JPH07241095A - Driver for brushless motor - Google Patents

Driver for brushless motor

Info

Publication number
JPH07241095A
JPH07241095A JP6027723A JP2772394A JPH07241095A JP H07241095 A JPH07241095 A JP H07241095A JP 6027723 A JP6027723 A JP 6027723A JP 2772394 A JP2772394 A JP 2772394A JP H07241095 A JPH07241095 A JP H07241095A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse width
voltage
motor
modulation signal
width modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6027723A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Kato
征二 加藤
Masami Hirata
雅己 平田
Hideki Shironokuchi
秀樹 城ノ口
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.)
Toshiba Corp
Kansai Electric Power Co Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Kansai Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Kansai Electric Power Co Inc filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6027723A priority Critical patent/JPH07241095A/en
Publication of JPH07241095A publication Critical patent/JPH07241095A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To reduce power consumption by reducing the iron loss of a motor while furthermore reducing the copper loss and the saturation of a switching element by decreasing the motor current. CONSTITUTION:A driver for a brushless motor 1 including a rotor 4 having a permanent magnet and a stator 3 having windings 2U, 2V, 2W for a plurality of phases comprises transistors 10-15 for conducting the windings 2U, 2V, 2W sequentially at a timing corresponding to the position of the rotor 4, and a control circuit 32 for turning the transistors 10-15 ON/OFF to feed the winding 2U, 2V, 2W with a PWM sine wave voltage.

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、永久磁石を有するロー
タ及び複数相の巻線を有するステータを備えて構成され
たブラシレスモータを駆動制御するブラシレスモータの
駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor driving device for driving and controlling a brushless motor having a rotor having permanent magnets and a stator having windings of a plurality of phases.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のブラシレスモータの駆動装置の
一例を、図9ないし図11に従って説明する。まず、図
9において、ブラシレスモータ1は、3相の巻線2U、
2V、2Wを有するステータ3と、永久磁石を有するロ
ータ4とから構成されている。上記ブラシレスモータ1
には、ロータ4の回転位置を検出する位置検出手段とし
て例えばホールICからなる3個の位置検出素子5U、
5V、5Wが設けられている。
2. Description of the Related Art An example of a brushless motor drive device of this type will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 9, the brushless motor 1 has three-phase windings 2U,
It is composed of a stator 3 having 2V and 2W and a rotor 4 having a permanent magnet. Brushless motor 1
Includes three position detecting elements 5U, which are, for example, Hall ICs, as position detecting means for detecting the rotational position of the rotor 4.
5V and 5W are provided.

【0003】また、上記各巻線2U、2V、2Wを通電
駆動するための駆動回路6は、その入力端子7a、7b
が直流電源8の正端子、負端子に接続されている。尚、
直流電源8の正端子、負端子間には、コンデンサ9が接
続されている。上記駆動回路6は、入力端子7a、7b
間に6個のスイッチング素子である例えばNPN形のト
ランジスタ10ないし12及び13ないし15を3相ブ
リッジ接続して構成されている。尚、各トランジスタ1
0〜15には、フリーホイールダイオード16〜21が
それぞれ並列に接続されている。また、トランジスタ1
0とトランジスタ13との共通接続点が出力端子22に
接続され、トランジスタ11とトランジスタ14との共
通接続点が出力端子23に接続され、トランジスタ12
とトランジスタ15との共通接続点が出力端子24に接
続されている。
The drive circuit 6 for energizing and driving the respective windings 2U, 2V, 2W has its input terminals 7a, 7b.
Are connected to the positive and negative terminals of the DC power supply 8. still,
A capacitor 9 is connected between the positive terminal and the negative terminal of the DC power supply 8. The drive circuit 6 has input terminals 7a and 7b.
Six switching elements, for example, NPN type transistors 10 to 12 and 13 to 15 are connected in a three-phase bridge connection therebetween. Each transistor 1
Free wheel diodes 16 to 21 are connected in parallel to 0 to 15, respectively. Also, the transistor 1
The common connection point between 0 and the transistor 13 is connected to the output terminal 22, and the common connection point between the transistor 11 and the transistor 14 is connected to the output terminal 23.
A common connection point between the transistor 15 and the transistor 15 is connected to the output terminal 24.

【0004】そして、出力端子22がブラシレスモータ
1の巻線2Uの一端に接続され、出力端子23が巻線2
Vの一端に接続され、出力端子24が巻線2Wの一端に
接続されている。尚、3相の巻線2U、2V、2Wの各
他端は共通に接続されている。また、駆動回路6の6個
のトランジスタ10〜15は、各ベースが制御回路25
に接続されており、該制御回路25から制御信号Su、
Sv、Sw、Sx、Sy、Szを受けてオンオフ制御さ
れるように構成されている。上記制御回路25は、前記
3個の位置検出素子5U、5V、5Wからの各検出信号
Hu、Hv、Hwを受けると共に、外部から速度指令信
号ACを受ける構成となっている。
The output terminal 22 is connected to one end of the winding 2U of the brushless motor 1, and the output terminal 23 is connected to the winding 2U.
The output terminal 24 is connected to one end of the winding 2W. The other ends of the three-phase windings 2U, 2V, and 2W are commonly connected. The bases of the six transistors 10 to 15 of the drive circuit 6 are the control circuit 25.
Is connected to the control signal Su from the control circuit 25,
On / off control is performed in response to Sv, Sw, Sx, Sy, and Sz. The control circuit 25 receives the detection signals Hu, Hv, and Hw from the three position detection elements 5U, 5V, and 5W, and also receives the speed command signal AC from the outside.

【0005】この場合、制御回路25は、速度指令信号
ACを受けると、3個の位置検出素子5U、5V、5W
からの検出信号Hu、Hv、Hw(図10(a)〜
(c)参照)に基づいて、図10(d)〜(i)に示す
ような制御信号Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Szを
生成し、これら制御信号Su、Sv、Sw、Sx、S
y、Szを駆動回路6の6個のトランジスタ10〜15
に与えて該トランジスタ10〜15をオンオフ制御す
る。これにより、駆動回路6の出力端子22、23、2
4には、図10(j)〜(l)に示すような出力電圧V
u、Vv、Vwが出力され、これら出力電圧Vu、V
v、Vwがブラシレスモータ1の3相の巻線2U、2
V、2Wに供給されることにより、ブラシレスモータ1
のロータ4が回転駆動されるようになっている。尚、制
御回路25は、速度指令信号ACの指令する回転速度で
ブラシレスモータ1が回転するように、例えばパルス幅
変調(PWM)制御によりブラシレスモータ1の回転速
度を可変制御する構成となっている。
In this case, when the control circuit 25 receives the speed command signal AC, the three position detecting elements 5U, 5V, 5W are received.
Detection signals Hu, Hv, Hw from FIG.
(C)), control signals Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz as shown in FIGS. 10D to 10I are generated, and these control signals Su, Sv, Sw, Sx, S
y and Sz are six transistors 10 to 15 of the drive circuit 6.
To control ON / OFF of the transistors 10 to 15. As a result, the output terminals 22, 23, 2 of the drive circuit 6 are
4 shows the output voltage V as shown in FIGS.
u, Vv, Vw are output, and these output voltages Vu, V
v, Vw are three-phase windings 2U, 2 of the brushless motor 1
By supplying V, 2W, brushless motor 1
The rotor 4 is driven to rotate. The control circuit 25 is configured to variably control the rotation speed of the brushless motor 1 by, for example, pulse width modulation (PWM) control so that the brushless motor 1 rotates at the rotation speed instructed by the speed command signal AC. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記した
ブラシレスモータ1を電気自動車の走行用モータとして
使用することを考えた。この場合、電気自動車は積載し
ているバッテリの充電容量が決まっているため、走行距
離をできる限り長くするには、モータの損失を極力小さ
くすると共に、モータ及びその駆動装置を極力小形化す
ることが必要である。そこで、本発明者は、上記従来構
成のブラシレスモータ1において発生する損失を調べて
みた。
The present inventor has considered using the above-mentioned brushless motor 1 as a running motor for an electric vehicle. In this case, since the charging capacity of the battery in the electric vehicle is fixed, the loss of the motor should be minimized and the motor and its drive unit should be miniaturized in order to maximize the mileage. is necessary. Therefore, the inventor of the present invention examined the loss generated in the brushless motor 1 having the above-described conventional configuration.

