JPH07123775A - Rotor position signal generator for sensorless brushless motor and driver for the same motor - Google Patents

Rotor position signal generator for sensorless brushless motor and driver for the same motor

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JPH07123775A
JPH07123775A JP5272506A JP27250693A JPH07123775A JP H07123775 A JPH07123775 A JP H07123775A JP 5272506 A JP5272506 A JP 5272506A JP 27250693 A JP27250693 A JP 27250693A JP H07123775 A JPH07123775 A JP H07123775A
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JP
Japan
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rotor position
brushless motor
position signal
circuit
sensorless brushless
Prior art date
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Application number
JP5272506A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuji Soeda
勝二 添田
Shinji Nemoto
伸治 根本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamamoto Electric Corp
Original Assignee
Yamamoto Electric Corp
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Publication date
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify a circuit without necessity for complicated process using an integration circuit, etc., by comparing phase voltages of armature windings of a sensorless brushless motor with each other, and obtaining a rotor position signal. CONSTITUTION:When a motor 2 starts, phase voltages U, V, W present at armature windings 3u, 2v, 3w are applied to comparators 6a, 6b, 6c through filters 9u, 9v, 9w. The comparators 6a, 6b, 6c obtain differences of output voltages Vu, Vv, Vw, and output voltages V1, Vb, Vc. The voltages Va, Vb, Vc respectively correspond to predetermined angular positions of a rotor 4 to become rotor position signals of the motor 2. A controller 5 applies it to a switching signal generator 54 through contacts 58a, 58b, 58c to generate a switching signal. Since a commutation circuit 1 is controlled by the switching signal, it is ordinarily stably operated at a predetermined synchronizing speed.

Description

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

【0001】本発明はセンサレスブラシレスモータに関
し、特にセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号
発生回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路に
関する。
The present invention relates to a sensorless brushless motor, and more particularly to a rotor position signal generation circuit for a sensorless brushless motor and a drive circuit for a sensorless brushless motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のブラシレスモータの駆動回路とし
ては、モータ駆動信号を発生するために用いられる回転
子位置信号を、回転子の周囲にそれを囲むように設けら
れた複数のホールセンサから得るようにしたものがあっ
た。しかし、この場合、ホールセンサからの線がモータ
から出るため配線が複雑となり、また回転子の周囲にホ
ールセンサを置くためモータの小型化が妨げられ、更に
ホールセンサは温度が高くなると壊れるおそれがあっ
た。
2. Description of the Related Art In a conventional brushless motor drive circuit, a rotor position signal used for generating a motor drive signal is obtained from a plurality of Hall sensors provided around the rotor so as to surround it. There was something I did. However, in this case, the wire from the Hall sensor goes out of the motor, which complicates the wiring, and because the Hall sensor is placed around the rotor, miniaturization of the motor is hindered, and the Hall sensor may be damaged if the temperature rises. there were.

【0003】このような点から近年、ホールセンサ等の
センサを用いずに回転子位置信号を得るようにしたセン
サレスブラシレスモータが開発されており、その一例が
例えば特公昭第58−25038号公報に示されてい
る。このような従来技術においては、電機子巻線に誘起
される回転起電力を中性点電圧と比較して回転子位置を
検出するものであり、具体的には、該比較の結果得た信
号を位相や減衰率を適切に調整した積分回路等を通し、
それにより得た信号を再び比較して回転子位置信号を得
ている。
From this point of view, in recent years, a sensorless brushless motor has been developed in which a rotor position signal is obtained without using a sensor such as a Hall sensor. One example thereof is disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-25038. It is shown. In such a conventional technique, the rotor electromotive force induced in the armature winding is compared with the neutral point voltage to detect the rotor position. Specifically, the signal obtained as a result of the comparison is detected. Through an integrator circuit with the phase and attenuation adjusted appropriately,
The signals thus obtained are compared again to obtain the rotor position signal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする問題点】上記特公昭に記載の
従来技術では、積分回路等を用いて複雑な処理を必要と
し、従って回路が複雑となるため、組み立て等が面倒と
なると共にコストが高くなった。
In the prior art described in the above Japanese Patent Publication, a complicated process is required by using an integrating circuit and the like, which complicates the circuit, which complicates the assembly and the cost. It became high.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明の目的は上記の従来技術の問題点
を解決し、安価で簡単な構成で回転子位置信号を発生し
得るセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生
回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路を提供
するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a rotor position signal generation circuit of a sensorless brushless motor and a sensorless brushless motor which can generate a rotor position signal with an inexpensive and simple structure. To provide a driving circuit.

