JPH01122387A - センサレスブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents
センサレスブラシレスモータの駆動装置Info
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- JPH01122387A JPH01122387A JP62276833A JP27683387A JPH01122387A JP H01122387 A JPH01122387 A JP H01122387A JP 62276833 A JP62276833 A JP 62276833A JP 27683387 A JP27683387 A JP 27683387A JP H01122387 A JPH01122387 A JP H01122387A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/04—Arrangements for controlling or regulating the speed or torque of more than one motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
-
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- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
-
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- H02P6/12—Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
-
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- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/15—Controlling commutation time
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/21—Open loop start
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は位置検出用センサの無いブラシレスモータに関
する。
する。
励磁コイルの誘起電圧に基いてロータの回転基準位置を
検出して、その基準位置からの遅延により励磁コイルの
通電切換え点を定めると共に、モータ速度に応じてその
遅延量を加減することにより、モータの速度の変化に対
応させて適正位置にて通電切換えを行うようにしたセン
サレスブラシレスモータである。
検出して、その基準位置からの遅延により励磁コイルの
通電切換え点を定めると共に、モータ速度に応じてその
遅延量を加減することにより、モータの速度の変化に対
応させて適正位置にて通電切換えを行うようにしたセン
サレスブラシレスモータである。
ブラシレスモータは一般には、ホール素子のような位置
センサでロータの回転位置を検出して、その検出信号に
基いて相切換えのスイッチングパルスを形成する構成に
なっている。しかしながらホール素子を設けることは、
部品コストの上昇、配線数の増加、取り付は位置の調整
工数の増加の原因となっていた。
センサでロータの回転位置を検出して、その検出信号に
基いて相切換えのスイッチングパルスを形成する構成に
なっている。しかしながらホール素子を設けることは、
部品コストの上昇、配線数の増加、取り付は位置の調整
工数の増加の原因となっていた。
そこで本願出願人は既に位置センサが不要なブラシレス
モータを提案している（例えば特願昭６１−１２５４１
３号）。このブラシレスモーフでは、固定子コイルの誘
起電圧を検出してロータの回転位置を示すパルスを形成
し、このパルスに対し固定遅延を施して通電用のタイミ
ングパルスを形成している。
モータを提案している（例えば特願昭６１−１２５４１
３号）。このブラシレスモーフでは、固定子コイルの誘
起電圧を検出してロータの回転位置を示すパルスを形成
し、このパルスに対し固定遅延を施して通電用のタイミ
ングパルスを形成している。
