JPH06343285A - ブラシレスモータの停止方法 - Google Patents
ブラシレスモータの停止方法Info
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- JPH06343285A JPH06343285A JP5130676A JP13067693A JPH06343285A JP H06343285 A JPH06343285 A JP H06343285A JP 5130676 A JP5130676 A JP 5130676A JP 13067693 A JP13067693 A JP 13067693A JP H06343285 A JPH06343285 A JP H06343285A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 30
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 38
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】複雑な制御を行うことなく停止位置の精度を高
めることができるブラシレスモータの停止方法を提供す
る。 【構成】回転指令が与えられているときには、位置検出
器3の出力信号のレベルに相応するレベルの信号を回転
制御部7を通してモータ駆動部4に与え、位置検出器の
出力のレベルに応じて3相の駆動コイル202u〜20
2wに励磁電流を流す。停止時制限値設定器802によ
り、モータを停止させる際に駆動コイルに流す励磁電流
の制限値を停止時用電流制限値として設定しておく。モ
ータを停止させる際には、回転制御部7がモータ駆動部
4に与える信号のレベルを固定し、停止指令が与えられ
たときに励磁されていた相の駆動コイルに停止時用電流
制限値に相当する励磁電流を流し続けることによりモー
タを停止させる。
めることができるブラシレスモータの停止方法を提供す
る。 【構成】回転指令が与えられているときには、位置検出
器3の出力信号のレベルに相応するレベルの信号を回転
制御部7を通してモータ駆動部4に与え、位置検出器の
出力のレベルに応じて3相の駆動コイル202u〜20
2wに励磁電流を流す。停止時制限値設定器802によ
り、モータを停止させる際に駆動コイルに流す励磁電流
の制限値を停止時用電流制限値として設定しておく。モ
ータを停止させる際には、回転制御部7がモータ駆動部
4に与える信号のレベルを固定し、停止指令が与えられ
たときに励磁されていた相の駆動コイルに停止時用電流
制限値に相当する励磁電流を流し続けることによりモー
タを停止させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転子の位置を検出する
位置検出器の出力に応じて固定子の励磁相を切替えるこ
とにより回転子を回転させるブラシレスモータの停止方
法に関するものである。
位置検出器の出力に応じて固定子の励磁相を切替えるこ
とにより回転子を回転させるブラシレスモータの停止方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ブラシレスモータは、磁石界磁を備えた
回転子と、多相の駆動コイルを有する固定子と、回転子
の磁極位置を検出する位置検出器と、位置検出器の出力
に応じて固定子の駆動コイルの励磁相を切替えるモータ
駆動部とにより構成される。
回転子と、多相の駆動コイルを有する固定子と、回転子
の磁極位置を検出する位置検出器と、位置検出器の出力
に応じて固定子の駆動コイルの励磁相を切替えるモータ
駆動部とにより構成される。
【0003】図12は、3相アウタロータ形のブラシレ
スモータの要部の機械的な構成を示したもので、同図に
おいて1は回転子、2は固定子である。回転子1は、カ
ップ状に形成されたヨーク100の内周に磁石界磁10
1を取付けたものからなっている。この例では磁石界磁
101が、ヨーク100の内周に固定されて2極に着磁
されたリング状の磁石からなっている。固定子2は、環
状の継鉄部201aから3つの突極部201u〜201
wを120度間隔で放射状に突出させた電機子鉄心20
1と、鉄心201の突極部201u〜201wにそれぞ
れ巻回されたU,V,W3相の駆動コイル202u〜2
02wとからなっている。回転子の回転軸は継鉄部20
1aの内側の孔に軸受を介して支持される。
スモータの要部の機械的な構成を示したもので、同図に
おいて1は回転子、2は固定子である。回転子1は、カ
ップ状に形成されたヨーク100の内周に磁石界磁10
1を取付けたものからなっている。この例では磁石界磁
101が、ヨーク100の内周に固定されて2極に着磁
されたリング状の磁石からなっている。固定子2は、環
状の継鉄部201aから3つの突極部201u〜201
wを120度間隔で放射状に突出させた電機子鉄心20
1と、鉄心201の突極部201u〜201wにそれぞ
れ巻回されたU,V,W3相の駆動コイル202u〜2
02wとからなっている。回転子の回転軸は継鉄部20
1aの内側の孔に軸受を介して支持される。
【0004】3u〜3wは位置検出器を構成するU,
V,W3相の位置センサで、この例ではこれらの位置セ
ンサがそれぞれV相,W相及びU相の突極部の中心位置
で、それぞれの突極部に対向している回転子の磁石界磁
の極性(N極かまたはS極か)を検出することにより3
相の駆動コイルのそれぞれに対して回転子の位置を検出
する。
V,W3相の位置センサで、この例ではこれらの位置セ
ンサがそれぞれV相,W相及びU相の突極部の中心位置
で、それぞれの突極部に対向している回転子の磁石界磁
の極性(N極かまたはS極か)を検出することにより3
相の駆動コイルのそれぞれに対して回転子の位置を検出
する。
【0005】図13はブラシレスモータの電気的な構成
の一例を示したもので、4は位置センサ3u〜3wから
得られる3つの位置検出信号を入力として、位置センサ
の出力のレベルの変化に応じて固定子2の励磁相を切り
替えるモータ駆動部、5は位置検出器から得られる信号
の周波数から回転子の回転数を検出する回転数検出器、
6´はモータ駆動部4を制御する出力制御部で、この出
力制御部は、回転数検出器5の出力を入力として回転数
を指示値に保つように励磁電流をPWM制御するための
制御信号を発生したり、外部から回転方向切替指令が与
えられたときに回転方向を切り替えたり、停止指令が与
えられたときに、駆動コイルを短絡してブレーキ(発電
制動)をかける制御を行ったりする部分である。
の一例を示したもので、4は位置センサ3u〜3wから
得られる3つの位置検出信号を入力として、位置センサ
の出力のレベルの変化に応じて固定子2の励磁相を切り
替えるモータ駆動部、5は位置検出器から得られる信号
の周波数から回転子の回転数を検出する回転数検出器、
6´はモータ駆動部4を制御する出力制御部で、この出
力制御部は、回転数検出器5の出力を入力として回転数
を指示値に保つように励磁電流をPWM制御するための
制御信号を発生したり、外部から回転方向切替指令が与
えられたときに回転方向を切り替えたり、停止指令が与
えられたときに、駆動コイルを短絡してブレーキ(発電
制動)をかける制御を行ったりする部分である。
【0006】上記のブラシレスモータにおいて、モータ
を所定の位置に停止させる必要がある場合には、モータ
の停止位置と位置センサ3u〜3wとの位置関係が所定
の関係になるようにモータを取り付けておいて、位置セ
ンサの出力によりモータの回転角度位置を検出しながら
回転数を徐々に低下させていくか、またはブレーキをか
けて最終的に目標位置で停止させる方法がとられる。
を所定の位置に停止させる必要がある場合には、モータ
の停止位置と位置センサ3u〜3wとの位置関係が所定
の関係になるようにモータを取り付けておいて、位置セ
ンサの出力によりモータの回転角度位置を検出しながら
回転数を徐々に低下させていくか、またはブレーキをか
けて最終的に目標位置で停止させる方法がとられる。
【0007】またモータの回転角度位置と回転数とを高
精度で検出するために特にロータリエンコーダを設け
て、同じような制御を行わせる場合もある。
精度で検出するために特にロータリエンコーダを設け
て、同じような制御を行わせる場合もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスモー
タにおいては、モータを目標位置で停止させる場合に、
複雑な速度制御を行わせる必要があったため、出力制御
部やモータ駆動部等の電子回路の構成が複雑化するとい
う問題があった。またブラシレスモータにおいて、マイ
クロコンピュータを用いて各種の制御を行わせることも
行われているが、この場合も、停止位置を制御しようと
するとマイクロコンピュータを働かせるためのソフトウ
ェアが複雑になるという問題があった。
タにおいては、モータを目標位置で停止させる場合に、
複雑な速度制御を行わせる必要があったため、出力制御
部やモータ駆動部等の電子回路の構成が複雑化するとい
う問題があった。またブラシレスモータにおいて、マイ
クロコンピュータを用いて各種の制御を行わせることも
行われているが、この場合も、停止位置を制御しようと
するとマイクロコンピュータを働かせるためのソフトウ
ェアが複雑になるという問題があった。
【0009】そこで、本発明者は先に、特願平4−13
4828号において、ブラシレスモータに停止指令が与
えられたときに励磁電流を流す相を固定して、モータを
停止させる方法を提案した。このように、停止指令が与
えられたときに励磁電流を流す相を固定すると、励磁電
流が流れている相の駆動コイルにより回転子に生じる合
成トルクが零になる位置で回転子を停止させることがで
きる。従って、複雑な制御を行うことなく、また装置の
構成を複雑にすることなく、モータを所定の位置で停止
させることができる。
4828号において、ブラシレスモータに停止指令が与
えられたときに励磁電流を流す相を固定して、モータを
停止させる方法を提案した。このように、停止指令が与
えられたときに励磁電流を流す相を固定すると、励磁電
流が流れている相の駆動コイルにより回転子に生じる合
成トルクが零になる位置で回転子を停止させることがで
きる。従って、複雑な制御を行うことなく、また装置の
構成を複雑にすることなく、モータを所定の位置で停止
させることができる。
【0010】ところが、先に提案した発明においては、
停止指令が与えられたときにモータに流れる励磁電流の
大きさが回転時に流れていた電流の大きさにより決まっ
てしまうため、停止時にモータが発生するトルクを負荷
の摩擦トルクに見合った大きさにすることができないこ
とがあり、そのためにモータの停止動作に不具合が生じ
ることが明らかになった。
停止指令が与えられたときにモータに流れる励磁電流の
大きさが回転時に流れていた電流の大きさにより決まっ
てしまうため、停止時にモータが発生するトルクを負荷
の摩擦トルクに見合った大きさにすることができないこ
とがあり、そのためにモータの停止動作に不具合が生じ
ることが明らかになった。
【0011】例えば、停止時にモータが発生するトルク
が負荷の摩擦トルクに比べて過大である場合には、モー
タが理論的な停止位置を中心にして振動し、停止に要す
る時間が長くなることがあった。
が負荷の摩擦トルクに比べて過大である場合には、モー
タが理論的な停止位置を中心にして振動し、停止に要す
る時間が長くなることがあった。
【0012】また停止時にモータが発生するトルクが負
荷の摩擦トルクに比べて過少である場合には、理論的な
停止位置までモータを回転させることができないという
問題があった。
荷の摩擦トルクに比べて過少である場合には、理論的な
停止位置までモータを回転させることができないという
問題があった。
【0013】図14は先に提案した発明によりモータを
停止させた場合の応答特性を示したもので、時刻t1 に
おいて停止指令を与えて励磁相及び励磁電流の大きさを
固定した場合の回転速度の変化を示したものである。図
14の曲線aは停止時のモータの発生トルクが負荷の摩
擦トルクに比べて過大である場合の応答特性を示し、曲
線cは停止時のモータの発生トルクが負荷の摩擦トルク
に比べて過少である場合の応答特性を示している。また
曲線bは、負荷の摩擦トルクに対して停止時のモータの
発生トルクが適性である場合の応答特性を示している。
停止させた場合の応答特性を示したもので、時刻t1 に
おいて停止指令を与えて励磁相及び励磁電流の大きさを
固定した場合の回転速度の変化を示したものである。図
