JPH0449886A - Speed controller for brushless motor - Google Patents
Speed controller for brushless motorInfo
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- JPH0449886A JPH0449886A JP2159048A JP15904890A JPH0449886A JP H0449886 A JPH0449886 A JP H0449886A JP 2159048 A JP2159048 A JP 2159048A JP 15904890 A JP15904890 A JP 15904890A JP H0449886 A JPH0449886 A JP H0449886A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は民生機器、家電機器に利用されるブラシレスモ
ータの速度制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a speed control device for brushless motors used in consumer appliances and home appliances.
従来の技術
近年、各種モータはその長寿命化、高信頼性化あるいは
形状の薄型化などのため、ブラシレスモータが用いられ
ることが多(なってきた。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, brushless motors have been increasingly used for various types of motors in order to have longer life, higher reliability, and thinner shapes.
特に民生機器、家電機器に使われるブラシレスファンモ
ータはその風量を調節するためにモータの回転速度を非
常に広範囲にわたって可変速制御する必要がある。In particular, brushless fan motors used in consumer devices and home appliances require variable speed control of the motor rotation speed over a very wide range in order to adjust the air volume.
また、機器の高出力化に伴いモータをPWM制御するこ
とは必要不可欠な条件となっている。Furthermore, as the output of devices increases, PWM control of motors has become an essential condition.
このようなブラシレスモータの速度制御装置の従来例と
しては第4図に示すようなものがある。A conventional example of such a speed control device for a brushless motor is shown in FIG.
以下、図面を参照しながら、従来のブラシレスモータの
速度制御装置について説明する。Hereinafter, a conventional brushless motor speed control device will be described with reference to the drawings.
第4図は、従来例におけるブラシレスモータの速度制御
装置の回路構成図である。第4図において、モータ駆動
コイル101a、101b。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional brushless motor speed control device. In FIG. 4, motor drive coils 101a, 101b.
101cの一端は共通接続され、前記駆動コイル101
a、101b、、、101cの他端はパワー回路110
の出力端子に接続される。位置検出回路102は可動子
の位置検出信号を出力し、その出力端子は通電状態指令
回路1030入力端子に接続される。前記通電状態指令
回路103は通電状態指令信号と速度検出信号を出力し
、通電状態指令信号の出力端子は通電切換回路104の
入力端子に接続され、速度検出信号の出力端子は速度制
御回路105の入力端子に接続される。前記通電切換回
路104は通電切換信号を出力し、その出力端子はパワ
ー回路110に入力され、前記駆動コイル101a、1
01b、101cに順次通電しモータを回転させる。速
度指令回路106は速度指令信号を出力し、前記通電状
態指令回路103の速度検出信号と共に出力端子は速度
制御回路105の入力端子にそれぞれ接続される。前記
速度制御回路105は速度制御信号を出力し、フィルタ
回路107によって平滑され、その出力端子はPWM回
路109の非反転入力端子に接続される。発振器(O5
C)108は三角波信号を出力し、その出力端子は前記
PWM回路109の反転入力端子に接続される。前記P
WM回路109はデユーティを有するパルス信号である
PWM信号を出力し、その出力端子は前記通電切換回路
104の入力端子に接続される。One end of the drive coil 101c is commonly connected to the drive coil 101.
The other ends of a, 101b, , 101c are power circuits 110
connected to the output terminal of The position detection circuit 102 outputs a movable element position detection signal, and its output terminal is connected to the energization state command circuit 1030 input terminal. The energization state command circuit 103 outputs an energization state command signal and a speed detection signal, the output terminal of the energization state command signal is connected to the input terminal of the energization switching circuit 104, and the output terminal of the speed detection signal is connected to the speed control circuit 105. Connected to the input terminal. The energization switching circuit 104 outputs an energization switching signal, whose output terminal is input to the power circuit 110, and the drive coils 101a, 1
01b and 101c are sequentially energized to rotate the motor. The speed command circuit 106 outputs a speed command signal, and its output terminals as well as the speed detection signal of the energization state command circuit 103 are connected to the input terminals of the speed control circuit 105, respectively. The speed control circuit 105 outputs a speed control signal, which is smoothed by a filter circuit 107, and its output terminal is connected to a non-inverting input terminal of a PWM circuit 109. Oscillator (O5
C) 108 outputs a triangular wave signal, and its output terminal is connected to the inverting input terminal of the PWM circuit 109. Said P
The WM circuit 109 outputs a PWM signal which is a pulse signal having a duty, and its output terminal is connected to the input terminal of the energization switching circuit 104.
