JPH07245983A - Sensorless brushless motor - Google Patents

Sensorless brushless motor

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JPH07245983A
JPH07245983A JP6058120A JP5812094A JPH07245983A JP H07245983 A JPH07245983 A JP H07245983A JP 6058120 A JP6058120 A JP 6058120A JP 5812094 A JP5812094 A JP 5812094A JP H07245983 A JPH07245983 A JP H07245983A
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JP
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signal
phase
permanent magnet
input
inverter
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JP6058120A
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Takuya Chikada
拓也 近田
Yoshihisa Tosaka
吉久 登坂
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Daiichi Components Ltd
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Shinano Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to restart the rotation of a permanent magnet rotor without completely stopping it from sensorless brushless operation. CONSTITUTION:The title sensorless brushless motor consists of a permanent magnet rotor 1, three-phase stator winding 2, a three-phase inverter 3, a commutation control circuit 4, a rotational position detecting circuit 5 and a microcomputer 6. The microcomputer 6 outputs a drive reference signal m1 at the start of the inverter. Thereafter it outputs a rotational speed corresponding signal e4 based on a rotational position signal e3, and further an inverter drive reference signal m2. When an operation signal e8 is input immediately after the input of a stop signal, the microcomputer outputs the inverter drive reference signal. The permanent magnet rotor 1 is started by initial excitation-synchronous motor operation-sensorless brushless operation. If the permanent magnet rotor is restarted immediately after the input of a stop signal, that is done by sensorless brushless operation-stop brushless operation-sensorless brushless operation. If the permanent magnet rotor is restarted a little while after the input of a stop signal, that is done after a restart prohibition time has passed.

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、永久磁石回転子と三相
固定子巻線とを備え、三相固定子巻線の電流の切替えを
三相インバータで制御して、起動時には同期モータ動作
を行い、起動後は永久磁石回転子の回転位置に対応した
誘起電圧を検出して直流モータと等価の電気−機械エネ
ルギー変換を行うセンサレスブラシレスモータに関し、
具体的には、永久磁石回転子と三相固定子巻線と三相イ
ンバータと回転位置検出回路とマイクロコンピュータと
転流制御回路とを備え、起動時はマイクロコンピュータ
が永久磁石回転子の回転位置に関係なくインバータ起動
時駆動基準信号を繰り返し出力することにより同期モー
タ動作を行い、起動後はマイクロコンピュータが回転位
置検出回路から永久磁石回転子の回転位置に対応した信
号を入力してインバータ駆動基準信号を演算して出力す
ることによりセンサレスブラシレス動作を行う,センサ
レスブラシレスモータの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises a permanent magnet rotor and a three-phase stator winding, the switching of the current of the three-phase stator winding is controlled by a three-phase inverter, and a synchronous motor operation is performed at the time of starting. And a sensorless brushless motor that performs electro-mechanical energy conversion equivalent to a DC motor by detecting an induced voltage corresponding to the rotational position of the permanent magnet rotor after starting,
Specifically, it is equipped with a permanent magnet rotor, a three-phase stator winding, a three-phase inverter, a rotational position detection circuit, a microcomputer and a commutation control circuit. Irrespective of the above, the synchronous motor operates by repeatedly outputting the drive reference signal when the inverter starts, and after the start, the microcomputer inputs a signal corresponding to the rotation position of the permanent magnet rotor from the rotation position detection circuit and the inverter drive reference The present invention relates to an improvement in a sensorless brushless motor that performs sensorless brushless operation by calculating and outputting a signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のブラシレスモータには、永久磁石
回転子と、三相固定子巻線と、直流電源から給電されて
転流制御信号によりトランジスタ群を所要にオン・オフ
制御して出力線に交流電圧を出力して三相固定子巻線に
給電して転流を制御する三相インバータと、前記三相イ
ンバータの転流を制御する転流制御回路とを備え、永久
磁石回転子の回転に伴って固定子巻線に誘起される電圧
を検出して回転子の回転位置を検出し、該永久磁石回転
子の回転位置に応じて、固定子巻線の電流の切換えを三
相インバータで制御して、三相固定子巻線の誘起電圧の
位相に三相インバータの出力電圧の位相を合わせて直流
モータと等価の電気機械エネルギー変換を行うセンサレ
スブラシレスモータが知られている。このセンサレスブ
ラシレスモータは、感磁素子等の特別なセンサーを必要
とせず、構造がシンプルで、耐環境性、制御性、省線性
に優れ、製作コストが安価で、ファン駆動用や特殊環境
用等広い分野に渡って利用できる。しかし、従来のセン
サレスブラシレスモータは、永久磁石回転子の回転によ
って三相固定子巻線に誘起される電圧を検出する方法と
して、三相固定子巻線の転流(電流を切換えること)を
行う際に三相インバータに発生する転流ノイズの混入を
避けるために、周期的に発生する転流ノイズが削減して
いる期間を狙ってサンプリングする方法が採用されてお
り、この方法では、誘起電圧の検出は、転流から誘起電
圧検出までは転流ノイズが充分に減衰するよう充分な時
間を設ける必要があり、パルス巾変調のような1サイク
ル中に多数回にわたって転流させるインバータの使用は
困難であった。そして、パルス巾変調を行う場合は、充
分大きな時定数を持つ積分器によって転流のノイズを減
衰させる方法もあるが、この方法では誘起電圧検出に関
しても大きな時間遅れを生じ、即応制御が困難になり、
外乱に対して不安定となり、実用できなかった。
2. Description of the Related Art In a conventional brushless motor, a permanent magnet rotor, a three-phase stator winding, and a DC power source are supplied to control an on / off state of a transistor group by a commutation control signal to output lines. A three-phase inverter that outputs an AC voltage to the three-phase stator winding to feed commutation to control commutation, and a commutation control circuit that controls the commutation of the three-phase inverter. A three-phase inverter is used to detect the rotation position of the rotor by detecting the voltage induced in the stator winding as the rotor rotates and switch the current of the stator winding according to the rotation position of the permanent magnet rotor. There is known a sensorless brushless motor which performs electromechanical energy conversion equivalent to that of a DC motor by controlling the phase of the output voltage of the three-phase inverter with the phase of the induced voltage of the three-phase stator winding. This sensorless brushless motor does not require a special sensor such as a magnetic sensitive element, has a simple structure, is excellent in environment resistance, controllability, wire saving, is inexpensive to manufacture, and can be used for fan drive or special environments. It can be used in a wide range of fields. However, the conventional sensorless brushless motor performs commutation (switching the current) of the three-phase stator winding as a method of detecting the voltage induced in the three-phase stator winding by the rotation of the permanent magnet rotor. At this time, in order to avoid mixing of commutation noise generated in the three-phase inverter, the sampling method is adopted aiming at the period during which the commutation noise generated periodically is reduced. For detection of, it is necessary to provide sufficient time from commutation to detection of induced voltage so that commutation noise is sufficiently attenuated, and it is not possible to use an inverter that conducts commutation many times during one cycle such as pulse width modulation. It was difficult. When performing pulse width modulation, there is also a method of attenuating commutation noise with an integrator having a sufficiently large time constant, but this method also causes a large time delay in the detection of induced voltage, which makes quick response control difficult. Becomes
It became unstable against external disturbances and could not be put to practical use.

