JP4187291B2

JP4187291B2 - モータ駆動制御装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP4187291B2
Application number: JP30266497A
Authority: JP
Inventors: 紳一郎片桐
Original assignee: 日本電産シバウラ株式会社
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: JPH11146679A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の相巻線を有するモータたとえば直流ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の相巻線を有するモータたとえば直流ブラシレスモータを駆動するモータ駆動制御装置は、一般に図１０に示すスイッチング回路を備える。
Ｍは直流ブラシレスモータで、中性点Ｃを中心に星形結線された３つの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有する。各相巻線はステータに装着され、各相巻線に電流が流れることにより生じる磁界とロータの永久磁石が作る磁界との相互作用により、ロータが回転する。
【０００３】
一対のスイッチング素子を電流の上流側と下流側の関係に直列接続してなるＵ相用，Ｖ相用，Ｗ相用の３つの直列回路が用意され、これら直列回路が端子Ｐ，Ｑ間に接続される。そして、端子Ｐ，Ｑ間に直流電圧Ｅd が印加される。
【０００４】
Ｕ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子であるトランジスタＴu+、下流側スイッチング素子であるトランジスタＴu-より成る。Ｖ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子であるトランジスタＴV+、下流側スイッチング素子であるトランジスタＴV-より成る。Ｗ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子であるトランジスタＴw+、下流側スイッチング素子であるトランジスタＴw-より成る。なお、各トランジスタのコレクタ・エミッタ間にフライホイールダイオードが接続される。
【０００５】
トランジスタＴu+，Ｔu-の相互接続点（出力端子）Ｏｕ、トランジスタＴV+，ＴV-の相互接続点（出力端子）Ｏｖ、トランジスタＴw+，Ｔw-の相互接続点（出力端子）Ｏｗに、モータＭの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗがそれぞれ接続される。
【０００６】
このようなスイッチング回路の駆動制御方式として、電気学会論文誌Ｂ（60-B103 ） 105巻10号76頁−81頁に記載されているようなＰＷＭ方式がある。これを図１１に示す。
【０００７】
すなわち、互いに位相角が 180度異なる平衡三相正弦波変調信号（モータ回転速度に比例する周波数；例えば数十 Hz ）ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wが用意され、それと三角波信号（周波数16KHz 以上のキャリア信号）ｅ_bとがコンパレータでそれぞれ電圧比較されることにより、駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗが作成される。そして、これら駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに応じて各直列回路の上流側トランジスタと下流側トランジスタが交互にオン，オフ駆動される。この上流側トランジスタと下流側トランジスタのオン，オフ比率に応じて定まるレベルの電圧（三相線間電圧）Ｖuv，Ｖvw，Ｖwuが出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗの相互間に生じ、その線間電圧Ｖuv，Ｖvw，Ｖwuの平均値（正弦波状電圧）が相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加される。これにより、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗに正弦波状の電流が流れ、モータＭが駆動される。
【０００８】
一方、変調信号は必ずしも正弦波である必要はなく、図１２に示すように、正弦波信号ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wに所定の波形整形を加えた形の変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zを用いるＰＷＭ方式が上記の電気学会論文誌Ｂに記載されている。
【０００９】
すなわち、変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zは、基準となる正弦波信号ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wの周期（＝ 2π）の１／３（＝ 2π/3）に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定される波形を有する。この変調信号を用いることにより、スイッチング回路における各トランジスタの損失を減少させ、かつ各トランジスタの過熱を軽減するようにしている。
【００１０】
