JPH0678586A - Driving device for brushless dc motor - Google Patents

Driving device for brushless dc motor

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JPH0678586A
JPH0678586A JP4228411A JP22841192A JPH0678586A JP H0678586 A JPH0678586 A JP H0678586A JP 4228411 A JP4228411 A JP 4228411A JP 22841192 A JP22841192 A JP 22841192A JP H0678586 A JPH0678586 A JP H0678586A
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motor current
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正浩 田中
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a driver for a brushless DC motor in which an optimum efficiency of the motor can be realized by always correcting a commutation control signal to an optimum phase. CONSTITUTION:The driver for a brushless DC motor comprises a comparator 7 for comparing a motor current value received from motor current detecting means CT with a zero level value near zero to output a pulse signal each time the current value exceeds the zero level value. A microcomputer 5 has a pulse signal counter 8 for counting the number of pulse signals output from the comparator 7, a phase correction amount calculator 10 for calculating a phase correction amount phi of a commutation control signal in which the number of the pulse signals is made equal in an OFF period before and after an ON period based on the number of the pulse signals counted by the counter 8 in the OFF period in which an absolute value of a motor current becomes substantially zero before and after the ON period in which an absolute value of the motor current becomes a maximum value, and a second timer 12 for correcting a phase of the commutation control signal based of the correction amount phicalculated by the calculator 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流モータ
の電機子巻線に誘起された誘起電圧に基づいて回転子と
電機子巻線との相対位置を検出し、検出した相対位置に
基づいてブラシレス直流モータを駆動するブラシレス直
流モータの駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects the relative position between a rotor and an armature winding based on the induced voltage induced in the armature winding of a brushless DC motor, and based on the detected relative position. The present invention relates to a brushless DC motor driving device that drives a brushless DC motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の駆動回路として、例えば
図6(A)に示すようなものが知られている(特開昭52
−144727号公報)。この駆動回路は、夫々還流ダ
イオード36a〜36fをもつ6個のトランジスタTr1
〜Tr6を3相フルブリッジに接続してなり、電源32
に接続されるインバータ回路31と、このインバータ回
路31により給電される3相に結線された電機子巻線3
7a〜37cおよび永久磁石の回転子38からなるブラシ
レス直流モータ33と、上記電機子巻線37a〜37cの
端子電圧から回転子38の位置を検出する誘起電圧検出
手段34と、この検出手段34で検出された回転子の位
置に応じて上記インバータ回路31のトランジスタTr
1〜Tr6を順次切り換え導通して、回転子38を同期
回転させる制御手段35で構成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a drive circuit of this type, for example, a drive circuit as shown in FIG.
No. 144747 publication). This drive circuit includes six transistors Tr1 each having freewheeling diodes 36a-36f.
~ Tr6 is connected to a three-phase full bridge, power supply 32
Inverter circuit 31 connected to and the armature winding 3 connected in three phases fed by this inverter circuit 31
7a to 37c and a permanent magnet rotor 38, a brushless DC motor 33, an induced voltage detecting means 34 for detecting the position of the rotor 38 from the terminal voltage of the armature windings 37a to 37c, and this detecting means 34. Depending on the detected position of the rotor, the transistor Tr of the inverter circuit 31
The control unit 35 is configured to sequentially switch 1 to Tr6 and conduct them to synchronously rotate the rotor 38.

【0003】上記誘起電圧検出手段34は、図6(B)に
示すように、抵抗と接地コンデンサからなり、上記端子
電圧から高調波を除去する1次形のローパスフィルタ3
9a〜39cと、この各出力信号から直流成分を除去する
結合コンデンサおよび接地抵抗と、各結合コンデンサか
らの出力を非反転入力端子+に受ける一方、上記出力を
3相Y接続された抵抗40の中性点41から反転入力端
子−に受ける比較器42a〜42cで構成される。
As shown in FIG. 6 (B), the induced voltage detecting means 34 comprises a resistor and a grounding capacitor, and is a primary type low-pass filter 3 for removing harmonics from the terminal voltage.
9a to 39c, a coupling capacitor and a grounding resistor for removing a DC component from each output signal, and a non-inverting input terminal + for receiving an output from each coupling capacitor, and a resistor 40 having a three-phase Y connection for receiving the output. It is composed of comparators 42a to 42c receiving from the neutral point 41 to the inverting input terminal-.

