されるように配設されている。ステータに関
してロータをアライン即ち整合させるためには、これら
３つのコイルのうちの２つのコイル（例えばＡ及びＢ）
を介して電流を流し、一方残りの端子（例えば、Ｃ）は
中央タップ（例えば、Ｔ）に関して開回路状態とさせ
る。これら２つのコイルへ印加された電流の影響下にお
いて、これら２つの付勢されたコイルにおける電流によ
って発生される磁束が最大となる回転位置へロータが回
転する。ロータの正確な回転運動は駆動電流及びロータ
の慣性及び減衰特性に依存するが、所定の最悪の安定時
間期間の後は、ロータは選択され且つ付勢されたコイル
に基づいてアライン即ち整合される。
に配設された３個の駆動コイルを有するステータを具備
しており、各コイルは図１に示した如く互いに１２０°
位相が分離されるように配設されている。ステータに関
してロータをアライン即ち整合させるためには、これら
３つのコイルのうちの２つのコイル（例えばＡ及びＢ）
を介して電流を流し、一方残りの端子（例えば、Ｃ）は
中央タップ（例えば、Ｔ）に関して開回路状態とさせ
る。これら２つのコイルへ印加された電流の影響下にお
いて、これら２つの付勢されたコイルにおける電流によ
って発生される磁束が最大となる回転位置へロータが回
転する。ロータの正確な回転運動は駆動電流及びロータ
の慣性及び減衰特性に依存するが、所定の最悪の安定時
間期間の後は、ロータは選択され且つ付勢されたコイル
に基づいてアライン即ち整合される。
【０００４】この技術は、理想的な摩擦のないモータに
対して適用される場合には充分なものである。然しなが
ら、現実的なモータでは摩擦が存在しており、即ち減衰
特性の一部となる動的摩擦及び通常動的摩擦よりも大き
く且つ印加されるトルクが小さい場合にはロータが全く
運動することを阻止する場合のある静止摩擦がある。通
常、モータのロータへ印加されるトルクは、付勢される
コイルに関してのロータ角度に依存する。トルクが静止
摩擦に打ち勝つのに充分なものでない場合には、ロータ
は適切なアライン即ち整合を行なうことはない。
対して適用される場合には充分なものである。然しなが
ら、現実的なモータでは摩擦が存在しており、即ち減衰
特性の一部となる動的摩擦及び通常動的摩擦よりも大き
く且つ印加されるトルクが小さい場合にはロータが全く
運動することを阻止する場合のある静止摩擦がある。通
常、モータのロータへ印加されるトルクは、付勢される
コイルに関してのロータ角度に依存する。トルクが静止
摩擦に打ち勝つのに充分なものでない場合には、ロータ
は適切なアライン即ち整合を行なうことはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、上述した如き従来技術における欠点を解消する
ことであり、特に、モータのロータのアライメント即ち
整合の精度及び速度を改善することである。
ころは、上述した如き従来技術における欠点を解消する
ことであり、特に、モータのロータのアライメント即ち
整合の精度及び速度を改善することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ブラシ
レス・センサレスＤＣモータのロータを整合させる方法
が提供され、該方法は、第一組のコイルを付勢させ、前
記ロータが充分な回転速度で回転しているか否かを表わ
す信号を発生し、且つ、前記ロータが充分な回転速度で
回転していなかったことを前記信号が表わす場合には、
第二組のコイルを付勢させる上記各ステップを有してい
る。モータは少なくとも２個のコイルを具備するステー
タを有しており、これらのコイルからなる複数個の組が
モータへ接続されている電源によって選択的に付勢させ
ることが可能である。付勢ステップは、前記少なくとも
２個のコイルのうちの第一組のコイルを付勢させる。信
号発生ステップは、前記第一組のコイルが付勢された場
合に前記ロータが充分な回転速度で回転していたか否か
を表わす信号を発生する。前記信号が、前記ロータが充
分な回転速度で回転していなかったことを表わす場合に
は、本方法は、前記少なくとも２個のコイルからなる前
記第二組のコイルを付勢させる前に、前記電源と前記モ
ータとの間の接続をコミュテーションさせるステップを
有している。したがって、ロータが充分な回転速度で回
転していなかったことを前記信号が表わす場合にのみ前
記第二組のコイルが付勢される。
レス・センサレスＤＣモータのロータを整合させる方法
が提供され、該方法は、第一組のコイルを付勢させ、前
記ロータが充分な回転速度で回転しているか否かを表わ
す信号を発生し、且つ、前記ロータが充分な回転速度で
回転していなかったことを前記信号が表わす場合には、
第二組のコイルを付勢させる上記各ステップを有してい
る。モータは少なくとも２個のコイルを具備するステー
タを有しており、これらのコイルからなる複数個の組が
モータへ接続されている電源によって選択的に付勢させ
ることが可能である。付勢ステップは、前記少なくとも
２個のコイルのうちの第一組のコイルを付勢させる。信
号発生ステップは、前記第一組のコイルが付勢された場
合に前記ロータが充分な回転速度で回転していたか否か
を表わす信号を発生する。前記信号が、前記ロータが充
分な回転速度で回転していなかったことを表わす場合に
は、本方法は、前記少なくとも２個のコイルからなる前
記第二組のコイルを付勢させる前に、前記電源と前記モ
ータとの間の接続をコミュテーションさせるステップを
