JP3552380B2

JP3552380B2 - Brushless motor drive

Info

Publication number: JP3552380B2
Application number: JP01138096A
Authority: JP
Inventors: 吉田　　孝; 幸彦岡村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JPH09205795A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆並列に接続した半導体スイッチング素子とダイオードとをブリッジ結線して成る電力制御回路部により、直流電源からの直流電圧をＰＷＭ（パルス幅変調）電圧制御を以て電圧制御し、該電圧制御した電圧をブラシレスモータに供給してブラシレスモータの速度制御を行うようにした、ブラシレスモータ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図、図８はＰＷＭ電圧制御のアーム短絡電流防止期間を示す説明図、図９はブラシレスモータ駆動装置の信号関係を示す説明図、図１０はブラシレスモータ駆動装置の一つのアームの動作を示す説明図、図１１は従来の他のブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。
【０００３】
図７に示すように、ブラシレスモータ駆動装置は、速度指令部１と、制御回路部２と、電力制御回路部３と、直流電源４と、ブラシレスモータ５とを備える。制御回路部２は、サーボ制御演算部２０と、エッジ検出部２１と、速度検出部２２と、回転子位置検出部２３と、ＰＷＭ信号生成部２４とを備える。
【０００４】
電力制御回路部３は、半導体スイッチング素子の一種であるＩＧＢＴ素子（絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタ）Ｑ_１，…Ｑ_６と、これにそれぞれ逆並列に接続したダイオードＤ_１，…Ｄ_６とを３相ブリッジ結線して構成される。直流電源４は、平滑された整流回路あるいは蓄電池などにて構成される。ブラシレスモータ５は、永久磁石で構成される回転子（図示せず）と、励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗを有する固定子と、ホール素子などで構成されて回転子の位置信号を出力する磁極位置検出器５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃとを備える。
【０００５】
速度指令部１は、予めプログラムしデジタルデータとして記憶装置に格納してある目標値速度データＶ_ｘを逐次読み出し、制御回路部２へ出力する。制御回路部２は、速度指令部１からの目標値速度データＶ_ｘをサーボ制御演算部２０で受信するとともに、磁極位置検出器５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃからの矩形波信号をエッジ検出部２１と回転子位置検出部２３とで受信する。
【０００６】
エッジ検出部２１は、磁極位置検出器５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃからの矩形波信号の立ち上がり及び立ち下がり部（エッジ部）を検出し、エッジ部毎にパルスを生成して、速度検出部２２に出力する。速度検出部２２は、エッジ検出部２１の出力するパルス間隔を計時することによりブラシレスモータ５の回転子の現在の回転速度を求め、該求めた回転速度データＶ_ｙをサーボ制御演算部２０へ逐次出力する。
【０００７】
サーボ制御演算部２０は、速度指令部１からの目標値速度データＶ_ｘと、速度検出部２２から出力される現在のブラシレスモータ５の速度データＶ_ｙとを受信し、目標値速度データＶ_ｘと現在速度データＶ_ｙとを比較し、偏差（Ｖ_ｘ−Ｖ_ｙ）を認識し、該偏差を無くすために必要な制御データＣ_ｘを算出し、該算出した制御データＣ_ｘをＰＷＭ信号生成部２４へ出力する。また、回転子位置検出部２３は、磁極位置検出器５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃからの矩形波信号を受信して現在のブラシレスモータ５の回転子の回転位置を認識し、該認識した回転位置データＣ_ｙをＰＷＭ信号生成部２４へ出力する。
【０００８】
ＰＷＭ信号生成部２４は、直流電源４からの出力電圧を電力制御回路部３を介してブラシレスモータ５に印加するとき、制御データＣ_ｘに基づいたオンデューティでの電力制御回路部３の高速スイッチングによりＰＷＭ電圧制御を行って直流電源４からブラシレスモータ５へ印加する実質的な印加電圧を変えるための、ＰＷＭ電圧制御信号を生成すとともに、ＰＷＭ電圧制御された電圧が、回転位置データＣ_ｙに基づいて、ブラシレスモータ５の各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗ毎に順次切り換えられながら印加され、各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗの発生する磁界が常にブラシレスモータ５の回転子に所望方向トルクを付与することになるよう、電力制御回路部３へ出力する前記ＰＷＭ電圧制御信号を、タイミングよく断続制御する。
【０００９】
電力制御回路部３は、ＰＷＭ信号生成部２４の出力するＰＷＭ電圧制御信号によりＩＧＢＴ素子Ｑ_１，…Ｑ_６のゲートをタイミングよく順次断続し、直流電源４からの出力電圧を、制御データＣ_ｘに応じた電圧にＰＷＭ電圧制御するとともに、回転位置データＣ_ｙに基づいて、ブラシレスモータ５の回転子のトルクが常に所望方向になるようなタイミングで、前記ＰＷＭ電圧制御した電圧を各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗに断続出力する。このとき、ＰＷＭ電圧制御した電圧のオンデューティ比が１００％に近ければ近いほど、ブラシレスモータ５に高電圧が印加され、ブラシレスモータは高速回転することになる。
【００１０】
ところで前述したように、電力制御回路部３は、ＩＧＢＴ素子Ｑ_１，…Ｑ_６と、これにそれぞれ逆並列に接続したダイオードＤ_１，…Ｄ_６とを３相ブリッジ結線して構成されている。また、電力制御回路部３に使用される半導体スイッチング素子としては、サイリスタ、トランジスタ、ＩＧＢＴなどが用いられるが、これらの素子には、スイッチングの遅れ、特にターンオフ時間の遅れの問題がある。このため直列に接続した、例えば図７のＩＧＢＴＱ_１，Ｑ_２とが同時にオンする瞬間が発生しないよう、ＰＷＭ信号生成部２４にアーム短絡電流防止期間を設けて、ＩＧＢＴＱ_１がオフした後、一定時間後にＩＧＢＴＱ_２がオンするよう工夫している。
【００１１】
さて、図８を用いてＰＷＭ電圧制御のアーム短絡電流防止期間を説明する。図８において、図８（ａ）はＰＷＭ信号生成部２４からＩＧＢＴＱ_１のゲートに印加する理想的なＰＷＭ電圧制御信号ＰＷＭ_Ｑ１を、図８（ｂ）はＰＷＭ信号生成部２４からＩＧＢＴＱ_２のゲートに印加する理想的なＰＷＭ電圧制御信号ＰＷＭ_Ｑ２を、それぞれ示している。しかしながら、半導体スイッチング素子にあっては、オン時間は１μＳ以下で無視できるものの、ターンオフ時間ｔ_ｏｆｆは数μＳから数十μＳあるので、図８（ａ），図８（ｂ）に示すような理想的なＰＷＭ電圧制御信号ＰＷＭ_Ｑ１，ＰＷＭ_Ｑ２では、直列に接続したＩＧＢＴＱ_１，Ｑ_２が同時にオンしてアーム短絡を生じてしまう。
【００１２】
そこで、実際には、ＰＷＭ信号生成部２４は、アーム短絡を生じることが無いよう、図８（ｃ）に示すようなオンディレイ時間Ｔ_Ｄを設定したＰＷＭ電圧制御信号Ｖ_Ｑ１をＩＧＢＴＱ_１のゲートに、図８（ｄ）に示すようなオンディレイ時間Ｔ_Ｄを設定したＰＷＭ電圧制御信号Ｖ_Ｑ２をＩＧＢＴＱ_２のゲートにそれぞれ印加する。
【００１３】
ところで、オンディレイ時間Ｔ_Ｄは、ターンオフ時間ｔ_ｏｆｆの２〜３倍とるのが普通である。このため、ＩＧＢＴＱ_１は図８（ｅ）に示すようにオンオフし、ＩＧＢＴＱ_２は図８（ｆ）に示すようにオンオフする。従って、ＩＧＢＴＱ_１，Ｑ_２が同時にオフしている期間、すなわち、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦが発生する。そして、このアーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦの電力制御回路部３の出力電圧は不定となる。
【００１４】
次に、このアーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦにおける出力電圧の不定状況について、図９および図１０を用いて説明する。図９は図７の電力制御回路部３の詳細図であり、１相分について示したものである。図９おいて、電圧Ｖ_Ｕ−０は、直流電源４を直流電源４_ａ，４_ｂに２等分した中点０と、電力制御回路部３のＵ相出力端子との間の電圧である。電力制御回路部３の相間出力電圧は、周知のように、３相出力端子と中点間の電圧Ｖ_Ｕ−０，Ｖ_Ｖ−０，Ｖ_Ｗ−０のそれぞれの波形の差から求められる。
【００１５】
ここで、Ｕ相出力端子と中点０間の電圧Ｖ_Ｕ−０に着目してみると、負荷電流Ｉが実線の矢印の方向に流れているとき、図１０（ｃ）に示すように時刻ｔ_０でＩＧＢＴＱ_２のＰＷＭ電圧制御信号Ｖ_Ｑ２はオン信号からオフ信号になるが、図１０（ｅ）に示すようにＩＧＢＴのターンオフ時間ｔ_ｏｆｆにより時刻ｔ_１でＩＧＢＴＱ_２はオフになる。このため電圧Ｖ_Ｕ−０は図１０（ｆ）に示すように時刻ｔ_１まではマイナスとなる。
【００１６】
次に、ＩＧＢＴＱ_１がオンするまでの時刻ｔ_１〜ｔ_２までのアーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦは、ＩＧＢＴＱ_１，Ｑ_２は共にオフ状態となるので、この期間の出力電圧は、負荷電流Ｉが実線の矢印の方向に流れ続けるとダイオードＤ_２を通って流れる以外に回路が構成されず、Ｕ相出力端子は直流電源４のマイナス側にスイッチされた波形となる。このため電圧Ｖ_Ｕ−０は時刻ｔ_２まではマイナスとなる。次に、ＩＧＢＴＱ_１がオンしている時刻ｔ_２〜ｔ_４までの期間は、電圧Ｖ_Ｕ−０はプラスとなり、ＩＧＢＴＱ_１，Ｑ_２が共にオフしている時刻ｔ_４〜ｔ_５までのアーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦは再びダイオードＤ_２が導通し、電圧Ｖ_Ｕ−０はマイナスとなる。
【００１７】
