JPH0670577A - 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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- JPH0670577A JPH0670577A JP4219944A JP21994492A JPH0670577A JP H0670577 A JPH0670577 A JP H0670577A JP 4219944 A JP4219944 A JP 4219944A JP 21994492 A JP21994492 A JP 21994492A JP H0670577 A JPH0670577 A JP H0670577A
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- circuit
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 無整流子電動機において、回転数が変化して
も安定に制御出来る、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】 この回路は三相の電機子巻線に対応したロー
パスフィルター群６と、オペアンプ群７と、比較回路群
８とから成る。電動機の電機子端子電圧Ｖａ１，Ｖｂ
１，Ｖｃ１は各々ローパスフィルター６、オペアンプ７
ａ〜ｃを通り、比較器８で分圧回路11ａ，11ｂ，11ｃが
出力する基準電圧と比較する。比較器８の出力信号Ｖａ
３，Ｖｂ３，Ｖｃ３は図示してない信号処理部に入力す
る。信号処理部はＰＷＭ信号を生成し、インバータを駆
動するドライブ回路部を制御する。オペアンプ７ａ〜ｃ
の積分回路をそれぞれ複数の抵抗とスイッチング素子と
コンデンサとで構成し、電動機２の回転数が大きく変化
した時抵抗値を回転数に対応させて変化させ、入力信号
と出力信号の位相差を９０°に近づけ安定した制御が出
来る。
も安定に制御出来る、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】 この回路は三相の電機子巻線に対応したロー
パスフィルター群６と、オペアンプ群７と、比較回路群
８とから成る。電動機の電機子端子電圧Ｖａ１，Ｖｂ
１，Ｖｃ１は各々ローパスフィルター６、オペアンプ７
ａ〜ｃを通り、比較器８で分圧回路11ａ，11ｂ，11ｃが
出力する基準電圧と比較する。比較器８の出力信号Ｖａ
３，Ｖｂ３，Ｖｃ３は図示してない信号処理部に入力す
る。信号処理部はＰＷＭ信号を生成し、インバータを駆
動するドライブ回路部を制御する。オペアンプ７ａ〜ｃ
の積分回路をそれぞれ複数の抵抗とスイッチング素子と
コンデンサとで構成し、電動機２の回転数が大きく変化
した時抵抗値を回転数に対応させて変化させ、入力信号
と出力信号の位相差を９０°に近づけ安定した制御が出
来る。
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及び図３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Ｖａ１，Ｖｂ
１，Ｖｃ１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Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２が得られる。こ
れらの出力信号Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２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Ｖａ２は分圧回
路11ａによってＶｂ２とＶｃ２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，８
ｂ，８ｃから三相比較信号Ｖａ３，Ｖｂ３，Ｖｃ３が出
力される。これらの三相比較信号Ｖａ３，Ｖｂ３，Ｖｃ
３は回転子４の位置検出信号として信号処理部９に入力
される。信号処理部９ではこれらの位置検出信号Ｖａ
３，Ｖｂ３，Ｖｃ３を基にＰＷＭ信号を生成してドライ
ブ回路部10を制御し、ドライブ回路部10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及び図３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Ｖａ１，Ｖｂ
１，Ｖｃ１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Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２が得られる。こ
れらの出力信号Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２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Ｖａ２は分圧回
路11ａによってＶｂ２とＶｃ２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，８
ｂ，８ｃから三相比較信号Ｖａ３，Ｖｂ３，Ｖｃ３が出
力される。これらの三相比較信号Ｖａ３，Ｖｂ３，Ｖｃ
３は回転子４の位置検出信号として信号処理部９に入力
される。信号処理部９ではこれらの位置検出信号Ｖａ
３，Ｖｂ３，Ｖｃ３を基にＰＷＭ信号を生成してドライ
ブ回路部10を制御し、ドライブ回路部10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Ｖａ１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Ｖａ３の立下
がりの位相のずれが９０°になることが理想とされてい
る。Ｖｂ１とＶｂ３，Ｖｃ１とＶｃ３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７
ａ，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９０°に保つことが出来なくなる。ま
た、この位相のずれ（周波数のずれ）が大きくなればオ
ペアンプ７ａ，７ｂ，７ｃの増幅度にも影響し、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
を理想とされている９０°に近づけ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Ｖａ１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Ｖａ３の立下
がりの位相のずれが９０°になることが理想とされてい
る。Ｖｂ１とＶｂ３，Ｖｃ１とＶｃ３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７
ａ，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９０°に保つことが出来なくなる。ま
た、この位相のずれ（周波数のずれ）が大きくなればオ
ペアンプ７ａ，７ｂ，７ｃの増幅度にも影響し、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
