JPH04312386A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents
ブラシレスモータの制御装置Info
- Publication number
- JPH04312386A JPH04312386A JP3104880A JP10488091A JPH04312386A JP H04312386 A JPH04312386 A JP H04312386A JP 3104880 A JP3104880 A JP 3104880A JP 10488091 A JP10488091 A JP 10488091A JP H04312386 A JPH04312386 A JP H04312386A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chopping
- fan
- noise
- rotor
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータの制御
装置に関し、特にブロアを回転駆動するブラシレスモー
タに使用して好適な制御装置に関する。
装置に関し、特にブロアを回転駆動するブラシレスモー
タに使用して好適な制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブラシレスモータには複数のステータコ
イルで回転磁界を形成して磁極を設けたロータを回転せ
しめるものがあり、従来のブラシ付きモータの如きブラ
シ部の摩耗がないため、高速使用時の寿命が長く、正逆
転の反転もコンタクタを増設することなく極めて容易に
行い得る。かかるブラシレスモータの回転速度を制御す
る場合には、スイッチング素子を選択作動せしめる選択
論理信号を所定デューティでチョッピングしてステータ
コイルへの実効供給電流を加減している。
イルで回転磁界を形成して磁極を設けたロータを回転せ
しめるものがあり、従来のブラシ付きモータの如きブラ
シ部の摩耗がないため、高速使用時の寿命が長く、正逆
転の反転もコンタクタを増設することなく極めて容易に
行い得る。かかるブラシレスモータの回転速度を制御す
る場合には、スイッチング素子を選択作動せしめる選択
論理信号を所定デューティでチョッピングしてステータ
コイルへの実効供給電流を加減している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、選択論理信
号をチョッパする周波数を高くすると、図６に２０ＫＨ
ｚと５ＫＨｚの場合を示す如く、モータ回転数が大きく
なるほど制御装置の損失が飛躍的に増大する。このため
、チョッピング周波数を比較的低く（例えば５ＫＨｚ）
抑えているが、かかるブラシレスモータを例えば車両の
空調ファンの駆動に使用した場合、ファン低速域（図７
のＡ領域）でモータ等より発生するチョッピングノイズ
がファン騒音を大きく上回って耳障りとなることが問題
となっている。
号をチョッパする周波数を高くすると、図６に２０ＫＨ
ｚと５ＫＨｚの場合を示す如く、モータ回転数が大きく
なるほど制御装置の損失が飛躍的に増大する。このため
、チョッピング周波数を比較的低く（例えば５ＫＨｚ）
抑えているが、かかるブラシレスモータを例えば車両の
空調ファンの駆動に使用した場合、ファン低速域（図７
のＡ領域）でモータ等より発生するチョッピングノイズ
がファン騒音を大きく上回って耳障りとなることが問題
となっている。
【０００４】本発明はかかる課題を解決するもので、低
速回転時のチョッピングノイズを小さく抑えることがで
きるとともに、装置内の電力損失をも効果的に低減する
ことができるブラシレスモータの制御装置を提供するこ
とを目的とする。
速回転時のチョッピングノイズを小さく抑えることがで
きるとともに、装置内の電力損失をも効果的に低減する
ことができるブラシレスモータの制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、交互に異極の磁極を形成したロータ２１と、該ロー
タ２１の周囲に複数設けられて回転磁界を形成するステ
ータコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃとを具備するブラシ
レスモータ２の制御装置１であって、上記ステータコイ
ル２２Ａ〜２２Ｃへそれぞれ通電する複数のスイッチン
グ素子１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１
Ｆと、これらスイッチング素子１１Ａ〜１１Ｆを選択的
に作動せしめる選択論理信号１２ａ，１２ｂ，…１２ｆ
を発し上記ステータコイル２２Ａ〜２２Ｃに磁界を発生
せしめて上記ロータ２１を駆動する論理信号発生回路１
２と、上記選択論理信号１２ａ，１２ｂ，…１２ｆを所
定周波数かつ回転数指示信号に応じた所定デューティに
チョッピングするとともに、チョッピングデューティの
増大に伴いチョッピング周波数を低く変更するチョッパ
回路１３とを具備するものである。
と、交互に異極の磁極を形成したロータ２１と、該ロー
タ２１の周囲に複数設けられて回転磁界を形成するステ
ータコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃとを具備するブラシ
レスモータ２の制御装置１であって、上記ステータコイ
ル２２Ａ〜２２Ｃへそれぞれ通電する複数のスイッチン
グ素子１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１
Ｆと、これらスイッチング素子１１Ａ〜１１Ｆを選択的
に作動せしめる選択論理信号１２ａ，１２ｂ，…１２ｆ
を発し上記ステータコイル２２Ａ〜２２Ｃに磁界を発生
せしめて上記ロータ２１を駆動する論理信号発生回路１
２と、上記選択論理信号１２ａ，１２ｂ，…１２ｆを所
定周波数かつ回転数指示信号に応じた所定デューティに
チョッピングするとともに、チョッピングデューティの
増大に伴いチョッピング周波数を低く変更するチョッパ
回路１３とを具備するものである。
【０００６】
【作用】上記構成の制御装置において、選択論理信号の
デューティを大きくするにしたがってスイッチング素子
の実効作動時間が長くなり、ステータコイル電流が増し
てロータ（モータ）の回転数が大きくなる。ロータに空
調ファン等が連結されている場合、ロータの回転数が小
さい間はファン騒音も小さく、モータより発せられるチ
ョッピング騒音が問題となる。ここにおいて本発明の装
置では、ロータの回転数が小さい、すなわち上記デュー
ティが小さい場合にはチョッピング周波数が高く維持さ
れているから、この周波数を可聴周波数より高くなせば
チョッピング騒音は充分小さく抑えられ、耳障りとなる
ことはない。そして、この時の制御装置の損失も、モー
タ回転数が小さい領域にあることにより比較的小さく抑
えられる。
デューティを大きくするにしたがってスイッチング素子
の実効作動時間が長くなり、ステータコイル電流が増し
てロータ（モータ）の回転数が大きくなる。ロータに空
調ファン等が連結されている場合、ロータの回転数が小
さい間はファン騒音も小さく、モータより発せられるチ
ョッピング騒音が問題となる。ここにおいて本発明の装
置では、ロータの回転数が小さい、すなわち上記デュー
ティが小さい場合にはチョッピング周波数が高く維持さ
れているから、この周波数を可聴周波数より高くなせば
チョッピング騒音は充分小さく抑えられ、耳障りとなる
ことはない。そして、この時の制御装置の損失も、モー
タ回転数が小さい領域にあることにより比較的小さく抑
えられる。
【０００７】選択論理信号のデューティを大きくすると
モータ回転数は増大し、ファン騒音も大きくなる。しか
して、本発明の装置ではデューティを増大せしめるにし
たがってチョッピング周波数を低くしているが、この時
のチョッピング騒音は相対的に大きくなったファン騒音
に打ち消される。そして、この領域での制御装置の損失
は、チョッピング周波数を低くしたことにより小さく維
持される。
モータ回転数は増大し、ファン騒音も大きくなる。しか
して、本発明の装置ではデューティを増大せしめるにし
たがってチョッピング周波数を低くしているが、この時
のチョッピング騒音は相対的に大きくなったファン騒音
に打ち消される。そして、この領域での制御装置の損失
は、チョッピング周波数を低くしたことにより小さく維
持される。
【０００８】
【実施例】図１において、ブラシレスモータ２はロータ
２１、三相のステータコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃお
よび三つのホール素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを有して
おり、その構造の詳細を図２に示す。モータハウジング
２４内には中心にロータ２１が回転自在に支持されてお
り、大径としたロータ中央部の外周には周方向に等間隔
で複数の板状マグネット２５が接合してある。上記ロー
タ２１外周に対向するハウジング２４壁には周方向に複
数のコア鉄心２６が固定され、これら各コア鉄心２６に
ステータコイル２２Ａ〜２２Ｃが巻回してある。ホール
素子２３Ａ〜２３Ｃは外部との接続をなすプリント基板
２７上に支持されてロータ２１の外周縁に近接して周方
向に等間隔で位置せしめられ、ロータ２１の回転に伴う
マグネット２５の通過を検出している。なお、ロータ２
１は空調ファン等の回転軸に連結されている。
２１、三相のステータコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃお
よび三つのホール素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを有して
おり、その構造の詳細を図２に示す。モータハウジング
２４内には中心にロータ２１が回転自在に支持されてお
り、大径としたロータ中央部の外周には周方向に等間隔
で複数の板状マグネット２５が接合してある。上記ロー
タ２１外周に対向するハウジング２４壁には周方向に複
数のコア鉄心２６が固定され、これら各コア鉄心２６に
ステータコイル２２Ａ〜２２Ｃが巻回してある。ホール
素子２３Ａ〜２３Ｃは外部との接続をなすプリント基板
２７上に支持されてロータ２１の外周縁に近接して周方
向に等間隔で位置せしめられ、ロータ２１の回転に伴う
マグネット２５の通過を検出している。なお、ロータ２
