JPH01136588A - ブラシレスモータの駆動制御回路 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動制御回路

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JPH01136588A
JPH01136588A JP62293611A JP29361187A JPH01136588A JP H01136588 A JPH01136588 A JP H01136588A JP 62293611 A JP62293611 A JP 62293611A JP 29361187 A JP29361187 A JP 29361187A JP H01136588 A JPH01136588 A JP H01136588A
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JP
Japan
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output
amplifiers
amplifier
circuit
feedback
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JP62293611A
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English (en)
Inventor
Hayato Naito
速人 内藤
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Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はブラシレスモータの駆動制御回路に関する。
(従来の技術) 従来、ブラシレスモータの駆動制御回路としては第7図
に示すようなものが特開昭60−96191号公報によ
り知られている。このブラシレスモータの駆動制御回路
ではローラマグネット3の回転位置を検出する位置検出
器として用いられているホール素子1,2はロータマグ
ネット3による磁界φU、φVと入力電流Xによって出
力φu−X。
φv−Xを生ずる乗算器として働き、電気角12o。
位相差を持つように配置される。この位置検出器1.2
はホール素子以外の光等を利用する検出器でもよい。ロ
ータマグネット3は2n(nは1以上の整数)極に着磁
されていて3相の駆動コイル(ステータコイル)4,5
.6により回転付勢され、ロータマグネット3の着磁分
布が正弦波状になっていることによりホール素子1,2
の出力電圧が正弦波となる。このホール素子1,2の出
力電圧は増幅器7,8で増幅され、加算器9は第3相の
位置信号を合成する合成器として用いられて増幅器7,
8の出力U、Vの加算及び反転により第3相の位置信号
W=−(U+V)を合成する。ホール素子1,2の出力
電圧U、Vと加算器9の出力電圧Wは出力増幅器10,
11.12で増幅され、この出力増幅器10,1ユ、1
2の出力により駆動コイル4,5.6が駆動されてロー
ラマグネット3が駆動コイル4,5.6により回転付勢
される。またホール素子1,2の出力電圧U、Vと加算
器9の出力電圧WはこれらU、V、Wの累乗和が一定値
になるようにべき数が偶数に設定された累乗演算器、例
えば2乗演算器13,14.15によりそれぞれ2乗さ
れて2乗和帰還回路からなる制御手段16における加算
器17により加算され、 U2+v2+W2となる。こ
の加算器17の出力電圧は増幅器18で基準電圧REF
と比較され、その誤差電圧に比例した電流がホール素子
1,2に帰還される。したがってこの帰還ループにより
U2+V2+W2=REFとなるようにホール素子1゜
2の電流が制御される。
(発明が解決しようとする問題点) 上記従来のブラシレスモータの駆動制御回路ではホール
素子1,2の出力の振幅2位相、不平衡、増幅器7,8
及び加算器9のゲインなどのエラーが生じても上記帰還
ループにより補正されるが、増幅器7,8のオフセット
は2乗和帰還回路16の帰還量に比例しないので、十分
な補正がなされず、低周波数(1回転当りロータマグネ
ット3の極数の1/2)のトルクリップルが生ずる。ま
たホール素子1,2に帰還をかけるので、2乗和帰還回
路16の出力はホール素子1,2を駆動できるだけの電
流容量が必要となり、集積回路化した場合には2乗和帰
還回路16に出力端子を設ける必要がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は2n極に着磁されたロータマグネッ1〜と、3
相の駆動コイルと、2個の位置検出器と、合成器と、累
乗結果の和が一定値となるようべき数を偶数に設定した
3個の累乗演算器と、制御手段とを具備し、上記位置検
出器と上記制御手段との間には掛け算機能を有する演算
手段がある。
(作 用) 3相の駆動コイルにより回転付勢されるロータマグネッ
トの回転位置が2個の位置検出器により検出されて電気
角120°位相差の出力信号が発生し、この2個の位置
検出器の各出力信号により合成器が第3相の信号を合成
する。この合成器の出力電圧と前記2個の位置検出器か
らの出力電圧とが各々3個の累乗演算器により累乗され
、制御手段によって3個の累乗演算器の出力電圧が加算