を理想とされている９０°に近づけ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、前記オペアンプの入出力ポート間に設けられる積分
回路の抵抗値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、前記オペアンプの入出力ポート間に設けられる積分
回路の抵抗値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、オペアンプの入出力ポー
ト間に設けられている積分回路の抵抗値を無整流子電動
機の回転数に対応させて変化させるようにしているので
無整流子電動機の回転数が変化してもオペアンプの出力
電圧はほぼ一定に保つことができる。つまり、無整流子
電動機の回転数が変化したとき、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理想とされている９０
°に近づけることができる。
ト間に設けられている積分回路の抵抗値を無整流子電動
機の回転数に対応させて変化させるようにしているので
無整流子電動機の回転数が変化してもオペアンプの出力
電圧はほぼ一定に保つことができる。つまり、無整流子
電動機の回転数が変化したとき、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理想とされている９０
°に近づけることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図２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Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１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，７
ｃ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Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２
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Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１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，７
ｃ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Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２
が得られる。
【０００７】これらの出力信号Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２
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
Ｖａ２は分圧回路11ａを構成している分圧抵抗によって
Ｖｂ２とＶｃ２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Ｖａ３，Ｖｂ３，Ｖｃ３が出力される。これ
らの三相比較信号Ｖａ３，Ｖｂ３，Ｖｃ３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）９に入
力される。信号処理部９ではこれらの位置検出信号Ｖａ
３，Ｖｂ３，Ｖｃ３を基にＰＷＭ信号を生成してドライ
ブ回路部10を制御し、ドライブ回路部10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。
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
Ｖａ２は分圧回路11ａを構成している分圧抵抗によって
Ｖｂ２とＶｃ２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Ｖａ３，Ｖｂ３，Ｖｃ３が出力される。これ
らの三相比較信号Ｖａ３，Ｖｂ３，Ｖｃ３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）９に入
力される。信号処理部９ではこれらの位置検出信号Ｖａ
３，Ｖｂ３，Ｖｃ３を基にＰＷＭ信号を生成してドライ
ブ回路部10を制御し、ドライブ回路部10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。
【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、上述の回転子位置検
出回路５では、そのオペアンプ７ａ，７ｂ，７ｃの積分
回路を構成する抵抗とコンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃがあ
る値に決められているため電動機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°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より少なくするためにオペア
ンプ７ａの積分回路を図２に示すように複数の抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３と、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２と、コ
ンデンサＣａとで構成すると共に、オペアンプ７ｂ，７
ｃの積分回路も同様に構成し、電動機２の回転数が変化
したら、その回転数に応じて各オペアンプ７ａ，７ｂ，
７ｃに対応する三系統の同じ位置のスイッチング素子、
例えばＳ２，Ｓ４，Ｓ６を同時に制御し、各積分回路の
抵抗値をほぼ同じ値にするようにしている。
路とその動作について説明したが、上述の回転子位置検
出回路５では、そのオペアンプ７ａ，７ｂ，７ｃの積分
回路を構成する抵抗とコンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃがあ
る値に決められているため電動機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°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より少なくするためにオペア
ンプ７ａの積分回路を図２に示すように複数の抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３と、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２と、コ
ンデンサＣａとで構成すると共に、オペアンプ７ｂ，７
ｃの積分回路も同様に構成し、電動機２の回転数が変化
したら、その回転数に応じて各オペアンプ７ａ，７ｂ，
７ｃに対応する三系統の同じ位置のスイッチング素子、
例えばＳ２，Ｓ４，Ｓ６を同時に制御し、各積分回路の
抵抗値をほぼ同じ値にするようにしている。
【０００９】さらに詳しく言えば、電動機２の回転数が
大きいときにはスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の全てをＯ