次に、負荷電流Ｉが破線の矢印の方向に流れている場合、電圧Ｖ_Ｕ−０は図１０（ｇ）に示す波形となる。すなわち、ＩＧＢＴＱ_１，Ｑ_２が共にオフの期間はダイオードＤ_１を通って直流電源４に負荷電流Ｉが流れるので、時刻ｔ_１〜ｔ_２、時刻ｔ_４〜ｔ_５のそれぞれのアーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦは、電圧Ｖ_Ｕ−０はプラスとなる。このように、同一出力電圧を出力するようなＰＷＭ電圧制御を行っても、負荷電流の方向により出力電圧は図１２（ｆ），（ｇ）に示すように大幅に変化する。
【００１８】
つまり、ＰＷＭ電圧制御信号が同じであるにもかかわらず負荷電流の向きによってブラシレスモータ５に印加する電圧は大幅に変化し、ブラシレスモータ５を加速するときのように、負荷電流Ｉが実線の矢印の方向に流れる場合には、低い電圧がブラシレスモータ５に印加され、ブラシレスモータ５を減速するときのように、負荷電流Ｉが破線の矢印の方向に流れている場合には、高い電圧がブラシレスモータ５に印加される。しかも、その瞬時変化量は略一定であるため出力電圧が低い場合ほど電圧変動率が大きくなる。
【００１９】
従って、上述のようなブラシレスモータ駆動装置をサーボ制御手段として用いた場合、サーボ制御演算部２０が、速度指令部１からの目標値速度データＶ_ｘと、速度検出部２２から出力される現在のブラシレスモータ５の速度データＶ_ｙとを受信し、目標値速度データＶ_ｘと現在速度データＶ_ｙとを比較し、偏差（Ｖ_ｘ−Ｖ_ｙ）を認識し、該偏差を無くすために必要な制御データＣ_ｘを算出し、該算出した制御データＣ_ｘをＰＷＭ信号生成部２４に出力したにしても、同じ制御データＣ_ｘに基づいて電力制御回路部３がＰＷＭ電圧制御して出力した電圧でありながら、負荷電流Ｉの通流方向が実線の矢印の方向であるか、あるいは、負荷電流Ｉの通流方向が破線の矢印の方向であるかにより、ブラシレスモータ５の出力トルクが大きく異なり、正確なサーボ制御のための障害になる。
【００２０】
そこで、ブラシレスモータ駆動装置にあっても、特開昭５９−１２３４７８号公報に示された回転子が固定子の発生する回転磁界により回転するような誘導電動機の駆動に用いる電圧形インバータの制御装置のように、図１１に示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相に負荷電流の通流方向を検出するための通流方向検出器３０_Ｕ，３０_Ｖ，３０_Ｗを挿入するとともに、この通流方向検出器３０_Ｕ，３０_Ｖ，３０_Ｗからの電流方向信号を受信する電流方向受信部２５と、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧誤差を前記電流方向受信部２５の受信した電流方向信号に基づいて補償する電圧補償部２６とを設け、負荷電流Ｉの通流方向による電圧誤差を無くすことが考案されている。
【００２１】
なお、図１１にあっては、図７〜図１０を用いて説明したブラシレスモータ駆動装置と同一部分には同じ符号を付してあるので、同じ符号を付した部分の詳細な説明は省略している。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相の負荷電流の通流方向をそれぞれ独立に求め、それぞれ独立に求めた通流方向に基づいて各相毎に出力電圧の誤差を補償するとなると、通流方向検出器や電流方向受信部が相の数だけ必要になって回路構成が複雑になり、部品点数も多く価格も高価になるという問題点があった。
【００２３】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、安価で且つ簡単な構成でありながら正確なサーボ制御の可能なサーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題点を解決するため、請求項１記載の発明にあっては、速度指令部からの速度指令に基づいて、逆並列に接続した半導体スイッチング素子とダイオードとをブリッジ結線して成る電力制御回路部により、直流電源からの直流電圧をＰＷＭ電圧制御を以て電圧制御し、該電圧制御した電圧をブラシレスモータに供給することでブラシレスモータの速度制御を行うようにしたブラシレスモータ駆動装置において、ブラシレスモータの加速方向を検出する加速方向検出手段と、該加速方向検出手段の検出する加速方向に基づいて、アーム短絡電流防止期間によって生ずる出力電圧誤差を補償する電圧補償手段とを設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項２記載の発明にあっては、前記加速方向検出手段は、ブラシレスモータの備える磁極位置検出器からの出力信号により回転子の整数回転における平均速度を逐次求め、該求めた平均速度に基づいて加速しているのか減速しているのかを判定する加減速判定部であることを特徴とする。
【００２６】
請求項３記載の発明にあっては、前記加速方向検出手段は、前記速度指令部からの速度指令を受け、この速度指令が加速指令であるか減速指令であるかを判定する加減速判定部であることを特徴とする。
【００２７】
請求項４記載の発明にあっては、前記加速方向検出手段は、前記直流電源から前記電力制御回路部へ流れる電流の通流方向を検出する通流方向検出器であることを特徴とする。
【００２８】
請求項５記載の発明にあっては、前記加速方向検出手段は、ブラシレスモータの備える磁極位置検出器からの出力信号により得た回転子の速度から算出した固定子励磁巻線に誘起される逆起電圧と、電力制御回路部が出力する出力電圧とを比較して、固定子励磁巻線に流れる電流の方向を判定する電流方向判定部であることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るブラシレスモータ駆動装置の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて、第２の実施の形態を図３に基づいて、第３の実施の形態を図４に基づいて、第４の実施の形態を図５に基づいてそれぞれ詳細に説明する。
【００３０】
〔第１の実施の形態〕
図１はブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図、図２はブラシレスモータを示す簡単な説明図である。図３はブラシレスモータの磁極位置検出器の出力する回転子位置信号とエッジ検出部の出力パルス信号との関係を説明す波形図であり、図３（ａ）は磁極位置検出器５１_ａの出力する回転子位置信号を、図３（ｂ）は磁極位置検出器５１_ｂの出力する回転子位置信号を、図３（ｃ）は磁極位置検出器５１_ｃの出力する回転子位置信号を、図３（ｄ）はエッジ検出部の出力する出力パルス信号をそれぞれ示している。なお、従来の技術で説明したブラシレスモータ駆動装置と同一の部分には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
このブラシレスモータ駆動装置が、従来の技術にて図７を用いて説明したブラシレスモータ駆動装置と異なり特徴となるのは、制御回路部２に、平均速度検出部２７_ａと、平均速度記憶部２７_ｂと、加減速判定部２７_ｃと、電圧補償手段に相当する電圧補償部２７_ｄとを付加した構成である。
【００３２】
平均速度検出部２７_ａは、エッジ検出部２１から図３（ｄ）に示すようなタイミングで出力されるパルスに基づいて回転子５２の平均速度を演算するものであり、ある決めたパルスから回転子の整数回転に相当するパルスまでの計時を行って平均速度を取得し、この取得した平均速度を平均速度記憶部２７_ｂと加減速判定部２７_ｃとに逐次出力する。例えば図２に示すように、ブラシレスモータ５の回転子５２がＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓの４極であるとともに、ブラシレスモータ５の磁極位置検出器が５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃの３箇所であるならば、平均速度検出部２７_ａは、１２パルス分あるいは１２パルスの整数倍パルス分の計時を行って平均速度を取得し、この取得した平均速度を平均速度記憶部２７_ｂと加減速判定部２７_ｃとに逐次出力する。
【００３３】
平均速度記憶部２７_ｂは、平均速度検出部２７_ａが逐次入力する平均速度ω_ｎを１タイミング期間記憶し、次の平均速度ω_ｎ＋１が入力されるときに前回入力された平均速度ω_ｎを加減速判定部２７_ｃに出力する。加減速判定部２７_ｃは、平均速度検出部２７_ａから入力される平均速度ω_ｎ＋１と平均速度記憶部２７_ｂから入力される平均速度ω_ｎとを比較し、（ω_ｎ＋１−ω_ｎ）の値が正であるか負であるかを判定して、その結果を電圧補償部２７_ｄに出力する。
【００３４】
電圧補償部２７_ｄは、加減速判定部２７_ｃから正である旨の情報すなわち加速である旨の情報を受けると、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを増す旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。また、電圧補償部２７_ｄは、加減速判定部２７_ｃから負である旨の情報すなわち減速である旨の情報を受けると、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを減ずる旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。
【００３５】
上述のように構成されるブラシレスモータ駆動装置は次のように動作する。すなわち、速度指令部１は、予めプログラムしデジタルデータとして記憶装置に格納してある目標値速度データＶ_ｘを逐次読み出し、制御回路部２へ出力する。制御回路部２は、速度指令部１からの目標値速度データＶ_ｘをサーボ制御演算部２０で受信するとともに、磁極位置検出器５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃからの矩形波信号をエッジ検出部２１と回転子位置検出部２３とで受信する。
【００３６】
エッジ検出部２１は、図３に示すように磁極位置検出器５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃからの矩形波信号の立ち上がり及び立ち下がり部（エッジ部）を検出し、エッジ部毎にパルスを生成して、速度検出部２２と平均速度検出部２７_ａとに出力する。速度検出部２２は、エッジ検出部２１の出力するパルス間隔を計時することによりブラシレスモータ５の回転子の現在の速度を求め、該求めた速度データＶ_ｙをサーボ制御演算部２０へ逐次出力する。
【００３７】