【0003】そこで、本願出願人は上記欠点を解消しう
るセンサレスブラシレスモータを開発して先に特許出願
を行った(特開昭62−189993号)。このセンサ
レスブラシレスモータは、永久磁石回転子と三相固定子
巻線と三相インバータと転流制御回路と回転位置検出回
路(誘起電圧検出回路)とマイクロコンピュータとを備
えたものである。回転位置検出回路は、三相固定子巻線
と並列に接続された三相抵抗回路の中性点の電位と三相
固定子巻線の中性点の電位とを差動増幅器に入力して三
相固定子巻線の各固定子巻線の誘起電圧に含まれる基本
波の三倍の高調波にのみ対応した所要の矩形波信号を出
力するようになっており、そして、マイクロコンピュー
タは、位相が回転方向に六十度ずつ順に変化する六種類
の二相励磁信号のパターン列からなるインバータ駆動基
準信号を内部のROMに書き込まれていて、起動時に該
インバータ駆動基準信号をリードして、パターン繰り返
し周期が所定短周期になるまで、該パターン繰り返し周
期を漸次速めていくように転流制御回路へ繰り返し出力
して同期モータ的駆動を行い、起動後は前記回転位置検
出回路から矩形波信号を入力して、該矩形波信号の入力
より一つ前のステップ更新から該信号が入力するまでの
時間と該信号の入力から次のステップ更新があるまでの
時間とが等しくなるように、次のパターン繰り返し周期
を演算して次の周期のインバータ駆動基準信号の出力を
行ってセンサレスブラシレスモータ駆動を行う。もっ
て、特開昭62−189993号のセンサレスブラシレ
スモータは、従前のセンサレスブラシレスモータの欠点
を解消することができて、パルス幅変調方式のインバー
タを使用できる一方、従前において使用していたパワー
トランジスタやリアクトル、コンデンサ等が不要となっ
て小形、安価となり、回転位置検出回路の時間遅れも小
さく抑えられる。
Therefore, the applicant of the present application developed a sensorless brushless motor capable of solving the above-mentioned drawbacks and filed a patent application (Japanese Patent Laid-Open No. 62-189993). This sensorless brushless motor includes a permanent magnet rotor, a three-phase stator winding, a three-phase inverter, a commutation control circuit, a rotational position detection circuit (induced voltage detection circuit), and a microcomputer. The rotational position detection circuit inputs the potential of the neutral point of the three-phase resistance circuit connected in parallel with the three-phase stator winding and the potential of the neutral point of the three-phase stator winding to the differential amplifier. The three-phase stator winding is designed to output a required rectangular wave signal corresponding to only the triple harmonic of the fundamental wave contained in the induced voltage of each stator winding, and the microcomputer is An inverter drive reference signal composed of a pattern sequence of six kinds of two-phase excitation signals whose phases are sequentially changed by 60 degrees in a rotation direction is written in an internal ROM, and the inverter drive reference signal is read at the time of startup, Until the pattern repetition cycle becomes a predetermined short cycle, the pattern repetition cycle is gradually output to the commutation control circuit to perform synchronous motor drive, and after the start, the rotation position detection circuit outputs a rectangular wave signal. Enter The next pattern repetition period is calculated so that the time from the step update immediately before the input of the rectangular wave signal to the input of the signal becomes equal to the time from the input of the signal to the next step update. Then, the inverter drive reference signal in the next cycle is output to drive the sensorless brushless motor. Therefore, the sensorless brushless motor disclosed in JP-A-62-189993 can solve the drawbacks of the conventional sensorless brushless motor and can use the pulse width modulation type inverter, while the power transistor and the power transistor used before can be used. A reactor, a condenser, etc. are not needed, and the size and cost are reduced, and the time delay of the rotation position detection circuit can be suppressed to a small value.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭62−
189993号のセンサレスブラシレスモータによれ
ば、負荷の変動が大きい使用条件では、初期励磁して永
久磁石回転子の位置決めする際に永久磁石回転子に振動
が生じる場合があって、振動が治まる前に同期モータ動
作に移ると、永久磁石回転子の振動の影響により回転磁
界と永久磁石回転子の同期が外れてセンサレスブラシレ
ス動作への切替えができず起動を失敗したり、振動によ
って永久磁石回転子が逆転してしまうことがあり、さら
に、同期モータ動作時においても、上記と同様の不安定
現象が生じる場合があることが判明した。このため、初
期励磁時間は永久磁石回転子の振動が治まるまでの時
間、継続する必要があり、そして永久磁石回転子の振動
は負荷によって変わるので、振動が大きい負荷の場合に
は初期励磁時間を長くしなければならない不具合があっ
た。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
According to the sensorless brushless motor of No. 189993, the vibration may occur in the permanent magnet rotor when the permanent magnet rotor is positioned by initial excitation under the use condition in which the fluctuation of the load is large. When the synchronous motor operation is started, the rotating magnetic field and the permanent magnet rotor are out of synchronization due to the influence of the vibration of the permanent magnet rotor, the sensorless brushless operation cannot be switched, and the startup fails, or the vibration causes the permanent magnet rotor to move. It was found that the reverse rotation may occur, and the same unstable phenomenon as described above may occur even during the operation of the synchronous motor. For this reason, the initial excitation time must continue until the vibration of the permanent magnet rotor subsides, and the vibration of the permanent magnet rotor changes depending on the load. There was a problem that had to be long.

【0005】また、従前のセンサレスブラシレスモータ
(特開昭62−189993号のセンサレスブラシレス
モータも含む)は、停止信号を入力した後、永久磁石回
転子が停止する前に再起動しようとすると、初期励磁を
行っても永久磁石回転子の位置決めができないので同期
モータ動作に移っても回転磁界と永久磁石回転子の同期
が外れてしまい、このため同期モータ動作からセンサレ
スブラシレス動作への切替え失敗や永久磁石回転子の逆
転現象などの可能性が高くなる。このため、従来のセン
サレスブラシレスモータでは、停止信号の入力後の所定
時間、具体的には0.5秒間を再起動禁止時間として設
定し、該再起動禁止時間内に運転信号が入力した場合に
は、再起動禁止時間経過後に初期励磁−同期モータ動作
−センサレスブラシレス動作の順にモータを再起動させ
ている。しかしながら、負荷イナーシャが所定値よりも
大きかったり、永久磁石回転子の回転数が所定値よりも
高かったりする使用条件では、再起動禁止時間である
0.5秒間を経過しても永久磁石回転子の回転が停止し
ないために、停止信号を入力した後、直ぐに運転信号が
入力すると、やはり、前述したように、同期モータ動作
からセンサレスブラシレス動作への切替え失敗や永久磁
石回転子の逆転現象などの可能性が存在している。この
ような不具合を解消するには、負荷イナーシャが所定値
よりも大きかったり、永久磁石回転子の回転数が所定値
よりも高かったりする使用条件では、再起動禁止時間を
6秒間と極めて長く設定する必要があった。しかしなが
ら、再起動禁止時間を長く設定すると、実際には永久磁
石回転子の回転が停止していても再起動禁止時間経過し
ないと再起動ができないという不具合も反対に生じてし
まっていた。
Further, the conventional sensorless brushless motor (including the sensorless brushless motor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-189993) has a problem that when the permanent magnet rotor is restarted before being stopped after the stop signal is input, Since the permanent magnet rotor cannot be positioned even with excitation, the rotating magnetic field and the permanent magnet rotor will be out of synchronization even if the synchronous motor operation is started. The possibility of reverse rotation of the magnet rotor increases. Therefore, in the conventional sensorless brushless motor, a predetermined time after the stop signal is input, specifically 0.5 seconds is set as the restart prohibition time, and when the operation signal is input within the restart prohibition time. Restarts the motor in the order of initial excitation-synchronous motor operation-sensorless brushless operation after the restart prohibition time has elapsed. However, under use conditions in which the load inertia is larger than a predetermined value or the rotation speed of the permanent magnet rotor is higher than a predetermined value, the permanent magnet rotor may continue even after the restart prohibition time of 0.5 seconds. If the operation signal is input immediately after the stop signal is input because the rotation of the motor does not stop, as described above, the failure to switch from the synchronous motor operation to the sensorless brushless operation or the reverse rotation phenomenon of the permanent magnet rotor occurs. The possibility exists. In order to eliminate such a problem, the restart prohibition time is set to 6 seconds, which is extremely long, under the use condition that the load inertia is larger than the predetermined value or the rotation speed of the permanent magnet rotor is higher than the predetermined value. Had to do. However, if the restart prohibition time is set to be long, the problem that the restart cannot be performed until the restart prohibition time elapses even if the rotation of the permanent magnet rotor is actually stopped has occurred.