上述のセンサレスブラシレスモータでは、例えばモノマ
ルチのような固定の遅延器を用いて通電用のタイミング
パルスを形成しているので、線速一定（ＣＬＶ）形のビ
デオディスクプレーヤのような回転数が広範囲にわたっ
て制御されるモータには適用することができなかった。
ルチのような固定の遅延器を用いて通電用のタイミング
パルスを形成しているので、線速一定（ＣＬＶ）形のビ
デオディスクプレーヤのような回転数が広範囲にわたっ
て制御されるモータには適用することができなかった。
またモータの起動時には、ロータの回転位置とは無関係
に特別な通電パルスを発生させていたので、立上り時の
通電角がロータの回転角と完全に同期していなく、従っ
て立上り特性が良くなかった。
に特別な通電パルスを発生させていたので、立上り時の
通電角がロータの回転角と完全に同期していなく、従っ
て立上り特性が良くなかった。
本発明はこれらの問題を解消したセンサレスブラシレス
モータを提供するものである。
モータを提供するものである。
本発明のセンサレスブラシレスモータは、励磁コイルＬ
ａ ％ Ｌｂの誘起電圧Ｅ ａ −、Ｅ ｂに基いて
ロータ回転の基準位置（例えばマグネットの０°、１８
０°）を検出するゼロクロスコンパレータ１９．２０の
ような回路と、上記基準位置から所定量遅延させた遅延
パルスＨａ ％ Ｈｂを形成する遅延回路５と、上記遅
延パルスＨａ ％ Ｈｂに基いて上記励磁コイルＬ ａ
ｓ Ｌ ｂの通電切換え信号を発生する回路（駆動パ
ルス発生ロジック２）と、モータの回転速度を検出して
上記遅延回路の遅延量を制御し、上記通電切換位置をモ
ータ速度に応じて調整する回路（マイクロプロセッサ７
）とを具備する。
ａ ％ Ｌｂの誘起電圧Ｅ ａ −、Ｅ ｂに基いて
ロータ回転の基準位置（例えばマグネットの０°、１８
０°）を検出するゼロクロスコンパレータ１９．２０の
ような回路と、上記基準位置から所定量遅延させた遅延
パルスＨａ ％ Ｈｂを形成する遅延回路５と、上記遅
延パルスＨａ ％ Ｈｂに基いて上記励磁コイルＬ ａ
ｓ Ｌ ｂの通電切換え信号を発生する回路（駆動パ
ルス発生ロジック２）と、モータの回転速度を検出して
上記遅延回路の遅延量を制御し、上記通電切換位置をモ
ータ速度に応じて調整する回路（マイクロプロセッサ７
）とを具備する。
モータの速度変化に対応してロータ回転の基準、位置の
検出周期が伸縮するが、速度に応じた可変遅延により、
基準位置に対する通電角が常に所定の電気角に設定され
る。従って起動時や速度を可変制御するときに、如何な
る速度であっても最適でロスの無い通電切換えが行われ
る。
検出周期が伸縮するが、速度に応じた可変遅延により、
基準位置に対する通電角が常に所定の電気角に設定され
る。従って起動時や速度を可変制御するときに、如何な
る速度であっても最適でロスの無い通電切換えが行われ
る。
第１図に本発明によるセンサレスブラシレスモータの駆
動回路の概略ブロック図を示す。実施例のブラシレスモ
ーフは、２相両方向通電式であって、第３図Ａに示すよ
うにロータマグネット２１は８極に着磁され、またステ
ータ基板２２上に電気角で９０°の導体間隔（機械角で
２２．５°）の２相のコイルＬ ａ ％ Ｌ ｂが配置
されている。各コイルＬａ、Ｌｂは電気的に同相（電気
角３６０°の整数倍）の位置に配置された直列コイルＬ
ａｌ、Ｌ ａｚ （Ｌ ｂｌ 、Ｌ ｂｚ ）から成
り、個々のコイルの巻線ピッチは電気角で１８０° （
機械角で４５°）になっている。
動回路の概略ブロック図を示す。実施例のブラシレスモ
ーフは、２相両方向通電式であって、第３図Ａに示すよ
うにロータマグネット２１は８極に着磁され、またステ
ータ基板２２上に電気角で９０°の導体間隔（機械角で
２２．５°）の２相のコイルＬ ａ ％ Ｌ ｂが配置
されている。各コイルＬａ、Ｌｂは電気的に同相（電気
角３６０°の整数倍）の位置に配置された直列コイルＬ
ａｌ、Ｌ ａｚ （Ｌ ｂｌ 、Ｌ ｂｚ ）から成
り、個々のコイルの巻線ピッチは電気角で１８０° （
機械角で４５°）になっている。
２相のコイルＬａ、Ｌｂは第１図のスイッチング回路１
によって双方向に（往復で）切換通電される。即ち、第
２図に示すように負荷（コイルＬａ、Ｌｂ）に対してブ
リッジ接続されたトランジスタ１１〜１８を駆動パルス
Ｐ１〜Ｐ８によって電気角で９０°ずつオンさせて、各
コイルＬａ５Ｌｂの両端を交互に十電源と接地とに切換