サーボ制御演算部２０は、速度指令部１からの目標値速度データＶ_ｘと、速度検出部２２から出力される現在のブラシレスモータ５の速度データＶ_ｙとを受信し、目標値速度データＶ_ｘと現在速度データＶ_ｙとを比較し、偏差（Ｖ_ｘ−Ｖ_ｙ）を認識し、該偏差を無くすために必要な制御データＣ_ｘを算出し、該算出した制御データＣ_ｘをＰＷＭ信号生成部２４へ出力する。また、回転子位置検出部２３は、磁極位置検出器５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃからの矩形波信号を受信して現在のブラシレスモータ５の回転子の回転位置を認識し、該認識した回転位置データＣ_ｙをＰＷＭ信号生成部２４へ出力する。
【００３８】
平均速度検出部２７_ａは、エッジ検出部２１の出力するパルスに基づいて回転子５２の平均速度を求めて、該平均速度を平均速度記憶部２７_ｂと加減速判定部２７_ｃとに逐次出力する。平均速度記憶部２７_ｂは、平均速度検出部２７_ａが逐次入力する平均速度を１タイミング期間記憶し、次の平均速度が入力されるときに前回入力された平均速度を加減速判定部２７_ｃに出力する。加減速判定部２７_ｃは、平均速度検出部２７_ａから入力される平均速度と平均速度記憶部２７_ｂから入力される平均速度とを比較して、加速であるか減速であるかを判定して、その結果を電圧補償部２７_ｄに出力する。
【００３９】
電圧補償部２７_ｄは、加減速判定部２７_ｃから加速である旨の情報を受けると、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを増す旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。また、電圧補償部２７_ｄは、加減速判定部２７_ｃから減速である旨の情報を受けると、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを減ずる旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。
【００４０】
ＰＷＭ信号生成部２４は、直流電源４からの出力電圧を電力制御回路部３を介してブラシレスモータ５に印加するとき、制御データＣ_ｘと電圧補償部２７_ｄからの補償指示信号とに基づいたオンデューティでの電力制御回路部３の高速スイッチングによりＰＷＭ電圧制御を行って、直流電源４からブラシレスモータ５へ印加する実質的な印加電圧を変えるためのＰＷＭ電圧制御信号を生成すとともに、ＰＷＭ電圧制御された電圧が、回転位置データＣ_ｙに基づいて、ブラシレスモータ５の各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗ毎に順次切り換えられながら印加され、各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗの発生する磁界が常にブラシレスモータ５の回転子に所望方向トルクを付与することになるよう、電力制御回路部３へ出力する前記ＰＷＭ電圧制御信号をタイミングよく断続制御する。
【００４１】
電力制御回路部３は、ＰＷＭ信号生成部２４の出力するＰＷＭ電圧制御信号によりＩＧＢＴ素子Ｑ_１，…Ｑ_６を順次高速スイッチングし、直流電源４からの出力電圧を、制御データＣ_ｘに応じた電圧にＰＷＭ電圧制御するとともに、回転位置データＣ_ｙに基づいて、ブラシレスモータ５の回転子のトルクが常に所望方向になるようなタイミングで、前記ＰＷＭ電圧制御した電圧を各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗに断続出力する。
【００４２】
従って、上述のようなブラシレスモータ駆動装置にあっては、ブラシレスモータ５の回転子５２の速度の加速減速を、磁極位置検出器５１_ａ，５１_ｂ，５１_ｃからの位置検出信号から加減速判定部２７_ｃを介して逐次認識し、この加減速判定部２７_ｃの判定に基づいて、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動を補償するためのオンデューティ補正を行うものなので、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相の負荷電流の通流方向をそれぞれ独立に求め、それぞれ独立に求めた通流方向に基づいて各相毎に出力電圧の誤差を補償するのとは異なり、安価で且つ簡単な構成でありながら正確なサーボ制御の可能なサーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できる。
【００４３】
〔第２の実施の形態〕
図４はブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。なお、従来の技術で説明したブラシレスモータ駆動装置と同一の部分には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
このブラシレスモータ駆動装置が、従来の技術にて図７を用いて説明したブラシレスモータ駆動装置と異なり特徴となるのは、制御回路部２に、加減速判定部２８_ａと電圧補償手段に相当する電圧補償部２８_ｂとを付加した構成、および、速度指令部１を、予めプログラムしデジタルデータとして記憶装置に格納してある目標値速度データＶ_ｘを逐次読み出し、目標値速度データＶ_ｘをサーボ制御演算部２０と加減速判定部２８_ａとへ出力するようにした構成である。
【００４５】
加減速判定部２８_ａは、速度指令部１からの目標値速度データＶ_ｘを受け、目標値速度データＶ_ｘが加速指令であるのか減速指令であるのかを判定し、その判定結果を電圧補償部２８_ｂに出力する。電圧補償部２８_ｂは、加減速判定部２８_ａから加速である旨の情報を受けると、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを増す旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。また、電圧補償部２８_ｂは、加減速判定部２８_ａから減速である旨の情報を受けると、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを減ずる旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。
【００４６】
ＰＷＭ信号生成部２４は、直流電源４からの出力電圧を電力制御回路部３を介してブラシレスモータ５に印加するとき、制御データＣ_ｘと電圧補償部２８_ｂからの補償指示信号とに基づいたオンデューティでの電力制御回路部３の高速スイッチングによりＰＷＭ電圧制御を行って、直流電源４からブラシレスモータ５へ印加する実質的な印加電圧を変えるためのＰＷＭ電圧制御信号を生成すとともに、ＰＷＭ電圧制御された電圧が、回転位置データＣ_ｙに基づいて、ブラシレスモータ５の各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗ毎に順次切り換えられながら印加され、各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗの発生する磁界が常にブラシレスモータ５の回転子に所望方向トルクを付与することになるよう、電力制御回路部３へ出力する前記ＰＷＭ電圧制御信号をタイミングよく断続制御する。
【００４７】
従って、上述のようなブラシレスモータ駆動装置にあっては、ブラシレスモータ５の回転子の速度の加速減速を、速度指令部１が逐次読み出す目標値速度データＶ_ｘに基づいて加減速判定部２８_ａが判定し、この加減速判定部２８_ａの判定に基づいて、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動を補償するためのオンデューティ補正を行うものなので、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相の負荷電流の通流方向をそれぞれ独立に求め、それぞれ独立に求めた通流方向に基づいて各相毎に出力電圧の誤差を補償するのとは異なり、安価で且つ簡単な構成でありながら正確なサーボ制御の可能なサーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できる。
【００４８】
〔第３の実施の形態〕
図５はブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。なお、従来の技術で説明したブラシレスモータ駆動装置と同一の部分には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
このブラシレスモータ駆動装置が、従来の技術にて図７を用いて説明したブラシレスモータ駆動装置と異なり特徴となるのは、直流電源４と電力制御回路部３とを結ぶ母線に通流方向検出器２９_ａを設け、制御回路部２に電圧補償手段に相当する電圧補償部２９_ｂを設けた構成である。
【００５０】
通流方向検出器２９_ａは、直流電源４と電力制御回路部３とを結ぶ母線に流れるバス電流の通流方向を検出し、この検出したバス電流の通流方向を電圧補償部２９_ｂに出力する。電圧補償部２９_ｂは、通流方向検出器２９_ａからの通流方向情報が直流電源４から電力制御回路部３へ流出する方向であるならば、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを増す旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。また、電圧補償部２９_ｂは、通流方向検出器２９_ａからの通流方向情報が電力制御回路部３から直流電源４へ流入する方向であるならば、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを減ずる旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。
【００５１】
ＰＷＭ信号生成部２４は、直流電源４からの出力電圧を電力制御回路部３を介してブラシレスモータ５に印加するとき、制御データＣ_ｘと電圧補償部２９_ｂからの補償指示信号とに基づいたオンデューティでの電力制御回路部３の高速スイッチングによりＰＷＭ電圧制御を行って、直流電源４からブラシレスモータ５へ印加する実質的な印加電圧を変えるためのＰＷＭ電圧制御信号を生成すとともに、ＰＷＭ電圧制御された電圧が、回転位置データＣ_ｙに基づいて、ブラシレスモータ５の各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗ毎に順次切り換えられながら印加され、各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗの発生する磁界が常にブラシレスモータ５の回転子に所望方向トルクを付与することになるよう、電力制御回路部３へ出力する前記ＰＷＭ電圧制御信号をタイミングよく断続制御する。