【0004】3つの電機子巻線37a〜37cの端子電圧
は、図7の43−a,43−b,43−cに示すように12
0°(電気角)ずつ位相がずれた3相平衡電圧であり、ロ
ーパスフィルタ39a〜39cと結合コンデンサを通過す
ることにより高調波および直流成分が除去されるととも
に、端子電圧つまりモータ運転の基本周波数の所定範囲
において端子電圧に対して略90°だけ位相が遅れて、
図7の44−a〜44−cに示すような三角波信号とな
る。これらの三角波信号は、中性点41で重畳されて図
7の45で示すような信号となって各比較器の−端子に
入力され、比較器42a〜42cは、この信号45と+端
子に入力される上記信号44−a〜44−cの大小を比較
して、夫々図7の46−a〜46−cに示すような位置信
号を出力する。次いで、制御手段35は、この位置信号
を受けてその立ち上がりまたは立ち下がりエッジで、イ
ンバータ回路31のトランジスタTr1〜Tr6を順次オ
ン,オフする図7の47で示すような転流制御信号を出
力して、ブラシレス直流モータ33の回転子38を同期
回転させるのである。
The terminal voltages of the three armature windings 37a to 37c are 12 as shown by 43-a, 43-b and 43-c in FIG.
It is a three-phase balanced voltage with a phase shift of 0 ° (electrical angle), and harmonics and DC components are removed by passing through the low-pass filters 39a to 39c and the coupling capacitor, and the terminal voltage, that is, the fundamental frequency of motor operation. In the predetermined range of, the phase is delayed by about 90 ° with respect to the terminal voltage,
It becomes a triangular wave signal as shown by 44-a to 44-c in FIG. These triangular wave signals are superimposed at the neutral point 41 and become a signal as indicated by 45 in FIG. 7 and are input to the-terminal of each comparator, and the comparators 42a to 42c are connected to this signal 45 and the + terminal. The magnitudes of the input signals 44-a to 44-c are compared and the position signals as shown by 46-a to 46-c in FIG. 7 are output. Next, the control means 35 receives this position signal and outputs a commutation control signal as indicated by 47 in FIG. 7 for sequentially turning on and off the transistors Tr1 to Tr6 of the inverter circuit 31 at the rising or falling edge thereof. Thus, the rotor 38 of the brushless DC motor 33 is synchronously rotated.

【0005】ところが、上記従来の駆動回路の誘起電圧
検出手段34を構成するローパスフィルタ39や結合コ
ンデンサと抵抗からなる直流成分除去フィルタは、その
周波数特性が平坦でないので、出力信号の位相がモータ
33の全運転周波数に亘って正確に入力信号に対して9
0°遅れるものではなく、出力信号44−a〜44−c
は、入力信号(端子電圧)に対して丁度90°遅れた図8
の実線で示す三角波信号に対して、位相が破線三角波の
如く進んだり、一点鎖線三角波の如く遅れたりする。そ
のため、上記位置信号46−a〜46−cおよび制御手段
35からインバータ回路31に出力される転流制御信号
47の位相にも進みや遅れが生じて、ブラシレス直流モ
ータ33を最適効率で運転することができないという問
題がある。
However, since the low-pass filter 39 and the direct-current component removal filter composed of the coupling capacitor and the resistor which constitute the induced voltage detecting means 34 of the above-mentioned conventional drive circuit are not flat in frequency characteristic, the phase of the output signal is the motor 33. Exactly 9 for the input signal over all operating frequencies of
Output signals 44-a to 44-c, not 0 ° delay
Is exactly 90 ° behind the input signal (terminal voltage).
The phase of the triangular wave signal indicated by the solid line is advanced as shown by the broken line triangular wave or delayed as shown by the one-dot chain line triangular wave. Therefore, the phase signals of the position signals 46-a to 46-c and the commutation control signal 47 output from the control means 35 to the inverter circuit 31 are also advanced or delayed, and the brushless DC motor 33 is operated with optimum efficiency. There is a problem that you can not.

【0006】そこで、上記問題を解決するために、予め
実験によって求めた各周波数における上記誘起電圧検出
手段34への入力信号(電機子巻線の端子電圧)に対する
上記誘起電圧検出手段34の出力信号(位置信号)の位相
ズレ量を格納したメモリと、上記周波数を求めるために
上記位置信号の周期を計測する第1タイマと、上記第1
タイマが計測した周期から求めた周波数に対応する上記
メモリが格納している位相ズレ量に応じた時間を計時す
る第2タイマとを備え、上記第2タイマが計時する時間
だけ、上記位相ズレ方向と逆方向に上記転流制御信号4
7の位相をズラすことによって、上記誘起電圧検出手段
34の入力信号と出力信号間の位相ズレに起因する転流
制御信号の位相ズレを解消するようにしたものがある。
Therefore, in order to solve the above problem, the output signal of the induced voltage detecting means 34 with respect to the input signal (terminal voltage of the armature winding) to the induced voltage detecting means 34 at each frequency obtained in advance by experiments. A memory that stores the amount of phase shift of the (position signal), a first timer that measures the cycle of the position signal to obtain the frequency, and the first timer.
A second timer that counts a time corresponding to the amount of phase shift stored in the memory, which corresponds to the frequency obtained from the period measured by the timer, and the phase shift direction is limited to the time measured by the second timer. In the opposite direction to the above commutation control signal 4
There is a system in which the phase shift of the commutation control signal due to the phase shift between the input signal and the output signal of the induced voltage detecting means 34 is eliminated by shifting the phase of No.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記位
相ズレは、上記周波数だけでなく、上記モータへの負荷
の大きさによっても影響されるので、上述のように周波
数に応じて、上記転流制御信号の位相を補正しても、モ
ータに加わる負荷の大きさによっては、モータの最適効
率を実現できず、モータの運転中に最適位相にすること
ができないという問題がある。
However, since the phase shift is affected not only by the frequency but also by the magnitude of the load on the motor, as described above, the commutation control is performed according to the frequency. Even if the phase of the signal is corrected, there is a problem that the optimum efficiency of the motor cannot be realized and the optimum phase cannot be set during the operation of the motor depending on the magnitude of the load applied to the motor.

