JP4128703B2 - Motor drive device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はブラシレスDCモータを周波数制御するモータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
3相4極ブラシレスDCモータ1を回転数制御する120゜通電制御(矩形波通電制御)型モータ駆動装置として、従来より図7に示すものがある。この図に示すように、モータ駆動装置は、直流電圧を疑似交流電圧に変換し、ブラシレスDCモータ(以下「モータ」と略す。)1に出力する直流交流変換部2と、モータ1の回転子位置を検出する磁極位置検出部3とを備えている。PWMデューティ制御部5'は、モータ1を回転数制御するための印加電圧・周波数・位相を制御するためのデューティ信号を出力する。直流交流変換部2は、高速に開閉する6つのスイッチング素子から構成される。
【0003】
このように、構成されたモータ駆動装置では、直流電圧は直流交流変換部2にて周波数・位相可変の疑似交流電圧に変換されてブラシレスDCモータ1に出力される。ブラシレスDCモータ1の回転数は、直流交流変換部2から出力される疑似交流電圧の周波数・位相(以下「インバータ周波数」という。)を変化させることにより制御される。このインバータ周波数は、PWMデューティ制御部5'により制御される。PWMデューティ制御部5'には、周波数指令値ωsが入力され、この値に基づいて、PWMデューティ制御部5'は、直流交流変換部2のスイッチング素子を開閉する6通りのベースパターンを出力する。それらのベースパターンによりスイッチング素子が開閉されることにより、直流交流変換部2から出力されるインバータ周波数が制御される。ここで、ベースパターン一周期の逆数がインバータ周波数である。
【0004】
モータ1の回転数を変更するとき、PWMデューティ制御部5'は、周波数指令値ωsの変化に伴い、磁極位置検出部3の回転位相情報に基づき、直流交流変換部2のインバータ周波数を変化させながら、ブラシレスDCモータ1を回転数制御する。
【0005】
ここで、磁極位置検出部3の位相検知特性は、直流交流変換部2の出力するインバータ周波数(位相)や、電圧振幅に依存せず、モータ1より発生する誘起電圧を直接検知し、モータ1の磁極位置を推定演算する。
【0006】
PWMデューティ制御部5'では、回転位相情報に基づき、6通りのベースパターンを出力する。直流交流変換部2は、6個のスイッチング素子を有し、U相、V相、W相に対して、それぞれ上アームにスイッチング素子1個、下アームにスイッチング素子1個具備している。
【0007】
従来のモータ駆動装置によるモータ駆動においては、モータ1に印加される負荷トルクが常に一定のもとでは、モータ1の回転速度は常に一定となる。従って、各ベースパターンPTNm(m=1〜6)の出力角度は機械角で30゜となり、出力時間も一定となる。これは、PWMデューティ制御部5'の出力するPWMデューティ幅は回転角によらず一定となるため、モータ1の発生する出力(発生)トルク17も一定となるため、出力トルクと負荷トルクのミスマッチによって生ずる残差トルクが、常時0となるためである。このため、負荷トルクが一定の場合には、モータ1はほぼ等速回転運転を行い、良好な速度制御性能を得ることが可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、モータの回転角に対して一定でない負荷トルクが加わった場合、出力トルクと負荷トルクとの差によって生ずる残差トルクによって、モータ1の回転速度は、一回転する間に刻々変化するため速度制御が不安定になる。これにより、モータ1および機械系より音・振動が発生し、これに対応するため機械系を堅剛に構成しなければならず、大幅なコストアップとなり、また最悪の場合には、モータ1や負荷系の破壊へとつながってしまう大きな課題を有していた。
【0009】
本発明は、上記課題を解決すべきなされたものであり、その目的とするところは、出力トルクと負荷トルクの差によって生ずる残差トルクを小さく抑えることにより、機械系の音・振動を小さくし、機械系の防音、振動対策を簡略化でき、さらには、回路コストもほとんどアップしないモータ駆動装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るモータ駆動装置は、3相n極(nは4以上の偶数)ブラシレスDCモータを回転数制御するモータ駆動装置において、スイッチング素子を含み、スイッチング素子を制御信号に応じて開閉することにより直流電圧を所望の疑似交流電圧に変換し、疑似交流電圧を前記ブラシレスDCモータに出力する直流交流変換手段と、ブラシレスDCモータの3相の電機子巻線の誘起電圧より得られる回転位相を検出し回転位相情報を出力する位置検出手段と、直流交流変換手段のスイッチング素子の開閉動作をPWM制御するための制御信号を出力するデューティ制御手段とを備える。さらに、デューティ制御手段は、制御信号に対し、周波数指令に基いて、基準となるデューティ値である基準デューティ値を決定する基準デューティ決定手段と、モータの一回転角度をn等分して得られる角度範囲の回転速度を求め、回転速度に基いて基準デューティ値を補正する補正手段と、補正したデューティ値を有する制御信号を出力する出力手段とからなる。
【0011】
デューティ制御手段の補正手段は、回転速度を、電機子巻線の誘起電圧の一のゼロクロスの発生タイミングと、その一のゼロクロスと同相の電機子巻線におけるゼロクロスであってその一のゼロクロスから電気角180°経過後のゼロクロスの発生タイミングとから求める
【0012】
また、デューティ制御手段の補正手段は、電機子巻線の各相における誘起電圧のゼロクロス発生毎(30°回転毎)に回転速度を求めてもよい。
【0013】
また、上記のモータ駆動装置において、一の回転速度と、その回転速度を求めてから電気角360°経過後の回転速度との差分を検出する速度差分検出手段をさらに有してもよい。このとき、デューティ制御手段の補正手段は、その差分に応じてデューティ値を補正する。
【0014】
また、速度差分検出手段は、回転速度の差分を算出後、さらにその差分に対して非線形な演算処理を施して補正してもよい。
【0015】
また、デューティ制御手段は、ブラシレスDCモータが機械角で電気角で60°回転する毎に、デューティ値を更新するようにしてもよい。
【0016】
また、デューティ制御手段の出力手段は、回転速度に応じて補正されたデューティ値を、回転速度を求めた時点からモータの回転角で電気角で180°×(n−2)経過したときのデューティ値として出力するようにしてもよい。
【0017】
また、デューティ制御手段の補正手段は、基準デューティ値に差分に応じて決定される補正用デューティ値を加算することにより出力すべきデューティ値を求めてもよい。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を用いて本発明に係るモータ駆動装置の実施形態を詳細に説明する。
【0019】
(モータ駆動装置の構成)
図1に本実施形態のモータ駆動装置の構成図を示す。この図に示すモータ駆動装置は、3相4極ブラシレスDCモータ(以下「モータ」と略す。)1を120゜通電制御(矩形波通電制御)で回転数制御するものである。図に示すようにモータ駆動装置は、直流電圧を疑似交流電圧に変換し、モータ1に出力する直流交流変換部2と、モータ1の回転子の位置を検出する磁極位置検出部3と、磁極位置検出部3により検出されたモータ1の回転子位置から回転速度を算出する速度差分検出部4と、モータ1を回転数制御するための印加電圧・周波数・位相を制御するPWMデューティ信号を出力するPWMデューティ制御部5とを備える。直流交流変換部2は、高速に開閉する6つのスイッチング素子2u、2v、2w、2x、2y、2zを有する。
【0020】
