JPH0638582A - 無整流子電動機の回転子位置検出回路 - Google Patents
無整流子電動機の回転子位置検出回路Info
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- JPH0638582A JPH0638582A JP4193660A JP19366092A JPH0638582A JP H0638582 A JPH0638582 A JP H0638582A JP 4193660 A JP4193660 A JP 4193660A JP 19366092 A JP19366092 A JP 19366092A JP H0638582 A JPH0638582 A JP H0638582A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 回転数が変化しても安定して回転させること
が出来る無整流子電動機の電機子誘起電圧による回転子
位置検出回路を提供する。 【構成】 回転子位置検出回路５において、電動機２の
電機子巻線３の端子電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは各々ローパ
スフィルター６、オペアンプ７を通り、比較器８で分圧
回路９ａ，９ｂ，９ｃが出力する基準電圧と比較され
る。信号処理部10は比較器８ａ，８ｂ，８ｃの出力信号
Ａ０，Ｂ０，Ｃ０を基にＰＷＭ信号を生成し、インバー
タ１を駆動するドライブ回路部11を制御する。電動機２
の回転数が変化すると回転子位置検出回路５の入力信号
と出力信号の位相がずれようとするが、分圧回路９ａ，
９ｂ，９ｃを構成する分圧抵抗の比率を回転数に対応さ
せて変化させ、位相のずれを９０°に近づける。
が出来る無整流子電動機の電機子誘起電圧による回転子
位置検出回路を提供する。 【構成】 回転子位置検出回路５において、電動機２の
電機子巻線３の端子電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは各々ローパ
スフィルター６、オペアンプ７を通り、比較器８で分圧
回路９ａ，９ｂ，９ｃが出力する基準電圧と比較され
る。信号処理部10は比較器８ａ，８ｂ，８ｃの出力信号
Ａ０，Ｂ０，Ｃ０を基にＰＷＭ信号を生成し、インバー
タ１を駆動するドライブ回路部11を制御する。電動機２
の回転数が変化すると回転子位置検出回路５の入力信号
と出力信号の位相がずれようとするが、分圧回路９ａ，
９ｂ，９ｃを構成する分圧抵抗の比率を回転数に対応さ
せて変化させ、位相のずれを９０°に近づける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無整流子電動機の回転子
の位置を検出するための回転子位置検出回路に関する。
の位置を検出するための回転子位置検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、無整流子電動機の回転子の位置を
検出するのに、ホール素子や光センサなどを用いない
で、無整流子電動機の電機子誘起電圧から回転子の位置
を検出する方法が種々提案されている。図１はその一例
を示したもので、１はパルス幅制御方式のインバータ、
２は３相の電機子巻線３及び回転子４を有する無整流子
電動機、５は無整流子電動機２の回転子４の位置を検出
する回転子位置検出回路である。この回転子位置検出回
路５は三系統からなるローパスフィルター群６と、オペ
アンプ群７と、比較回路群８とで構成されている。無整
流子電動機２の電機子端子電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃはそれ
ぞれローパスフィルター６ａ，６ｂ，６ｃに入力された
後、オペアンプ７ａ，７ｂ，７ｃに通される。このオペ
アンプ７ａ，７ｂ，７ｃの回路は何れも積分回路になっ
ているため出力端からは積分された滑らかな出力信号Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３が得られる。これらの出力信号Ｆ１，Ｆ
２，Ｆ３はそれぞれ比較器８ａ，８ｂ，８ｃに入力され
るが、例えば比較器８ａに入力されたオペアンプ７ａの
出力信号Ｆ１は分圧回路９ａによってＦ２とＦ３を合成
して得られる基準信号と比較される。このようにして、
各比較器８ａ，８ｂ，８ｃから三相比較信号Ａ０，Ｂ
０，Ｃ０が出力される。これらの三相比較信号Ａ０，Ｂ
０，Ｃ０は回転子４の位置検出信号として信号処理部10
に入力される。信号処理部10ではこれらの位置検出信号
Ａ０，Ｂ０，Ｃ０を基にＰＷＭ信号を生成してドライブ
回路部11を制御し、ドライブ回路部11はインバータ１を
構成しているトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するよ
うになっている。
検出するのに、ホール素子や光センサなどを用いない
で、無整流子電動機の電機子誘起電圧から回転子の位置
を検出する方法が種々提案されている。図１はその一例
