JPH06233584A - 直流モータの駆動装置 - Google Patents

直流モータの駆動装置

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JPH06233584A
JPH06233584A JP5013554A JP1355493A JPH06233584A JP H06233584 A JPH06233584 A JP H06233584A JP 5013554 A JP5013554 A JP 5013554A JP 1355493 A JP1355493 A JP 1355493A JP H06233584 A JPH06233584 A JP H06233584A
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JP
Japan
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circuit
motor
signal
output
rotation
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JP5013554A
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English (en)
Inventor
Katsuya Yonetani
勝也 米谷
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Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成によって騒音の発生を防止するこ
とができる直流モ−タの駆動装置を提供することであ
る。 【構成】 正弦波発生回路10は、前記NOR回路22
からの信号が入力される周波数/電圧変換回路23と、
VCO回路24と、発振回路25と、2逓倍回路26
と、デコ−タ27とを含む。前記VCO回路24は、ア
ップカウンタ31のビット数n、モ−タ2の極数P、モ
−タ2の回転数Nに対して、f=23PN/60で規
定される周波数fの信号を出力する。前記発振回路25
と2逓倍回路26の出力はエンコ−ダ28に入力され、
エンコ−ダ28の出力は、ROM29のアドレスの上位
アドレスデ−タとして、ROM29に入力される。VC
O回路25の出力はAND回路30を介してアップカウ
ンタ31にクロック信号として入力される。アップカウ
ンタ31の出力は、前記ROM29に下位アドレスデ−
タとして入力される

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流モ−タの駆動装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から自動ドアを駆動する分野などに
おいて、例として3相の直流ブラシレスモ−タ(以下、
モ−タと略す)が用いられている。このようなモ−タに
おいて、固定子として相互に120度の位相差を有する
様に配置された3個のコイルを備え、回転子として周方
向にN極とS極とが交互に着磁され、例として2つの磁
極を有する永久磁石が用いられている。また、このモ−
タには、3個のホ−ル素子が設けられ、モ−タの回転数
及び回転子の位置を検出している。また、各コイルに駆
動電力を供給するトランジスタを含んで構成されるイン
バ−タ回路が用いられる。前記ホ−ル素子からの検出出
力は、制御回路に入力され、この制御回路は、前記検出
出力と、予め定める回転数に基づいて、モ−タの回転数
が前記予め定める回転数に一致するように、前記インバ
−タ回路のトランジスタをオン/オフ駆動するために、
振幅変調されたパルス信号を発生する。
【0003】図7は、このような従来例における各部の
信号を示すタイムチャ−トである。図7(1)〜(3)
は、各ホ−ル素子が検知する各相のコイルの磁束密度で
あり、図7(4)〜(6)は、各ホ−ル素子から出力さ
れる検出信号を示し、図7(7)〜(9)は、前記検出
信号に基づいて、前記制御回路からインバ−タ回路に出
力される制御信号の波形を示す。即ち、従来では、図7
(7)〜(9)に示される矩形波形状の制御信号を用い
て、前記インバ−タ回路のトランジスタを駆動してい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の駆動方式に於い
て、矩形波による120度通電方式では、トルクリップ
ルが大きく、モ−タ、あるいはモ−タの各種機器への取
付部、モ−タが用いられるファンなどから共振音などの
比較的大きい騒音が発生するという問題点があった。こ
のため、モ−タに前記騒音を防止するための機械的防音
対策を施す必要があり、モ−タあるいはモ−タを用いる
各種機器の構成が大型化、複雑化し、また、コストが上