このように、構成されたモータ駆動装置では、直流電源から供給される直流電圧が直流交流変換部2にて周波数・位相可変の疑似交流電圧に変換されてモータ1に出力される。モータ1の回転数は、直流交流変換部2から出力される疑似交流電圧の周波数・位相(以下「インバータ周波数」という。)を変化させることにより制御される。このインバータ周波数は、PWMデューティ制御部5により制御される。PWMデューティ制御部5には周波数指令値ωsが入力される。PWMデューティ制御部5は、この値に基づいて直流交流変換部2のスイッチング素子を開閉する6通りのベースパターン信号を出力する。それらのベースパターン信号によりスイッチング素子が開閉されることにより直流交流変換部2から出力されるインバータ周波数が制御される。
【0021】
各ベースパターン信号の転流切換は、磁極位置検出部3の出力信号に基づいて行われる。磁極位置検出部3は、モータ1の3相誘起電圧のゼロクロス信号を検知して、その検知信号を速度差分検出部4に出力する。ゼロクロス信号はモータ1が一回転する間に3相分で12回発生する。すなわち、モータ1が等速回転を行っていれば、ゼロクロス信号はほぼ60°電気角毎に発生する。磁極位置検出部3のゼロクロス信号が速度差分検出部4を介してPWMデューティ制御部5に入力されると、PWMデューティ制御部5はベースパターン信号をゼロクロス信号に基いて、パターンPTN1→パターンPTN2→・・・→パターンPTN6→パターンPTN1…に順次切り替えていく。また、このゼロクロス信号から回転速度の判定ができる。なお、モータ1の回転角に対する位相の変化時定数とトルク値の変化時定数は、モータ1が一回転する時間の2倍以上大きい値とする。
【0022】
(ベースパターン)
PWMデューティ制御部5から出力されるベースパターンについて説明する。ベースパターンは、直流交流変換部2のスイッチング素子2u〜2w、2x〜2zを駆動するためのパルス信号である。ベースパターンは、直流交流変換部2の出力電圧の電気角の一周期において6つの基本的なパターンを有する。ベースパターン一周期の逆数がインバータ周波数となる。
【0023】
図2にベースパターンの例を示す。図に示すように、第1のパターンPTN1は、U相上アームスイッチング素子2uと、V相下アームスイッチング素子2yを導通させる。第2のパターンPTN2は、U相上アームスイッチング素子2uと、W相下アームスイッチング素子2zを導通させる。第3のパターンPTN3は、V相上アームスイッチング素子2vと、W相下アームスイッチング素子2zを導通させる。第4のパターンPTN4は、V相上アームスイッチング素子2vと、U相下アームスイッチング素子2xを導通させる。第5のパターンPTN5は、W相上アームスイッチング素子2wと、U相下アームスイッチング素子2xを導通させる。第6のパターンPTN6は、W相上アームスイッチング素子2wと、V相下アームスイッチング素子2yを導通させる。
【0024】
(モータ駆動装置の動作)
モータ1に印加される負荷トルクが常に一定のもとでは、モータ1の回転速度は常に一定となる。従って、このとき、パターンPTNm'(m'=1〜6)は、回転子が機械角で30゜回転する毎に出力され、また、出力時間も一定となる。これは、PWMデューティ制御部5の出力するPWMデューティの値は回転角によらず一定となるためにモータ1が発生する出力トルク(発生トルク)も一定となり、出力トルクと負荷トルクの差分である残差トルクが、常時0となるためである。この時、モータ1の回転速度をω、モータ1と負荷機械系の合成慣性モーメントをJmとすれば、
dω/dt=(出力トルク−負荷トルク)/Jm=0 (1)
の物理方程式が成り立つ。
【0025】
しかし、出力トルク一定の下、負荷トルクが刻々と変化する場合は、
dω/dt=(出力トルク−負荷トルク)/Jm≠0 (2)
となり、回転数ωが時間に対して変動し、これにより、モータ1は一定速度で回転しなくなる。
【0026】
負荷トルクが刻々と変化しても、回転数ωが一定となるためには、式(1)を満たす必要がある。つまり、出力トルクと負荷トルクの差が小さく(ほぼゼロに)なるように出力トルクを制御すれば、モータ1の回転数ωの変動は低減される。このため、本モータ駆動装置では速度差分検出部4においてこの速度変動を検出し、出力トルクと負荷トルクが等しくなるようにデューティ値を制御する。
【0027】
また、モータ1の回転速度は、PWMデューティ制御部5からのベースパターンのデューティ値を制御することにより変更される。つまり、ベースパターンのPWMデューティ値の増加にしたがいモータ1の回転速度は増加し、PWMデューティ値の減少にしたがい回転速度は減少する。回転速度が一定の場合は、PWMデューティ値を増加させれば、モータ1の出力トルクは増加する。このように、PWMデューティ値は回転速度、出力トルクと密接な関係にある。
【0028】
そこで、本実施形態のモータ駆動装置では、周波数指令ωsに応じて決定され、速度を制御するためのPWMデューティ(以下「基準デューティ」という。)に対して、回転変動を抑制するためのPWMデューティ(以下「補正デューティ」という。)を加えて補正し、出力するためのデューティ(以下「出力デューティ」という。)を得る。これにより、モータ1の出力トルクが負荷トルクと等しくなるようにし、円滑なモータ駆動を実現する。なお、基準デューティD0は次式により定まる。
0=Ds+KD(ωs−ω0) (3)
ここで、Dsは周波数指令により決定される所定のデューティ値、KDは定数、ωsは周波数指令、ω0はモータの平均回転速度である。
【0029】
以下、上記の補正デューティの算出及び補正デューティを用いたPWMデューティ値の補正について詳細に説明する。
【0030】
(モータ回転速度及び速度変動の検出)
3相4極モータ1の特性を考慮すると、U、V、W各相のうちの1つの相についてのゼロクロス信号に基いて速度変動を得ることにより、精度が向上でき、好ましい。つまり、2種類以上の相のゼロクロス信号を同時に用いて速度変動を求めた場合では、磁極位置検出部3の構成素子の相間(U、V、W相間)公差や、モータ1の電気的特性の相間公差(着磁バランス・ロータ組立公差などに起因するもの)の影響を大きく受けるため、精度のよい速度変動値を得ることができないからである。これらの影響を極力排除するため、本実施形態では、回転速度及び回転速度の変動を求める際に、同じ種類の相に発生するゼロクロス信号に基いて求めるようにする。
【0031】
すなわち、モータ1は3相4極モータであるため、回転子が一回転する間、1つの相において4回ゼロクロス信号が発生する。つまり、1つの相においては90゜(=360゜÷4)毎にゼロクロス信号が発生する。このため、本実施形態では、90゜(=360゜÷4)毎に発生する1つの相のゼロクロス信号に基いて、回転角90゜の範囲におけるモータ1の回転速度ωを求める。さらに、ある時点で求めた回転速度ωθと、その時点から回転子が半回転した後(回転角180゜経過後)の回転速度ωθ +180とから速度差分Δωを求める。すなわち、速度差分Δωを次式で求める。
Δω=ωθ +180−ωθ (4)
回転速度ωθと半回転後の回転速度ωθ +180とは、いずれも同相のゼロクロス信号を用いて求められる。つまり、速度差分(速度変動)を、1相分だけの誘起電圧情報によるゼロクロス信号に基いて検出することが可能となる。
【0032】
以下、図3を用いて速度差分の算出について具体的に説明する。今、図3に示すようにベースパターンPTN1、PTN2…PTN6が順次出力されているとする。ここで、説明の便宜上、回転速度をωn,mで表す。このときの添字nは、その回転速度が、モータ1の一回転の回転角度領域を4等分したときに、各領域のどの領域を基点として求めた回転速度かを示す。添字mは、回転速度を求める際の4等分された各領域における基点位置(角度)を示す。すなわち、mが0のときは各領域の最初の位置を、mが1のときは各領域の最初から30゜シフトした位置を、mが2のときは各領域の最初から60゜シフトした位置を基点として回転速度を算出していることを示す。
【0033】