【0007】まず、上記ブラシレスモータ1のステータ
3の巻線2U、2V、2Wに流れる電流の波形を調べて
みたところ、矩形波状であることがわかった。具体的に
は、巻線2Uに流れる電流Iuの電流波形を、図11
(b)に示す。尚、図11(a)に、巻線2U、2V間
に供給される線間電圧Vuvの電圧波形を示す。そし
て、このような矩形波状の電流が巻線2U、2V、2W
に流れると、矩形波状の電流に含まれる高調波電流成分
により大きな鉄損が発生していることがわかった。ま
た、モータ電圧及び電流の総合力率が低くなって電流が
多く流れるため、モータで発生する銅損が大きくなると
共に、駆動回路6のトランジスタ10〜15(スイッチ
ング素子)の飽和損失も大きくなり、電力消費が大きく
なるということがわかった。このため、上記した構成の
ブラシレスモータ1及びその駆動装置を電気自動車に使
用すると、電気自動車の一充電当たりの走行距離が短く
なるという欠点があった。
First, when the waveforms of the currents flowing through the windings 2U, 2V, 2W of the stator 3 of the brushless motor 1 were examined, it was found that they were rectangular waves. Specifically, the current waveform of the current Iu flowing through the winding 2U is shown in FIG.
It shows in (b). Incidentally, FIG. 11A shows a voltage waveform of the line voltage Vuv supplied between the windings 2U and 2V. Then, such a rectangular wave-shaped current is applied to the windings 2U, 2V, 2W.
It was found that a large iron loss occurs due to the harmonic current component contained in the rectangular wave-shaped current. Further, since the total power factor of the motor voltage and current becomes low and a large amount of current flows, the copper loss generated in the motor increases and the saturation loss of the transistors 10 to 15 (switching element) of the drive circuit 6 also increases. It turns out that power consumption will increase. For this reason, when the brushless motor 1 and the drive device for the brushless motor 1 configured as described above are used in an electric vehicle, there is a drawback in that the traveling distance per charge of the electric vehicle is shortened.

【0008】更に、上記従来構成では、駆動回路6のト
ランジスタ10〜15における発熱が大きくなるので、
大きな放熱器が必要になる。また、ブラシレスモータ1
で発生する損失が大きいので、放熱を良くするためにモ
ータの体積を大きくする必要がある。この場合も、モー
タ及びその駆動装置が大形化して重量が増すため、それ
だけ電気自動車の一充電当たりの走行距離が短くなると
いう欠点があった。
Further, in the above-mentioned conventional structure, since the heat generation in the transistors 10 to 15 of the drive circuit 6 becomes large,
A large radiator is needed. In addition, brushless motor 1
Since the loss that occurs in 1 is large, it is necessary to increase the volume of the motor in order to improve heat dissipation. In this case as well, the motor and its driving device are large-sized and the weight is increased, so that there is a drawback that the traveling distance per charge of the electric vehicle is shortened.

【0009】そこで、本発明の目的は、鉄損を減少させ
ることができ、また、モータ電流を小さくして銅損及び
スイッチング素子の飽和損失を低減させることができる
ブラシレスモータの駆動装置を提供するにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a drive device for a brushless motor which can reduce iron loss, and also reduce motor current to reduce copper loss and saturation loss of switching elements. It is in.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のブラシレスモー
タの駆動装置は、永久磁石を有するロータと、複数相の
巻線を有するステータとを備えて成るブラシレスモータ
を駆動制御するブラシレスモータの駆動装置において、
前記各巻線を前記ロータの位置に対応する通電タイミン
グで順次通電するためのスイッチング素子を備えると共
に、正弦波状のパルス幅変調波形の電圧を前記各巻線に
与えるように前記スイッチング素子をオンオフ制御する
制御手段を備えたところに特徴を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION A brushless motor driving device of the present invention is a brushless motor driving device for driving and controlling a brushless motor including a rotor having permanent magnets and a stator having windings of a plurality of phases. At
A control is provided that includes a switching element for sequentially energizing each of the windings at energizing timings corresponding to the position of the rotor, and controls on and off of the switching element so as to apply a voltage of a sinusoidal pulse width modulation waveform to each of the windings. It is characterized by having a means.

【0011】この構成の場合、前記制御手段を、前記ロ
ータの位置を検出する位置検出手段と、三角波信号を発
生する三角波信号発生手段と、前記位置検出手段からの
検出信号に基づいてパルス幅変調のための変調信号を発
生する変調信号発生手段と、前記三角波信号発生手段か
らの三角波信号と前記変調信号発生手段からの変調信号
とを比較してパルス幅変調信号を発生する比較手段とを
備える構成とし、そして、制御手段によって前記比較手
段からのパルス幅変調信号に基づいて前記スイッチング
素子をオンオフ制御することにより、正弦波状のパルス
幅変調波形の電圧を前記各巻線に与えるように構成する
ことも好ましい。
In this configuration, the control means includes position detecting means for detecting the position of the rotor, triangular wave signal generating means for generating a triangular wave signal, and pulse width modulation based on the detection signal from the position detecting means. For generating a pulse width modulated signal by comparing the triangular wave signal from the triangular wave signal generating means with the modulated signal from the modulated signal generating means. And controlling the switching element to be turned on and off based on the pulse width modulation signal from the comparison means by the control means so as to give a voltage of a sinusoidal pulse width modulation waveform to each of the windings. Is also preferable.

【0012】更に、この場合、変調信号発生手段から発
生される変調信号をe(θ)とした場合、 e(θ)=k・sinθ (但し、θは角度、kは0より大きく且つ1以下の定数
である)となるように設定することにより、正弦波状の
パルス幅変調波形の電圧を前記各巻線に与えるように構
成することが考えられる。
Further, in this case, when the modulation signal generated from the modulation signal generating means is e (θ), e (θ) = k · sin θ (where θ is an angle, k is greater than 0 and less than 1) It is conceivable that a voltage having a sinusoidal pulse width modulation waveform is applied to each of the windings.

【0013】また、変調信号発生手段から発生される変
調信号をe(θ)とした場合、 e(θ)=k・sinθ+l・sin3θ (但し、θは角度、k,lは0より大きく且つ1以下の
定数である)となるように設定することにより、正弦波
状のパルス幅変調波形の電圧にモータ運転周波数の3倍
の高調波を含んだパルス幅変調波形の電圧を加えた電圧
を前記各巻線に与えるように構成することも好ましい。
When the modulation signal generated from the modulation signal generating means is e (θ), e (θ) = k · sin θ + l · sin3θ (where θ is an angle, k and l are larger than 0 and 1 The following constants are set so that the voltage obtained by adding the voltage of the pulse width modulation waveform including the harmonic of 3 times the motor operating frequency to the voltage of the sinusoidal pulse width modulation waveform is applied to each winding. It is also preferable to be configured to feed the wire.