【0006】[0006]

【問題点を解決するための手段】本発明は、センサレス
ブラシレスモータの電機子巻線の各対の相電圧同志を比
較器により比較することにより、各比較器よりセンサレ
スブラシレスモータの回転子位置信号を得るようにした
ものである。また、電機子巻線の各々にフィルタを接続
し、該フィルタの各対について該フィルタから得られる
相電圧同志を比較器により比較することにより、より正
確に回転子位置信号を得るようにしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, by comparing the phase voltage of each pair of armature windings of a sensorless brushless motor with a comparator, the rotor position signal of the sensorless brushless motor is output from each comparator. Is to get. Further, a filter is connected to each of the armature windings, and a phase voltage obtained from the filter for each pair of the filters is compared by a comparator to obtain a rotor position signal more accurately. Is.

【0007】[0007]

【作用】本発明においては、各電機子巻線の相電圧が、
駆動回路からの励磁電圧と回転起電力との重畳電圧であ
り、各相電圧のピーク値が回転子の所定の角位置に現
れ、従って電機子巻線の各対の相電圧間の差の電圧が回
転子位置信号に対応する位相角位置に現れる点に着目
し、電機子巻線の各対の相電圧を比較器で比較すること
でセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号を得る
ようにしたものである。また、各電機子巻線の相電圧を
それぞれフィルタ(ローパスフィルタ)を通した後、比
較器で比較することでより正確に回転子位置信号を得る
ようにしたものである。従って、回転子位置信号を得る
ために必要な回路構成は比較器(及びフィルタ)のみで
良く、回路構成を簡単にでき従って安価な回転子位置信
号発生回路が提供できる。
In the present invention, the phase voltage of each armature winding is
It is the superimposed voltage of the excitation voltage from the drive circuit and the rotation electromotive force, and the peak value of each phase voltage appears at a predetermined angular position of the rotor, and therefore the voltage difference between the phase voltages of each pair of armature windings. Paying attention to the point that appears at the phase angle position corresponding to the rotor position signal, the rotor position signal of the sensorless brushless motor is obtained by comparing the phase voltage of each pair of armature windings with a comparator. Is. Further, the phase voltage of each armature winding is passed through a filter (low-pass filter) and then compared by a comparator to obtain a rotor position signal more accurately. Therefore, the circuit configuration required to obtain the rotor position signal is only the comparator (and the filter), and the circuit configuration can be simplified, so that the inexpensive rotor position signal generating circuit can be provided.

【0008】[0008]

【実施例】本発明によるセンサレスブラシレスモータの
回転子位置信号発生回路及びセンサレスブラシレスモー
タの駆動回路の実施例を添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施例の構成を示す回路図であり、図
2は図1の各部における信号波形を示すタイミングチャ
ートである。尚、本実施例は典型例として3相のセンサ
レスブラシレスモータに本発明を適用したものである
が、本発明は相数に無関係に多相のセンサレスブラシレ
スモータに適用可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a rotor position signal generating circuit for a sensorless brushless motor and a drive circuit for a sensorless brushless motor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a timing chart showing signal waveforms in respective parts of FIG. Although the present embodiment applies the present invention to a three-phase sensorless brushless motor as a typical example, the present invention can be applied to a multi-phase sensorless brushless motor regardless of the number of phases.

【0009】図1において、ブラシレスモータ2の電機
子巻線3u,3v,3wはそれぞれ抵抗8u,8v,8
wを介してコンデンサ7u,7v,7wの一端に接続さ
れ、これらコンデンサの他端は接地されている。これら
抵抗8u、8v,8wとコンデンサ7u,7v,7wの
各組はそれぞれローパスフィルタ9u,9v,9wを構
成する。比較器6aは抵抗8uとコンデンサ7uの接続
点に接続され、比較器6bは抵抗8vとコンデンサ7v
の接続点に接続され、比較器6cは抵抗8wとコンデン
サ7wの接続点に接続されている。比較器6aはコンデ
ンサ7u,7wの一端の電圧を比較し、比較器6bはコ
ンデンサ7u,7vの一端の電圧を比較し、比較器6c
はコンデンサ7v,7wの一端の電圧を比較する。比較
器6a,6b,6cの出力電圧信号Va,Vb,Vcは
回転子の位置信号として制御回路5に与えられる。
In FIG. 1, armature windings 3u, 3v, 3w of the brushless motor 2 have resistors 8u, 8v, 8 respectively.
The capacitors 7u, 7v, and 7w are connected via w to one end, and the other ends of these capacitors are grounded. Each set of these resistors 8u, 8v, 8w and capacitors 7u, 7v, 7w constitutes low pass filters 9u, 9v, 9w, respectively. The comparator 6a is connected to the connection point of the resistor 8u and the capacitor 7u, and the comparator 6b is connected to the resistor 8v and the capacitor 7v.
The comparator 6c is connected to the connection point of the resistor 8w and the capacitor 7w. The comparator 6a compares the voltage at one end of the capacitors 7u and 7w, the comparator 6b compares the voltage at one end of the capacitors 7u and 7v, and the comparator 6c.
Compares the voltages at one ends of the capacitors 7v and 7w. The output voltage signals Va, Vb, Vc of the comparators 6a, 6b, 6c are given to the control circuit 5 as position signals of the rotor.