以上のように構成された従来のブラシレスモータの駆動
装置について、以下その動作を説明する。The operation of the conventional brushless motor drive device configured as described above will be described below.
第5図に第4図における動作信号波形図を示す。FIG. 5 shows an operating signal waveform diagram in FIG. 4.
第5図において、V^l+ VBI、 vc+は位置検
出回路102より出力される可動子の位置検出信号波形
である。位置検出信号は通電状態指令回路103により
次のように論理処理され通電状態指令信号UHo+、
VHo+、 WHo+、 ULoz VLo+、 WL
o+を得る。In FIG. 5, V^l+VBI, vc+ are the waveforms of the movable element position detection signals output from the position detection circuit 102. The position detection signal is logically processed by the energization state command circuit 103 as follows, and the energization state command signal UHo+,
VHo+, WHO+, ULoz VLo+, WL
Get o+.
UHO,: VAIとVBIの論理積
VHO,: V旧とVc+の論理積
WHO,: Vc、とVAIの論理積
U Lo+ : VBIとVAI(7)論理積V Lo
+ : Vc+ トVa+(7)論理積WLOI:VA
IとVCIの論理積
第5図においてVdlはPWM回路109より出力され
るPWM信号でありデユーティを有するパルス信号とな
っている。UHO,: Logical product of VAI and VBI VHO,: Logical product of V old and Vc+ WHO,: Logical product of Vc, and VAI U Lo+: Logical product of VBI and VAI (7) V Lo
+: Vc+ Va+(7) Logical product WLOI: VA
Logical product of I and VCI In FIG. 5, Vdl is a PWM signal output from the PWM circuit 109, and is a pulse signal having a duty.
PWM信号Vdlは通電切換回路104により次のよう
に論理処理され、通電切換信号tJH。The PWM signal Vdl is logically processed by the energization switching circuit 104 as follows to generate the energization switching signal tJH.
VBI 、WH+ 、UL+ 、VBI 、WL+を得
る。Obtain VBI, WH+, UL+, VBI, WL+.
UHI:UHo+ y H+ : V Ho ’ WH,: WHo。UHI:UHo+ y H+ : V Ho ’ WH: WHO.
tJI、+:ULotとVdtの論理積VLI:VLO
Iとvdlの論理積
WL、+ WLo、とVdlの論理積
すなわち通電切換信号は、前記通電状態指令回路103
の出力に、前記PWM回路109より出力されるPWM
信号信号Vd型畳した信号である。tJI, +: logical product of ULot and Vdt VLI: VLO
The logical product WL of I and vdl, the logical product of +WLo and Vdl, that is, the energization switching signal is the energization state command circuit 103
The PWM output from the PWM circuit 109 is applied to the output of the PWM circuit 109.
The signal is a Vd-type folded signal.
これらの通電切換信号はパワー回路110に入力され、
駆動コイル101a、101b、101cを順次通電す
る。たとえば、UHIとV L +がHのときには駆動
コイル101aから駆動コイル101bへ電流が流れ、
U H+とWL、がHのときは駆動コイル101aから
駆動コイル101cへ電流が流れる。このようにして次
々と駆動コイルの通電状態が切り換わりモータは駆動さ
れる。These energization switching signals are input to the power circuit 110,
The drive coils 101a, 101b, and 101c are sequentially energized. For example, when UHI and V L + are H, current flows from the drive coil 101a to the drive coil 101b,
When U H+ and WL are H, current flows from drive coil 101a to drive coil 101c. In this way, the energization state of the drive coils is switched one after another, and the motor is driven.
次に、P W M信号Vdlにより、モータが可変速さ
れることについて説明する。Next, it will be explained that the speed of the motor is varied by the PWM signal Vdl.
第4図において、Freflは速度指令信号である。In FIG. 4, Frefl is a speed command signal.
また、F G Iはモータの速度検出信号であり、位置
検出信号を次のように論理処理して得ることができる。Furthermore, FGI is a motor speed detection signal, which can be obtained by logically processing a position detection signal as follows.
F G1: (VAI ・VBI ” VCI)”−(
V^、°VBt ・Vc+)
+(vAI−VBI−vcl)
ただし・は論理積を表し、半は論理和を表す。FG1: (VAI ・VBI "VCI)" - (
V^, °VBt ·Vc+) + (vAI-VBI-vcl) where * represents a logical product, and half represents a logical sum.
モータの速度が上がると、FG、の周波数が高くなる。As the speed of the motor increases, the frequency of FG increases.