例えば、図3に示す回転速度ωn,0 は、ベースパターンPTN1が出力開始されてからベースパターンPTN4が出力開始されるまでの間の電気角180゜の範囲で、角度0°を基点として求めた回転速度を示している。回転速度ωn,0は、ベースパターンPTN1の出力タイミングとベースパターンPTN4の出力タイミングとから求められ、それらのタイミングはともにU相のゼロクロス信号により与えられる。
【0034】
以下に、図3を参照して、それぞれの回転速度ωn,mの意味を説明する。
ωn,0 → パターンPTN1出力時点からパターンPTN4出力時点までの間の回転速度(U相のゼロクロス信号により求められる)
ωn,1 → パターンPTN2出力時点からパターンPTN5出力時点までの間の回転速度(W相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn,2 → パターンPTN3出力時点からパターンPTN6出力時点までの間の回転速度(V相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+1,0 → パターンPTN4出力時点からパターンPTN1出力時点までの間の回転速度(U相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+1,1→ パターンPTN5出力時点からパターンPTN2出力時点までの間の回転速度(W相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+1,2→ パターンPTN6出力時点からパターンPTN3出力時点までの間の回転速度(V相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+2,0 → パターンPTN1出力時点からパターンPTN4出力時点までの間の回転速度(U相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+2,1→ パターンPTN2出力時点からパターンPTN5出力時点までの間の回転速度(W相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+2,2 → パターンPTN3出力時点からパターンPTN6出力時点までの間の回転速度(V相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+3,0 → パターンPTN4出力時点からパターンPTN1出力時点までの間の回転速度(U相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+3,1 → パターンPTN5出力時点からパターンPTN2出力時点までの間の回転速度(W相信号のゼロクロス信号により求められる)
ωn+3,2 → パターンPTN6出力時点からパターンPTN3出力時点までの間の回転速度(V相信号のゼロクロス信号により求められる)
【0035】
(デューティ値の補正)
上記のようにして、回転角30°毎に速度差分Δωn,mを求め、その速度差分Δωn,mに補正ゲインK(>0)を乗算して補正デューティの値を求める。すなわち、
補正デューティ=−KΔωn,m (5)
【0036】
速度差分Δωn,m及び求めた補正デューティ値は、所定の記憶領域である速度記憶部及び補正デューティ記憶部にそれぞれ格納される。例えば、図3では、U相ゼロクロス信号を用いて、パターンPTN4の出力開始時(270°位置)に、回転速度ωn+2,0を求め、回転角で180゜前に求めた回転速度ωn,0とから、補正デューティ値を演算し、この値を補正デューティ記憶部に格納する。このとき、格納した補正デューティ値は、180゜回転後に、そのときに使用されるデューティ値を求める際に使用される(詳細は後述)。このように、補正デューティを用いて、モータ1の出力トルクを回転角30゜ごとに制御する。
【0037】
(モータ駆動装置の制御フローチャート)
図4に、上述した動作を示すモータ駆動装置の制御を示すフローチャートを示す。
【0038】
図4に示すように、ベースパターンPTNm'を出力すると(S11)、その時点から回転角で90゜前の時点までの範囲における回転速度ωn,mを求める(S12)。その回転速度ωn,mと、その時点より回転角で180°前に求められた回転速度ωn-2,mとの差をとり、速度差分Δωn,mを算出する(S13)。この時、速度差分Δωn,mには、演算誤差や磁極位置検出部3の検知誤差が含まれているので、この誤差の影響を極力少なくするために所定の補正を行なう(S14)。具体的には、図5に示すような非線形演算処理による補正を行なう。図5に示す処理は次式を満たしている。

Figure 0004128703
ここで、Δω'は補正後の回転差分であり、α(α≧0)は実験的に求められた定数である。
【0039】
その後、このように求めた補正した速度差分Δω'に補正ゲインKを乗算して、基準デューティを補正するために使用される補正デューティΔDn+2を求める(S15)。この補正デューティΔDn+2を所定のデューティ記憶部に格納する(S16)。
【0040】
次に、PWMデューティ制御部5において、基準デューティ値D0を入力する(S17)。位相が180°前に算出され、格納されていた補正デューティ値ΔDnをデューティ記憶部から読み出す(S18)。補正デューティ値ΔDnと基準デューティ値D0とから、次式により出力デューティD'を求める(S19)。
D'=D0+ΔDn (7)
求めた出力デューティD'を、直流交流変換部2に出力する(S20)。
【0041】
このようにして求められた出力デューティ値と、基準デューティ値、補正デューティ値との関係を図6の(a)に示す。この図に示すように、本実施形態のモータ駆動装置では、周波数指令ωsにより定まる基準デューティに対して補正デューティを用いて補正した出力デューティを用いて、直流交流変換部2のスイッチング素子の動作を制御する。これにより、図6の(b)に示すような、負荷トルクに応じたモータの出力トルクを発生させることができ、安定した運転を可能とする。
【0042】
すなわち、図6の(b)に示すように、出力トルクと負荷トルクとがほぼ等しくなるように変化するため、式(1)の右辺の残差トルクは小さくなり、モータ1の回転速度ωの速度変動は小さくなる。
【0043】
なお、上記説明では3相4極ブラシレスDCモータついて説明したが、本発明は、モータの回転速度及び速度差分を求める際に同一相における電機子巻線のゼロクロス情報から求められるように回転速度及び速度差分の範囲を設定すれば、他の極数のモータについても適用できる。
【0044】
【発明の効果】
本発明に係るモータ駆動装置によれば、同一相のゼロクロス情報に基いて回転速度を求め、この回転速度に基いてデューティ値を制御する。これにより、位置検出手段の構成素子間のバラツキ、モータの巻線の相間公差の影響を排除でき、高い精度で回転速度の検出が可能となり、より精度の高いデューティ値の補正が可能となる。よって、高い精度で補正されたデューティ値を使用することにより、モータ駆動装置において、モータの出力トルクと機械系負荷トルクの差によって生ずる残差トルクをより小さく抑えることができ、機械系の音・振動を小さくし、機械系の防音、振動対策を簡略化できる。さらには、回路の製造コストも低減できる。
【0045】
また、モータ駆動装置において、電機子巻線の誘起電圧のゼロクロス発生毎((モータの回転角30゜毎)に回転速度を求めてもよく、これにより残差トルクの制御をきめ細かく行うことができ、音・振動面での高性能化を図ることができる。
【0046】
また、モータ駆動装置において、回転速度間の速度差分を検出してもよく、これにより、残差トルクの目安を知ることができ、速度制御性能の安定化を図ることができる。このとき、得られた回転速度の差分に対して、さらに、非線形演算処理を施してもよい。これにより、制御性安定度が一層増し、モータの乱調減少や、脱調のほとんどない動作信頼性の高いインバータシステムを提供できる。
【0047】
また、モータ駆動装置において、回転角30゜毎にデューティ値を更新してもよく、これにより、PWMデューティの制御を30゜毎にきめ細かく行うことができ、音・振動面での高性能化を図ることができる。
である。
【0048】