【0008】そこで、本発明の目的は、モータ運転中に
モータに加わる負荷の大きさが変化しても常に転流制御
信号を最適位相に修正でき、モータの最適効率を実現で
きるブラシレス直流モータの駆動装置を提供することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a brushless DC motor which can always correct the commutation control signal to the optimum phase even if the magnitude of the load applied to the motor changes during the operation of the motor and realize the optimum efficiency of the motor. It is to provide a drive device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のブラシレス直流モータの駆動装置は、回
転子と電機子巻線を有するブラシレス直流モータ(1)の
上記電機子巻線の端子電圧から上記回転子の位置を検出
する位置検出手段(2)と、インバータ回路(3)と、上記
位置検出手段(2)からの位置検出信号に応じて上記イン
バータ回路(3)に転流制御信号を出力して、上記インバ
ータ回路(3)の通流状態を順次切り換えて上記モータ
(1)を駆動する制御手段(5)とを備えたブラシレス直流
モータの駆動装置において、上記インバータ回路(3)か
ら上記モータ(1)へ流れるモータ電流を検出するモータ
電流検出手段(CT)と、上記モータ電流検出手段(CT)
から受けたモータ電流値と、零に近い零レベル値とを比
較して、上記モータ電流値が上記零レベル値を越える毎
に、パルス信号を出力する比較器(7)とを有し、上記制
御手段(5)は、上記比較器(7)が出力したパルス信号の
個数を計数するパルス信号計数手段(8)と、上記モータ
(1)の電機子巻線へのモータ電流の絶対値が最大値を取
るオン期間の前後で、上記モータ電流の絶対値が略零に
なるべきオフ期間に上記パルス信号計数手段が計数した
パルス信号の個数に基づいて、パルス信号の個数をオン
期間の前後のオフ期間で等しくする転流制御信号の位相
補正量を算出する位相補正量算出手段(10)と、上記位
相補正量算出手段(10)が算出した位相補正量に基づい
て、上記転流制御信号の位相を補正する位相補正手段
(12)とを備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a brushless DC motor driving device of the present invention is provided with a terminal of the armature winding of a brushless DC motor (1) having a rotor and an armature winding. Position detection means (2) for detecting the position of the rotor from the voltage, an inverter circuit (3), and commutation control to the inverter circuit (3) according to a position detection signal from the position detection means (2). A signal is output to sequentially switch the flow state of the inverter circuit (3) to switch the motor.
In a brushless DC motor drive device including a control means (5) for driving (1), a motor current detection means (CT) for detecting a motor current flowing from the inverter circuit (3) to the motor (1). , The motor current detection means (CT)
And a comparator (7) for comparing the motor current value received from the motor controller with a zero level value close to zero and outputting a pulse signal each time the motor current value exceeds the zero level value. The control means (5) includes pulse signal counting means (8) for counting the number of pulse signals output from the comparator (7), and the motor.
The pulse counted by the pulse signal counting means in the off period in which the absolute value of the motor current should be substantially zero before and after the on period in which the absolute value of the motor current to the armature winding of (1) takes the maximum value. Phase correction amount calculation means (10) for calculating the phase correction amount of the commutation control signal that equalizes the number of pulse signals in the off periods before and after the on period based on the number of signals, and the phase correction amount calculation means ( Phase correction means for correcting the phase of the commutation control signal based on the phase correction amount calculated in 10).
(12) is provided.

【0010】[0010]

【作用】本発明者は、図2(A)に示すように、上記電機
子巻線へのモータ電流が正の最大値を取るオン期間(モ
ード1,2およびモード4,5に対応する期間)の前に、
上記モータ電流が零レベル値を越えた回数(7回)が、上
記オン期間の後に上記モータ電流が零レベル値を越えた
回数(2回)よりも多い場合には、上記モータを最適効率
で運転することができるモータ電流の最適位相に対して
上記モータ電流の位相が進んでおり、一方、図2(C)に
示すように、上記オン期間の前に、上記モータ電流が零
レベル値を越えた回数(2回)が、上記オン期間の後に上
記モータ電流が零レベル値を越えた回数(7回)よりも少
ない場合には、上記モータ電流の最適位相に対して上記
モータ電流の位相が遅れていることを実験によって確か
めることができた。
As shown in FIG. 2 (A), the present inventor has found that the motor current to the armature winding has a positive maximum value during the ON period (the period corresponding to modes 1, 2 and modes 4, 5). )In front of the,
If the number of times the motor current exceeds the zero level value (7 times) is greater than the number of times the motor current exceeds the zero level value (2 times) after the on period, the motor is operated at optimum efficiency. The phase of the motor current is advanced with respect to the optimum phase of the motor current that can be operated. On the other hand, as shown in FIG. 2 (C), the motor current has a zero level value before the on period. If the number of times (2 times) is less than the number of times the motor current exceeds the zero level value (7 times) after the ON period, the phase of the motor current with respect to the optimum phase of the motor current It was possible to confirm by experiment that the time was delayed.