先ず周波数fFGl と速度指令信号F refの周波
数f Freflとの関係が、
f PGI > f Prefl
のときを考える。First, consider the case where the relationship between the frequency fFGl and the frequency f Frefl of the speed command signal F ref is f PGI > f Prefl.
このとき速度制御回路105の出力を平滑したフィルタ
回路107の出力v1の電位は下がるよう動作し、その
結果、PWM回路109より出力されるPWM信号信号
Vd様ユーティが低下し、駆動コイルへの給電量が減少
するよう動作する。At this time, the potential of the output v1 of the filter circuit 107, which smoothes the output of the speed control circuit 105, operates to decrease, and as a result, the utility of the PWM signal Vd output from the PWM circuit 109 decreases, and the power supply to the drive coil decreases. It works so that the amount decreases.
従って、モータは減速する。Therefore, the motor slows down.
逆に、モータの速度が下がり、FG、の周波数が低くな
り、fFGIとfFreflとの関係が、f FGI
〈f Frefl
となったときを考える。Conversely, as the speed of the motor decreases, the frequency of FG decreases, and the relationship between fFGI and fFrefl changes to fFGI
Consider the case when 〈f Frefl.
このとき速度制御回路105の出力を平滑したフィルタ
回路107の出力v1の電位は上がるよう動作し、その
結果、PWM回路109より出力されるPWM信号信号
Vd様ユーティが増大し、駆動コイルへの給電量が増加
するよう動作する。At this time, the potential of the output v1 of the filter circuit 107 that has smoothed the output of the speed control circuit 105 operates to increase, and as a result, the utility of the PWM signal signal Vd output from the PWM circuit 109 increases, and the power supply to the drive coil increases. Works to increase the amount.
従って、モータは加速する。Therefore, the motor accelerates.
結局、モータの速度は、速度検出信号FG、の周波数が
速度指令信号F reftの周波数に一致するように制
御されることになる。As a result, the speed of the motor is controlled such that the frequency of the speed detection signal FG matches the frequency of the speed command signal F reft.
第6図は、モータの速度制御が安定に行なわれている時
のフィルタ回路107の出力V、とPWM信号信号Vd
様子を示したものである。第6図に示すように、フィル
タ回路107の出力vlは、般に完全な直流信号ではな
く、モータの速度検出信号であるF G +と同一周波
数成分を基本波とするリップルを有する信号である。FIG. 6 shows the output V of the filter circuit 107 and the PWM signal Vd when the motor speed control is performed stably.
This shows the situation. As shown in FIG. 6, the output vl of the filter circuit 107 is generally not a complete DC signal, but a signal having ripples whose fundamental wave is the same frequency component as the motor speed detection signal F G +. .
PWM信号Vd+ハ、発振P(O3C)108の三角波
信号出力VOSC+と上記出力V、とをPWM回路10
9により比較して得たものであり、第6図に示すように
、vlの値に応じてデユーティが変化するパルス信号と
なっている。The PWM signal Vd+c, the triangular wave signal output VOSC+ of the oscillation P(O3C) 108, and the above output V are connected to the PWM circuit 10.
9, and as shown in FIG. 6, it is a pulse signal whose duty changes according to the value of vl.
駆動コイルへの給電量は、上記PWM信号Vdのデユー
ティに応じて決定され、本従来例tこおいては、Vdl
のデユーティのLow期間が増加すると、駆動コイルへ
の給電量が低下するよう動作を行う。The amount of power supplied to the drive coil is determined according to the duty of the PWM signal Vd, and in this conventional example, Vdl
When the low period of the duty increases, the amount of power supplied to the drive coil decreases.
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記のような構成では、比較的低速度でモ
ータを制御しようとする場合、以下のような不具合が生
じる。すなわち、モータを低速度で制御する場合、モー
タへの給電量はあまり必要ではない。従ってvIはV
osc +の下限値に近づき、PWM信号V d lの
デユーティを駆動コイルへの給電量を低下させる方向(
Vd、のLow期間を増加させる方向)に変化させる。Problems to be Solved by the Invention However, with the above configuration, the following problems occur when attempting to control the motor at a relatively low speed. That is, when controlling the motor at a low speed, the amount of power supplied to the motor is not necessary. Therefore, vI is V
osc + approaches the lower limit value, and the duty of the PWM signal V d l is changed in the direction of decreasing the amount of power supplied to the drive coil (
Vd, in the direction of increasing the Low period.