昇するという問題を生じる。
【0005】本発明の目的は、上述の技術的課題を解決
し、簡単な構成によって騒音の発生を防止することがで
きる直流モ−タの駆動装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数相の巻線
を有する直流モ−タの各相毎のコイルに駆動電力をそれ
ぞれ供給する複数のスイッチ素子と、回転子の回転を検
出して回転数に対応した回転信号を出力する回転検出素
子と、略正弦波形状の信号のレベルデ−タを記憶する記
憶手段と、各回転検出素子からの回転信号に対応して、
前記記憶手段のアドレスを発生するアドレス発生手段と
を備え、前記スイッチ素子に略正弦波形状の制御信号を
供給するようにしたことを特徴とする直流モ−タの駆動
装置である。
【0007】
【作用】本発明に従えば、複数相の巻線を有する直流モ
−タの回転子の回転は、回転検出素子によって検出さ
れ、回転信号が出力される。各回転検出素子からの回転
信号は、アドレス発生手段に入力され、回転信号に対応
したアドレスを記憶手段に出力する。記憶手段は、略正
弦波形状の制御信号を発生する。この制御信号は、スイ
ッチ素子に入力され、前記各回転検出素子からの回転信
号に対応して、略正弦波形状駆動電力を直流モ−タの各
コイルに供給する。
【0008】これにより、直流モ−タのトルクリップル
を解消することができ、直流モ−タ、あるいは直流モ−
タの各種機器への取付部、直流モ−タが用いられる各種
機器などからの騒音の発生を防止することができる。し
かも騒音発生の防止を機械的構成を用いずに達成するの
で、モ−タなどの構成が簡単になる。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例のモ−タの駆動装置
1の電気的構成を示す回路図であり、図4は本実施例に
従う駆動装置1の動作を示すタイムチャ−トである。本
実施例は、一例として自動ドアを走行駆動するモ−タに
ついて説明するが、本発明のモ−タの駆動回路はこの例
に限られるものではない。本実施例のモ−タ2は、例と
して3相であって、3本のコイル3,4,5を有する固
定子20備え、各対のコイル3,4,5は、駆動装置1
からのU相、V相及びW相の駆動信号で駆動される。本
実施例では、コイル3,4,5に臨んで、例としてホ−
ル素子などからなる3つの磁極検出素子Hが設けられ、
回転子19の磁束密度を検出し、検出信号h1,h2,
h3を出力する。また、モ−タ2は、一対の磁極を有す
る永久磁石などからなる回転子19を備える。
【0010】駆動装置1は、コイル3,4,5に前記U
相、V相及びW相の駆動信号をそれぞれ供給するインバ
−タ回路6を備え、インバ−タ回路6には6つのトラン
ジスタQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6が設けられ
る。トランジスタQ1〜Q6は直流電源7に接続され
る。トランジスタQ1,Q4;Q2,Q5;Q3,Q6
の各接続点から前記U相、W相及びV相の駆動信号が取
出される。
【0011】前記トランジスタQ1,Q2及びQ3のベ
−スに駆動制御信号を入力する駆動装置1が設けられ
る。駆動装置1は、集積回路素子として構成され、前記
磁極検出素子Hから出力される磁束検出信号からモ−タ
2の回転速度あるいは回転周期を検出する回転パルス検
出回路8が設けられる。駆動装置1は、予め定めるモ−
タ2の基準回転速度に対応する速度指令入力を発生する
速度指令部9を有し、回転周期信号、検出信号h1,h
2,h3及び速度指令入力は、正弦波作成回路10に入
力される。
【0012】正弦波作成回路10は、前記回転周期、検
出信号h1,h2,h3によって電気角60度毎に得ら
れる回転子19の位置情報及び速度指令入力とから、相
互に120度の位相差を有する3相の略正弦波形状の制
御信号を発生する。
【0013】回転パルス検出回路8は、検出信号h1,
h2,h3がそれぞれ入力され、また検出信号h1,h
2,h3の遅延回路14,15,16によって遅延され
た信号がそれぞれ入力されるEXOR回路17,18,
21と、EXOR回路17,18,21からの信号が入
力されるNOR回路22とを含んで構成される。
【0014】正弦波発生回路10は、前記NOR回路2
2からの信号が入力される周波数/電圧変換回路(以
下、変換回路と称する)23と、変換回路23からの電
圧信号に対応する周波数の信号を発生するVCO回路2
4と、VCO回路24からの信号の例として立ち上がり
エッジによって、予め定めるパルス長のパルスを発生す
る単安定型の発振回路25と、発振回路25からの信号
を2逓倍する2逓倍回路26と、2逓倍回路26からの
信号が入力されるデコ−タ27とを含む。
【0015】前記VCO回路24は、後述するアップカ
ウンタ31のビット数n、モ−タ2の極数P、モ−タ2
