JPH0654582A - ブラシレスモータの駆動制御回路 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動制御回路

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JPH0654582A
JPH0654582A JP4199997A JP19999792A JPH0654582A JP H0654582 A JPH0654582 A JP H0654582A JP 4199997 A JP4199997 A JP 4199997A JP 19999792 A JP19999792 A JP 19999792A JP H0654582 A JPH0654582 A JP H0654582A
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Yasuyoshi Honda
保良 本多
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ブラシレスモータの駆動制御回路に関し、回転
数の変化に係わらずモータを効率よく駆動させることを
目的とする。 【構成】固定巻線に対し並列接続され、該固定巻線の端
子電圧を検出する多相結線となる抵抗より構成される合
成電圧検出回路3と、固定巻線の中性点電圧と合成電圧
検出回路3の抵抗中性点電圧とに基づいて固定巻線に電
流を流す通電タイミングを検出すべく、通電タイミング
波形信号VP を生成するコンパレータ15と、コンパレ
ータ15からの通電タイミング波形信号VP に対して所
定の位相差を持たせた基準方形波信号PT を出力する基
準信号回路9と、基準信号回路9から出力される基準方
形波信号PT の立上がり及び立下がりに基づいて各スイ
ッチング素子を適時導通遮断させる通電信号SUH〜SWL
を出力する三相リングカウンタ4とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータの駆動
制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば三相形ブラシレスモータを
磁気センサを使用しないで駆動させるには、該モータの
三相コイルにおける各相の端子電圧を積分器に出力す
る。そして、前記積分器から出力される移相を遅らせた
信号と、モータの中性点電圧とを比較した比較検出信号
をロータの位置検出信号とし、この位置検出信号に基づ
いて三相形ブラシレスモータを駆動していた。
【0003】つまり、図5に示すように、位置検出回路
51の接続端子52a,52b,52cは図示しない三
相ブラシレスモータの固定巻線に接続されており、この
接続端子52a,52b,52cにはフィルター回路5
3a,53b,53cが接続されている。前記フィルタ
ー回路53a,53b,53cは抵抗54,55及びコ
ンデンサ56,57による積分フィルター58と微分フ
ィルター59とから構成されている。
【0004】又、前記フィルター回路53a,53b,
53cには抵抗60a,60b,60c及びコンデンサ
61とから構成される中性点電圧合成回路62が接続さ
れている。前記フィルター回路53a,53b,53c
及び中性点電圧合成回路62の中性点は比較器63a,
63b,63cにそれぞれ接続されている。この比較器
63a,63b,63cは中性点電圧合成回路62の合
成電圧nと各フィルター回路53a,53b,53cの
中性点電圧とを比較する。そして、比較器63a,63
b,63cからの比較電圧PU ,PV ,PW を論理処理
回路64は処理をし、図示しないブリッジ形に結線され
た複数個のスイッチング素子を適時導通遮断するための
通電信号SUH〜SWLを出力する。このため、各相の固定
巻線に順次電流が流れ、ブラシレスモータが駆動する。
【0005】図6に前記位置検出回路の各部の電圧の状
態を示す。ブラシレスモータの各相の端子電圧VU ,V
V ,VW を積分フィルターにてπ/2〔rad〕位相を
遅らせて三角波になったものが∫VU dt,∫VV d
t,∫VW dtである。この位相を遅らせた∫VU d
t,∫VV dt,∫VW dtを中性点電圧合成回路62
によって合成電圧nを生成している。そして、比較器6
3a,63b,63cは∫VU dt,∫VV dt,∫V
W dtと合成電圧nとをそれぞれ比較し、比較電圧PU
,PV ,PW を出力する。この比較電圧PU ,PV ,
PW が論理処理回路64に入力され、該論理処理回路6
4は前記比較電圧PU ,PV ,PW の立上がり及び立下
がりに基づいて通電信号SUH〜SWLを図示しないブリッ
ジ形に結線された複数個のスイッチング素子に出力する
ようになっている。
【0006】この場合、比較電圧PV の立上がり及び立
下がりに基づいて通電信号SUH,SULが出力されるが、
このときの通電信号SUH,SULの立上がりとU相の固定
巻線に通電する通電タイミング(○印にて示す位置)と
一致する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した積