また、モータ駆動装置において、求めたデューティ値を、求めた時点から180°経過後に出力してもよい、これにより、モータの出力トルク位相と、負荷トルク位相を合致させることができるため、残差トルクを極力小さくでき、音・振動面での高性能化と、機械系の高信頼性化を図ることができる。
【0049】
また、モータ駆動装置において、ブラシレスDCモータの回転速度制御用の基準デューティと、速度差分を制御用の補正デューティとの和で構成されるものである。これにより、モータの回転速度制御系は、速度変動・負荷変動に対して応答性の高い制御システムを構築できるので、速度サーボ運転などに適したインバータシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態のモータ駆動装置の制御ブロック図。
【図2】 PWMデューティ制御部から出力される制御信号のベースパターンを説明した図。
【図3】 回転速度及び速度差分の検出を説明するための図。
【図4】 本実施形態におけるデューティ値の補正処理を示すフローチャート。
【図5】 速度差分ωの補正における非線形演算処理を説明した図。
【図6】 基準デューティ値と補正後のデューティ値の関係(a)、及び、出力トルクと負荷トルクの関係(b)とを示した図。
【図7】 従来のモータ駆動装置の制御ブロック図。
【符号の説明】
1 ブラシレスDCモータ(BDM)
2 直流交流変換部
3 磁極位置検出部
4 速度差分検出部
5 PWMデューティ制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor drive device that controls the frequency of a brushless DC motor.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows a conventional 120 ° energization control (rectangular wave energization control) type motor driving device for controlling the rotation speed of the three-phase four-pole brushless DC motor 1. As shown in this figure, the motor driving device converts a DC voltage into a pseudo AC voltage and outputs it to a brushless DC motor (hereinafter abbreviated as “motor”) 1, and a rotor of the motor 1. And a magnetic pole position detector 3 for detecting the position. The PWM duty control unit 5 ′ outputs a duty signal for controlling the applied voltage, frequency, and phase for controlling the rotational speed of the motor 1. The DC / AC converter 2 includes six switching elements that open and close at high speed.
[0003]
As described above, in the motor driving apparatus configured as described above, the DC voltage is converted into a pseudo AC voltage having a variable frequency and phase by the DC / AC converter 2 and output to the brushless DC motor 1. The rotation speed of the brushless DC motor 1 is controlled by changing the frequency / phase (hereinafter referred to as “inverter frequency”) of the pseudo AC voltage output from the DC / AC converter 2. The inverter frequency is controlled by the PWM duty control unit 5 ′. A frequency command value ω s is input to the PWM duty control unit 5 ′, and based on this value, the PWM duty control unit 5 ′ outputs six base patterns for opening and closing the switching elements of the DC / AC conversion unit 2. To do. When the switching elements are opened and closed by these base patterns, the inverter frequency output from the DC / AC converter 2 is controlled. Here, the inverse of one cycle of the base pattern is the inverter frequency.
[0004]
When changing the rotation speed of the motor 1, the PWM duty control unit 5 ′ changes the inverter frequency of the DC / AC conversion unit 2 based on the rotation phase information of the magnetic pole position detection unit 3 according to the change of the frequency command value ω s. Then, the rotational speed of the brushless DC motor 1 is controlled.
[0005]
Here, the phase detection characteristic of the magnetic pole position detector 3 does not depend on the inverter frequency (phase) output from the DC / AC converter 2 or the voltage amplitude, but directly detects the induced voltage generated by the motor 1. The magnetic pole position is estimated and calculated.
[0006]
The PWM duty control unit 5 ′ outputs six types of base patterns based on the rotational phase information. The DC / AC converter 2 has six switching elements, and includes one switching element in the upper arm and one switching element in the lower arm for the U phase, the V phase, and the W phase, respectively.