なお、正弦波信号ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wから変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zを作る様子を図１３、図１４、図１５に示している。
正弦波信号ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wの負側の包絡線を結んだ形の波形整形用信号（図１４）ｅ_pが用意され、その波形整形用信号ｅ_pの電圧が正弦波信号ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wの電圧に重畳されることにより、変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zが得られる。この変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zの負側の包絡線（ピークレベル）は、上記論文によれば、三角波信号ｅ_bの負側のピークレベルに一致する。
【００１１】
コンパレータにおける変調信号ｅ_zと三角波信号ｅ_bとの電圧比較の様子を図１６に示し、この電圧比較により得られる駆動信号Ｅｗの一部（タイミング19〜30）を時間軸を拡大して図１７に示している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＰＷＭ方式において、実回路上は、スイッチング回路の上流側トランジスタと下流側トランジスタが交互にオン，オフ駆動される際に、両トランジスタが同時にオン期間を保有する事態（端子Ｐ，Ｑ間が両トランジスタを通して短絡する事態）を避ける必要があることから、上流側トランジスタのオン，オフ切換点と下流側トランジスタのオン，オフ切換点との間に所定の時間差いわゆるデッドタイムＤｔが確保される。つまり、上流側トランジスタがオンからオフに切換わり、その後、下流側トランジスタがオフからオンに切換わる。さらに、下流側トランジスタがオンからオフに切換わり、その後、上流側トランジスタがオフからオンに切換わる。
【００１３】
また、上記論文では、変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zの負側の包絡線（ピークレベル）が三角波信号ｅ_bの負側のピークレベルに一致すると述べているが、変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zと三角波信号（キャリア信号）ｅ_bの電圧比較をアナログ式のコンパレータで行なう場合は、困難である。つまり、適正な低レベルＬ期間を有する駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗを得るためには、少なくともコンパレータの入力オフセット電圧分だけ、変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zの負側のピークレベルを三角波信号ｅ_bの負側のピークレベルより下げる必要がある。これを図１６に示している。
【００１４】
一方、図１７に示すように、駆動信号Ｅｗの高レベルＨの期間と低レベルＬの期間の比率は、変調信号ｅ_zのレベル変化に応じて変化する。そして、この駆動信号Ｅｗの期間比率の変化に伴い、上流側トランジスタＴw+のオン期間と下流側トランジスタＴw-のオン期間の比率も変化していく。
【００１５】
ただし、デッドタイムＤｔが固定であるため、駆動信号Ｅｗの高低期間比率に対し、上下トランジスタのオン期間比率は必ずしも一致しない。駆動信号Ｅｗの高低期間比率と上下トランジスタのオン期間比率のずれは、駆動信号Ｅｗの高低期間比率が大きいほど増大する。
【００１６】
このように、駆動信号の高低期間比率と上下トランジスタのオン期間比率のずれが存在し、しかも変調信号の負側のピークレベルが三角波信号の負側のピークレベルを下回る状況の下では、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加される三相線間電圧Ｖuv，Ｖvw，Ｖwuの平均値（正弦波状電圧）に歪みが生じてしまう。この歪みは、モータＭの振動および騒音が増大する原因となる。
【００１７】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、モータの各相巻線に印加される電圧の歪みを極力小さくすることができ、これによりモータの振動および騒音の低減が図れる信頼性にすぐれたモータ駆動制御装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明（請求項１）のモータ駆動制御装置は、直流ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置において、一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を複数有し、これら直流回路の各スイッチング素子の相互接続点が前記モータの各相巻線に接続されるスイッチング回路と、このスイッチング回路の各直列回路に直流電圧を印加する電源手段と、互いに位相角が異なる複数の変調信号を発する変調信号発生手段と、この変調信号発生手段から発せられる各変調信号と三角波信号とをそれぞれ電圧比較して前記各直列回路に対する複数の駆動信号を作成する駆動信号作成手段と、この駆動信号発生手段で作成される各駆動信号に応じて前記各直列回路の上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子を交互にオン，オフ駆動するとともに、その上流側スイッチング素子のオン，オフ切換点と下流側スイッチング素子のオン，オフ切換点との間に所定の時間差を確保する駆動手段と、を備えたモータ駆動制御装置において、前記変調信号発生手段は、正弦波信号の１周期（＝２π）の１／３未満（ただし０でない）に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定され、該スイッチング休止期間を挟む立上り部と立下り部が時間軸方向に拡がり、波形の勾配は、当初急な角度を有し、あるタイミングで緩やかな角度を有し、かつ正側のピークレベル付近の波形が正側に大きく突出した状態となる変調信号を発することを特徴する。