【００５２】
従って、上述のようなブラシレスモータ駆動装置にあっては、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦに流れる負荷電流の方向を一つの通流方向検出器２９_ａから得て、この負荷電流方向に基づいて、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動を補償するためのオンデューティ補正を行うものなので、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相の負荷電流の通流方向をそれぞれ独立に求め、それぞれ独立に求めた通流方向に基づいて各相毎に出力電圧の誤差を補償するのとは異なり、安価で且つ簡単な構成でありながら正確なサーボ制御の可能なサーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できる。
【００５３】
〔第４の実施の形態〕
図６はブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。なお、従来の技術で説明したブラシレスモータ駆動装置と同一の部分には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
このブラシレスモータ駆動装置が、従来の技術にて図７を用いて説明したブラシレスモータ駆動装置と異なり特徴となるのは、制御回路部２に、逆起電圧演算部３０_ａと、電流方向判定部３０_ｂと、電圧補償手段に相当する電圧補償部３０_ｃとを付加した構成である。
【００５５】
逆起電圧演算部３０_ａは、速度検出部２２から出力される現在のブラシレスモータ５の速度データＶ_ｙを受信し、この受信した速度データＶ_ｙと予め逆起電圧演算部３０_ａが記憶している逆起電圧定数Ｋ_ｅとから、固定子の１相分の励磁巻線に誘起される逆起電圧ＥをＥ＝Ｋ_ｅ×Ｖ_ｙなる式に基づいて算出し、この算出した逆起電圧Ｅの算出結果を電流方向判定部３０_ｂに出力する。
【００５６】
電流方向判定部３０_ｂは、逆起電圧Ｅの結果を受信するとともに、サーボ制御演算部２０からの制御データＣ_ｘを受信する。そして、電流方向判定部３０_ｂは、制御データＣ_ｘに基づいて電力制御回路部３が出力するであろう出力電圧Ｖ_ＰＷＭ０を演算にて求め、該演算して求めた出力電圧Ｖ_ＰＷＭ０と逆起電圧Ｅとを比較し、Ｅ＜Ｖ_ＰＷＭ０ならば電流方向は正である旨の情報を電圧補償部３０_ｃに出力し、Ｅ≧Ｖ_ＰＷＭ０ならば電流方向は負である旨の情報を電圧補償部３０_ｃに出力する。
【００５７】
電圧補償部３０_ｃは、電流方向判定部３０_ｂからの情報が、電流方向は正である旨の情報であるならば、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを増す旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。また、電圧補償部３０_ｃは、電流方向判定部３０_ｂからの情報が、電流方向は負である旨の情報であるならば、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動の補償相当分だけオンデューティを減ずる旨の補償指示信号をＰＷＭ信号生成部２４に対して出力する。
【００５８】
ＰＷＭ信号生成部２４は、直流電源４からの出力電圧を電力制御回路部３を介してブラシレスモータ５に印加するとき、制御データＣ_ｘと電圧補償部３０_ｃからの補償指示信号とに基づいたオンデューティでの電力制御回路部３の高速スイッチングによりＰＷＭ電圧制御を行って、直流電源４からブラシレスモータ５へ印加する実質的な印加電圧を変えるためのＰＷＭ電圧制御信号を生成すとともに、ＰＷＭ電圧制御された電圧が、回転位置データＣ_ｙに基づいて、ブラシレスモータ５の各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗ毎に順次切り換えられながら印加され、各励磁巻線５０_Ｕ，５０_Ｖ，５０_Ｗの発生する磁界が常にブラシレスモータ５の回転子に所望方向トルクを付与することになるよう、電力制御回路部３へ出力する前記ＰＷＭ電圧制御信号をタイミングよく断続制御する。
【００５９】
従って、上述のようなブラシレスモータ駆動装置にあっては、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦに流れる負荷電流の方向を、逆起電圧演算部３０_ａの逆起電圧演算と電流方向判定部３０_ｂによる比較演算とから得て、この負荷電流方向に基づいて、アーム短絡電流防止期間Ｔ_ＯＦＦによる電圧変動を補償するためのオンデューティ補正を行うものなので、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相の負荷電流の通流方向をそれぞれ独立に求め、それぞれ独立に求めた通流方向に基づいて各相毎に出力電圧の誤差を補償するのとは異なり、安価で且つ簡単な構成でありながら正確なサーボ制御の可能なサーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できる。
【００６０】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明によれば、アーム短絡電流防止期間によって生ずる出力電圧誤差を補償することができるので、正確なサーボ制御を行い得る、サーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できるという効果を奏する。
【００６１】
請求項２記載の発明によれば、ブラシレスモータの備える磁極位置検出器からの出力信号に基づき、回転子の整数回転における平均速度を以て演算により加速方向を求めているので、磁極位置検出器の設置位置が多少狂っていても誤差が相殺された、より精度の良い加速方向を求めることができ、該加速方向に基づいてアーム短絡電流防止期間によって生ずる出力電圧誤差を補償するので、安価で且つ簡単な構成でありながら更に正確なサーボ制御を行い得る、サーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できるという効果を奏する。
【００６２】
請求項３記載の発明によれば、速度指令部からの速度指令から認識する加速方向に基づき、アーム短絡電流防止期間によって生ずる出力電圧誤差を補償するので、安価で且つ簡単な構成でありながら正確なサーボ制御を行い得る、サーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できるという効果を奏する。
【００６３】
請求項４記載の発明によれば、直流電源から電力制御回路部へ流れる電流通流方向に基づき、アーム短絡電流防止期間によって生ずる出力電圧誤差を補償するので、安価で且つ簡単な構成でありながら正確なサーボ制御を行い得る、サーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できるという効果を奏する。
【００６４】
請求項５記載の発明によれば、ブラシレスモータの備える磁極位置検出器からの出力信号に基づき、演算によって加速方向を求め、該加速方向に基づいてアーム短絡電流防止期間によって生ずる出力電圧誤差を補償するので、安価で且つ簡単な構成でありながら正確なサーボ制御を行い得る、サーボ制御に適したブラシレスモータ駆動装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。
【図２】ブラシレスモータを示す簡単な説明図である。
【図３】磁極位置検出器の出力する回転子位置信号とエッジ検出部の出力パルス信号との関係を説明す波形図である。
【図４】本発明に係る第２の実施の形態のブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る第３の実施の形態のブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る第４の実施の形態のブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。
【図７】従来のブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。
【図８】ＰＷＭ電圧制御のアーム短絡電流防止期間を示す説明図である。
【図９】ブラシレスモータ駆動装置の信号関係を示す説明図である。
【図１０】ブラシレスモータ駆動装置の一つのアームの動作を示す説明図である。
【図１１】従来の他のブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１速度指令部
３電力制御回路部
４直流電源
５ブラシレスモータ
２７_ｃ加速方向検出手段（加減速判定部）
２７_ｄ電圧補償手段
２８_ａ加速方向検出手段（加減速判定部）
２８_ｂ電圧補償手段
２９_ａ加速方向検出手段（通流方向検出器）
２９_ｂ電圧補償手段
３０_ｂ加速方向検出手段（電流方向判定部）
３０_ｃ電圧補償手段
５０_Ｕ励磁巻線
５０_Ｖ励磁巻線
５０_Ｗ励磁巻線
５１_ａ磁極位置検出器
５１_ｂ磁極位置検出器
５１_ｃ磁極位置検出器
Ｄ_ｎダイオード
Ｑ_ｎ半導体スイッチング素子（但し、ｎは１，…６の整数）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, a power control circuit section configured by bridge-connecting a semiconductor switching element and a diode connected in anti-parallel to each other controls a DC voltage from a DC power supply by PWM (pulse width modulation) voltage control, and performs the voltage control. The present invention relates to a brushless motor driving device that supplies a supplied voltage to a brushless motor to control the speed of the brushless motor.