分フィルター58及び微分フィルター59は図9,図1
0に示すように、入力される信号の周波数によって出力
される信号の位相が変化する特性を有している。そのた
め、ブラシレスモータの回転数が上昇し、積分フィルタ
ー58及び微分フィルター59に入力される信号の周波
数が高くなると、図7に示す特性となる。
【0008】この場合も上記と同様に、比較電圧PV の
立上がり及び立下がりに基づいて通電信号SUH,SULが
出力されるが、U相の固定巻線に通電する通電タイミン
グ(○印にて示す位置)に対して通電信号SUH,SULの
立上がり(×印にて示す位置)を一致させることができ
なくなってしまう。この結果、ブラシレスモータを効率
よく回転させることができなくなってしまう問題があ
る。
【0009】同様に、ブラシレスモータの回転数が低下
し、積分フィルター58及び微分フィルター59に入力
される信号の周波数が低くくなると、図8に示す特性と
なる。この場合、比較電圧PV の立上がり及び立下がり
に基づいて通電信号SUH,SULが出力されるが、U相の
固定巻線に通電する通電タイミング(○印にて示す位
置)に対して通電信号SUH,SULの立上がり(×印にて
示す位置)を一致させることができなくなってしまう。
この結果、ブラシレスモータを効率よく回転させること
ができなくなってしまう問題がある。
【0010】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は回転数の変化に係わらず
モータを効率よく駆動させることができるブララシレス
モータの駆動制御回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、本願第1の発明は、多相結線された固定巻
線にブリッジ形に結線された複数個のスイッチング素子
を接続し、前記スイッチング素子を適時導通遮断して各
固定巻線に順次電流を流すブラシレスモータの駆動制御
回路において、前記多相結線の固定巻線に対し並列接続
され、該固定巻線の端子電圧を検出する多相結線となる
抵抗より構成される合成電圧検出手段と、前記固定巻線
の中性点電圧と合成電圧検出手段の抵抗中性点電圧とに
基づいて各相の固定巻線に対して電流を流す通電タイミ
ングを検出すべく方形波の通電タイミング波形を生成す
る通電タイミング方形波信号生成手段と、前記通電タイ
ミング方形波信号生成手段からの方形波に対して所定の
位相差を持たせた基準方形波信号を出力する基準方形波
信号生成手段と、前記基準方形波信号生成手段から出力
される基準方形波信号の立上がり及び立下がりに基づい
て前記複数個のスイッチング素子を適時導通遮断させる
通電信号を出力する通電信号出力手段とを備えたことを
その要旨とする。
【0012】第2の発明は、多相結線された固定巻線に
ブリッジ形に結線された複数個のスイッチング素子を接
続し、前記スイッチング素子を適時導通遮断して各固定
巻線に順次電流を流すブラシレスモータの駆動制御回路
において、前記多相結線の固定巻線に対し並列接続さ
れ、該固定巻線の端子電圧を検出する多相結線となる抵
抗より構成される合成電圧検出手段と、前記固定巻線の
中性点電圧と合成電圧検出手段の抵抗中性点電圧とに基
づいて各相の固定巻線に対して電流を流す通電タイミン
グを検出すべく通電タイミング波形を生成する通電タイ
ミング波形生成手段と、前記通電タイミング波形生成手
段からの通電タイミング波形を方形波信号に変換する信
号変換手段と、前記信号変換手段からの方形波信号に対
して所定の位相差を持たせた基準方形波信号を出力する
基準方形波信号生成手段と、前記基準方形波信号生成手
段から出力される基準方形波信号の立上がり及び立下が
りに基づいて前記複数個のスイッチング素子を適時導通
遮断させる通電信号を出力する通電信号出力手段とを備
えたことをその要旨とする。
【0013】
【作用】第1の発明の作用は、合成電圧検出手段により
各固定巻線の端子電圧が検出される。そして、通電タイ
ミング方形波信号生成手段は多相結線となる固定巻線の
中性点電圧と前記合成電圧検出手段の抵抗中性点電圧と
に基づいて各相の固定巻線に対する通電タイミングの情
報を持つ方形波の通電タイミング波形を生成する。基準
方形波信号生成手段は前記通電タイミング方形波信号生
成手段からの方形波信号に対して所定の位相差を持たせ
た基準方形波信号を出力する。通電信号出力手段は前記
基準方形波信号生成手段から出力される基準方形波信号
の立上がり及び立下がりに基づいて複数個のスイッチン
グ素子を適時通電遮断させる通電信号を出力する。
【0014】このため、モータの回転数が変化して通電
タイミング波形の周波数が変化しても、変化した通電タ
イミング波形に対して所定の位相差を持たせた基準方形
波信号を生成することができる。又、この基準方形波信
号の立上がり及び立下がりに基づいて通電信号が出力さ
れる。従って、モータの回転数が変化しても基準方形波
信号に基づいて最適なタイミング時に通電信号を出力す
ることができる。
【0015】第2の発明の作用は、合成電圧検出手段に
より各固定巻線の端子電圧が検出される。そして、通電