【0011】つまり、本発明者は、図2(B)に示すよう
に、上記オン期間の前に、上記モータ電流が零レベル値
を越えた回数と、上記オン期間の後に上記モータ電流が
零レベル値を越えた回数とが等しい場合、すなわち上記
オフ期間に計数したパルス信号の個数が、上記モータの
電機子巻線への電流の絶対値が最大値を取るオン期間の
前と後のオフ期間で等しくなっているときに、上記モー
タ電流の位相が上記最適位相になることを確かめた。
That is, as shown in FIG. 2B, the present inventor has found that the number of times the motor current exceeds the zero level value before the on period and the motor current is zero after the on period. If the number of times the level value is exceeded is equal, that is, the number of pulse signals counted during the OFF period is the OFF state before and after the ON period when the absolute value of the current to the armature winding of the motor takes the maximum value. It has been confirmed that the phase of the motor current becomes the optimum phase when the periods are equal.

【0012】本発明の駆動装置によれば、上記比較器
が、上記モータ電流検出手段から受けたモータ電流値
と、零に近い零レベル値とを比較して、上記モータ電流
値が上記零レベル値を越える毎に、パルス信号を出力す
る。そして、パルス信号計数手段が、上記比較器が出力
したパルス信号の個数を計数し、位相補正量算出手段
が、オン期間の前と後のオフ期間に計数したパルス信号
の個数に基づいて、パルス信号の個数をオン期間の前と
後のオフ期間で等しくする転流制御信号の位相補正量を
算出する。そして、位相補正手段が上記位相補正量に基
づいて、上記転流制御信号の位相を補正する。
According to the drive apparatus of the present invention, the comparator compares the motor current value received from the motor current detecting means with a zero level value close to zero, and the motor current value is zero level. A pulse signal is output each time the value is exceeded. Then, the pulse signal counting means counts the number of pulse signals output from the comparator, and the phase correction amount calculating means counts the pulse signals based on the number of pulse signals counted in the off period before and after the on period. A phase correction amount of the commutation control signal that equalizes the number of signals in the off period before and after the on period is calculated. Then, the phase correction means corrects the phase of the commutation control signal based on the phase correction amount.

【0013】したがって、本発明によれば、周波数に応
じた予め定められた位相補正しか行わない従来例と異な
り、実際のモータ電流に応じて、モータへの負荷変動等
にも対応して、常に、上記モータ電流の位相を上記最適
位相に位相補正することができる。
Therefore, according to the present invention, unlike the conventional example in which only a predetermined phase correction corresponding to the frequency is performed, the load variation to the motor is always dealt with according to the actual motor current. The phase of the motor current can be corrected to the optimum phase.

【0014】したがって、本発明によれば、モータ運転
中にモータに加わる負荷の大きさが変化しても常に転流
制御信号を最適位相に修正し、モータの最適効率を実現
できる。
Therefore, according to the present invention, the commutation control signal can always be corrected to the optimum phase even when the magnitude of the load applied to the motor changes during motor operation, and the optimum efficiency of the motor can be realized.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。
The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.

【0016】この実施例のブラシレス直流モータの駆動
装置は、ブラシレス直流モータ1の3相に結線された電
機子巻線(図示せず)の端子電圧が入力され、上記端子電
圧に基づいて上記ブラシレス直流モータ1の回転子の位
置を検出する位置検出回路2と、インバータ回路3と、
上記位置検出回路2が出力する位置検出信号に基づい
て、上記インバータ回路3に転流制御信号であるインバ
ータスイッチング信号を出力して、上記インバータ回路
3の通流状態を、順次切り換えて駆動する制御手段とし
てのマイクロコンピュータ5とを備えている。
In the brushless DC motor driving device of this embodiment, the terminal voltage of the armature winding (not shown) connected to the three phases of the brushless DC motor 1 is input, and the brushless DC motor is driven based on the terminal voltage. A position detection circuit 2 for detecting the position of the rotor of the DC motor 1, an inverter circuit 3,
A control for outputting an inverter switching signal, which is a commutation control signal, to the inverter circuit 3 based on the position detection signal output from the position detection circuit 2 to sequentially switch the flow state of the inverter circuit 3 for driving. And a microcomputer 5 as means.