【0006】本願発明は、停止信号を入力してすぐに運
転を再開しようとするときは、永久磁石回転子の回転を
完全に停止することなくセンサレスブラシレス動作より
再起動できるとともに、再起動禁止時間を従来よりも大
幅に短縮できて停止信号を入力して少し経って停止ブラ
シレス動作時間を経過してから、運転を再開しようとす
るときも、直ちに運転を再開できるセンサレスブラシレ
スモータを提供することを目的としている。
According to the present invention, when the operation is restarted immediately after inputting a stop signal, the sensorless brushless operation can be restarted without completely stopping the rotation of the permanent magnet rotor, and the restart prohibition time is set. It is possible to provide a sensorless brushless motor that can be restarted immediately when the operation is restarted after the stop brushless operation time has passed a short time after the stop signal was input and the stop signal was input. Has an aim.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
解決するための手段として、永久磁石回転子1と、三本
の固定子巻線21,22,23がY結線された三相固定
子巻線2と、直流電源7から給電されて転流制御信号に
よりトランジスタ群U+,V+,W+,U−,V−,W
−を所要にオン・オフ制御して出力線31,32,33
に交流電圧を出力して三相固定子巻線2の転流を制御す
る三相インバータ3と、前記三相インバータ3へ転流制
御信号を出力する転流制御回路4と、前記三相固定子巻
線2の誘起電圧を検出して永久磁石回転子1の回転位置
に応じた回転位置信号e3 を出力する回転位置検出回路
5と、前記回転位置検出回路5と前記転流制御回路4の
間に介設されたマイクロコンピュータ6とを備え、前記
マイクロコンピュータ6は、起動時に二−三相励磁また
は二相励磁を行うためのインバータ起動時駆動基準信号
としまた起動後は二相励磁を行うためのインバータ駆動
基準信号とする信号群が内部のROM61に書き込まれ
ていて、運転信号e8 が入力したらパターン繰り返し周
期を所定短周期になるまで漸次速めていくように前記信
号群の全部または一部を前記転流制御回路4へ繰り返し
出力し、起動後は前記回転位置信号e3 を入力してパタ
ーン繰り返し周期を一周期毎に演算して各周期に合わせ
て前記信号群の全部または一部を繰り返し出力するよう
になっており、さらに停止信号e8 が入力したらインバ
ータ駆動基準信号の出力を停止する一方、回転位置信号
3 を引き続き入力してパターン繰り返し周期を一周期
毎に所要に演算していき、もしも、停止信号e8 が入力
してから永久磁石回転子1の回転位置検出不能境界点に
回転低下するまでの間に運転信号e8 が入力するとき
は、そのときからインバータ駆動基準信号をパターン繰
り返し周期に合わせて繰り返し出力して運転を再開する
ようになっており、もしもまた、停止信号e8 が入力し
てから永久磁石回転子1の回転位置検出不能境界点に回
転低下した後に運転信号e8 が入力するときは、回転位
置検出不能境界点から永久磁石回転子1が回転を停止す
るまでの時間を再起動禁止時間として該再起動禁止時間
経過後に運転を再開するようになっていることを特徴と
するセンサレスブラシレスモータを提供するものであ
る。
According to the present invention, as means for solving the above problems, a permanent magnet rotor 1 and three stator windings 21, 22, and 23 are Y-connected and are three-phase fixed. The transistor group U +, V +, W +, U-, V-, W is fed by the sub winding 2 and the DC power supply 7 and is subjected to a commutation control signal.
The output lines 31, 32, 33 are controlled by turning ON / OFF as required.
A three-phase inverter 3 that outputs an AC voltage to the three-phase stator winding 2 to control commutation, a commutation control circuit 4 that outputs a commutation control signal to the three-phase inverter 3, and the three-phase fixed A rotational position detection circuit 5 that detects the induced voltage of the child winding 2 and outputs a rotational position signal e 3 according to the rotational position of the permanent magnet rotor 1, the rotational position detection circuit 5, and the commutation control circuit 4 And a microcomputer 6 interposed between the two, and the microcomputer 6 uses an inverter start-up drive reference signal for performing two-to-three-phase excitation or two-phase excitation at the time of start-up and two-phase excitation after start-up. A signal group to be used as an inverter drive reference signal for performing is written in the internal ROM 61, and when the operation signal e 8 is input, the pattern repeating cycle is gradually accelerated until it becomes a predetermined short cycle, or all of the signal group. one All the parts of the signal group in accordance with each cycle by repeatedly outputting the part to the commutation control circuit 4 and inputting the rotational position signal e 3 after the start to calculate the pattern repetition cycle. When the stop signal e 8 is further input, the output of the inverter drive reference signal is stopped while the rotation position signal e 3 is continuously input and the pattern repetition cycle is calculated every cycle as required. to continue, if, when the operation signal e 8 is inputted until reduced rotation from the input stop signal e 8 to the rotational position undetectable boundary point of the permanent magnet rotor 1, an inverter driven from that time reference signal is adapted to resume operation repeatedly outputted in accordance with the pattern repeating cycle, if also the permanent magnet rotor 1 from the input stop signal e 8 rotational position undetectable When entering the run signal e 8 after rotation reduction in Sakaiten, after elapse該再start prohibition time period from the rotational position undetectable border point to the permanent magnet rotor 1 stops rotating restart prohibition time The present invention provides a sensorless brushless motor characterized by being adapted to restart operation.

【0008】[0008]

【作用】マイクロコンピュータ6はインバータ起動時駆
動基準信号として信号群の全部または一部を転流制御回
路4へ繰り返し出力する。転流制御回路4は、インバー
タ起動時駆動基準信号に対応した転流制御信号e6 を三
相インバータ3へ出力する。三相インバータ3は、転流
制御回路4からの転流制御信号e6 を入力し、トランジ
スタ群U+,V+,W+,U−,V−,W−を所要にオ
ン・オフ制御し、出力線31,32,33より二−三相
励磁(または二相励磁)の交流電圧を出力する。三相固
定子巻線2には、初期励磁電流が流れて永久磁石回転子
1が制振され、次いで励磁電流が流れて回転磁界が発生
し、該回転磁界に同期して永久磁石回転子1が起動回転
する。上記の場合、インバータ起動時駆動基準信号は、
1パターン出力する毎に、ステップ角を三十度(六十
度)進ませて永久磁石回転子1を同期モータ駆動するこ
とになる。そうして、マイクロコンピュータ6がパター
ン繰り返し周期を漸次速めていくように信号群の全部ま
たは一部を転流制御回路4へ出力し、これにより永久磁
石回転子1を次第に加速していき、永久磁石回転子1が
所定回転数に上昇するようにパターン繰り返し周期を所
定短周期に速めて出力した時点で、同期モータ駆動は終
了する。
The microcomputer 6 repeatedly outputs all or part of the signal group to the commutation control circuit 4 as the drive reference signal at the time of starting the inverter. The commutation control circuit 4 outputs a commutation control signal e 6 corresponding to the drive reference signal at the time of starting the inverter to the three-phase inverter 3. The three-phase inverter 3 receives the commutation control signal e 6 from the commutation control circuit 4, controls ON / OFF of the transistor groups U +, V +, W +, U−, V−, W− as required, and outputs the output line. An alternating voltage of two-three-phase excitation (or two-phase excitation) is output from 31, 32, and 33. An initial exciting current flows through the three-phase stator winding 2 to dampen the permanent magnet rotor 1, and then an exciting current flows to generate a rotating magnetic field. The permanent magnet rotor 1 is synchronized with the rotating magnetic field. Starts to rotate. In the above case, the drive reference signal at inverter startup is
Every time one pattern is output, the step angle is advanced by 30 degrees (60 degrees) to drive the permanent magnet rotor 1 by the synchronous motor. Then, the microcomputer 6 outputs all or a part of the signal group to the commutation control circuit 4 so as to gradually accelerate the pattern repetition period, thereby gradually accelerating the permanent magnet rotor 1 and permanently. The synchronous motor drive ends when the pattern rotor cycle is accelerated to a predetermined short cycle and output so that the magnet rotor 1 increases to a predetermined number of revolutions.