【００１９】
第２の発明（請求項２）のモータ駆動制御装置は、直流ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置において、一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を複数有し、これら直流回路の各スイッチング素子の相互接続点が前記モータの各相巻線に接続されるスイッチング回路と、このスイッチング回路の各直列回路に直流電圧を印加する電源手段と、前記モータの回転位置を検出し、回転位置に対応した信号を発する検出手段と、互いに位相角が異なる複数の変調信号を前記検出手段の回転位置に応じたタイミングで発する変調信号発生手段と、この変調信号発生手段から発せられる各変調信号と三角波信号とをそれぞれ電圧比較して前記各直列回路に対する複数の駆動信号を作成する駆動信号作成手段と、この駆動信号発生手段で作成される各駆動信号に応じて前記各直列回路の上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子を交互にオン，オフ駆動するとともに、その上流側スイッチング素子のオン，オフ切換点と下流側スイッチング素子のオン，オフ切換点との間に所定の時間差を確保する駆動手段と、を備えたモータ駆動制御装置において、前記変調信号発生手段は、正弦波信号の１周期（＝２π）の１／３未満（ただし０でない）に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定され、該スイッチング休止期間を挟む立上り部と立下り部が時間軸方向に拡がり、波形の勾配は、当初急な角度を有し、あるタイミングで緩やかな角度を有し、かつ正側のピークレベル付近の波形が正側に大きく突出した状態となる変調信号を発することを特徴する。
【００２０】
第３の発明（請求項３）のモータ駆動制御装置の制御方法は、一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を複数有し、これら直流回路の各スイッチング素子の相互接続点がモータの各相巻線に接続されるスイッチング回路と、このスイッチング回路の各直列回路に直流電圧を印加する電源手段と、前記モータの回転位置を検出し、回転位置に対応した信号を発する検出手段と、互いに位相角が異なる複数の変調信号を前記検出手段の回転位置に応じたタイミングで発する変調信号発生手段と、この変調信号発生手段から発せられる各変調信号と三角波信号とをそれぞれ電圧比較して前記各直列回路に対する複数の駆動信号を作成する駆動信号作成手段と、この駆動信号発生手段で作成される各駆動信号に応じて前記各直列回路の上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子を交互にオン，オフ駆動するとともに、その上流側スイッチング素子のオン，オフ切換点と下流側スイッチング素子のオン，オフ切換点との間に所定の時間差を確保する駆動手段と、を備えた直流ブラシレスモータ駆動制御装置において、前記変調信号発生手段は、正弦波信号の１周期（＝２π）の１／３未満（ただし０でない）に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定され、該スイッチング休止期間を挟む立上り部と立下り部が時間軸方向に拡がり、波形の勾配は、当初急な角度を有し、あるタイミングで緩やかな角度を有し、かつ正側のピークレベル付近の波形が正側に大きく突出した状態となる変調信号を発することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。
図１に示すように、直流電圧を発する主電源１にインバータ２が接続される。インバータ２は、図１０に示したのと同じスイッチング回路を有し、モータＭの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗに対する駆動用電圧（三相線間電圧）Ｖuv，Ｖvw，Ｖwuを出力する。スイッチング回路およびモータＭの構成については前述したので省略する。
【００２２】
モータＭにロータ位置検出部（検出手段）３が設けられる。このロータ位置検出部３は、モータＭの回転位置（ロータ位置）を検出するもので、ロータの回転位置に対応した信号を発する。この信号が波形読出部４に供給される。
【００２３】
波形読出部４は、ロータ位置検出部３から供給されるロータの回転位置に対応する信号から波形パターンデータのアドレスを得る。この値は、アドレス指定指令として波形記憶部５に供給される。
【００２４】
波形記憶部５は、後述する変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zの波形パターンをディジタルデータとして予め記憶しており、そのディジタルデータを波形読出部４の値に応じて逐次にアドレス指定して読出す。読出されるディジタルデータは変調信号発生部６に供給される。変調信号発生部６は、ディジタルデータおよび後述の作動増幅器１２からの速度制御信号に応じた波形の変調信号を作成する。この変調信号は波形増幅部７で増幅される。
【００２５】