有している。したがって、ロータが充分な回転速度で回
転していなかったことを前記信号が表わす場合にのみ前
記第二組のコイルが付勢される。
【０００７】本発明の別の側面によれば、ブラシレス・
センサレスＤＣモータのロータのアライメントを制御す
る装置が提供され、該モータは少なくとも２個のコイル
を具備するステータを有しており、前記複数個のコイル
からなる複数個の組がモータへ接続されている電源によ
って選択的に付勢される。ロータのアライメントを制御
する本装置は、前記少なくとも２個のコイルのうちの第
一組のコイルを付勢させる回路と、前記第一組のコイル
が付勢されたことに起因して前記ロータが回転されたか
否かを表わす信号を発生させる回路と、前記ロータが回
転されなかったことを前記信号が表わす場合には前記少
なくとも２個のコイルからなる第二コイルを付勢させる
回路を有している。
センサレスＤＣモータのロータのアライメントを制御す
る装置が提供され、該モータは少なくとも２個のコイル
を具備するステータを有しており、前記複数個のコイル
からなる複数個の組がモータへ接続されている電源によ
って選択的に付勢される。ロータのアライメントを制御
する本装置は、前記少なくとも２個のコイルのうちの第
一組のコイルを付勢させる回路と、前記第一組のコイル
が付勢されたことに起因して前記ロータが回転されたか
否かを表わす信号を発生させる回路と、前記ロータが回
転されなかったことを前記信号が表わす場合には前記少
なくとも２個のコイルからなる第二コイルを付勢させる
回路を有している。
【０００８】
【実施例】静止摩擦又はその他の原因に起因してミスア
ライメント即ち不整合を解消するために、２段アライメ
ントプロセスを使用する二重のアライン・スタートアッ
プ技術を使用することが可能である。第一段階では少な
くとも１個のコイルからなる第一組へ所定の時間の間駆
動電流を印加することにより第一回転位置へロータを整
合させる。第二段階は第一段階の後に実行されるもので
あるが、第二段階においては、少なくとも１個のコイル
からなる第二組へ所定の安定化時間の間駆動電流を印加
することによって第一回転位置から典型的に１２０°変
位した第二回転位置へロータを整合させる。
ライメント即ち不整合を解消するために、２段アライメ
ントプロセスを使用する二重のアライン・スタートアッ
プ技術を使用することが可能である。第一段階では少な
くとも１個のコイルからなる第一組へ所定の時間の間駆
動電流を印加することにより第一回転位置へロータを整
合させる。第二段階は第一段階の後に実行されるもので
あるが、第二段階においては、少なくとも１個のコイル
からなる第二組へ所定の安定化時間の間駆動電流を印加
することによって第一回転位置から典型的に１２０°変
位した第二回転位置へロータを整合させる。
【０００９】第一段階ではロータをアライメント即ち整
合状態とさせるために回転を行なわせる。然しながら、
ロータが第一段階において移動される限り、ロータが整
合されることは必要ではない。
合状態とさせるために回転を行なわせる。然しながら、
ロータが第一段階において移動される限り、ロータが整
合されることは必要ではない。
【００１０】第二段階は、ロータが第二回転位置へ整合
されることを確保する。何故ならば、第一及び第二回転
位置は、ロータが第一回転位置近くに整合された場合に
第二段階トルクが静止摩擦に打ち勝つのに充分な角度だ
け分離されているからである。従って、これら２つの段
階の付勢時間の和に等しい時間期間でロータは正確に整
合状態とされる。然しながら、より高速のアライメント
を提供することが望ましい。
されることを確保する。何故ならば、第一及び第二回転
位置は、ロータが第一回転位置近くに整合された場合に
第二段階トルクが静止摩擦に打ち勝つのに充分な角度だ
け分離されているからである。従って、これら２つの段
階の付勢時間の和に等しい時間期間でロータは正確に整
合状態とされる。然しながら、より高速のアライメント
を提供することが望ましい。
【００１１】図１において、ステータ１０はコイルＡ，
Ｂ，Ｃ及びセンタタップＴに対するリードを与えるセン
タタップ型「Ｙ」形態に配列した２つのコイルを有して
いる。第一付勢時間において、電源１２がコミュテーシ
ョン選択手段即ちスイッチ１４を介してステータ１０内
の少なくとも１個のコイル（ここでは、２個のコイルＡ
及びＢ）からなる第一組へ選択的に電圧を印加させる。
同時的に、差動増幅器１６がセンタタップＴとコイルＣ
の開回路端部との間に発生される逆起電力を検知し信号
ＳＩＧを発生する。信号ＳＩＧは、回転角度及び回転速
度の関数としてほぼ正弦波的に変化する（図２における
波形２０２参照）。
Ｂ，Ｃ及びセンタタップＴに対するリードを与えるセン
タタップ型「Ｙ」形態に配列した２つのコイルを有して
いる。第一付勢時間において、電源１２がコミュテーシ
ョン選択手段即ちスイッチ１４を介してステータ１０内
の少なくとも１個のコイル（ここでは、２個のコイルＡ
及びＢ）からなる第一組へ選択的に電圧を印加させる。
同時的に、差動増幅器１６がセンタタップＴとコイルＣ
の開回路端部との間に発生される逆起電力を検知し信号
ＳＩＧを発生する。信号ＳＩＧは、回転角度及び回転速
度の関数としてほぼ正弦波的に変化する（図２における
波形２０２参照）。
【００１２】図４は３コイルステータの第二の好適実施
例を示している。図４において、ステータ１０はセンタ
タップ型Ｙ形態に配列した３個のコイルＡ，Ｂ，Ｃを有