【0017】上記インバータ回路3は、夫々還流ダイオ
ード3a〜3fを持つ6個のトランジスタTr1〜Tr6を
3相フルブリッジに接続することによって構成されてい
る。上記インバータ回路3には、交流100Vの電源に
接続された整流回路10が接続されている。上記整流回
路10はブリッジ接続された4つのダイオード10a〜
10d と、平滑用の3つの電解コンデンサ11a 〜11
c とからなる。
The inverter circuit 3 is constructed by connecting six transistors Tr1 to Tr6 each having freewheeling diodes 3a to 3f to a three-phase full bridge. A rectifier circuit 10 connected to a power supply of 100 V AC is connected to the inverter circuit 3. The rectifier circuit 10 includes four diodes 10a ...
10d, and three electrolytic capacitors 11a to 11 for smoothing
It consists of c and.

【0018】また、この実施例の駆動装置は、上記イン
バータ回路3と上記モータ1との間に接続され、上記イ
ンバータ回路3から上記モータ1へ流れるモータ電流を
検出するモータ電流検出手段CTと、上記モータ電流検
出手段CTから受けたモータ電流値と、零に近い零レベ
ル値とを比較して、図3に示すように、上記モータ電流
値が上記零レベル値を越える毎に、パルス信号を出力す
る比較回路7とを有している。
The drive device of this embodiment is connected between the inverter circuit 3 and the motor 1 and has a motor current detecting means CT for detecting a motor current flowing from the inverter circuit 3 to the motor 1. The motor current value received from the motor current detecting means CT is compared with a zero level value close to zero, and a pulse signal is generated every time the motor current value exceeds the zero level value, as shown in FIG. And a comparison circuit 7 for outputting.

【0019】上記比較回路7は、図1(B)に示すよう
に、コンパレータ6で構成している。上記コンパレータ
6の非反転入力端子+は、上記モータ電流検出手段CT
に接続され、反転入力端子−は、電源電圧Vccとグラン
ドとの間に直列接続された抵抗R1とR2の間に接続さ
れている。上記抵抗R1とR2が、分圧器を構成してお
り、上記分圧器が上記零レベル値を出力するようになっ
ている。この場合、上記零レベル値は、Vcc×R1/
(R1+R2)である。
The comparison circuit 7 comprises a comparator 6, as shown in FIG. The non-inverting input terminal + of the comparator 6 is connected to the motor current detecting means CT.
The inverting input terminal-is connected between the resistors R1 and R2 connected in series between the power supply voltage Vcc and the ground. The resistors R1 and R2 form a voltage divider, and the voltage divider outputs the zero level value. In this case, the zero level value is Vcc × R1 /
(R1 + R2).

【0020】また、上記制御手段としてのマイクロコン
ピュータ5は、上記位置検出回路2からの位置信号の周
期を計測する第1タイマ11と、上記モータ1の上記比
較回路7が出力したパルス信号の個数を計数するパルス
信号計数手段としての電流カウンタ8と、上記モータ1
の電機子巻線への電流の絶対値が最大値を取るオン期間
の前後で、上記電流の絶対値が略零になるべきオフ期間
に、上記電流カウンタ8が計数したパルス信号の個数に
基づいて、パルス信号の個数を、オン期間の前後のオフ
期間で等しくする転流制御信号の位相補正量を算出する
位相補正量算出回路10と、上記位相補正量算出回路1
0が算出した位相補正量に基づいて、上記転流制御信号
の位相を補正する位相補正手段としての第2タイマ12
を備えている。
Further, the microcomputer 5 as the control means includes the first timer 11 for measuring the cycle of the position signal from the position detection circuit 2 and the number of pulse signals output from the comparison circuit 7 of the motor 1. Current counter 8 as pulse signal counting means for counting
Based on the number of pulse signals counted by the current counter 8 during the off period in which the absolute value of the current should be approximately zero before and after the on period when the absolute value of the current to the armature winding takes the maximum value. And the phase correction amount calculation circuit 1 for calculating the phase correction amount of the commutation control signal that equalizes the number of pulse signals in the off periods before and after the on period.
The second timer 12 as a phase correction means for correcting the phase of the commutation control signal based on the phase correction amount calculated by 0.
Is equipped with.

【0021】上記構成のブラシレス直流モータの駆動装
置のマイクロコンピュータ5は、図4(A)のフローチャ
ートに示すように、上記位置検出回路2から受けた位置
信号の論理レベルの組み合わせにより、インバータ回路
3のオン,オフすべきトランジスタおよび各トランジス
タのオンオフの組み合わせで決まるモードナンバーm'を
判断する(ステップS1)。そして、上記各トランジスタ
に転流制御信号を出力する(ステップS2)。次に、上記
モードナンバーm 'の前回のモードナンバーmを演算する
(ステップS3)。そして、上記電流カウンタ8が、図4
(B)に示すようにして計数したパルス信号の個数p を上
記モードナンバーm におけるモータ電流が上記零レベル
を越えた回数n'm として格納する(ステップS4)。次
に、上記電流カウンタ8をリセットする(ステップS
5)。
The microcomputer 5 of the brushless DC motor drive device having the above-mentioned configuration, as shown in the flow chart of FIG. 4A, uses the combination of the logical levels of the position signals received from the position detection circuit 2 to form the inverter circuit 3 The mode number m'determined by the transistor to be turned on and off and the combination of on and off of each transistor is determined (step S1). Then, a commutation control signal is output to each of the transistors (step S2). Next, calculate the previous mode number m of the above mode number m '
(Step S3). Then, the current counter 8 shown in FIG.
The number p of pulse signals counted as shown in (B) is stored as the number n'm of times when the motor current in the mode number m exceeds the zero level (step S4). Next, the current counter 8 is reset (step S
5).