を示したもので、１はパルス幅制御方式のインバータ、
２は３相の電機子巻線３及び回転子４を有する無整流子
電動機、５は無整流子電動機２の回転子４の位置を検出
する回転子位置検出回路である。この回転子位置検出回
路５は三系統からなるローパスフィルター群６と、オペ
アンプ群７と、比較回路群８とで構成されている。無整
流子電動機２の電機子端子電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃはそれ
ぞれローパスフィルター６ａ，６ｂ，６ｃに入力された
後、オペアンプ７ａ，７ｂ，７ｃに通される。このオペ
アンプ７ａ，７ｂ，７ｃの回路は何れも積分回路になっ
ているため出力端からは積分された滑らかな出力信号Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３が得られる。これらの出力信号Ｆ１，Ｆ
２，Ｆ３はそれぞれ比較器８ａ，８ｂ，８ｃに入力され
るが、例えば比較器８ａに入力されたオペアンプ７ａの
出力信号Ｆ１は分圧回路９ａによってＦ２とＦ３を合成
して得られる基準信号と比較される。このようにして、
各比較器８ａ，８ｂ，８ｃから三相比較信号Ａ０，Ｂ
０，Ｃ０が出力される。これらの三相比較信号Ａ０，Ｂ
０，Ｃ０は回転子４の位置検出信号として信号処理部10
に入力される。信号処理部10ではこれらの位置検出信号
Ａ０，Ｂ０，Ｃ０を基にＰＷＭ信号を生成してドライブ
回路部11を制御し、ドライブ回路部11はインバータ１を
構成しているトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するよ
うになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、無整流子電
動機２を最も効率良く運転するには例えば無整流子電動
機２の電機子誘起電圧Ｖａの波形の立上がりと回転子位
置検出回路５で検出された位置検出信号Ａ０の立下がり
の位相のずれが図３に示されるように９０°になること
が理想とされている。ＶｂとＢ０，ＶｃとＣ０の関係に
ついても同様である。しかしながら、上述の回転子位置
検出回路５においては、積分回路を構成しているオペア
ンプ７ａ，７ｂ，７ｃ側のコンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ
の容量がある値に設定されていて所定の周波数特性を有
するため、無整流子電動機２の回転数が変化すれば回転
子位置検出回路５の入力側と出力側との位相のずれの度
合いも変化し、前述の位相のずれの度合いを９０°に保
つことが出来なくなる。そして、この位相のずれが大き
くなれば無整流子電動機２は停止してしまう恐れがあ
る。したがって、本発明においては、無整流子電動機の
回転数が変化しても回転子位置検出回路の入力側と出力
側との位相のずれを常にほぼ一定にすることのできる無
整流子電動機の回転子位置検出回路を提供することを目
的としている。
動機２を最も効率良く運転するには例えば無整流子電動
機２の電機子誘起電圧Ｖａの波形の立上がりと回転子位
置検出回路５で検出された位置検出信号Ａ０の立下がり
の位相のずれが図３に示されるように９０°になること
が理想とされている。ＶｂとＢ０，ＶｃとＣ０の関係に
ついても同様である。しかしながら、上述の回転子位置
検出回路５においては、積分回路を構成しているオペア
ンプ７ａ，７ｂ，７ｃ側のコンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ
の容量がある値に設定されていて所定の周波数特性を有
するため、無整流子電動機２の回転数が変化すれば回転
子位置検出回路５の入力側と出力側との位相のずれの度
合いも変化し、前述の位相のずれの度合いを９０°に保
つことが出来なくなる。そして、この位相のずれが大き
くなれば無整流子電動機２は停止してしまう恐れがあ
る。したがって、本発明においては、無整流子電動機の
回転数が変化しても回転子位置検出回路の入力側と出力
側との位相のずれを常にほぼ一定にすることのできる無
整流子電動機の回転子位置検出回路を提供することを目
的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたものであり、インバータ制御され
る無整流子電動機の電機子端子電圧をローパスフィルタ
に入力し、同ローパスフィルタの出力をオペアンプに入
力し、同オペアンプの出力を比較器に入力して分圧回路
から出力される基準電圧と比較し、比較結果を前記無整
流子電動機の回転子位置検出信号として出力するように
してなる無整流子電動機の回転子位置検出回路におい
て、前記分圧回路を構成する分圧抵抗の比率を前記無整
流子電動機の回転数に対応させて変化させるようにし
た。
決するためになされたものであり、インバータ制御され
る無整流子電動機の電機子端子電圧をローパスフィルタ
に入力し、同ローパスフィルタの出力をオペアンプに入
力し、同オペアンプの出力を比較器に入力して分圧回路
から出力される基準電圧と比較し、比較結果を前記無整