14の曲線aは停止時のモータの発生トルクが負荷の摩
擦トルクに比べて過大である場合の応答特性を示し、曲
線cは停止時のモータの発生トルクが負荷の摩擦トルク
に比べて過少である場合の応答特性を示している。また
曲線bは、負荷の摩擦トルクに対して停止時のモータの
発生トルクが適性である場合の応答特性を示している。
【0014】本発明の目的は、装置の構成を複雑にする
ことなく、停止位置の精度を高めることができるように
したブラシレスモータの停止方法を提案することにあ
る。
ことなく、停止位置の精度を高めることができるように
したブラシレスモータの停止方法を提案することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁石界磁を備
えた回転子と、多相の駆動コイルを有する固定子と、固
定子側で前記磁石界磁の磁極を検出して検出している磁
極の極性に相応したレベルの信号を発生する位置検出器
とを備えて、位置検出器の出力に応じて決定した相の駆
動コイルに励磁電流を流すことにより回転子を回転させ
るブラシレスモータを停止させる方法に係わるものであ
る。
えた回転子と、多相の駆動コイルを有する固定子と、固
定子側で前記磁石界磁の磁極を検出して検出している磁
極の極性に相応したレベルの信号を発生する位置検出器
とを備えて、位置検出器の出力に応じて決定した相の駆
動コイルに励磁電流を流すことにより回転子を回転させ
るブラシレスモータを停止させる方法に係わるものであ
る。
【0016】請求項1に記載した発明においては、モー
タを停止させる際に駆動コイルに流す励磁電流の制限値
を停止時用電流制限値として設定しておき、停止指令が
与えられたときに励磁電流を流す相を固定して、固定し
た相の励磁コイルに停止時用電流制限値に相当する大き
さの励磁電流を流し続けることによりモータを停止させ
る。
タを停止させる際に駆動コイルに流す励磁電流の制限値
を停止時用電流制限値として設定しておき、停止指令が
与えられたときに励磁電流を流す相を固定して、固定し
た相の励磁コイルに停止時用電流制限値に相当する大き
さの励磁電流を流し続けることによりモータを停止させ
る。
【0017】請求項2に記載した発明は、モータ駆動部
が駆動コイルにパルス幅制御された励磁電流を供給する
ようになっている場合に適用できる本発明の構成を示し
たもので、この発明においては、モータを停止させる際
に駆動コイルに流す励磁電流のデューティ比を停止時用
デューティ比として設定しておき、停止指令が与えられ
たときに励磁電流を流す相を固定して、固定した相の励
磁コイルに流す励磁電流のデューティ比を停止時用デュ
ーティ比に保つことによりモータを停止させる。
が駆動コイルにパルス幅制御された励磁電流を供給する
ようになっている場合に適用できる本発明の構成を示し
たもので、この発明においては、モータを停止させる際
に駆動コイルに流す励磁電流のデューティ比を停止時用
デューティ比として設定しておき、停止指令が与えられ
たときに励磁電流を流す相を固定して、固定した相の励
磁コイルに流す励磁電流のデューティ比を停止時用デュ
ーティ比に保つことによりモータを停止させる。
【0018】請求項3に記載した発明は、請求項1に記
載した方法でモータを停止させた後、その停止位置を保
持する機能を持たせるようにしたたもので、この発明に
おいては、励磁電流を流す相を固定して、固定した相の
励磁コイルに停止時用電流制限値に相当する大きさの励
磁電流を流し続けることによりモータを停止させた後、
励磁電流を回転時用の電流制限値よりも低い値に設定さ
れた停止位置保持用制限値まで低減させることにより停
止位置を保持する。
載した方法でモータを停止させた後、その停止位置を保
持する機能を持たせるようにしたたもので、この発明に
おいては、励磁電流を流す相を固定して、固定した相の
励磁コイルに停止時用電流制限値に相当する大きさの励
磁電流を流し続けることによりモータを停止させた後、
励磁電流を回転時用の電流制限値よりも低い値に設定さ
れた停止位置保持用制限値まで低減させることにより停
止位置を保持する。
【0019】停止時用電流制限値は、当然のことなが
ら、モータの停止位置を保持するために必要なトルクを
発生させるのに十分な値に設定する。
ら、モータの停止位置を保持するために必要なトルクを
発生させるのに十分な値に設定する。
【0020】請求項4に記載した発明は、請求項2に記
載した方法でモータを停止させた後、その停止位置を保
持する機能を持たせるようにしたたもので、この発明に
おいては、励磁電流を流す相を固定して、固定した相の
励磁コイルに流す励磁電流のデューティ比を停止時用デ
ューティ比に保つことによりモータを停止させた後、励
磁電流のデューティ比を回転時用のデューティ比の制限
値よりも低い値に設定された停止位置保持用デューティ
比まで低減させることにより停止位置を保持する。
載した方法でモータを停止させた後、その停止位置を保
持する機能を持たせるようにしたたもので、この発明に
おいては、励磁電流を流す相を固定して、固定した相の
励磁コイルに流す励磁電流のデューティ比を停止時用デ
ューティ比に保つことによりモータを停止させた後、励
磁電流のデューティ比を回転時用のデューティ比の制限
値よりも低い値に設定された停止位置保持用デューティ
比まで低減させることにより停止位置を保持する。
【0021】
【作用】請求項1に記載した発明のように、モータを停
止させる際に駆動コイルに流す励磁電流の制限値を停止
時用電流制限値として設定しておいて、停止指令が与え
られたときに励磁電流を流す相を固定し、固定した相の
励磁コイルに停止時用電流制限値に相当する大きさの励
磁電流を流し続けることによりモータを停止させるよう
にすると、モータ停止時の励磁電流の大きさを回転時の
励磁電流とは別個に、負荷の摩擦トルクに適応するよう
に設定することができるため、該停止時用電流制限値を
負荷の摩擦トルクに応じて適当な値に設定しておくこと
により、複雑な制御を行うことなく、停止時の発生トル
クと摩擦トルクとをバランスさせて停止位置の精度を高
めることができる。
止させる際に駆動コイルに流す励磁電流の制限値を停止
時用電流制限値として設定しておいて、停止指令が与え
られたときに励磁電流を流す相を固定し、固定した相の
励磁コイルに停止時用電流制限値に相当する大きさの励
磁電流を流し続けることによりモータを停止させるよう
にすると、モータ停止時の励磁電流の大きさを回転時の
励磁電流とは別個に、負荷の摩擦トルクに適応するよう
に設定することができるため、該停止時用電流制限値を
負荷の摩擦トルクに応じて適当な値に設定しておくこと
により、複雑な制御を行うことなく、停止時の発生トル
クと摩擦トルクとをバランスさせて停止位置の精度を高
めることができる。
【0022】請求項2に記載した発明のように、停止時
用デューティ比を設定しておいて、停止指令が与えられ
たときに流す励磁電流のデューティ比を停止時用デュー
ティ比に保つようにした場合も、停止時用デューティ比
を適当に設定しておくことにより、同様に停止時の発生
トルクと摩擦トルクとをバランスさせて停止位置の精度
を高めることができる。
用デューティ比を設定しておいて、停止指令が与えられ
たときに流す励磁電流のデューティ比を停止時用デュー
ティ比に保つようにした場合も、停止時用デューティ比
を適当に設定しておくことにより、同様に停止時の発生
トルクと摩擦トルクとをバランスさせて停止位置の精度
を高めることができる。
【0023】また請求項3または4に記載した発明のよ
うに、モータを停止させた後に、励磁電流を回転時の制
限値よりも低い停止位置保持用制限値まで低減させるよ
うにすると、無駄な電力を消費させることなくモータの
停止位置を保持することができ、駆動コイルの温度上昇
を抑えつつ外力によりモータが動かされるのを防ぐこと
ができる。
うに、モータを停止させた後に、励磁電流を回転時の制
限値よりも低い停止位置保持用制限値まで低減させるよ
うにすると、無駄な電力を消費させることなくモータの
停止位置を保持することができ、駆動コイルの温度上昇
を抑えつつ外力によりモータが動かされるのを防ぐこと
ができる。
【0024】
【実施例】図1は図12に示したように回転子1と固定
子2とが構成される3相のブラシレスモータに対して本
発明の方法を実施する際に用いる装置の構成を示したも
のである。3は固定子の3相の駆動コイル202u〜2
02wのそれぞれに対して回転子の位置を検出して3個
の位置検出信号を発生する位置検出器、4はスイッチ回
路401と分配器402とを有して駆動コイル202u
〜202wに励磁電流を流すモータ駆動部、5は回転子
の回転数を検出する回転数検出器、6は駆動コイル20
2u〜202wに流す励磁電流の平均値を与えるデュー
ティに相応した制御信号Vc を発生する出力制御部、7
は位置検出信号を入力として分配器に所定の駆動信号を
与える回転制御部、8は励磁電流の大きさが所定の制限
値を超えたときに出力制御部6に出力禁止指令を与える
出力禁止指令発生部である。
子2とが構成される3相のブラシレスモータに対して本
発明の方法を実施する際に用いる装置の構成を示したも
のである。3は固定子の3相の駆動コイル202u〜2
02wのそれぞれに対して回転子の位置を検出して3個
の位置検出信号を発生する位置検出器、4はスイッチ回
路401と分配器402とを有して駆動コイル202u
〜202wに励磁電流を流すモータ駆動部、5は回転子
の回転数を検出する回転数検出器、6は駆動コイル20
2u〜202wに流す励磁電流の平均値を与えるデュー
ティに相応した制御信号Vc を発生する出力制御部、7
は位置検出信号を入力として分配器に所定の駆動信号を
与える回転制御部、8は励磁電流の大きさが所定の制限
値を超えたときに出力制御部6に出力禁止指令を与える
出力禁止指令発生部である。
【0025】位置検出器3は、固定子のU相,V相及び
W相の磁極部の中心で回転子の磁石界磁の極性を検出す
る位置センサ3w,3u及び3v(図12参照)からな
っていて、U,V,W3相の駆動コイルに対応した3つ
の位置検出信号を発生する。各位置センサは例えばホー
ルICからなっている。
W相の磁極部の中心で回転子の磁石界磁の極性を検出す
る位置センサ3w,3u及び3v(図12参照)からな
っていて、U,V,W3相の駆動コイルに対応した3つ
の位置検出信号を発生する。各位置センサは例えばホー
ルICからなっている。
【0026】尚図12においては、各位置センサが固定
子の鉄心に取付けられているように図示されているが、
固定子鉄心201と軸線方向に並べた状態でプリント基
板が配置されて、該プリント基板に制御回路の構成要素
が実装される場合には、プリント基板に位置センサを取
付けるのが有利である。
子の鉄心に取付けられているように図示されているが、
固定子鉄心201と軸線方向に並べた状態でプリント基
板が配置されて、該プリント基板に制御回路の構成要素
が実装される場合には、プリント基板に位置センサを取
付けるのが有利である。
【0027】位置検出器3から得られる3つの位置検出
信号は回転制御部7に入力されている。回転制御部7
は、3つの位置検出信号にそれぞれ対応する3つの出力
端子と、回転指令信号Cr または停止指令信号Cs が入
力される端子とを備えていて、回転指令が与えられてい
るときに3個の位置検出信号に相応した信号をそれぞれ
3個の駆動信号としてモータ駆動部4に与え、停止指令
が与えられたときには、モータ駆動部4に与える3個の
駆動信号のレベルを停止指令が与えられたときの状態に
保持する。
信号は回転制御部7に入力されている。回転制御部7
は、3つの位置検出信号にそれぞれ対応する3つの出力
端子と、回転指令信号Cr または停止指令信号Cs が入
力される端子とを備えていて、回転指令が与えられてい
るときに3個の位置検出信号に相応した信号をそれぞれ
3個の駆動信号としてモータ駆動部4に与え、停止指令
が与えられたときには、モータ駆動部4に与える3個の
駆動信号のレベルを停止指令が与えられたときの状態に
保持する。
【0028】モータ駆動部4のスイッチ回路401は、
3相の駆動コイルにそれぞれ励磁電流を流すための回路
で、通常は6個のスイッチ素子を3相ブリッジ接続した
回路からなっている。
3相の駆動コイルにそれぞれ励磁電流を流すための回路
で、通常は6個のスイッチ素子を3相ブリッジ接続した
回路からなっている。
【0029】分配器402は、スイッチ回路に設けられ
ている6個のスイッチ素子に対応する6個の出力端子を
有していて、回転制御部から与えられる駆動信号に所定