している。少なくとも１個のコイルからなる第一組は、
センタタップＴを介して電源１２へ接続されるこれらの
コイルのうちの１つ、例えば、コイルＡを有している。
他の２つのコイル、例えばコイルＢ及びＣは、各々、差
動増幅器１６の入力の１つへ接続されており信号ＳＩＧ
を発生する。従って、少なくとも１個のコイルからなる
第二組は、コイルＡに対してコイルＢ及びＣのうちの一
方をスイッチングさせることを包含することが可能であ
り、且つその逆も又真である。一方、コイルＢ及びＣの
両方は、コイルＡ及びセンタタップＴの両方と共にスイ
ッチさせることが可能である。
例を示している。図４において、ステータ１０はセンタ
タップ型Ｙ形態に配列した３個のコイルＡ，Ｂ，Ｃを有
している。少なくとも１個のコイルからなる第一組は、
センタタップＴを介して電源１２へ接続されるこれらの
コイルのうちの１つ、例えば、コイルＡを有している。
他の２つのコイル、例えばコイルＢ及びＣは、各々、差
動増幅器１６の入力の１つへ接続されており信号ＳＩＧ
を発生する。従って、少なくとも１個のコイルからなる
第二組は、コイルＡに対してコイルＢ及びＣのうちの一
方をスイッチングさせることを包含することが可能であ
り、且つその逆も又真である。一方、コイルＢ及びＣの
両方は、コイルＡ及びセンタタップＴの両方と共にスイ
ッチさせることが可能である。
【００１３】理解すべきことであるが、図１に示した第
一好適実施例及び図４に示した第二好適実施例は４個又
はそれ以上のコイルを有するステータに対して適合させ
ることが可能であることは勿論である。更に注意すべき
ことであるが、電源１２は極性の如何に拘らず複数組の
コイルへ接続させることが可能である。即ち、図１にお
いて、本発明の動作に影響を与えることなしに電源１２
の極性を逆にすることが可能である。同様に、電源の対
応する端子にしたがって、図１におけるコイルＡ又はＢ
のいずれか、又は図４におけるタップＴを接地へ接続さ
せることも可能である。
一好適実施例及び図４に示した第二好適実施例は４個又
はそれ以上のコイルを有するステータに対して適合させ
ることが可能であることは勿論である。更に注意すべき
ことであるが、電源１２は極性の如何に拘らず複数組の
コイルへ接続させることが可能である。即ち、図１にお
いて、本発明の動作に影響を与えることなしに電源１２
の極性を逆にすることが可能である。同様に、電源の対
応する端子にしたがって、図１におけるコイルＡ又はＢ
のいずれか、又は図４におけるタップＴを接地へ接続さ
せることも可能である。
【００１４】図２において、逆起電力が回転位置角度の
関数として示されている。曲線２０２は、ロータが高速
度で回転する場合に発生する逆起電力を表わしており、
曲線２０４は曲線２０２に対応する回転速度よりも遅い
回転速度でロータが回転する場合のロータ角度の関数と
しての逆起電力を表わしている。良好なるアライメント
即ち整合状態を確保するのに充分なロータの回転速度が
存在する場合には、ロータは曲線２０２に対応する回転
速度で運動する。良好なアライメントを確保するのに充
分な回転トルクが存在しない場合には、ロータは回転す
ることがないか又は曲線２０４に対応する回転速度で回
転する。システム電気ノイズマージンを与え、且つ充分
な回転速度と不十分な回転速度との間の区別を行なうた
めに、図２において示した如くスレッシュホールド２０
０Ｐ及び２００Ｍを使用する。理解すべきことである
が、スレッシュホールド２００Ｐ及び２００Ｍが主に電
気ノイズの考慮によって定義されるように小さなトルク
に応答すべくモータを設計することが可能である。
関数として示されている。曲線２０２は、ロータが高速
度で回転する場合に発生する逆起電力を表わしており、
曲線２０４は曲線２０２に対応する回転速度よりも遅い
回転速度でロータが回転する場合のロータ角度の関数と
しての逆起電力を表わしている。良好なるアライメント
即ち整合状態を確保するのに充分なロータの回転速度が
存在する場合には、ロータは曲線２０２に対応する回転
速度で運動する。良好なアライメントを確保するのに充
分な回転トルクが存在しない場合には、ロータは回転す
ることがないか又は曲線２０４に対応する回転速度で回
転する。システム電気ノイズマージンを与え、且つ充分
な回転速度と不十分な回転速度との間の区別を行なうた
めに、図２において示した如くスレッシュホールド２０
０Ｐ及び２００Ｍを使用する。理解すべきことである
が、スレッシュホールド２００Ｐ及び２００Ｍが主に電
気ノイズの考慮によって定義されるように小さなトルク
に応答すべくモータを設計することが可能である。
【００１５】図１において、信号ＳＩＧは比較器１０２
の＋入力へ印加され且つ比較器１０４の−入力へ印加さ
れる。基準回路１０６の＋スレッシュホールドが比較器
１０２の−入力へ印加され且つ基準回路１０６の−スレ
ッシュホールドが比較器１０４の＋入力へ印加される。
正向信号ＳＩＧが基準回路１０６の＋スレッシュホール
ドよりも大きくなると、比較器１０２は信号Ｐ上に論理
高レベルを発生させる。負向信号ＳＩＧが基準回路１０
６の−スレッシュホールドよりも小さくなると、比較器
１０４は信号Ｎ上に論理高レベルを発生する。スレッシ
ュホールド２００Ｐ及び２００Ｍに対して信号テストを
与えるためにその他の回路を構成することも可能である
ことは勿論である。
の＋入力へ印加され且つ比較器１０４の−入力へ印加さ
れる。基準回路１０６の＋スレッシュホールドが比較器