これら波形読出部４、波形記憶部５、変調信号発生部６、および波形増幅部７により、平衡三相正弦波信号の周期（＝２π）の１／３未満に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定される波形を有し且つ互いに位相角が
180度異なる変調信号ｅx，ｅy，ｅzをロータ位置検出部３の回転位置に応じたタイミングで発する変調信号発生手段が構成される。
【００２６】
また、ロータ位置検出部３の出力が速度検出部１１に供給される。速度検出部１１は、ロータ位置検出部３の出力からモータＭの速度を検出し、その検出速度に対応する電圧レベルの信号を出力する。この出力は差動増幅器１２の反転入力端（−）に入力される。差動増幅器１２の非反転入力端（＋）には、速度指令部１３の出力が入力される。速度指令部１３は、設定される速度に対応する電圧レベルの信号を出力する。
【００２７】
差動増幅器１２は、両入力電圧の差を増幅して出力する。この出力は速度制御信号として上記変調信号発生部６に供給される。
変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zとその基準になる正弦波信号との関係を図２、図３、図４に示している。
【００２８】
平衡三相正弦波信号ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wの負側の包絡線のうち、ピークレベルを中心とする所定期間（＝２π／３未満のスイッチング休止期間）の包絡線を一部含む形の波形整形用信号ｅ_pが用意される。この波形整形用信号ｅ_pの電圧が正弦波信号ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wの電圧に重畳されることにより、正弦波信号ｅ_u，ｅ_v，ｅ_wの周期（＝２π）の１／３未満（＝２π／３未満）に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定される変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zが得られる。
【００２９】
この変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zの波形は、２π／３未満のスイッチング休止期間が確保されるのに伴い、そのスイッチング休止期間を挟む立上り部Ａとそれに連なる立上り部Ｂの波形が点線で示す従来波形（図１５）に比べて時間軸方向に拡がり、立上り部Ａにおいては従来波形より急な角度、立上り部Ｂにおいては従来波形より緩めの角度を持ち、かつ正側のピークレベル付近の波形が従来波形よりも正側に大きく突出した状態となる。
【００３０】
コンパレータ８における変調信号ｅ_zと三角波信号ｅ_bとの電圧比較の様子を図５に示し、この電圧比較により得られる駆動信号Ｅｗの一部（変調信号ｅ_zの立上り部Ａ，Ｂに対応する期間；タイミング19〜30）を時間軸を拡大して図６に示している。
【００３１】
変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zの立上り部Ａの角度は、図３に示す波形整形用信号の立上り部Ａの角度に応じて決定されるもので、波形整形用信号の立上り部Ａの角度が図の状態よりも急になると（鉛直に近づくと）、変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zの立上り部Ａの角度も急になる。この場合の変調信号ｅ_zの波形を図７および図８に示している。
【００３２】
こうして得られる変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zはそれぞれアナログ式のコンパレータ（駆動信号作成手段）８の非反転入力端（＋）に入力される。コンパレータ８の反転入力端（−）には、三角波信号発生部９から発せられる三角波信号（周波数16KHz 以上のキャリア信号）ｅ_bが入力される。
【００３３】
コンパレータ８は、変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zと三角波信号ｅ_bとを電圧比較することにより、図６や図８に示す駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗを出力する。この駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗは駆動回路１０に供給される。
【００３４】
なお、適正な低レベルＬ期間を有する駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗを得るために、少なくともコンパレータ８の入力オフセット電圧分だけ、変調信号ｅ_x，ｅ_y，ｅ_zの負側のピークレベルを三角波信号ｅ_bの負側のピークレベルよりも下げるようなレベル調整が予めなされる。
【００３５】
駆動回路１０は、駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに基づいてスイッチング回路における各直列回路の上流側トランジスタと下流側トランジスタを交互にオン，オフ駆動する。この上流側トランジスタと下流側トランジスタのオン，オフ比率に応じて定まるレベルの線間電圧Ｖuv，Ｖvw，Ｖwuが生じ、その線間電圧Ｖuv，Ｖvw，Ｖwuの平均値（正弦波状電圧）が相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加される。これにより、モータＭが駆動される。
【００３６】