の論理演算を施して回転子を回転させるために励磁する
必要がある相を決定し、決定した相の駆動コイルに励磁
電流を流すべく、制御信号Vc に相応したデューティ比
でスイッチ回路の所定のスイッチ素子をオンオフさせる
ためのトリガ信号を発生する。
ている6個のスイッチ素子に対応する6個の出力端子を
有していて、回転制御部から与えられる駆動信号に所定
の論理演算を施して回転子を回転させるために励磁する
必要がある相を決定し、決定した相の駆動コイルに励磁
電流を流すべく、制御信号Vc に相応したデューティ比
でスイッチ回路の所定のスイッチ素子をオンオフさせる
ためのトリガ信号を発生する。
【0030】出力禁止指令発生部8は、モータの回転時
の励磁電流の制限値を回転時制限値として設定する回転
時制限値設定器801と、モータを停止する際に駆動コ
イルに流す励磁電流の制限値を停止時用電流制限値とし
て設定する停止時制限値設定器802と、モータの停止
位置を保持する際に駆動コイルに流す励磁電流の制限値
を停止位置保持用電流制限値として設定する保持時制限
値設定器803とを備え、これらの制限値設定器の出力
が切換回路804を通して比較器805の反転入力端子
に入力されている。
の励磁電流の制限値を回転時制限値として設定する回転
時制限値設定器801と、モータを停止する際に駆動コ
イルに流す励磁電流の制限値を停止時用電流制限値とし
て設定する停止時制限値設定器802と、モータの停止
位置を保持する際に駆動コイルに流す励磁電流の制限値
を停止位置保持用電流制限値として設定する保持時制限
値設定器803とを備え、これらの制限値設定器の出力
が切換回路804を通して比較器805の反転入力端子
に入力されている。
【0031】電流制限指令発生部8はまた駆動コイルを
流れる励磁電流を検出する電流検出部806を備え、該
電流検出部806の出力は比較器805の非反転入力端
子に与えられている。切換回路804は図示しない制御
回路により制御されて、制限値設定器801〜803の
いずれかの出力を比較器805に与える。即ち、切換回
路804は、回転指令信号Cr が与えられているとき
に、回転時制限値設定器801の出力を比較器805に
与え、停止指令信号Cs が与えられたときには停止時制
限値設定器802の出力を比較器805に与える。また
停止指令信号Csが与えられた後一定の時間Th (例え
ば2秒)が経過した時点で保持時制限値設定器803の
出力を比較器805に与える。一定時間Th は、停止指
令信号が与えられた後モータが停止するまでの時間より
もある程度長く設定しておく。比較器805は、電流検
出部806により検出された励磁電流の大きさが、制限
値設定器801〜803のいずれかから与えられる制限
値を超えたときに高レベルの出力禁止指令信号Va を出
力する。
流れる励磁電流を検出する電流検出部806を備え、該
電流検出部806の出力は比較器805の非反転入力端
子に与えられている。切換回路804は図示しない制御
回路により制御されて、制限値設定器801〜803の
いずれかの出力を比較器805に与える。即ち、切換回
路804は、回転指令信号Cr が与えられているとき
に、回転時制限値設定器801の出力を比較器805に
与え、停止指令信号Cs が与えられたときには停止時制
限値設定器802の出力を比較器805に与える。また
停止指令信号Csが与えられた後一定の時間Th (例え
ば2秒)が経過した時点で保持時制限値設定器803の
出力を比較器805に与える。一定時間Th は、停止指
令信号が与えられた後モータが停止するまでの時間より
もある程度長く設定しておく。比較器805は、電流検
出部806により検出された励磁電流の大きさが、制限
値設定器801〜803のいずれかから与えられる制限
値を超えたときに高レベルの出力禁止指令信号Va を出
力する。
【0032】なお出力制御部6の構成によっては、出力
禁止指令信号Va を低レベルの信号としてもよく、その
場合には、制限値及び電流検出信号をそれぞれ比較器8
05の非反転入力端子及び反転入力端子に入力するよう
にする。
禁止指令信号Va を低レベルの信号としてもよく、その
場合には、制限値及び電流検出信号をそれぞれ比較器8
05の非反転入力端子及び反転入力端子に入力するよう
にする。
【0033】制限値設定器801〜803は、例えば直
流定電圧を分圧する抵抗分圧回路により構成することが
でき、該分圧回路の一部の抵抗を可変抵抗器としておく
ことにより、各制限値を自由に調整することができる。
なお負荷が一定の場合には、各制限値設定器を固定抵抗
器のみからなる分圧回路により構成することができる。
流定電圧を分圧する抵抗分圧回路により構成することが
でき、該分圧回路の一部の抵抗を可変抵抗器としておく
ことにより、各制限値を自由に調整することができる。
なお負荷が一定の場合には、各制限値設定器を固定抵抗
器のみからなる分圧回路により構成することができる。
【0034】図1の各部を更に具体的にした実施例を図
2に示した。図2の実施例において、モータ駆動部4
は、オンオフ制御が可能な半導体スイッチ素子からなる
6個のスイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz を3相ブリッ
ジ接続してなるスイッチ回路401と、スイッチ回路4
01のスイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz にトリガ信号
を与える分配器402とからなっている。図示の例で
は、スイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz がNPNトラン
ジスタと該トランジスタのコレクタエミッタ間に並列に
接続されたダイオードとにより構成され、スイッチTu
〜Tw 及びTx 〜Tz のそれぞれを構成するトランジス
タのベースに高レベルのトリガ信号が与えられたときに
各スイッチが導通状態になるようになっている。このス
イッチ回路401は電圧形インバータ回路の基本回路と
同様のものである。Bはバッテリ等からなる直流電源
で、この直流電源の出力がスイッチ回路401を介して
駆動コイル202u〜202wに供給されている。
2に示した。図2の実施例において、モータ駆動部4
は、オンオフ制御が可能な半導体スイッチ素子からなる
6個のスイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz を3相ブリッ
ジ接続してなるスイッチ回路401と、スイッチ回路4
01のスイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz にトリガ信号
を与える分配器402とからなっている。図示の例で
は、スイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz がNPNトラン
ジスタと該トランジスタのコレクタエミッタ間に並列に
接続されたダイオードとにより構成され、スイッチTu
〜Tw 及びTx 〜Tz のそれぞれを構成するトランジス
タのベースに高レベルのトリガ信号が与えられたときに
各スイッチが導通状態になるようになっている。このス
イッチ回路401は電圧形インバータ回路の基本回路と
同様のものである。Bはバッテリ等からなる直流電源
で、この直流電源の出力がスイッチ回路401を介して
駆動コイル202u〜202wに供給されている。
【0035】尚スイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz をそ
れぞれ構成するスイッチ素子は図示の例に限られるもの
ではなく、例えばスイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz の
いずれか一方または双方にPNPトランジスタを用いて
もよい。またFET等のトランジスタ以外のスイッチ素
子を用いてもよい。
れぞれ構成するスイッチ素子は図示の例に限られるもの
ではなく、例えばスイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz の
いずれか一方または双方にPNPトランジスタを用いて
もよい。またFET等のトランジスタ以外のスイッチ素
子を用いてもよい。
【0036】回転制御部7は回転指令Cr が与えられて
いるときには位置検出器3と同極性の信号eu ´〜ew
´を出力し、停止指令Cs が与えられたときに該停止指
令が与えられたときの位置検出信号のレベルを保持し
て、出力信号のレベルを固定するラッチ回路を備えてい
て、該ラッチ回路の出力が駆動信号として分配器402
に与えられている。
いるときには位置検出器3と同極性の信号eu ´〜ew
´を出力し、停止指令Cs が与えられたときに該停止指
令が与えられたときの位置検出信号のレベルを保持し
て、出力信号のレベルを固定するラッチ回路を備えてい
て、該ラッチ回路の出力が駆動信号として分配器402
に与えられている。
【0037】回転制御部7はまた、逆転指令が与えられ
たときにモータの回転方向を反転させるために、分配器
402に与える駆動信号の相順を反転させる相順切換回
路を備えている。
たときにモータの回転方向を反転させるために、分配器
402に与える駆動信号の相順を反転させる相順切換回
路を備えている。
【0038】分配器402は、スイッチ素子Tu 〜Tw
及びTx 〜Tz にそれぞれ対応する6個の出力端子を有
していて、回転制御部7から与えられる駆動信号の極性
に応じて、スイッチTu 〜Tw の中から選択した1つの
スイッチとスイッチTx 〜Tz の中から選択した1つの
スイッチとに同時にトリガ信号を与える。
及びTx 〜Tz にそれぞれ対応する6個の出力端子を有
していて、回転制御部7から与えられる駆動信号の極性
に応じて、スイッチTu 〜Tw の中から選択した1つの
スイッチとスイッチTx 〜Tz の中から選択した1つの
スイッチとに同時にトリガ信号を与える。
【0039】図12に示すようにホール素子からなる位
置センサ3u〜3wを配置した場合、位置センサ3u〜
3w がそれぞれ発生する位置検出信号eu 〜ew は例え
ば図4(A)〜(C)に示したような矩形波状の信号に
なる。図4においてHは高レベルを意味し、Lは低レベ
ル(または零レベル)を意味する。
置センサ3u〜3wを配置した場合、位置センサ3u〜
3w がそれぞれ発生する位置検出信号eu 〜ew は例え
ば図4(A)〜(C)に示したような矩形波状の信号に
なる。図4においてHは高レベルを意味し、Lは低レベ
ル(または零レベル)を意味する。
【0040】回転制御部7からこれらの位置検出信号の
レベルに相応するレベルの駆動信号eu ´〜ew ´が分
配器402に与えられると、該分配器は、スイッチTu
〜Tw 及びTx 〜Tz の制御端子(トランジスタのベー
ス)にそれぞれ与えるトリガ信号Su 〜Sw 及びSx 〜
Sz を発生する。トリガ信号Su 〜Sw の波形はそれぞ
れ図4(D)ないし(F)に示す通りであり、トリガ信
号Sz ,Sy 及びSxはそれぞれ図4(G)ないし
(I)に示す通りである。図4(D)ないし(I)に示
された符号ON及びOFFはそれぞれ、各スイッチが導
通状態になるレベル及び遮断状態になるレベルを示して
いる。各トリガ信号は、位置検出信号に所定の論理演算
を施すことにより得ることができる。例えばトリガ信号
Su は、位置検出信号eu と、位置検出信号ev の否定
信号との論理積をとることにより得ることができ、トリ
ガ信号Sv は位置検出信号ev と位置検出信号ew の否
定信号との論理積をとることにより得ることができる。
レベルに相応するレベルの駆動信号eu ´〜ew ´が分
配器402に与えられると、該分配器は、スイッチTu
〜Tw 及びTx 〜Tz の制御端子(トランジスタのベー
ス)にそれぞれ与えるトリガ信号Su 〜Sw 及びSx 〜
Sz を発生する。トリガ信号Su 〜Sw の波形はそれぞ
れ図4(D)ないし(F)に示す通りであり、トリガ信
号Sz ,Sy 及びSxはそれぞれ図4(G)ないし
(I)に示す通りである。図4(D)ないし(I)に示
された符号ON及びOFFはそれぞれ、各スイッチが導
通状態になるレベル及び遮断状態になるレベルを示して
いる。各トリガ信号は、位置検出信号に所定の論理演算
を施すことにより得ることができる。例えばトリガ信号
Su は、位置検出信号eu と、位置検出信号ev の否定
信号との論理積をとることにより得ることができ、トリ