の回転数Nに対して、下式で規定される周波数f[H
z]の信号を出力する。
【0016】f[Hz]=23PN/60 前記発振回路25と2逓倍回路26の出力はエンコ−ダ
28に入力され、エンコ−ダ28の出力は、ROM29
のアドレスの上位アドレスデ−タとして、ROM29に
入力される。VCO回路24の出力はAND回路30を
介してアップカウンタ31にクロック信号として入力さ
れる。アップカウンタ31の出力は、前記ROM29に
下位アドレスデ−タとして入力されると共に、NAND
回路32を介して前記AND回路30に入力される。前
記NOR回路22の出力は、アップカウンタ31にクリ
ア信号として入力される。前記ROM29の出力は、ラ
ッチ回路33,34,35にそれぞれ入力され、各ラッ
チ回路33,34,35の出力は乗算型のデジタル/ア
ナログ変換回路(以下、変換回路と略す)36,37,
38にそれぞれ入力される。変換回路36,37,38
には、速度指令部9からの速度指令入力Vsが、変換回
路36,37,38におけるデジタル/アナログ変換の
際の基準電圧として入力される。
【0017】前記変調回路11,12,13は、前記変
換回路36,37,38の出力がそれぞれ入力される電
圧比較回路40,41,42と、各バッファ40,4
1,42の出力がそれぞれ入力されるAND回路46,
47,48と、前記各電圧比較回路40,41,42
に、基準三角波信号をそれぞれ入力する三角波発生回路
39とをそれぞれ含んで構成される。各電圧比較回路4
0〜42からの出力は、デッドタイム回路43,44,
45を経て、各相毎の制御信号U,V,Wとして、イン
バ−タ回路6のトランジスタQ1,Q2,Q3に出力さ
れると共に、各電圧比較回路40〜42からの信号は反
転されて、AND回路46,47,48を介して制御信
号EU,EV,EWとして、インバ−タ回路6のトラン
ジスタQ4,Q5,Q6に出力される。直流電源7から
の電源ラインには、電流検出用抵抗50が直列に設けら
れ、抵抗50によって電源ラインにおける電流が電圧レ
ベルとして検出される。この電圧レベルは、比較回路5
1において基準電圧と比較され、電流制限回路49か
ら、前記電源ラインの電流が基準電圧に対応する電流を
超えた場合、あるいは下回った場合にロ−レベルの信号
を出力し、AND回路46,47,48に入力する。
【0018】前記ROM29には、図2に示すような正
弦波を発生するための信号のレベルに関するデ−タが記
憶されている。図2の横軸はROM29のアドレスを示
し、縦軸は各アドレスに記憶されているデ−タを示す。
ROM29の上位アドスを指定するエンコ−ダ28は、
下記の表1に示すような入力と出力との関係を満足する
構成が採用される。
【0019】
【表1】 以下に本実施例の駆動装置1の動作を説明する。磁極検
出素子Hは、図3に示されるような、回転子の磁束密度
を検出し、図4(1)〜(3)に示される回転子位置信
号である検出信号h1,h2,h3を出力する。これら
の信号に基づいて、変換回路23には、図4(4)の信
号が入力され、図4(5)に示す入力の周波数に対応し
た電圧信号を出力する。この電圧信号に基づいてVCO
回路24は、図4(6)に示すように、入力される電圧
信号の電圧レベルに対応した周波数の信号を出力する。
発振回路25は、VCO回路24からの信号の例として
立ち上がりエッジに同期して立ち上がり、予め定める立
ち上がり期間のパルスを出力する。
【0020】2逓倍回路26は、発振回路25からの信
号の周波数に対して、周波数が2倍の信号を、図4
(8)のように出力する。2逓倍回路26からの信号に
基づくデコ−ダ27の出力は、図4(9)〜(11)に
示される。デコ−ダ27からの信号のハイレベルの期間
に、対応するラッチ回路33,34,35のいずれかが
選択され、ROM29からのデ−タをラッチして、対応
する変換回路36,37,38のいずれかに出力する。
一方、ROM29に記憶されているデ−タは、エンコ−
ダ28およびアップカウンタ31からのアドレスデ−タ
によってアドレスが指定されて読み出される。
【0021】前記速度指令部9からの速度指令入力及
び、前記ROM29からのデ−タに基づく各ラッチ回路
33,34,35からのU相、V相及びW相に対応する
デ−タDU,DV,DWは、図5(1)〜(4)にそれ
ぞれ示される。前記パルス幅変調回路11,12,13
の動作は相互に同一であり、U相を例示して説明する。
変換回路36からの信号DUと発振回路39からの三角
波信号とは、電圧比較回路40において、相互の信号レ
ベルが比較され、比較結果として図5(6)に示すパル
ス状の信号を出力する。
【0022】このU相に関するパルス状の信号は、前記
デッドタイム回路43に入力され、図5(8)及び同図
(9)に示される制御信号Uと、制御信号Eに対して同