タイミング波形生成手段は多相結線となる固定巻線の中
性点電圧と前記合成電圧検出手段の抵抗中性点電圧とに
基づいて各相の固定巻線に対する通電タイミングの情報
を持つ通電タイミング波形を生成する。信号変換手段は
前記通電タイミング波形生成手段からの通電タイミング
波形を方形波信号に変換する。基準方形波信号生成手段
は前記信号変換手段からの方形波信号に対して所定の位
相差を持たせた基準方形波信号を出力する。通電信号出
力手段は前記基準方形波信号生成手段から出力される基
準方形波信号の立上がり及び立下がりに基づいて複数個
のスイッチング素子を適時通電遮断させる通電信号を出
力する。
【0016】このため、モータの回転数が変化して通電
タイミング波形の周波数が変化しても、変化した通電タ
イミング波形に対して所定の位相差を持たせた基準方形
波信号を生成することができる。又、この基準方形波信
号の立上がり及び立下がりに基づいて通電信号が出力さ
れる。従って、モータの回転数が変化しても基準方形波
信号に基づいて最適なタイミング時に通電信号を出力す
ることができる。
【0017】
【実施例】[第1実施例]以下、本発明を三相誘導形ブ
ラシレスモータに具体化した第1実施例を図1〜図4に
基づいて説明する。
【0018】図1に示すように、三相誘導形ブラシレス
モータ(以下、単にモータという)1の固定巻線LU ,
LV ,LW はスター結線されている。前記モータ1には
前記固定巻線LU ,LV ,LW に順次電流を流す三相ブ
リッジ回路2が接続されている。前記三相ブリッジ回路
2は直列接続されたスイッチング素子としての一対のト
ランジスタTUH,TUL、TVH,TVL、TWH,TWLが並列
接続されて構成されている。そして、前記モータ1の固
定巻線LU がトランジスタTUH,TUL間に接続され、固
定巻線LV がトランジスタTVH,TVL間に接続され、更
に固定巻線LWがトランジスタTWH,TWL間に接続され
ている。
【0019】又、前記モータ1に対して抵抗RU ,RV
,RW がスター結線されて構成された合成電圧検出手
段としての電圧合成回路3が並列接続されている。つま
り、前記電圧合成回路3の抵抗RU は固定巻線LU に接
続され、抵抗RV は固定巻線LV され、更に抵抗RW は
固定巻線LW に接続されている。そして、前記電圧合成
回路3によってモータ1の各固定巻線LU ,LV ,LW
の端子電圧を検出して合成するようになっている。
【0020】前記三相ブリッジ回路2には通電信号出力
手段としての三相リングカウンタ4が接続されている。
つまり、前記三相リングカウンタ4は前記三相ブリッジ
回路2における各トランジスタTUH〜TWLのベースに接
続され、この各トランジスタTUH〜TWLのベースに通電
信号SUH〜SWLを出力するようになっている。従って、
各トランジスタTUH〜TWLが適時通電遮断され、前記モ
ータ1の固定巻線LU,LV ,LW に順次電流を流すこ
とができるようになっている。
【0021】前記モータ1における固定巻線LU ,LV
,LW の中性点と、前記電圧合成回路3における抵抗
RU ,RV ,RW の抵抗中性点は通電タイミング波形生
成手段としての差動増幅器5に接続されている。つま
り、前記固定巻線LU ,LV ,LW の中性点は差動増幅
器5における反転入力端子に接続され、抵抗RU ,RV
,RW の抵抗中性点は差動増幅器5における非反転入
力端子に接続されている。
【0022】そして、前記差動増幅器5は固定巻線LU
,LV ,LW の中性点電圧と抵抗RU ,RV ,RW の
抵抗中性点電圧とに基づいて差動増幅を行う。差動増幅
された出力電圧は図3に示すように、三角波となる通電
タイミング波形VP となって出力されるようになってい
る。又、前記通電タイミング波形VP の各変曲点は各固
定巻線LU ,LV ,LW へ通電切換を行う通電タイミン
グと一致するようになっている。
【0023】前記差動増幅器5の出力端子は信号変換手
段としての信号変換回路6に接続されている。前記信号
変換回路6はコンパレータ7とインバータ8とから構成
され、前記コンパレータ7の反転入力端子に前記差動増
幅器5の出力端子が接続されている。又、一対の抵抗R
1,R2間には前記コンパレータ7の非反転入力端子が
接続されている。そして、前記抵抗R1は接地され、抵
抗R2は電源VCCに接続されている。従って、コンパレ
ータ7の非反転入力端子には抵抗R1,R2の分圧比に
よって決められた比較電圧が入力されるようになってい
る。又、前記コンパレータ7の出力端子は前記抵抗R2
を介して非反転入力端子に接続されている。従って、こ
のコンパレータ7は正帰還動作を行うようになってい
る。
【0024】前記信号変換回路6は差動増幅器5からの
通電タイミング波形VP と比較電圧とを比較し、前記通
電タイミング波形VP が0レベル以下となったとき、H
レベルの信号を出力するようになっている。従って、信
号変換回路6のコンパレータ7は通電タイミング波形V
P に基づいてタイミング波形信号VPS1 を出力するよう
になっている。
【0025】又、前記コンパレータ7の出力端子はイン