１０２の−入力へ印加され且つ基準回路１０６の−スレ
ッシュホールドが比較器１０４の＋入力へ印加される。
正向信号ＳＩＧが基準回路１０６の＋スレッシュホール
ドよりも大きくなると、比較器１０２は信号Ｐ上に論理
高レベルを発生させる。負向信号ＳＩＧが基準回路１０
６の−スレッシュホールドよりも小さくなると、比較器
１０４は信号Ｎ上に論理高レベルを発生する。スレッシ
ュホールド２００Ｐ及び２００Ｍに対して信号テストを
与えるためにその他の回路を構成することも可能である
ことは勿論である。
【００１６】図２において、曲線２０２はゼロ交差ＺＣ
１で開始し且つ第二のゼロ交差ＺＣ２へ継続し且つそこ
から第三のゼロ交差ＺＣ３へ継続している。曲線２０２
（信号ＳＩＧを表わしている）がゼロ交差ＺＣ１から増
加すると、それは、＋スレッシュホールド２００Ｐの値
に依存して、ゼロ交差ＺＣ１の多少後の角度位置におい
てスレッシュホールド２００Ｐを交差する。曲線２０２
が＋スレッシュホールド２００Ｐを交差すると、信号Ｐ
が論理低状態から論理高状態へ変化し、ゼロ交差ＺＣ２
のすぐ前の角度位置において曲線２０２が再度＋スレッ
シュホールド２００Ｐを交差して図２に示した信号Ｐを
発生するまで、その状態が維持される。同様の態様で、
信号Ｎは、曲線２０２が−スレッシュホールド２００Ｍ
よりも一層負の状態になる場合に、論理低状態から論理
高状態へ変化し、且つゼロ交差ＺＣ３のすぐ前における
角度位置において曲線２０２が再度−スレッシュホール
ド２００Ｍを交差するまで論理高状態にとどまる。
１で開始し且つ第二のゼロ交差ＺＣ２へ継続し且つそこ
から第三のゼロ交差ＺＣ３へ継続している。曲線２０２
（信号ＳＩＧを表わしている）がゼロ交差ＺＣ１から増
加すると、それは、＋スレッシュホールド２００Ｐの値
に依存して、ゼロ交差ＺＣ１の多少後の角度位置におい
てスレッシュホールド２００Ｐを交差する。曲線２０２
が＋スレッシュホールド２００Ｐを交差すると、信号Ｐ
が論理低状態から論理高状態へ変化し、ゼロ交差ＺＣ２
のすぐ前の角度位置において曲線２０２が再度＋スレッ
シュホールド２００Ｐを交差して図２に示した信号Ｐを
発生するまで、その状態が維持される。同様の態様で、
信号Ｎは、曲線２０２が−スレッシュホールド２００Ｍ
よりも一層負の状態になる場合に、論理低状態から論理
高状態へ変化し、且つゼロ交差ＺＣ３のすぐ前における
角度位置において曲線２０２が再度−スレッシュホール
ド２００Ｍを交差するまで論理高状態にとどまる。
【００１７】図１において、信号Ｐ及びイネーブル用信
号ＥＮＰがＮＡＮＤゲート１１０へ印加される。同様
に、信号Ｎ及びイネーブル用信号ＥＮＮがＮＡＮＤゲー
ト１１２へ印加される。ＮＡＮＤゲート１１０及び１１
２の出力はＮＡＮＤゲート１１４の入力へ印加される。
号ＥＮＰがＮＡＮＤゲート１１０へ印加される。同様
に、信号Ｎ及びイネーブル用信号ＥＮＮがＮＡＮＤゲー
ト１１２へ印加される。ＮＡＮＤゲート１１０及び１１
２の出力はＮＡＮＤゲート１１４の入力へ印加される。
【００１８】動作について説明すると、信号ＥＮＰ及び
ＥＮＮが論理高状態にある場合には、ＮＡＮＤゲート１
１４の出力は、信号Ｐ又は信号Ｎのいずれかが論理高と
なる場合に、論理高状態へスイッチする。従って、ＮＡ
ＮＤゲート１１４は、信号ＳＩＧが＋スレッシュホール
ドよりも大きいか又は信号ＳＩＧが−スレッシュホール
ドよりも一層負である場合に論理高出力を発生する。こ
の状態は、基準回路１０６のスレッシュホールドを超え
るのに充分に大きな大きさで逆起電力信号を発生するた
めに充分な回転速度でモータのロータが回転する場合に
発生する。
ＥＮＮが論理高状態にある場合には、ＮＡＮＤゲート１
１４の出力は、信号Ｐ又は信号Ｎのいずれかが論理高と
なる場合に、論理高状態へスイッチする。従って、ＮＡ
ＮＤゲート１１４は、信号ＳＩＧが＋スレッシュホール
ドよりも大きいか又は信号ＳＩＧが−スレッシュホール
ドよりも一層負である場合に論理高出力を発生する。こ
の状態は、基準回路１０６のスレッシュホールドを超え
るのに充分に大きな大きさで逆起電力信号を発生するた
めに充分な回転速度でモータのロータが回転する場合に
発生する。
【００１９】図２において、ロータが曲線２０４に対応
する逆起電力信号を発生するより遅い回転速度で回転す
る場合には、信号Ｐ及びＮは論理低状態にとどまり、従
ってＮＡＮＤゲート１１４からの出力は論理低状態にと
どまり、ロータが与えらえたスレッシュホールド速度よ
り低い回転速度で回転しているか又は全く回転していな
いことを表わす。このような低速回転は信頼性のないア
ライメント条件を発生する場合がある。
する逆起電力信号を発生するより遅い回転速度で回転す
る場合には、信号Ｐ及びＮは論理低状態にとどまり、従
ってＮＡＮＤゲート１１４からの出力は論理低状態にと
どまり、ロータが与えらえたスレッシュホールド速度よ
り低い回転速度で回転しているか又は全く回転していな
いことを表わす。このような低速回転は信頼性のないア
ライメント条件を発生する場合がある。
【００２０】図３は本発明方法の種々のステップを示し
ている。本発明のアライン即ち整合プロセスは、ステッ
プＳ１０を有しており、その場合には、少なくとも１個
のコイルからなる第一組が付勢させる。例えば、図１に
おいては、スイッチ１４が閉成されてコイルＡを介して
ステータ１０内へ電流を流し且つコイルＢを介してステ
ータ１０から電流を帰還させる（又はその逆も又真であ