接続してモータを駆動する。
によって双方向に（往復で）切換通電される。即ち、第
２図に示すように負荷（コイルＬａ、Ｌｂ）に対してブ
リッジ接続されたトランジスタ１１〜１８を駆動パルス
Ｐ１〜Ｐ８によって電気角で９０°ずつオンさせて、各
コイルＬａ５Ｌｂの両端を交互に十電源と接地とに切換
接続してモータを駆動する。
モータが回転しているとき、各コイルＬ ａ ＸＬ ｂ
の両端には第４図Ａの波形図に示すように９０゜位相差
の正弦波状の誘起電圧Ｅａ、Ｅｂが発生する。この誘起
電圧Ｅａ、、ＥｂはコイルＬａ、Ｌｂの両端に２人力が
接続されたコンパレータ１９．２０によってゼロクロス
、即ち交流の中性点電位において波形整形される。従っ
て各コンパレータ１９．２０から第４図Ｂに示すように
誘起電圧Ｅａ、Ｅｂと同じ周期及び位相で且つ交流極性
に高レベル及び低レベルが対応した９０°位相差のパル
ス信号Ｓ１、Ｓ２が得られる。このパルス信号はコイル
Ｌ ａ ％ Ｌ ｂに対するロータの回転基準位置を示
す。
の両端には第４図Ａの波形図に示すように９０゜位相差
の正弦波状の誘起電圧Ｅａ、Ｅｂが発生する。この誘起
電圧Ｅａ、、ＥｂはコイルＬａ、Ｌｂの両端に２人力が
接続されたコンパレータ１９．２０によってゼロクロス
、即ち交流の中性点電位において波形整形される。従っ
て各コンパレータ１９．２０から第４図Ｂに示すように
誘起電圧Ｅａ、Ｅｂと同じ周期及び位相で且つ交流極性
に高レベル及び低レベルが対応した９０°位相差のパル
ス信号Ｓ１、Ｓ２が得られる。このパルス信号はコイル
Ｌ ａ ％ Ｌ ｂに対するロータの回転基準位置を示
す。
パルス信号Ｓ１、Ｓ２は遅延回路５に供給され、第４図
Ｃに示すように、Ｓｌ、Ｓ２の立上りの両エツジから時
間Ｔだけ立上りが遅延された遅延クロックＤＣＫが形成
される。なおりＣＫの立下りはＳｌ、Ｓ２と同期してい
る。時間Ｔは電気角で４５°に相当し、これにより回転
位置センサ無しで、ロータマグネット２１の基準位置で
ある磁極境界から４５°の位置を前縁とする９０°幅の
通電角を設定することができる。後述のように、時間Ｔ
はモータの回転速度が変っても常に電気角４５゛に保た
れるようにマイクロプロセッサ７によって可変制御され
る。
Ｃに示すように、Ｓｌ、Ｓ２の立上りの両エツジから時
間Ｔだけ立上りが遅延された遅延クロックＤＣＫが形成
される。なおりＣＫの立下りはＳｌ、Ｓ２と同期してい
る。時間Ｔは電気角で４５°に相当し、これにより回転
位置センサ無しで、ロータマグネット２１の基準位置で
ある磁極境界から４５°の位置を前縁とする９０°幅の
通電角を設定することができる。後述のように、時間Ｔ
はモータの回転速度が変っても常に電気角４５゛に保た
れるようにマイクロプロセッサ７によって可変制御され
る。
第１図において、スイッチング回路１からのパルス信号
Ｓ１、Ｓ２はマスク回路８を介してＤフリップフロップ
３．４のＤ入力に与えられる。なおマスク回路８はパル
ス信号Ｓ１、Ｓ２に含まれるＥａ、Ｅｂのゼロクロス位
置以外の部分のノイズを除去する回路である。ノイズは
電流切換点などの特定位置で発生するので、マイクロプ
ロセッサ７からのモータ速度に応じた制御データによっ
てマスク位置及びマスク中が制御される。
Ｓ１、Ｓ２はマスク回路８を介してＤフリップフロップ
３．４のＤ入力に与えられる。なおマスク回路８はパル
ス信号Ｓ１、Ｓ２に含まれるＥａ、Ｅｂのゼロクロス位
置以外の部分のノイズを除去する回路である。ノイズは
電流切換点などの特定位置で発生するので、マイクロプ
ロセッサ７からのモータ速度に応じた制御データによっ
てマスク位置及びマスク中が制御される。
フリップフロップ３．４のクロック入力には上記の遅延
クロックＤＣＫが与えられる。従ってフリップフロップ
３．４の出力から第４図りに示すように４５°遅延のパ
ルス信号Ｈａ ｓ Ｈｂが得られる。このパルス信号Ｈ
ａ ｓ Ｈｂは駆動パルス発生ロジック２に与えられ、
論理処理（エンコード）により、第４図Ｅに示す９０°
ごとの双方向通電パルスＰ１〜Ｐ８が形成される。この
通電パルスにより第２図のトランジスタ１１〜１８がオ
ン／オフされ、コイルＬａＸＬｂの各対向磁極の９０°
巾（４５°〜１３５゛及び２２５°〜３１５゜）の区間
において、磁極の極性と通電方向とが対応するように切
換通電が行われ、−力方向の回転トルクが発生される。