１は空調ファン等の回転軸に連結されている。
【０００９】図１にて、制御装置１は、６個のスイッチ
ングトランジスタ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１
１Ｅ，１１Ｆを有し、トランジスタ１１Ａ〜１１Ｆはそ
れぞれ対になって直列に接続されて各対がバッテリ３に
並列に接続されている。そして、対になったトランジス
タ１１Ａ〜１１Ｆの接続点に、スター結線されたステー
タコイル２２Ａ〜２２Ｃの端末が接続されている。制御
装置１の論理信号発生回路１２は上記各トランジスタ１
１Ａ〜１１Ｆを所定タイミングで選択的に導通作動せし
めるための一定時間持続する選択論理信号１２ａ，１２
ｂ，…，１２ｆを出力し、各選択論理信号１２ａ〜１２
ｆはチョッパ回路１３より出力されるチョッピングパル
ス１３ａとともにＡＮＤゲート１４に入力し（図は信号
１２ａについてのみ示す）、ＡＮＤゲート１４の出力が
駆動信号として各トランジスタ１１Ａ〜１１Ｆのゲート
に与えられる。
ングトランジスタ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１
１Ｅ，１１Ｆを有し、トランジスタ１１Ａ〜１１Ｆはそ
れぞれ対になって直列に接続されて各対がバッテリ３に
並列に接続されている。そして、対になったトランジス
タ１１Ａ〜１１Ｆの接続点に、スター結線されたステー
タコイル２２Ａ〜２２Ｃの端末が接続されている。制御
装置１の論理信号発生回路１２は上記各トランジスタ１
１Ａ〜１１Ｆを所定タイミングで選択的に導通作動せし
めるための一定時間持続する選択論理信号１２ａ，１２
ｂ，…，１２ｆを出力し、各選択論理信号１２ａ〜１２
ｆはチョッパ回路１３より出力されるチョッピングパル
ス１３ａとともにＡＮＤゲート１４に入力し（図は信号
１２ａについてのみ示す）、ＡＮＤゲート１４の出力が
駆動信号として各トランジスタ１１Ａ〜１１Ｆのゲート
に与えられる。
【００１０】上記チョッパ回路１３には回転数指示信号
Ｎが入力しており、チョッパ回路１３は図３に示すよう
に、電圧−周波数（Ｖ−Ｆ）変換器１３１、積分器１３
２およびコンパレータ１３３よりなり、回転数に応じて
電圧値の変化する回転数指示信号Ｎに応じて上記チョッ
ピングパルス１３ａのパルス周波数とパルスデューティ
を変更する。すなわち、回転数指示信号Ｎにより低回転
が指示された場合には、チョッピングパルス１３ａのパ
ルスデューティは小さく変更され、これにより駆動信号
のデューティも小さくなる。この結果、トランジスタ１
１Ａ〜１１Ｆの実効導通時間は短くなりステータコイル
２２Ａ〜２２Ｃ電圧が低減せしめられてロータ２１回転
数（すなわちファン回転数）が低下する。この時、チョ
ッパ回路１３はチョッピングパルス１３ａのパルス周波
数を例えば２０ＫＨｚと高くする。
Ｎが入力しており、チョッパ回路１３は図３に示すよう
に、電圧−周波数（Ｖ−Ｆ）変換器１３１、積分器１３
２およびコンパレータ１３３よりなり、回転数に応じて
電圧値の変化する回転数指示信号Ｎに応じて上記チョッ
ピングパルス１３ａのパルス周波数とパルスデューティ
を変更する。すなわち、回転数指示信号Ｎにより低回転
が指示された場合には、チョッピングパルス１３ａのパ
ルスデューティは小さく変更され、これにより駆動信号
のデューティも小さくなる。この結果、トランジスタ１
１Ａ〜１１Ｆの実効導通時間は短くなりステータコイル
２２Ａ〜２２Ｃ電圧が低減せしめられてロータ２１回転
数（すなわちファン回転数）が低下する。この時、チョ
ッパ回路１３はチョッピングパルス１３ａのパルス周波
数を例えば２０ＫＨｚと高くする。
【００１１】回転数指示信号Ｎにより高回転が指示され
るとチョッピングパルス１３ａのパルスデューティは増
大せしめられ、ステータコイル２２Ａ〜２２Ｃ電圧が増
してファン回転数が上昇する。この時、上記パルスデュ
ーティの増大に伴ってパルス周波数は例えば５ＫＨｚに
向けて逆比例的に漸次低下せしめられる。
るとチョッピングパルス１３ａのパルスデューティは増
大せしめられ、ステータコイル２２Ａ〜２２Ｃ電圧が増
してファン回転数が上昇する。この時、上記パルスデュ
ーティの増大に伴ってパルス周波数は例えば５ＫＨｚに
向けて逆比例的に漸次低下せしめられる。
【００１２】かかる制御装置により得られる効果を図４
に示し、ファン回転数の増大に伴いチョッピング周波数
が低下せしめられることにより、制御装置１の損失は急
増することなくほぼファン回転数の全領域で比較的小さ
い一定値に抑えられる。また、騒音については、図５に
示す如く、ファン回転数の小さい領域ではチョッピング
周波数が可聴周波数よりも高いことにより体感的なチョ
ッピング騒音は充分小さく、ファン騒音のみとなって耳
障りな騒音が解消される。この場合、ファン回転数が増
大するとチョッピング周波数が低くなることによりチョ
ッピング騒音が現れるが（図中の斜線部）、ファン騒音
が大きくなるため、体感的には問題とならない。
に示し、ファン回転数の増大に伴いチョッピング周波数
が低下せしめられることにより、制御装置１の損失は急
増することなくほぼファン回転数の全領域で比較的小さ
い一定値に抑えられる。また、騒音については、図５に
示す如く、ファン回転数の小さい領域ではチョッピング