【0009】起動後は、マイクロコンピュータ6は、回
転位置検出回路5から回転位置信号e3 を入力して、パ
ターン繰り返し周期を演算して該周期に合わせて信号群
の全部または一部をインバータ駆動基準信号として転流
制御回路4へ繰り返し出力する。このため、転流制御回
路4は、インバータ駆動基準信号m2 に対応した転流制
御信号e6 を三相インバータ3へ出力し、その際、三相
インバータ3は、永久磁石回転子1の電気角一回転当た
り六回の転流を生じる二相励磁の第二の信号群m2 を入
力して内部のトランジスタ群U+,V+,W+,U−,
V−,W−をオン・オフ制御して出力線31,32,3
3より二相励磁の交流電圧を出力する。従って、三相固
定子巻線2に二相励磁の誘導電流が電気角一回転当たり
六回の転流を生じて、回転磁界が発生し、三相固定子巻
線2の誘導電圧の位相に三相インバータ3の出力電圧の
位相を合わせてセンサレスブラシレスモータ駆動を行
い、直流モータと等価の電気−機械エネルギー変換が行
われ、こうして、該回転磁界に同期して永久磁石回転子
1が回転し、永久磁石回転子1が所定回転速度に加速さ
れていく。
After the start-up, the microcomputer 6 receives the rotational position signal e 3 from the rotational position detection circuit 5, calculates the pattern repetition period, and drives all or part of the signal group with an inverter in accordance with the period. The reference signal is repeatedly output to the commutation control circuit 4. Therefore, the commutation control circuit 4 outputs the commutation control signal e 6 corresponding to the inverter drive reference signal m 2 to the three-phase inverter 3, and at this time, the three-phase inverter 3 causes the electric power of the permanent magnet rotor 1 to change. An internal transistor group U +, V +, W +, U-, is input by inputting a second signal group m 2 of two-phase excitation that produces six times of commutation per one rotation of the angle.
Output lines 31, 32, 3 by controlling V- and W- on / off
An AC voltage for two-phase excitation is output from 3. Therefore, the induced current of the two-phase excitation is generated in the three-phase stator winding 2 by six times of commutation per one electrical angle, and the rotating magnetic field is generated. The sensorless brushless motor drive is performed by matching the phases of the output voltages of the three-phase inverters 3, and the electrical-mechanical energy conversion equivalent to that of the DC motor is performed. Thus, the permanent magnet rotor 1 rotates in synchronization with the rotating magnetic field. The permanent magnet rotor 1 is accelerated to a predetermined rotation speed.

【0010】そうして、マイクロコンピュータ6は、運
転中に停止信号e8 が入力すると、それ以後はインバー
タ駆動基準信号としてROM61から信号群の全部また
は一部をリードして転流制御回路4へ繰り返し出力する
ことを停止するが、引き続き回転位置検出回路5から回
転位置信号e3 を入力しパターン繰り返し周期を一周期
毎に演算を行うとともに、パターン繰り返し周期に対応
して引き続きROM61から信号群の全部または一部イ
ンバータ駆動基準信号としてリードし、転流制御回路4
へは出力しない。従って、三相インバータ3は、転流制
御回路4からインバータ駆動基準信号とこれに対応した
転流制御信号e6 を入力しなくなるので、出力線31,
32,33より二相励磁の交流電圧を出力しなくなり、
三相固定子巻線2の回転磁界が消磁して永久磁石回転子
1の回転数が低下していく。そうして、マイクロコンピ
ュータ6は、停止信号e8 が入力してから永久磁石回転
子1が回転位置検出不能境界点に回転低下するまでの時
間内に運転信号e8 が入力するときは、そのときから上
記のように停止信号入力後も引き続きインバータ駆動基
準信号としてROM61からリードしてきた信号群の全
部または一部の転流制御回路4への出力を再開し、これ
により転流制御回路4が脱調しないように転流制御信号
6 を出力するから、直ちに三相固定子巻線2の誘導電
圧の位相に三相インバータ3の出力電圧の位相を合わせ
ることができ、再びセンサレスブラシレスモータ駆動を
行い直流モータと等価の電気−機械エネルギー変換が行
われる。
When the stop signal e 8 is input during operation, the microcomputer 6 thereafter reads all or a part of the signal group from the ROM 61 as the inverter drive reference signal to the commutation control circuit 4. Although the repetitive output is stopped, the rotation position signal e 3 is continuously input from the rotation position detection circuit 5 to calculate the pattern repetition cycle every one cycle, and the signal group of the ROM 61 is continuously output from the ROM 61 corresponding to the pattern repetition cycle. All or part of the inverter drive reference signal is read, and the commutation control circuit 4
Is not output to. Therefore, the three-phase inverter 3 does not input the inverter drive reference signal and the commutation control signal e 6 corresponding thereto from the commutation control circuit 4, so that the output lines 31,
The two-phase excitation AC voltage is no longer output from 32 and 33,
The rotating magnetic field of the three-phase stator winding 2 is demagnetized, and the rotation speed of the permanent magnet rotor 1 decreases. Then, when the operation signal e 8 is input within the time from the input of the stop signal e 8 until the rotation of the permanent magnet rotor 1 is reduced to the rotational position undetectable boundary point, the microcomputer 6 outputs the signal. Since then, even after the stop signal is input as described above, the output of all or part of the signal group read from the ROM 61 as the inverter drive reference signal to the commutation control circuit 4 is restarted, whereby the commutation control circuit 4 is restarted. Since the commutation control signal e 6 is output so as not to step out, it is possible to immediately match the phase of the output voltage of the three-phase inverter 3 with the phase of the induced voltage of the three-phase stator winding 2, and drive the sensorless brushless motor again. Then, electric-mechanical energy conversion equivalent to that of the DC motor is performed.

【0011】さらに、マイクロコンピュータ6は、停止
信号e8 が入力してから永久磁石回転子1が回転位置検
出不能境界点に回転低下するまでの時間が経過し永久磁
石回転子1の回転が停止しないうちに運転信号e8 が入
力するときは、もはや再駆動しても脱調してしまうの
で、永久磁石回転子1が回転位置検出不能境界点に回転
低下してから永久磁石回転子1の回転が停止するまでの
時間を再起動禁止時間として該再起動禁止時間経過後に
運転を再開する。
Further, the microcomputer 6 stops the rotation of the permanent magnet rotor 1 after a lapse of time from the input of the stop signal e 8 until the rotation of the permanent magnet rotor 1 is lowered to the rotational position undetectable boundary point. If the operation signal e 8 is input before that, the step-out will occur even if the drive is restarted, so that the rotation of the permanent magnet rotor 1 drops to the boundary point where the rotation position cannot be detected, and then the permanent magnet rotor 1 moves. The time until the rotation is stopped is set as the restart prohibition time, and the operation is restarted after the restart prohibition time has elapsed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明のセンサレスブラシレスモータ
の実施例を図面を参照して説明する。図1ないし図6は
第一実施例を示す。この実施例のセンサレスブラシレス
モータは、図1(a)のブロック回路に示すように、定
常回転において固定子とのギャップ内の磁束分布が基本
波の三倍の次数の高調波を含む形状である永久磁石回転
子(ロータ)1と、三本の固定子巻線21,22,23
がY結線されてなる三相固定子巻線2と、直流電源7か
ら給電されるように接続されているとともに三本の出力
線31,32,33が前記三相固定子巻線2の三本の固
定子巻線21,22,23の非中性点側端子と並列的に
接続されていて転流制御信号(パルス幅変調転流制御信
号)により所要配列のトランジスタ群U+,V+,W
+,U−,V−,W−をオン・オフ制御して直流を交流
に変換し出力線31,32,33より出力して三相固定
子巻線2に給電して転流を制御する三相インバータ3
と、マイクロコンピュータ6から電流リミッタ値制御信
号e7 と回転速度対応信号e 4 と第一の信号群m1 また
は第二の信号群m2 を所要順に入力して所要のパルス幅
変調を行い前記三相インバータ3へ転流制御信号e6
出力するパルス幅変調方式の転流制御回路4と、前記三
相固定子巻線2の誘起電圧の中から基本波の三倍の高調
波を検出して所要の回転位置信号e3 をマイクロコンピ
ュータ6へ永久磁石回転子1の回転位置に応じたデータ
として出力する回転位置検出回路5とを備えてなる。
EXAMPLE A sensorless brushless motor of the present invention will be described below.
Embodiments will be described with reference to the drawings. 1 to 6
A first embodiment will be described. Sensorless brushless of this embodiment
As shown in the block circuit in FIG.
At normal rotation, the magnetic flux distribution in the gap with the stator is basic
Permanent magnet rotation with a shape containing harmonics of triple the wave
Child (rotor) 1 and three stator windings 21, 22, 23
Is a three-phase stator winding 2 that is Y-connected, and a DC power supply 7
Is connected so that power is supplied from
The wires 31, 32 and 33 are the three fixed wires of the three-phase stator winding 2.
In parallel with the non-neutral side terminals of the constant windings 21, 22, 23
Connected to the commutation control signal (pulse width modulation commutation control signal
No.) transistor groups U +, V +, W in the required arrangement
+, U-, V-, W- are on / off controlled to convert direct current to alternating current.
Converted to and output from output lines 31, 32, 33 and fixed in three phases
Three-phase inverter 3 for controlling commutation by supplying power to child winding 2
And the current limiter value control signal from the microcomputer 6.
Issue e7And rotation speed corresponding signal e FourAnd the first signal group m1Also
Is the second signal group m2Enter the required pulse width in the required order
The modulation is performed and the commutation control signal e is supplied to the three-phase inverter 3.6To
A pulse width modulation type commutation control circuit 4 for outputting,
Of the induced voltage in the phase stator winding 2, three times the harmonics of the fundamental wave
Rotational position signal e required by detecting wave3The micro computer
Data to the rotor 6 according to the rotational position of the permanent magnet rotor 1
And a rotational position detection circuit 5 for outputting