クロックＤＣＫが与えられる。従ってフリップフロップ
３．４の出力から第４図りに示すように４５°遅延のパ
ルス信号Ｈａ ｓ Ｈｂが得られる。このパルス信号Ｈ
ａ ｓ Ｈｂは駆動パルス発生ロジック２に与えられ、
論理処理（エンコード）により、第４図Ｅに示す９０°
ごとの双方向通電パルスＰ１〜Ｐ８が形成される。この
通電パルスにより第２図のトランジスタ１１〜１８がオ
ン／オフされ、コイルＬａＸＬｂの各対向磁極の９０°
巾（４５°〜１３５゛及び２２５°〜３１５゜）の区間
において、磁極の極性と通電方向とが対応するように切
換通電が行われ、−力方向の回転トルクが発生される。
なおロータマグネット２１が静止しているときには、コ
イルから誘起電圧が発生しないので、起動時には、マイ
クロプロセッサ７の制御により起動パルス発生回路６か
ら起動パルスが一定時間発生される。起動パルスはフリ
ップフロップ３．４のセット及びリセット端子に与えら
れて、第４図りのパルス信号Ｈａ、、Ｈｂと同様な２相
パルスが形成される。これにより起動時にはコイルＬａ
、Ｌｂが他動駆動されて、ロータマグネット２１が所定
回転方向に強制回転される。
イルから誘起電圧が発生しないので、起動時には、マイ
クロプロセッサ７の制御により起動パルス発生回路６か
ら起動パルスが一定時間発生される。起動パルスはフリ
ップフロップ３．４のセット及びリセット端子に与えら
れて、第４図りのパルス信号Ｈａ、、Ｈｂと同様な２相
パルスが形成される。これにより起動時にはコイルＬａ
、Ｌｂが他動駆動されて、ロータマグネット２１が所定
回転方向に強制回転される。
次に第５図は第１図の遅延回路５及びマスク回路８の実
施例を示すブロック回路図で、第６図は各部の波形図で
ある。コイルＬ ａ ｓ Ｌ ｂの誘起電圧Ｅ ａ ｓ
Ｅ ｂは、第２図にも示したコンパレータ１９．２０
に供給され、ゼロクロス整形される。
施例を示すブロック回路図で、第６図は各部の波形図で
ある。コイルＬ ａ ｓ Ｌ ｂの誘起電圧Ｅ ａ ｓ
Ｅ ｂは、第２図にも示したコンパレータ１９．２０
に供給され、ゼロクロス整形される。
各コンパレータ１９．２０は、立上り、立下りがＥａ、
Ｅｂのゼロクロスに対応するパルス４８号Ｓ１、Ｓ２（
第６図）を形成するが、コイルＬ ａ ％Ｌｂの電流切
換位置（４５” 、１３５’ 、２２５°、３１５°）
で発生するスパイク状のインダクションノイズＮを検出
してしまう。そこでパルス信号Ｓ１、Ｓ２に混入したノ
イズパルスＰｎをマスク回路８により除去している。
Ｅｂのゼロクロスに対応するパルス４８号Ｓ１、Ｓ２（
第６図）を形成するが、コイルＬ ａ ％Ｌｂの電流切
換位置（４５” 、１３５’ 、２２５°、３１５°）
で発生するスパイク状のインダクションノイズＮを検出
してしまう。そこでパルス信号Ｓ１、Ｓ２に混入したノ
イズパルスＰｎをマスク回路８により除去している。
コンパレータ１９．２０の出力Ｓ１、Ｓ２は、立上り、
立下りのエツジ検出回路Ｂｌｌ、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２
２に供給され、第６図３３〜Ｓ６に示すように、立上り
及び立下りのエツジパルスが個別に導出される。各エツ
ジパルス８３〜ｓ６はマスク用のアンドゲートＧｌｌ、
Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２に供給され、第６図３７〜ＳＩ
ＯのようにノイズパルスＰｎが除去されたエッジパルス
カ得られる。各エツジパルスはノアゲート対Ｇ１３、Ｇ
１４及びＧ２３、Ｇ２４から成るＲ８７リツプフロツプ
に供給され、第６図３１６、Ｓ１２に示すパルス信号が
形成される。このパルス信号は、誘起電圧をゼロクロス
整形したパルス信号ｓ１、Ｓ２からノイズパルスＰｎを
除去したパルスである。
立下りのエツジ検出回路Ｂｌｌ、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２
２に供給され、第６図３３〜Ｓ６に示すように、立上り
及び立下りのエツジパルスが個別に導出される。各エツ
ジパルス８３〜ｓ６はマスク用のアンドゲートＧｌｌ、
Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２に供給され、第６図３７〜ＳＩ
ＯのようにノイズパルスＰｎが除去されたエッジパルス