ガ信号Sv は位置検出信号ev と位置検出信号ew の否
定信号との論理積をとることにより得ることができる。
【0041】図4(D)ないし(I)に示したようなト
リガ信号がスイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz の制御端
子に与えられたときにU相ないしW相の駆動コイルにそ
れぞれ流れる励磁電流の波形を矩形波で近似して示すと
図5(A)ないし(C)に示す通りになる。図5(A)
ないし(C)において正極性の電流は各相の駆動コイル
に流れ込む方向の励磁電流を示しており、この励磁電流
により固定子の各相の磁極がN極を示すように励磁され
る。また図5(A)ないし(C)において負極性の励磁
電流は各相の駆動コイルから流れ出す方向の励磁電流で
あり、この極性の励磁電流により固定子の各相の磁極が
S極を示すように励磁される。
リガ信号がスイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz の制御端
子に与えられたときにU相ないしW相の駆動コイルにそ
れぞれ流れる励磁電流の波形を矩形波で近似して示すと
図5(A)ないし(C)に示す通りになる。図5(A)
ないし(C)において正極性の電流は各相の駆動コイル
に流れ込む方向の励磁電流を示しており、この励磁電流
により固定子の各相の磁極がN極を示すように励磁され
る。また図5(A)ないし(C)において負極性の励磁
電流は各相の駆動コイルから流れ出す方向の励磁電流で
あり、この極性の励磁電流により固定子の各相の磁極が
S極を示すように励磁される。
【0042】U相ないしW相の駆動コイルにそれぞれ図
5(A)ないし(C)のような励磁電流が流れると、U
相ないしW相にそれぞれ図6(A)ないし(C)に示す
ようなトルクが生じ、これらの合成トルクが回転子に生
じる。
5(A)ないし(C)のような励磁電流が流れると、U
相ないしW相にそれぞれ図6(A)ないし(C)に示す
ようなトルクが生じ、これらの合成トルクが回転子に生
じる。
【0043】各駆動コイルに供給される励磁電流は、或
制限値内で所定の平均値を示すようにPWM制御され
る。本実施例では、回転数検出器5により検出されたモ
ータの回転数を指示値に一致させるように励磁電流がP
WM制御されるものとする。そのため、分配器402
は、スイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz に与えるトリガ
信号を出力制御部6から与えられる制御信号Vc により
決まるデューティ比で断続させるための回路を備えてい
る。従って、図4(D)ないし(I)に示したトリガ信
号の実際の波形は、出力制御部6から与えられる制御信
号Vc のレベルにより決まるデューティ比で断続するP
WM波形となり、図5(A)ないし(C)に示した励磁
電流の波形は該デューティ比で断続するPWM波形とな
る。
制限値内で所定の平均値を示すようにPWM制御され
る。本実施例では、回転数検出器5により検出されたモ
ータの回転数を指示値に一致させるように励磁電流がP
WM制御されるものとする。そのため、分配器402
は、スイッチTu 〜Tw 及びTx 〜Tz に与えるトリガ
信号を出力制御部6から与えられる制御信号Vc により
決まるデューティ比で断続させるための回路を備えてい
る。従って、図4(D)ないし(I)に示したトリガ信
号の実際の波形は、出力制御部6から与えられる制御信
号Vc のレベルにより決まるデューティ比で断続するP
WM波形となり、図5(A)ないし(C)に示した励磁
電流の波形は該デューティ比で断続するPWM波形とな
る。
【0044】回転数検出器5は、図示しないエンコーダ
の出力を入力として回転子の回転数に相応した回転数検
出信号を出力する。
の出力を入力として回転子の回転数に相応した回転数検
出信号を出力する。
【0045】出力制御部6は、回転指令信号Cr が与え
られている状態では、回転数検出器5から得られる回転
数検出信号と回転数の指示値を示す信号Sn との偏差に
PI演算またはPID演算を施して、偏差を零にするた
めに駆動コイルに流す必要がある励磁電流の平均値を演
算し、該平均値に相応したレベルの制御信号Vc を分配
器402に与える。分配器402では、例えばこの出力
制御信号を三角波信号と比較することにより、各スイッ
チ素子のオンオフのパターンを定める断続波形のトリガ
信号を発生する。
られている状態では、回転数検出器5から得られる回転
数検出信号と回転数の指示値を示す信号Sn との偏差に
PI演算またはPID演算を施して、偏差を零にするた
めに駆動コイルに流す必要がある励磁電流の平均値を演
算し、該平均値に相応したレベルの制御信号Vc を分配
器402に与える。分配器402では、例えばこの出力
制御信号を三角波信号と比較することにより、各スイッ
チ素子のオンオフのパターンを定める断続波形のトリガ
信号を発生する。
【0046】出力制御部6はまた、出力禁止指令発生部
8の比較器805から出力禁止指令信号Va が与えられ
たときに、制御信号Vc のレベルをデューティ比零に相
当する値に変化させて、分配器402が各スイッチ素子
にトリガ信号を供給するのを阻止し、停止指令信号Cs
が与えられたときには、制御信号Vc のレベルをデュー
ティ比100%に相当する値に変化させるようになって
いる。
8の比較器805から出力禁止指令信号Va が与えられ
たときに、制御信号Vc のレベルをデューティ比零に相
当する値に変化させて、分配器402が各スイッチ素子
にトリガ信号を供給するのを阻止し、停止指令信号Cs
が与えられたときには、制御信号Vc のレベルをデュー
ティ比100%に相当する値に変化させるようになって
いる。
【0047】なお、回転数検出の分解能をそれ程高くす
る必要がない場合には、回転数検出用のエンコーダを用
いることなく、位置検出器の出力を利用して回転数を検
出するようにすることもできる。例えば、図4(A)な
いし(C)にそれぞれ示した矩形波信号の各立上り位置
及び各立下り位置で図4(J)に示すように回転数検出
用のパルス信号Pを発生する回路を設けて、該パルス信
号Pの周波数を検出することによりモータの回転数を検
出するようにしてもよい。
る必要がない場合には、回転数検出用のエンコーダを用
いることなく、位置検出器の出力を利用して回転数を検
出するようにすることもできる。例えば、図4(A)な
いし(C)にそれぞれ示した矩形波信号の各立上り位置
及び各立下り位置で図4(J)に示すように回転数検出
用のパルス信号Pを発生する回路を設けて、該パルス信
号Pの周波数を検出することによりモータの回転数を検
出するようにしてもよい。
【0048】上記のモータ駆動部4としては、従来のブ
ラシレスモータに使用されていたものをそのまま用いる
ことができる。
ラシレスモータに使用されていたものをそのまま用いる
ことができる。
【0049】図1及び図2に示した構成のブラシレスモ
ータにおいて、回転時制限値設定器801は、回転時に
駆動コイルに流す励磁電流の最大値(回転時制限値)に
相当する出力電圧を回転時制限値設定信号Vr として発
生するように調整される。回転時制限値は、モータを連
続定格運転した場合の駆動コイルの発熱を許容範囲内に
収めるように、適当な値に設定される。
ータにおいて、回転時制限値設定器801は、回転時に
駆動コイルに流す励磁電流の最大値(回転時制限値)に
相当する出力電圧を回転時制限値設定信号Vr として発
生するように調整される。回転時制限値は、モータを連
続定格運転した場合の駆動コイルの発熱を許容範囲内に
収めるように、適当な値に設定される。
【0050】また停止時制限値設定器802は、モータ
を停止させる際に駆動コイル202u〜202wに流す
励磁電流の制限値(停止時用電流制限値)に相当する出
力電圧を停止時用電流制限値設定信号Vs として発生す
るように調整される。この停止時用電流制限値は、停止
時にモータが発生するトルクを負荷の摩擦トルクとバラ
ンスさせるように適当な値に設定する。停止時用電流制
限値は、一般には、回転時制限値よりも大きな値に設定
する。モータの停止動作は短時間だけ行われるため、停
止時用電流制限値を回転時制限値よりも大きく設定して
も何等支障を来さない。
を停止させる際に駆動コイル202u〜202wに流す
励磁電流の制限値(停止時用電流制限値)に相当する出
力電圧を停止時用電流制限値設定信号Vs として発生す
るように調整される。この停止時用電流制限値は、停止
時にモータが発生するトルクを負荷の摩擦トルクとバラ
ンスさせるように適当な値に設定する。停止時用電流制
限値は、一般には、回転時制限値よりも大きな値に設定
する。モータの停止動作は短時間だけ行われるため、停
止時用電流制限値を回転時制限値よりも大きく設定して
も何等支障を来さない。
【0051】更に保持時制限値設定器803は、上記回
転時制限値よりは低く、かつモータを停止位置に保持す
るために必要なトルクを得るために十分な値の停止位置
保持用電流制限値に相当する出力電圧を停止位置保持用
電流制限値設定信号Vh として発生するように調整され
る。
転時制限値よりは低く、かつモータを停止位置に保持す
るために必要なトルクを得るために十分な値の停止位置
保持用電流制限値に相当する出力電圧を停止位置保持用
電流制限値設定信号Vh として発生するように調整され
る。
【0052】次に上記ブラシレスモータの動作を本発明
の停止方法とともに説明する。
の停止方法とともに説明する。
【0053】上記の実施例において、回転指令信号Cr
は例えば図7(F)に示すようにLレベルの信号であ
り、停止指令信号Cs はHレベルの信号である。回転指
令信号Cr が与えられている状態では、回転制御部7の
ラッチ回路が、位置検出信号eu 〜ew (図7A〜C)
のレベルに相応するレベルの駆動信号を出力し、該駆動
信号が分配器402に与えられる。これにより前述のよ
うに駆動コイルの励磁相が切り替えられて、U相〜W相
に図7(G)に示すようなトルクが生じるため、回転子
には図7(H)に示すような合成トルクが生じ、該回転
子が所定の方向に回転する。
は例えば図7(F)に示すようにLレベルの信号であ
り、停止指令信号Cs はHレベルの信号である。回転指
令信号Cr が与えられている状態では、回転制御部7の
ラッチ回路が、位置検出信号eu 〜ew (図7A〜C)
のレベルに相応するレベルの駆動信号を出力し、該駆動
信号が分配器402に与えられる。これにより前述のよ
うに駆動コイルの励磁相が切り替えられて、U相〜W相
に図7(G)に示すようなトルクが生じるため、回転子
には図7(H)に示すような合成トルクが生じ、該回転
子が所定の方向に回転する。
【0054】回転指令信号が与えられているときには、
切換回路804が回転時制限値設定信号Vr を比較器8
05に与えている。励磁電流の平均値が回転時制限値を
超えると、比較器805が出力禁止指令信号Va を発生
するため、出力制御部6は、制御信号Vc のレベルをデ
ューティ比零に相当するレベルに変化させ、駆動コイル
に励磁電流が与えられるのを阻止する。これにより励磁
電流の平均値が制限値以下になると、出力禁止指令信号
Va が消滅するため、出力制御部6は再び所定のデュー
ティ比を与える制御信号Va を発生する。したがって、
回転時に流れる励磁電流は、回転時制限値設定器801
により設定された制限値以下に制限される。
切換回路804が回転時制限値設定信号Vr を比較器8
05に与えている。励磁電流の平均値が回転時制限値を
超えると、比較器805が出力禁止指令信号Va を発生
するため、出力制御部6は、制御信号Vc のレベルをデ
ューティ比零に相当するレベルに変化させ、駆動コイル
に励磁電流が与えられるのを阻止する。これにより励磁
電流の平均値が制限値以下になると、出力禁止指令信号
Va が消滅するため、出力制御部6は再び所定のデュー
ティ比を与える制御信号Va を発生する。したがって、
回転時に流れる励磁電流は、回転時制限値設定器801
により設定された制限値以下に制限される。
【0055】本発明の停止方法では、停止指令が与えら
れたときに励磁電流を流す相を固定して、固定した相の
励磁コイルに停止時用電流制限値に相当する大きさの励
磁電流を流し続けることによりモータを停止させる。
れたときに励磁電流を流す相を固定して、固定した相の
励磁コイルに停止時用電流制限値に相当する大きさの励
磁電流を流し続けることによりモータを停止させる。
【0056】即ち、回転角度θo の位置で停止指令Cs
が与えられると、回転制御部7のラッチ回路は、図7