【0013】回転位置検出回路5は、三本の抵抗線5
1,52,53がY結線されかつ各抵抗線51,52,
53の非中性点側端子が前記三相固定子巻線2の三本の
固定子巻線21,22,23の対応する非中性点側端子
に接続された三相抵抗回路5aを有し、該三相抵抗回路
5aの中性点の電位e3 と前記三相固定子巻線2の中性
点の電位e1 とを差動増幅器5bに入力して三相固定子
巻線2の各固定子巻線の誘起電圧を検出し該誘起電圧に
含まれる基本波の三×n倍の高調波の中から永久磁石回
転子1の所定回転位置に応じた基本波の三倍の高調波に
のみ対応した所要の回転位置信号e3 を出力するように
構成されている。なお、回転位置検出回路5において、
永久磁石回転子1の所定回転位置に応じた基本波の三倍
の高調波を検出でき、基本波の三倍の高調波に応じた所
要の回転位置信号e3 を出力できることは、特開昭62
−189993号の明細書中に第2図の等価回路を示し
て電磁気学理論として詳細に説明し公知となっているの
で、本願では理論的証明を省略する。
The rotational position detection circuit 5 includes three resistance wires 5
1, 52, 53 are Y-connected and each resistance wire 51, 52,
The non-neutral side terminal 53 includes a three-phase resistance circuit 5a connected to the corresponding non-neutral side terminals of the three stator windings 21, 22, and 23 of the three-phase stator winding 2. Then, the neutral point potential e 3 of the three-phase resistance circuit 5a and the neutral point potential e 1 of the three-phase stator winding 2 are input to the differential amplifier 5b to input the three-phase stator winding 2 Of the fundamental wave contained in the induced voltage is detected from among the harmonics of 3 × n times the fundamental wave contained in the induced voltage, and the triple harmonic of the fundamental wave corresponding to the predetermined rotation position of the permanent magnet rotor 1 is detected. It is configured to output a required rotational position signal e 3 corresponding to only waves. In the rotation position detection circuit 5,
It is possible to detect a triple harmonic of the fundamental wave corresponding to a predetermined rotary position of the permanent magnet rotor 1 and to output a required rotary position signal e 3 corresponding to the triple harmonic of the fundamental wave. 62
In the specification of No. 1899993, the equivalent circuit of FIG. 2 is shown to explain it in detail as an electromagnetic theory and it is well known. Therefore, the theoretical proof is omitted in the present application.

【0014】マイクロコンピュータ6は、前記三相イン
バータ3の出力が三相励磁信号と二相励磁信号とが位相
を三十度ずつ順に進んで交番し出力するように対応する
十二種類のパターン列である第一の信号群m1 と、前記
三相インバータ3の出力が二相励磁信号が位相を六十度
ずつ順に進んで出力するように対応する六種類のパター
ン列である第二の信号群m2 と、起動時パターン繰り返
し周期決定プログラムp1 と、起動後パターン繰り返し
周期決定プログラムp2 が内部のROM61に書き込ま
れている。
The microcomputer 6 has twelve kinds of pattern strings corresponding to the output of the three-phase inverter 3 so that the three-phase excitation signal and the two-phase excitation signal are alternately output by advancing the phases by 30 degrees in sequence. A first signal group m 1 and a second signal which is a pattern sequence of six types corresponding to the output of the three-phase inverter 3 so that the two-phase excitation signal is output by sequentially advancing the phase by 60 degrees. A group m 2 , a startup pattern repetition period determination program p 1 and a startup pattern repetition period determination program p 2 are written in the internal ROM 61.

【0015】そうして、マイクロコンピュータ6は、運
転信号e8 が入力したらROM61からインバータ起動
時駆動基準信号として第一の信号群m1 をリードして電
流リミッタ値を「高レベル」に制御する電流リミッタ値
制御信号e7 を出力して初期励磁することに続いてパタ
ーン繰り返し周期を所定短周期になるまで漸次速めてい
くように転流制御回路4へ繰り返し出力するようになっ
ている。このとき、三相固定子巻線2が二相励磁と三相
励磁を交番しかつ回転磁界のステップ角が30度ずつ進
むように、三相インバータ3が転流を行うので、例えば
トランジスタU+とV−とW−がそれぞれオンで、トラ
ンジスタV+とW+とU−がそれぞれオフであるとき三
相励磁状態では、モータのV端子とW端子が同電位とな
り、この状態で永久磁石回転子1が振動すると、電磁誘
導によって固定子巻線22,23のそれぞれに交流電流
が発生し、図1(b)に示すように、電流の振動成分に
ついては(永久磁石回転子を回転させるための直流成分
は含まない)、両相の位相が互いに反転の関係にあるの
で、閉回路が構成されてこれに流れてジュール熱に変わ
り、振動エネルギーが吸収され、その結果として、永久
磁石回転子1の振動が小さくなる。なお、二相励磁状態
では、閉回路が構成されず、振動エネルギーは吸収され
ない。
When the operation signal e 8 is input, the microcomputer 6 reads the first signal group m 1 as the drive reference signal for starting the inverter from the ROM 61 and controls the current limiter value to "high level". After the current limiter value control signal e 7 is output and the initial excitation is performed, it is repeatedly output to the commutation control circuit 4 so that the pattern repetition cycle is gradually accelerated until it becomes a predetermined short cycle. At this time, the three-phase inverter 3 performs commutation so that the three-phase stator winding 2 alternates between two-phase excitation and three-phase excitation and the step angle of the rotating magnetic field advances by 30 degrees. When V- and W- are on and transistors V +, W +, and U- are off, respectively, in the three-phase excitation state, the V and W terminals of the motor have the same potential, and in this state, the permanent magnet rotor 1 When vibrating, an alternating current is generated in each of the stator windings 22 and 23 due to electromagnetic induction, and as shown in FIG. 1 (b), the vibration component of the current is (a DC component for rotating the permanent magnet rotor). However, since the phases of both phases are inverse to each other, a closed circuit is formed and flows into this to be converted into Joule heat, and the vibration energy is absorbed. As a result, the vibration of the permanent magnet rotor 1 is increased. Is small It made. In the two-phase excitation state, a closed circuit is not formed and vibration energy is not absorbed.

【0016】また、マイクロコンピュータ6は、モータ
起動後は、同期モータ動作からセンサレスブラシレス動
作に切り換えるように信号を出力するようになってい
る。マイクロコンピュータ6による同期モータ動作から
センサレスブラシレス動作への切り換えは、マイクロコ
ンピュータ6が回転位置信号e3 を入力しその信号に基
づいて、パターン繰り返し周期を一周期毎に所要に演算
し、各周期に合わせてROM61からインバータ駆動基
準信号を第二の信号群m2 をリードして転流制御回路4
へ繰り返し出力するようになっている。
After the motor is started, the microcomputer 6 outputs a signal to switch the synchronous motor operation to the sensorless brushless operation. In order to switch from the synchronous motor operation to the sensorless brushless operation by the microcomputer 6, the microcomputer 6 inputs the rotational position signal e 3 and, based on the signal, calculates the pattern repetition cycle as required for each cycle, and at each cycle. In addition, the commutation control circuit 4 reads the second signal group m 2 from the ROM 61 as the inverter drive reference signal.
It is designed to repeatedly output to.