バータ8に接続されている。そのため、前記タイミング
波形信号VPS1 は前記インバータ8によって180°反
転され、該インバータ8からは反転タイミング波形信号
VPS2 が出力されるようになっている。
【0026】前記インバータ8の出力端子は基準信号回
路9に接続されている。前記基準信号回路9は位相比較
器10と、ループフィルター11と、電圧制御発振器1
2とから構成されている。前記位相比較器10は排他的
論理和(Ex−OR)回路から構成され、この位相比較
器10には前記信号変換回路6のインバータ8から出力
される反転タイミング波形信号VPS2 と電圧制御発振器
12から出力される基準方形波信号PT とが入力される
ようになっている。
【0027】そして、図2に示すように、前記位相比較
器10は反転タイミング波形信号VPS2 と基準方形波信
号PT との位相差を比較し、位相差によってデューティ
が変化する補正方形波信号VPS3 を出力するようになっ
ている。
【0028】前記ループフィルター11は前記位相比較
器10から出力される補正方形波信号VPS3 を積分し、
直流のアナログ電圧信号VPS4 を出力するようになって
いる。そして、前記補正方形波信号VPS3 のデューティ
が50%以下の場合、ループフィルター11はアナログ
電圧信号VPS4 のレベルを増加させ、補正方形波信号V
PS3 のデューティが50%以上の場合、ループフィルタ
ー11はアナログ電圧信号VPS4 のレベルを減少させる
ようになっている。又、補正方形波信号VPS3のデュー
ティが50%となる場合、ループフィルター11はアナ
ログ電圧信号VPS4 のレベルを一定とするようになって
いる。
【0029】前記電圧制御発振器12は図4に示すよう
に、ループフィルター11から出力されるアナログ電圧
信号VPS4 のレベルに基づいて周波数を変化させ、反転
タイミング波形信号VPS2 に対して90°の位相遅れと
なる基準方形波信号PT を前記位相比較器10及び三相
リングカウンタ4に出力するようになっている。
【0030】従って、前記位相比較器3に入力される基
準方形波信号PT が反転タイミング波形信号VPS2 に対
して90°以下の位相遅れとなる場合、位相比較器10
から出力される補正方形波信号VPS3 はデューティが5
0%以下となる。そのため、ループフィルター11はア
ナログ電圧信号VPS4 のレベルを増加させる。すると、
電圧制御発振器12から出力される基準方形波信号PT
の周波数は上昇する。
【0031】又、前記位相比較器3に入力される基準方
形波信号PT が反転タイミング波形信号VPS2 に対して
90°以上の位相遅れとなる場合、位相比較器10から
出力される補正方形波信号PPS3 はデューティが50%
以上となる。そのため、ループフィルター11はアナロ
グ電圧信号VPS4 のレベルを減少させる。すると、電圧
制御発振器12から出力される基準方形波信号PT の周
波数は下降する。
【0032】更に、前記位相比較器10に入力される基
準方形波信号PT が反転タイミング波形信号VPS2 に対
して90°の位相遅れとなる場合、位相比較器3から出
力される補正方形波信号VPS3 はデューティが50%と
なる。そのため、ループフィルター11はアナログ電圧
信号VPS4 のレベルを変化させない。従って、電圧制御
発振器12から出力される基準方形波信号PT の周波数
も変化しない。
【0033】これらの一連の動作により、反転タイミン
グ波形信号VPS2 の周波数が変化しても、基準方形波信
号PT は反転タイミング波形信号VPS2 と同一の周波数
となり、更に反転タイミング波形信号VPS2 に対して基
準方形波信号PT は常に90°位相が遅れるように調整
される。
【0034】図3に示すように、前記基準方形波信号P
T の立上がり及び立下がりは前記通電タイミング波形V
P の変曲点(○印の部分)と一致する。つまり、各固定
巻線LU ,LV ,LW の通電切換を行う通電タイミング
と一致するようになっている。従って、前記三相リング
カウンタ4は基準方形波信号PT の立上がり及び立下が
りに基づいて前記三相ブリッジ回路2におけるトランジ
スタTUH〜TWLを適時通電遮断する通電信号SUH〜SWL
の信号を出力するようになっている。従って、この通電
信号SUH〜SWLに基づいて三相ブリッジ回路2の各トラ
ンジスタTUH〜TWLが適時通電遮断し、固定巻線LU ,
LV ,LW に順次電流が流れるようになっている。
【0035】次に、上記のように構成された駆動制御回
路の作用を説明する。三相リングカウンタ4が通電信号
SUH〜SWLを適時出力して三相ブリッジ回路2のトラン
ジスタTUH〜TWLを適時導通遮断させる。すると、モー
タ1の各相の固定巻線LU ,LV ,LW に順次電流が流
れ、電流が流れた固定巻線LU ,LV,LW には端子電
圧VU ,VV ,VW が誘起される。このため、モータ1
の図示しないロータが回転する。
【0036】図3に示すように、差動増幅器5には電圧
合成回路3の抵抗中性点電圧が入力されるとともに、固