【0022】次に、マイクロコンピュータ5が、上記転
流制御信号の位相を補正する動作を、図5に示すフロー
チャートに基づいて、図3(A)に示すように上記モータ
1の電機子巻線へのモータ電流の絶対値が最大値を取る
オン期間(モード1と2に対応)の前のオフ期間(モード
0)におけるパルス信号の個数n0=7が、上記オン期間
の後オフ期間(モード3)におけるパルス信号の個数n3
=2よりも多い場合(モータ電流の進み位相時)を参照し
ながら説明する。
Next, the operation of the microcomputer 5 for correcting the phase of the commutation control signal will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 5, as shown in FIG. The number of pulse signals n0 = 7 in the off period (mode 0) before the on period (corresponding to modes 1 and 2) in which the absolute value of the motor current takes the maximum value is The number n3 of pulse signals in 3)
It will be described with reference to the case where the number is larger than 2 (when the motor current is in the advanced phase).

【0023】まず、上記位相補正量算出回路10は、上
記オン期間の前後で、上記モータ電流の絶対値が略零に
なるべきオフ期間(モード0とモード3)に、上記電流カ
ウンタ8が計数したパルス信号の個数n0=7とn3=2
に基づいて、次の数1に従って位相補正量φを算出する
(ステップS21)。
First, in the phase correction amount calculation circuit 10, the current counter 8 counts during the off period (mode 0 and mode 3) before and after the on period when the absolute value of the motor current should be substantially zero. The number of pulse signals n0 = 7 and n3 = 2
Based on, the phase correction amount φ is calculated according to the following equation 1.
(Step S21).

【0024】[0024]

【数1】φ=Kp ×Δn +Ki ×ΣΔn この数1において、Kp はPI制御の比例ゲイン、Δn
は上記パルス信号の個数n3とn0との差(n3−n0)であ
り、Ki はKi =Kp ×T/Ti で算出される積分ゲイ
ンである。上記Tは演算周期であり、上記Ti は積分周
期である。
## EQU1 ## φ = Kp × Δn + Ki × ΣΔn In this equation 1, Kp is a proportional gain of PI control, Δn
Is the difference (n3-n0) between the number of pulse signals n3 and n0, and Ki is the integral gain calculated by Ki = Kp * T / Ti. The T is a calculation cycle, and the Ti is an integration cycle.

【0025】つまり、図3(A)に示す進み位相時には、
上記オン期間の前のパルス信号の個数n0が、上記オン
期間の後のパルス信号の個数n3よりも多いので、上記
位相補正量φは負の値になり、上記モータ電流の進み位
相を遅れ方向に補正するようになっている。逆に、上記
モータ電流の位相が遅れ位相の場合には、上記オン期間
の前のパルス信号の個数n0が、上記オン期間の後のパ
ルス信号の個数n3よりも少なくなるので、上記位相補
正量φは正の値になり、モータ電流の遅れ位相を進み方
向に補正するようになる。
That is, during the lead phase shown in FIG. 3 (A),
Since the number n0 of pulse signals before the ON period is larger than the number n3 of pulse signals after the ON period, the phase correction amount φ has a negative value, and the lead phase of the motor current is delayed in the delay direction. It is designed to be corrected to. On the contrary, when the phase of the motor current is a delayed phase, the number n0 of pulse signals before the ON period is smaller than the number n3 of pulse signals after the ON period. φ becomes a positive value, and the delay phase of the motor current is corrected in the forward direction.

【0026】このようにして、上記位相補正量φは、常
に、図3(B)に示すようにオン期間の前後のオフ期間の
パルス信号の個数n0とn3とを等しくするような転流制
御信号の位相補正量として算出される。
In this way, the phase correction amount φ is always commutation controlled so that the numbers n0 and n3 of the pulse signals in the off period before and after the on period are always equal as shown in FIG. 3 (B). It is calculated as the phase correction amount of the signal.

【0027】次に、上記位相補正量算出回路10は位相
補正量φを上記第2タイマ12にセットし、上記第2タ
イマ12は計時を開始し上記φに相当する時間の、上記
位相補正量φだけ、上記転流制御信号の位相を補正する
(ステップS22)。つぎに、上記第1タイマ11をリセ
ットし、再度上記第1タイマ11の計時をスタートする
(ステップS23)。上記第1タイマ11は、上記位置検
出回路2の位置信号の周期を計測するものである。
Next, the phase correction amount calculation circuit 10 sets the phase correction amount φ in the second timer 12, and the second timer 12 starts counting the time and the phase correction amount for the time corresponding to φ. Correct the phase of the commutation control signal by φ
(Step S22). Next, the first timer 11 is reset and the time counting of the first timer 11 is started again.
(Step S23). The first timer 11 measures the cycle of the position signal of the position detection circuit 2.