また、駆動回路１０は、デッドタイム設定部を有しており、上流側トランジスタのオン，オフ切換点と下流側トランジスタのオン，オフ切換点との間に一定の時間差いわゆるデッドタイムＤｔを確保する。デッドタイムＤｔは、スイッチング回路の上流側トランジスタと下流側トランジスタが交互にオン，オフ駆動される際に、両トランジスタが同時にオン期間を保有する事態（端子Ｐ，Ｑ間が両トランジスタを通して短絡する事態）を避けるためのものである。このデッドタイムＤｔが確保される様子を図９に示す。
【００３７】
すなわち、上流側トランジスタＴw+がオンからオフに切換わると、それからデッドタイムＤｔをおいた後、下流側トランジスタＴw-がオフからオンに切換わる。下流側トランジスタＴw-がオンからオフに切換わると、それからデッドタイムＤｔをおいた後、上流側トランジスタＴw+がオフからオンに切換わる。
【００３８】
ところで、図６および図８に示しているように、駆動信号Ｅｗは、周期は一定のまま、高レベルＨの期間と低レベルＬの期間の比率が変調信号ｅ_zのレベルに応じて変化する。そして、この駆動信号Ｅｗの期間比率の変化に伴い、上流側トランジスタＴw+のオン期間と下流側トランジスタＴw-のオン期間の比率も変化していく。
【００３９】
ただし、デッドタイムＤｔが固定であるため、駆動信号Ｅｗの高低期間比率に対し、上下トランジスタＴw+，Ｔw-のオン期間比率は必ずしも一致しない。駆動信号Ｅｗの高低期間比率と上下トランジスタのオン期間比率のずれは、駆動信号Ｅｗの高低期間比率が大きいほど増大する。
【００４０】
たとえば、駆動信号Ｅｗの高レベルＨ期間が50μsec 、低レベルＬ期間が50μsec の場合、その高低期間比率は１：１である。このとき、上流側トランジスタＴw+のオン期間は（50−Ｄｔ）μsec 、下流側トランジスタＴw-のオン期間は（50−Ｄｔ）μsec であり、上下トランジスタのオン期間比率は駆動信号Ｅｗの高低期間比率と同じ１：１となる。
【００４１】
駆動信号Ｅｗの高レベルＨ期間が10μsec 、低レベルＬ期間40μsec になると、高低期間比率は１：４に変わる。このとき、上流側トランジスタＴw+のオン期間は（10−Ｄｔ）μsec 、下流側トランジスタＴw-のオン期間は（40−Ｄｔ） μsec となり、上下トランジスタのオン期間比率は駆動信号Ｅｗの高低期間比率と異なる値（10−Ｄｔ）：（40−Ｄｔ）となる。仮に、Ｄｔ＝ 3μsec であれば、高低期間比率は（10− 3）：（40−3 ）＝７：３７、ほぼ１：５となる。
【００４２】
駆動信号の高低期間比率と上下トランジスタのオン期間比率のずれが存在し、しかもコンパレータ８の入力オフセット電圧分だけ変調信号の負側のピークレベルを三角波信号の負側のピークレベルより下げるレベル調整がなされる状況の下では、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加される線間電圧Ｖuv，Ｖvw，Ｖwuの平均値（正弦波状電圧）に歪みが生じてしまう。この歪みは、モータＭの振動および騒音が増大する原因となる。
【００４３】
ここで、駆動信号の高低期間比率について考慮すると、図６および図８に示しているように、変調信号ｅ_zの立上り部Ｂの波形が緩やかな角度を有していて、変調信号ｅ_zのレベルと三角波信号ｅ_bの正側のピークレベルとの差が極力縮小された状態にあり、ひいては変調信号ｅ_zと三角波信号ｅ_bの交差する点が三角波信号ｅ_bの負側のピークレベルからなるべく離れることから、駆動信号Ｅｗの高低期間比率としてはその増大が極力抑制される。
【００４４】
目視では判り難いが、図６および図８における駆動信号Ｅｗの一番左側の高レベルＨの時間幅は、従来の図１７における駆動信号Ｅｗの一番左側の高レベルＨの時間幅よりも長い。つまり、駆動信号Ｅｗの高低期間比率の増大は、本実施例の方が従来よりも抑制された状態にある。
【００４５】
このように、駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗの高低期間比率の増大を極力抑えることにより、たとえデッドタイムＤｔが存在しても、駆動信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗの高低期間比率と上下トランジスタのオン期間比率のずれが少なくなり、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加される線間電圧Ｖuv，Ｖvw，Ｖwuの平均値（正弦波状電圧）の歪みを極力小さくすることができる。したがって、モータＭの振動および騒音を低減することができ、信頼性の向上が図れる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、駆動信号の高低期間比率の増大を極力抑え、これにより駆動信号の高低期間比率と上下トランジスタのオン期間比率のずれを少なくする構成としたので、モータの各相巻線に印加される電圧の歪みを極力小さくすることができ、これによりモータの振動および騒音の低減が図れる信頼性にすぐれたモータ駆動制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の変調信号の基準となる正弦波信号の波形図。
【図３】同実施例の変調信号の作成に係る波形整形用信号の波形図。
【図４】同実施例の変調信号の波形図。
【図５】同実施例の変調信号と三角波信号との電圧比較を示す図。
【図６】図５の電圧比較により得られる駆動信号の一部を時間軸を拡大して示す図。
【図７】同実施例の変調信号の変形例を三角波信号との電圧比較を含めて示す図。
【図８】図７の電圧比較により得られる駆動信号の一部を時間軸を拡大して示す図。
【図９】同実施例におけるデッドタイムを説明するためのタイムチャート。
【図１０】同実施例および従来装置におけるスイッチング回路の構成を示す図。