【0010】制御回路5は、タイマ50、起動用回転子
位置信号発生回路52、スイッチング信号発生回路5
4、タイマにより制御されるリレー56、該リレーに応
動しスイッチング信号発生回路54に接続された接点5
8a,58b,58cを有する。起動用回転子信号発生
回路52はタイマ50の制御の下でモータ2の起動後所
定時間の間、起動用回転子位置信号を発生してリレーの
接点58a,58b,58cを介してスイッチング信号
発生回路54に与える。リレー56は、タイマ50の制
御の下でモータ2の起動後の所定時間の間は接点58
a,58b,58cを起動用回転子位置信号発生回路5
2側へ接続し、所定時間経過後は接点58a,58b,
58cを比較器6a,6b,6c側へ接続する。従っ
て、スイッチング信号発生回路54は、起動後の所定時
間の間は起動用回転子位置信号発生回路52からの起動
用回転子位置信号に基づき、所定時間経過後は比較器6
a,6b,6cからの回転子位置信号Va,Vb,Vc
に基づきスイッチング信号を発生する。これらスイッチ
ング信号は、半導体コミュテーション回路1の各制御電
極付き半導体スイッチング素子、例えばトランジスタ1
0u,10v,10w,12u,12v,12wに与え
られる。各トランジスタ10u,10v,10w,12
u,12v,12wにはそれぞれ並列にフリーホイール
ダイオード20u,20v,20w,22u,22v,
22wが接続されている。これら6個のトランジスタは
3相ブリッジ接続されている。 トランジスタ10u,1
2uは電機子巻線3uへの励磁信号発生用、トランジス
タ10v,12vは電機子巻線3vへの励磁信号発生
用、トランジスタ10w,12wは電機子巻線3wへの
励磁信号発生用である。制御回路5における半導体コミ
ュテーション回路1へのスイッチング信号を発生するた
めの構成は公知のものでよく従ってその詳細な説明は省
略する。ここで、起動用回転子位置信号発生回路52
は、起動時より時間が経過するに従いデューティ比は同
じで周波数の高くなる起動用回転子位置信号(図2の
(g),(h),(i)と同様の波形)を出力する。該
起動用回転子位置信号のデューティ比は回転子位置信号
Va,Vb,Vcと同じで、その周波数は、好ましく
は、所定時間経過時には同期速度での回転子位置信号の
周波数とほぼ同じとなる。
The control circuit 5 includes a timer 50, a starting rotor position signal generating circuit 52, and a switching signal generating circuit 5.
4, a relay 56 controlled by a timer, a contact 5 responsive to the relay and connected to the switching signal generating circuit 54
It has 8a, 58b and 58c. Under the control of the timer 50, the starting rotor signal generating circuit 52 generates a starting rotor position signal for a predetermined time after starting the motor 2 and generates a switching signal via the relay contacts 58a, 58b, 58c. It is given to the circuit 54. The relay 56 has a contact 58 under the control of the timer 50 for a predetermined time after the motor 2 is started.
a, 58b and 58c are the starting rotor position signal generating circuit 5
2 side, after a predetermined time has elapsed, contacts 58a, 58b,
58c is connected to the side of the comparators 6a, 6b, 6c. Therefore, the switching signal generating circuit 54 is based on the starting rotor position signal from the starting rotor position signal generating circuit 52 for a predetermined time after starting, and after the predetermined time has elapsed, the comparator 6
Rotor position signals Va, Vb, Vc from a, 6b, 6c
Generates a switching signal based on These switching signals are transmitted to the semiconductor switching element with each control electrode of the semiconductor commutation circuit 1, for example, the transistor 1
0u, 10v, 10w, 12u, 12v, 12w. Each transistor 10u, 10v, 10w, 12
Free wheel diodes 20u, 20v, 20w, 22u, 22v, are connected in parallel to u, 12v, 12w, respectively.
22w is connected. These six transistors are three-phase bridge connected. Transistors 10u, 1
2u is for generating an excitation signal to the armature winding 3u, transistors 10v and 12v are for generating an excitation signal to the armature winding 3v, and transistors 10w and 12w are for generating an excitation signal to the armature winding 3w. The configuration for generating the switching signal to the semiconductor commutation circuit 1 in the control circuit 5 may be a known one, and therefore its detailed description will be omitted. Here, the starting rotor position signal generation circuit 52
Outputs a starting rotor position signal (waveforms similar to (g), (h), and (i) in FIG. 2) in which the duty ratio is the same and the frequency becomes higher as time elapses after the start. The duty ratio of the starting rotor position signal is the same as that of the rotor position signals Va, Vb, Vc, and its frequency is preferably substantially the same as the frequency of the rotor position signal at the synchronous speed when a predetermined time has elapsed. .