【0017】そして、マイクロコンピュータ6は、モー
タの起動スイッチのオフにより停止信号e8 を入力して
も、上記のセンサレスブラシレス動作のように、回転位
置信号e3 を入力を続行し、その信号に基づいて、パタ
ーン繰り返し周期を一周期毎に所要に演算し、各周期に
合わせてROM61からインバータ駆動基準信号を第二
の信号群m2 をリードすることを続行し、該インバータ
駆動基準信号m2 を転流制御回路4へ出力することはし
ない。マイクロコンピュータ6は、停止信号e8 を入力
すると、そのときから三相インバータ3の出力電流の電
流リミッタ値を「低レベル」に制御する電流リミッタ値
制御信号e7 を出力する。
Then, even if the stop signal e 8 is inputted by turning off the start switch of the motor, the microcomputer 6 continues to input the rotational position signal e 3 as in the above sensorless brushless operation, and the signal is used as the signal. Based on this, the pattern repeating cycle is calculated for each cycle as required, and the inverter drive reference signal m 2 is continued to be read from the ROM 61 in accordance with each cycle, and the inverter drive reference signal m 2 is read. Is not output to the commutation control circuit 4. When the stop signal e 8 is input, the microcomputer 6 outputs the current limiter value control signal e 7 for controlling the current limiter value of the output current of the three-phase inverter 3 to “low level” from that time.

【0018】そうして、マイクロコンピュータ6は、停
止信号e8 を入力してから前記回転位置検出回路5が三
相固定子巻線2の誘起電圧を検出に基づいて永久磁石回
転子1の回転位置に応じた回転位置信号e3 を出力する
ことができない限度である永久磁石回転子1の回転位置
検出不能境界点に回転低下するまでの時間内に、運転信
号e8 が入力するときは、そのときからインバータ駆動
基準信号m2 を繰り返し出力するとともに、そのときよ
り所要微小な遅延時間が経過したときから、三相インバ
ータ3の出力電流の電流リミッタ値を「低レベル」から
再び「高レベル」に制御する電流リミッタ値制御信号e
7 を出力するようになっている。これにより、同期モー
タ動作を経ないでセンサレスブラシレス動作に入ること
ができるようになっている。
Then, the microcomputer 6 receives the stop signal e 8 and then the rotational position detection circuit 5 detects the induced voltage of the three-phase stator winding 2 and rotates the permanent magnet rotor 1 accordingly. When the operating signal e 8 is input within the time until the rotational position cannot be output to the rotational position undetectable boundary point of the permanent magnet rotor 1 which is the limit at which the rotational position signal e 3 corresponding to the position cannot be output, The inverter drive reference signal m 2 is repeatedly output from that time, and the current limiter value of the output current of the three-phase inverter 3 is changed from “low level” to “high level” after the required minute delay time has elapsed from that time. Current limiter value control signal e
It is designed to output 7 . As a result, the sensorless brushless operation can be started without the synchronous motor operation.

【0019】さらにまた、マイクロコンピュータ6は、
停止信号e8 を入力してから前記回転位置検出回路5が
三相固定子巻線2の誘起電圧の検出に基づいて永久磁石
回転子1の回転位置に応じた回転位置信号e3 を出力す
ることができない限度である永久磁石回転子1の回転位
置検出不能境界点に回転低下した後に、運転信号e8
入力するときは、もはや安定した回転位置信号e3 が得
られないからインバータ駆動基準信号m2 を永久磁石回
転子1の回転数に同調させるように出力できず脱調して
しまうことになるから、回転位置検出不能境界点に到達
するかどうかウオッチングしていて到達したことを検出
したらその時点で時定数回路を作動し、該回転位置検出
不能境界点からロ−タの回転が停止するまでの時間を再
起動禁止時間として該再起動禁止時間経過後に、前述し
たインバータの出力電流の電流リミッタ値を「高レベ
ル」に制御する電流リミッタ値制御信号を出力して初期
励磁することから、運転を再開するようになっている。
Furthermore, the microcomputer 6 is
After inputting the stop signal e 8 , the rotational position detection circuit 5 outputs a rotational position signal e 3 according to the rotational position of the permanent magnet rotor 1 based on the detection of the induced voltage in the three-phase stator winding 2. When the operation signal e 8 is input after the rotation position of the permanent magnet rotor 1 is reduced to the boundary point where the rotation position cannot be detected, the stable rotation position signal e 3 can no longer be obtained. Since the signal m 2 cannot be output so as to be synchronized with the rotation speed of the permanent magnet rotor 1 and step out occurs, it is necessary to check whether the rotation position detection impossible boundary point is reached by watching. When it is detected, the time constant circuit is activated at that time, and the time until the rotation of the rotor is stopped from the rotational position undetectable boundary point is defined as the restart prohibition time, and after the restart prohibition time has elapsed, the output of the inverter described above. Electric The current limiter value control signal for controlling the current limiter value of the flow to "high level" is output and the initial excitation is performed, so that the operation is restarted.

【0020】以上のように、マイクロコンピュータ6
は、停止信号e8 を入力して後も引続き回転位置信号e
3 を入力してパターン繰り返し周期を一周期毎に所要に
演算し、各周期に合わせてROM61からインバータ駆
動基準信号を第二の信号群m2をリードすることを続行
するが、該インバータ駆動基準信号m2 と回転速度対応
信号e4 を転流制御回路4へ出力することはしない。
As described above, the microcomputer 6
Continues to rotate position signal e after inputting stop signal e 8.
3 is input and the pattern repetition cycle is calculated as required for each cycle, and the inverter drive reference signal is continuously read from the ROM 61 to the second signal group m 2 according to each cycle. The signal m 2 and the rotation speed corresponding signal e 4 are not output to the commutation control circuit 4.

【0021】図2(a)は、インバータ起動時駆動基準
信号m1 に基づいて作動する三相インバータの六個のト
ランジスタU+,V+,W+,U−,V−,W−のオン
・オフを示すファンクションテーブルであり、「1」は
オン、「0」はオフを示し、20 〜25 は六個のトラン
ジスタU+,V+,W+,U−,V−,W−に対応して
いる。図2(b)は、インバータ起動時駆動基準信号m
1 に基づいて、三相インバータが二−三相励磁駆動する
ときの電流ベクトルの向きを示す。図3(a)は、イン
バータ駆動基準信号としてROM61から第二の信号群
2 をリードして出力したときに作動する三相インバー
タの六個のトランジスタU+,V+,W+,U−,V
−,W−のオン・オフを示すファンクションテーブルで
あり、図3(b)は、インバータ駆動基準信号としてR
OM61から第二の信号群m2 をリードして出力したと
きに、三相インバータが二相励磁駆動するときの電流ベ
クトルの向きを示す。図2(a)のファンクションテー
ブルに示すように、第一の信号群m1 は、パターン0━
1━2━3━4━5━6━7━8━9━10━11の順
にトランジスタU+,V+,W+,U−,V−,W−が
オン・オフするように、三相励磁信号と二相励磁信号と
が位相を三十度ずつ順に進んで交番し出力する十二種類
のパターン列としてROM61に書き込まれているもの
であり、同様に、第二の信号群m2 は、図3(a)のフ
ァンクションテーブルに示すようにパターン0━1━2
━3━4━5の順にトランジスタU+,V+,W+,U
−,V−,W−がオン・オフするように、二相励磁信号
の位相が六十度ずつ順に進んで出力する六種類のパター
ン列としてROM61に書き込まれているものである。
起動時パターン繰り返し周期決定プログラムp1 は、イ
ンバータ起動時駆動基準信号m1 をリードする順序とタ
イミングが決められており、起動後パターン繰り返し周
期決定プログラムp2 がインバータ駆動基準信号m2
リードする順序とタイミングが決められている。プログ
ラムp1 からプログラムp2 への切替えは、プログラム
1 において起動時パターン繰り返し周期をタイマー管
理していて回転位置信号e3 を充分に安定して検出でき
るモータ回転数に達したら、例えば1800r.p.m
になったらプログラム切替え信号をプログラムp2 へ伝
達するようになっている。図2(b)に示すように、二
−三相励磁のときは、パターンが切り替わる度に、電流
ベクトルは電気角で30度進み、回転磁界のステップ角
も30度進み、また図3(b)に示すように、二相励磁
のときは、パターンが切り替わる度に、電流ベクトルは
電気角で60度進み、回転磁界のステップ角も60度進
む。
FIG. 2A shows ON / OFF of six transistors U +, V +, W +, U-, V-, W- of a three-phase inverter which operates based on the drive reference signal m 1 at the time of starting the inverter. a function table showing, "1" is turned on, "0" indicates oFF, 2 0-2 5 six transistors U +, V +, W + , U-, V-, and corresponds to the W-. FIG. 2B shows the drive reference signal m when the inverter is started.
Based on 1 , the direction of the current vector when the three-phase inverter is driven by two- to three-phase excitation is shown. FIG. 3A shows six transistors U +, V +, W +, U-, V of a three-phase inverter that operates when the second signal group m 2 is read and output from the ROM 61 as an inverter drive reference signal.
FIG. 3B is a function table showing ON / OFF of − and W−, and FIG.
The direction of the current vector when the three-phase inverter drives the two-phase excitation when the second signal group m 2 is read and output from the OM 61 is shown. As shown in the function table of FIG. 2A, the first signal group m 1 has the pattern 0-
Three-phase excitation signal so that the transistors U +, V +, W +, U-, V-, and W- are turned on and off in the order of 1--2-3-4-5-5-6-7-8-9-10-11. And the two-phase excitation signal are written in the ROM 61 as twelve types of pattern sequences that sequentially advance the phases by 30 degrees and output alternately. Similarly, the second signal group m 2 is As shown in the function table of FIG.
━ 3 ━ 4 ━ 5 in order of transistors U +, V +, W +, U
The pattern of the two-phase excitation signal is written in the ROM 61 as six types of pattern sequences that are sequentially output by 60 degrees so that −, V−, and W− are turned on and off.
The start-up pattern repetition cycle determination program p 1 has a predetermined order and timing for reading the inverter start-up drive reference signal m 1 , and the start-up pattern repetition cycle determination program p 2 reads the inverter drive reference signal m 2 . The order and timing are fixed. Switching from the program p 1 to the program p 2 is performed by controlling the pattern repetition period at startup in the program p 1 by a timer, and when the motor rotational speed at which the rotational position signal e 3 can be detected sufficiently stably is reached, for example, 1800 r.p.m. p. m
Then, the program switching signal is transmitted to the program p 2 . As shown in FIG. 2B, in the two-three-phase excitation, the current vector advances by 30 degrees in electrical angle and the step angle of the rotating magnetic field also advances by 30 degrees each time the pattern switches, and FIG. ), In the two-phase excitation, the current vector advances by 60 degrees in electrical angle and the step angle of the rotating magnetic field also advances by 60 degrees each time the pattern is switched.