流子電動機の回転子位置検出信号として出力するように
してなる無整流子電動機の回転子位置検出回路におい
て、前記分圧回路を構成する分圧抵抗の比率を前記無整
流子電動機の回転数に対応させて変化させるようにし
た。
【０００５】
【作用】上記の構成であれば、無整流子電動機の回転数
が変化すると、その回転数に応じて回転子位置検出回路
の最終段に設けられている比較回路部の分圧回路を構成
する分圧抵抗の比率を変化させ、基準電圧を変えること
ができるので、前段のオペアンプの回路で生じた位相の
ずれを補正することができる。
が変化すると、その回転数に応じて回転子位置検出回路
の最終段に設けられている比較回路部の分圧回路を構成
する分圧抵抗の比率を変化させ、基準電圧を変えること
ができるので、前段のオペアンプの回路で生じた位相の
ずれを補正することができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５に基づ
いて説明する。図１は無整流子電動機の制御回路を表し
たもので、１は直流入力電圧を三相の交流に変換するパ
ルス幅制御（ＰＷＭ）方式のインバータ、２は３相の電
機子巻線３及び回転子４を有する無整流子電動機（以
下、電動機という）、５は電動機２の回転子４の位置を
検出するための回転子位置検出回路である。この回転子
位置検出回路５は三相の電機子巻線３に対応したローパ
スフィルター群６と、オペアンプ群７と、比較回路群８
とで構成されている。無整流子電動機２の電機子端子電
圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃはそれぞれローパスフィルター６
ａ，６ｂ，６ｃに入力された後、オペアンプ７ａ，７
ｂ，７ｃに通される。このオペアンプ７ａ，７ｂ，７ｃ
の回路は何れも積分回路になっているため出力端からは
積分された滑らかな出力信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が得られ
る。
いて説明する。図１は無整流子電動機の制御回路を表し
たもので、１は直流入力電圧を三相の交流に変換するパ
ルス幅制御（ＰＷＭ）方式のインバータ、２は３相の電
機子巻線３及び回転子４を有する無整流子電動機（以
下、電動機という）、５は電動機２の回転子４の位置を
検出するための回転子位置検出回路である。この回転子
位置検出回路５は三相の電機子巻線３に対応したローパ
スフィルター群６と、オペアンプ群７と、比較回路群８
とで構成されている。無整流子電動機２の電機子端子電
圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃはそれぞれローパスフィルター６
ａ，６ｂ，６ｃに入力された後、オペアンプ７ａ，７
ｂ，７ｃに通される。このオペアンプ７ａ，７ｂ，７ｃ
の回路は何れも積分回路になっているため出力端からは
積分された滑らかな出力信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が得られ
る。
【０００７】これらの出力信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３はそれ
ぞれ比較器８ａ，８ｂ，８ｃに入力されるが、例えば比
較器８ａに入力されたオペアンプ７ａの出力信号Ｆ１は
分圧回路９ａを構成している分圧抵抗によってＦ２とＦ
３を合成して得られる基準電圧と比較される。このよう
にして、各比較器８ａ，８ｂ，８ｃから三相比較信号Ａ
０，Ｂ０，Ｃ０が出力される。これらの三相比較信号Ａ
０，Ｂ０，Ｃ０は回転子４の位置検出信号すなわち電動
機２の回転数を検出するための信号として信号処理部
（マイクロプロセッサ）10に入力される。信号処理部10
ではこれらの位置検出信号Ａ０，Ｂ０，Ｃ０を基にＰＷ
Ｍ信号を生成してドライブ回路部11を制御し、ドライブ
回路部11はインバータ１を構成しているトランジスタＴ
ｒ１〜Ｔｒ６を駆動するようになっている。
ぞれ比較器８ａ，８ｂ，８ｃに入力されるが、例えば比
較器８ａに入力されたオペアンプ７ａの出力信号Ｆ１は
分圧回路９ａを構成している分圧抵抗によってＦ２とＦ
３を合成して得られる基準電圧と比較される。このよう
にして、各比較器８ａ，８ｂ，８ｃから三相比較信号Ａ
０，Ｂ０，Ｃ０が出力される。これらの三相比較信号Ａ
０，Ｂ０，Ｃ０は回転子４の位置検出信号すなわち電動
機２の回転数を検出するための信号として信号処理部
（マイクロプロセッサ）10に入力される。信号処理部10
ではこれらの位置検出信号Ａ０，Ｂ０，Ｃ０を基にＰＷ
Ｍ信号を生成してドライブ回路部11を制御し、ドライブ
回路部11はインバータ１を構成しているトランジスタＴ
ｒ１〜Ｔｒ６を駆動するようになっている。
【０００８】以上、電動機２の制御に必要な基本的な回
路とその動作について説明したが、上述のような回転子
位置検出回路５では電動機２の回転数が変化すると回転
子位置検出回路５の入力と出力の位相のずれが目標とす
る９０°（図３参照）からずれてしまう。そこで、本実
施例ではこのような位相のずれを無くすために分圧回路