ところが、■、は前述した通り、モータの速度検出信号
であるFG、と同一周波数成分を基本波とするリップル
を有しており、vlがVOSC+の下限値に近づくと、
第7図に示すごとく、■、のリップル電圧がVosc+
の下限値を下回る期間が発生する。vlのリップル電圧
がVosc+の下限値を下回ると、この期間PWM信号
〜・′d1はデユーティを有するパルス信号ではなくな
り、VdtはLowレベルに固定され、駆動コイルへの
給電が停止される。However, as mentioned above, ■ has a ripple whose fundamental wave is the same frequency component as FG, which is the motor speed detection signal, and when vl approaches the lower limit of VOSC+,
As shown in Figure 7, the ripple voltage of ■ is Vosc+
There will be a period when the value is below the lower limit. When the ripple voltage of vl falls below the lower limit value of Vosc+, during this period the PWM signal ~.'d1 is no longer a pulse signal having a duty, Vdt is fixed at a low level, and power supply to the drive coil is stopped.
このような、vlのリップル電圧がV O3Clの下限
値を下回り、駆動コイルへの給電が停止される期間は、
Vosc+の発振周波数(一般にPWM制御でいうとこ
ろのキャリア周波数)に対して比較的長く、Vlのリッ
プル電圧の周期で(り返し発生する。すなわち、Vlの
リップル電圧の周期で駆動コイルへの給電が行なわれた
り、給電が停止されたりする。このような状態を間欠運
転状態と呼ぶことにする。間欠運転状態となると、モー
タは振動や回転ムラを生じたり、また、間欠運転状態の
くり返し周期が可聴域となった場合、騒音功原因にもな
る。During this period when the ripple voltage of vl falls below the lower limit value of V O3Cl and the power supply to the drive coil is stopped,
It is relatively long with respect to the oscillation frequency of Vosc+ (carrier frequency in general terms in PWM control), and occurs repeatedly in the period of the ripple voltage of Vl. In other words, the power supply to the drive coil is This state is called an intermittent operation state. When the motor is in an intermittent operation state, the motor may vibrate or rotate unevenly, and the cycle of intermittent operation may be repeated. If it falls within the audible range, it can also cause noise pollution.
このように、従来のブラシレスモータの速度制御装置は
様々な課題を有していた。As described above, conventional speed control devices for brushless motors have had various problems.
課題を解決するための手段
従来の課題を解決するために本発明のブラシレスモータ
の速度制御装置は、モータの複数相の駆動コイルと、前
記駆動コイルの通電状態を順次切り換える指令信号を出
力する通電状態指令回路と、モータの速度を検出する速
度検出回路と、モータの速度指令回路と、前記駆動コイ
ルへの給電量をパルス信号のデユーティにより制御する
PWM信号を出力し前記通電状態指令回路の出力信号に
重畳させるPWM回路と、前記PWM回路によりPWM
信号が重畳された前記通電状態指令回路の出力信号を電
力増幅し、前記駆動コイルへ伝達するパワー回路と、前
記駆動コイルへの給電量が所定のレベル以下にならない
よう前記PWM回路より出力されるパルス信号のデユー
ティを制限する最小デユーティクランプ回路とを備えた
ものである。Means for Solving the Problems In order to solve the problems of the prior art, the brushless motor speed control device of the present invention provides an energization system that outputs a command signal to sequentially switch the energization state of the multi-phase drive coil of the motor and the energization state of the drive coil. A state command circuit, a speed detection circuit that detects the speed of the motor, a motor speed command circuit, and an output of the energization state command circuit that outputs a PWM signal that controls the amount of power supplied to the drive coil by the duty of the pulse signal. PWM circuit superimposed on the signal and PWM circuit
a power circuit that amplifies the power of the output signal of the energization state command circuit on which the signal is superimposed and transmits it to the drive coil; and a power circuit that outputs the signal from the PWM circuit so that the amount of power supplied to the drive coil does not fall below a predetermined level. It is equipped with a minimum duty clamp circuit that limits the duty of the pulse signal.
作用
本発明は上記した構成により、PWM回路より出力され
るパルス信号のデユーティを可変してモータへの給電量
を調整することによりモータを速度制御する際に、その
パルス信号の最小デユーティを制限し、モータ駆動コイ
ルへの給電量が所定のレベル以下にならないように速度
制御を行うので、低速で速度制御を行う場合においても
モータを間欠運転することなく安定して駆動制御するこ
とが可能であり、モータを低速から高速まで広範囲に渡
って速度制御することができる。Operation The present invention has the above-described configuration, and when controlling the speed of the motor by varying the duty of the pulse signal output from the PWM circuit and adjusting the amount of power supplied to the motor, the minimum duty of the pulse signal is limited. Since speed control is performed so that the amount of power supplied to the motor drive coil does not fall below a predetermined level, stable drive control is possible without intermittent operation of the motor even when speed control is performed at low speeds. , the speed of the motor can be controlled over a wide range from low speed to high speed.