【0011】次に、本実施例の動作を図2を参照して説
明する。起動時においては、制御回路5のタイマ50
は、図示しない起動スイッチに応答して所定時間の間接
点58a,58b,58cを起動用回転子位置信号発生
回路52側に接続すると共に、起動用回転子位置信号発
生回路52より起動用回転子位置信号を発生させる。従
って、起動用回転子位置信号は接点58a,58b,5
8cを介してスイッチング信号発生回路54に与えら
れ、それによりスイッチング信号発生回路54は起動用
回転子位置信号に対応するデューティ比及び周波数のス
イッチング信号を半導体コミュテーション回路1に与え
ブラシレスモータ2を起動する。ここで所定時間とは好
ましくはモータ2が同期速度に達するに必要な時間であ
り、デューティ比とはモータ2が同期速度で回転するに
必要なデューティ比である。モータ2の起動後所定時間
経過すると、タイマ50の制御により接点58a,58
b,58cは比較器6a,6b,6c側に接続されると
共に起動用回転子位置信号発生回路52の出力は停止さ
れ、代わりに比較器6a,6b,6cからの回転子位置
信号Va,Vb,Vcが接点58a,58b,58cを
介してスイッチング信号発生回路54に与えられる。従
って、スイッチング信号発生回路54は回転子位置信号
Va,Vb,Vcに基づきスイッチング信号を半導体コ
ミュテーション回路1に与える。従って、モータ2の起
動後所定時間経過すると、コミュテーション回路1への
スイッチング信号は回転子位置信号Va,Vb,Vcに
対応したものとなる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. At startup, the timer 50 of the control circuit 5
Connects the contacts 58a, 58b, 58c to the starting rotor position signal generating circuit 52 side for a predetermined time in response to a starting switch (not shown), and causes the starting rotor position signal generating circuit 52 to start the starting rotor. Generate a position signal. Therefore, the starting rotor position signal is transmitted to the contacts 58a, 58b, 5
8c is applied to the switching signal generation circuit 54, whereby the switching signal generation circuit 54 applies a switching signal having a duty ratio and frequency corresponding to the starting rotor position signal to the semiconductor commutation circuit 1 to start the brushless motor 2. To do. Here, the predetermined time is preferably a time required for the motor 2 to reach the synchronous speed, and the duty ratio is a duty ratio required for the motor 2 to rotate at the synchronous speed. When a predetermined time has elapsed after the motor 2 is started, the contacts 58a, 58 are controlled by the timer 50.
b and 58c are connected to the comparators 6a, 6b and 6c side, the output of the starting rotor position signal generating circuit 52 is stopped, and instead the rotor position signals Va and Vb from the comparators 6a, 6b and 6c are used. , Vc are applied to the switching signal generating circuit 54 via the contacts 58a, 58b, 58c. Therefore, the switching signal generation circuit 54 gives a switching signal to the semiconductor commutation circuit 1 based on the rotor position signals Va, Vb, Vc. Therefore, when a predetermined time elapses after the motor 2 is started, the switching signal to the commutation circuit 1 corresponds to the rotor position signals Va, Vb, Vc.

【0012】以下に、スイッチング信号発生回路54が
発生するスイッチング信号について説明する。モータ2
が起動されると、その回転中において電機子巻線3u、
3v,3wに現れる相電圧U,V,Wの各波形は図2の
(a),(b),(c)のようになる。ここで、これら
相電圧波形の特徴を例えば相電圧Uを例として説明す
る。 まず、期間t1〜t2に現れるパルス状の電圧は
U相に対応するトランジスタ12uがオフしたことによ
り発生した電圧であり、期間t2〜t3の徐々に増加す
る電圧はU相の電機子巻線3uが回転子4の磁極に接近
することにより誘起される逆起電力であり、期間t3〜
t6はU相のトランジスタ10uがオンしたことにより
半導体コミュテーション回路1より印加される電圧であ
る。時刻t6においてトランジスタ10uがオフされる
と時刻t6〜t7において負側のパルス電圧が現れる。
期間t7〜t8に現れる徐々に減少する電圧はU相の電
機子巻線3uが回転子4の磁極から離れることにより誘
起される逆起電力である。ここで、期間t1〜t2のパ
ルス電圧のピーク値及び時刻t3付近での逆起電力のピ
ーク値は共に、期間t3〜t6でのトランジスタ10u
のオンによる印加電圧値Vumをわずかに超えた値とな
る。また、期間t6〜t7のパルス電圧の負のピーク値
及び時刻t8付近での逆起電力の負のピーク値は共に、
期間t6〜t10でのトランジスタ10uのオフによる
電圧値0Vをわずかに下まわる値となる。他の相の電圧
波形も同様な波形を有する。
The switching signal generated by the switching signal generation circuit 54 will be described below. Motor 2
Is started, the armature winding 3u,
The waveforms of the phase voltages U, V, and W appearing at 3v and 3w are as shown in (a), (b), and (c) of FIG. Here, the characteristics of these phase voltage waveforms will be described by taking the phase voltage U as an example. First, the pulsed voltage appearing in the periods t1 to t2 is a voltage generated by turning off the transistor 12u corresponding to the U phase, and the gradually increasing voltage in the periods t2 to t3 is the armature winding 3u of the U phase. Is a counter electromotive force induced by approaching the magnetic pole of the rotor 4,
t6 is a voltage applied from the semiconductor commutation circuit 1 when the U-phase transistor 10u is turned on. When the transistor 10u is turned off at time t6, a negative pulse voltage appears at times t6 to t7.
The gradually decreasing voltage appearing in the period t7 to t8 is the counter electromotive force induced by the U-phase armature winding 3u moving away from the magnetic pole of the rotor 4. Here, the peak value of the pulse voltage in the periods t1 to t2 and the peak value of the counter electromotive force near the time t3 are both the transistor 10u in the periods t3 to t6.
The value slightly exceeds the applied voltage value Vum due to turning on. Further, both the negative peak value of the pulse voltage in the period t6 to t7 and the negative peak value of the counter electromotive force near the time t8 are
It is a value slightly lower than the voltage value 0V due to the turning off of the transistor 10u in the period t6 to t10. The voltage waveforms of the other phases have similar waveforms.