【0022】マイクロコンピュータ6は、起動時に、起
動時パターン繰り返し周期決定プログラムp1 が作用し
て前記インバータ起動時駆動基準信号としてROM61
から第一の信号群m1 をリードして出力する。この場
合、第一の信号群m1 を構成する十二種類のパターン列
の中、制振を行うための初期励磁として、最初は三相励
磁信号となるようにリードして転流制御回路4へ約0.
1秒間出力し、次いで、パターンの配列順に二相励磁信
号━三相励磁信号━二相励磁信号・・・と交番するよう
にリードして転流制御回路4へ繰り返し出力し、起動時
の最後は、起動後の励磁が二相励磁であるため、二相励
磁信号となるようにリードして転流制御回路4へ出力し
て終了するように構成されている。ROM61には、パ
ターン繰り返し周期を漸次速めていくように上記の第一
の信号群m1 をインバータ起動時駆動基準信号としてリ
ードし繰り返し出力を行うプログラムp1 がライトされ
ている。このプログラムp1 は、基本クロックをタイマ
ー管理してパターン繰り返し周期を演算し、永久磁石回
転子1が高回転に推移して、例えば1800r.p.m
となって、ステップ切替えタイミングと誘起電圧検出信
号との位相差が例えば30度となり、この時のパターン
繰り返し周期(所定短周期)になるまで該パターン繰り
返し周期を漸次速めていくようにプログラムされてい
る。そして、このプログラムp1 は、パターン繰り返し
周期が所定短周期になったことを検知すると、起動後パ
ターン繰り返し周期決定プログラムp2 をリードする。
At the time of start-up, the microcomputer 6 is actuated by the start-up pattern repetition cycle determining program p 1 to act as the ROM start-up drive reference signal in the ROM 61.
To read and output the first signal group m 1 . In this case, among the twelve types of pattern trains forming the first signal group m 1 , as the initial excitation for damping, the commutation control circuit 4 is first read so as to be a three-phase excitation signal. To about 0.
It is output for 1 second, and then read so as to alternate with the two-phase excitation signal-three-phase excitation signal-two-phase excitation signal in the order of pattern arrangement, and repeatedly outputs to the commutation control circuit 4, and at the end of startup. Since the excitation after the start is two-phase excitation, is read so as to be a two-phase excitation signal, is output to the commutation control circuit 4, and is ended. A program p 1 is written in the ROM 61 so that the first signal group m 1 is read as a drive reference signal at the time of starting the inverter and is repeatedly output so as to gradually accelerate the pattern repetition period. This program p 1 manages the basic clock with a timer to calculate the pattern repetition period, and the permanent magnet rotor 1 changes to a high rotation speed, for example, 1800 r. p. m
Then, the phase difference between the step switching timing and the induced voltage detection signal becomes, for example, 30 degrees, and is programmed so as to gradually accelerate the pattern repetition cycle until the pattern repetition cycle (predetermined short cycle) at this time is reached. There is. Then, the program p 1 reads the post-startup pattern repetition period determination program p 2 when detecting that the pattern repetition period has become a predetermined short period.

【0023】マイクロコンピュータ6は、起動後は、起
動後パターン繰り返し周期決定プログラムp2 が作用し
て前記回転位置検出回路5から回転位置信号e3 を入力
して該回転位置信号e3 からパターン繰り返しの一周期
毎に、一つ前のステップ更新から該信号が入力するまで
の時間と該信号の入力から次のステップ更新があるまで
の時間とが等しくなるように、次のパターン繰り返し周
期を演算するとともに、ROM61からインバータ駆動
基準信号として第二の信号群m2 をリードして三相固定
子巻線2の誘起電圧の位相にインバータ3の出力電圧の
位相を合わせてそれまでの同期モータ的駆動からセンサ
レスブラシレスモータ駆動(=直流モータ的駆動)に変
換するための切替え調整として、最初の基準信号の出力
を不連続に所要角度例えば30度進めるように転流制御
回路4へ出力するようにして、インバータ駆動基準信号
2 の出力を前記演算した各周期に合わせて繰り返し出
力するように構成されている。なお、インバータ駆動基
準信号m2 のステップ切替えタイミングを不連続に所要
角度進めるように転流制御回路4へ出力するのは、同期
モータ的駆動から起動後のセンサレスブラシレスモータ
駆動に変換する際に固定子巻線2の誘起電圧の位相にイ
ンバータ3の出力電圧の位相を合わせる必要があるため
であり、起動時の初期に固定子巻線2の誘起電圧の位相
がインバータ3の出力電圧の位相よりも90度進んだ状
態で起動が行われ、例えば1800r.p.mになる
と、負荷の大小により位相差が0度から約45度の範囲
に小さくなり、一般的には30度まで小さくなるので、
最初の基準信号の出力を不連続に所要角度例えば30度
進めることで位相差を解消できる。
The microcomputer 6 after activation inputs the rotational position signal e 3 repeating pattern from the rotating position signal e 3 from the rotational position detecting circuit 5 acts startup after the pattern repetition period determination program p 2 For each cycle, calculate the next pattern repetition cycle so that the time from the previous step update to the input of the signal is equal to the time from the input of the signal to the next step update At the same time, the second signal group m 2 is read from the ROM 61 as an inverter drive reference signal, and the phase of the output voltage of the inverter 3 is adjusted to the phase of the induced voltage of the three-phase stator winding 2 so that the synchronous motor operation up to that point is achieved. As a switching adjustment for converting from drive to sensorless brushless motor drive (= DC motor drive), the output of the first reference signal is discontinuously required by the required angle. So as to output example, if 30 degrees to the commutation control circuit 4 to advance and the output of the inverter drive reference signal m 2 is configured to repeatedly output in accordance with each cycle to the arithmetic. The output of the inverter drive reference signal m 2 to the commutation control circuit 4 so as to advance the step switching timing discontinuously by the required angle is fixed when converting from synchronous motor drive to sensorless brushless motor drive after startup. This is because it is necessary to match the phase of the output voltage of the inverter 3 with the phase of the induced voltage of the child winding 2, and the phase of the induced voltage of the stator winding 2 is greater than the phase of the output voltage of the inverter 3 at the initial stage of startup. Is also started in a state where it has advanced 90 degrees, for example, 1800 r. p. At m, the phase difference decreases from 0 degrees to about 45 degrees depending on the magnitude of the load, and generally decreases to 30 degrees.
The phase difference can be eliminated by advancing the output of the first reference signal discontinuously by a required angle, for example, 30 degrees.