実施例
以下、本発明の一実施例におけるブラシレスモータの速
度制御装置について、図面を参照しながら説明する。Embodiment Hereinafter, a speed control device for a brushless motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例におけるブラシレスモータ
の速度制御装置の回路構成図である。第1図において、
la、lb、lcはモータ駆動コイルである。前記駆動
コイルIa、lb、lcの一端はパワー回路9の出力端
子に接続され他端は共通接続されている。位置検出回路
2の出力端子は通電状態指令回路3の入力端子に接続さ
れ、前記通電状態指令回路3の出力端子は通電切換回路
8の入力端子に接続されている。前記通電切換回路8の
出力信号は前記パワー回路9により電力増幅されて前記
駆動コイルla、lb、Icを順次、通電してモータを
回転させる。速度検出回路4は前記通電状態指令回路3
より出力される信号を合成してモータの速度検出信号F
Gを出力する。速度指令回路5は、モータの速度指令信
号F refを出力し前記モータの速度検出信号FGと
共にPWM回路6に入力される。前記PWM回路6は前
記速度検出回路4の出力と前記速度指令回路5の出力が
それぞれ入力される速度制御回路20と、08C21と
、前記速度制御回路20の出力と前記0SC21の出力
がそれぞれ入力されるPWMコンパレータ22とにより
構成され、デユーティを有するパルス信号を前記通電切
換回路8に伝達している。7は最小デユーティクランプ
回路7であり、前記PWM回路6の構成要素であるPW
Mコンパレータ221こ接続されている。FIG. 1 is a circuit diagram of a speed control device for a brushless motor according to an embodiment of the present invention. In Figure 1,
la, lb, and lc are motor drive coils. One ends of the drive coils Ia, lb, and lc are connected to the output terminal of the power circuit 9, and the other ends are commonly connected. The output terminal of the position detection circuit 2 is connected to the input terminal of the energization state command circuit 3, and the output terminal of the energization state command circuit 3 is connected to the input terminal of the energization switching circuit 8. The output signal of the energization switching circuit 8 is power amplified by the power circuit 9, and the drive coils la, lb, and Ic are sequentially energized to rotate the motor. The speed detection circuit 4 is connected to the energization state command circuit 3.
The motor speed detection signal F is synthesized by combining the signals output from the
Output G. The speed command circuit 5 outputs a motor speed command signal F ref, which is input to the PWM circuit 6 together with the motor speed detection signal FG. The PWM circuit 6 has a speed control circuit 20 to which the output of the speed detection circuit 4 and the output of the speed command circuit 5 are respectively input, 08C21, and the output of the speed control circuit 20 and the output of the 0SC21 are respectively input. The PWM comparator 22 transmits a pulse signal having a duty to the energization switching circuit 8. 7 is a minimum duty clamp circuit 7, which is a component of the PWM circuit 6;
M comparator 221 is connected.
以上のように構成された本発明の一実施例におけるブラ
シレスモータの速度制御装置について、その動作を以下
に説明する。The operation of the brushless motor speed control device according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described below.
第2図は第1図における動作信号波形図である。FIG. 2 is an operating signal waveform diagram in FIG. 1.
第2図において、VA、VB、VCは位置検出回路2よ
り出力される可動子の位置検出信号波形である。位置検
出信号VA、VB、VCは通電状態指令回路3により次
のように論理処理され通電状態指令信号U)10.VH
O,WHO,ULO。In FIG. 2, VA, VB, and VC are position detection signal waveforms of the movable element output from the position detection circuit 2. The position detection signals VA, VB, and VC are logically processed by the energization state command circuit 3 as follows to generate the energization state command signal U)10. VH
O, WHO, ULO.
V L O、W L Oヲ得ル。I got VLO, WLO.
UHo:VAとVsの論理積
VHo:VBとVcの論理積
WHo: vcとVAの論理積
ULo: VeとVAの論理積
VLo:VcとVBの論理積
WLo:vAとVcの論理積
第2図においてvdはPWM回路6より出力されるPW
M信号でありデユーティを有するパルス信号となってい
る。PWM信号vdは次のように論理処理され、通電切
換信号UH,VH,WH。UHo: Logical product of VA and Vs VHo: Logical product of VB and Vc WHo: Logical product of vc and VA ULo: Logical product of Ve and VA VLo: Logical product of Vc and VB WLo: Logical product 2 of vA and Vc In the figure, vd is the PW output from the PWM circuit 6.