定巻線LU ,LV ,LW の端子電圧VU ,VV ,VW の
合成電圧が入力される。そのため、差動増幅器5からは
各固定巻線LU ,LV ,LWの通電切換を行う通電タイ
ミングの情報を持つ通電タイミング波形VP が出力され
る。
【0037】信号変換回路6のコンパレータ7は前記通
電タイミング波形VP を比較し、該通電タイミング波形
VP が0レベル以下となったとき、Hレベルの信号を出
力する。従って、信号変換回路6のコンパレータ7は通
電タイミング波形VP に基づいてタイミング波形信号V
PS1 を出力する。前記タイミング波形信号VPS1 はイン
バータ8によって180°反転され、この反転タイミン
グ波形信号VPS2 が基準信号回路9の位相比較器10に
出力される。
【0038】基準信号回路9における位相比較器10は
反転タイミング波形信号VPS2 と電圧制御発振器12か
ら出力される基準方形波信号PT との位相差を比較す
る。そして、その位相差が90°となるようにするため
の補正方形波信号VPS3 を出力する。つまり、図2に示
すように、反転タイミング波形信号VPS2 と基準方形波
信号PT とのデューティが50%となるようにするため
の補正方形波信号VPS3を出力する。
【0039】ループフィルター11は前記位相比較器1
0から出力される補正方形波信号VPS3 を積分し、直流
のアナログ電圧信号VPS4 を出力する。そして、前記補
正方形波信号VPS3 のデューティが50%以下の場合、
ループフィルター11はアナログ電圧信号VPS4 のレベ
ルを増加させ、補正方形波信号PPS3 のデューティが5
0%以上の場合、ループフィルター11はアナログ電圧
信号VPS4 のレベルを減少させる。又、補正方形波信号
PPS3 のデューティが50%となる場合、ループフィル
ター11はアナログ電圧信号VPS4 のレベルを一定とす
る。
【0040】前記ループフィルター11から出力される
アナログ電圧信号VPS4 のレベルに基づいて電圧制御発
振器12は周波数を変化させ、反転タイミング波形信号
VPS2 に対して90°の位相遅れとなる基準方形波信号
PT を前記位相比較器10及び三相リングカウンタ4に
出力する。
【0041】これらの動作を基準信号回路9が一瞬の間
に行い、反転タイミング波形信号VPS2 に対して90°
の位相遅れとなる基準方形波信号PT を前記位相比較器
10及び三相リングカウンタ4に出力する。又、反転タ
イミング波形信号VPS2 の周波数が変化しても、基準方
形波信号PT は反転タイミング波形信号VPS2 と同一の
周波数となり、更に反転タイミング波形信号VPS2 に対
して基準方形波信号PT は常に90°位相が遅れるよう
に調整することができる。
【0042】図3に示すように、三相リングカウンタ4
は基準方形波信号PT の立上がり及び立下がりに基づい
て三相ブリッジ回路2におけるトランジスタTUH〜TWL
を適時通電遮断するための通電信号SUH〜SWLを出力す
る。この結果、120°位相を持たせた最適な通電タイ
ミングでトランジスタTUH〜TWLを適時通電遮断してモ
ータ1の固定巻線LU ,LV ,LW に順次電流を流すこ
とができる。
【0043】従って、モータ1の回転数が変化するとタ
イミング波形信号VPS1 及び反転タイミング波形信号V
PS2 の周波数が変化するが、基準信号回路9は基準方形
波信号PT を反転タイミング波形信号VPS2 と同一の周
波数とし、更に反転タイミング波形信号VPS2 に対して
常に90°位相が遅れるように調整することができる。
そのため、基準方形波信号PT の立上がり及び立下がり
は通電タイミング波形VP の変曲点(○印にて示す)と
一致させることができる。
【0044】この結果、モータ1の回転数が変化しても
120°位相を持たせた最適な通電タイミングで固定巻
線LU ,LV ,LW に順次電流を流すことができる。 [第2実施例]以下、本発明を三相誘導形ブラシレスモ
ータに具体化した第2実施例を図2、図4〜図6に基づ
いて説明する。
【0045】図5に示すように、三相誘導形ブラシレス
モータ(以下、単にモータという)1の固定巻線LU ,
LV ,LW はスター結線されている。前記モータ1には
前記固定巻線LU ,LV ,LW に順次電流を流す三相ブ
リッジ回路2が接続されている。前記三相ブリッジ回路
2は直列接続されたスイッチング素子としての一対のト
ランジスタTUH,TUL、TVH,TVL、TWH,TWLが並列
接続されて構成されている。そして、前記モータ1の固
定巻線LU がトランジスタTUH,TUL間に接続され、固
定巻線LV がトランジスタTVH,TVL間に接続され、更
に固定巻線LWがトランジスタTWH,TWL間に接続され
ている。
【0046】又、前記モータ1に対して抵抗RU ,RV
,RW がスター結線されて構成された合成電圧検出手
段としての電圧合成回路3が並列接続されている。つま
り、前記電圧合成回路3の抵抗RU は固定巻線LU に接
続され、抵抗RV は固定巻線LV され、更に抵抗RW は
固定巻線LW に接続されている。そして、前記電圧合成
回路3によってモータ1の各固定巻線LU ,LV ,LW