【0014】更に、変調信号発生手段から発生される変
調信号をe(θ)とした場合、 0≦θ<2π/3のとき、e(θ)=k・sinθ 2π/3≦θ<4π/3のとき、e(θ)=k・sin
(θ−π/3) 4π/3≦θ<2πのとき、e(θ)=0 (但し、θは角度、kは0より大きく且つ1以下の定数
である)となるように設定することにより、正弦波状の
パルス幅変調波形の電圧にモータ運転周波数の3倍の高
調波を含んだパルス幅変調波形の電圧を加えた電圧を前
記各巻線に与えるように構成することもより一層好まし
い。
Further, when the modulation signal generated from the modulation signal generating means is e (θ), when 0 ≦ θ <2π / 3, e (θ) = k · sin θ 2π / 3 ≦ θ <4π / When 3, e (θ) = k · sin
(Θ-π / 3) When 4π / 3 ≦ θ <2π, set so that e (θ) = 0 (where θ is an angle and k is a constant greater than 0 and 1 or less). Therefore, it is even more preferable to apply a voltage obtained by adding the voltage of the pulse width modulation waveform including the harmonic of 3 times the motor operating frequency to the voltage of the sinusoidal pulse width modulation waveform to each of the windings.

【0015】一方、モータ相電圧を検出するモータ電圧
検出手段を備えると共に、モータ電流を検出するモータ
電流検出手段を備え、変調信号のゼロクロス点での電流
値が零となるように変調信号発生手段からの変調信号の
出力位相を補正する位相補正手段を備え、そして、モー
タ相電圧がモータ電流の基本波位相に一致するようにパ
ルス幅変調信号の出力位相を調整することも考えられ
る。更に、この場合、各相のモータ相電圧の各ゼロクロ
ス点においてパルス幅変調信号の出力位相を調整するよ
うに構成することが好ましい。
On the other hand, the motor voltage detecting means for detecting the motor phase voltage and the motor current detecting means for detecting the motor current are provided, and the modulation signal generating means is provided so that the current value at the zero cross point of the modulation signal becomes zero. It is also conceivable to provide a phase correction means for correcting the output phase of the modulation signal from the motor, and to adjust the output phase of the pulse width modulation signal so that the motor phase voltage matches the fundamental wave phase of the motor current. Further, in this case, it is preferable to adjust the output phase of the pulse width modulation signal at each zero cross point of the motor phase voltage of each phase.

【0016】また、モータ相電圧がマイナスからプラス
に変化するゼロクロス点では、電流値がプラスのときは
パルス幅変調信号の出力位相を進ませ、マイナスのとき
は遅らせるように調整し、一方、モータ相電圧がプラス
からマイナスに変化するゼロクロス点では、電流値がマ
イナスのときはパルス幅変調信号の出力位相を進ませ、
プラスのときは遅らせるように調整することが考えられ
る。
At the zero-cross point where the motor phase voltage changes from negative to positive, the output phase of the pulse width modulation signal is adjusted to advance when the current value is positive, and delayed when the current value is negative. At the zero-cross point where the phase voltage changes from positive to negative, the output phase of the pulse width modulation signal is advanced when the current value is negative,
When it is positive, it may be possible to adjust it so that it is delayed.

【0017】更にまた、前記三角波信号発生手段に代え
て、正弦波信号を発生する正弦波信号発生手段又は鋸歯
状波信号を発生する鋸歯状波信号発生手段を備える構成
とすることも一層好ましい構成である。
Furthermore, it is more preferable to replace the triangular wave signal generating means with a sine wave signal generating means for generating a sine wave signal or a sawtooth wave signal generating means for generating a sawtooth wave signal. Is.

【0018】[0018]

【作用】本発明者は、ブラシレスモータのロータを回転
させた場合に、ステータの各巻線に誘起される誘起電圧
の波形が正弦波であることを実験により確認した。従っ
て、上記誘起電圧の波形と同じ波形の電圧即ち正弦波状
の電圧をステータの各巻線に通電するようにすれば、モ
ータの鉄損を極めて少なくすることができることがわか
る。本発明は、この点に着目してなされたものである。
The present inventor has confirmed by experiments that the waveform of the induced voltage induced in each winding of the stator is a sine wave when the rotor of the brushless motor is rotated. Therefore, it is understood that the iron loss of the motor can be extremely reduced by applying a voltage having the same waveform as the induced voltage, that is, a sinusoidal voltage to each winding of the stator. The present invention has been made paying attention to this point.

【0019】即ち、上記手段によれば、制御手段により
スイッチング素子をオンオフ制御して正弦波状のパルス
幅変調波形の電圧をステータの各巻線に与えるように構
成したので、モータの鉄損を大幅に減少させることがで
きる。この場合、制御手段は、具体的には、ロータの位
置を検出する位置検出手段と、三角波信号を発生する三
角波信号発生手段と、位置検出手段からの検出信号に基
づいてパルス幅変調のための変調信号を発生する変調信
号発生手段と、三角波信号発生手段からの三角波信号と
変調信号発生手段からの変調信号とを比較してパルス幅
変調信号を発生する比較手段とを備える構成とし、比較
手段からのパルス幅変調信号に基づいてスイッチング素
子をオンオフ制御するようにすれば、正弦波状のパルス
幅変調波形の電圧を各巻線に与えることが可能である。
That is, according to the above-mentioned means, since the switching element is controlled to be turned on / off by the control means and the voltage of the sinusoidal pulse width modulation waveform is applied to each winding of the stator, the iron loss of the motor is greatly increased. Can be reduced. In this case, the control means specifically includes a position detection means for detecting the position of the rotor, a triangular wave signal generation means for generating a triangular wave signal, and a pulse width modulation based on the detection signal from the position detection means. Comparing means comprising a modulation signal generating means for generating a modulation signal, and a comparing means for comparing the triangular wave signal from the triangular wave signal generating means with the modulation signal from the modulating signal generating means to generate a pulse width modulated signal. If the switching element is controlled to be turned on / off based on the pulse width modulation signal from, it is possible to apply a voltage having a sinusoidal pulse width modulation waveform to each winding.

【0020】また、正弦波状のパルス幅変調波形の電圧
にモータ運転周波数の3倍の高調波を含んだパルス幅変
調波形の電圧を加えた電圧を、ステータの各巻線に与え
るように構成すれば、基本波成分を高くすることがで
き、それだけパルス幅変調する際におけるスイッチング
素子のスイッチング回数を少なくすることができる。従
って、この構成の場合、スイッチング損失を低減するこ
とができる。
If a voltage obtained by adding a voltage of a pulse width modulation waveform containing a harmonic of 3 times the motor operating frequency to a voltage of a sinusoidal pulse width modulation waveform is applied to each winding of the stator. The fundamental wave component can be increased, and the number of times of switching of the switching element in pulse width modulation can be reduced accordingly. Therefore, with this configuration, switching loss can be reduced.

【0021】一方、モータ相電圧を検出するモータ電圧
検出手段を備えると共に、モータ電流を検出するモータ
電流検出手段を備え、変調信号のゼロクロス点での電流
値が零となるように変調信号発生手段からの変調信号の
出力位相を補正する位相補正手段を備え、そして、モー
タ相電圧がモータ電流の基本波位相に一致するようにパ
ルス幅変調信号の出力位相を調整するように構成したの
で、モータ電流を小さくすることができ、銅損及びスイ
ッチング素子の飽和損失を低減することが可能になる。
この場合、各相のモータ相電圧の各ゼロクロス点におい
てパルス幅変調信号の出力位相を調整するように構成す
れば、より一層優れた効果を得ることができる。
On the other hand, the motor voltage detecting means for detecting the motor phase voltage and the motor current detecting means for detecting the motor current are provided, and the modulation signal generating means is provided so that the current value at the zero cross point of the modulation signal becomes zero. The phase correction means for correcting the output phase of the modulation signal from the motor is provided, and the output phase of the pulse width modulation signal is adjusted so that the motor phase voltage matches the fundamental wave phase of the motor current. The current can be reduced, and the copper loss and the saturation loss of the switching element can be reduced.
In this case, if the output phase of the pulse width modulation signal is adjusted at each zero-cross point of the motor phase voltage of each phase, a more excellent effect can be obtained.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明を例えば電気自動車の走行用モ
ータとして使用されるブラシレスモータの駆動装置に適
用した一実施例について、図1ないし図6を参照して説
明する。尚、従来構成(図9参照)と同一部分には、同
一符号を付している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a drive device of a brushless motor used as a running motor of an electric vehicle will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. The same parts as those in the conventional configuration (see FIG. 9) are designated by the same reference numerals.