されてその和電圧が一定値となるように演算手段に帰還
がかけられることによりこの駆動制御回路内の回路オフ
セットが帰還量に比例するように帰還がかけられる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示す。
この実施例は上記従来のブラシレスモータの駆動制御装
置においてホール素子1,2に直流電源19より一定の
電流を供給して増幅器18より増幅器7,8に帰還をか
け、増幅器7,8として第2図に示すようにトランジス
タ20〜26及び抵抗27〜30からなる増幅器を用い
るようにしたものである。この増幅器7,8は掛け算機
能を有する演算手段と増幅機能を兼ね備え、つまり演算
手段を内蔵している。ホール素子1,2は電源19より
抵抗31.32を介して電流が供給され。
ロータマグネット3による磁界φU、φVと電源19か
らの電流に比例した出力を生ずる。このホール素子1,
2の出力はトランジスタ20〜23により増幅されて出
力増幅器10,11、加算器9及び2乗演算器13.1
4に出力され、増幅器18の出力がトランジスタ24を
介してトランジスタ25.26のベースに加えられてこ
の増幅器7゜8のバイアス電流が増幅器18の出力に比
例して制御されることにより増幅器7,8のゲインが増
幅器18の出力により制御されて入力信号と増幅器18
の出力との掛け算を行うことになる。したがって増幅器
7,8は増幅器18の出力が帰還されてオフセットが増
幅器18からの帰還量に比例するようになる。この結果
、増幅器7,8のオフセラ1〜によるトルクリップルは
上記従来のブラシレスモータの駆動制御回路に比べて1
/3以下に押えることができる。しかもホール素子1,
2の不平衡電圧によるトルクリップルは上記従来のブラ
シレスモータの駆動制御回路と変わらない。この模様が
第3図に示されているが、図中(a)(C)は上記従来
のブラシレスモータの駆動制御回路の特性を示し、(b
)(d)は本実施例の特性を示す。
またホール素子1,2及び増幅器7,8のその他のエラ
ーの補正効果も上記従来のブラシレスモータの駆動制御
回路と変わらないわ 増幅器7,8の1相分のバイアス電流を仮に500μA
とし、トランジスタの直流増幅率hfeを100とする
と、増幅器7,8のバイアス電流は2相分で10μAと
なるが、ホール素子1,2を駆動するためには少なくと
もこの100倍の1mA以上の電流が必要である。この
実施例を集積回路化した場合は帰還ループをすべて電子
回路で構成できるので、上記従来のブラシレスモータの
駆動制御回路で必要であった2乗和帰還回路16の出力
端子が不要となる。
第4図は本発明の他の実施例を示す。
この実施例はホール素子1,2を駆動コイル間または駆
動コイル中心に置くために3相波形の30″′位相シフ
トを行う回路を含むブラシレスモータの駆動制御回路に
本発明を適用したものであり、上記実施例と同様な効果
が得られる。この実施例では上記実施例において増幅器
7.8の出力U。
■が波形位相シフト回路33,34..35に出力され
る。この波形位相シフト回路33.34は増幅器7,8
の出力U、Vより30’位相シフトした2相の信号U’
=U−V、V’=U+2Vを求め、波形位相シフト回路
35は増幅器7,8の出力U。
■より第3相の信号W=−2U−Vを合成し、これらの
信号が出力増幅器10,11.12と2乗演算器13,
14.15に出力される。2乗和帰還回路16の出力は
増幅器7,8に帰還されずに波形位相シフト回路33,
34.35に帰還される。波形位相シフト回路33,3
4.35は掛け算機能を有する演算手段を含んでいてそ
の掛け算機能により出力を2乗和帰還回路16からの帰
還量に比例するように制御し、これにより上記実施例と
同様な効果が得られる。
第5図は上述した従来回路と、第4図の実施例(第2の
実施例)と、この実施例において2乗和帰還回路16の
出力を増幅器7,8に帰還するようにした第3の実施例
とを機能的に分解して一括して示したものである。
ホール素子1,2は不平衡電圧を有する位置検知部36
.37と第1の演算手段38.39からなり、増幅器7
,8はオフセットを有する増幅部40.41と第2の演
算手段4.2.43からなる。
また波形位相シフト回路33,34.35は波形位相シ
フト部4−4.4.5.46と第3の演算手段47.4
8.49からなり、2乗和帰還回路16の出力は従来回
路と第2及び第3の実施例では第1の演算手段38,3
9、第2の演算手段42゜43、第3の演算手段47,
48.49のいずれかに帰還される。ロータマグネット
3による磁界φU、φv(uo==sinθr V o
 = Sl、n (θ−2/3・π))は位置検知部3
6.37により検知され、その出力U□=uo+a、、
v工==vo+a、が第1の演算部38.39を介して
増幅器7,8に出力される。
増幅器7,8では第1の演算部38.39の出力が増幅
部40,4.1で増幅され、その出力u2=u □+ 
A 、 、 v 2= v x+A 、が第2の演算手
段42゜43を介して波形位相シフ1へ回路33,34
.35に出力される。波形位相シフト回路33,34゜
35では第2の演算手段42,4.3の出力から波形位
相シフト部44.45.46によりu=(u2V 2 
) / f1十B 、 、v =(u 2+ 2 V 
2 )/ fl+B、、W=−(2u2+v、)/V]