(A)〜(C)に破線で示したように、停止指令が発生
したときの位置検出信号eu 〜ew のレベルを保持する
ため、駆動信号eu ´〜ew ´のレベルは停止指令が与
えられたときのレベルに固定され、停止指令が与えられ
た時点で発生していたトリガ信号が継続的に発生する状
態になる。図7に示した例では、停止指令Cs が与えら
れたときに、トリガ信号Su とSz とが継続的に発生す
る状態になる。このときU相の駆動コイルとW相の駆動
コイルとにそれぞれ流れている励磁電流の極性が固定さ
れる。
が与えられると、回転制御部7のラッチ回路は、図7
(A)〜(C)に破線で示したように、停止指令が発生
したときの位置検出信号eu 〜ew のレベルを保持する
ため、駆動信号eu ´〜ew ´のレベルは停止指令が与
えられたときのレベルに固定され、停止指令が与えられ
た時点で発生していたトリガ信号が継続的に発生する状
態になる。図7に示した例では、停止指令Cs が与えら
れたときに、トリガ信号Su とSz とが継続的に発生す
る状態になる。このときU相の駆動コイルとW相の駆動
コイルとにそれぞれ流れている励磁電流の極性が固定さ
れる。
【0057】また停止指令が与えられると、切換回路8
04が停止時制限値設定器802の出力Vs を比較器8
05に与えるとともに、出力制御部6が制御信号のレベ
ルをデューティ比100%に相当する値に変化させる。
デューティ比100%で励磁相の各駆動コイルに励磁電
流を流した結果、その励磁電流の大きさが負荷の摩擦ト
ルクに相応して設定された停止時用電流制限値を超える
と、比較器805が出力禁止指令信号Va を発生するた
め、出力制御部6は励磁電流のデューティ比を零とする
ための制御信号を発生し、励磁相の駆動コイルに励磁電
流が供給されるのを阻止する。その結果励磁電流が減少
すると、出力禁止指令信号Va が消滅するため、出力制
御部6は再び励磁電流のデューティ比を100%とする
ための制御信号を発生し、励磁相の駆動コイルに励磁電
流を流す。これらの動作の繰り返しにより、停止時用電
流制限値に相当する励磁電流が励磁相の駆動コイルに供
給される。
04が停止時制限値設定器802の出力Vs を比較器8
05に与えるとともに、出力制御部6が制御信号のレベ
ルをデューティ比100%に相当する値に変化させる。
デューティ比100%で励磁相の各駆動コイルに励磁電
流を流した結果、その励磁電流の大きさが負荷の摩擦ト
ルクに相応して設定された停止時用電流制限値を超える
と、比較器805が出力禁止指令信号Va を発生するた
め、出力制御部6は励磁電流のデューティ比を零とする
ための制御信号を発生し、励磁相の駆動コイルに励磁電
流が供給されるのを阻止する。その結果励磁電流が減少
すると、出力禁止指令信号Va が消滅するため、出力制
御部6は再び励磁電流のデューティ比を100%とする
ための制御信号を発生し、励磁相の駆動コイルに励磁電
流を流す。これらの動作の繰り返しにより、停止時用電
流制限値に相当する励磁電流が励磁相の駆動コイルに供
給される。
【0058】図7(H)に示したように、停止指令が与
えられた直後は今まで回転していた方向と同じ方向にト
ルクが生じるため、回転子は今までと同じ方向に回転し
ていく。回転子が更に回転すると、W相のトルクが増加
していくが、U相のトルクが減少していくため合成トル
ク(図7H)が減少していき、回転子は減速していく。
やがてU相のトルクが負の領域に入り、該U相の負のト
ルクがW相の正のトルクを上回ると合成トルクが負にな
るため、回転子に大きなブレーキがかかり、最終的には
U相の負のトルクとW相の正のトルクとが釣り合う位置
(合成トルクが零になる位置)θa で回転子が停止す
る。停止指令を与える位置を一定にし、かつ停止指令が
与えられた際に励磁を固定する相に流す励磁電流の大き
さを一定にしておけば、合成トルクが零になる位置は一
定になるため、停止指令が与えられたときの停止位置を
常に一定にすることができる。
えられた直後は今まで回転していた方向と同じ方向にト
ルクが生じるため、回転子は今までと同じ方向に回転し
ていく。回転子が更に回転すると、W相のトルクが増加
していくが、U相のトルクが減少していくため合成トル
ク(図7H)が減少していき、回転子は減速していく。
やがてU相のトルクが負の領域に入り、該U相の負のト
ルクがW相の正のトルクを上回ると合成トルクが負にな
るため、回転子に大きなブレーキがかかり、最終的には
U相の負のトルクとW相の正のトルクとが釣り合う位置
(合成トルクが零になる位置)θa で回転子が停止す
る。停止指令を与える位置を一定にし、かつ停止指令が
与えられた際に励磁を固定する相に流す励磁電流の大き
さを一定にしておけば、合成トルクが零になる位置は一
定になるため、停止指令が与えられたときの停止位置を
常に一定にすることができる。
【0059】本発明においては、負荷の摩擦トルクに応
じて停止時用電流制限値を設定できるため、停止時に発
生するトルクを負荷の摩擦トルクに見合った大きさとす
ることができ、モータを停止させる際に回転子が振動し
たり、所定の停止位置に達する前に停止したりするのを
防いで、停止位置を常に一定にすることができる。
じて停止時用電流制限値を設定できるため、停止時に発
生するトルクを負荷の摩擦トルクに見合った大きさとす
ることができ、モータを停止させる際に回転子が振動し
たり、所定の停止位置に達する前に停止したりするのを
防いで、停止位置を常に一定にすることができる。
【0060】尚停止位置を一定にするためには、停止指
令を与える位置を一定にする必要があるが、停止指令を
与える位置は位置検出信号の立上り若しくは立下り位置
を基準にすることにより容易に定めることができる。例
えば、上記の例のようにU相の駆動コイルとW相の駆動
コイルとに励磁電流が流れている状態で両相の励磁電流
の極性を固定するためには、位置検出信号ew の立上り
位置またはその直後の位置で停止指令を与えれば良く、
V相の駆動コイルとU相の駆動コイルとに励磁電流が流
れている状態で両相の励磁電流の極性を固定するために
は、位置検出信号eu の立ち下がり位置またはその直後
の位置で停止指令を与えれば良い。
令を与える位置を一定にする必要があるが、停止指令を
与える位置は位置検出信号の立上り若しくは立下り位置
を基準にすることにより容易に定めることができる。例
えば、上記の例のようにU相の駆動コイルとW相の駆動
コイルとに励磁電流が流れている状態で両相の励磁電流
の極性を固定するためには、位置検出信号ew の立上り
位置またはその直後の位置で停止指令を与えれば良く、
V相の駆動コイルとU相の駆動コイルとに励磁電流が流
れている状態で両相の励磁電流の極性を固定するために
は、位置検出信号eu の立ち下がり位置またはその直後
の位置で停止指令を与えれば良い。
【0061】本発明の停止方法ではまた、停止位置を積
極的に保持する必要がある場合に、モータ停止後、停止
時に励磁していた相の駆動コイルに回転時の制限値より
も小さい値に設定された停止位置保持用電流制限値に相
当する励磁電流を流す。
極的に保持する必要がある場合に、モータ停止後、停止
時に励磁していた相の駆動コイルに回転時の制限値より
も小さい値に設定された停止位置保持用電流制限値に相
当する励磁電流を流す。
【0062】本実施例では、停止指令Cs が与えられた
後、モータが停止するのに要する時間よりも長く設定さ
れた一定の時間Th が経過した時点で切換回路804が
働いて保持時制限値設定器803の出力を比較器805
に与える。従って、モータが停止した後は、励磁電流の
制限値を停止位置を保持するために必要最小限の値まで
低くして、モータを僅かな消費電力で停止位置に保持す
ることができる。
後、モータが停止するのに要する時間よりも長く設定さ
れた一定の時間Th が経過した時点で切換回路804が
働いて保持時制限値設定器803の出力を比較器805
に与える。従って、モータが停止した後は、励磁電流の
制限値を停止位置を保持するために必要最小限の値まで
低くして、モータを僅かな消費電力で停止位置に保持す
ることができる。
【0063】上記の実施例では、停止指令が与えられた
ときに励磁相を固定することによりモータを一定の停止
位置で停止させるとしたが、停止指令が与えられたとき
にモータ駆動部に入力する信号のレベルを固定すること
により励磁電流を流す相を固定してモータを停止させた
後、モータの停止位置が設定位置よりもずれているとき
には該モータを設定位置側に回転させるようにモータ駆
動部の入力信号の極性を変化させて、該入力信号の極性
を変化後の極性に保持することによりモータを設定位置
まで回転させるようにすることもできる。この操作はモ
ータの停止位置が設定位置に到達するまで何度でも繰り
返すことができる。
ときに励磁相を固定することによりモータを一定の停止
位置で停止させるとしたが、停止指令が与えられたとき
にモータ駆動部に入力する信号のレベルを固定すること
により励磁電流を流す相を固定してモータを停止させた
後、モータの停止位置が設定位置よりもずれているとき
には該モータを設定位置側に回転させるようにモータ駆
動部の入力信号の極性を変化させて、該入力信号の極性
を変化後の極性に保持することによりモータを設定位置
まで回転させるようにすることもできる。この操作はモ
ータの停止位置が設定位置に到達するまで何度でも繰り
返すことができる。
【0064】このような制御を行わせる場合の回転制御
部7の構成例を図3に示した。図3に示した例では、ラ
ッチ回路701と、停止位置検出手段702と、駆動信
号発生手段703と、アンド回路704と、フリップフ
ロップ回路705と、オア回路706とにより、回転制
御部7の内、モータの停止位置を制御する部分が構成さ
れている。図2に示した構成は1つの位置検出信号に対
する構成であり、3つの位置検出信号が用いられる場合
には同様の回路が3つ設けられる。
部7の構成例を図3に示した。図3に示した例では、ラ
ッチ回路701と、停止位置検出手段702と、駆動信
号発生手段703と、アンド回路704と、フリップフ
ロップ回路705と、オア回路706とにより、回転制
御部7の内、モータの停止位置を制御する部分が構成さ
れている。図2に示した構成は1つの位置検出信号に対
する構成であり、3つの位置検出信号が用いられる場合
には同様の回路が3つ設けられる。
【0065】ラッチ回路701は、回転指令が与えられ
ているときに位置検出器3の出力信号のレベルに相応す
るレベルの駆動信号を出力し、停止指令が与えられたと
きにはその時点で出力されている駆動信号のレベルを保
持する。
ているときに位置検出器3の出力信号のレベルに相応す
るレベルの駆動信号を出力し、停止指令が与えられたと
きにはその時点で出力されている駆動信号のレベルを保
持する。
【0066】停止位置検出手段702は、モータの停止
位置を検出するもので、この手段は例えば、モータの回
転に同期して発生するパルス信号を入力として、停止指
令が与えられた時点から該パルス信号を計数し、モータ
が停止したことが検出されたときに停止位置を示す停止
位置検出信号を発生する。停止位置検出手段702はま
た、モータが停止したことが検出されたときにフリップ
フロップ回路705をリセットする。
位置を検出するもので、この手段は例えば、モータの回
転に同期して発生するパルス信号を入力として、停止指
令が与えられた時点から該パルス信号を計数し、モータ
が停止したことが検出されたときに停止位置を示す停止
位置検出信号を発生する。停止位置検出手段702はま
た、モータが停止したことが検出されたときにフリップ
フロップ回路705をリセットする。
【0067】駆動信号発生手段703はモータが停止す
る毎に停止位置検出手段702により検出されたモータ
の停止位置を設定位置と比較して、停止位置が設定位置
よりもずれているときに該モータを設定位置側に回転さ
せるために必要なレベルの駆動信号を発生する。
る毎に停止位置検出手段702により検出されたモータ
の停止位置を設定位置と比較して、停止位置が設定位置
よりもずれているときに該モータを設定位置側に回転さ
せるために必要なレベルの駆動信号を発生する。
【0068】フリップフロップ回路705は、回転指令
信号が与えられたときにセットされて高レベルの信号を
出力し、停止位置検出手段702によりモータが停止し
たことが検出されたときにリセットされて、出力信号の
レベルを零レベルに変化させる。
信号が与えられたときにセットされて高レベルの信号を
出力し、停止位置検出手段702によりモータが停止し