の端子電圧を検出して合成するようになっている。
【0047】前記三相ブリッジ回路2には通電信号出力
手段としての三相リングカウンタ4が接続されている。
つまり、前記三相リングカウンタ4は前記三相ブリッジ
回路2における各トランジスタTUH〜TWLのベースに接
続され、この各トランジスタTUH〜TWLのベースに通電
信号SUH〜SWLを出力するようになっている。従って、
各トランジスタTUH〜TWLが適時通電遮断され、前記モ
ータ1の固定巻線LU,LV ,LW に順次電流を流すこ
とができるようになっている。
【0048】前記モータ1における固定巻線LU ,LV
,LW の中性点と、前記電圧合成回路3における抵抗
RU ,RV ,RW の抵抗中性点は通電タイミング方形波
信号生成手段としてのコンパレータ15に接続されてい
る。つまり、前記固定巻線LU,LV ,LW の中性点は
コンパレータ15における非反転入力端子に接続され、
抵抗RU ,RV ,RW の抵抗中性点はコンパレータ15
における反転入力端子に接続されている。
【0049】そして、前記コンパレータ15は固定巻線
LU ,LV ,LW の中性点電圧と抵抗RU ,RV ,RW
の抵抗中性点電圧との比較を行うようになっている。
又、前記コンパレータ15の出力端子は抵抗R1を介し
て電源VCCに接続されている。前記コンパレータ15の
出力は図6に示す通電タイミング波形信号VPSのように
なり、通電タイミング波形信号VPSの立上がりと立下が
りの中央の位置が各固定巻線LU ,LV ,LW の通電タ
イミングと一致するようになっている。
【0050】前記コンパレータ15の出力端子は基準信
号回路9に接続されている。前記基準信号回路9は位相
比較器10と、ループフィルター11と、電圧制御発振
器12とから構成されている。前記位相比較器10は排
他的論理和(Ex−OR)回路から構成され、この位相
比較器10には前記コンパレータ15から出力される通
電タイミング波形信号VPSと電圧制御発振器12から出
力される基準方形波信号PT とが入力されるようになっ
ている。
【0051】そして、図2に示すように、前記位相比較
器10は通電タイミング波形信号VPSと基準方形波信号
PT との位相差を比較し、位相差によってデューティが
変化する補正方形波信号VPS3 を出力するようになって
いる。
【0052】前記ループフィルター11は前記位相比較
器10から出力される補正方形波信号VPS3 を積分し、
直流のアナログ電圧信号VPS4 を出力するようになって
いる。そして、前記補正方形波信号VPS3 のデューティ
が50%以下の場合、ループフィルター11はアナログ
電圧信号VPS4 のレベルを増加させ、補正方形波信号V
PS3 のデューティが50%以上の場合、ループフィルタ
ー11はアナログ電圧信号VPS4 のレベルを減少させる
ようになっている。又、補正方形波信号VPS3のデュー
ティが50%となる場合、ループフィルター11はアナ
ログ電圧信号VPS4 のレベルを一定とするようになって
いる。
【0053】前記電圧制御発振器12は図4に示すよう
に、ループフィルター11から出力されるアナログ電圧
信号VPS4 のレベルに基づいて周波数を変化させ、通電
タイミング波形信号VPSに対して90°の位相遅れとな
る基準方形波信号PT を前記位相比較器10及び三相リ
ングカウンタ4に出力するようになっている。
【0054】従って、前記位相比較器3に入力される基
準方形波信号PT が通電タイミング波形信号VP に対し
て90°以下の位相遅れとなる場合、位相比較器3から
出力される補正方形波信号VPS3 はデューティが50%
以下となる。そのため、ループフィルター11はアナロ
グ電圧信号VPS4 のレベルを増加させる。すると、電圧
制御発振器12から出力される基準方形波信号PT の周
波数は上昇する。
【0055】又、前記位相比較器10に入力される基準
方形波信号PT が通電タイミング波形信号VPSに対して
90°以上の位相遅れとなる場合、位相比較器10から
出力される補正方形波信号PPS3 はデューティが50%
以上となる。そのため、ループフィルター11はアナロ
グ電圧信号VPS4 のレベルを減少させる。すると、電圧
制御発振器12から出力される基準方形波信号PT の周
波数は下降する。
【0056】更に、前記位相比較器10に入力される基
準方形波信号PT が通電タイミング波形信号VPSに対し
て90°の位相遅れとなる場合、位相比較器10から出
力される補正方形波信号VPS3 はデューティが50%と
なる。そのため、ループフィルター11はアナログ電圧
信号VPS4 のレベルを変化させない。従って、電圧制御
発振器12から出力される基準方形波信号PT の周波数
も変化しない。
【0057】これらの一連の動作により、通電タイミン
グ波形信号VPSの周波数が変化しても、基準方形波信号
PT は通電タイミング波形信号VPSと同一の周波数とな
り、更に通電タイミング波形信号VPSに対して基準方形
波信号PT は常に90°位相が遅れるように調整され
る。
【0058】図6に示すように、前記基準方形波信号P