【0023】即ち、図1において、ブラシレスモータ1
のステータ3の各巻線2U、2V、2Wを通電駆動する
ための駆動回路6は、6個のNPN形のトランジスタ1
0ないし12及び13ないし15を3相ブリッジ接続し
て構成されている。駆動回路6の入力端子7a、7bは
直流電源8の正端子、負端子に接続されている。直流電
源8の正端子、負端子間には、コンデンサ9が接続され
ている。この場合、直流電源8は、電気自動車に搭載さ
れたバッテリである。また、上記駆動回路5の各トラン
ジスタ10〜15には、フリーホイールダイオード16
〜21がそれぞれ並列に接続されている。
That is, in FIG. 1, the brushless motor 1
The drive circuit 6 for energizing and driving the respective windings 2U, 2V, 2W of the stator 3 of FIG.
It is constructed by connecting 0 to 12 and 13 to 15 in a three-phase bridge. The input terminals 7a and 7b of the drive circuit 6 are connected to the positive and negative terminals of the DC power supply 8. A capacitor 9 is connected between the positive terminal and the negative terminal of the DC power supply 8. In this case, the DC power supply 8 is a battery mounted on the electric vehicle. The free wheel diode 16 is connected to each of the transistors 10 to 15 of the driving circuit 5.
21 are connected in parallel.

【0024】そして、トランジスタ10とトランジスタ
13との共通接続点、トランジスタ11とトランジスタ
14との共通接続点、トランジスタ12とトランジスタ
15との共通接続点が、それぞれ出力端子22、出力端
子23、出力端子24に接続されている。また、上記出
力端子22、23、24が、ブラシレスモータ1の巻線
2Uの一端、巻線2Vの一端、巻線2Wの一端にそれぞ
れ接続されている。上記3相の巻線2U、2V、2Wの
各他端は共通に接続されている。
The common connection point between the transistors 10 and 13, the common connection point between the transistors 11 and 14, and the common connection point between the transistors 12 and 15 are the output terminal 22, the output terminal 23, and the output terminal, respectively. It is connected to 24. The output terminals 22, 23, 24 are connected to one end of the winding 2U, one end of the winding 2V, and one end of the winding 2W of the brushless motor 1, respectively. The other ends of the three-phase windings 2U, 2V, and 2W are commonly connected.

【0025】ここで、ブラシレスモータ1には、3個の
位置検出素子5U、5V、5Wに代えて、ロータ4の回
転位置を検出する位置検出手段として例えばエンコーダ
31が配設されている。このエンコーダ31は、ロータ
4の回転位置を検出して、検出信号Ha及びHb(図2
(a)及び(b)参照)を出力するように構成されてい
る。
Here, the brushless motor 1 is provided with, for example, an encoder 31 as a position detecting means for detecting the rotational position of the rotor 4, instead of the three position detecting elements 5U, 5V, 5W. The encoder 31 detects the rotational position of the rotor 4 and detects detection signals Ha and Hb (see FIG. 2).
(See (a) and (b)).

【0026】一方、駆動回路6の6個のトランジスタ1
0〜15は、制御回路25に代わる制御回路32により
オンオフ制御されるように構成されている。この制御回
路32が制御手段を構成しており、以下制御回路32に
ついて説明する。上記制御回路32は、カウンタ回路3
3、メモリ回路34、三角波信号発生手段である例えば
三角波信号発生回路35、比較手段である例えば比較回
路36U、36V、36W及び力率補正回路37から構
成されている。上記カウンタ回路33は、エンコーダ3
1からの検出信号Ha、Hbを受けて、図2(c)に示
すように、各検出信号Ha、Hbの立ち上がりでカウン
ト値CNをカウントアップするように構成されている。
尚、カウンタ回路33は、力率補正回路37からのリセ
ット信号Rsを受けたときに、カウント値CNをゼロに
リセットするように構成されている。
On the other hand, the six transistors 1 of the drive circuit 6
0 to 15 are configured to be on / off controlled by a control circuit 32 instead of the control circuit 25. The control circuit 32 constitutes a control means, and the control circuit 32 will be described below. The control circuit 32 includes the counter circuit 3
3, a memory circuit 34, a triangular wave signal generating circuit such as a triangular wave signal generating circuit 35, comparison circuits such as comparing circuits 36U, 36V and 36W, and a power factor correction circuit 37. The counter circuit 33 includes the encoder 3
When the detection signals Ha and Hb from 1 are received, as shown in FIG. 2C, the count value CN is incremented at the rising of each detection signal Ha and Hb.
The counter circuit 33 is configured to reset the count value CN to zero when receiving the reset signal Rs from the power factor correction circuit 37.

【0027】また、メモリ回路34は、カウンタ回路3
3からのカウント値CN、並びに、電気自動車のアクセ
ル(図示しない)から出力されるアクセル信号(この場
合、速度指令信号AC)を受けて、例えば正弦波状の変
調信号Mu、Mv、Mw(図3(d)に変調信号Muを
示す)を比較回路36U、36V、36Wへ与えると共
に、ゼロクロス信号Mzを力率補正回路37へ与えるよ
うに構成されている。この力率補正回路37は、上記ゼ
ロクロス信号Mzの他に、駆動回路6の出力端子22と
ステータ3の巻線2Uとを接続する接続線に設けられた
電流検出器38からの電流検出信号Iuを受けて、前記
リセット信号Rsを出力するように構成されている。こ
の電流検出器38がモータ電流検出手段を構成し、力率
補正回路37が位相補正手段を構成している。
Further, the memory circuit 34 is the counter circuit 3
In response to the count value CN from 3 and an accelerator signal (speed command signal AC in this case) output from an accelerator (not shown) of the electric vehicle, for example, sinusoidal modulation signals Mu, Mv, Mw (FIG. 3). (D) shows the modulation signal Mu) to the comparison circuits 36U, 36V, 36W, and the zero-cross signal Mz to the power factor correction circuit 37. In addition to the zero-cross signal Mz, the power factor correction circuit 37 includes a current detection signal Iu from a current detector 38 provided on a connection line that connects the output terminal 22 of the drive circuit 6 and the winding 2U of the stator 3. In response to this, the reset signal Rs is output. The current detector 38 constitutes motor current detecting means, and the power factor correction circuit 37 constitutes phase correcting means.

【0028】更に、上記三角波信号発生回路35は、予
め決められた一定周期の三角波信号Bs(図3(d)及
び図4(a)参照)を発生して、この信号Bsを比較回
路36U、36V、36Wへ与える構成となっている。
そして、上記比較回路36U、36V、36Wは、メモ
リ回路34からの変調信号Mu、Mv、Mwと三角波信
号発生回路35からの三角波信号Bsとを比較して、制
御信号Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz(図3
(e)、(f)に制御信号Su、Sxを示す)を生成
し、これら制御信号Su、Sv、Sw、Sx、Sy、S
zを駆動回路6のトランジスタ10〜15のベースに与
えるように構成されている。
Further, the triangular wave signal generating circuit 35 generates a triangular wave signal Bs (see FIGS. 3 (d) and 4 (a)) having a predetermined constant period, and compares the signal Bs with the comparing circuit 36U, It is configured to be applied to 36V and 36W.
The comparison circuits 36U, 36V, and 36W compare the modulation signals Mu, Mv, and Mw from the memory circuit 34 with the triangular wave signal Bs from the triangular wave signal generation circuit 35, and control signals Su, Sv, Sw, and Sx. , Sy, Sz (Fig. 3
(E) and (f) show control signals Su and Sx), and generate these control signals Su, Sv, Sw, Sx, Sy, and S.
z is applied to the bases of the transistors 10 to 15 of the drive circuit 6.