The M signal is a pulse signal having a duty. The PWM signal vd is logically processed as follows to generate energization switching signals UH, VH, and WH.
UL、VL、WLを得る。Obtain UL, VL, and WL.
UH+UH。UH+UH.
V)(:VH。V) (:VH.
WH:WI−1゜
UL:ULoとvdの論理積
vL vLoとvdの論理積
WL+WL′oとvdの論理積
すなわち通電切換信号は、前記通電状態指令回路3の出
力に、前記PWM回路6より出力されるPWM信号vd
を重畳した信号である。WH: WI-1゜UL: The logical product of ULo and vd VL The logical product of vLo and vd WL+The logical product of WL'o and vd, that is, the energization switching signal is sent from the PWM circuit 6 to the output of the energization state command circuit 3. Output PWM signal vd
This is the superimposed signal.
これらの通電切換信号はパワー回路9に入力され、駆動
コイルla、lb、lcを順次通電する。These energization switching signals are input to the power circuit 9, which sequentially energizes the drive coils la, lb, and lc.
例えば、UHとVLがHのときには駆動コイル1aから
駆動コイル1bへ電流が流れ、UHとWLがHのときに
は駆動コイル1aから駆動コイルICへ電流が流れる。For example, when UH and VL are H, a current flows from the drive coil 1a to the drive coil 1b, and when UH and WL are H, a current flows from the drive coil 1a to the drive coil IC.
このようにして次々と駆動コイルの通電状態が切り換わ
りモータは駆動される。In this way, the energization state of the drive coils is switched one after another, and the motor is driven.
次にPWM信号vdにより、モータが可変速さされるこ
とについて説明する。第2図においてFGはモータの速
度検出信号であり、位置検出信号VA、VB、VCを次
のような論理処理して得ることができる。Next, a description will be given of how the motor is set at variable speed by the PWM signal vd. In FIG. 2, FG is a motor speed detection signal, which can be obtained by performing the following logical processing on position detection signals VA, VB, and VC.
FG:(v^・VB−vc) +(V^・VB−Vc) +(V^・vB−vc) ただし・は論理積を表し、+は論理和を表す。FG: (v^・VB-vc) +(V^・VB-Vc) +(V^・vB-vc) However, * represents a logical product, and + represents a logical sum.
モータの速度が上がると、FGの周波数が高くなる。先
ず周波数fFGと速度指令信号F refの周波数f
Frefとの関係が、
f FG > f prer
のときを考える。As the motor speed increases, the FG frequency increases. First, the frequency fFG and the frequency f of the speed command signal Fref
Consider the case where the relationship with Fref is fFG>fprer.
このとき速度制御回路20の出力信号Vの電位は上がり
、PWMコンパレータ22より出力されるPWM信号v
dのデユーティを低下させ、駆動コイルへの給電量を減
少させるよう動作する。その結果、モータは減速する。At this time, the potential of the output signal V of the speed control circuit 20 increases, and the PWM signal v output from the PWM comparator 22
It operates to lower the duty of d and reduce the amount of power supplied to the drive coil. As a result, the motor slows down.
逆に、モータの速度が下がり、FGの周波数が低くなり
、fFGとfPreflとの関係が、f Pa < f
Pref
となったときを考える。Conversely, the motor speed decreases, the FG frequency decreases, and the relationship between fFG and fPrefl becomes f Pa < f
Consider the case when Pref.
このとき速度制御回路20の出力信号Vの電位は下がり
、PWMコンパレータ22より出力されるPWM信号v
dのデユーティを増大させ、駆動コイルへの給電量を増
加させるよう動作する。その結果、モータは加速する。At this time, the potential of the output signal V of the speed control circuit 20 decreases, and the PWM signal v output from the PWM comparator 22
It operates to increase the duty of d and increase the amount of power supplied to the drive coil. As a result, the motor accelerates.
結局モータの速度は、速度検出信号FGの周波数が速度
指令信号F refの周波数に一致するように制御され
ることになる。Eventually, the speed of the motor is controlled so that the frequency of the speed detection signal FG matches the frequency of the speed command signal F ref.
次にPWM回路6および最小デユーティクランプ回路7
の詳細な動作について説明する。Next, PWM circuit 6 and minimum duty clamp circuit 7
The detailed operation will be explained below.
第3図は第1図におけるPWM回路および最小デユーテ
ィクランプ回路の動作信号波形図である。FIG. 3 is an operating signal waveform diagram of the PWM circuit and minimum duty clamp circuit in FIG. 1.