る）。
ている。本発明のアライン即ち整合プロセスは、ステッ
プＳ１０を有しており、その場合には、少なくとも１個
のコイルからなる第一組が付勢させる。例えば、図１に
おいては、スイッチ１４が閉成されてコイルＡを介して
ステータ１０内へ電流を流し且つコイルＢを介してステ
ータ１０から電流を帰還させる（又はその逆も又真であ
る）。
【００２１】この少なくとも１個のコイルからなる組は
ロータを回転させるのに充分な所定時間の間付勢された
状態にとどまる。回路、例えば図１に示した回路によっ
て、ロータが所定の回転速度スレッシュホールドよりも
大きな速度で回転されたか否かを表わす信号を発生する
ために逆起電力が検知される。ステップＳ２０におい
て、該信号が発生されてロータとステータとの間に適切
なるアライメント即ち整合状態を確保するためにロータ
が充分なる回転速度で回転されたことを表わし、その場
合にアライメントプロセスはＧＯフェーズへ進行する。
ロータを回転させるのに充分な所定時間の間付勢された
状態にとどまる。回路、例えば図１に示した回路によっ
て、ロータが所定の回転速度スレッシュホールドよりも
大きな速度で回転されたか否かを表わす信号を発生する
ために逆起電力が検知される。ステップＳ２０におい
て、該信号が発生されてロータとステータとの間に適切
なるアライメント即ち整合状態を確保するためにロータ
が充分なる回転速度で回転されたことを表わし、その場
合にアライメントプロセスはＧＯフェーズへ進行する。
【００２２】所定の安定化期間の後に、ステータと相対
的にロータの充分な回転速度を表わす信号が発生されな
かった場合には、第一組から例えば１２０°だけ回転さ
れているモータの少なくとも１個のコイルからなる第二
組がステップＳ３０において選択され、且つ少なくとも
１個のコイルからなるこの第二組がステップＳ１０にお
いて付勢される。従って、該信号を発生するステップＳ
２０（所定の安定化時間期間内における時刻において）
は、スレッシュホールド交差が初期付勢時に検知された
場合に一度だけ動作される。
的にロータの充分な回転速度を表わす信号が発生されな
かった場合には、第一組から例えば１２０°だけ回転さ
れているモータの少なくとも１個のコイルからなる第二
組がステップＳ３０において選択され、且つ少なくとも
１個のコイルからなるこの第二組がステップＳ１０にお
いて付勢される。従って、該信号を発生するステップＳ
２０（所定の安定化時間期間内における時刻において）
は、スレッシュホールド交差が初期付勢時に検知された
場合に一度だけ動作される。
【００２３】然しながら、初期付勢時にスレッシュホー
ルド交差が検知されない場合には、この少なくとも１個
のコイルからなる第二組が付勢されて、第二の付勢ステ
ップ時に逆起電力信号がスレッシュホールドを交差する
ように充分なトルクがロータへ印加されることを確保す
る。少なくとも１個のコイルからなる第一組及び第二組
を付勢させることが適切なアライメント即ち整合状態を
表わす信号を発生しない限定された数の場合において
は、そのようなアライメントを達成するためにロータの
回転が検知されるまで複数個のコイルからなる第三組等
で動作を繰返し行なうことが可能である。このように、
殆どのアライメントのトライアルにおいて１つの所定の
安定化時間のみを必要とされるに過ぎず、従って、平均
的に、始動時間が節約される。
ルド交差が検知されない場合には、この少なくとも１個
のコイルからなる第二組が付勢されて、第二の付勢ステ
ップ時に逆起電力信号がスレッシュホールドを交差する
ように充分なトルクがロータへ印加されることを確保す
る。少なくとも１個のコイルからなる第一組及び第二組
を付勢させることが適切なアライメント即ち整合状態を
表わす信号を発生しない限定された数の場合において
は、そのようなアライメントを達成するためにロータの
回転が検知されるまで複数個のコイルからなる第三組等
で動作を繰返し行なうことが可能である。このように、
殆どのアライメントのトライアルにおいて１つの所定の
安定化時間のみを必要とされるに過ぎず、従って、平均
的に、始動時間が節約される。
【００２４】「アライン・アンド・ゴー」技術を使用し
たブラシレスＤＣモータを始動させるための新規な方法
及び装置の好適実施例について説明したが、これらは単
に例示的なものであって本発明を限定すべきものではな
く、従って当業者にとって、本発明の技術的範囲を逸脱
することなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。例えば、ステータ１０は「デルタ」形態をした三相
「コイル」モータとして構成することも可能であり、又
ステータ１０は多相「コイル」モータとして構成するこ
とも可能である。
たブラシレスＤＣモータを始動させるための新規な方法
及び装置の好適実施例について説明したが、これらは単
に例示的なものであって本発明を限定すべきものではな
く、従って当業者にとって、本発明の技術的範囲を逸脱
することなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。例えば、ステータ１０は「デルタ」形態をした三相
「コイル」モータとして構成することも可能であり、又
ステータ１０は多相「コイル」モータとして構成するこ
とも可能である。
【図１】 本発明の第一実施例を示した概略図。
【図２】 図１の装置の動作を示したタイミング線図。
【図３】 本発明の方法における幾つかのステップを示