T の立上がり及び立下がりは前記コンパレータ15の出
力信号の立上がりと立下がりの中央位置と一致する。つ
まり、各固定巻線LU ,LV ,LW の通電切換を行う通
電タイミングと一致するようになっている。従って、前
記三相リングカウンタ4は基準方形波信号PT の立上が
り及び立下がりに基づいて前記三相ブリッジ回路2にお
けるトランジスタTUH〜TWLを適時通電遮断する通電信
号SUH〜SWLの信号を出力するようになっている。従っ
て、この通電信号SUH〜SWLに基づいて三相ブリッジ回
路2の各トランジスタTUH〜TWLが適時通電遮断し、固
定巻線LU ,LV ,LW に順次電流が流れるようになっ
ている。
【0059】次に、上記のように構成された駆動制御回
路の作用を説明する。三相リングカウンタ4が通電信号
SUH〜SWLを適時出力して三相ブリッジ回路2のトラン
ジスタTUH〜TWLを適時導通遮断させる。すると、モー
タ1の各相の固定巻線LU ,LV ,LW に順次電流が流
れ、電流が流れた固定巻線LU ,LV,LW には端子電
圧VU ,VV ,VW が誘起される。このため、モータ1
の図示しないロータが回転する。
【0060】図6に示すように、コンパレータ15には
電圧合成回路3の抵抗中性点電圧が入力されるととも
に、固定巻線LU ,LV ,LW の端子電圧VU ,VV ,
VW の合成電圧が入力される。そのため、コンパレータ
15からは各固定巻線LU ,LV ,LW の通電切換を行
う通電タイミングの情報を持つ通電タイミング波形信号
VPSが出力される。コンパレータ15の通電タイミング
波形信号VPSは基準信号回路9の位相比較器10に出力
される。
【0061】基準信号回路9における位相比較器10は
通電タイミング波形信号VPSと電圧制御発振器12から
出力される基準方形波信号PT との位相差を比較する。
そして、その位相差によってデューティが変化する補正
方形波信号VPS3 を出力する。
【0062】ループフィルター11は前記位相比較器1
0から出力される補正方形波信号VPS3 を積分し、直流
のアナログ電圧信号VPS4 を出力する。そして、前記補
正方形波信号VPS3 のデューティが50%以下の場合、
ループフィルター11はアナログ電圧信号VPS4 のレベ
ルを増加させ、補正方形波信号VPS3 のデューティが5
0%以上の場合、ループフィルター11はアナログ電圧
信号VPS4 のレベルを減少させる。又、補正方形波信号
VPS3 のデューティが50%となる場合、ループフィル
ター11はアナログ電圧信号VPS4 のレベルを一定とす
る。
【0063】前記ループフィルター11から出力される
アナログ電圧信号VPS4 のレベルに基づいて電圧制御発
振器12は周波数を変化させ、通電タイミング波形信号
VPに対して90°の位相遅れとなる基準方形波信号PT
を前記位相比較器10及び三相リングカウンタ4に出
力する。
【0064】これらの動作を基準信号回路9が一瞬の間
に行い、通電タイミング波形信号VPSに対して90°の
位相遅れとなる基準方形波信号PT を前記位相比較器1
0及び三相リングカウンタ4に出力する。又、通電タイ
ミング波形信号VPSの周波数が変化しても、基準方形波
信号PT は通電タイミング波形信号VPSと同一の周波数
となり、更に通電タイミング波形信号VPSに対して基準
方形波信号PT は常に90°位相が遅れるように調整す
ることができる。
【0065】図6に示すように、三相リングカウンタ4
は基準方形波信号PT の立上がり及び立下がりに基づい
て三相ブリッジ回路2におけるトランジスタTUH〜TWL
を適時通電遮断するための通電信号SUH〜SWLを出力す
る。この結果、120°位相を持たせた最適な通電タイ
ミングでトランジスタTUH〜TWLを適時通電遮断してモ
ータ1の固定巻線LU ,LV ,LW に順次電流を流すこ
とができる。
【0066】従って、モータ1の回転数が変化すると通
電タイミング波形信号VPSの周波数が変化するが、基準
信号回路9は基準方形波信号PT を通電タイミング波形
信号VPSと同一の周波数とし、更に通電タイミング波形
信号VPSに対して常に90°位相が遅れるように調整す
ることができる。そのため、基準方形波信号PT の立上
がり及び立下がりが最適な通電タイミングと一致する。
【0067】この結果、モータ1の回転数が変化しても
120°位相を持たせた最適な通電タイミングで固定巻
線LU ,LV ,LW に順次電流を流すことができる。
又、第2実施例においては、差動増幅器5の代わりにコ
ンパレータ15を使用することにより、信号変換回路6
を省略することができるため、更に駆動制御回路の構成
を簡略化することができる。
【0068】本発明の第1,2実施例において、通電タ
イミング波形信号VPS、反転タイミング波形信号VPS4
に対して基準方形波信号PT の位相差が90°となるよ
うに構成したが、この位相差の値は必要に応じて変更す
ることができる。
【0069】更に、本実施例においては三相誘導形ブラ
シレスモータに具体化したが、この他に二相形又は四相
以上のブラシレスモータに適用することも可能である。