Ｎして抵抗Ｒ２，Ｒ３と、Ｒ５，Ｒ６と、Ｒ８，Ｒ９と
を短絡する。電動機２の回転数が中程度のときはスイッ
チング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６をＯＮして抵抗Ｒ３と、Ｒ
６と、Ｒ９を短絡し、各回路の抵抗値を二倍にする。ま
た、電動機２の回転数が小さくなったときにはスイッチ
ング素子Ｓ１〜Ｓ６の全てをＯＦＦ状態にし、各回路の
抵抗値を三倍にする。なお、本実施例においては、積分
回路の抵抗値を電動機２の回転数に対応させて変えるよ
うにしているが、コスト上の問題等を特に考慮しなけれ
ば、コンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの容量を変えるように
してもよい。
大きいときにはスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の全てをＯ
Ｎして抵抗Ｒ２，Ｒ３と、Ｒ５，Ｒ６と、Ｒ８，Ｒ９と
を短絡する。電動機２の回転数が中程度のときはスイッ
チング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６をＯＮして抵抗Ｒ３と、Ｒ
６と、Ｒ９を短絡し、各回路の抵抗値を二倍にする。ま
た、電動機２の回転数が小さくなったときにはスイッチ
ング素子Ｓ１〜Ｓ６の全てをＯＦＦ状態にし、各回路の
抵抗値を三倍にする。なお、本実施例においては、積分
回路の抵抗値を電動機２の回転数に対応させて変えるよ
うにしているが、コスト上の問題等を特に考慮しなけれ
ば、コンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの容量を変えるように
してもよい。
【００１０】
【発明の効果】以上、説明したような無整流子電動機の
回転子位置検出回路であるならば、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信号と出力
信号の位相差を９０°近くに保つことができ、かつ、オ
ペアンプの出力信号電圧を常に安定した値にすることが
できるので、例え無整流子電動機の回転数が低速のとき
でも安定した回転が得られる。
回転子位置検出回路であるならば、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信号と出力
信号の位相差を９０°近くに保つことができ、かつ、オ
ペアンプの出力信号電圧を常に安定した値にすることが
できるので、例え無整流子電動機の回転数が低速のとき
でも安定した回転が得られる。
【図１】本発明および従来例に係わる無整流子電動機の
制御系統図である。
制御系統図である。
【図２】本発明の一実施例を示す無整流子電動機の回転
子位置検出回路図である。
子位置検出回路図である。
【図３】従来例を示す無整流子電動機の回転子位置検出
回路図である。
回路図である。
１ パルス幅制御方式のインバータ 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 ９ 信号処理部（マイクロプロセッサ） 10 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、前記オペアンプの
入出力ポート間に設けられる積分回路の抵抗値を前記無
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、前記積分
回路の抵抗値を変化させるときはそれぞれのオペアンプ
に対応する積分回路の抵抗値を同時に、かつ、同じ値に
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 |
|---|---|---|---|
| JP4219944A JPH0670577A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP4219944A JPH0670577A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 無整流子電動機の回転子位置検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0670577A true JPH0670577A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16743481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4219944A Pending JPH0670577A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 無整流子電動機の回転子位置検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670577A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040023862A (ko) * | 2002-09-12 | 2004-03-20 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 모터 구동 회로 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157687A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-30 | Matsushita Seiko Co Ltd | 無整流子電動機 |
| JPH04105584A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータの駆動方法および駆動装置 |
| JP4088396B2 (ja) * | 1999-12-17 | 2008-05-21 | 株式会社日立産機システム | スクリュー圧縮機 |
-
1992
- 1992-08-19 JP JP4219944A patent/JPH0670577A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157687A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-30 | Matsushita Seiko Co Ltd | 無整流子電動機 |
| JPH04105584A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータの駆動方法および駆動装置 |
| JP4088396B2 (ja) * | 1999-12-17 | 2008-05-21 | 株式会社日立産機システム | スクリュー圧縮機 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040023862A (ko) * | 2002-09-12 | 2004-03-20 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 모터 구동 회로 |
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