したフローチャート図。
したフローチャート図。
【図４】 本発明の第二実施例を示した概略図。
１０ ステータ
１２ 電源
１４ スイッチ
１６ 差動増幅器
１０２，１０４ 比較器
１０６ 基準回路
１１０，１１２，１１４ ＮＡＮＤゲート
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 エルマンノ ペース
アメリカ合衆国， アリゾナ 85022,
フェニックス， ノース セブンス
ストリート 16220 ナンバー 2321
(56)参考文献 特開 平３−277197（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−312390（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−133593（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−1395（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−74090（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 6/20
H02P 6/16
Claims (20)
- 【請求項１】 モータへ接続した電源によって選択的に
付勢可能な少なくとも２個のコイルを具備するステータ
を有するブラシレス・センサレスＤＣモータのロータを
動作回転速度となる前に始動時において整合させる方法
において、 前記少なくとも２個のコイルのうちの少なくとも１個の
コイルからなる第一組を付勢し、 前記第一組が付勢された場合にロータが所定の回転速度
よりも大きな回転速度で回転していたかを表わす信号を
発生し、 前記信号が前記ロータが前記所定の回転速度よりも大き
な回転速度で回転していなかったことを表わす場合に
は、前記電源と前記モータとの間の接続をコミュテーシ
ョンさせ且つ前記少なくとも２個のコイルのうちの少な
くとも１個のコイルからなる第二組を付勢させる、上記
各ステップを有することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記第一組を付勢す
るステップが前記第二組を付勢されない状態とさせ、且
つ前記第二組を付勢するステップが前記第一組を付勢さ
れない状態とさせることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１において、前記信号を発生する
ステップが、前記少なくとも２個のコイルのうちの少な
くとも１個の付勢されていないコイルからの逆起電力信
号を検知することを包含することを特徴とする方法。 - 【請求項４】 請求項３において、前記信号を発生する
ステップが、更に、前記逆起電力信号が＋スレッシュホ
ールドよりも大きいか−スレッシュホールドよりも小さ
いかの１つである状態を検知することを包含することを
特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項４において、前記信号を発生する
ステップが、更に、前記検知するステップが所定の安定
化時間内における任意の時刻において前記条件を検知す
る場合に前記信号を発生することを包含することを特徴
とする方法。 - 【請求項６】 請求項１において、前記第一組を付勢す
るステップが、前記第一組を第一所定時間の間付勢し、
且つ前記第二組を付勢するステップが前記第二組を第二
所定時間の間付勢することを特徴とする方法。 - 【請求項７】 請求項１において、前記第一組を付勢す
るステップが前記第一組を第一所定時間の間付勢し、前
記第一組が付勢された場合に前記信号が前記ロータが前
記所定の回転速度よりも大きな回転速度で回転していた
ことを表わす場合に前記所定の安定化時間内に前記ロー
タを整合させることを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項７において、前記第一組が付勢さ
れた場合に前記ロータが前記所定の回転速度を超える回
転速度で回転していなかったことを前記信号が表わす場
合に第二所定時間の間前記少なくとも２個のコイルから
なる前記第二組を付勢し、且つ前記第二組が付勢された
場合に前記ロータが所定の回転速度より大きな回転速度
で回転していたか否かを表わす第二信号を発生すること
を特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項１において、前記信号を発生する
ステップが、前記第一組が付勢されている間に前記信号
を発生するために前記第二組のうちの少なくとも１つを
検知回路ヘ接続させることを包含することを特徴とする
方法。 - 【請求項１０】 モータへ接続されている電源によって
サブセットのコイルが選択的に付勢される少なくとも２
つのコイルを具備するステータを有するブラシレス・セ
ンサレスＤＣモータのロータのアライメントを動作回転
速度となる前に始動時において制御する方法において、 前記少なくとも２個のコイルのうちの少なくとも１個の
コイルからなる第一サブセットを付勢し、 前記第一サブセットが付勢されたことに起因して前記ロ
ータが回転されたか否かを表わす信号を発生し、 前記信号が前記ロータが回転されなかったことを表わす
場合には、前記少なくとも２個のコイルのうちの少なく
とも１個のコイルからなる第二サブセットを付勢する、