[0007]
In motor driving by a conventional motor driving device, the rotational speed of the motor 1 is always constant when the load torque applied to the motor 1 is always constant. Therefore, the output angle of each base pattern PTNm (m = 1 to 6) is 30 ° in mechanical angle, and the output time is also constant. This is because the PWM duty width output from the PWM duty control unit 5 ′ is constant regardless of the rotation angle, and the output (generated) torque 17 generated by the motor 1 is also constant, so the output torque and load torque mismatch. This is because the residual torque generated by the above is always zero. For this reason, when the load torque is constant, the motor 1 can perform a substantially constant speed rotation operation and obtain good speed control performance.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a non-constant load torque is applied to the rotation angle of the motor, the rotational speed of the motor 1 changes every moment during one rotation due to the residual torque generated by the difference between the output torque and the load torque. Control becomes unstable. As a result, sound and vibration are generated from the motor 1 and the mechanical system, and the mechanical system must be rigidly configured to cope with this, resulting in a significant cost increase. In the worst case, the motor 1 and It had a big problem that led to the destruction of the load system.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to reduce the sound and vibration of the mechanical system by suppressing the residual torque generated by the difference between the output torque and the load torque. It is another object of the present invention to provide a motor drive device that can simplify the soundproofing and vibration countermeasures of a mechanical system and further increase the circuit cost.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A motor driving device according to the present invention includes a switching element in a motor driving device that controls the number of revolutions of a three-phase n-pole (n is an even number of 4 or more) brushless DC motor, and opens and closes the switching element according to a control signal. The DC phase is converted into a desired pseudo AC voltage by the DC AC conversion means for outputting the pseudo AC voltage to the brushless DC motor, and the rotational phase obtained from the induced voltage of the three-phase armature winding of the brushless DC motor Position detecting means for detecting and outputting rotational phase information, and duty control means for outputting a control signal for PWM control of the opening / closing operation of the switching element of the DC / AC converting means. Further, the duty control means is obtained by dividing the control signal by a reference duty determining means for determining a reference duty value, which is a reference duty value, based on a frequency command, and dividing one rotation angle of the motor into n equal parts. It comprises a correction means for obtaining a rotation speed for each angle range, correcting the reference duty value based on the rotation speed, and an output means for outputting a control signal having the corrected duty value.
[0011]
The correction means of the duty control means is configured to change the rotation speed by the generation timing of one zero cross of the induced voltage of the armature winding and the zero cross in the armature winding in the same phase as the one zero cross. determined from the generation timing of the zero cross of after corner 180 °.
[0012]
Further, the correction means of the duty control means may determine the rotation speed every time zero crossing of the induced voltage in each phase of the armature winding occurs (every 30 ° rotation).
[0013]
The motor drive device may further include a speed difference detection unit that detects a difference between one rotation speed and a rotation speed after an electrical angle of 360 ° has elapsed after obtaining the rotation speed. At this time, the correction means of the duty control means corrects the duty value according to the difference.
[0014]
Further, the speed difference detection means may correct the difference by calculating a rotational speed difference and then applying a non-linear calculation process to the difference.
[0015]
Further, the duty control means may update the duty value every time the brushless DC motor rotates 60 degrees in mechanical angle and electrical angle .
[0016]
Further, the output means of the duty control means is configured such that the duty value corrected according to the rotational speed is a duty when 180 ° × (n−2) electrical angles have elapsed from the time when the rotational speed is obtained. You may make it output as a value.
[0017]
Further, the correction means of the duty control means may obtain a duty value to be output by adding a correction duty value determined according to the difference to the reference duty value.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a motor drive device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
(Configuration of motor drive device)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a motor drive device of the present embodiment. The motor driving apparatus shown in this figure controls the rotation speed of a three-phase four-pole brushless DC motor (hereinafter abbreviated as “motor”) 1 by 120 ° energization control (rectangular wave energization control). As shown in the figure, the motor drive device includes a DC / AC converter 2 that converts a DC voltage into a pseudo AC voltage and outputs the pseudo AC voltage, a magnetic pole position detector 3 that detects the position of the rotor of the motor 1, and a magnetic pole. A speed difference detection unit 4 that calculates the rotation speed from the rotor position of the motor 1 detected by the position detection unit 3 and a PWM duty signal that controls applied voltage, frequency, and phase for controlling the rotation speed of the motor 1 are output. And a PWM duty control unit 5 for performing the operation. The DC / AC converter 2 includes six switching elements 2u, 2v, 2w, 2x, 2y, and 2z that open and close at high speed.
[0020]
As described above, in the motor driving apparatus configured as described above, the DC voltage supplied from the DC power source is converted into a pseudo AC voltage having a variable frequency and phase by the DC / AC converter 2 and output to the motor 1. The number of revolutions of the motor 1 is controlled by changing the frequency / phase (hereinafter referred to as “inverter frequency”) of the pseudo AC voltage output from the DC / AC converter 2. This inverter frequency is controlled by the PWM duty controller 5. A frequency command value ω s is input to the PWM duty control unit 5. The PWM duty control unit 5 outputs six types of base pattern signals for opening and closing the switching elements of the DC / AC conversion unit 2 based on this value. The inverter frequency output from the DC / AC converter 2 is controlled by opening and closing the switching elements by these base pattern signals.
[0021]
The commutation switching of each base pattern signal is performed based on the output signal of the magnetic pole position detector 3. The magnetic pole position detection unit 3 detects a zero-cross signal of the three-phase induced voltage of the motor 1 and outputs the detection signal to the speed difference detection unit 4. The zero cross signal is generated 12 times for three phases while the motor 1 makes one rotation. That is, if the motor 1 is rotating at a constant speed, the zero cross signal is generated at every 60 ° electrical angle . When the zero cross signal of the magnetic pole position detection unit 3 is input to the PWM duty control unit 5 via the speed difference detection unit 4, the PWM duty control unit 5 uses the base pattern signal based on the zero cross signal as a pattern PTN1 → pattern PTN2 → ... → Pattern PTN6 → Pattern PTN1. Further, the rotational speed can be determined from the zero cross signal. The phase change time constant and the torque value change time constant with respect to the rotation angle of the motor 1 are set to values that are at least twice as long as the motor 1 makes one rotation.
[0022]
(Base pattern)
The base pattern output from the PWM duty control unit 5 will be described. The base pattern is a pulse signal for driving the switching elements 2 u to 2 w and 2 x to 2 z of the DC / AC converter 2. The base pattern has six basic patterns in one cycle of the electrical angle of the output voltage of the DC / AC converter 2. The reciprocal of one cycle of the base pattern is the inverter frequency.