たことが検出されたときにリセットされて、出力信号の
レベルを零レベルに変化させる。
【0069】フリップフロップ回路705の出力はラッ
チ回路701の出力とともにアンド回路704に入力さ
れ、該アンド回路704の出力が駆動信号発生手段70
3の出力とともにオア回路706に入力されている。オ
ア回路706の出力がモータ駆動部4の分配器に駆動信
号として与えられる。
チ回路701の出力とともにアンド回路704に入力さ
れ、該アンド回路704の出力が駆動信号発生手段70
3の出力とともにオア回路706に入力されている。オ
ア回路706の出力がモータ駆動部4の分配器に駆動信
号として与えられる。
【0070】この例では、アンド回路704とフリップ
フロップ回路705とオア回路706とにより、モータ
の運転中はラッチ回路701の出力を駆動信号としてモ
ータ駆動部4に与え、モータが一旦停止した後は駆動信
号発生手段703の出力を駆動信号としてモータ駆動部
4の分配器402に与える駆動信号出力手段が構成され
ている。
フロップ回路705とオア回路706とにより、モータ
の運転中はラッチ回路701の出力を駆動信号としてモ
ータ駆動部4に与え、モータが一旦停止した後は駆動信
号発生手段703の出力を駆動信号としてモータ駆動部
4の分配器402に与える駆動信号出力手段が構成され
ている。
【0071】図3に示した実施例において、回転指令が
与えられると、フリップフロップ回路705がセットさ
れて高レベルの信号を出力する。この状態では、ラッチ
回路701が駆動信号を発生する毎にアンド回路704
のアンド条件が成立するため、該アンド回路704とオ
ア回路706とを通して分配器402に駆動信号が与え
られ、モータが回転する。
与えられると、フリップフロップ回路705がセットさ
れて高レベルの信号を出力する。この状態では、ラッチ
回路701が駆動信号を発生する毎にアンド回路704
のアンド条件が成立するため、該アンド回路704とオ
ア回路706とを通して分配器402に駆動信号が与え
られ、モータが回転する。
【0072】停止指令が与えられると、ラッチ回路70
1により駆動信号のレベルが固定されるため、モータが
停止する。モータが停止すると停止位置検出手段702
がフリップフロップ回路705をリセットするため該フ
リップフロップ回路の出力が零になる。そのためアンド
回路704のアンド条件が成立しなくなり、ラッチ回路
701側からの駆動信号の供給が阻止される。
1により駆動信号のレベルが固定されるため、モータが
停止する。モータが停止すると停止位置検出手段702
がフリップフロップ回路705をリセットするため該フ
リップフロップ回路の出力が零になる。そのためアンド
回路704のアンド条件が成立しなくなり、ラッチ回路
701側からの駆動信号の供給が阻止される。
【0073】停止位置検出手段702はまたモータの停
止位置を示す停止位置検出信号を発生する。この停止位
置検出信号により検出されている停止位置が設定位置に
一致していない場合には、駆動信号発生手段703が、
モータを設定位置側に回転させるために必要なレベルの
駆動信号を発生する。この駆動信号はオア回路706を
通してモータ駆動部4に与えられるため、モータが設定
位置側に一定角度回転して再び停止する。このときのモ
ータの停止位置が設定位置に一致している場合には、駆
動信号発生手段703が駆動信号を発生しないため、モ
ータは停止状態に保持される。
止位置を示す停止位置検出信号を発生する。この停止位
置検出信号により検出されている停止位置が設定位置に
一致していない場合には、駆動信号発生手段703が、
モータを設定位置側に回転させるために必要なレベルの
駆動信号を発生する。この駆動信号はオア回路706を
通してモータ駆動部4に与えられるため、モータが設定
位置側に一定角度回転して再び停止する。このときのモ
ータの停止位置が設定位置に一致している場合には、駆
動信号発生手段703が駆動信号を発生しないため、モ
ータは停止状態に保持される。
【0074】なお3相ブラシレスモータに図3の構成の
回転制御部を用いる場合、停止位置検出手段702と駆
動信号発生手段703とは3つの位置検出信号に対して
共通に設けることができる。
回転制御部を用いる場合、停止位置検出手段702と駆
動信号発生手段703とは3つの位置検出信号に対して
共通に設けることができる。
【0075】上記の実施例では、位置検出器とモータ駆
動部の分配器402との間に回転制御部7を設けたが、
図8に示したように、モータ駆動部4の分配器402と
スイッチ回路401との間に回転制御部7´を設けるこ
ともできる。
動部の分配器402との間に回転制御部7を設けたが、
図8に示したように、モータ駆動部4の分配器402と
スイッチ回路401との間に回転制御部7´を設けるこ
ともできる。
【0076】分配器402は、位置検出器3から得られ
る3相の位置検出信号eu 〜ew に論理演算を施して、
回転子を回転させるために励磁する必要がある相を決定
し、決定した相の駆動コイルに励磁電流を流すべく、ス
イッチ回路のスイッチ素子Tu ,Tx ,Tv ,Ty ,T
w 及びTz をそれぞれオンオフさせるためのトリガ信号
Su ´,Sx ´,Sv ´,Sy ´,Sw ´及びSz ´を
出力する。トリガ信号Su ´,Sv ´,Sw ´及びSz
´,Sy ´,Sx ´の波形は図4(D)ないし(I)に
示したものと同様である。
る3相の位置検出信号eu 〜ew に論理演算を施して、
回転子を回転させるために励磁する必要がある相を決定
し、決定した相の駆動コイルに励磁電流を流すべく、ス
イッチ回路のスイッチ素子Tu ,Tx ,Tv ,Ty ,T
w 及びTz をそれぞれオンオフさせるためのトリガ信号
Su ´,Sx ´,Sv ´,Sy ´,Sw ´及びSz ´を
出力する。トリガ信号Su ´,Sv ´,Sw ´及びSz
´,Sy ´,Sx ´の波形は図4(D)ないし(I)に
示したものと同様である。
【0077】図9は回転制御部7´の構成例を示したも
ので、この例では、ラッチ回路701´とアンド回路7
04´とフリップフロップ回路705´とオア回路70
6´とがトリガ信号Su ´,…の数(この例では6個)
だけ設けられ、トリガ信号Su ´,Sx ´,Sv ´,S
y ´,Sw ´及びSz ´がそれぞれ対応するラッチ回路
701´に入力されている。フリップフロップ回路70
5´のセット端子sには回転指令信号が与えられ、リセ
ット端子rには停止位置検出手段702´からリセット
信号が与えられている。各アンド回路704´には対応
するラッチ回路701´の出力とフリップフロップ回路
705´の出力とが入力され、各オア回路706´には
停止位置修正用制御信号発生手段703´の出力とアン
ド回路704´の出力とが入力されている。
ので、この例では、ラッチ回路701´とアンド回路7
04´とフリップフロップ回路705´とオア回路70
6´とがトリガ信号Su ´,…の数(この例では6個)
だけ設けられ、トリガ信号Su ´,Sx ´,Sv ´,S
y ´,Sw ´及びSz ´がそれぞれ対応するラッチ回路
701´に入力されている。フリップフロップ回路70
5´のセット端子sには回転指令信号が与えられ、リセ
ット端子rには停止位置検出手段702´からリセット
信号が与えられている。各アンド回路704´には対応
するラッチ回路701´の出力とフリップフロップ回路
705´の出力とが入力され、各オア回路706´には
停止位置修正用制御信号発生手段703´の出力とアン
ド回路704´の出力とが入力されている。
【0078】ラッチ回路701´は、回転指令が与えら
れているときにトリガ信号Su ´,Sx ´,Sv ´,S
y ´,Sw ´及びSz ´のレベルに相応するレベルのト
リガ信号Su ,Sx ,Sv ,Sy ,Sw 及びSz を出力
し、停止指令が与えられたときにはその時点で出力され
ているトリガ信号Su ,Sx ,Sv ,Sy ,Sw 及びS
z の極性を保持する。
れているときにトリガ信号Su ´,Sx ´,Sv ´,S
y ´,Sw ´及びSz ´のレベルに相応するレベルのト
リガ信号Su ,Sx ,Sv ,Sy ,Sw 及びSz を出力
し、停止指令が与えられたときにはその時点で出力され
ているトリガ信号Su ,Sx ,Sv ,Sy ,Sw 及びS
z の極性を保持する。
【0079】停止位置検出手段702´は、モータの停
止位置を検出するもので、この手段は例えば、モータの
回転に同期して発生するパルス信号を入力として、停止
指令が与えられた時点から該パルス信号を計数し、モー
タが停止したことが検出されたときに停止位置を示す停
止位置検出信号を発生する。停止位置検出手段702´
はまた、モータが停止したことが検出されたときにフリ
ップフロップ回路705´をリセットする。
止位置を検出するもので、この手段は例えば、モータの
回転に同期して発生するパルス信号を入力として、停止
指令が与えられた時点から該パルス信号を計数し、モー
タが停止したことが検出されたときに停止位置を示す停
止位置検出信号を発生する。停止位置検出手段702´
はまた、モータが停止したことが検出されたときにフリ
ップフロップ回路705´をリセットする。
【0080】停止位置修正用制御信号発生手段703´
はモータが停止する毎に停止位置検出手段702´によ
り検出されたモータの停止位置を設定位置と比較して、
停止位置が設定位置よりもずれているときに該モータを
設定位置側に回転させるためにスイッチ回路のスイッチ
素子に与える必要がある制御信号を発生する。
はモータが停止する毎に停止位置検出手段702´によ
り検出されたモータの停止位置を設定位置と比較して、
停止位置が設定位置よりもずれているときに該モータを
設定位置側に回転させるためにスイッチ回路のスイッチ
素子に与える必要がある制御信号を発生する。
【0081】各フリップフロップ回路705´は、回転
指令信号が与えられたときにセットされて高レベルの信
号を出力し、停止位置検出手段702´によりモータが
停止したことが検出されたときにリセットされて、出力
信号のレベルを零レベルに変化させる。
指令信号が与えられたときにセットされて高レベルの信
号を出力し、停止位置検出手段702´によりモータが
停止したことが検出されたときにリセットされて、出力
信号のレベルを零レベルに変化させる。
【0082】各フリップフロップ回路705´の出力は
ラッチ回路701´の出力とともにアンド回路704´
に入力され、該アンド回路704´の出力が停止位置修
正用制御信号発生手段703´の出力とともにオア回路
706´に入力される。各オア回路706´の出力がス
イッチ回路401の対応するスイッチ素子にトリガ信号
として与えられる。
ラッチ回路701´の出力とともにアンド回路704´
に入力され、該アンド回路704´の出力が停止位置修
正用制御信号発生手段703´の出力とともにオア回路
706´に入力される。各オア回路706´の出力がス
イッチ回路401の対応するスイッチ素子にトリガ信号
として与えられる。
【0083】この例では、アンド回路704´とフリッ
プフロップ回路705´とオア回路706´とにより、
モータの運転中はラッチ回路701´の出力をトリガ信
号としてスイッチ回路401に与え、モータが一旦停止
した後は停止位置修正用制御信号発生手段703´の出
力をトリガ信号としてスイッチ回路401に与えるトリ
ガ信号出力手段が構成されている。
プフロップ回路705´とオア回路706´とにより、
モータの運転中はラッチ回路701´の出力をトリガ信
号としてスイッチ回路401に与え、モータが一旦停止
した後は停止位置修正用制御信号発生手段703´の出
力をトリガ信号としてスイッチ回路401に与えるトリ
ガ信号出力手段が構成されている。
【0084】図9に示した実施例において、回転指令が
与えられると、フリップフロップ回路705´がセット
されて高レベルの信号を出力する。この状態では、ラッ
チ回路701´が駆動信号を発生する毎にアンド回路7
04´のアンド条件が成立するため、該アンド回路70
4´とオア回路706´とを通してスイッチ回路401
の各スイッチ素子にトリガ信号が与えられ、モータが回
転する。
与えられると、フリップフロップ回路705´がセット
されて高レベルの信号を出力する。この状態では、ラッ
チ回路701´が駆動信号を発生する毎にアンド回路7
04´のアンド条件が成立するため、該アンド回路70
4´とオア回路706´とを通してスイッチ回路401
の各スイッチ素子にトリガ信号が与えられ、モータが回
転する。
