JPH0449887A - ブラシレスモータの回転速度制御装置 - Google Patents

ブラシレスモータの回転速度制御装置

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JPH0449887A
JPH0449887A JP2159563A JP15956390A JPH0449887A JP H0449887 A JPH0449887 A JP H0449887A JP 2159563 A JP2159563 A JP 2159563A JP 15956390 A JP15956390 A JP 15956390A JP H0449887 A JPH0449887 A JP H0449887A
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JP
Japan
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duty ratio
rectangular wave
voltage
signal
rotational speed
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Pending
Application number
JP2159563A
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English (en)
Inventor
Koichi Toyama
耕一 外山
Hirotaka Yamaguchi
宏尚 山口
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
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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回転速度制御装置に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、位置センサを用いないタイプのブラシレスモータ
の多くは誘起電圧波形を検出し、これを基に転流制御を
行っている。また、この様なタイプのブラシレスモータ
において、モータへの電流供給を高い周波数で断続制?
il(いわゆるPWM制御)することによりモータの回
転速度を制御している。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上述したPWM@@は転流周波数以上の高い周
波数で電機子巻き線への電流供給を断続制御するために
種々の電気雑音を発生して他機器り誘起電圧にスパイク
状の高周波ノイズが重畳し、転流制御に悪影響を及ぼす
という問題もある。
本発明は、他機器、及び転流制御に悪影響を与えない回
転速度制御装置を提供することを目的とする。
前記オン信号出力時に前記矩形波を積分する積分手段と
、 この積分手段の積分値に応じた通電角信号を作成する通
電角信号作成手段と、 前記通電角信号に応じて前記巻線への電流供給を断続す
るスイッチング手段とを備えることを特徴とするブラシ
レスモータの回転速度制御装置を提案する。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決する手段として本発明は第1図に示すご
とく、 所定相数からなり回転子の回転に伴って所定周期をもっ
た信号を発生する電機子巻線と、この巻線に電流を供給
する直流電圧源と、前記相数で前記所定周期を等分した
期間だけオン信号を出力するオン信号出力手段と、連続
する矩形波を作成する矩形波作成手段と、前記矩形波の
デユーティ比を設定するデユーティ比設定手段と、 〔作用〕 これにより、ブラシレスモータの回転速度により定まる
周期を相数で等分した期間だけ矩形波を積分して、この
積分値に応じた通電角信号を作成する。また矩形波のデ
ユーティ比を任意に設定することにより、通電角信号も
任意に作成される。
この通電角信号の出力期間は電機子巻線に直流電圧源よ
り電流が供給される。
〔発明の効果〕
本発明により、連続する矩形波のデユーティ比を増減す
ることにより所望のモータ回転速度が得られ、このとき
、電気雑音が発生せず、他機器に悪影響を与えない、ま
た各巻線にフライバック電圧が発生せず転流制御が確実
に行われるという優れた効果がある。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は、本発明実施例の全体構成図であり、lは直流
電源の正掻端子、2は直流電源の接地端子である。3は
デユーティ比設定手段をなす可変電圧源、4a〜4cは