[0002]
[Prior art]
7 is a block diagram showing a conventional brushless motor driving device, FIG. 8 is an explanatory diagram showing an arm short-circuit current prevention period of PWM voltage control, FIG. 9 is an explanatory diagram showing a signal relationship of the brushless motor driving device, and FIG. FIG. 11 is an explanatory view showing the operation of one arm of the motor driving device, and FIG. 11 is a block diagram showing another conventional brushless motor driving device.
[0003]
As shown in FIG. 7, the brushless motor driving device includes a speed command section 1, a control circuit section 2, a power control circuit section 3, a DC power supply 4, and a brushless motor 5. The control circuit unit 2 includes a servo control calculation unit 20, an edge detection unit 21, a speed detection unit 22, a rotor position detection unit 23, and a PWM signal generation unit 24.
[0004]
The power control circuit unit 3 includes an IGBT element (insulated gate bipolar mode transistor) Q which is a kind of a semiconductor switching element. _1, … Q ₆ And a diode D connected in anti-parallel to this _1, … D ₆ And a three-phase bridge connection. The DC power supply 4 includes a smoothed rectifier circuit or a storage battery. The brushless motor 5 includes a rotor (not shown) composed of a permanent magnet, _U, 50 _V, 50 _W And a magnetic pole position detector 51 which is composed of a stator having _a, 51 _b, 51 _c And
[0005]
The speed command unit 1 has a target value speed data V which is programmed in advance and stored in a storage device as digital data. _x Are sequentially read and output to the control circuit unit 2. The control circuit unit 2 receives the target value speed data V from the speed command unit 1. _x Is received by the servo control operation unit 20 and the magnetic pole position detector 51 _a, 51 _b, 51 _c Are received by the edge detection unit 21 and the rotor position detection unit 23.
[0006]
The edge detector 21 includes a magnetic pole position detector 51 _a, 51 _b, 51 _c , A rising edge and a falling edge (edge portion) of the rectangular wave signal are detected, a pulse is generated for each edge portion, and the pulse is output to the speed detector 22. The speed detection unit 22 obtains the current rotation speed of the rotor of the brushless motor 5 by measuring the pulse interval output from the edge detection unit 21, and obtains the obtained rotation speed data V. _y Are sequentially output to the servo control operation unit 20.
[0007]
The servo control calculation unit 20 calculates the target value speed data V from the speed command unit 1. _x And the current speed data V of the brushless motor 5 output from the speed detector 22. _y And the target value speed data V _x And current speed data V _y And the deviation (V _x -V _y ), And the control data C necessary to eliminate the deviation. _x And the calculated control data C _x To the PWM signal generation unit 24. Further, the rotor position detector 23 includes a magnetic pole position detector 51. _a, 51 _b, 51 _c Receives the rectangular wave signal from the CPU and recognizes the current rotational position of the rotor of the brushless motor 5, and the recognized rotational position data C _y To the PWM signal generation unit 24.
[0008]
When applying the output voltage from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 via the power control circuit unit 3, the PWM signal generation unit 24 _x A PWM voltage control signal for changing the substantial applied voltage applied from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 by performing PWM voltage control by high-speed switching of the power control circuit unit 3 with on-duty based on , PWM voltage controlled voltage is the rotational position data C _y Based on each excitation winding 50 of the brushless motor 5 _U, 50 _V, 50 _W Each excitation winding 50 is applied while being sequentially switched every time. _U, 50 _V, 50 _W The PWM voltage control signal output to the power control circuit unit 3 is intermittently controlled with good timing so that the magnetic field generated by the motor always applies a desired directional torque to the rotor of the brushless motor 5.
[0009]
The power control circuit unit 3 uses the PWM voltage control signal output from the PWM signal generation unit 24 to output the IGBT element Q _1, … Q ₆ Are sequentially turned on and off with good timing, and the output voltage from the DC power supply 4 is _x PWM control to a voltage corresponding to the rotation position data C _y At the timing such that the torque of the rotor of the brushless motor 5 is always in the desired direction based on the respective excitation windings 50. _U, 50 _V, 50 _W Output intermittently. At this time, as the on-duty ratio of the PWM voltage-controlled voltage is closer to 100%, a higher voltage is applied to the brushless motor 5, and the brushless motor rotates at a higher speed.
[0010]
By the way, as described above, the power control circuit unit 3 includes the IGBT element Q _1, … Q ₆ And a diode D connected in anti-parallel to this _1, … D ₆ And a three-phase bridge connection. Thyristors, transistors, IGBTs, and the like are used as semiconductor switching elements used in the power control circuit section 3. However, these elements have a problem of switching delay, particularly, turn-off time delay. Therefore, for example, the IGBTQ of FIG. _1, Q ₂ The PWM signal generator 24 is provided with an arm short-circuit current prevention period so that the ₁ Is turned off, and after a certain time, the IGBTQ ₂ Is turned on.
[0011]
Now, the arm short-circuit current prevention period of the PWM voltage control will be described with reference to FIG. In FIG. 8, FIG. 8A shows that the IGBTQ ₁ Ideal PWM voltage control signal PWM applied to the gate of _Q1 FIG. 8B shows that the PWM signal generator 24 outputs the IGBTQ ₂ Ideal PWM voltage control signal PWM applied to the gate of _Q2 Are shown respectively. However, in the case of a semiconductor switching element, although the ON time is negligible at 1 μS or less, the turn-off time t _off Is between several μS and several tens μS, so that the ideal PWM voltage control signal PWM as shown in FIGS. _Q1 , PWM _Q2 Then, IGBTQ connected in series _1, Q ₂ Turns on at the same time, causing an arm short circuit.
[0012]
Therefore, in practice, the PWM signal generation unit 24 sets the on-delay time T as shown in FIG. _D PWM voltage control signal V in which _Q1 IGBTQ ₁ At the ON delay time T as shown in FIG. _D PWM voltage control signal V in which _Q2 IGBTQ ₂ Respectively.
[0013]
By the way, the on-delay time T _D Is the turn-off time t _off It is usual to take 2 to 3 times. For this reason, IGBTQ ₁ Turns on and off as shown in FIG. ₂ Turns on and off as shown in FIG. Therefore, IGBTQ _1, Q ₂ Are simultaneously turned off, that is, the arm short-circuit current prevention period T _OFF Occurs. The arm short-circuit current prevention period T _OFF The output voltage of the power control circuit unit 3 becomes unstable.
[0014]
Next, this arm short-circuit current prevention period T _OFF Will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a detailed diagram of the power control circuit unit 3 of FIG. 7, showing one phase. In FIG. 9, the voltage V _U-0 Is the DC power supply 4 _a, 4 _b And the voltage between the midpoint 0 divided into two equal parts and the U-phase output terminal of the power control circuit unit 3. As is well known, the inter-phase output voltage of the power control circuit unit 3 is a voltage V between the three-phase output terminal and the middle point. _U-0, V _V-0, V _W-0 From the respective waveform differences.
[0015]
Here, the voltage V between the U-phase output terminal and the midpoint 0 _U-0 When the load current I is flowing in the direction of the solid arrow, at time t as shown in FIG. ₀ With IGBTQ ₂ PWM voltage control signal V _Q2 Changes from an on signal to an off signal. As shown in FIG. 10 (e), the IGBT turn-off time t _off Time t ₁ With IGBTQ ₂ Turns off. Therefore, the voltage V _U-0 Is the time t as shown in FIG. ₁ Up to minus.
[0016]
Next, IGBTQ ₁ Time t until is turned on ₁ ~ T ₂ Arm short-circuit current prevention period T up to _OFF Is the IGBTQ _1, Q ₂ Are both turned off, the output voltage of the diode D during this period increases when the load current I continues to flow in the direction of the solid line arrow. ₂ No circuit is formed except for the flow through the DC power supply, and the U-phase output terminal has a waveform switched to the negative side of the DC power supply 4. Therefore, the voltage V _U-0 Is the time t ₂ Up to minus. Next, IGBTQ ₁ Time t is on ₂ ~ T ₄ Until the voltage V _U-0 Is positive and IGBTQ _1, Q ₂ At which both are off ₄ ~ T ₅ Arm short-circuit current prevention period T up to _OFF Is the diode D again ₂ Conducts and the voltage V _U-0 Is negative.