【0029】次に、上記構成の作用を、図2ないし図6
も参照して説明する。ブラシレスモータ1が回転駆動さ
れているときには、カウンタ回路33は、エンコーダ3
1からの検出信号Ha、Hb(図2(a)、(b)参
照)を受けて、図2(c)に示すように、カウント値C
Nをカウントアップしている。この場合、カウンタ回路
33は、力率補正回路37からリセット信号Rsを受け
たとき、具体的には、図3(c)に示す時刻ta及びt
bおいて、カウント値CNをゼロにリセットしている。
そして、メモリ回路34は、カウンタ回路33からのカ
ウント値CNに従って、図3(d)に示すような変調信
号Mu、Mv、Mwを出力する。尚、変調信号Mv及び
Mwは、図示していないが、上記変調信号Muと位相が
それぞれ120度及び240度ずれた信号である。ここ
で、メモリ回路34は、変調信号Mu、Mv、Mwの振
幅を速度指令信号(アクセル指令信号)ACに従って変
化させるように構成されている。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
Refer also to the explanation. When the brushless motor 1 is rotationally driven, the counter circuit 33 causes the encoder 3 to operate.
When receiving the detection signals Ha and Hb from 1 (see FIGS. 2A and 2B), the count value C as shown in FIG.
N is counting up. In this case, when the counter circuit 33 receives the reset signal Rs from the power factor correction circuit 37, specifically, the times ta and t shown in FIG.
At b, the count value CN is reset to zero.
Then, the memory circuit 34 outputs the modulation signals Mu, Mv, Mw as shown in FIG. 3D according to the count value CN from the counter circuit 33. Although not shown, the modulation signals Mv and Mw are signals that are 120 degrees and 240 degrees out of phase with the modulation signal Mu, respectively. Here, the memory circuit 34 is configured to change the amplitudes of the modulation signals Mu, Mv, Mw according to the speed command signal (accelerator command signal) AC.

【0030】さて、3個の比較回路36U、36V、3
6Wのうちの一つの比較回路36Uは、メモリ回路34
からの変調信号Muと三角波信号発生回路35からの三
角波信号Bsとを比較して、図3(e)及び(f)に示
すような制御信号Su及びSxを生成し(この場合、制
御信号Sxは制御信号Sxの反転信号である)、これら
制御信号Su及びSxを駆動回路6のトランジスタ10
及び13のベースに与えている。これにより、トランジ
スタ10及び13は、制御信号Su及びSxがハイレベ
ルの期間オンされ、ロウレベルの期間オフされる。
Now, the three comparison circuits 36U, 36V and 3
The comparison circuit 36U, which is one of the 6W, is connected to the memory circuit 34
3 and the triangular wave signal Bs from the triangular wave signal generation circuit 35 are compared to generate control signals Su and Sx as shown in FIGS. 3E and 3F (in this case, the control signal Sx Is an inverted signal of the control signal Sx), and these control signals Su and Sx are supplied to the transistor 10 of the drive circuit 6.
And 13 bases. As a result, the transistors 10 and 13 are turned on while the control signals Su and Sx are at the high level and turned off during the low level.

【0031】また、残りの2個の比較回路36V、36
Wも、同様にして、メモリ回路34からの変調信号M
v、Mwと三角波信号発生回路35からの三角波信号B
sとを比較して、制御信号Sv、Sw及びSy、Szを
生成し、これら制御信号Sv、Sw及びSy、Szを駆
動回路6のトランジスタ11、12及び14、15のベ
ースに与えている。これにより、トランジスタ11、1
2及び14、15は、制御信号Sv、Sw及びSy、S
zがハイレベルの期間オンされ、ロウレベルの期間オフ
される。
Further, the remaining two comparison circuits 36V and 36V
Similarly, W is also the modulation signal M from the memory circuit 34.
v, Mw and the triangular wave signal B from the triangular wave signal generation circuit 35
s is compared to generate control signals Sv, Sw and Sy, Sz, and these control signals Sv, Sw and Sy, Sz are given to the bases of the transistors 11, 12, 14 and 15 of the drive circuit 6. As a result, the transistors 11, 1
2 and 14, 15 are control signals Sv, Sw and Sy, S
The z is turned on during the high level and turned off during the low level.

【0032】そして、上記したように、トランジスタ1
0〜15がオンオフ制御されることにより、駆動回路6
の出力端子22〜23には、図4(b)、(c)、
(d)に示すような出力電圧Vu、Vv、Vwが出力さ
れ、これら出力電圧Vu、Vv、Vwがステータ3の巻
線2U、2V、2Wにそれぞれ供給される。これによ
り、ブラシレスモータ1のロータ4が回転駆動される。
Then, as described above, the transistor 1
The drive circuit 6 is controlled by controlling 0 to 15 on and off.
4 (b), (c),
Output voltages Vu, Vv, Vw as shown in (d) are output, and these output voltages Vu, Vv, Vw are supplied to the windings 2U, 2V, 2W of the stator 3, respectively. As a result, the rotor 4 of the brushless motor 1 is rotationally driven.

【0033】この場合、巻線2U、2V、2Wに供給さ
れる電圧Vu、Vv、Vwは、それぞれ正弦波状のパル
ス幅変調波形の電圧である。また、このとき、ブラシレ
スモータ1の線間電圧Vuvは、図4(e)に示すよう
になり、正弦波状のパルス幅変調波形の電圧である。そ
して、このとき、巻線2Uに流れる電流Iuの波形は、
図4(f)に示すようになり、正弦波状の波形となる。
この結果、ブラシレスモータ1の鉄損を、従来構成(図
9ないし図11参照)に比べて、大幅に減少させること
ができる。
In this case, the voltages Vu, Vv, Vw supplied to the windings 2U, 2V, 2W are voltages having a sinusoidal pulse width modulation waveform. In addition, at this time, the line voltage Vuv of the brushless motor 1 is as shown in FIG. 4E, which is a voltage having a sinusoidal pulse width modulation waveform. At this time, the waveform of the current Iu flowing through the winding 2U is
As shown in FIG. 4 (f), a sinusoidal waveform is obtained.
As a result, the iron loss of the brushless motor 1 can be significantly reduced as compared with the conventional configuration (see FIGS. 9 to 11).

【0034】また、力率補正回路37は、変調信号M
u、Mv、Mwのゼロクロス信号Mzを受けたときの、
電流検出器38からの電流検知信号Iuの状態に応じて
リセット信号Rsの出力タイミングを決定するように構
成されている。具体的には、図5(b)及び(e)に示
すように、メモリ回路34からゼロクロス信号Mzを受
けたときに電流検出器38からの電流検知信号Iuが負
の場合は、図5(c)に示すように、1周期後にカウン
ト値CNがゼロに変化する前にリセット信号Rsを出力
し、また、図6(b)及び(e)に示すように、ゼロク
ロス信号Mzを受けたときに電流検知信号Iuが正の場
合は、図6(c)に示すように、カウント値CNがゼロ
に変化した後にリセット信号Rsを出力することを繰り
返すようになっている。これにより、モータ電圧及び電
流の位相が同じになるから、力率が改善され、モータ電
流を小さくすることができる。従って、ブラシレスモー
タ1の銅損を低減できると共に、駆動回路6のトランジ
スタ10〜15の飽和損失を低減することができる。
Further, the power factor correction circuit 37 uses the modulation signal M
When receiving the zero-cross signal Mz of u, Mv, and Mw,
The output timing of the reset signal Rs is determined according to the state of the current detection signal Iu from the current detector 38. Specifically, as shown in FIGS. 5B and 5E, when the current detection signal Iu from the current detector 38 is negative when the zero cross signal Mz is received from the memory circuit 34, as shown in FIG. When the reset signal Rs is output before the count value CN changes to zero after one cycle, as shown in FIG. 6C, and when the zero cross signal Mz is received, as shown in FIGS. 6B and 6E. When the current detection signal Iu is positive, the output of the reset signal Rs is repeated after the count value CN has changed to zero, as shown in FIG. 6C. As a result, the phases of the motor voltage and the current become the same, so that the power factor is improved and the motor current can be reduced. Therefore, the copper loss of the brushless motor 1 can be reduced and the saturation loss of the transistors 10 to 15 of the drive circuit 6 can be reduced.