モータの固定子側に設けた3相のU相9 v相、W相の
各相の電機子巻き線を示す、5a〜5cは磁石回転子の
回転に伴って前記巻き線4a〜4Cに発生する誘起電圧
波形を所定の比較電圧と比較する比較器である。6は、
オン信号出力手段をなし、比較器5a〜5cの出力に応
じてU、V、Wの各相巻き線4a〜4cの通電を制御す
る元波形を出力する転流制御回路である。7は波高値が
一定な鋸歯状波を作成する鋸歯状波作成回路であり、U
、V、W相の転流周波数よりも十分高い周波数の鋸歯状
波を発生する。8は矩形波作成回路であり、可変電圧源
3からの電圧値Vinに応じたデユーティ比の連続信号
を作成する。9a〜9Cは通電角制御回路であり、例え
ばU相の通電角を制御する通電角制御回路9aには、U
相の1つ前のW相の通電を制御する元波形である■波形
と、矩形波作成回路8からの矩形波とが入力されており
、矩形波のデユーティ比に応してU相の通電角を制御し
ている。10a−100は論理積回路であり、例えばU
相の論理積回路10aは前記U相の通電角制御回路9a
の出力とU相の通電を制御する元形波■とに基づいてU
相の通電角信号のを出力している。11は出力ドライブ
回路であり、前記論理回路10 a−10bの出力を増
幅し、スイッチング手段をなすMOSパワートランジス
タ12a〜12cの各々に増幅信号を出力して、MOS
パワートランジスタ12a〜12cを駆動し、tIl子
巻き線4a〜4Cへの通電を断続している。13は各巻
き線4a〜4Cに流れる電流を検出する電流検出抵抗で
あり、14は電流検出抵抗13の端子電圧を検出して各
巻き線4a〜4Cに流れる過電流を検出する過電流検出
回路であり通電流を検出するとMOSパワートランジス
タ12a〜12cを遮断する信号を出力ドライブ回路1
1に出力する。15は過電流検出回路14の過電流検出
レベルを切替える検出レベル切替え回路である。16は
起動タイマーであり、起動開始後所定時間検出レベル切
替え回路工5、及び矩形波作成回路8に信号を出力し、
この所定時間の間は、過電流検出レベルを起動電流によ
る誤判定を避けるため十分大きな値に切替える。
また起動時に回転速度を制御すると起動そのものに差し
障りがでるため上記所定時間の間は回転速度制御を禁止
するため矩形波作成回路8の作動を停止する。
第3図は第2図の各部における波形図である。
波形■〜◎は回転子の回転に伴って巻き線4a〜4cに
発生する誘起電圧波形である。vhは比較器5a〜5c
の比較電圧であり、各波形はそれぞれ1/3周期だけ位
相がずれている。また、■〜■は転流制御回路6のU、
V、W端子がらの出力波形であり、各々は比較電圧vh
が誘起電圧波形@〜■より大きい区間のみオンレベルを
示し他区間はオフレベルを示している。波形■は鋸歯状
波作成回路7により作成された鋸歯状波である。
また波形■は矩形波作成回路8により作成された矩形波
であり、この矩形波は、鋸歯状波形■が可変電圧源3の
電圧値Vinより小さいときハイレベルを示し、大きい
ときはロウレベルを示している。
この矩形波■のデユーティ比は電圧値Vinが大きくな
ると大きくなる。波形■〜■は後述する通電制御回路9
a〜9c内のコンデンサの充電電圧波形である。波形の
〜@は、論理積回路10a〜10cの出力波形であり、
矩形波のデユーティ比に応した通電角信号波形である。
次に通電角制御回路9aの具体例を第4図に基づいて説
明する。
io1〜115は抵抗であり、116〜117はダイオ
ード、118はコンデンサであり、119〜133はト
ランジスタで134は比較回路、135は電圧源である
。まず、トランジスタ119のベースにはU相の1つ前
のW相を駆動する元波形のが入力される。また、トラン
ジスタ124のベースには矩形波作成回路8の出力波形
■が人力される。次にトランジスタ128とトランジス
タ125,126.127とがカレントミラーを構成し
、抵抗109と110は同一抵抗値に設定されているた
め、トランジスタ125と127のコレクタ電流は同一
である。また、トランジスタ129と130もカレント
ミラー構成であるため、トランジスタ125のコレクタ
電流とトランジスタ129のコレクタ電流も同一である
。そして、比較回路134の出力に応じてトランジスタ
133が動作し、このときトランジスタ126、ダイオ
ード117,116を介して電流がコンデンサ118に
供給されコンデンサ11Bを急速充電する構成となって
いる。次に以上の動作を第5図に基づいて説明する。ま
ず、U相の1つ前のW相を駆動する元波形■がオンレベ
ルになると、その時点ではコンデンサ118の充電々圧
はOであるため比較回路134の出力はロウレベルであ
りトランジスタ133はオフしている。また、同様にト
ランジスタ122もオフしているためトランジスタ12