【0013】このような各電機子巻線に現れた各相電圧
U,V,Wは対応するフィルタ9u,9v,9wを介し
て対応する比較器6a,6b,6cに与えられる。フィ
ルタ9u,9v,9wを通った各相電圧、即ち各フィル
タ9u,9v,9wの出力電圧Vu,Vv,Vwは図2
の(d),(e),(f)のようになる。即ち、例えば
U相の相電圧に関しては、期間t1〜t2のパルス電圧
のピーク値は電圧Vum未満となり、期間t6〜t7の
パルス電圧のピーク値は電圧値0Vを超える値となる
が、時刻t3付近での逆起電力の正のピーク値は電圧V
umを超えた値であり、時刻t8付近での逆起電力の負
のピーク値は電圧値0V未満である。尚、各フィルタの
時定数は、このようにパルス電圧の正及び負のピーク値
を大きく減少し、逆起電力部の正及び負のピーク値を僅
かに減少するように設定されている。従って、各フィル
タ9u,9v,9wの出力電圧Vu,Vv,Vwの正及
び負のピーク値は回転子の所定の角位置に対応してい
る。
The phase voltages U, V, W appearing in the armature windings are supplied to the corresponding comparators 6a, 6b, 6c via the corresponding filters 9u, 9v, 9w. The phase voltages that have passed through the filters 9u, 9v, 9w, that is, the output voltages Vu, Vv, Vw of the filters 9u, 9v, 9w are shown in FIG.
(D), (e), (f). That is, for example, regarding the phase voltage of the U phase, the peak value of the pulse voltage in the periods t1 to t2 is less than the voltage Vum, and the peak value of the pulse voltage in the periods t6 to t7 is a value exceeding the voltage value 0V, but at time t3. The positive peak value of the back electromotive force in the vicinity is the voltage V
The value exceeds um, and the negative peak value of the back electromotive force near time t8 is less than the voltage value 0V. The time constant of each filter is set so that the positive and negative peak values of the pulse voltage are greatly reduced and the positive and negative peak values of the counter electromotive force unit are slightly reduced. Therefore, the positive and negative peak values of the output voltages Vu, Vv, Vw of the filters 9u, 9v, 9w correspond to the predetermined angular positions of the rotor.