カ得られる。各エツジパルスはノアゲート対Ｇ１３、Ｇ
１４及びＧ２３、Ｇ２４から成るＲ８７リツプフロツプ
に供給され、第６図３１６、Ｓ１２に示すパルス信号が
形成される。このパルス信号は、誘起電圧をゼロクロス
整形したパルス信号ｓ１、Ｓ２からノイズパルスＰｎを
除去したパルスである。
パルス信号Ｓｌｌ、Ｓ１２は第１図にも示したようにフ
リップフロップ３．４に導出され、既述のように遅延パ
ルス信号Ｓ１３．５１４（第６図Ｈａ、ＨＢ）、が形成
される。
リップフロップ３．４に導出され、既述のように遅延パ
ルス信号Ｓ１３．５１４（第６図Ｈａ、ＨＢ）、が形成
される。
一方、マスク用のアンドゲートＧ１１〜Ｓ２２の出力８
７〜Ｓ１０はオアゲートＧ３１に供給されて、第６図３
１６に示す２相部合した両エツジ（前縁、後縁）のパル
スが形成される。このパルスＳ１６は遅延回路５を構成
するディレイヵウンタ２６の端子ＬＤにロードパルスと
して供給される。このカウンタ２６のロード人力にはマ
イクロプロセッサ７のデータバス２８からモータの回転
速度に対応した制御データＤ０〜Ｄｎがランチ回路２７
を介して供給される。従ってカウンタ２６は、ロードデ
ータをベースにして、オアゲートＧ３３から供給される
所定周波数のデイレイクロックをロードパルスＳ１６の
時点から計数し、第６図３１７のように時間Ｔ後に第ｎ
ビット目（ＭＳＢ）の出力（立上り）を発生する。
７〜Ｓ１０はオアゲートＧ３１に供給されて、第６図３
１６に示す２相部合した両エツジ（前縁、後縁）のパル
スが形成される。このパルスＳ１６は遅延回路５を構成
するディレイヵウンタ２６の端子ＬＤにロードパルスと
して供給される。このカウンタ２６のロード人力にはマ
イクロプロセッサ７のデータバス２８からモータの回転
速度に対応した制御データＤ０〜Ｄｎがランチ回路２７
を介して供給される。従ってカウンタ２６は、ロードデ
ータをベースにして、オアゲートＧ３３から供給される
所定周波数のデイレイクロックをロードパルスＳ１６の
時点から計数し、第６図３１７のように時間Ｔ後に第ｎ
ビット目（ＭＳＢ）の出力（立上り）を発生する。
ロードパルスＳ１６の位置は電気角Ｏ°及び１８０°に
対応する。そして、時間Ｔはデータバス２８からのロー
ドデータによって伸縮し、モータの回転速度の変化にか
かわりなく常に電気角０゜〜４５°及び１８０°〜２２
５°の９０°巾に対応するように制御されている。つま
り、低速では時間Ｔが伸び、高速では縮む。
対応する。そして、時間Ｔはデータバス２８からのロー
ドデータによって伸縮し、モータの回転速度の変化にか
かわりなく常に電気角０゜〜４５°及び１８０°〜２２
５°の９０°巾に対応するように制御されている。つま
り、低速では時間Ｔが伸び、高速では縮む。
カウンタ２６のＭＳＢが高レベルに立上った後は、その
高レベル出力ＳＬ７でオアゲートＧ３３の出力が高レベ
ルとなり、カウンタ２６のクロック入力が抑止される。
高レベル出力ＳＬ７でオアゲートＧ３３の出力が高レベ
ルとなり、カウンタ２６のクロック入力が抑止される。
従って第６図Ｓ１７に示すように次のロードパルス５１
６がカウンタ２６に供給されてＭＳＢ出力が立下るまで
、Ｓ１７は高レベルを保っている。このカウンタ出力Ｓ
１７は第４図に示したデイレ−クロックＤＣＫとしてフ
リップフロップ３．４のクロック入力に与えられ、遅延
パルス信号Ｈａ ％ Ｈｂが形成される。
６がカウンタ２６に供給されてＭＳＢ出力が立下るまで
、Ｓ１７は高レベルを保っている。このカウンタ出力Ｓ
１７は第４図に示したデイレ−クロックＤＣＫとしてフ
リップフロップ３．４のクロック入力に与えられ、遅延
パルス信号Ｈａ ％ Ｈｂが形成される。
更にカウンタ２６のＭＳＢ出力Ｓ１７は立上りエツジ検
出回路２５にも与えられ、第６図３１８に示す立上りエ
ツジパルスが形成される。このエツジパルス３１８は順
に各相の電気角４５“、１３５°、２２５°、３１５°
の位置を代表している。次にオアゲートＧ３２において
、このエツジパルスＳ１８とオアゲートＧ３１の出力パ
ルス８１６ （０°、１８０°）とのオア出力Ｓ１９が
形成される。この信号Ｓ１９の間隔は遅延時間巾Ｔに従
って伸縮し、その位相角（電気角）は常に一定である（
０°、４５°、１３５°、１８０°、２２５°、３１５
°）。
出回路２５にも与えられ、第６図３１８に示す立上りエ
ツジパルスが形成される。このエツジパルス３１８は順