上記各ステップを有することを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 ブラシレス・センサレスＤＣモータの
ロータを動作回転速度となる前に始動時において整合さ
せる装置において、前記モータは少なくとも２つのコイ
ルを具備するステータを有しており、少なくとも１つの
コイルからなる複数個の組が前記モータへ接続されてい
る電源によって選択的に付勢可能であり、前記少なくと
も２個のコイルのうちの少なくとも１個のコイルからな
る第一組を付勢する第一回路が設けられており、前記第
一組が付勢された場合に前記ロータが所定の回転速度よ
り大きな回転速度で回転していたか否かを表わす信号を
発生する比較器回路が設けられており、前記信号が前記
ロータが前記所定の回転速度より大きな回転速度で回転
していなかったことを表わす場合に前記電源と前記モー
タとの間の接続をコミュテーションさせ且つ前記少なく
とも２個のコイルのうちの少なくとも１個のコイルから
なる第二組を付勢させる付勢手段が設けられていること
を特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項１１において、前記第一回路が
前記第二組を付勢させない状態としながら前記第一組を
付勢させ、且つ前記付勢手段が前記第一組を付勢させな
い状態としながら前記第二組を付勢させることを特徴と
する装置。 - 【請求項１３】 請求項１１において、前記比較器回路
が、前記少なくとも２個のコイルのうちの少なくとも１
個の付勢されていないコイルからの逆起電力信号を検知
する回路を有することを特徴とする装置。 - 【請求項１４】 請求項１３において、前記比較器回路
が、更に、前記逆起電力信号が＋スレッシュホールドよ
り大きく且つ−スレッシュホールドより小さいものの１
つである条件を検知する回路を有することを特徴とする
装置。 - 【請求項１５】 請求項１４において、前記比較器回路
が、更に、前記検知回路が所定の付勢時間内における任
意の時刻において前記条件を検知する場合に前記信号を
発生する回路を有することを特徴とする装置。 - 【請求項１６】 請求項１１において、前記第一回路が
所定の安定化時間の間前記第一組を付勢し、且つ前記付
勢手段が第二所定時間の間前記第二組を付勢することを
特徴とする装置。 - 【請求項１７】 請求項１１において、前記第一回路が
所定の安定化時間の間前記第一組を付勢し、且つ前記第
一組が付勢された場合に前記ロータが前記所定の回転速
度より大きな回転速度で回転していることを前記信号が
表わす場合に前記ロータを所定の安定化時間で整合させ
るべく制御することを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項１７において、前記付勢手段
が、前記第一組が付勢された場合に前記ロータが前記所
定の回転速度より大きな回転速度で回転していなかった
ことを前記信号が表わす場合に前記少なくとも２個のコ
イルのうちの少なくとも１個のコイルからなる前記第二
組を付勢する第二回路と、前記第二組が付勢された場合
に前記ロータが所定の回転速度より大きな回転速度で回
転していたか否かを表わす第二信号を発生する第二比較
器回路とを有することを特徴とする装置。 - 【請求項１９】 請求項１１において、前記比較器回路
が、前記第一組が付勢される場合に前記信号を発生する
ために少なくとも１個の付勢されていないコイルの組へ
選択的に接続可能な検知回路を有することを特徴とする
装置。 - 【請求項２０】 ブラシレス・センサレスＤＣモータの
ロータのアライメントを動作回転速度となる前に始動時
において制御する装置において、前記モータは少なくと
も２個のコイルを具備するステータを有しており、前記
コイルの複数個の組が前記モータへ接続されている電源
によって選択的に付勢可能であり、前記少なくとも２個
のコイルのうちの少なくとも１個のコイルからなる第一
組を付勢する第一付勢手段が設けられており、前記第一
組が付勢されたことに起因して前記ロータが回転された
か否かを表わす信号を発生する発生手段が設けられてお
り、前記ロータが回転されなかったことを前記信号が表
わす場合に前記少なくとも２個のコイルのうちの少なく
とも１個のコイルからなる第二組を付勢する第二付勢手
段が設けられていることを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/030,846 US5350984A (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Method and apparatus for starting a brushless DC motor |
| US30846 | 1993-03-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07327391A JPH07327391A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3509919B2 true JP3509919B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=21856344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04278994A Expired - Fee Related JP3509919B2 (ja) | 1993-03-12 | 1994-03-14 | ブラシレスｄｃモータ始動方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5350984A (ja) |