【0028】このように、上記実施例のブラシレス直流
モータの駆動装置は、上記比較回路7が、上記モータ電
流検出手段CTから受けたモータ電流値と、零に近い零
レベル値とを比較して、上記モータ電流値が上記零レベ
ル値を越える毎に、パルス信号を出力する。そして、マ
イクロコンピュータ5の電流カウンタ8がオフ期間に上
記比較回路7が出力したパルス信号の個数を計数する。
そして、位相補正量算出回路10が、オン期間の前と後
のオフ期間に計数したパルス信号の個数に基づいて、パ
ルス信号の個数が、オン期間の前と後のオフ期間で等し
くなり、上記モータの最適効率を実現できるモータ電流
の最適位相が実現できるような転流制御信号の位相補正
量φを算出する。そして、第2タイマ12が上記位相補
正量φに基づいて、上記転流制御信号の位相を補正す
る。
As described above, in the brushless DC motor drive device of the above embodiment, the comparison circuit 7 compares the motor current value received from the motor current detection means CT with a zero level value close to zero. A pulse signal is output every time the motor current value exceeds the zero level value. Then, the current counter 8 of the microcomputer 5 counts the number of pulse signals output from the comparison circuit 7 during the off period.
Then, based on the number of pulse signals counted by the phase correction amount calculation circuit 10 in the off period before and after the on period, the number of pulse signals becomes equal in the off period before and after the on period. The phase correction amount φ of the commutation control signal is calculated so that the optimum phase of the motor current that can realize the optimum efficiency of the motor can be realized. Then, the second timer 12 corrects the phase of the commutation control signal based on the phase correction amount φ.

【0029】したがって、上記実施例によれば、周波数
に応じた予め定められた位相補正しか行わない従来例と
異なり、実際のモータ電流に応じて、モータへの負荷変
動等にも対応して、常に、上記モータ電流の位相を上記
最適位相に位相補正することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, unlike the conventional example in which only the predetermined phase correction corresponding to the frequency is performed, the load variation to the motor is dealt with according to the actual motor current. The phase of the motor current can always be corrected to the optimum phase.

【0030】したがって、上記実施例によれば、モータ
運転中にモータに加わる負荷の大きさが変化しても常に
転流制御信号を最適位相に修正でき、モータの最適効率
を実現できる。
Therefore, according to the above embodiment, the commutation control signal can always be corrected to the optimum phase even if the magnitude of the load applied to the motor changes during motor operation, and the optimum efficiency of the motor can be realized.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明のブラ
シレス直流モータの駆動装置は、比較器が、上記モータ
電流検出手段から受けたモータ電流値と、零に近い零レ
ベル値とを比較して、上記モータ電流値が上記零レベル
値を越える毎に、パルス信号を出力し、パルス信号計数
手段が上記比較器が出力したパルス信号の個数を計数
し、位相補正量算出手段が、オン期間の前と後のオフ期
間に計数したパルス信号の個数に基づいて、パルス信号
の個数をオン期間の前と後のオフ期間で等しくする転流
制御信号の位相補正量を算出し、位相補正手段が上記位
相補正量に基づいて、上記転流制御信号の位相を補正す
る。
As is apparent from the above, in the brushless DC motor drive device of the present invention, the comparator compares the motor current value received from the motor current detecting means with a zero level value close to zero. Each time the motor current value exceeds the zero level value, a pulse signal is output, the pulse signal counting means counts the number of pulse signals output by the comparator, and the phase correction amount calculating means turns on the ON period. A phase correction amount of the commutation control signal that equalizes the number of pulse signals in the off period before and after the on period is calculated based on the number of pulse signals counted in the off period before and after the Corrects the phase of the commutation control signal based on the phase correction amount.

【0032】したがって、本発明によれば、周波数に応
じた予め定められた位相補正しか行わない従来例と異な
り、実際のモータ電流に応じて、モータへの負荷変動等
にも対応して、常に、上記モータ電流の位相を最適位相
に位相補正することができる。
Therefore, according to the present invention, unlike the conventional example in which only the predetermined phase correction according to the frequency is performed, the load variation to the motor is always dealt with according to the actual motor current. The phase of the motor current can be corrected to the optimum phase.

【0033】したがって、本発明によれば、モータ運転
中にモータに加わる負荷の大きさが変化しても常に転流
制御信号を最適位相に修正し、モータの最適効率を実現
できる。
Therefore, according to the present invention, even if the magnitude of the load applied to the motor changes during the operation of the motor, the commutation control signal is always corrected to the optimum phase, and the optimum efficiency of the motor can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のブラシレス直流モータの駆動装置の
実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of a brushless DC motor drive device of the present invention.