第3図においてVは速度制御回路20の出力信号であり
、v oscは03C21より出力される三角波信号で
ある。PWMコンパレータ22はトランジスタ31〜3
5.定電流源30.抵抗36により構成される差動増幅
回路である。v、voscはトランジスタ31.32の
ベースにそれぞれ入力される。トランジスタ31〜34
に流れる電流をそれぞれ131””134とすると、最
小デユーティクランプ回路7が付加されていなければ、
v>voscのときI 31< h2となる。トランジ
スタ33.34はカレントミラー回路を構成しており+
31−134である。また、13+”I3ゴなので、+
32>I34となる。In FIG. 3, V is the output signal of the speed control circuit 20, and vosc is the triangular wave signal output from the 03C21. PWM comparator 22 includes transistors 31 to 3
5. Constant current source 30. This is a differential amplifier circuit composed of a resistor 36. v and vosc are input to the bases of transistors 31 and 32, respectively. Transistors 31-34
Assuming that the currents flowing in the two are respectively 131""134, if the minimum duty clamp circuit 7 is not added,
When v>vosc, I31<h2. Transistors 33 and 34 constitute a current mirror circuit and +
31-134. Also, since it is 13+”I3go, +
32>I34.
このときトランジスタ35がONして、抵抗36に電圧
降下を生じるので、〜′dはLとなる。At this time, the transistor 35 is turned on and a voltage drop occurs across the resistor 36, so ~'d becomes L.
反対にV < VO5Cのときにはトランジスタ35が
○FFして、vdはHとなる。このときの動作波形をv
d−vdoとして第3図に示す。On the other hand, when V<VO5C, the transistor 35 is turned OFF and vd becomes H. The operating waveform at this time is v
It is shown in FIG. 3 as a d-vdo.
VdOがHのときにはモータに給電され、Lのときには
モータへの給電は停止される。When VdO is H, power is supplied to the motor, and when VdO is L, power supply to the motor is stopped.
次に最小デユーティクランプ回路7を付加した場合の動
作について説明する。最小デユーティクランプ回路7は
トランジスタ40と基準電圧源41(出力電圧V L
)により構成されている。トランジスタ40を流れる電
流を140とすると、133r3++I+oとなる。Next, the operation when the minimum duty clamp circuit 7 is added will be explained. The minimum duty clamp circuit 7 includes a transistor 40 and a reference voltage source 41 (output voltage V L
). If the current flowing through the transistor 40 is 140, it becomes 133r3++I+o.
v>vLのとき131<:I40となり、r3rL;[
+oと近似できる。したがって、PWMコンパレータ2
2の出力信号vdのデユーティは基準電圧’J−Lによ
って決定される。When v>vL, 131<:I40, and r3rL;[
It can be approximated as +o. Therefore, PWM comparator 2
The duty of the second output signal vd is determined by the reference voltage 'J-L.
vくVLのときl 31 > I 40となり、I33
#I3+と近似できるのでvdのデユーティは速度制御
回路20の出力信号Vにより決定される。すなわち、v
dの出力は第3図のVdCのようになり、従来例で述べ
たような低速度制御時に発生するモータへの給電が停止
される期間は存在しな(なり、モータの間欠運転はなく
なる。When v ku VL, l 31 > I 40, and I33
Since it can be approximated to #I3+, the duty of vd is determined by the output signal V of the speed control circuit 20. That is, v
The output of d becomes VdC in FIG. 3, and there is no period during which the power supply to the motor is stopped, which occurs during low speed control as described in the conventional example, and the intermittent operation of the motor is eliminated.
以上のように本実施例によれば、最小デユーティクラン
プ回路7を設けたことにより、モータが間欠運転状態に
なることを防止し、振動や回路ムラ、騒音などを発生さ
せずにブラシレスモータを低速度から高速度まで可変速
制御することが可能となるものである。As described above, according to this embodiment, by providing the minimum duty clamp circuit 7, the motor is prevented from being in an intermittent operation state, and the brushless motor can be operated without generating vibration, circuit irregularity, noise, etc. This enables variable speed control from low speed to high speed.