に各相の電気角４５“、１３５°、２２５°、３１５°
の位置を代表している。次にオアゲートＧ３２において
、このエツジパルスＳ１８とオアゲートＧ３１の出力パ
ルス８１６ （０°、１８０°）とのオア出力Ｓ１９が
形成される。この信号Ｓ１９の間隔は遅延時間巾Ｔに従
って伸縮し、その位相角（電気角）は常に一定である（
０°、４５°、１３５°、１８０°、２２５°、３１５
°）。
このオア出力Ｓ１９はマスク回路８を構成するマスクカ
ウンタ２９の入力ＬＤにロードパルスとして与えられる
。このカウンタ２９は、前述のデイレイカウンタ２６と
同様にマイクロコンビ２−タフのデータバス２８からモ
ータ回転速度に応じた制御データをラッチ回路３０を介
して取込み、オアゲートＧ３４から入力ＣＫに供給され
る所定周波数のマスククロツタを計数する。従ってカウ
ンタ２９は第６図３１５に示すようにパルスＳ１９が示
すＯ’、１８０°及び４５°、１３５°、３１５°の各
位置で立下り、所定時間を後に立上る低レベルのマスク
パルスをＭＳＢから発生する。
ウンタ２９の入力ＬＤにロードパルスとして与えられる
。このカウンタ２９は、前述のデイレイカウンタ２６と
同様にマイクロコンビ２−タフのデータバス２８からモ
ータ回転速度に応じた制御データをラッチ回路３０を介
して取込み、オアゲートＧ３４から入力ＣＫに供給され
る所定周波数のマスククロツタを計数する。従ってカウ
ンタ２９は第６図３１５に示すようにパルスＳ１９が示
すＯ’、１８０°及び４５°、１３５°、３１５°の各
位置で立下り、所定時間を後に立上る低レベルのマスク
パルスをＭＳＢから発生する。
なおＭＳＢ （Ｓ １５）が高レベルに立上った後はオ
アゲート３４によりマスククロックが抑止され、次のロ
ードパルスの供給までカウト停正になっている。
アゲート３４によりマスククロックが抑止され、次のロ
ードパルスの供給までカウト停正になっている。
なお上述のマスク巾ｔはモータの回転速度に応じて可変
であるが、回転速度に無関係な固定値であってもよい。
であるが、回転速度に無関係な固定値であってもよい。
マスクパルスＳ１５は、マスク用アンドケートＳ１１．
５１２、Ｓ２１、Ｓ２２に供給され、その低レベル区間
ｔでゲートが閉じられる。従って第６図の誘起電圧波形
Ｅａ、Ｅｂに示すように、ゼロクロス検出（０°及び１
８０°）の直後の所定区間と、４５°、１３５°、２２
５°、３１５゜の各電流切換タイミイグの直後の所定区
間とがマスクされる。
５１２、Ｓ２１、Ｓ２２に供給され、その低レベル区間
ｔでゲートが閉じられる。従って第６図の誘起電圧波形
Ｅａ、Ｅｂに示すように、ゼロクロス検出（０°及び１
８０°）の直後の所定区間と、４５°、１３５°、２２
５°、３１５゜の各電流切換タイミイグの直後の所定区
間とがマスクされる。
従ってゼロクロスの近傍で誘起電圧Ｅａ、Ｅｂに細かい
ノイズが垂畳していて、これによりコンパレータ１９．
２０の出力Ｓ１、Ｓ２がばたついても、ＳｌマスクＳ２
の立上りを一度検出すると、その直後の変化はマスクに
より無視される。従って誘起電圧の正の半波と負の半波
とを夫々高レベル及び低レベルに対応させた正しい周期
のパルスＳｌｌ、３１２が得られる。同様に、各コイル
の通電切換時点で発生するスパイク状のノイズも、電流
切換直後のマスクによって除去されるので、０°、１８
０°検出を妨害することが無い。よって正確な０°及び
１８０°検出により、切換タイミングを既述のディジタ
ルデイレイにより正確に決定することができる。
ノイズが垂畳していて、これによりコンパレータ１９．
２０の出力Ｓ１、Ｓ２がばたついても、ＳｌマスクＳ２
の立上りを一度検出すると、その直後の変化はマスクに
より無視される。従って誘起電圧の正の半波と負の半波
とを夫々高レベル及び低レベルに対応させた正しい周期
のパルスＳｌｌ、３１２が得られる。同様に、各コイル
の通電切換時点で発生するスパイク状のノイズも、電流
切換直後のマスクによって除去されるので、０°、１８
０°検出を妨害することが無い。よって正確な０°及び
１８０°検出により、切換タイミングを既述のディジタ
ルデイレイにより正確に決定することができる。
なお第１図に示すようにマスク回路８によって妨害ノイ
ズが除去されたゼロクロス検出パルスＳ１１、Ｓ１２は
、マイクロプロセッサ７にも供給され、その周期検出に
よってモータの回転速度が検出される。この速度検出に