[0017]
Next, when the load current I flows in the direction of the dashed arrow, the voltage V _U-0 Has a waveform shown in FIG. That is, IGBTQ _1, Q ₂ While both are off, the diode D ₁ The load current I flows to the DC power supply 4 through the ₁ ~ T ₂ At time t ₄ ~ T ₅ Of each arm short-circuit current prevention period T _OFF Is the voltage V _U-0 Is a plus. As described above, even if the PWM voltage control that outputs the same output voltage is performed, the output voltage greatly changes depending on the direction of the load current as shown in FIGS.
[0018]
That is, although the PWM voltage control signal is the same, the voltage applied to the brushless motor 5 greatly changes depending on the direction of the load current, and the load current I becomes a solid arrow as in the case of accelerating the brushless motor 5. , A low voltage is applied to the brushless motor 5, and when the load current I flows in the direction of the dashed arrow, such as when the brushless motor 5 is decelerated, a high voltage is applied to the brushless motor 5. Applied to the motor 5. In addition, since the instantaneous change amount is substantially constant, the lower the output voltage, the higher the voltage fluctuation rate.
[0019]
Therefore, when the above-described brushless motor drive device is used as the servo control means, the servo control operation unit 20 outputs the target value speed data V from the speed command unit 1. _x And the current speed data V of the brushless motor 5 output from the speed detector 22. _y And the target value speed data V _x And current speed data V _y And the deviation (V _x -V _y ), And the control data C necessary to eliminate the deviation. _x And the calculated control data C _x Is output to the PWM signal generation unit 24, the same control data C _x And the flow direction of the load current I is the direction of the solid arrow, or the flow direction of the load current I is the broken line The output torque of the brushless motor 5 greatly differs depending on the direction of the arrow, which is an obstacle for accurate servo control.
[0020]
Therefore, even in a brushless motor driving device, a control device of a voltage source inverter used for driving an induction motor in which a rotor is rotated by a rotating magnetic field generated by a stator disclosed in JP-A-59-123478. As shown in FIG. 11, as shown in FIG. 11, a flow direction detector 30 for detecting the flow direction of the load current in each of the U, V, and W phases. _U, 30 _V, 30 _W And the flow direction detector 30 _U, 30 _V, 30 _W Direction receiving unit 25 for receiving a current direction signal from the controller, and an arm short-circuit current prevention period T _OFF And a voltage compensator 26 for compensating for a voltage error due to the current direction signal received by the current direction receiver 25 to eliminate the voltage error due to the direction in which the load current I flows.
[0021]
In FIG. 11, the same parts as those of the brushless motor driving device described with reference to FIGS. 7 to 10 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description of the same reference numerals is omitted. ing.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the flow directions of the load currents of the U, V, and W phases are independently determined, and if the error of the output voltage is compensated for each phase based on the independently determined flow directions, the current flows There is a problem that the direction detector and the current direction receiving unit are required for the number of phases, which complicates the circuit configuration, increases the number of parts, and increases the price.
[0023]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a brushless motor driving device suitable for servo control capable of performing accurate servo control with a low-cost and simple configuration. Is to provide.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that a semiconductor switching element and a diode connected in anti-parallel are bridge-connected based on a speed command from a speed command unit. A brushless motor driving device in which a DC voltage from a DC power supply is voltage-controlled by PWM voltage control by a power control circuit unit, and the voltage-controlled voltage is supplied to the brushless motor to control the speed of the brushless motor. An acceleration direction detecting means for detecting an acceleration direction of the brushless motor, and a voltage compensating means for compensating an output voltage error caused by an arm short-circuit current prevention period based on the acceleration direction detected by the acceleration direction detecting means. It is characterized by.
[0025]
In the invention according to claim 2, the acceleration direction detecting means sequentially calculates an average speed at an integer rotation of the rotor based on an output signal from a magnetic pole position detector provided in the brushless motor, and based on the obtained average speed. And an acceleration / deceleration determination unit that determines whether the vehicle is accelerating or decelerating.
[0026]
In the invention according to claim 3, the acceleration direction detecting means receives a speed command from the speed command unit, and determines whether the speed command is an acceleration command or a deceleration command. It is characterized by being.
[0027]
According to a fourth aspect of the present invention, the acceleration direction detecting means is a flow direction detector that detects a flow direction of a current flowing from the DC power supply to the power control circuit unit.
[0028]
In the invention described in claim 5, the acceleration direction detecting means is provided with a reverse excitation induced in a stator excitation winding calculated from a rotor speed obtained from an output signal from a magnetic pole position detector provided in the brushless motor. It is a current direction determining unit that compares the electromotive voltage with the output voltage output by the power control circuit unit to determine the direction of the current flowing through the stator excitation winding.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the brushless motor driving device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3, a second embodiment will be described with reference to FIG. 3, and a third embodiment will be described with reference to FIG. Based on this, the fourth embodiment will be described in detail with reference to FIG.
[0030]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a brushless motor driving device, and FIG. 2 is a simple explanatory diagram showing a brushless motor. FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the relationship between the rotor position signal output from the magnetic pole position detector of the brushless motor and the output pulse signal from the edge detector. FIG. _a 3B shows the rotor position signal output from the magnetic pole position detector 51. _b FIG. 3C shows a rotor position signal output from the magnetic pole position detector 51. _c 3D shows an output pulse signal output from the edge detecting unit. The same parts as those of the brushless motor driving device described in the related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0031]
This brushless motor drive device is different from the brushless motor drive device described with reference to FIG. 7 in the related art in that the control circuit unit 2 includes an average speed detection unit 27. _a And the average speed storage unit 27 _b Acceleration / deceleration determination unit 27 _c And a voltage compensator 27 corresponding to a voltage compensator. _d Are added.
[0032]
Average speed detector 27 _a Calculates the average speed of the rotor 52 based on pulses output from the edge detection unit 21 at the timing shown in FIG. 3D, and corresponds to an integer rotation of the rotor from a predetermined pulse. The average speed is obtained by measuring the time until the pulse to be generated, and the obtained average speed is stored in the average speed storage unit 27. _b And acceleration / deceleration determination unit 27 _c And output sequentially. For example, as shown in FIG. 2, the rotor 52 of the brushless motor 5 has four poles of N, S, N and S, and the magnetic pole position detector of the brushless motor 5 has 51 poles. _a, 51 _b, 51 _c , The average speed detection unit 27 _a Calculates the average speed by measuring the time of 12 pulses or an integral multiple of 12 pulses, and stores the obtained average speed in the average speed storage unit 27. _b And acceleration / deceleration determination unit 27 _c And output sequentially.
[0033]
Average speed storage unit 27 _b Is the average speed detection unit 27 _a Average speed ω _n Is stored for one timing period, and the next average speed ω _{n + 1} The average speed ω previously input when is input _n Acceleration / deceleration determination unit 27 _c Output to Acceleration / deceleration determination unit 27 _c Is the average speed detection unit 27 _a Average speed ω input from _{n + 1} And average speed storage unit 27 _b Average speed ω input from _n And (ω _{n + 1} −ω _n ) Is determined to be positive or negative, and the result is referred to the voltage compensator 27. _d Output to
[0034]
Voltage compensator 27 _d Is the acceleration / deceleration determination unit 27 _c , That is, information indicating that the vehicle is accelerating, the arm short-circuit current prevention period T _OFF Is output to the PWM signal generation unit 24 to increase the on-duty by an amount corresponding to the compensation of the voltage fluctuation due to the above. Further, the voltage compensator 27 _d Is the acceleration / deceleration determination unit 27 _c , That is, information indicating that the vehicle is decelerating, the arm short-circuit current prevention period T _OFF And outputs a compensation instruction signal to the PWM signal generator 24 to reduce the on-duty by an amount equivalent to the voltage fluctuation due to
[0035]
The brushless motor driving device configured as described above operates as follows. That is, the speed command unit 1 performs the target speed data V programmed in advance and stored in the storage device as digital data. _x Are sequentially read and output to the control circuit unit 2. The control circuit unit 2 receives the target value speed data V from the speed command unit 1. _x Is received by the servo control operation unit 20 and the magnetic pole position detector 51 _a, 51 _b, 51 _c Are received by the edge detection unit 21 and the rotor position detection unit 23.
[0036]
The edge detector 21 includes a magnetic pole position detector 51 as shown in FIG. _a, 51 _b, 51 _c , A rising edge and a falling edge (edge portion) of the rectangular wave signal from the edge signal are detected, and a pulse is generated for each edge portion. _a And output to The speed detection unit 22 obtains the current speed of the rotor of the brushless motor 5 by measuring the pulse interval output from the edge detection unit 21, and obtains the obtained speed data V. _y Are sequentially output to the servo control operation unit 20.
[0037]
The servo control calculation unit 20 calculates the target value speed data V from the speed command unit 1. _x And the current speed data V of the brushless motor 5 output from the speed detector 22. _y And the target value speed data V _x And current speed data V _y And the deviation (V _x -V _y ), And the control data C necessary to eliminate the deviation. _x And the calculated control data C _x To the PWM signal generation unit 24. Further, the rotor position detector 23 includes a magnetic pole position detector 51. _a, 51 _b, 51 _c Receives the rectangular wave signal from the CPU and recognizes the current rotational position of the rotor of the brushless motor 5, and the recognized rotational position data C _y To the PWM signal generation unit 24.