【0085】停止指令が与えられると、ラッチ回路70
1によりトリガ信号のレベルが固定されるため、モータ
が停止する。モータが停止すると停止位置検出手段70
2´がフリップフロップ回路705´をリセットするた
め該フリップフロップ回路の出力が零になる。そのため
アンド回路704´のアンド条件が成立しなくなり、ラ
ッチ回路701´側からのトリガ信号の供給が阻止され
る。
1によりトリガ信号のレベルが固定されるため、モータ
が停止する。モータが停止すると停止位置検出手段70
2´がフリップフロップ回路705´をリセットするた
め該フリップフロップ回路の出力が零になる。そのため
アンド回路704´のアンド条件が成立しなくなり、ラ
ッチ回路701´側からのトリガ信号の供給が阻止され
る。
【0086】停止位置検出手段702´はまたモータの
停止位置を示す停止位置検出信号を発生する。この停止
位置検出信号により検出されている停止位置が設定位置
に一致していない場合には、停止位置修正用制御信号発
生手段703´が、モータを設定位置側に回転させるた
めに必要な制御信号を発生する。この制御信号はオア回
路706´を通してスイッチ回路401のスイッチ素子
に与えられるため、モータが設定位置側に一定角度回転
して再び停止する。このときのモータの停止位置が設定
位置に一致している場合には、停止位置修正用制御信号
発生手段703がトリガ信号を発生しないため、モータ
は停止状態に保持される。
停止位置を示す停止位置検出信号を発生する。この停止
位置検出信号により検出されている停止位置が設定位置
に一致していない場合には、停止位置修正用制御信号発
生手段703´が、モータを設定位置側に回転させるた
めに必要な制御信号を発生する。この制御信号はオア回
路706´を通してスイッチ回路401のスイッチ素子
に与えられるため、モータが設定位置側に一定角度回転
して再び停止する。このときのモータの停止位置が設定
位置に一致している場合には、停止位置修正用制御信号
発生手段703がトリガ信号を発生しないため、モータ
は停止状態に保持される。
【0087】上記の説明では位置検出信号eu 〜ew の
立上り位置及び立下り位置でそれぞれ発生させたパルス
信号を用いて停止位置の検出を行わせるとしたが、停止
位置の検出精度を高めるためにモータにロータリエンコ
ーダを取り付けて、該ロータリエンコーダから図7
(E)に示すような発生間隔が狭いパルス信号Qを発生
させ、このパルス信号Qを用いて停止位置の検出を行わ
せるようにしても良い。
立上り位置及び立下り位置でそれぞれ発生させたパルス
信号を用いて停止位置の検出を行わせるとしたが、停止
位置の検出精度を高めるためにモータにロータリエンコ
ーダを取り付けて、該ロータリエンコーダから図7
(E)に示すような発生間隔が狭いパルス信号Qを発生
させ、このパルス信号Qを用いて停止位置の検出を行わ
せるようにしても良い。
【0088】上記の説明では3相のブラシレスモータを
例にとったが、ブラシレスモータの相数の如何に拘らず
本発明を適用できる。
例にとったが、ブラシレスモータの相数の如何に拘らず
本発明を適用できる。
【0089】上記の実施例では、停止時用電流制限値と
保持時制限値とを設定し、モータの停止時に励磁電流の
デューティを100%として、励磁電流が停止時用電流
制限値を超えたときに出力禁止指令を発生することによ
り停止時の励磁電流を制限値に保ってモータを停止させ
るようにしたが、モータを停止させる際に駆動コイルに
流す励磁電流のデューティ比の上限値を停止時用デュー
ティ比として設定しておいて、停止指令が与えられたと
きに、励磁相に流す励磁電流のデューティ比を停止時用
デューティ比に保つことによりモータを停止させるよう
にしてもよい。停止時用デューティ比は、停止時に発生
するトルクを負荷の摩擦トルクとバランスさせるように
適当な値に設定しておく。
保持時制限値とを設定し、モータの停止時に励磁電流の
デューティを100%として、励磁電流が停止時用電流
制限値を超えたときに出力禁止指令を発生することによ
り停止時の励磁電流を制限値に保ってモータを停止させ
るようにしたが、モータを停止させる際に駆動コイルに
流す励磁電流のデューティ比の上限値を停止時用デュー
ティ比として設定しておいて、停止指令が与えられたと
きに、励磁相に流す励磁電流のデューティ比を停止時用
デューティ比に保つことによりモータを停止させるよう
にしてもよい。停止時用デューティ比は、停止時に発生
するトルクを負荷の摩擦トルクとバランスさせるように
適当な値に設定しておく。
【0090】この場合には、図10に示したように、回
転時及び停止時の励磁電流の許容最大値を設定する電流
制限値設定器801´のみを設けて、該電流制限値設定
器の出力を電流検出部806の出力とともに比較器80
5に与える。比較器805は励磁電流の検出値が電流制
限値設定器801´により設定された制限値を超えたと
きに出力禁止指令Va を発生する。
転時及び停止時の励磁電流の許容最大値を設定する電流
制限値設定器801´のみを設けて、該電流制限値設定
器の出力を電流検出部806の出力とともに比較器80
5に与える。比較器805は励磁電流の検出値が電流制
限値設定器801´により設定された制限値を超えたと
きに出力禁止指令Va を発生する。
【0091】出力制御部6は、回転指令Cr が与えられ
ているときには、回転数検出器5により検出された回転
数を指示値Sn に一致させるために必要なデューティ比
の励磁電流を流すように、随時レベルが変化する制御信
号Vc を発生し、停止指令Cs が与えられたときには、
回転数検出器5の出力とは無関係に、停止時用デューテ
ィ比を与える固定レベルの制御信号Vc を発生する。こ
の停止時用デューティ比は、一般には、回転時の励磁電
流のデューティ比の制限値よりも大きな値に設定する。
更に停止指令が与えられてから一定の時間が経過した後
は、出力制御部が発生する制御信号のレベルが、回転時
の励磁電流の制限値よりも十分に低い値に設定された停
止位置保持用デューティ比を与えるレベルに切り換えら
れる。
ているときには、回転数検出器5により検出された回転
数を指示値Sn に一致させるために必要なデューティ比
の励磁電流を流すように、随時レベルが変化する制御信
号Vc を発生し、停止指令Cs が与えられたときには、
回転数検出器5の出力とは無関係に、停止時用デューテ
ィ比を与える固定レベルの制御信号Vc を発生する。こ
の停止時用デューティ比は、一般には、回転時の励磁電
流のデューティ比の制限値よりも大きな値に設定する。
更に停止指令が与えられてから一定の時間が経過した後
は、出力制御部が発生する制御信号のレベルが、回転時
の励磁電流の制限値よりも十分に低い値に設定された停
止位置保持用デューティ比を与えるレベルに切り換えら
れる。
【0092】上記停止時用デューティ比は、外部から適
宜に調整し得るようにしておき、負荷の摩擦トルクに応
じて適当な値に調整する。
宜に調整し得るようにしておき、負荷の摩擦トルクに応
じて適当な値に調整する。
【0093】図10のように構成した場合には、停止指
令が与えられたときに、出力制御部が制御信号Vc のレ
ベルを停止時用デューティ比に相当するレベルに固定す
るため、励磁相の駆動コイルに停止時用デューティ比で
断続するPWM波形の励磁電流が供給され、モータが停
止させられる。モータが停止した後、制御信号のレベル
が回転時の励磁電流の制限値よりも低い停止位置保持用
デューティ比を与えるレベルに切り替わるため、励磁相
の駆動コイルに回転時よりも小さな保持電流が供給され
て停止位置が保持される。
令が与えられたときに、出力制御部が制御信号Vc のレ
ベルを停止時用デューティ比に相当するレベルに固定す
るため、励磁相の駆動コイルに停止時用デューティ比で
断続するPWM波形の励磁電流が供給され、モータが停
止させられる。モータが停止した後、制御信号のレベル
が回転時の励磁電流の制限値よりも低い停止位置保持用
デューティ比を与えるレベルに切り替わるため、励磁相
の駆動コイルに回転時よりも小さな保持電流が供給され
て停止位置が保持される。
【0094】励磁電流のデューティ比を切り換える方法
としては、図11(A),(B)に示すように、PWM
パルスの周期を一定としてパルス幅を変化させる方法
と、図11(C)ないし(E)に示したようにパルス幅
を一定として周期を変化させる方法とがあるが、本発明
ではこれらいずれの方法によってもよい。パルスの周期
を一定としてパルス幅を変化させる場合には、例えば図
11(B)に示すようにパルス幅(トリガ信号の幅)の
最大値Wmax を設定しておいて、回転時にはこの最大値
以下の範囲でパルス幅を変化させ、停止時にはパルス幅
を最大値に固定するようにすればよい。またパルス幅を
一定として、パルスの周期を変化させる場合には、図1
1(E)に示すようにパルスの周期の最小値Tmin を設
定しておいて、回転時にはこの最小値よりも大きい範囲
で周期を変化させ、停止時には周期を最小値に固定する
ようにすればよい。
としては、図11(A),(B)に示すように、PWM
パルスの周期を一定としてパルス幅を変化させる方法
と、図11(C)ないし(E)に示したようにパルス幅
を一定として周期を変化させる方法とがあるが、本発明
ではこれらいずれの方法によってもよい。パルスの周期
を一定としてパルス幅を変化させる場合には、例えば図
11(B)に示すようにパルス幅(トリガ信号の幅)の
最大値Wmax を設定しておいて、回転時にはこの最大値
以下の範囲でパルス幅を変化させ、停止時にはパルス幅
を最大値に固定するようにすればよい。またパルス幅を
一定として、パルスの周期を変化させる場合には、図1
1(E)に示すようにパルスの周期の最小値Tmin を設
定しておいて、回転時にはこの最小値よりも大きい範囲
で周期を変化させ、停止時には周期を最小値に固定する
ようにすればよい。
【0095】図10に示した例では、図1に示した実施
例と同様に回転制御部7を分配器402と位置検出器3
との間に配置しているが、分配器402とスイッチ回路
401との間に回転制御部を配置する場合にも全く同様
に、停止時に出力制御部6が発生する制御信号のレベル
を停止時用デューティ比に相当するレベルに固定するこ
とにより、モータを停止させる方法を採ることができ
る。
例と同様に回転制御部7を分配器402と位置検出器3
との間に配置しているが、分配器402とスイッチ回路
401との間に回転制御部を配置する場合にも全く同様
に、停止時に出力制御部6が発生する制御信号のレベル
を停止時用デューティ比に相当するレベルに固定するこ
とにより、モータを停止させる方法を採ることができ
る。
【0096】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載した発明
によれば、モータを停止させる際に駆動コイルに流す励
磁電流の制限値を停止時用電流制限値として設定してお
いて、停止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を
固定し、固定した相の励磁コイルに停止時用電流制限値
に相当する大きさの励磁電流を流し続けることによりモ
ータを停止させるようにしたので、モータ停止時の励磁
電流の大きさを回転時の励磁電流とは別個に、負荷の摩
擦トルクに適応するように設定することができ、該停止
時用電流制限値を負荷の摩擦トルクに応じて適当な値に
設定しておくことにより、複雑な制御を行うことなく、
停止時の発生トルクと摩擦トルクとをバランスさせて停
止位置の精度を高めることができる利点がある。
によれば、モータを停止させる際に駆動コイルに流す励
磁電流の制限値を停止時用電流制限値として設定してお
いて、停止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を
固定し、固定した相の励磁コイルに停止時用電流制限値
に相当する大きさの励磁電流を流し続けることによりモ
ータを停止させるようにしたので、モータ停止時の励磁
電流の大きさを回転時の励磁電流とは別個に、負荷の摩
擦トルクに適応するように設定することができ、該停止
時用電流制限値を負荷の摩擦トルクに応じて適当な値に
設定しておくことにより、複雑な制御を行うことなく、
停止時の発生トルクと摩擦トルクとをバランスさせて停
止位置の精度を高めることができる利点がある。
【0097】また請求項2に記載した発明によれば、停
止時用デューティ比を設定しておいて、停止指令が与え
られたときに流す励磁電流のデューティ比を停止時用デ