６ａ，６ｂ，６ｃをそれぞれ図２に示すように複数の抵
抗およびスイッチで構成し、スイッチを電動機２の回転
数に応じて切り換え、分圧抵抗の比率を変化させるよう
にしている。なお、スイッチの切り換えは各比較器８
ａ，８ｂ，８ｃに対応する三系統の同じ位置のスイッチ
を同時に切り換えるようになっている。以下、その様子
を図４を参照しながら説明する。
路とその動作について説明したが、上述のような回転子
位置検出回路５では電動機２の回転数が変化すると回転
子位置検出回路５の入力と出力の位相のずれが目標とす
る９０°（図３参照）からずれてしまう。そこで、本実
施例ではこのような位相のずれを無くすために分圧回路
６ａ，６ｂ，６ｃをそれぞれ図２に示すように複数の抵
抗およびスイッチで構成し、スイッチを電動機２の回転
数に応じて切り換え、分圧抵抗の比率を変化させるよう
にしている。なお、スイッチの切り換えは各比較器８
ａ，８ｂ，８ｃに対応する三系統の同じ位置のスイッチ
を同時に切り換えるようになっている。以下、その様子
を図４を参照しながら説明する。
【０００９】ステップＳＴ１ではモータの回転数が１０
Ｈｚ以下であるかどうかを判定し、１０Ｈｚ以下ならば
ステップＳＴ６で分圧抵抗の比率を９：１にするが、１
０Ｈｚ以下でなければステップＳＴ２に進める。ステッ
プＳＴ２では回転数が１５Ｈｚ以下であるかどうかを判
定し、１５Ｈｚ以下ならばステップＳＴ７で分圧抵抗の
比率を４：１にするが、１５Ｈｚ以下でなければステッ
プＳＴ３に進める。ステップＳＴ３ではモータの回転数
が２４Ｈｚ以下であるかどうかを判定し、２４Ｈｚ以下
ならばステップＳＴ８で分圧抵抗の比率を３：１にする
が、２４Ｈｚ以下でなければステップＳＴ４に進める。
ステップＳＴ４では回転数が３５Ｈｚ以下であるかどう
かを判定し、３５Ｈｚ以下ならばステップＳＴ９で分圧
抵抗の比率を２：１にするが、３５Ｈｚ以下でなければ
ステップＳＴ５に進める。ステップＳＴ５では回転数が
７０Ｈｚ以下であるかどうかを判定し、７０Ｈｚ以下な
らばステップＳＴ１０で分圧抵抗の比率を１．５：１に
するが、７０Ｈｚ以下でなければステップＳＴ１１に進
め、分圧抵抗の比率を１：１とする。このように分圧抵
抗の比率を電動機２の回転数に対応させて切り換えれば
図５に示されるように回転子位置検出回路５の入力と出
力の位相のずれを略９０°にすることができる。
Ｈｚ以下であるかどうかを判定し、１０Ｈｚ以下ならば
ステップＳＴ６で分圧抵抗の比率を９：１にするが、１
０Ｈｚ以下でなければステップＳＴ２に進める。ステッ
プＳＴ２では回転数が１５Ｈｚ以下であるかどうかを判
定し、１５Ｈｚ以下ならばステップＳＴ７で分圧抵抗の
比率を４：１にするが、１５Ｈｚ以下でなければステッ
プＳＴ３に進める。ステップＳＴ３ではモータの回転数
が２４Ｈｚ以下であるかどうかを判定し、２４Ｈｚ以下
ならばステップＳＴ８で分圧抵抗の比率を３：１にする
が、２４Ｈｚ以下でなければステップＳＴ４に進める。
ステップＳＴ４では回転数が３５Ｈｚ以下であるかどう
かを判定し、３５Ｈｚ以下ならばステップＳＴ９で分圧
抵抗の比率を２：１にするが、３５Ｈｚ以下でなければ
ステップＳＴ５に進める。ステップＳＴ５では回転数が
７０Ｈｚ以下であるかどうかを判定し、７０Ｈｚ以下な
らばステップＳＴ１０で分圧抵抗の比率を１．５：１に
するが、７０Ｈｚ以下でなければステップＳＴ１１に進
め、分圧抵抗の比率を１：１とする。このように分圧抵
抗の比率を電動機２の回転数に対応させて切り換えれば
図５に示されるように回転子位置検出回路５の入力と出
力の位相のずれを略９０°にすることができる。
【００１０】
【発明の効果】以上、説明したような無整流子電動機の
回転子位置検出方法によれば、無整流子電動機の回転子
位置検出において、電機子誘起電圧の波形の立下がりと
位置検出信号の立上がりのタイミングのずれを常に９０
°近くに保つことが可能となり、無整流子電動機の回転
数が例え低速のときでも安定して回転させることができ
るようになる。
回転子位置検出方法によれば、無整流子電動機の回転子
位置検出において、電機子誘起電圧の波形の立下がりと
位置検出信号の立上がりのタイミングのずれを常に９０
°近くに保つことが可能となり、無整流子電動機の回転
数が例え低速のときでも安定して回転させることができ
るようになる。
【図１】本発明および従来例を示す無整流子電動機の制
御回路図である。
御回路図である。
【図２】本発明の一実施例を示す要部回路図である。
【図３】本発明および従来例に係わる波形図である。
【図４】本発明の制御例を表すフローチャートである。
【図５】本発明の制御例を表す図である。
１ パルス幅制御方式インバータ（インバータ） ２ 無整流子電動機 ３ 電機子巻線 ４ 回転子 ５ 回転子位置検出回路 ６ ローパスフィルター群 ７ オペアンプ群 ８ 比較回路群 ９ａ 分圧回路 ９ｂ 分圧回路 ９ｃ 分圧回路 １０ 信号処理部（マイクロプロセッサ） １１ ドライブ回路部
Claims (2)
- 【請求項１】 インバータ制御される無整流子電動機の
電機子端子電圧をローパスフィルタに入力し、同ローパ