| JP (1) | JP3509919B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572097A (en) * | 1991-10-03 | 1996-11-05 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method and apparatus for starting polyphase dc motor |
| JPH07226016A (ja) * | 1994-02-14 | 1995-08-22 | Fujitsu Ltd | ディスク装置のモータ起動制御方法 |
| US5537020A (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Hydro-Quebec | Method and apparatus for starting up a synchronous machine |
| US5723963A (en) * | 1995-06-07 | 1998-03-03 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Apparatus and method for controlling transition between PWM and linear operation of a motor |
| US5689162A (en) * | 1995-06-07 | 1997-11-18 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Apparatus and method for current sensing for motor driver in pwm mode |
| KR0177948B1 (ko) * | 1995-09-22 | 1999-05-15 | 구자홍 | 브러쉬레스 직류모터 제어용 인버터 제어장치 |
| US5751125A (en) * | 1995-11-08 | 1998-05-12 | The Penn State Research Foundation | Artificial heart with sensorless motor |
| FR2752112B1 (fr) * | 1996-07-31 | 1998-10-23 | Sgs Thomson Microelectronics | Systeme de detection des passages par zero de la fcem d'un moteur a phases multiples |
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| DE19955247A1 (de) * | 1999-11-17 | 2001-05-31 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Anfahren eines sensor- und bürstenlosen Gleichstrommotors |
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| US4928043A (en) * | 1988-11-14 | 1990-05-22 | Synektron Corporation | Back EMF sampling circuit for phase locked loop motor control |
| IT1236865B (it) * | 1989-11-17 | 1993-04-22 | Sgs Thomson Microelectronics | Pilotaggio di un motore "brushless" multifase privo di sensori di posizione del rotore, impiegando un sistema di filtraggio digitale |
| US5223771A (en) * | 1991-06-17 | 1993-06-29 | Western Digital (Singapore) Pte., Ltd. | Polyphase brushless DC Motor control |
-
1993
- 1993-03-12 US US08/030,846 patent/US5350984A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-03-14 JP JP04278994A patent/JP3509919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07327391A (ja) | 1995-12-12 |
| US5350984A (en) | 1994-09-27 |
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