JPH04165988A - ブラシレス直流モータ - 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、回転子の位置検出を電機子巻線端子電圧を利
用しておこなう形式のブラシレス直流モータに係り、特
に、モータ駆動源のインバータを起動時のみ他制式とす
ることにより、同期モータとして起動させる低周波同期
起動方式を採用するこの種モータにおいて、その起動の
確実化をはかったブラシレス直流モータの改良に関する
。

〔従来の技術〕

回転子の位置検出信号を、当該回転子の軸端側にホール
素子などの位置検出センサを設けることなく、電機子巻
線の端子電圧からフィルタ回路を介して得る方式のブラ
シレス直流モータは、たとえば特開昭６１−１２９０号
公報に開示されている。

そして、この種モータにおいては、その起動時、電機子
巻線に誘起電圧が発生していないことから、回転子の位
置検出信号が発生する回転数までは何等かの手段によっ
てモータを起動する必要があるが、この起動手段として
、従来にあっては、ブラシレス直流モータの駆動源に用
いられているインバータを起動時のみ他制式とし、出力
トルクが零となる位置に一旦回転子を移動して固定した
後、通流モードを変化して加速するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ブラシレス直流モータの起動は、従来、以上のようにし
ておこなわれるが、前記した従来技術にあっては、回転
子位置検出信号が発生する回転数までの加速について配
慮されておらず、通電される電機子巻線により発生する
磁束と回転子の磁極位置との間に位相ズレを生じ、その
結果、ブラシレス直流モータから振動が発生し、これを
支持する支持物と共振して大きな騒音となる問題があり
、また脱調して起動失敗する問題もあった。

本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解消し、
起動を確実におこない得るブラシレス直流モータを提供
することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕 前記目的は、永久磁石を界磁回転子とする同期モータと
、インバータの３相交流出力に接続した前記同期モータ
の３用型機子巻線の端子電圧より前記回転子の回転位置
を検出する位置検出回路とを備え、前記同期モータを停
止状態から起動するに際し前記インバータを他制式とす
るブラシレス直流モータにおいて、回転子位置検出信号
が発生する回転数までのインバータ他制期間中である低
周波同期起動に際し、前記インバータの出力周波数の１
サイクルに刻する６０度の時間を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている６０度の時間で前記イン
バータの通流モードを切り替え、モータの加速レートを
変えて加速する手段とを備えることによって達成される
。

〔作用〕

しかして、前記構成よりなる本発明によれば、回転子位
置検出信号が発生する回転数までのインバータ他制期間
中である低周波同期起動に際し、記憶手段に記憶されて
いるインバータの出力周波数の１サイクルに対する６０
度の加速時間データでブラシレス直流モータの加速レー
Ｉ・が変わり、インバータの通流モードを変えて加速さ
れるものであって、このように、本発明によれば、通電
される電機子巻線より発生する磁束と回転子の磁極位置
との間に位相ズレを生ずることなく加速される。

〔実施例〕

以下、本発明を、図面の一実施例にもとづいて説明する
と、第１図は本発明に係るブラシレス直流モータの全体
構成説明図である。

第１図において、１は交流電源を示し、交流電源ｌから
整流回路２、および平滑コンデンサ３を介し直流電圧Ｅ
、１　を得てインバータ４に供給し、インバータ４の３
相交流出力は、同期モータ５の電機子巻線５−１に印加
されて、永久磁石を界磁とする回転子５−２を駆動する
。

インバータ４は、６個のトランジスタＡ°　。

Ｂ’　、Ｃ’　、Ａ−、Ｂ　　、Ｃ−と、６個の還流ダ
イオードＤＩ−Ｄ６とから構成されており、１２０度通
電形のインバータにおいて、３相の電機子巻線５−１の
うちいずれかの２相が通電される。

＝４− また、前記６個のトランジスタＡ＋〜Ｃ′およびＡ−〜
Ｃ−のうち、直流電圧Ｅａの静電位側に接続されたＡ−
〜Ｃ−のみが、その１２０度の通流期間チョッパ信号Ｃ
ＨＰにより変調を受け、このチョッパ信号ＣＨＰの通流
率を変え、巻線電流を制御する。さらに、直流電圧Ｅｄ
の負電位ライン側におけるトランジスタＡ−〜Ｃ−の共
通エミッタ端子と、還流ダイオードＤ４〜Ｄ６の共通ア
ノード端子間に低抵抗Ｒ１が接続され、この低抵抗Ｒ１
に流れる電流ＩＬを、電機子巻線５−１に流れる巻線電
流として、低抵抗Ｒ１の電圧降下から検出する。

制御回路はシングルチップのマイクロコンピュータ７、
同期モータ５の回転子５−２の磁極位置を検出する位置
検出回路６．同期モータ５の巻線電流ＩＬを希望値ＩＤ
Ｒに制御する電流制御回路８、およびトランジスタＡ゛
〜Ｃ”、Ａ−〜Ｃ−のベースドライブ回路９から構成さ
れている。

そして、位置検出回路６の詳細は特開昭５２−８０４１
５号公報に開示されており、同期モータ５の電機子巻線
端子電圧ＶＡ−ＶＣよりフィルタ回路（図示せず）を介
して、回転子磁極位置に応じた位置検出信号６ｓを作っ
て出力する。

マイクロコンピュータ７としては、たとえばｌ−ＩＤ６
８０５Ｖ１のようなシングルチップのものを用い、この
マイクロコンピュータ７には、ＣＰＵやＡＬＵ７−４．
ＲＡＭ７−５．ＲＯＭ７−６゜タイマー７−７、入出力
ポート用レジスタ７−１〜７−３が内蔵されている。

