JPH02211089A - センサーレスブラシレスモータの起動方法 - Google Patents

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〕 本発明はセンサーレスブラシレスモータの起動方法に関
する。

〔従来の技術と解決しようとする課題〕従来のセンサー
レスブラシレスモータの起動方法には、ステータに模擬
パルス電流を流してその電流の立上り速度を調べてロー
タの位置を検出し、コミュテーションを行なう方法があ
った。しかし、この方法では、回路が複雑でコスト高と
なる欠点があった。

そこで、本発明では、起動が確実でしかも複雑な回路を
必要としないセンサーレスブラシレスモータの起動方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係るセンサーレス
ブラシレスモータの起動方法は、所定数のパル、スを励
磁パターン発生回路に入力して得られる励磁パターンに
従って、ステータコイルをオープンループで励磁して起
動させ、その後、ステータコイルによる逆起電力を検出
してこれを波形処理し、整流用の信号としてロータを加
速してゆくセンサーレスブラシレスモータの起動方法で
あって；最後のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス
幅より短くするものである。

〔作用〕

起動する際、モータの速度は、励磁初期と励磁終期が遅
く、励磁中期から後半にかけて早くなる。

また、逆起電力の検出は、最後のパルス途中で行なえる
ことになり、タイミング的には、高速である励磁の中間
から後半にかけて行なえることになる。

〔実施例〕

次に、実施例について図面を参照して説明する。

本発明は、励磁された時の電磁界を発生するステータと
、該ステータとの電磁気的相互作用によって回転力を得
る永久磁石ロータとを、備えた直流ブラシレスモーフの
起動方法であり、第２図に於て、横軸に時間Ｔを、縦軸
にロータの回転数Ｎをとって、回転数がどのように変化
するかを例示する。

本発明では、ホール素子等の検出器を全く使用せずに回
転制御を行なうものであって、第２図に示す如く、十分
な低速にて起動する起動域Ｓと、これに続く加速域（第
１加速域Ａ１と第２加速域Ａ、）と、さらにこれに続（
定常運転域Ｃとに、区分できるような特性を示す。

この第２図に対応する制御回路のブロック図を第１図に
、また波形図を第３Ａ図及び第３Ｂ図に夫々示す。

１は無安定マルチバイブレータ（発振器）であって、第
３Ａ図に示すようなパルス２…を発振し、カウンタ３に
てそのパルス２…を計数し、その後、このパルス２…を
波形処理するために励磁パターン発生回路から第３Ｂ図
（１）に示すような方形波ｕ、　　ｖ、　ｗを送り出し
、切換回路５に入力させる。

この切換回路５の一部を構成するモード切換回路５ａは
、モード切換指令回路６に接続されると共に、上記カウ
ンタ３とこのモード切換指令回路６とが接続され、カウ
ンタ３によって、電気的な−サイクル□即ち第３Ａ図に
示したパルス２…　　　をカウントすると直ちにモード
切換指令回路６に信号を送る。

上記切換回路５はモータ駆動回路７に接続され、さらに
直流モータ８に　　　具体的にはモータのステータコイ
ル□に接続される。

１９は、このモータ８のステータコイルによる逆起電力
を検出する回路であり該ステータコイルを、第４図に示
したセンター・タップ付の結線とするのが最も望ましい
。けだし、このセンサー・タップ付のステータコイルで
あれば、逆起電力の検出能力が向上出来、フィルタ９を
通せば、第３Ｂ図（ＩＩ）に示すような波形ｕ、ｖ、ｗ
が得られる。

該フィルタ９は上記ステータコイルの逆起電力波形の歪
みによるノイズを除去する。

このフィルタ９の出力信号は、（所望により移相回路１
０を経て、増幅器１１に入力され、かつ該増幅１１の出
力信号が前記切換回路５に入力される。）１２は速度検
出回路であり、増幅器１１からの波形信号が入力される
。該速度検出回路１２からは、第２図中の回転数Ｎｂに
達した時に信号が入力され、定数切換指令回路１３に送
られて、フィルタ９のフィルタ定数を切換える。

フィルタ９は既述の如（コイル波形の歪みによるノイズ
を防止するものであるが、これの影響として回転数の増
加につれて相対的に位相遅れが増大する。これを避ける
ために、第２図に示した加速途上に於て（回転数Ｎｂに
於て）、移相回路１０を介装して位相の切換を行ない、
または、定数切換指令回路１３にてフィルタ定数を変更
する。