[0023]
FIG. 2 shows an example of the base pattern. As shown in the figure, the first pattern PTN1 makes the U-phase upper arm switching element 2u and the V-phase lower arm switching element 2y conductive. Second pattern PTN2 causes U-phase upper arm switching element 2u and W-phase lower arm switching element 2z to conduct. The third pattern PTN3 conducts the V-phase upper arm switching element 2v and the W-phase lower arm switching element 2z. The fourth pattern PTN4 conducts the V-phase upper arm switching element 2v and the U-phase lower arm switching element 2x. The fifth pattern PTN5 conducts the W-phase upper arm switching element 2w and the U-phase lower arm switching element 2x. The sixth pattern PTN6 conducts the W-phase upper arm switching element 2w and the V-phase lower arm switching element 2y.
[0024]
(Operation of motor drive device)
When the load torque applied to the motor 1 is always constant, the rotational speed of the motor 1 is always constant. Therefore, at this time, the pattern PTNm ′ (m ′ = 1 to 6) is output every time the rotor rotates 30 ° in mechanical angle, and the output time is also constant. This is because the PWM duty value output from the PWM duty control unit 5 is constant regardless of the rotation angle, so that the output torque (generated torque) generated by the motor 1 is also constant, and is the difference between the output torque and the load torque. This is because the residual torque is always zero. At this time, if the rotational speed of the motor 1 is ω and the combined moment of inertia of the motor 1 and the load machine system is Jm,
dω / dt = (output torque−load torque) / Jm = 0 (1)
The physical equation holds.
[0025]
However, if the load torque changes every moment under a constant output torque,
dω / dt = (output torque−load torque) / Jm ≠ 0 (2)
Thus, the rotational speed ω varies with time, and the motor 1 does not rotate at a constant speed.
[0026]
Even if the load torque changes every moment, the expression (1) needs to be satisfied in order for the rotational speed ω to be constant. That is, if the output torque is controlled so that the difference between the output torque and the load torque is small (substantially zero), the fluctuation in the rotational speed ω of the motor 1 is reduced. For this reason, in this motor drive device, the speed difference detector 4 detects this speed fluctuation, and controls the duty value so that the output torque and the load torque become equal.
[0027]
The rotational speed of the motor 1 is changed by controlling the duty value of the base pattern from the PWM duty control unit 5. That is, the rotational speed of the motor 1 increases as the PWM duty value of the base pattern increases, and the rotational speed decreases as the PWM duty value decreases. When the rotation speed is constant, increasing the PWM duty value increases the output torque of the motor 1. Thus, the PWM duty value is closely related to the rotation speed and the output torque.
[0028]
Therefore, in the motor drive device according to the present embodiment, a PWM for suppressing rotational fluctuation is determined with respect to a PWM duty (hereinafter referred to as “reference duty”) that is determined according to the frequency command ω s and controls the speed. Duty (hereinafter referred to as “correction duty”) is added and corrected to obtain a duty for output (hereinafter referred to as “output duty”). Thereby, the output torque of the motor 1 is made equal to the load torque, and smooth motor driving is realized. The reference duty D 0 is determined by the following equation.
D 0 = D s + K Ds −ω 0 ) (3)
The predetermined duty value D s is determined by the frequency reference, K D is a constant, omega s is the frequency command, omega 0 is the average rotational speed of the motor.
[0029]
Hereinafter, the calculation of the correction duty and the correction of the PWM duty value using the correction duty will be described in detail.
[0030]
(Detection of motor rotation speed and speed fluctuation)
Considering the characteristics of the three-phase four-pole motor 1, it is preferable because accuracy can be improved by obtaining a speed fluctuation based on a zero cross signal for one of the U, V, and W phases. That is, when the speed fluctuation is obtained by using two or more types of zero-cross signals at the same time, the tolerance between phases (between U, V, and W phases) of the constituent elements of the magnetic pole position detector 3 and the electrical characteristics of the motor 1 This is because the speed fluctuation value with high accuracy cannot be obtained because it is greatly affected by the phase tolerance (those caused by the magnetization balance, rotor assembly tolerance, etc.). In order to eliminate these influences as much as possible, in the present embodiment, when the rotational speed and the fluctuations in the rotational speed are obtained, they are obtained based on zero-cross signals generated in the same type of phase.
[0031]
That is, since the motor 1 is a three-phase four-pole motor, the zero cross signal is generated four times in one phase while the rotor rotates once. That is, in one phase, a zero cross signal is generated every 90 ° (= 360 ° / 4). For this reason, in the present embodiment, the rotational speed ω of the motor 1 in the range of the rotational angle of 90 ° is obtained based on the zero cross signal of one phase generated every 90 ° (= 360 ° ÷ 4). Further, the speed difference Δω is obtained from the rotational speed ω θ obtained at a certain time and the rotational speed ω θ +180 after the rotor has made a half rotation from that time (after the rotation angle of 180 ° has elapsed). That is, the speed difference Δω is obtained by the following equation.
Δω = ω θ +180 −ω θ (4)
The rotational speed ω θ and the rotational speed ω θ +180 after half rotation are both obtained using the same-phase zero-cross signal. That is, the speed difference (speed fluctuation) can be detected based on the zero-cross signal based on the induced voltage information for one phase.
[0032]
Hereinafter, the calculation of the speed difference will be specifically described with reference to FIG. Assume that base patterns PTN1, PTN2,... PTN6 are sequentially output as shown in FIG. Here, for convenience of explanation, the rotation speed is represented by ω n, m . The subscript n at this time indicates the rotational speed at which the rotation speed is determined based on which area of each area when the rotation angle area of one rotation of the motor 1 is equally divided into four. The subscript m indicates the base point position (angle) in each region divided into four when calculating the rotation speed. That is, when m is 0, the first position of each area is shifted, when m is 1, the position shifted 30 degrees from the beginning of each area, and when m is 2, the position shifted 60 degrees from the beginning of each area. It shows that the rotational speed is calculated from the base point.
[0033]
For example, the rotational speed ωn shown in FIG. 3, 0 is a range of an electrical angle of 180 degrees between the up base pattern PTN1 base pattern PTN4 from is started output starts output was determined angle 0 ° as a reference point The rotation speed is shown. The rotational speed ω n, 0 is obtained from the output timing of the base pattern PTN1 and the output timing of the base pattern PTN4, both of which are given by the U-phase zero-cross signal.
[0034]
Hereinafter, the meaning of each rotation speed ω n, m will be described with reference to FIG.