スフィルタの出力をオペアンプに入力し、同オペアンプ
の出力を比較器に入力して分圧回路から出力される基準
電圧と比較し、比較結果を前記無整流子電動機の回転子
位置検出信号として出力するようにしてなる無整流子電
動機の回転子位置検出回路において、前記分圧回路を構
成する分圧抵抗の比率を前記無整流子電動機の回転数に
対応させて変化させるようにしてなることを特徴とする
無整流子電動機の回転子位置検出回路。 - 【請求項２】 前記ローパスフィルタ、オペアンプ、比
較器等の各回路部は前記無整流子電動機の電機子端子数
に対応した複数系統の回路構成になっており、前記分圧
抵抗の比率を変化させるときはそれぞれの比較器に対応
する分圧抵抗の比率を同時に、かつ、同比率に変化させ
るようにしてなる請求項１記載の無整流子電動機の回転
子位置検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193660A JPH0638582A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 無整流子電動機の回転子位置検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193660A JPH0638582A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 無整流子電動機の回転子位置検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0638582A true JPH0638582A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16311654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4193660A Pending JPH0638582A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 無整流子電動機の回転子位置検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638582A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6949923B2 (en) * | 2001-10-12 | 2005-09-27 | Wolfgang E. Schultz | Method and circuit for detecting the armature position of an electromagnet |
| KR101244843B1 (ko) * | 2011-12-08 | 2013-03-25 | 안동대학교 산학협력단 | 센서리스 ｂｌｄｃ 모터의 역기전력 검출 회로 및 그 방법 |
| KR101251906B1 (ko) * | 2011-12-08 | 2013-04-08 | 안동대학교 산학협력단 | 센서리스 ｂｌｄｃ 모터의 역기전력 검출 회로 및 그 방법 |
| CN104378028A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-02-25 | 江苏工程职业技术学院 | 无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置及补偿方法 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4193660A patent/JPH0638582A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6949923B2 (en) * | 2001-10-12 | 2005-09-27 | Wolfgang E. Schultz | Method and circuit for detecting the armature position of an electromagnet |
| KR101244843B1 (ko) * | 2011-12-08 | 2013-03-25 | 안동대학교 산학협력단 | 센서리스 ｂｌｄｃ 모터의 역기전력 검출 회로 및 그 방법 |
| KR101251906B1 (ko) * | 2011-12-08 | 2013-04-08 | 안동대학교 산학협력단 | 센서리스 ｂｌｄｃ 모터의 역기전력 검출 회로 및 그 방법 |
| CN104378028A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-02-25 | 江苏工程职业技术学院 | 无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置及补偿方法 |
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