3がオンし、このとき波形■にかかわらずトランジスタ
121もオフしているため、トランジスタ126、ダイ
オード117に流れるit流はトランジスタ120,1
21に流れることなくダイオード116を介してコンデ
ンサ118を急速に充電する。そして、コンデンサ11
8の充電々圧が抵抗113と114の分圧比により決ま
る比較的低い電圧■、に到達した時点で比較回路134
の出力はハイとなりトランジスタ133がオンし象、速
充電が停止する。また、このときトランジスタ122も
オンし、トランジスタ123がオフする。このとき、回
転速度制御のための矩形波■がトランジスタ124に入
力されると、トランジスタ121は矩形波■のデユーテ
ィ比に応じて断続し、トランジスタ125よりダイオー
ド116を介してコンデンサ118にデユーティ比に応
じた充電が断続的に行われる。次にW相を駆動する光波
形のがロウレベルになるとトランジスタ119がオフし
、トランジスタ120がオンするためコンデンサへの充
電は停止し、さらに、トランジスタ132がオンし、こ
のときトランジスタ131がオフして、トランジスタ1
29によりコンデンサ118の放電が行われる。コンデ
ンサ118の充電電圧は波形■が示す如く充電時は矩形
波のデユーティに応じて充電され、放電時は、放電開始
時の充電電圧にかかわらず所定の変位をもって直線的に
放電が行われる。第5図においては、可変電圧源3の電
圧Vinが鋸歯状波の波高値Vsの1/2であるため矩
形波■のデユーティ比は50%に設定されている。波形
■に併記した破線の波形は、デユーティ100%のとき
の波形である。
デユーティ50%で充電した場合には放電が開始してか
ら放電電圧が比較電圧■7に到達するまでの時間は、デ
ユーティ100%のときの時間T。
に対してT、”/2となりデユーティ比に応した通電時
間が得られる。波形[F]は、比較器134の出力波形
であり、この信号と信号■との論理積をとることにより
通電角信号波形のを得ている。
次に回転速度制御時の各部の動作を第6図、第7図に基
づいて説明する。
まず、第6図は回転速度が比較的低い場合について説明
するものであり、回転速度を制御する可変電圧源3の電
圧Vinが鋸歯状波■の波高値Vsに対しVs/3であ
る場合を示す。このとき矩形波■のデユーティ比は33
%(1/3)となり通電角M111回路9a〜9c内の
コンデンサの充電電圧はデユーティ100%である場合
の1/3の充電電圧となる。デユーティ100%のとき
の通電時間は元形波■のハイレベル区間、すなわちT。
であるがデユーティ33%(1/3)のときはT。
/3となる。
ここで、回転速度を上げるため可変電圧源3の電圧を2
Vs/3に増やした場合第7図に示す如く、デユーティ
比が66%(2/3)となり、通電角制御回路9a〜9
C内のコンデンサ118の充電々圧はデユーティ100
%のときの2/3の充電々圧となる。デユーティ100
%の通電時間は元形波■のハイレベル区間、すなわちT
。″であるがデユーティ66%(2/3)のときは2T
/3となる。以上のように回転速度が変わっても常にデ
ユーティ比に応じた通電割合となり、デユーティ比によ
り回転速度が制御される。
C・・・MOSパワートランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  所定相数からなり回転子の回転に伴って所定周期をも
    った信号を発生する電機子巻線と、 この巻線に電流を供給する直流電圧源と、 前記相数で前記所定周期を等分した期間だけオン信号を
    出力するオン信号出力手段と、 連続する矩形波を作成する矩形波作成手段と、前記矩形
    波のデューティ比を設定するデューティ比設定手段と、 前記オン信号出力時に前記矩形波を積分する積分手段と
    、 この積分手段の積分値に応じた通電角信号を作成する通
    電角信号作成手段と、 前記通電角信号に応じて前記巻線への電流供給を断続す
    るスイッチング手段とを備えることを特徴とするブラシ
    レスモータの回転速度制御装置。
JP2159563A 1990-06-18 1990-06-18 ブラシレスモータの回転速度制御装置 Pending JPH0449887A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014054582A1 (ja) * 2012-10-05 2014-04-10 矢崎総業株式会社 ファンモータ制御装置
CN107852112A (zh) * 2015-07-31 2018-03-27 日立工机株式会社 电动工具

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