【0035】尚、上記実施例では、変調信号Mu、M
v、Mwとして正弦波を用いたが、これに限られるもの
ではなく、例えば図7(b)や(c)に示すような波形
の変調信号を用いても良い。この場合、特に、図7
(c)に示す変調信号を使用した場合には、制御信号、
出力電圧、モータ電流の各波形が図8(a)〜(h)に
示すようになり、基本波電圧が高くなって、トランジス
タ10〜15のスイッチング回数を大幅に低減すること
ができ、従って、スイッチング損失を少なくすることが
できる。
In the above embodiment, the modulation signals Mu, M
Although sine waves are used as v and Mw, the present invention is not limited to this, and modulation signals having waveforms as shown in FIGS. 7B and 7C may be used, for example. In this case, in particular, FIG.
When the modulated signal shown in (c) is used, a control signal,
The waveforms of the output voltage and the motor current are as shown in FIGS. 8A to 8H, the fundamental wave voltage is increased, and the number of switching times of the transistors 10 to 15 can be significantly reduced. Switching loss can be reduced.

【0036】また、上記実施例では、キャリア信号とし
て三角波信号Bsを発生させる三角波信号発生回路35
を用いる構成としたが、これに代えて、正弦波信号を発
生する正弦波信号発生回路(手段)又は鋸歯状波信号を
発生する鋸歯状波信号発生回路(手段)を用いる構成と
しても良い。更に、上記実施例では、比較回路36U、
36V、36Wにより変調信号Mu、Mv、Mwと三角
波信号Bsとを比較して制御信号Su、Sv、Sw、S
x、Sy、Szを出力させるように構成したが、メモリ
回路34から直接的に制御信号をSu、Sv、Sw、S
x、Sy、Szを出力させるように構成することも好ま
しい構成である。
Further, in the above embodiment, the triangular wave signal generation circuit 35 for generating the triangular wave signal Bs as the carrier signal.
However, instead of this, a sine wave signal generating circuit (means) for generating a sine wave signal or a sawtooth wave signal generating circuit (means) for generating a sawtooth wave signal may be used. Further, in the above embodiment, the comparison circuit 36U,
The control signals Su, Sv, Sw, S are compared by comparing the modulation signals Mu, Mv, Mw with the triangular wave signal Bs by 36V, 36W.
Although x, Sy, and Sz are output, the control signals Su, Sv, Sw, and S are directly output from the memory circuit 34.
It is also a preferable configuration to output x, Sy, and Sz.

【0037】一方、上記実施例では、電圧、電流の力率
補正を1回/周期行う構成としたが、これに限られるも
のではなく、例えば駆動回路6の全て(3個)の出力に
電流検出器を取付けて、各相の変調信号のゼロクロス点
で力率補正を行う構成、即ち、力率補正を6回/周期行
う構成としても良い。尚、この場合には、電流検出器を
3個使用せずに2個使用するだけとして、2つの電流検
出値の差から残りの電流値を求めるように構成しても良
い。
On the other hand, in the above embodiment, the power factor correction of the voltage and the current is performed once / cycle, but the present invention is not limited to this. For example, the current is output to all (three) outputs of the drive circuit 6. A configuration in which a detector is attached and power factor correction is performed at the zero-cross points of the modulation signals of each phase, that is, a configuration in which power factor correction is performed 6 times / cycle may be adopted. In this case, it is possible to use only two current detectors instead of three current detectors, and obtain the remaining current value from the difference between the two current detection values.

【0038】尚、上記実施例の場合、モータ相電圧のゼ
ロクロス点を、変調信号Mu、Mv、Mwのゼロクロス
点から判断(検出)しており、結果的に、モータ相電圧
のゼロクロス点で力率補正を行っている。そして、モー
タ相電圧がマイナスからプラスに変化するゼロクロス点
では、上記実施例で説明したように、電流値がプラスの
ときはパルス幅変調信号の出力位相を進ませ、マイナス
のときは遅らせるように調整した。これに対して、モー
タ相電圧がプラスからマイナスに変化するゼロクロス点
では、電流値がマイナスのときはパルス幅変調信号の出
力位相を進ませ、プラスのときは遅らせるように調整す
るように制御することが好ましい。
In the above embodiment, the zero crossing point of the motor phase voltage is judged (detected) from the zero crossing points of the modulation signals Mu, Mv, Mw, and as a result, the force at the zero crossing point of the motor phase voltage is detected. The rate is corrected. At the zero-cross point where the motor phase voltage changes from minus to plus, the output phase of the pulse width modulation signal is advanced when the current value is positive and delayed when it is negative, as described in the above embodiment. It was adjusted. On the other hand, at the zero-cross point where the motor phase voltage changes from positive to negative, the output phase of the pulse width modulation signal is advanced when the current value is negative, and adjusted so that it is delayed when the current value is positive. It is preferable.

【0039】また、上記実施例では、ロータ4の位置を
検出する位置検出手段としてエンコーダ31を設ける構
成としたが、これに限られるものではなく、例えばホー
ル素子からなる3個の位置検出素子を設けても良いし、
また、ステータの巻線に生じる誘起電圧を検出して位置
検出信号を発生させる構成としても良い。
In the above embodiment, the encoder 31 is provided as the position detecting means for detecting the position of the rotor 4. However, the present invention is not limited to this. For example, three position detecting elements including Hall elements are used. You can provide it,
Further, the position detection signal may be generated by detecting the induced voltage generated in the stator winding.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなよう
に、制御手段によりスイッチング素子をオンオフ制御し
て正弦波状のパルス幅変調波形の電圧をステータの各巻
線に与えるように構成したので、ブラシレスモータの鉄
損を大幅に減少させることができるという優れた効果を
奏する。そして、この場合、制御手段は、ロータの位置
を検出する位置検出手段と、三角波信号を発生する三角
波信号発生手段と、位置検出手段からの検出信号に基づ
いてパルス幅変調のための変調信号を発生する変調信号
発生手段と、三角波信号発生手段からの三角波信号と変
調信号発生手段からの変調信号とを比較してパルス幅変
調信号を発生する比較手段とを備える構成とし、比較手
段からのパルス幅変調信号に基づいてスイッチング素子
をオンオフ制御するようにすれば、正弦波状のパルス幅
変調波形の電圧を各巻線に与えることが可能である。
As is apparent from the above description, the present invention is configured to control the switching elements to be turned on and off by the control means so as to apply the voltage of the sinusoidal pulse width modulation waveform to each winding of the stator. It has an excellent effect that the iron loss of the brushless motor can be greatly reduced. Then, in this case, the control means outputs the position detecting means for detecting the position of the rotor, the triangular wave signal generating means for generating the triangular wave signal, and the modulation signal for pulse width modulation based on the detection signal from the position detecting means. The modulation signal generating means for generating and the comparing means for generating the pulse width modulated signal by comparing the triangular wave signal from the triangular wave signal generating means with the modulation signal from the modulating signal generating means are provided. By controlling the switching element to be turned on and off based on the width modulation signal, it is possible to apply a voltage having a sinusoidal pulse width modulation waveform to each winding.

【0041】また、正弦波状のパルス幅変調波形の電圧
にモータ運転周波数の3倍の高調波を含んだパルス幅変
調波形の電圧を加えた電圧を、ステータの各巻線に与え
るように構成すれば、基本波成分を高くすることがで
き、それだけパルス幅変調する際におけるスイッチング
素子のスイッチング回数を少なくすることができる。こ
の結果、スイッチング損失を低減することができる。
Further, if a voltage obtained by adding a voltage of a pulse width modulation waveform containing a harmonic of 3 times the motor operating frequency to a voltage of a sinusoidal pulse width modulation waveform is applied to each winding of the stator. The fundamental wave component can be increased, and the number of times of switching of the switching element in pulse width modulation can be reduced accordingly. As a result, switching loss can be reduced.