周波数が可聴周波数よりも高いことにより体感的なチョ
ッピング騒音は充分小さく、ファン騒音のみとなって耳
障りな騒音が解消される。この場合、ファン回転数が増
大するとチョッピング周波数が低くなることによりチョ
ッピング騒音が現れるが（図中の斜線部）、ファン騒音
が大きくなるため、体感的には問題とならない。
【００１３】上記実施例では三相全波ブラシレスモータ
について説明したが、他の多相全波、あるいは半波のブ
ラシレスモータにも適用可能である。
について説明したが、他の多相全波、あるいは半波のブ
ラシレスモータにも適用可能である。
【００１４】また、上記実施例ではチョッピング周波数
をチョッピングデューティの一乗に逆比例させて減少せ
しめたが、二乗以上に逆比例せしめても良く、また、階
段状に減少せしめても良い。
をチョッピングデューティの一乗に逆比例させて減少せ
しめたが、二乗以上に逆比例せしめても良く、また、階
段状に減少せしめても良い。
【００１５】
【発明の効果】以上の如く、本発明の制御装置によれば
、ブラシレスモータで空調ファン等を回転せしめる場合
に、モータのチョッピング騒音および制御装置の損失を
いずれも効果的に低減することができる。
、ブラシレスモータで空調ファン等を回転せしめる場合
に、モータのチョッピング騒音および制御装置の損失を
いずれも効果的に低減することができる。
【図１】制御装置のブロック構成図である。
【図２】ブラシレスモータの縦断面図である。
【図３】チョッパ回路のブロック構成図である。
【図４】本発明装置の特性を示すグラフである。
【図５】本発明装置の特性を示すグラフである。
【図６】従来装置の特性を示すグラフである。
【図７】従来装置の特性を示すグラフである。
１ 制御装置
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ
スイッチングトランジスタ（スイッチング素子）１２
論理信号発生回路 １３ チョッパ回路 ２ ブラシレスモータ ２１ ロータ
スイッチングトランジスタ（スイッチング素子）１２
論理信号発生回路 １３ チョッパ回路 ２ ブラシレスモータ ２１ ロータ
Claims (1)
- 【請求項１】 交互に異極の磁極を形成したロータと
、該ロータの周囲に複数設けられて回転磁界を形成する
ステータコイルとを具備するブラシレスモータの制御装
置であって、上記ステータコイルへそれぞれ通電する複
数のスイッチング素子と、これらスイッチング素子を選
択的に作動せしめる選択論理信号を発し上記ステータコ
イルに磁界を発生せしめて上記ロータを駆動する論理信
号発生回路と、上記選択論理信号を所定周波数かつ回転
数指示信号に応じた所定デューティにチョッピングする
とともに、チョッピングデューティの増大に伴いチョッ
ピング周波数を低く変更するチョッパ回路とを具備する
ブラシレスモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104880A JPH04312386A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | ブラシレスモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104880A JPH04312386A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | ブラシレスモータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312386A true JPH04312386A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=14392506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3104880A Pending JPH04312386A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | ブラシレスモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04312386A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009153330A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Yazaki Corp | 電動ファンの制御装置 |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP3104880A patent/JPH04312386A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009153330A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Yazaki Corp | 電動ファンの制御装置 |
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