また上記速度検出回路１２の出力の一部を前記モード切
換指令回路６に入力するよう接続する。

１４は位相反転回路、１５はマルチプレクサであって、
該マルチプレクサ１５へは上記速度検出回路１２からの
信号が入力し、かつ、第２図中の第２加速域Ａ！及び定
常運転域Ｃに於てはこのマルチプレクサ１５から切換回
路５に送られる信号にてモータ８の回転が制御される。

従って、この実施例では、起動Ｓ→加速Ａ、→加速Ａ２
→定常運転Ｃと、一連の回転の制御を全て含むものであ
る。

しかして、本発明では、第３Ａ図に示す如きパルス２…
を電気的な−サイクル■〜■のみ通電させるものである
。つまり、第１図の無安定マルチバイブレーク１→カウ
ンタ３→励磁パターン発生回路４と、順次接続されたオ
ープンループ制御により、ステータコイルを励磁して低
い回転数Ｎａにて起動させる。そして、上記−サイクル
のオープンループ制御による起動の後、直ちに逆起電力
検出によるステータコイルの通電制御を行なうことによ
って、第１加速Ａ、を行なう。

また、この際、最後のパルス２の途中で逆起電力を検出
し、モードを切換えている。つまり、第３Ａ図に示す様
に、最後のパルス２のパルス幅り。

を他のパルス２のパルス幅りより短（している。

従って、モータ速度（ロータの速度）が速いところ　　
　逆起電力が高いところ　　　で切換えることにしてい
る。けだし、起動時にロータを回転させる目的はロータ
が回転することによって逆起電力が発生し、この逆起電
力を検出することによってコミュテーション（整流信号
）を作るので、逆起電力が出来るだけ高い時点で切換え
るのが好ましいからである。なお、実施例の如く、セン
ター・タップ付の方法であれば、起動待回転数Ｎａに近
い低速時に於ても逆起電力の検出が容易・高精度に可能
である。

また、このとき、カウンタ３にて電気的−サイクルを検
知してモード切換指令回路６に信号を送れば、モード切
換回路５ａによって逆起電力検出回路１９→フイルタ９
→増幅器１１→切換回路５→……→モータ８のクローズ
トループ制御に、切換わる。低速時（つまり、第１加速
域ＡＩ）では、逆起電力検出波形の位相のままでステー
タコイルへの通電相とする。しかし、第２図の所定回転
数Ｎｂに到達すれば、逆起電力検出波形を位相反転回路
１４にて反転し、またフィルタ定数等を変えて、マルチ
プレクサ１５から切換回路５へ入力するクローズトルー
プ制御に切換えて、最適のタイミングとしつつ２加速Ａ
２及び定常運転Ｃを行なう。

なお、本発明は上述の実施例に限定されず種々変更自由
であり、例えば、カウンタ３に代えて、タイミング発生
回路を設けて、起動域Ｓの時間の長さをもって、オープ
ンループからクローズトループに切換えるようにするも
好ましく、また、モータ駆動回路７をバイポーラとユニ
ポーラとに切換自在とすると共に、加速途中に於て、バ
イポーラからユニポーラへの切換が可能なものとするも
好ましい、また、第３Ａ図のパルス数は電気的半サイク
ル以上であれば実用上問題なく動作する。

〔発明の効果］ 本発明は上述の構成により次のような顕著な効果を有す
る。

逆起電力の検出は、モータ速度が高速である励磁の中間
から後半にかけて行なえるので、その検出は確実に行な
え、起動が確実であり、加速も極めてスムースに行なえ
る。また、本発明に係る起動方法を行なうための電気回
路としては、複雑なものとならず、コスト高とならない
利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の起動方法に使用される制御回路の一例
を示すブロック図、第２図はモータの回転速度の変化を
示すグラフ図、第３Ａ図と第３Ｂ図は説明用波形図、第
４図はモータ駆動結線図である。 ２…パルス、４…励磁パターン発生回路、Ｌ。 Ｌｌ…パルス幅。 第 ３Ａ図 第 図 第 ３Ｂ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　所定数のパルス２…を励磁パターン発生回路４に
   入力して得られる励磁パターンに従って、ステータコイ
   ルをオープンループで励磁して起動させ、その後、ステ
   ータコイルによる逆起電力を検出してこれを波形処理し
   、整流用の信号としてロータを加速してゆくセンサーレ
   スブラシレスモータの起動方法であって、 最後のパルス２のパルス幅Ｌ＿１を他のパルス２のパル
   ス幅Ｌより短くすることを特徴とするセンサーレスブラ
   シレスモータの起動方法。