【0070】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、回
転数の変化に係わらずモータを効率よく駆動させること
ができる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るブラシレスモータの
駆動制御回路を示す電気回路図である。
【図2】基準信号回路の各箇所から出力される信号特性
を示す説明図である。
【図3】駆動制御回路の動作を説明するタイミングチャ
ート図である。
【図4】電圧制御発振器の電圧信号に対する周波数の変
化を示す特性図である。
【図5】本発明の第2実施例に係るブラシレスモータの
駆動制御回路を示す電気回路図である。
【図6】駆動制御回路の動作を説明するタイミングチャ
ート図である。
【図7】ブラシレスモータを駆動制御するための従来の
駆動制御回路を示す電気回路図である。
【図8】従来の駆動制御回路の動作を説明するタイミン
グチャート図である。
【図9】従来の駆動制御回路の動作を説明するタイミン
グチャート図である。
【図10】従来の駆動制御回路の動作を説明するタイミ
ングチャート図である。
【図11】微分フィルターの位相特性図である。
【図12】積分フィルターの位相特性図である。
【符号の説明】
3…合成電圧検出手段としての合成電圧検出回路、4…
通電信号出力手段としての三相リングカウンタ、5…通
電タイミング波形生成手段としての通電タイミング波形
生成回路、9…基準方形波信号生成手段としての基準信
号回路、SUH〜SWL…通電信号、15…通電タイミング
方形波信号生成手段としてのコンパレータ、LU ,LV
,LW …固定巻線、TUH〜TWL…スイッチング素子と
してのトランジスタ、VU 〜VW …端子電圧、RU 〜R
W …抵抗、VP …通電タイミング波形、VPS2 …方形波
信号(反転タイミング波形信号)、PT …基準方形波信
号、VPS…通電タイミング波形信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多相結線された固定巻線にブリッジ形に
    結線された複数個のスイッチング素子を接続し、前記ス
    イッチング素子を適時導通遮断して各固定巻線に順次電
    流を流すブラシレスモータの駆動制御回路において、 前記多相結線の固定巻線に対し並列接続され、該固定巻
    線の端子電圧を検出する多相結線となる抵抗より構成さ
    れる合成電圧検出手段と、 前記固定巻線の中性点電圧と合成電圧検出手段の抵抗中
    性点電圧とに基づいて各相の固定巻線に対して電流を流
    す通電タイミングを検出すべく方形波の通電タイミング
    波形を生成する通電タイミング方形波信号生成手段と、 前記通電タイミング方形波信号生成手段からの方形波に
    対して所定の位相差を持たせた基準方形波信号を出力す
    る基準方形波信号生成手段と、 前記基準方形波信号生成手段から出力される基準方形波
    信号の立上がり及び立下がりに基づいて前記複数個のス
    イッチング素子を適時導通遮断させる通電信号を出力す
    る通電信号出力手段とを備えたことを特徴とするブラシ
    レスモータの駆動制御回路。
  2. 【請求項2】 多相結線された固定巻線にブリッジ形に
    結線された複数個のスイッチング素子を接続し、前記ス
    イッチング素子を適時導通遮断して各固定巻線に順次電
    流を流すブラシレスモータの駆動制御回路において、 前記多相結線の固定巻線に対し並列接続され、該固定巻
    線の端子電圧を検出する多相結線となる抵抗より構成さ
    れる合成電圧検出手段と、 前記固定巻線の中性点電圧と合成電圧検出手段の抵抗中
    性点電圧とに基づいて各相の固定巻線に対して電流を流
    す通電タイミングを検出すべく通電タイミング波形を生
    成する通電タイミング波形生成手段と、 前記通電タイミング波形生成手段からの通電タイミング
    波形を方形波信号に変換する信号変換手段と、 前記信号変換手段からの方形波信号に対して所定の位相
    差を持たせた基準方形波信号を出力する基準方形波信号
    生成手段と、 前記基準方形波信号生成手段から出力される基準方形波
    信号の立上がり及び立下がりに基づいて前記複数個のス
    イッチング素子を適時導通遮断させる通電信号を出力す
    る通電信号出力手段とを備えたことを特徴とするブラシ
    レスモータの駆動制御回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002095291A (ja) * 2000-09-13 2002-03-29 Nissan Motor Co Ltd 複合モータの駆動回路
JP2009124898A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd 旋回駆動制御装置及びこれを含む建設機械

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