【0014】これらフィルタ9u,9v,9wの出力電
圧Vu,Vv,Vwが対応する比較器6a,6b,6c
に与えられると、各比較器6a,6b,6cは対応する
出力電圧Vu,Vv,Vwの差(Vu−Vw),(Vv
−Vu),(Vw−Vv)を求め出力電圧Va,Vb,
Vc(図2の(g),(h),(i))としてそれぞれ
出力する。即ち、例えば、比較器6aにおいては、フィ
ルタ9u,9wの出力電圧Vu、Vwの差を求めること
で図2の(g)に示す出力電圧Vaが得られる。これ
は、上記したように、フィルタ9uの出力電圧Vu(図
2の(d))が、例えば、時刻t3、t11付近等で正
のピークとなり、時刻t8付近等で負のピークとなり、
またフィルタ9wの出力電圧Vw(図2の(d)の点
線)が時刻t9付近等で正のピークとなり、時刻t5,
t12付近等で負のピークとなるため、出力電圧Vuと
Vwとの差として得られる電圧が時刻t3からt8等に
おいてハイレベル、時刻t8〜t11等においてローレ
ベルとなるからである。他の比較器6b,6cの出力電
圧Vb,Vcも同様にして図2の(h),(i)に示す
波形となる。こうして得られた比較器6a,6b,6c
の出力電圧Va,Vb,Vcはそれぞれ回転子の所定の
角位置に対応し、モータ2の回転子位置信号となる。こ
れら比較器6a,6b,6cの出力電圧は、制御回路5
において接点58a,58b,58cを介してスイッチ
ング信号発生回路54に与えられ、上記のように該発生
回路54はこれら回転子位置信号に基づきスイッチング
信号を発生する。従って、コミュテーション回路1のト
ランジスタ10u,12u,10v,12v,10w,
12wの出力電圧はそれぞれ図2の(j)〜(o)のよ
うになる。
Comparators 6a, 6b, 6c corresponding to the output voltages Vu, Vv, Vw of these filters 9u, 9v, 9w.
Is given to each of the comparators 6a, 6b, 6c, the difference (Vu−Vw), (Vv) between the corresponding output voltages Vu, Vv, Vw.
-Vu), (Vw-Vv) is calculated and output voltages Va, Vb,
Output as Vc ((g), (h), (i) in FIG. 2). That is, for example, in the comparator 6a, the output voltage Va shown in (g) of FIG. 2 is obtained by obtaining the difference between the output voltages Vu and Vw of the filters 9u and 9w. This is because, as described above, the output voltage Vu ((d) of FIG. 2) of the filter 9u has a positive peak near times t3 and t11 and a negative peak around time t8, for example.
Further, the output voltage Vw of the filter 9w (dotted line in (d) of FIG. 2) has a positive peak near time t9, and the time t5.
Since it has a negative peak near t12 and the like, the voltage obtained as the difference between the output voltages Vu and Vw becomes high level from time t3 to t8 and the like, and becomes low level from time t8 to t11 and the like. The output voltages Vb and Vc of the other comparators 6b and 6c also have the waveforms shown in (h) and (i) of FIG. The comparators 6a, 6b, 6c thus obtained
The output voltages Va, Vb, Vc of each correspond to a predetermined angular position of the rotor and become a rotor position signal of the motor 2. The output voltage of these comparators 6a, 6b, 6c is controlled by the control circuit 5
Is applied to the switching signal generating circuit 54 via the contacts 58a, 58b, 58c at, and as described above, the generating circuit 54 generates a switching signal based on these rotor position signals. Therefore, the transistors 10u, 12u, 10v, 12v, 10w of the commutation circuit 1
The output voltage of 12w is as shown in (j) to (o) of FIG.

【0015】従って、本実施例においては、起動後所定
時間の間は起動用回転子位置信号発生回路52からの起
動用回転子位置信号に基づくスイッチング信号発生回路
54からのスイッチング信号によりコミュテーション回
路1が制御されてモータ2は駆動され、起動後所定時間
経過すると、回転子位置信号Va,Vb,Vcに基づく
スイッチング信号発生回路54からのスイッチング信号
によりコミュテーション回路1が制御されモータ2が駆
動される。従って、起動後所定時間経過すると、モータ
2は逆起電力(回転起電力)に同期して発生された回転
子位置信号に従い制御されるため、同期はずれを起こす
ことなく安定に所定の同期速度で定常運転されることと
なる。
Therefore, in this embodiment, the commutation circuit is operated by the switching signal from the switching signal generating circuit 54 based on the starting rotor position signal from the starting rotor position signal generating circuit 52 for a predetermined time after starting. 1 is controlled to drive the motor 2, and when a predetermined time has elapsed after the start-up, the commutation circuit 1 is controlled by the switching signal from the switching signal generation circuit 54 based on the rotor position signals Va, Vb, Vc, and the motor 2 is driven. To be done. Therefore, after a lapse of a predetermined time after starting, the motor 2 is controlled in accordance with the rotor position signal generated in synchronization with the counter electromotive force (rotational electromotive force), so that the motor 2 is stably maintained at the predetermined synchronization speed without being out of synchronization. It will be in steady operation.