ω n, 0 → Rotational speed between pattern PTN1 output time and pattern PTN4 output time (determined by U-phase zero-cross signal)
ω n, 1 → Rotational speed between pattern PTN2 output time and pattern PTN5 output time (determined by zero-cross signal of W phase signal)
ω n, 2 → Rotational speed between the output time of pattern PTN3 and the output time of pattern PTN6 (determined by the zero-cross signal of the V-phase signal)
ω n + 1,0 → Rotational speed between pattern PTN4 output time and pattern PTN1 output time (determined by zero-phase signal of U-phase signal)
ω n + 1,1 → Rotational speed from pattern PTN5 output time to pattern PTN2 output time (determined from zero cross signal of W phase signal)
ω n + 1,2 → Rotational speed from the output time point of pattern PTN6 to the output time point of pattern PTN3
ω n + 2,0 → Rotational speed between pattern PTN1 output time and pattern PTN4 output time (determined by zero-phase signal of U phase signal)
ω n + 2,1 → Rotational speed from pattern PTN2 output time to pattern PTN5 output time (determined from zero-cross signal of W phase signal)
ω n + 2,2 → Rotational speed between pattern PTN3 output time and pattern PTN6 output time (determined by V-phase signal zero-cross signal)
ω n + 3,0 → Rotational speed from pattern PTN4 output time to pattern PTN1 output time (determined by zero-phase signal of U-phase signal)
ω n + 3,1 → Rotational speed between pattern PTN5 output time and pattern PTN2 output time (determined by zero-phase signal of W phase signal)
ω n + 3,2 → Rotational speed between pattern PTN6 output time and pattern PTN3 output time (determined by V-phase signal zero-cross signal)
[0035]
(Duty value correction)
As described above, the speed difference Δω n, m is obtained every rotation angle of 30 °, and the speed difference Δω n, m is multiplied by the correction gain K (> 0) to obtain the correction duty value. That is,
Correction duty = −KΔω n, m (5)
[0036]
The speed difference Δω n, m and the calculated correction duty value are stored in a speed storage unit and a correction duty storage unit, which are predetermined storage areas, respectively. For example, in FIG. 3, using the U-phase zero-cross signal, the rotation speed ω n + 2,0 is obtained at the start of pattern PTN4 output (270 ° position), and the rotation speed ω obtained 180 degrees before the rotation angle. The correction duty value is calculated from n, 0, and this value is stored in the correction duty storage unit. At this time, the stored correction duty value is used when a duty value used at that time is obtained after 180 ° rotation (details will be described later). In this way, the output torque of the motor 1 is controlled every 30 ° of rotation using the correction duty.
[0037]
(Control flowchart of motor drive device)
FIG. 4 is a flowchart showing the control of the motor driving apparatus showing the above-described operation.
[0038]
As shown in FIG. 4, when the base pattern PTNm ′ is output (S11), the rotational speed ω n, m in the range from that point to the point 90 ° before the rotation angle is obtained (S12). A difference between the rotation speed ω n, m and the rotation speed ω n-2, m obtained 180 degrees before the rotation angle from that time is calculated to calculate a speed difference Δω n, m (S13). At this time, since the speed difference Δω n, m includes a calculation error and a detection error of the magnetic pole position detector 3, a predetermined correction is performed to minimize the influence of this error (S14). Specifically, correction is performed by a non-linear calculation process as shown in FIG. The process shown in FIG. 5 satisfies the following equation.
Figure 0004128703
Here, Δω ′ is the corrected rotation difference, and α (α ≧ 0) is an experimentally determined constant.
[0039]
Thereafter, the corrected speed difference Δω ′ obtained in this way is multiplied by the correction gain K to obtain a correction duty ΔD n + 2 used for correcting the reference duty (S15). The correction duty ΔD n + 2 is stored in a predetermined duty storage unit (S16).
[0040]
Then, the PWM duty control section 5 inputs the reference duty value D 0 (S17). The correction duty value ΔD n calculated and stored 180 degrees before the phase is read from the duty storage unit (S18). From the corrected duty value ΔD n and the reference duty value D 0 , an output duty D ′ is obtained by the following equation (S19).
D ′ = D 0 + ΔD n (7)
The obtained output duty D ′ is output to the DC / AC converter 2 (S20).
[0041]
The relationship between the output duty value thus obtained, the reference duty value, and the corrected duty value is shown in FIG. As shown in this figure, in the motor drive device of the present embodiment, the operation of the switching element of the DC / AC converter 2 using the output duty corrected using the correction duty with respect to the reference duty determined by the frequency command ω s. To control. As a result, the output torque of the motor according to the load torque as shown in FIG. 6B can be generated, and stable operation is possible.
[0042]
That is, as shown in FIG. 6B, since the output torque and the load torque change so as to be substantially equal, the residual torque on the right side of the equation (1) becomes small, and the rotational speed ω of the motor 1 Speed fluctuation is reduced.
[0043]
In the above description, the three-phase, four-pole brushless DC motor has been described. If the range of the speed difference is set, it can be applied to motors with other pole numbers.
[0044]
【The invention's effect】
According to the motor drive device of the present invention, the rotational speed is obtained based on the zero-cross information of the same phase, and the duty value is controlled based on the rotational speed. As a result, it is possible to eliminate the influence of the variation between the constituent elements of the position detection means and the phase tolerance of the motor winding, and the rotation speed can be detected with high accuracy, and the duty value can be corrected with higher accuracy. Therefore, by using the duty value corrected with high accuracy, the residual torque generated by the difference between the motor output torque and the mechanical system load torque can be further reduced in the motor drive device. Reduces vibration and simplifies mechanical soundproofing and vibration countermeasures. Furthermore, the manufacturing cost of the circuit can be reduced.
[0045]
Further, in the motor drive device, the rotation speed may be obtained every time zero crossing of the induced voltage of the armature winding occurs ((every motor rotation angle of 30 °), thereby making it possible to finely control the residual torque. High performance in terms of sound and vibration can be achieved.
[0046]
Further, in the motor drive device, the speed difference between the rotation speeds may be detected, so that a guideline for the residual torque can be known, and the speed control performance can be stabilized. At this time, non-linear calculation processing may be further performed on the obtained difference in rotational speed. As a result, the stability of controllability can be further increased, and an inverter system with high operational reliability can be provided with little motor turbulence reduction and almost no step-out.
[0047]
Also, in the motor drive device, the duty value may be updated every rotation angle of 30 °, so that the PWM duty can be finely controlled every 30 °, and the performance in terms of sound and vibration is improved. Can be planned.
It is.
[0048]
Further, in the motor drive device, the obtained duty value may be output after 180 ° has elapsed from the obtained time point, so that the output torque phase of the motor can be matched with the load torque phase. Torque can be reduced as much as possible, high performance in terms of sound and vibration, and high reliability of the mechanical system.