【0042】一方、変調信号のゼロクロス点での電流値
が零となるように変調信号発生手段からの変調信号の出
力位相を補正する位相補正手段を備え、モータ相電圧が
モータ電流の基本波位相に一致するようにパルス幅変調
信号の出力位相を調整するように構成したので、モータ
電流を小さくすることができ、銅損及びスイッチング素
子の飽和損失を低減することができる。この場合、各相
のモータ相電圧(変調信号)の各ゼロクロス点において
パルス幅変調信号の出力位相を調整するように構成すれ
ば、より一層優れた効果を得ることができる。
On the other hand, there is provided a phase correction means for correcting the output phase of the modulation signal from the modulation signal generation means so that the current value at the zero cross point of the modulation signal becomes zero, and the motor phase voltage is the fundamental wave phase of the motor current. Since the output phase of the pulse width modulation signal is adjusted so as to match with, the motor current can be reduced and the copper loss and the saturation loss of the switching element can be reduced. In this case, if the configuration is such that the output phase of the pulse width modulation signal is adjusted at each zero crossing point of the motor phase voltage (modulation signal) of each phase, a further excellent effect can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施例を示す電気回路図FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】エンコーダからの検出信号Ha、Hb及びカウ
ンタ回路のカウント値CNのタイムチャート
FIG. 2 is a time chart of detection signals Ha and Hb from an encoder and a count value CN of a counter circuit.

【図3】検出信号Ha、Hb、カウント値CN、変調信
号Mu、三角波信号Bs、制御信号Su、Sxのタイム
チャート
FIG. 3 is a time chart of detection signals Ha and Hb, count value CN, modulation signal Mu, triangular wave signal Bs, control signals Su and Sx.

【図4】変調信号Mu、三角波信号Bs、出力電圧V
u、Vv、Vw、線間電圧Vuv、電流Iuのタイムチ
ャート
FIG. 4 is a modulation signal Mu, a triangular wave signal Bs, an output voltage V
Time chart of u, Vv, Vw, line voltage Vuv, current Iu

【図5】力率補正時のカウント値CN、ゼルクロス信号
Mz、リセット信号Rs、変調信号Mu、電流Iuのタ
イムチャート
FIG. 5 is a time chart of a count value CN, a zero cross signal Mz, a reset signal Rs, a modulation signal Mu, and a current Iu at the time of power factor correction.

【図6】異なる状態の力率補正時のカウント値CN、ゼ
ルクロス信号Mz、リセット信号Rs、変調信号Mu、
電流Iuのタイムチャート
FIG. 6 is a count value CN at the time of power factor correction in different states, a zero cross signal Mz, a reset signal Rs, a modulation signal Mu,
Current Iu time chart

【図7】変形例の変調信号を示す波形図FIG. 7 is a waveform diagram showing a modulation signal of a modified example.

【図8】変形例の変調信号Mu、三角波信号Bs、制御
信号Su、Sx、出力電圧Vu、Vv、Vw、線間電圧
Vuv、電流Iuのタイムチャート
FIG. 8 is a time chart of a modulation signal Mu, a triangular wave signal Bs, control signals Su and Sx, output voltages Vu, Vv, Vw, a line voltage Vuv, and a current Iu in a modified example.

【図9】従来構成を示す図1相当図9 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional configuration.

【図10】位置検出信号Hu、Hv、Hw、制御信号S
u、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz、出力電圧Vu、V
v、Vwのタイムチャート
FIG. 10: Position detection signals Hu, Hv, Hw, control signal S
u, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz, output voltage Vu, V
v, Vw time chart

【図11】線間電圧Vuv、電流IuのタイムチャートFIG. 11 is a time chart of a line voltage Vuv and a current Iu.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はブラシレスモータ、2U、2V、2Wは巻線、3は
ステータ、4はロータ、5U、5V、5Wは位置検出素
子(位置検出手段)、6は駆動回路、7a、7bは入力
端子、8は直流電源、10、11、12、13、14、
15はトランジスタ(スイッチング素子)、22、2
3、24は出力端子、31はエンコーダ(位置検出手
段)、32は制御回路(制御手段)、33はカウンタ回
路、34はメモリ回路、35は三角波信号発生回路(三
角波信号発生手段)、36U、36V、36Wは比較回
路(比較手段)、37は力率補正回路(位相補正手
段)、38は電流検出器(モータ電流検出手段)を示
す。
1 is a brushless motor, 2U, 2V, 2W are windings, 3 is a stator, 4 is a rotor, 5U, 5V and 5W are position detecting elements (position detecting means), 6 is a drive circuit, 7a and 7b are input terminals, 8 Is a DC power source, 10, 11, 12, 13, 14,
15 is a transistor (switching element), 22, 2
3, 24 are output terminals, 31 is an encoder (position detecting means), 32 is a control circuit (control means), 33 is a counter circuit, 34 is a memory circuit, 35 is a triangular wave signal generating circuit (triangular wave signal generating means), 36U, 36V and 36W are comparison circuits (comparison means), 37 is a power factor correction circuit (phase correction means), and 38 is a current detector (motor current detection means).

フロントページの続き (72)発明者 城ノ口 秀樹 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社東 芝愛知工場内Front page continuation (72) Inventor Hideki Jonoguchi 991, Anada-cho, Seto City, Aichi Prefecture Toshiba Corporation Aichi Factory