【0016】このような状態でモータ2の負荷変動等に
よりモータ2の速度が変化した場合、例えば速度が同期
速度より遅くなった場合について図3を参照して説明す
る。図3において、実線は同期速度での状態、点線は同
期速度より遅い状態を示す。例えば、モータが同期速度
で定常運転している状態において、モータ速度が減少す
ると各相電圧U、V,W、例えば相電圧Uは図3の
(a)に示すように変化し、従って対応するフィルタ9
u,9v,9wの各出力電圧Vu,Vv,Vw、例えば
Vuも図3の(b)に示すように変化する。従って、各
比較器6a,6b,6cからの各回転子位置信号Va,
Vb,Vc、例えばVaも図3の(d)に示すようにそ
の立ち上がり位相が遅れると共に、そのデューティも長
くなる。従って、モータ2の回転速度は増加し同期速度
にすみやかに復帰する。速度が同期速度より増加した場
合も同様にしてすみやかに同期速度に復帰される。
A case in which the speed of the motor 2 changes due to load fluctuations of the motor 2 in such a state, for example, the speed becomes slower than the synchronous speed will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the solid line shows the state at the synchronous speed, and the dotted line shows the state slower than the synchronous speed. For example, in the state where the motor is in steady operation at the synchronous speed, when the motor speed decreases, each phase voltage U, V, W, for example, the phase voltage U changes as shown in FIG. Filter 9
The output voltages Vu, Vv, Vw of u, 9v, 9w, for example, Vu also change as shown in FIG. Therefore, each rotor position signal Va, from each comparator 6a, 6b, 6c,
As shown in FIG. 3D, the rising phase of Vb and Vc, for example, Va is delayed, and the duty thereof is also increased. Therefore, the rotation speed of the motor 2 increases and returns to the synchronous speed promptly. Similarly, when the speed is higher than the synchronous speed, the synchronous speed is promptly restored.

【0017】上記実施例では、タイマ50を用い、起動
後所定時間の間は起動用回転子位置信号発生回路52か
らの起動用回転子位置信号を、起動後所定時間経過する
と比較器6a,6b,6cからの回転子位置信号をスイ
ッチング信号発生回路54に与えるようにしたが、タイ
マの代わりにモータ2の速度検出手段を設け、起動後モ
ータの速度が同期速度に達するまでの間は起動用回転子
位置信号発生回路52からの起動用回転子位置信号を、
同期速度に達すると比較器6a,6b,6cからの回転
子位置信号をスイッチング信号発生回路54に与えるよ
うにしても良い。
In the above embodiment, the timer 50 is used, and the starter rotor position signal from the starter rotor position signal generating circuit 52 is used for a predetermined time after start-up, and the comparators 6a, 6b are operated when a predetermined time has passed after start-up. , 6c is applied to the switching signal generating circuit 54, but a speed detecting means for the motor 2 is provided in place of the timer to start the motor until the speed of the motor reaches the synchronous speed. The starting rotor position signal from the rotor position signal generation circuit 52 is
When the synchronous speed is reached, the rotor position signals from the comparators 6a, 6b and 6c may be given to the switching signal generating circuit 54.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のように、本発明においてはセンサ
レスブラシレスモータの電機子巻線の各対の相電圧同志
を好ましくはフィルタを介して比較器により比較するこ
とにより、各比較器よりセンサレスブラシレスモータの
回転子位置信号を得るようにしているため、より正確に
回転子位置信号が得らると共に、回転子位置信号を得る
ために必要な回路構成は比較器(及びフィルタ)のみで
良いため回路構成を簡単にでき従って安価な回転子位置
信号発生回路が提供できる。
As described above, according to the present invention, the phase voltage of each pair of armature windings of a sensorless brushless motor is compared by a comparator, preferably through a filter. Since the rotor position signal of the motor is obtained, the rotor position signal can be obtained more accurately, and the circuit configuration required to obtain the rotor position signal only needs the comparator (and filter). Therefore, the circuit configuration can be simplified and an inexpensive rotor position signal generating circuit can be provided.

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

【図1】 本発明の実施例によるセンサレスブラシレス
モータの回転子位置信号発生回路及び駆動回路の構成を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a rotor position signal generation circuit and a drive circuit of a sensorless brushless motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の実施例の回路の各部における信号波形
を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing signal waveforms in various parts of the circuit of the embodiment of FIG.