よって形成された制御卸データが、０°〜４５°及び１
８０°〜２２５゛の各９０°分の遅延時間Ｔ及びマスク
巾ｔを定めるためにデータバス２８に導出される。上述
のようにマスク回路８を介して正しい周期のパルスＳ１
１．３１２が供給されるので、速度検出は非常正確であ
る。なお速度検出をモータに取付けた周波数発電機又は
パルスジェネレータ等で行ってもよい。
ズが除去されたゼロクロス検出パルスＳ１１、Ｓ１２は
、マイクロプロセッサ７にも供給され、その周期検出に
よってモータの回転速度が検出される。この速度検出に
よって形成された制御卸データが、０°〜４５°及び１
８０°〜２２５゛の各９０°分の遅延時間Ｔ及びマスク
巾ｔを定めるためにデータバス２８に導出される。上述
のようにマスク回路８を介して正しい周期のパルスＳ１
１．３１２が供給されるので、速度検出は非常正確であ
る。なお速度検出をモータに取付けた周波数発電機又は
パルスジェネレータ等で行ってもよい。
以上本発明を２相両方向通電型のセンサレスブラシレス
モーフに適用した実施例を示したが、本発明は２相以上
の３相、４相等の片方向又は両方向通電型のセンサレス
ブラシレスモーフに適用することが可能である。
モーフに適用した実施例を示したが、本発明は２相以上
の３相、４相等の片方向又は両方向通電型のセンサレス
ブラシレスモーフに適用することが可能である。
本発明は上述のようにモータの速度に応じた遅延量で通
電切換え位置を定めるようにしたので、センサ無しで励
磁コイルの誘起電圧に基いてロータの回転位置を検出し
ても、速度に無関係に通電切換え位置が特定の電気角で
行われるように自動制御することができる。よってモー
タの起動時にもロータ位置センサ付きブラシレスモーフ
と同等の通電切換えが可能になり、最適な通電角制御に
より立上り特性が大巾に改善される。またＣＬＶディス
クプレーヤのスピンドルモータのように回転速度が広範
囲にわたって連続変化する場合でも、過不足の無い高効
率の通電中制御が可能となる。
電切換え位置を定めるようにしたので、センサ無しで励
磁コイルの誘起電圧に基いてロータの回転位置を検出し
ても、速度に無関係に通電切換え位置が特定の電気角で
行われるように自動制御することができる。よってモー
タの起動時にもロータ位置センサ付きブラシレスモーフ
と同等の通電切換えが可能になり、最適な通電角制御に
より立上り特性が大巾に改善される。またＣＬＶディス
クプレーヤのスピンドルモータのように回転速度が広範
囲にわたって連続変化する場合でも、過不足の無い高効
率の通電中制御が可能となる。
第１図は本発明のセンサレスブラシレスモーフの駆動回
路図、第２図は第１図のスイッチング回路の詳細図、第
３図ＡＳＢはブラシレスモーフのロータ及びステータの
平面図、第４図は第１図の動作を示す各部の波形図、第
５図は第１図の遅延回路及びマスク回路を示す詳細図、
第６図は第５ずの各部の波形図である。 なお図面に用いた符号において、 １・−・−一−−−−・−・・・・−・スイッチング回
路２−一−−−・・−・−−−一−−−−・・・駆動パ
ルス発生ロジック３．４−・−−−−−−・−・・−Ｄ
フリップフロップ５−−−−−−−−−−−−−−−−
−−一遅延回路６・・−−−−−・−・−−−−−一起
動パルス発生回路７−−−−−−−−−−−−−−−−
−−・・マイクロプロセッサ８−・・・−・−・・−・
・−マスク回路１９．２０−−−−−・・−コンパレー
タ２１・−・−・−一−−−〜−−−−・ロータマグネ
ット２６−・・・−−−−−−一−・・−・デイレイカ
ウンタ２７・−−−−一−・−・・・−・−ラッチ回路
２８−・・−・・−−−−−−−・データバスＬａ、Ｌ
ｂ−・・−・−−−−−コイルである。
路図、第２図は第１図のスイッチング回路の詳細図、第
３図ＡＳＢはブラシレスモーフのロータ及びステータの
平面図、第４図は第１図の動作を示す各部の波形図、第
５図は第１図の遅延回路及びマスク回路を示す詳細図、
第６図は第５ずの各部の波形図である。 なお図面に用いた符号において、 １・−・−一−−−−・−・・・・−・スイッチング回
路２−一−−−・・−・−−−一−−−−・・・駆動パ
ルス発生ロジック３．４−・−−−−−−・−・・−Ｄ
フリップフロップ５−−−−−−−−−−−−−−−−
−−一遅延回路６・・−−−−−・−・−−−−−一起