ューティ比に保つようにしたので、停止時用デューティ
比を適当に設定しておくことにより、同様に停止時の発
生トルクと摩擦トルクとをバランスさせて停止位置の精
度を高めることができる。
止時用デューティ比を設定しておいて、停止指令が与え
られたときに流す励磁電流のデューティ比を停止時用デ
ューティ比に保つようにしたので、停止時用デューティ
比を適当に設定しておくことにより、同様に停止時の発
生トルクと摩擦トルクとをバランスさせて停止位置の精
度を高めることができる。
【0098】更に請求項3または4に記載した発明によ
れば、モータを停止させた後、励磁電流を回転時の制限
値よりも低い値まで低減させるようにしたので、無駄な
電力を消費させることなくモータの停止位置を保持する
ことができ、駆動コイルの温度上昇を抑えつつ外力によ
りモータが動かされるのを防ぐことができる。
れば、モータを停止させた後、励磁電流を回転時の制限
値よりも低い値まで低減させるようにしたので、無駄な
電力を消費させることなくモータの停止位置を保持する
ことができ、駆動コイルの温度上昇を抑えつつ外力によ
りモータが動かされるのを防ぐことができる。
【図1】本発明の実施例の構成を概略的に示したブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】図1の各部を更に具体的にした実施例を示した
構成図である。
構成図である。
【図3】本発明の他の実施例で用いる回転制御部の構成
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
【図4】図1の実施例の各部の信号波形を回転角度に対
して示した波形図である。
して示した波形図である。
【図5】図1の実施例において3相の駆動コイルに流れ
る励磁電流の波形を矩形波で近似して示した波形図であ
る。
る励磁電流の波形を矩形波で近似して示した波形図であ
る。
【図6】U〜W3相の駆動コイルにより生じるトルクを
示した波形図である。
示した波形図である。
【図7】本発明の実施例の動作を説明するための波形図
である。
である。
【図8】本発明の他の実施例の構成を概略的に示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図9】図8の実施例で用いる回転制御部の構成の一例
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
【図10】本発明の更に他の実施例の構成を概略的に示
したブロック図である。
したブロック図である。
【図11】図10の実施例の動作を説明するためのパル
ス波形図である。
ス波形図である。
【図12】本発明の実施例で用いる回転子及び固定子の
構成を示した正面図である。
構成を示した正面図である。
【図13】従来のブラシレスモータの構成を示したブロ
ック図である。
ック図である。
【図14】ブラシレスモータの停止時の応答特性の一例
を示した線図である。
を示した線図である。
1 回転子 2 固定子 202u〜202w 駆動コイル 3 位置検出器 3u〜3w 位置センサ 4 モータ駆動部 401 スイッチ回路 402 分配器 5 回転数検出器 6 出力制御部 7 回転制御部 701 ラッチ回路 801 回転時制限値設定器 802 停止時制限値設定器 803 保持時制限値設定器 804 切換回路 805 比較器 806 電流検出部
Claims (4)
- 【請求項1】 磁石界磁を備えた回転子と、多相の駆動
コイルを有する固定子と、固定子側で前記磁石界磁の磁
極を検出して検出している磁極の極性に相応したレベル
の信号を発生する位置検出器とを備えて、前記位置検出
器の出力に応じて決定した相の駆動コイルに励磁電流を
流すことにより前記回転子を回転させるブラシレスモー
タを停止させる方法であって、 モータを停止させる際に前記駆動コイルに流す励磁電流
の制限値を停止時用電流制限値として設定しておき、 停止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を固定し
て、固定した相の励磁コイルに前記停止時用電流制限値
に相当する大きさの励磁電流を流し続けることにより前
記モータを停止させることを特徴とするブラシレスモー
タの停止方法。 - 【請求項2】 磁石界磁を備えた回転子と、多相の駆動
コイルを有する固定子と、固定子側で前記磁石界磁の磁
極を検出して検出している磁極の極性に相応したレベル
の信号を発生する位置検出器とを備えて、前記位置検出
器の出力に応じて決定した相の駆動コイルにパルス幅制
御された励磁電流を流すことにより前記回転子を回転さ
せるブラシレスモータを停止させる方法であって、 モータを停止させる際に前記駆動コイルに流す励磁電流
のデューティ比を停止時用デューティ比として設定して
おき、 停止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を固定し
て、固定した相の励磁コイルに流す励磁電流のデューテ
ィ比を前記停止時用デューティ比に保つことにより前記
モータを停止させることを特徴とするブラシレスモータ
の停止方法。 - 【請求項3】磁石界磁を備えた回転子と、多相の駆動コ
イルを有する固定子と、固定子側で前記磁石界磁の磁極
を検出して検出している磁極の極性に相応したレベルの
信号を発生する位置検出器とを備えて、前記位置検出器
の出力に応じて決定した相の駆動コイルに励磁電流を流
すことにより前記回転子を回転させるブラシレスモータ
を停止させる方法であって、 モータを停止させる際に前記駆動コイルに流す励磁電流
の制限値を停止時用電流制限値として設定しておき、 停止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を固定し
て、固定した相の励磁コイルに前記停止時用電流制限値
に相当する大きさの励磁電流を流し続けることにより前
記モータを停止させ、 次いで前記励磁電流を回転時用の電流制限値よりも低い
値に設定された停止位置保持用電流制限値まで低減させ
ることにより停止位置を保持することを特徴とするブラ
シレスモータの停止方法。 - 【請求項4】 磁石界磁を備えた回転子と、多相の駆動
コイルを有する固定子と、固定子側で前記磁石界磁の磁
極を検出して検出している磁極の極性に相応したレベル
の信号を発生する位置検出器とを備えて、前記位置検出
器の出力に応じて決定した相の駆動コイルにパルス幅制
御された励磁電流を流すことにより前記回転子を回転さ
せるブラシレスモータを停止させる方法であって、 モータを停止させる際に前記駆動コイルに流す励磁電流
のデューティ比の上限値を停止時用デューティ比として
設定しておき、 停止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を固定し
て、固定した相の励磁コイルに流す励磁電流のデューテ
ィ比を前記停止時用デューティ比に保つことにより前記
モータを停止させ、 次いで前記励磁電流のデューティ比を回転時のデューテ
ィ比の制限値よりも低い値に設定された停止位置保持用
デューティ比まで低減させて停止位置を保持することを
特徴とすることを特徴とするブラシレスモータの停止方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13067693A JP3239535B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | ブラシレスモータの停止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13067693A JP3239535B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | ブラシレスモータの停止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06343285A true JPH06343285A (ja) | 1994-12-13 |
JP3239535B2 JP3239535B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=15039954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13067693A Expired - Fee Related JP3239535B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | ブラシレスモータの停止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3239535B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003319690A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-11-07 | Toshiba Kyaria Kk | 空気調和機のファン用ブラシレスモータの駆動装置 |
JP2009118694A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Panasonic Corp | モータ制御装置およびモータ制御方法 |
WO2010033460A3 (en) * | 2008-09-16 | 2010-06-10 | Kelsey-Hayes Company | Method and apparatus for controlling the position of an electric motor |
JP2018064381A (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | コニカミノルタ株式会社 | 永久磁石同期電動機の制御装置、制御方法、および画像形成装置 |
JP2020174457A (ja) * | 2019-04-10 | 2020-10-22 | 株式会社デンソー | モータ |
JP2022012430A (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-17 | 株式会社アイシン | 弁開閉時期制御装置 |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP13067693A patent/JP3239535B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003319690A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-11-07 | Toshiba Kyaria Kk | 空気調和機のファン用ブラシレスモータの駆動装置 |
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WO2010033460A3 (en) * | 2008-09-16 | 2010-06-10 | Kelsey-Hayes Company | Method and apparatus for controlling the position of an electric motor |
US8571394B2 (en) | 2008-09-16 | 2013-10-29 | Kelsey-Hayes Company | Method and apparatus for controlling the position of an electric motor |
JP2018064381A (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | コニカミノルタ株式会社 | 永久磁石同期電動機の制御装置、制御方法、および画像形成装置 |
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JP2022012430A (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-17 | 株式会社アイシン | 弁開閉時期制御装置 |
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---|---|
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