【図3】 図1の実施例において、モータの回転速度が
変動した際の動作を説明するための信号波形を示すタイ
ミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing signal waveforms for explaining the operation when the rotation speed of the motor changes in the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コミュテーション回路 2 センサレスブラシレスモータ 3u,3v,3w 電機子巻線 4 回転子 5 制御回路 6a,6b,6c 比較器 9u,9v,9w ローパスフィルタ 10u,10v,10w,12u,12v,12w ト
ランジスタ 20u,20v,20w,22u,22v,22w フ
リーホイールダイオード
1 Commutation Circuit 2 Sensorless Brushless Motor 3u, 3v, 3w Armature Winding 4 Rotor 5 Control Circuit 6a, 6b, 6c Comparator 9u, 9v, 9w Low Pass Filter 10u, 10v, 10w, 12u, 12v, 12w Transistor 20u , 20v, 20w, 22u, 22v, 22w Freewheel diode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の半導体スイッチング素子を電機子
巻線に対して多相ブリッジ接続した半導体コミュテーシ
ョン回路を有するセンサレスブラシレスモータの駆動回
路において、 上記モータの電機子巻線に対応して設けられ、該電機子
巻線の各対の相電圧同志を比較して上記センサレスブラ
シレスモータの回転子位置信号を得る比較器(6a,6
b,6c)と、 該比較器からの回転子位置信号(Va,Vb,Vc)に
基づき上記半導体コミュテーション回路(1)へのスイ
ッチング信号を発生するスイッチング信号発生回路
(5)とを有することを特徴とするセンサレスブラシレ
スモータの駆動回路。
1. A drive circuit of a sensorless brushless motor having a semiconductor commutation circuit in which a plurality of semiconductor switching elements are connected to an armature winding in a multi-phase bridge connection, the drive circuit being provided corresponding to the armature winding of the motor. A comparator (6a, 6a) for comparing the phase voltage of each pair of the armature windings to obtain the rotor position signal of the sensorless brushless motor.
b, 6c) and a switching signal generation circuit (5) for generating a switching signal to the semiconductor commutation circuit (1) based on the rotor position signals (Va, Vb, Vc) from the comparator. Drive circuit for a sensorless brushless motor characterized by:
【請求項2】 複数の半導体スイッチング素子を電機子
巻線に対して多相ブリッジ接続した半導体コミュテーシ
ョン回路を有するセンサレスブラシレスモータの駆動回
路において、 上記各電機子巻線に接続されたフィルタ(9u,9v,
9w)と、 上記各フィルタに対応して設けられ、該電機子巻線の各
対の相電圧同志を比較して上記センサレスブラシレスモ
ータの回転子位置信号を得る比較器(6a,6b,6
c)と、 該比較器からの回転子位置信号に基づき上記半導体コミ
ュテーション回路へのスイッチング信号を発生するスイ
ッチング信号発生回路とを有することを特徴とするセン
サレスブラシレスモータの駆動回路。
2. In a drive circuit of a sensorless brushless motor having a semiconductor commutation circuit in which a plurality of semiconductor switching elements are connected to an armature winding in a multi-phase bridge connection, a filter (9u) connected to each of the armature windings. , 9v,
9w) and a comparator (6a, 6b, 6) provided corresponding to each of the filters and comparing the phase voltage of each pair of the armature windings to obtain a rotor position signal of the sensorless brushless motor.
and a switching signal generating circuit for generating a switching signal to the semiconductor commutation circuit based on a rotor position signal from the comparator, and a drive circuit for a sensorless brushless motor.
【請求項3】 上記フィルタはローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項1のセンサレスブラシレスモー
タの駆動回路。
3. The sensorless brushless motor drive circuit according to claim 1, wherein the filter is a low-pass filter.
【請求項4】 多相センサレスブラシレスモータの回転
子位置信号発生回路において、上記モータの電機子巻線
に対応して該電機子巻線の各対の相電圧同志を比較する
比較器(6a,6b,6c)を設け、該比較器の出力か
ら上記センサレスブラシレスモータの回転子位置信号を
得ることを特徴とする多相センサレスブラシレスモータ
の回転子位置信号発生回路。
4. A rotor position signal generation circuit for a multi-phase sensorless brushless motor, wherein a comparator (6a, 6a, 6a, 6a, 6b) for comparing the phase voltage of each pair of armature windings corresponding to the armature windings of the motor is provided. 6b, 6c), and a rotor position signal generation circuit for a multi-phase sensorless brushless motor, wherein the rotor position signal for the sensorless brushless motor is obtained from the output of the comparator.
【請求項5】 多相センサレスブラシレスモータの回転
子位置信号発生回路において、 上記各電機子巻線に接続されたフィルタ(9u,9v,
9w)と、 上記各フィルタに対応して設けられ、該電機子巻線の各
対の相電圧同志を比較して上記センサレスブラシレスモ
ータの回転子位置信号を得る比較器(6a,6b,6
c)と、を有することを特徴とする多相センサレスブラ
シレスモータの回転子位置信号発生回路。
5. A rotor position signal generating circuit for a multi-phase sensorless brushless motor, wherein a filter (9u, 9v,
9w) and a comparator (6a, 6b, 6) provided corresponding to each of the filters and comparing the phase voltage of each pair of the armature windings to obtain a rotor position signal of the sensorless brushless motor.
c) and a rotor position signal generating circuit of a multi-phase sensorless brushless motor.
【請求項6】 上記フィルタはローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項5のセンサレスブラシレスモー
タの駆動回路。
6. The drive circuit for a sensorless brushless motor according to claim 5, wherein the filter is a low-pass filter.
JP5272506A 1993-10-29 1993-10-29 Rotor position signal generator for sensorless brushless motor and driver for the same motor Pending JPH07123775A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726549A (en) * 1995-02-10 1998-03-10 Nippondenso Co., Ltd. Sensor-less control apparatus for permanent magnet synchronous motor
US5903129A (en) * 1995-02-10 1999-05-11 Denso Corporation Method and apparatus for sensor-less control of permanent magnet synchronous motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01126192A (en) * 1987-11-10 1989-05-18 Toshiba Corp Driving gear for brushless motor

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