【図2】 ブラシレス直流モータのモータ電流の各位相
における波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram of each phase of a motor current of a brushless DC motor.

【図3】 上記モータ電流とこのモータ電流に対応する
パルス信号波形を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the motor current and a pulse signal waveform corresponding to the motor current.

【図4】 上記実施例のマイクロコンピュータの動作を
示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the microcomputer of the above embodiment.

【図5】 上記実施例の転流制御信号の位相補正動作を
説明するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a phase correction operation of a commutation control signal according to the above embodiment.

【図6】 従来のブラシレス直流モータの駆動装置を示
す全体図および誘起電圧検出回路の詳細図である。
FIG. 6 is an overall view showing a conventional brushless DC motor drive device and a detailed view of an induced voltage detection circuit.

【図7】 従来のブラシレス直流モータの電機子巻線の
端子電圧および上記誘起電圧検出回路における各波形お
よび位置信号および転流制御信号を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 7 is a timing chart showing a terminal voltage of an armature winding of a conventional brushless DC motor, waveforms in the induced voltage detection circuit, a position signal, and a commutation control signal.

【図8】 図7における信号の遅れ,進みおよび遅れ補
正,進み補正を説明するタイミングチャートである。
8 is a timing chart for explaining delay, advance, delay correction, and advance correction of the signal in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ブラシレス直流モータ、2…位置検出回路、3…イ
ンバータ回路、5…マイクロコンピュータ、6…コンパ
レータ、7…比較回路、8…電流カウンタ、10…位相
補正量算出回路、11…第1タイマ 12…第2タイマ。
1 ... Brushless DC motor, 2 ... Position detection circuit, 3 ... Inverter circuit, 5 ... Microcomputer, 6 ... Comparator, 7 ... Comparison circuit, 8 ... Current counter, 10 ... Phase correction amount calculation circuit, 11 ... First timer 12 … Second timer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転子と電機子巻線を有するブラシレス
直流モータ(1)の上記電機子巻線の端子電圧から上記回
転子の位置を検出する位置検出手段(2)と、インバータ
回路(3)と、上記位置検出手段(2)からの位置検出信号
に応じて上記インバータ回路(3)に転流制御信号を出力
して、上記インバータ回路(3)の通流状態を順次切り換
えて上記モータ(1)を駆動する制御手段(5)とを備えた
ブラシレス直流モータの駆動装置において、 上記インバータ回路(3)から上記モータ(1)へ流れるモ
ータ電流を検出するモータ電流検出手段(CT)と、 上記モータ電流検出手段(CT)から受けたモータ電流値
と、零に近い零レベル値とを比較して、上記モータ電流
値が上記零レベル値を越える毎に、パルス信号を出力す
る比較器(7)とを有し、 上記制御手段(5)は、 上記比較器(7)が出力したパルス信号の個数を計数する
パルス信号計数手段(8)と、 上記モータ(1)の電機子巻線へのモータ電流の絶対値が
最大値を取るオン期間の前後で、上記モータ電流の絶対
値が略零になるべきオフ期間に上記パルス信号計数手段
が計数したパルス信号の個数に基づいて、パルス信号の
個数をオン期間の前後のオフ期間で等しくする転流制御
信号の位相補正量を算出する位相補正量算出手段(10)
と、 上記位相補正量算出手段(10)が算出した位相補正量に
基づいて、上記転流制御信号の位相を補正する位相補正
手段(12)とを備えたことを特徴とするブラシレス直流
モータの駆動装置。
1. A position detecting means (2) for detecting the position of the rotor from a terminal voltage of the armature winding of a brushless DC motor (1) having a rotor and an armature winding, and an inverter circuit (3). ) And a commutation control signal to the inverter circuit (3) in response to the position detection signal from the position detection means (2) to sequentially switch the flow state of the inverter circuit (3) to switch the motor. A brushless DC motor driving device comprising a control means (5) for driving (1), and a motor current detection means (CT) for detecting a motor current flowing from the inverter circuit (3) to the motor (1). A comparator that compares the motor current value received from the motor current detection means (CT) with a zero level value close to zero and outputs a pulse signal each time the motor current value exceeds the zero level value. (7), and the above control means (5) A pulse signal counting means (8) for counting the number of pulse signals output from the comparator (7), and an ON period in which the absolute value of the motor current to the armature winding of the motor (1) takes the maximum value. Before and after, the number of pulse signals is equalized in the off period before and after the on period based on the number of pulse signals counted by the pulse signal counting means in the off period when the absolute value of the motor current should be substantially zero. Phase correction amount calculation means (10) for calculating the phase correction amount of the commutation control signal
And a phase correction means (12) for correcting the phase of the commutation control signal based on the phase correction amount calculated by the phase correction amount calculation means (10). Drive.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000013302A1 (en) * 1998-08-31 2000-03-09 Hitachi, Ltd. Controller for pwm/pam motor, air conditioner, and method of motor control
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