−+B−なる3相の信号を求め、この信号を第3の演算
手段47,48.49を介して出力増幅器1.0,11
.12と2乗演算器13,14..15に出力する。そ
してホール素子1,2において位置検出部36.37の
出力は従来回路では2乗和帰還回路16から帰還された
出力と第1の演算手段38.39で掛け算されるが、第
2及び第3の実施例では電源19からの一定入力と第1
の演算手段38.39で掛け算される。また増幅器7,
8において増幅部40.41の出力は従来回路と第2の
実施例では第2の演算手段42.43により一定値と掛
け算されるが、第3の実施例では2乗和帰還回路16か
ら帰還された出力と第2の演算手段42.43で掛け算
される。さらに波形位相シフト回路33゜34.35に
おいて波形位相シフト部44.45゜46の出力は従来
回路と第3の実施例では第3の演算手段47,48.4
9により一定値と掛け算されるが、第2の実施例では2
乗和帰還回路16から帰還された出力と第3の演算手段
47,48゜49で掛け算される。
第6図は従来回路と第2及び第3の実施例の特性を示す
。図中(a)(d)(g)は従来回路の特性を示し、(
b)(e)(h)は第3の実施例の特性を示し、(c)
(f)(i)は第2の実施例の特性を示す。第3の実施
例では2乗和帰還回路16の出力が増幅器7.8に帰還
されることにより回路オフセットを2乗和帰還回路16
からの帰還量に比例するようにしたので、増幅器7,8
のオフセットを十分に補正することができる。また第2
の実施例では2乗和帰還回路16の出力を第3の実施例
より2乗和帰還回路16に近い波形位相シフト部44,
45.46に帰還するので、トルクリップルを第3の実
施例より改善することができる。
(発明の効果) 以上のように2n極に着磁されたロータマグネットと、
このロータマグネットを回転付勢する3相の駆動コイル
と、上記ロータマグネットの回転位置を検出し電気角1
20°位相差の出力信号を発生する2個の位置検出器と
を有するブラシレスモータの駆動制御回路であって、上
記2個の位置検出器の各出力信号により第3相の信号を
合成する合成器と、この合成器からの出力電圧と前記2
個の位置検出器からの出力電圧とを各々累乗する一11
= と共にこれらの累乗結果の和が一定値となるようべき数
を偶数に設定した3個の累乗演算器と、この3個の累乗
演算器の出力電圧を加算しこの加算した和電圧が一定値
となるように前記駆動制御回路に帰還をかけて制御する
制御手段とを具備し、上記駆動制御回路内の回路オフセ
ットが上記制御手段の帰還量に比例するように上記駆動
制御回路内の上記位置検出器と上記制御手段との間の掛
け算機能を有する演算手段に上記制御手段の帰還をかけ
たので、位置検出器の出力を受ける回路側にオフセット
があってもこのオフセットが帰還量に比例することにな
って十分に補正することができ、しかも位置検出器の出
力エラー(振幅、位相、不平衡などのエラー)に対する
補正効果は変わらない。また位置検出器を帰還出力で駆
動しないので、出力回路の電流容量が少なくて済み、回
路構成が簡単になり、集積回路化した場合には出力端子
を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、=12− 第2図は同実施例の増幅器の構成を示す回路図、第3図
(a)〜(d)は同実施例と従来回路の特性を示す特性
図、第4図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第
5図は本発明の実施例と従来回路を説明するための図、
第6図(a)〜(i)は上記実施例と従来回路の特性を
示す特性図、第7図は従来回路を示すブロック図である
。 1.2・・・位置検出器、3・・・ロータマグネット、
4.5.6・・・駆動コイル、7,8・・・増幅器、9
゜35・・・合成器、13,14.15・・・累乗演算
器、16・・・制御手段、42,43,47,48.4
9・・・演算手段。 σ〕                ぺ手続補正書(
帥)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  2n極に着磁されたロータマグネットと、このロータ
    マグネットを回転付勢する3相の駆動コイルと、上記ロ
    ータマグネットの回転位置を検出し電気角120゜位相
    差の出力信号を発生する2個の位置検出器とを有するブ
    ラシレスモータの駆動制御回路であって、上記2個の位
    置検出器の各出力信号により第3相の信号を合成する合
    成器と、この合成器からの出力電圧と前記2個の位置検
    出器からの出力電圧とを各々累乗すると共にこれらの累
    乗結果の和が一定値となるようべき数を偶数に設定した
    3個の累乗演算器と、この3個の累乗演算器の出力電圧
    を加算しこの加算した和電圧が一定値となるように前記
    駆動制御回路に帰還をかけて制御する制御手段とを具備
    し、上記駆動制御回路内の回路オフセットが上記制御手
    段の帰還量に比例するように上記駆動制御回路内の上記
    位置検出器と上記制御手段との間の掛け算機能を有する
    演算手段に上記制御手段の帰還をかけたことを特徴とす
    るブラシレスモータの駆動制御回路。
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