[0038]
Average speed detector 27 _a Calculates the average speed of the rotor 52 based on the pulse output from the edge detection unit 21 and stores the average speed in the average speed storage unit 27. _b And acceleration / deceleration determination unit 27 _c And output sequentially. Average speed storage unit 27 _b Is the average speed detection unit 27 _a Stores the average speed that is sequentially input for one timing period, and when the next average speed is input, stores the previously input average speed in the acceleration / deceleration determination unit 27. _c Output to Acceleration / deceleration determination unit 27 _c Is the average speed detection unit 27 _a Speed and average speed storage unit 27 input from the _b Is compared with the average speed input from the controller to determine whether the vehicle is accelerating or decelerating. _d Output to
[0039]
Voltage compensator 27 _d Is the acceleration / deceleration determination unit 27 _c When the information indicating acceleration is received from the controller, the arm short-circuit current prevention period T _OFF Is output to the PWM signal generation unit 24 to increase the on-duty by an amount corresponding to the compensation of the voltage fluctuation due to the above. Further, the voltage compensator 27 _d Is the acceleration / deceleration determination unit 27 _c When information indicating that the vehicle is decelerating is received from the _OFF And outputs a compensation instruction signal to the PWM signal generator 24 to reduce the on-duty by an amount equivalent to the voltage fluctuation due to
[0040]
When applying the output voltage from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 via the power control circuit unit 3, the PWM signal generation unit 24 _x And voltage compensator 27 _d PWM voltage control is performed by high-speed switching of the power control circuit unit 3 at on-duty based on the compensation instruction signal from the DC power supply 4 and the substantial applied voltage applied from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 is changed. The control signal is generated, and the voltage controlled by the PWM voltage is used as the rotational position data C. _y Based on each excitation winding 50 of the brushless motor 5 _U, 50 _V, 50 _W Each excitation winding 50 is applied while being sequentially switched every time. _U, 50 _V, 50 _W The PWM voltage control signal output to the power control circuit unit 3 is intermittently controlled with good timing so that the magnetic field generated by the motor always applies a desired directional torque to the rotor of the brushless motor 5.
[0041]
The power control circuit unit 3 uses the PWM voltage control signal output from the PWM signal generation unit 24 to output the IGBT element Q _1, … Q ₆ Are sequentially switched at high speed, and the output voltage from the DC power supply 4 is _x PWM control to a voltage corresponding to the rotation position data C _y At the timing such that the torque of the rotor of the brushless motor 5 is always in the desired direction based on the respective excitation windings 50. _U, 50 _V, 50 _W Output intermittently.
[0042]
Therefore, in the above-described brushless motor driving device, the acceleration / deceleration of the speed of the rotor 52 of the brushless motor 5 is controlled by the magnetic pole position detector 51. _a, 51 _b, 51 _c Acceleration / deceleration determination unit 27 from the position detection signal from _c The acceleration / deceleration determination unit 27 _c Arm short-circuit current prevention period T _OFF On-duty correction is performed to compensate for voltage fluctuations caused by the load currents. Therefore, the flow directions of the load currents of the U, V, and W phases are obtained independently, and based on the flow directions obtained independently. Unlike compensating the output voltage error for each phase, it is possible to provide a brushless motor driving device suitable for servo control capable of performing accurate servo control with an inexpensive and simple configuration.
[0043]
[Second embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a brushless motor driving device. The same parts as those of the brushless motor driving device described in the related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0044]
This brushless motor drive device is different from the brushless motor drive device described with reference to FIG. 7 in the related art in that the control circuit unit 2 includes an acceleration / deceleration determination unit 28. _a And voltage compensator 28 corresponding to voltage compensator _b And the target value speed data V stored in the storage device as digital data by programming the speed command unit 1 in advance. _x Are sequentially read, and the target value speed data V _x To the servo control calculation unit 20 and the acceleration / deceleration determination unit 28 _a And output the data to
[0045]
Acceleration / deceleration determination unit 28 _a Is the target value speed data V from the speed command unit 1. _x And the target speed data V _x Is an acceleration command or a deceleration command, and the result of the judgment is _b Output to Voltage compensator 28 _b Is the acceleration / deceleration determination unit 28 _a When the information indicating acceleration is received from the controller, the arm short-circuit current prevention period T _OFF Is output to the PWM signal generation unit 24 to increase the on-duty by an amount corresponding to the compensation of the voltage fluctuation due to the above. The voltage compensator 28 _b Is the acceleration / deceleration determination unit 28 _a When information indicating that the vehicle is decelerating is received from the _OFF And outputs a compensation instruction signal to the PWM signal generator 24 to reduce the on-duty by an amount equivalent to the voltage fluctuation due to
[0046]
When applying the output voltage from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 via the power control circuit unit 3, the PWM signal generation unit 24 _x And voltage compensator 28 _b PWM voltage control is performed by high-speed switching of the power control circuit unit 3 at on-duty based on the compensation instruction signal from the DC power supply 4 and the substantial applied voltage applied from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 is changed. The control signal is generated, and the voltage controlled by the PWM voltage is used as the rotational position data C. _y Based on each excitation winding 50 of the brushless motor 5 _U, 50 _V, 50 _W Each excitation winding 50 is applied while being sequentially switched every time. _U, 50 _V, 50 _W The PWM voltage control signal output to the power control circuit unit 3 is intermittently controlled with good timing so that the magnetic field generated by the motor always applies a desired directional torque to the rotor of the brushless motor 5.
[0047]
Therefore, in the above-described brushless motor drive device, the speed command unit 1 sequentially reads the target value speed data V from the acceleration / deceleration of the speed of the rotor of the brushless motor 5. _x Acceleration / deceleration determination unit 28 based on _a And the acceleration / deceleration determination unit 28 _a Arm short-circuit current prevention period T _OFF On-duty correction is performed to compensate for voltage fluctuations caused by the load currents. Therefore, the flow directions of the load currents of the U, V, and W phases are obtained independently, and based on the flow directions obtained independently. Unlike compensating the output voltage error for each phase, it is possible to provide a brushless motor driving device suitable for servo control capable of performing accurate servo control with an inexpensive and simple configuration.
[0048]
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing a brushless motor driving device. The same parts as those of the brushless motor driving device described in the related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0049]
This brushless motor drive device is different from the brushless motor drive device described with reference to FIG. 29 _a And a voltage compensating unit 29 corresponding to voltage compensating means is provided in the control circuit unit 2. _b Is provided.
[0050]
Flow direction detector 29 _a Detects the direction of flow of the bus current flowing through the bus connecting the DC power supply 4 and the power control circuit unit 3 and determines the direction of flow of the detected bus current as a voltage compensating unit 29. _b Output to Voltage compensator 29 _b Is a flow direction detector 29 _a From the DC power supply 4 to the power control circuit section 3, the arm short-circuit current prevention period T _OFF Is output to the PWM signal generation unit 24 to increase the on-duty by an amount corresponding to the compensation of the voltage fluctuation due to the above. Further, the voltage compensator 29 _b Is a flow direction detector 29 _a From the power control circuit unit 3 to the DC power supply 4, the arm short circuit current prevention period T _OFF And outputs a compensation instruction signal to the PWM signal generator 24 to reduce the on-duty by an amount equivalent to the voltage fluctuation due to
[0051]
When applying the output voltage from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 via the power control circuit unit 3, the PWM signal generation unit 24 _x And voltage compensator 29 _b PWM voltage control is performed by high-speed switching of the power control circuit unit 3 at on-duty based on the compensation instruction signal from the DC power supply 4 and the substantial applied voltage applied from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 is changed. The control signal is generated, and the voltage controlled by the PWM voltage is used as the rotational position data C. _y Based on each excitation winding 50 of the brushless motor 5 _U, 50 _V, 50 _W Each excitation winding 50 is applied while being sequentially switched every time. _U, 50 _V, 50 _W The PWM voltage control signal output to the power control circuit unit 3 is intermittently controlled with good timing so that the magnetic field generated by the motor always applies a desired directional torque to the rotor of the brushless motor 5.
[0052]
Therefore, in the above-described brushless motor driving device, the arm short-circuit current prevention period T _OFF The direction of the load current flowing to the _a From the load current direction, the arm short-circuit current prevention period T _OFF On-duty correction is performed to compensate for voltage fluctuations caused by the load currents. Therefore, the flow directions of the load currents of the U, V, and W phases are obtained independently, and based on the flow directions obtained independently. Unlike compensating the output voltage error for each phase, it is possible to provide a brushless motor driving device suitable for servo control capable of performing accurate servo control with an inexpensive and simple configuration.