[0049]
In the motor drive device, the reference duty for controlling the rotational speed of the brushless DC motor and the sum of the speed difference and the correction duty for control are configured. As a result, the motor rotation speed control system can construct a control system having high responsiveness to speed fluctuations and load fluctuations, and thus an inverter system suitable for speed servo operation and the like can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram of a motor drive device according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a base pattern of a control signal output from a PWM duty control unit.
FIG. 3 is a diagram for explaining detection of a rotation speed and a speed difference.
FIG. 4 is a flowchart showing duty value correction processing in the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a nonlinear calculation process in correcting a speed difference ω.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship (a) between a reference duty value and a corrected duty value, and a relationship (b) between an output torque and a load torque.
FIG. 7 is a control block diagram of a conventional motor driving device.
[Explanation of symbols]
1 Brushless DC motor (BDM)
2 DC / AC converter 3 Magnetic pole position detector 4 Speed difference detector 5 PWM duty controller

Claims (8)

3相n極(nは4以上の偶数)ブラシレスDCモータを回転数制御するモータ駆動装置において、
スイッチング素子を含み、該スイッチング素子を制御信号に応じて開閉することにより直流電圧を所望の疑似交流電圧に変換し、該疑似交流電圧を前記ブラシレスDCモータに出力する直流交流変換手段と、
前記ブラシレスDCモータの3相の電機子巻線の誘起電圧より得られる回転位相を検出し回転位相情報を出力する位置検出手段と、
前記直流交流変換手段のスイッチング素子の開閉動作をPWM制御するための制御信号を出力するデューティ制御手段とを備え、
該デューティ制御手段は、制御信号に対し、周波数指令に基いて、基準となるデューティ値である基準デューティ値を決定する基準デューティ決定手段と、モータの一回転角度をn等分して得られる角度範囲毎の回転速度を求め、該回転速度に基いて前記基準デューティ値を補正する補正手段と、補正したデューティ値を有する制御信号を出力する出力手段とからなり、
前記デューティ制御手段の補正手段は、前記回転速度を、電機子巻線の誘起電圧の一のゼロクロスの発生タイミングと、該一のゼロクロスと同相の電機子巻線におけるゼロクロスであって該一のゼロクロスから電気角180°経過後のゼロクロスの発生タイミングとから求めることを特徴とするモータ駆動装置。
In a motor drive device for controlling the rotation speed of a three-phase n-pole (n is an even number of 4 or more) brushless DC motor,
DC-AC conversion means including a switching element, converting the DC voltage to a desired pseudo AC voltage by opening and closing the switching element according to a control signal, and outputting the pseudo AC voltage to the brushless DC motor;
Position detecting means for detecting a rotational phase obtained from an induced voltage of the three-phase armature winding of the brushless DC motor and outputting rotational phase information;
Duty control means for outputting a control signal for PWM control of the switching operation of the switching element of the DC-AC conversion means,
The duty control means includes a reference duty determining means for determining a reference duty value, which is a reference duty value, based on a frequency command with respect to the control signal, and an angle obtained by equally dividing a rotation angle of the motor by n. obtains the rotation speed of each range, Ri Do from a correction means for correcting the reference duty value based on the rotational speed, and output means for outputting a control signal having a corrected duty value,
The correction means of the duty control means is configured to determine the rotation speed based on the generation timing of one zero cross of the induced voltage of the armature winding and the zero cross in the armature winding in phase with the one zero cross. motor driving apparatus according to claim Rukoto determined from the generation timing of the zero cross of after electrical angle of 180 ° from.
請求項1記載のモータ駆動装置において、
nは4であることを特徴とするモータ駆動装置。
The motor drive device according to claim 1,
n is 4, the motor drive device characterized by the above-mentioned.
請求項1記載のモータ駆動装置において、
前記デューティ制御手段の補正手段は、電機子巻線の各相における誘起電圧のゼロクロス発生毎に前記回転速度を求めることを特徴とするモータ駆動装置。
The motor drive device according to claim 1,
The motor drive apparatus according to claim 1, wherein the correction means of the duty control means obtains the rotational speed every time the induced voltage zero-cross occurs in each phase of the armature winding.
請求項1ないし請求項3にいずれか1つに記載のモータ駆動装置において、
一の回転速度と、該一の回転速度を求めてから電気角360°経過後の回転速度との差分を検出する速度差分検出手段をさらに有し、
前記デューティ制御手段の補正手段は、前記差分に応じて前記デューティ値を補正することを特徴とするモータ駆動装置。
In the motor drive device according to any one of claims 1 to 3,
A speed difference detecting means for detecting a difference between one rotation speed and a rotation speed after an electrical angle of 360 ° has elapsed after obtaining the one rotation speed;
The motor drive apparatus according to claim 1, wherein the correction means of the duty control means corrects the duty value according to the difference.
請求項4記載のモータ駆動装置において、
前記速度差分検出手段は、回転速度の差分を算出後、さらに該差分に対して非線形な演算処理を施して補正することを特徴とするモータ駆動装置。
The motor drive device according to claim 4, wherein
The speed difference detecting means, after calculating the difference in rotational speed, further corrects the difference by performing a non-linear calculation process.
請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載のモータ駆動装置において、
前記デューティ制御手段は、前記ブラシレスDCモータが電気角で60°回転する毎に、前記デューティ値を更新することを特徴とするモータ駆動装置。
In the motor drive device according to any one of claims 1 to 5,
The duty control means updates the duty value every time the brushless DC motor rotates by 60 electrical degrees .
請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載のモータ駆動装置において、
前記デューティ制御手段の出力手段は、前記回転速度に応じて補正されたデューティ値を、該回転速度を求めた時点から電気角で180°×(n−2)経過したときのデューティ値として出力することを特徴とするモータ駆動装置。
In the motor drive unit according to any one of claims 1 to 6,
The output means of the duty control means outputs the duty value corrected according to the rotational speed as a duty value when an electrical angle of 180 ° × (n−2) has elapsed since the time when the rotational speed was obtained. The motor drive device characterized by the above-mentioned.
請求項4ないし請求項7のいずれか1つに記載のモータ駆動装置において、
前記デューティ制御手段の補正手段は、前記基準デューティ値に前記差分に応じて決定される補正用デューティ値を加算することにより出力すべきデューティ値を求めることを特徴とするモータ駆動装置。
In the motor drive unit according to any one of claims 4 to 7,
The motor drive apparatus according to claim 1, wherein the correction means of the duty control means obtains a duty value to be output by adding a correction duty value determined according to the difference to the reference duty value.
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