図に示すデッドタイムtdが与えられた制御信号EUと
が作成される。
【0023】このようにして、本実施例において、図1
に示す電気回路の構成を用いて、モ−タ2を簡単な構成
によって正弦波駆動することができる。従って、本実施
例に従えば、モ−タ2のトルクリップルを解消すること
ができ、モ−タ2、あるいはモ−タ2の各種機器への取
付部、モ−タ2が用いられる自動ドアなどからの騒音の
発生を防止することができる。しかも騒音発生の防止を
機械的構成を用いずに達成するので、モ−タ2などの構
成が簡単になる。
【0024】図6は、本発明の第3の実施例のブロック
図である。本実施例は前述の第2実施例の構成と類似
し、対応する部分には同一の参照符号を付す。本実施例
の特徴は、変換回路23の出力を、速度指令部9からの
速度指令入力との間で減算する速度アンプ49に入力
し、速度アンプ49からの出力を、前記変換回路36,
37,38の基準電圧として共通に入力するようにした
ことである。このような構成によっても、第1実施例の
駆動装置1の前述した効果と同一の効果を達成すること
ができると共にモータの一定速制御が行える。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明に従えば、複数相の
巻線を有する直流モ−タの回転子の位置は、回転検出素
子によって検出され、回転信号が出力される。各回転検
出素子からの回転信号は、アドレス発生手段に入力さ
れ、回転信号に対応したアドレスを記憶手段に出力す
る。記憶手段は、略正弦波形状の制御信号を発生する。
この制御信号は、スイッチ素子に入力され、前記各回転
検出素子からの回転信号に対応して、略正弦波形状駆動
電力を直流モ−タの各コイルに供給する。
【0026】これにより、直流モ−タのトルクリップル
を解消することができ、直流モ−タ、あるいは直流モ−
タの各種機器への取付部、直流モ−タが用いられる各種
機器などからの騒音の発生を防止することができる。し
かも騒音発生の防止を機械的構成を用いずに達成するの
で、モ−タなどの構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の駆動装置1の動作を説明す
るタイムチャ−トである。
【図2】ROM29に記憶されたデ−タを表す波形図で
ある。
【図3】本実施例の駆動装置1の動作を説明するタイム
チャ−トである。
【図4】本実施例の駆動装置1の動作を説明するタイム
チャ−トである。
【図5】本実施例の駆動装置1の動作を説明するタイム
チャ−トである。
【図6】本発明の第2の実施例の駆動装置1のブロック
図である。
【図7】従来例の問題点を説明するタイムチャ−トであ
る。
【符号の説明】
1 駆動装置 2 モ−タ 3,4,5 コイル 6 インバ−タ回路 H 磁極検出素子 10 正弦波作成回路 11,12,13 パルス幅変調回路 29 ROM Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6 トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数相の巻線を有する直流モ−タの各相毎
    のコイルに駆動電力をそれぞれ供給する複数のスイッチ
    素子と、 回転子の回転を検出して回転数に対応した回転信号を出
    力する回転検出素子と、 略正弦波形状の信号のレベルデ−タを記憶する記憶手段
    と、 各回転検出素子からの回転信号に対応して、前記記憶手
    段のアドレスを発生するアドレス発生手段とを備え、 前記スイッチ素子に略正弦波形状の制御信号を供給する
    ようにしたことを特徴とする直流モ−タの駆動装置。
JP5013554A 1993-01-29 1993-01-29 直流モータの駆動装置 Pending JPH06233584A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6812667B2 (en) 2002-07-15 2004-11-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Motor driver
KR100853588B1 (ko) * 2000-05-08 2008-08-21 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 다위상 dc 모터를 작동시키는 방법 및 회로와, 다위상 dc 모터 작동시 음향 노이즈 저감 방법과, 다위상 dc 모터를 포함하는 디스크 드라이브 제품
CN107395126A (zh) * 2017-07-20 2017-11-24 上海兆芯集成电路有限公司 弦波信号产生电路和方法

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