発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明は、最小デユーテ
ィクランプ回路を付加することにより、PWM回路より
出力されるパルス信号のデユーティを可変してモータへ
の給電量を制御する際に、そのパルス信号の最小デユー
ティを制限し、モータ駆動コイルへの給電量が所定のレ
ベル以下にならないように速度制卸を行なうので、キャ
リア周波数の周期よりも長い時間モータへの給電が停止
されるいわゆる間欠運転とならず、低速回転指令時にお
いてモータにあまり給電する必要がない場合に特に有効
であり、モータを低速から高速まで広い範囲にわたって
可変速III mすることができ、しかも、安価で簡単
な構成で実現することができる。Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention adds a minimum duty clamp circuit to control the amount of power supplied to the motor by varying the duty of the pulse signal output from the PWM circuit. Since the minimum duty of the pulse signal is limited and the speed is controlled so that the amount of power supplied to the motor drive coil does not fall below a predetermined level, the power supply to the motor is stopped for a period longer than the period of the carrier frequency. It is particularly effective when there is no intermittent operation and there is no need to supply much power to the motor when a low speed rotation command is given.The motor can be operated at variable speeds over a wide range from low to high speeds, and is inexpensive and simple. It can be realized with a configuration.
第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
速度制御装置の回路構成図、第2図は第1図における動
作信号波形図、第3図は第1図におけるPWM回路およ
び最小デユーティクランプ回路の動作信号波形図、第4
図は従来のブラシレスモータの速度制御装置の回路構成
図、第5図は第4図における動作信号波形図、第6図は
第4図における構成PWM回路の動作信号波形図、第7
図は第4図におけるモータ低速度指令のPWM回路の動
作信号波形図である。
Ia、lb、lc・・・・・・駆動コイル、3・・・・
・・通電状態指令回路、4・・・・・・速度検出回路、
5・・・・・・速度指令回路、6・・・・・・PWM回
路、7・・・・・・最小デユーティクランプ回路、9・
・・・・・パワー回路。
代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名(f閂;l
ギ 焉閂ま ぢジギ
℃
〉
昧Fig. 1 is a circuit configuration diagram of a speed control device for a brushless motor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an operating signal waveform diagram in Fig. 1, and Fig. 3 is a PWM circuit and minimum duty clamp in Fig. 1. Circuit operating signal waveform diagram, 4th
The figure is a circuit configuration diagram of a conventional brushless motor speed control device, FIG. 5 is an operating signal waveform diagram in FIG. 4, FIG. 6 is an operating signal waveform diagram of a PWM circuit configured in FIG.
This figure is an operation signal waveform diagram of the PWM circuit for the motor low speed command in FIG. 4. Ia, lb, lc... Drive coil, 3...
... Energization state command circuit, 4... Speed detection circuit,
5... Speed command circuit, 6... PWM circuit, 7... Minimum duty clamp circuit, 9...
...Power circuit. Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano and one other person (f)
GI yanma jijigi ℃ 〉
Claims (1)
電状態を順次切換える指令信号を出力する通電状態指令
回路と、モータの速度を検出する速度検出回路と、モー
タの速度指令回路と、前記駆動コイルへの給電量をパル
ス信号のデューティにより制御するPWM信号を出力し
、前記通電状態指令回路の出力信号に重畳されるPWM
回路と、前記PWM回路によりPWM信号が重畳された
前記通電状態指令回路の出力信号を電力増幅し、前記駆
動コイルへ伝達するパワー回路と、前記駆動コイルへの
給電量が所定のレベル以下にならないよう前記PWM回
路より出力されるパルス信号のデューティを制限する最
小デューティクランプ回路により構成したブラシレスモ
ータの速度制御装置。A plurality of phase drive coils of the motor, an energization state command circuit that outputs a command signal to sequentially switch the energization state of the drive coil, a speed detection circuit that detects the speed of the motor, a speed command circuit of the motor, and the drive coil. A PWM signal that controls the amount of power supplied to the circuit according to the duty of the pulse signal, and is superimposed on the output signal of the energization state command circuit.
a power circuit that amplifies the output signal of the energization state command circuit on which a PWM signal is superimposed by the PWM circuit and transmits it to the drive coil; A speed control device for a brushless motor comprising a minimum duty clamp circuit that limits the duty of a pulse signal output from the PWM circuit.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2159048A JP2822618B2 (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Speed control device for brushless motor |
GB9104800A GB2243504B (en) | 1990-03-07 | 1991-03-07 | Drive apparatus for brushless motor |
US07/908,813 US5300866A (en) | 1990-03-07 | 1992-07-08 | Drive apparatus and speed control apparatus for brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2159048A JP2822618B2 (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Speed control device for brushless motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0449886A true JPH0449886A (en) | 1992-02-19 |
JP2822618B2 JP2822618B2 (en) | 1998-11-11 |
Family
ID=15685092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2159048A Expired - Lifetime JP2822618B2 (en) | 1990-03-07 | 1990-06-18 | Speed control device for brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2822618B2 (en) |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2159048A patent/JP2822618B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2822618B2 (en) | 1998-11-11 |
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