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 永久磁石を有するロータと、複数相の巻
線を有するステータとを備えて成るブラシレスモータを
駆動制御するブラシレスモータの駆動装置において、 前記各巻線を前記ロータの位置に対応する通電タイミン
グで順次通電するためのスイッチング素子と、 正弦波状のパルス幅変調波形の電圧を前記各巻線に与え
るように前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御
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
動装置。
1. A brushless motor driving device for driving and controlling a brushless motor, comprising: a rotor having a permanent magnet; and a stator having windings of a plurality of phases, wherein each winding is electrified corresponding to a position of the rotor. Driving a brushless motor, comprising: a switching element for sequentially energizing at timings; and a control means for on / off controlling the switching element so as to apply a voltage having a sinusoidal pulse width modulation waveform to each winding. apparatus.
【請求項2】 前記制御手段は、 前記ロータの位置を検出する位置検出手段と、 三角波信号を発生する三角波信号発生手段と、 前記位置検出手段からの検出信号に基づいてパルス幅変
調のための変調信号を発生する変調信号発生手段と、 前記三角波信号発生手段からの三角波信号と前記変調信
号発生手段からの変調信号とを比較してパルス幅変調信
号を発生する比較手段とを備え、 前記比較手段からのパルス幅変調信号に基づいて前記ス
イッチング素子をオンオフ制御することにより、正弦波
状のパルス幅変調波形の電圧を前記各巻線に与えるよう
に構成されていることを特徴とする請求項1記載のブラ
シレスモータの駆動装置。
2. The control means for detecting the position of the rotor, a triangular wave signal generating means for generating a triangular wave signal, and pulse width modulation based on the detection signal from the position detecting means. A modulation signal generating means for generating a modulation signal; and a comparing means for comparing the triangular wave signal from the triangular wave signal generating means with the modulation signal from the modulation signal generating means to generate a pulse width modulated signal, 2. A voltage having a sinusoidal pulse width modulation waveform is applied to each of the windings by controlling ON / OFF of the switching element based on the pulse width modulation signal from the means. Brushless motor drive.
【請求項3】 前記変調信号発生手段から発生される変
調信号をe(θ)とした場合、 e(θ)=k・sinθ (但し、θは角度、kは0より大きく且つ1以下の定数
である)となるように設定することにより、正弦波状の
パルス幅変調波形の電圧を前記各巻線に与えるように構
成したことを特徴とする請求項2記載のブラシレスモー
タの駆動装置。
3. When the modulation signal generated from the modulation signal generating means is e (θ), e (θ) = k · sin θ (where θ is an angle, k is a constant greater than 0 and 1 or less). The drive device for the brushless motor according to claim 2, wherein a voltage having a sinusoidal pulse width modulation waveform is applied to each of the windings by setting such that
【請求項4】 前記変調信号発生手段から発生される変
調信号をe(θ)とした場合、 e(θ)=k・sinθ+l・sin3θ (但し、θは角度、k,lは0より大きく且つ1以下の
定数である)となるように設定することにより、正弦波
状のパルス幅変調波形の電圧にモータ運転周波数の3倍
の高調波を含んだパルス幅変調波形の電圧を加えた電圧
を前記各巻線に与えるように構成したことを特徴とする
請求項2記載のブラシレスモータの駆動装置。
4. When the modulation signal generated from the modulation signal generating means is e (θ), e (θ) = k · sin θ + l · sin 3θ (where θ is an angle and k and l are greater than 0 and By setting so that it is a constant of 1 or less), the voltage obtained by adding the voltage of the pulse width modulation waveform including the harmonic of 3 times the motor operating frequency to the voltage of the sinusoidal pulse width modulation waveform The brushless motor drive device according to claim 2, wherein the drive device is provided to each winding.
【請求項5】 前記変調信号発生手段から発生される変
調信号をe(θ)とした場合、 0≦θ<2π/3のとき、e(θ)=k・sinθ 2π/3≦θ<4π/3のとき、e(θ)=k・sin
(θ−π/3) 4π/3≦θ<2πのとき、e(θ)=0 (但し、θは角度、kは0より大きく且つ1以下の定数
である)となるように設定することにより、正弦波状の
パルス幅変調波形の電圧にモータ運転周波数の3倍の高
調波を含んだパルス幅変調波形の電圧を加えた電圧を前
記各巻線に与えるように構成したことを特徴とする請求
項2記載のブラシレスモータの駆動装置。
5. When the modulation signal generated from the modulation signal generating means is e (θ), when 0 ≦ θ <2π / 3, e (θ) = k · sin θ 2π / 3 ≦ θ <4π When / 3, e (θ) = k · sin
(Θ-π / 3) When 4π / 3 ≦ θ <2π, set so that e (θ) = 0 (where θ is an angle and k is a constant greater than 0 and 1 or less). Accordingly, a voltage obtained by adding a voltage having a pulse width modulation waveform including a harmonic of 3 times the motor operating frequency to a voltage having a sinusoidal pulse width modulation waveform is applied to each of the windings. Item 2. A brushless motor drive device according to item 2.
【請求項6】 モータ相電圧を検出するモータ電圧検出
手段と、 モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、 変調信号のゼロクロス点での電流値が零となるように変
調信号発生手段からの変調信号の出力位相を補正する位
相補正手段とを備え、 モータ相電圧がモータ電流の基本波位相に一致するよう
にパルス幅変調信号の出力位相を調整することを特徴と
する請求項2記載のブラシレスモータの駆動装置。
6. A motor voltage detecting means for detecting a motor phase voltage, a motor current detecting means for detecting a motor current, and a modulation signal generating means so that a current value at a zero cross point of the modulation signal becomes zero. 3. The brushless according to claim 2, further comprising: a phase correction unit that corrects an output phase of the signal, and adjusting the output phase of the pulse width modulation signal so that the motor phase voltage matches the fundamental wave phase of the motor current. Motor drive device.
【請求項7】 各相のモータ相電圧の各ゼロクロス点に
おいてパルス幅変調信号の出力位相を調整することを特
徴とする請求項6記載のブラシレスモータの駆動装置。
7. The brushless motor drive device according to claim 6, wherein the output phase of the pulse width modulation signal is adjusted at each zero-cross point of the motor phase voltage of each phase.
【請求項8】 モータ相電圧がマイナスからプラスに変
化するゼロクロス点では、電流値がプラスのときはパル
ス幅変調信号の出力位相を進ませ、マイナスのときは遅
らせるように調整し、 一方、モータ相電圧がプラスからマイナスに変化するゼ
ロクロス点では、電流値がマイナスのときはパルス幅変
調信号の出力位相を進ませ、プラスのときは遅らせるよ
うに調整することを特徴とする請求項6記載のブラシレ
スモータの駆動装置。
8. A zero-cross point at which the motor phase voltage changes from negative to positive is adjusted so that the output phase of the pulse width modulation signal is advanced when the current value is positive and delayed when the current value is negative. The zero-cross point at which the phase voltage changes from positive to negative is adjusted so that the output phase of the pulse width modulation signal is advanced when the current value is negative and delayed when the current value is positive. Brushless motor drive device.
【請求項9】 前記三角波信号発生手段に代えて、正弦
波信号を発生する正弦波信号発生手段又は鋸歯状波信号
を発生する鋸歯状波信号発生手段を備えたことを特徴と
する請求項2記載のブラシレスモータの駆動装置。
9. A sine wave signal generating means for generating a sine wave signal or a saw tooth wave signal generating means for generating a saw tooth wave signal is provided in place of the triangular wave signal generating means. The brushless motor driving device described.
JP6027723A 1994-02-25 1994-02-25 Driver for brushless motor Pending JPH07241095A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6027723A JPH07241095A (en) 1994-02-25 1994-02-25 Driver for brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6027723A JPH07241095A (en) 1994-02-25 1994-02-25 Driver for brushless motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07241095A true JPH07241095A (en) 1995-09-12

Family

ID=12228947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6027723A Pending JPH07241095A (en) 1994-02-25 1994-02-25 Driver for brushless motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07241095A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102916A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotating machine drive control device and vehicle
US8288978B2 (en) 2008-11-10 2012-10-16 Ricoh Company, Ltd. Motor driver
JP2015095929A (en) * 2013-11-11 2015-05-18 ローム株式会社 Drive unit and drive method of motor, and cooler, electronic apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102916A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotating machine drive control device and vehicle
US8288978B2 (en) 2008-11-10 2012-10-16 Ricoh Company, Ltd. Motor driver
JP2015095929A (en) * 2013-11-11 2015-05-18 ローム株式会社 Drive unit and drive method of motor, and cooler, electronic apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3710602B2 (en) Power generator
US8310181B2 (en) Motor drive system using potential at neutral point
US20060145639A1 (en) Brushless DC motor system and method of controlling the same
KR100416865B1 (en) Brushless motor drive circuit having low noise and high efficiency
US20120206076A1 (en) Motor-driving apparatus for variable-speed motor
WO2005088822A1 (en) Motor control device and modulating wave instruction creation method for pwm inverter thereof
JPH1080182A (en) Drive control apparatus for motor
JPH11122979A (en) Sensorless three-phase pldc motor drive circuit
TW201947865A (en) Motor driving circuit and method thereof
JP4062074B2 (en) Control method of three-phase brushless DC motor
JP4055372B2 (en) Motor drive device
JPH07241095A (en) Driver for brushless motor
JP2003348876A (en) Inverter, semiconductor integrated circuit, and multiplier
JP2005124305A (en) Two-phase modulation control type inverter device
JPH11316249A (en) Current detecting circuit and excess current protecting circuit
JPH05308778A (en) Inverter for driving electric car
JP3552380B2 (en) Brushless motor drive
JPH0984360A (en) Npc inverter device
JP2003033042A (en) Two-phase modulation control type inverter
JP3908431B2 (en) Rotation control method for permanent magnet synchronous motor
JP3028768B2 (en) Brushless DC motor drive control method and device
JPH10234195A (en) Method and apparatus for speed control of motor
JP2000116173A (en) Brushless dc motor and its speed-control method
JP4140500B2 (en) Two-phase modulation control type inverter device
JP2003209999A (en) Motor controller