【図１１】従来のＰＷＭ方式を説明するためのタイムチャート。
【図１２】従来の他のＰＷＭ方式を説明するためのタイムチャート。
【図１３】従来の変調信号の基準となる正弦波信号の波形図。
【図１４】従来の変調信号の作成に係る波形整形用信号の波形図。
【図１５】従来の変調信号の波形図。
【図１６】従来の変調信号と三角波信号との電圧比較を示す図。
【図１７】図１６の電圧比較により得られる駆動信号の一部を時間軸を拡大して示す図。
【符号の説明】
２…インバータ
３…ロータ位置検出部
４…波形読出部
５…波形記憶部
６…変調信号発生部
８…コンパレータ
１０…駆動回路

Claims

直流ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置において、
一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を複数有し、これら直流回路の各スイッチング素子の相互接続点が前記モータの各相巻線に接続されるスイッチング回路と、
このスイッチング回路の各直列回路に直流電圧を印加する電源手段と、
互いに位相角が異なる複数の変調信号を発する変調信号発生手段と、
この変調信号発生手段から発せられる各変調信号と三角波信号とをそれぞれ電圧比較して前記各直列回路に対する複数の駆動信号を作成する駆動信号作成手段と、
この駆動信号発生手段で作成される各駆動信号に応じて前記各直列回路の上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子を交互にオン，オフ駆動するとともに、その上流側スイッチング素子のオン，オフ切換点と下流側スイッチング素子のオン，オフ切換点との間に所定の時間差を確保する駆動手段と、を備えたモータ駆動制御装置において、
前記変調信号発生手段は、正弦波信号の１周期（＝２π）の１／３未満（ただし０でない）に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定され、該スイッチング休止期間を挟む立上り部と立下り部が時間軸方向に拡がり、波形の勾配は、当初急な角度を有し、あるタイミングで緩やかな角度を有し、かつ正側のピークレベル付近の波形が正側に大きく突出した状態となる変調信号を発することを特徴するモータ駆動制御装置。
直流ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置において、
一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を複数有し、これら直流回路の各スイッチング素子の相互接続点が前記モータの各相巻線に接続されるスイッチング回路と、
このスイッチング回路の各直列回路に直流電圧を印加する電源手段と、
前記モータの回転位置を検出し、回転位置に対応した信号を発する検出手段と、
互いに位相角が異なる複数の変調信号を前記検出手段の回転位置に応じたタイミングで発する変調信号発生手段と、
この変調信号発生手段から発せられる各変調信号と三角波信号とをそれぞれ電圧比較して前記各直列回路に対する複数の駆動信号を作成する駆動信号作成手段と、
この駆動信号発生手段で作成される各駆動信号に応じて前記各直列回路の上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子を交互にオン，オフ駆動するとともに、その上流側スイッチング素子のオン，オフ切換点と下流側スイッチング素子のオン，オフ切換点との間に所定の時間差を確保する駆動手段と、を備えたモータ駆動制御装置において、
前記変調信号発生手段は、正弦波信号の１周期（＝２π）の１／３未満（ただし０でない）に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定され、該スイッチング休止期間を挟む立上り部と立下り部が時間軸方向に拡がり、波形の勾配は、当初急な角度を有し、あるタイミングで緩やかな角度を有し、かつ正側のピークレベル付近の波形が正側に大きく突出した状態となる変調信号を発することを特徴するモータ駆動制御装置。
一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を複数有し、これら直流回路の各スイッチング素子の相互接続点がモータの各相巻線に接続されるスイッチング回路と、
このスイッチング回路の各直列回路に直流電圧を印加する電源手段と、
前記モータの回転位置を検出し、回転位置に対応した信号を発する検出手段と、
互いに位相角が異なる複数の変調信号を前記検出手段の回転位置に応じたタイミングで発する変調信号発生手段と、
この変調信号発生手段から発せられる各変調信号と三角波信号とをそれぞれ電圧比較して前記各直列回路に対する複数の駆動信号を作成する駆動信号作成手段と、
この駆動信号発生手段で作成される各駆動信号に応じて前記各直列回路の上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子を交互にオン，オフ駆動するとともに、その上流側スイッチング素子のオン，オフ切換点と下流側スイッチング素子のオン，オフ切換点との間に所定の時間差を確保する駆動手段と、を備えた直流ブラシレスモータ駆動制御装置において、
前記変調信号発生手段は、正弦波信号の１周期（＝２π）の１／３未満（ただし０でない）に相当する期間がスイッチング休止期間として負側の一定レベルに固定され、該スイッチング休止期間を挟む立上り部と立下り部が時間軸方向に拡がり、波形の勾配は、当初急な角度を有し、あるタイミングで緩やかな角度を有し、かつ正側のピークレベル付近の波形が正側に大きく突出した状態となる変調信号を発することを特徴とする制御方法。