動パルス発生回路７−−−−−−−−−−−−−−−−
−−・・マイクロプロセッサ８−・・・−・−・・−・
・−マスク回路１９．２０−−−−−・・−コンパレー
タ２１・−・−・−一−−−〜−−−−・ロータマグネ
ット２６−・・・−−−−−−一−・・−・デイレイカ
ウンタ２７・−−−−一−・−・・・−・−ラッチ回路
２８−・・−・・−−−−−−−・データバスＬａ、Ｌ
ｂ−・・−・−−−−−コイルである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 励磁コイルの誘起電圧に基いてロータ回転の基準位置
を検出する回路と、 上記基準位置から所定量遅延させた遅延パルスを形成す
る遅延回路と、 上記遅延パルスに基いて上記励磁コイルの通電切換え信
号を発生する回路と、 モータの回転速度を検出して上記遅延回路の遅延量を制
御し、上記通電切換位置をモータ速度に応じて調整する
回路とを具備するセンサレスブラシレスモータ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276833A JP2875529B2 (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | センサレスブラシレスモータの駆動装置 |
| US07/251,236 US4874993A (en) | 1987-10-31 | 1988-09-30 | Sensorless brushless motor |
| CA000579372A CA1292504C (en) | 1987-10-31 | 1988-10-05 | Sensorless brushless motor |
| DE3855781T DE3855781T2 (de) | 1987-10-31 | 1988-10-17 | Bürstenlose Motoren |
| DE88309732T DE3884137T2 (de) | 1987-10-31 | 1988-10-17 | Bürstenloser Motor. |
| EP93200535A EP0548059B1 (en) | 1987-10-31 | 1988-10-17 | Brushless motors |
| EP88309732A EP0316077B1 (en) | 1987-10-31 | 1988-10-17 | Brushless motors |
| KR1019880014007A KR970003207B1 (ko) | 1987-10-31 | 1988-10-27 | 무센서 무브러시 모터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276833A JP2875529B2 (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | センサレスブラシレスモータの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122387A true JPH01122387A (ja) | 1989-05-15 |
| JP2875529B2 JP2875529B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=17575038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62276833A Expired - Lifetime JP2875529B2 (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | センサレスブラシレスモータの駆動装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4874993A (ja) |
| EP (2) | EP0548059B1 (ja) |
| JP (1) | JP2875529B2 (ja) |
| KR (1) | KR970003207B1 (ja) |
| CA (1) | CA1292504C (ja) |
| DE (2) | DE3884137T2 (ja) |
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