[0053]
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing a brushless motor driving device. The same parts as those of the brushless motor driving device described in the related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0054]
This brushless motor driving device is different from the brushless motor driving device described with reference to FIG. _a And the current direction determining unit 30 _b And a voltage compensation unit 30 corresponding to a voltage compensation unit. _c Are added.
[0055]
Back electromotive voltage calculator 30 _a Is the current speed data V of the brushless motor 5 output from the speed detector 22. _y And receives the received speed data V _y And the back electromotive voltage calculation unit 30 _a Back electromotive force constant K _e From the above, the back electromotive voltage E induced in the excitation winding for one phase of the stator is expressed as E = K _e × V _y And the calculated result of the back electromotive voltage E is calculated based on _b Output to
[0056]
Current direction determination unit 30 _b Receives the result of the back electromotive voltage E and receives the control data C from the servo control operation unit 20. _x To receive. Then, the current direction determining unit 30 _b Is the control data C _x Output voltage V that power control circuit unit 3 would output based on _PWM0 Is calculated, and the output voltage V calculated by the calculation is _PWM0 And E <V _PWM0 Then, information indicating that the current direction is positive is supplied to the voltage compensator 30. _c And E ≧ V _PWM0 Then, the information that the current direction is negative is supplied to the voltage compensator 30. _c Output to
[0057]
Voltage compensator 30 _c Is the current direction determination unit 30 _b From the arm short-circuit current prevention period T _OFF Is output to the PWM signal generation unit 24 to increase the on-duty by an amount corresponding to the compensation of the voltage fluctuation due to the above. Also, the voltage compensator 30 _c Is the current direction determination unit 30 _b Is the information indicating that the current direction is negative, the arm short-circuit current prevention period T _OFF And outputs a compensation instruction signal to the PWM signal generator 24 to reduce the on-duty by an amount equivalent to the voltage fluctuation due to
[0058]
When applying the output voltage from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 via the power control circuit unit 3, the PWM signal generation unit 24 _x And voltage compensator 30 _c PWM voltage control is performed by high-speed switching of the power control circuit unit 3 at on-duty based on the compensation instruction signal from the DC power supply 4 and the substantial applied voltage applied from the DC power supply 4 to the brushless motor 5 is changed. The control signal is generated, and the voltage controlled by the PWM voltage is used as the rotational position data C. _y Based on each excitation winding 50 of the brushless motor 5 _U, 50 _V, 50 _W Each excitation winding 50 is applied while being sequentially switched every time. _U, 50 _V, 50 _W The PWM voltage control signal output to the power control circuit unit 3 is intermittently controlled with good timing so that the magnetic field generated by the motor always applies a desired directional torque to the rotor of the brushless motor 5.
[0059]
Therefore, in the above-described brushless motor driving device, the arm short-circuit current prevention period T _OFF The direction of the load current flowing through the _a Calculation of back electromotive voltage and current direction determination unit 30 _b , And based on the load current direction, the arm short-circuit current prevention period T _OFF On-duty correction is performed to compensate for voltage fluctuations caused by the load currents. Therefore, the flow directions of the load currents of the U, V, and W phases are obtained independently, and based on the flow directions obtained independently. Unlike compensating the output voltage error for each phase, it is possible to provide a brushless motor driving device suitable for servo control capable of performing accurate servo control with an inexpensive and simple configuration.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the output voltage error caused by the arm short-circuit current prevention period can be compensated, so that accurate servo control can be performed, and the brushless motor driving device suitable for servo control. Is provided.
[0061]
According to the second aspect of the present invention, the acceleration direction is obtained by calculation based on the output signal from the magnetic pole position detector provided in the brushless motor using the average speed of the rotor at an integer number of rotations. Even if the position is slightly misaligned, the acceleration direction can be obtained with a higher accuracy in which the error has been cancelled, and the output voltage error caused by the arm short-circuit current prevention period is compensated based on the acceleration direction. With such a configuration, it is possible to provide a brushless motor drive device that can perform more accurate servo control and is suitable for servo control.
[0062]
According to the third aspect of the present invention, the output voltage error caused by the arm short-circuit current prevention period is compensated based on the acceleration direction recognized from the speed command from the speed command unit. There is an effect that a brushless motor driving device suitable for servo control, which can perform various servo controls, can be provided.
[0063]
According to the fourth aspect of the present invention, the output voltage error caused by the arm short-circuit current prevention period is compensated based on the direction of the current flowing from the DC power supply to the power control circuit unit, so that the configuration is inexpensive and simple. There is an effect that a brushless motor drive device that can perform accurate servo control and is suitable for servo control can be provided.
[0064]
According to the fifth aspect of the present invention, the acceleration direction is obtained by calculation based on the output signal from the magnetic pole position detector provided in the brushless motor, and the output voltage error caused by the arm short-circuit current prevention period is compensated based on the acceleration direction. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a brushless motor driving device suitable for servo control, which can perform accurate servo control with a low-cost and simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a brushless motor driving device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a simple explanatory view showing a brushless motor.
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating a relationship between a rotor position signal output from a magnetic pole position detector and an output pulse signal from an edge detection unit.
FIG. 4 is a block diagram showing a brushless motor driving device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a brushless motor driving device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a brushless motor driving device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a conventional brushless motor driving device.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an arm short-circuit current prevention period of PWM voltage control.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a signal relationship of the brushless motor driving device.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an operation of one arm of the brushless motor driving device.
FIG. 11 is a block diagram showing another conventional brushless motor driving device.
[Explanation of symbols]
1 Speed command section
3 Power control circuit
4 DC power supply
5 Brushless motor
27 _c Acceleration direction detection means (acceleration / deceleration determination unit)
27 _d Voltage compensation means
28 _a Acceleration direction detection means (acceleration / deceleration determination unit)
28 _b Voltage compensation means
29 _a Acceleration direction detection means (flow direction detector)
29 _b Voltage compensation means
30 _b Acceleration direction detection means (current direction judgment unit)
30 _c Voltage compensation means
50 _U Excitation winding
50 _V Excitation winding
50 _W Excitation winding
51 _a Magnetic pole position detector
51 _b Magnetic pole position detector
51 _c Magnetic pole position detector
D _n diode
Q _n Semiconductor switching element (where n is an integer of 1, ... 6)

Claims

Based on a speed command from a speed command unit, a power control circuit unit configured by bridge-connecting a semiconductor switching element and a diode connected in anti-parallel to each other performs voltage control of a DC voltage from a DC power supply by PWM voltage control. In a brushless motor driving device configured to control the speed of a brushless motor by supplying a voltage controlled by a voltage to the brushless motor, an acceleration direction detection unit that detects an acceleration direction of the brushless motor, and an acceleration direction detection unit that detects an acceleration direction of the brushless motor. A brushless motor driving device comprising: voltage compensation means for compensating an output voltage error caused by an arm short-circuit current prevention period based on an acceleration direction.

The acceleration direction detecting means sequentially calculates an average speed at an integer rotation of the rotor based on an output signal from a magnetic pole position detector included in the brushless motor, and determines whether the vehicle is accelerating or decelerating based on the obtained average speed. 2. The brushless motor driving device according to claim 1, wherein the brushless motor driving device is an acceleration / deceleration determination unit that determines the condition.

Based on a speed command from a speed command unit, a power control circuit unit configured by bridge-connecting a semiconductor switching element and a diode connected in anti-parallel to each other performs voltage control of a DC voltage from a DC power supply by PWM voltage control. In a brushless motor driving device configured to control the speed of a brushless motor by supplying a voltage controlled by a voltage to the brushless motor, an acceleration direction detection unit that detects an acceleration direction of the brushless motor, and an acceleration direction detection unit that detects an acceleration direction of the brushless motor. Voltage compensating means for compensating for an output voltage error caused by the arm short-circuit current prevention period based on the acceleration direction, wherein the acceleration direction detecting means determines the direction of current flow from the DC power supply to the power control circuit unit. A brushless motor driving device, which is a flow direction detector for detecting.

Based on a speed command from a speed command unit, a power control circuit unit configured by bridge-connecting a semiconductor switching element and a diode connected in anti-parallel to each other performs voltage control of a DC voltage from a DC power supply by PWM voltage control. In a brushless motor driving device configured to control the speed of a brushless motor by supplying a voltage controlled by a voltage to the brushless motor, an acceleration direction detection unit that detects an acceleration direction of the brushless motor, and an acceleration direction detection unit that detects an acceleration direction of the brushless motor. Voltage compensating means for compensating for an output voltage error caused by the arm short-circuit current prevention period based on the acceleration direction, wherein the acceleration direction detecting means comprises a rotor obtained by an output signal from a magnetic pole position detector provided in the brushless motor. The back electromotive voltage induced in the stator excitation winding calculated from the speed of By comparing the output voltage and that, the brushless motor driving device, characterized in that the determining current direction determination unit in the direction of the current flowing in the stator excitation windings.