ＲＯＭ７−６には、ブラシレス直流モータを駆動するの
に必要な各種処理、たとえば低周波同期起動のためのト
ランジスタに対するドライブ信号９ｓの出力、さらには
位置検出運転をおこなうための位置検出信号６Ｂの取り
込み、およびその位置検出信号６６に対応したドライブ
信号９Ｂの出力などのプログラムが記憶されている。

第２図は第１図に符号８で示す電流制御回路の詳細図で
あり、同図において、電流制御回路８は、増幅器１０．
ヒステリシス特性を有するコンパレータ１１、およびＤ
／Ａ変換器１２から構成されている。

そして、増幅器１０は、前記低抵抗Ｒ１の電圧降下を増
幅して電流検出値■Ｉシとして出力する。

Ｄ／Ａ変換器１２は、マイクロコンピュータ７内の出力
ポートレジスタ７−２を介して出力される８ビットの電
流希望値ＩＤＲを、アナログ量であるアナログ電流希望
値ＩＤＲＡに変換する。

コンパレータ１１は、電流検出値Ｖｎ、とアナログ電流
希望値ＩＤＲＡとを比較してチョッパ信号ＣＨＰを作成
し、一方、第１図において、巻線電流■しは、前記電流
希望値ＩＤＲに応じて制御される。

なお、第２図中、Ｒ２−Ｒ６は、それぞれ図示位置に挿
入配置されている抵抗である。

第３図は本実施例に係るブラシレス直流モータの動作説
明図である。

すなわち、第３図（ａ）は低周波同期起動の期間内にお
いて、インバータ４を構成する６個のトランジスタＡ゛
〜Ｃ゛およびＡ−〜Ｃ−の通流モ一ドを、第３図（ｂ）
はアナログ電流希望値ＩＤＲＡを、第３図（Ｃ）は同期
モータ５の回転数をそれぞれ示している。

なお、第３図（ａ）に示した期間Δｔ１　は位置決め期
間であり、この期間において、第３図（１））に示すよ
うに、電流希望値ＩＤＲを零アンペアから徐々に１１　
　まで増加させた後、徐々に１１．まで減少させ、再び
徐々に１１　　まで増加させる。その結果、第１図の同
期モータ５に加わる負荷トルクＴＬに出力トルクＴＭが
打ち勝つ時点で回転子５−２は回転を開始し、出力トル
クが零となる近傍で振動するものの停止する。

そして、回転子位置検出信号が発生する回転数までの低
周波同期起動に際しては、マイクロコンピュータ７のプ
ログラム処理により、当８亥マイクロコンピュータ７に
内蔵のＲＯＭ７−６およびタイマー７−７を用いて、あ
らかじめ前記ＲＯＭ７−６に記憶されているそれぞれの
通流モードに対する６０度の時間を前記タイマー７−７
でカランｉ・し、順次切り替えることにより同期モータ
５を加速する。

第３図（Ｃ）は以」二の様子を示したもので、位置決め
期間Δｔ、で回転子５−２の位置決めをした後に、前記
ＲＯＭ７−６に記憶されている６０度の時間で同期モー
タ５の加速レー）・が△Ｎ＋／Δｔ〉ΔＮ２’／Δｔと
変わり、第３図（ａ）に示すｔｏの時点で、同期モータ
５の回転数は、位置検出信号取込み運転に切り替わる回
転数Ｎ１　　に到達する。

〔発明の効果〕

本発明は以」二のごときであり、本発明によれば、回転
子位置検出信号が発生する回転数までのインバータ他制
期間中である低周波同期起動に際し、記憶手段に記憶さ
れそいるインバータの出力周波数の１サイクルに対する
６０度の加速時間データでブラシレス直流モータの加速
レートが変わり、インバータの通流モードを変えて加速
されるものであって、このように、本発明によれば、通
電される電機子巻線より発生する磁束と回転子の磁極位
置との間に位相ズレを生ずることなく加速され、その結
果、モータから振動が発生し、これを支持する支持物と
共振して大きな騒音となる問題は解決され、また脱調し
て起動失敗することのない、改良されたブラシレス直流
モータを得ることができるものであって、さらに本発明
の付随的効果として、使用する同期モータまたは負荷ト
ルクの種類に応じて自由に加速レートを設定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るブラシレス直流モータの一実施例を
示し、第１図はその全体構成説明図、第２図は第１図に
符号８で示す電流制御回路の詳細図、第３図は本実施例
に係るブラシレス直流モータの動作説明図である。 ２・・・整流回路、４・・インバータ、５・・・同期モ
ータ、５−１・・・電機子巻線、５−２・回転子、６・
・・位置検出回路、７・・マイクロコンピュータ、８・
・・電流制御回路、９　・ベースドライブ回路、１０　
増幅器、１１・・・コンパレータ、１２・・・Ｄ／Ａ変
換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　永久磁石を界磁回転子とする同期モータと、イン
   バータの３相交流出力に接続した前記同期モータの３相
   電機子巻線の端子電圧より前記回転子の回転位置を検出
   する位置検出回路とを備え、前記同期モータを停止状態
   から起動するに際し前記インバータを他制式とするブラ
   シレス直流モータにおいて、回転子位置検出信号が発生
   する回転数までのインバータ他制期間中である低周波同
   期起動に際し、前記インバータの出力周波数の１サイク
   ルに対する６０度の時間を記憶する記憶手段と、この記
   憶手段に記憶されている６０度の時間で前記インバータ
   の通流モードを切り替え、モータの加速レートを変えて
   加速する手段とを備えることを特徴とするブラシレス直
   流モータ。