【0024】さらに、マイクロコンピュータ6は、起動
後パターン繰り返し周期決定プログラムp2 の作用によ
り起動後は、インバータ駆動基準信号m2 の出力と並行
して、前記回転位置信号e3 に基づいて永久磁石回転子
1の回転速度に対応した回転速度対応信号e4 を前記転
流制御回路4へ出力するようになっている。
Further, the microcomputer 6 is activated by the action of the post-activation pattern repetition period determination program p 2 and , after activation, in parallel with the output of the inverter drive reference signal m 2 , based on the rotational position signal e 3 A rotation speed corresponding signal e 4 corresponding to the rotation speed of the rotor 1 is output to the commutation control circuit 4.

【0025】転流制御回路4は、リミッタ回路41とパ
ルス幅変調部(PWM)42と比較器43を備えてい
る。リミッタ回路41は、起動時にマイクロコンピュー
タ6から出力する電流リミッタ値制御信号e7 を内部の
リミッタ回路41に入力し、また起動時及び起動後に三
相インバータ3の電流検出抵抗3aからトランジスタに
流れた電流に比例した電圧信号e9 を入力するとともに
パルス幅変調部(PWM)42からオン・オフ信号を入
力するようになっていて、パルス幅変調部(PWM)4
2から入力するパルス幅変調されたオン・オフ信号を、
電流リミッタ値制御信号e7 が0のときには電流リミッ
タ値が「高レベル」になるように転流制御信号e6 を出
力し、また電流リミッタ値制御信号e7 が1のときには
電流リミッタ値が「低レベル」になるように転流制御信
号e6 を出力し、電圧信号e9 がリミッタ値以上になる
と、三相インバータ3の全てのトランジスタがオフとな
るように転流制御信号e6 を出力制御するようになって
いる。パルス幅変調部(PWM)42は、起動時はマイ
クロコンピュータ6から出力するインバータ起動時駆動
基準信号m1 を入力し、起動後はインバータ駆動基準信
号m2 を入力するようになっている。比較器43は、外
部から速度指令e5 を入力するとともに、起動後にマイ
クロコンピュータ6から出力する回転速度対応信号e4
を入力して回転速度対応信号e4 と速度指令e5 との偏
差を解消するように、パルス幅変調部42におけるパル
ス幅変調の増減方向を決定する符号(プラスとマイナス
のいずれか一方)をパルス幅変調部42に対して出力す
るようになっている。
The commutation control circuit 4 comprises a limiter circuit 41, a pulse width modulator (PWM) 42 and a comparator 43. The limiter circuit 41 inputs the current limiter value control signal e 7 output from the microcomputer 6 at the time of startup to the internal limiter circuit 41, and also flows from the current detection resistor 3a of the three-phase inverter 3 to the transistor at the time of startup and after startup. The voltage signal e 9 proportional to the current is input, and the ON / OFF signal is input from the pulse width modulation unit (PWM) 42.
The pulse width modulated on / off signal input from 2
When the current limiter value control signal e 7 is 0, the commutation control signal e 6 is output so that the current limiter value becomes “high level”, and when the current limiter value control signal e 7 is 1, the current limiter value is “ The commutation control signal e 6 is output so as to be “low level”, and when the voltage signal e 9 is equal to or more than the limiter value, the commutation control signal e 6 is output so that all the transistors of the three-phase inverter 3 are turned off. It is designed to be controlled. The pulse width modulator (PWM) 42 inputs the inverter start-up drive reference signal m 1 output from the microcomputer 6 at the time of start-up, and inputs the inverter drive reference signal m 2 after start-up. The comparator 43 receives the speed command e 5 from the outside and also outputs the rotation speed corresponding signal e 4 output from the microcomputer 6 after starting.
Is input to cancel the deviation between the rotation speed corresponding signal e 4 and the speed command e 5 , a sign (either positive or negative) that determines the increasing / decreasing direction of the pulse width modulation in the pulse width modulating unit 42 is input. It is adapted to output to the pulse width modulator 42.

【0026】図4ないし図6はタイミングチャートを示
す。図1を参照して図4ないし図6の(a)ないし
(l)の各信号を説明する。(a)はマイクロコンピュ
ータ6の基本クロック、(b)はマイクロコンピュータ
6へ入力する運転・停止信号e8、(c)はマイクロコ
ンピュータ6から転流制御回路4のリミッタ回路41へ
出力する電流リミッタ値制御信号e7 、(d)はマイク
ロコンピュータ6から転流制御回路4のパルス幅変調部
(PWM)42へ出力する第一の信号群m1 と第二の信
号群m2 であり、第二の信号群m2 の立ち上がりと立ち
下がりのエッジは、マイクロコンピュータにおいて三相
インバータの出力電圧波形を生成する基となるステップ
切換えタイミング信号となる、(e)は差動増幅器5b
の二つの入力端子に入力する誘起電圧e1 とe2 との偏
差である波形整形前の誘起電圧検出信号、(f)は誘起
電圧中の基本波の三倍の高調波を差動増幅器5bで検出
して波形整形した後の回転位置信号e3 、(g)と
(h)と(i)と(j)は三本の固定子巻線21,2
2,23の何れか一相分に関するものであって、(g)
は三相インバータ3のトランジスタ群がオン・オフして
いない状態でモータが回転するときに一相の固定子巻線
に生起する誘起電圧、(h)と(i)は転流制御信号e
6 の一部(三相インバータ3の一相分のトランジスタU
+とU−,V+とV−,またはW+とW−をオン・オフ
する一対の転流制御信号e6 )、(j)は一相の固定子
巻線に印加されるパルス幅変調されたインバータ出力電
圧、(h)と(i)と(j)において、多数の直線状の
縦の点線は波形がパルス巾変調を受けていることを示
す、(k)はリミッタ回路41の電流リミッタ値、
(q)は永久磁石回転子の回転数を示す。図4は、モー
タを初期励磁してロータの回転と振動を停止し、次いで
第一の信号群m1 を周期が漸次に速くなるように繰り返
し出力しロータの一回転を十二等分する二相励磁と三相
励磁とを交番して行い同期モータ的動作を行ってロータ
の回転数を上昇させていき、続いて所要回転数に達した
ら回転位置信号e3 のタイミングに基づいて第二の信号
群m2 の周期を演算して出力しロータの一回転を六等分
する二相励磁を行いセンサレスブラシレス動作を行う動
作過程における各信号の相関関係を示す。図5は、セン
サレスブラシレス動作で運転中に停止信号を入力した
後、回転位置検出不能境界点に回転低下する前に運転信
号が入力した場合に初期励磁及び同期モータ動作を省略
してセンサレスブラシレス動作に再び移行する動作過程
における各信号の相関関係を示す。図6は、センサレス
ブラシレス動作で運転中に停止信号を入力した後、回転
位置検出不能境界点に回転低下する後に運転信号が入力
した場合に再起動禁止時間経過時より初期励磁し同期モ
ータ動作を行いセンサレスブラシレス動作に移行する動
作過程における各信号の相関関係を示す。固定子巻線の
誘起電圧の位相は、三相インバータの出力電圧の位相に
対して、極低速回転時である同期モータ動作の初期には
約90°進んでおり、回転速度が大きくなる同期モータ
動作の終期には約30°進んだ状態となり、パターン切
換えてセンサレスブラシレス動作にすると0°となる。
4 to 6 show timing charts. The signals of (a) to (l) of FIGS. 4 to 6 will be described with reference to FIG. (A) is a basic clock of the microcomputer 6, (b) is a run / stop signal e 8 input to the microcomputer 6, (c) is a current limiter output from the microcomputer 6 to the limiter circuit 41 of the commutation control circuit 4. The value control signals e 7 and (d) are the first signal group m 1 and the second signal group m 2 output from the microcomputer 6 to the pulse width modulation section (PWM) 42 of the commutation control circuit 4, The rising and falling edges of the second signal group m 2 become step switching timing signals that are the basis for generating the output voltage waveform of the three-phase inverter in the microcomputer. (E) is the differential amplifier 5b
The induced voltage detection signal before waveform shaping, which is the deviation between the induced voltages e 1 and e 2 input to the two input terminals of the differential amplifier 5b, is the harmonic wave three times the fundamental wave in the induced voltage. The rotational position signal e 3 after detection and waveform shaping by ( 3 ), (g), (h), (i) and (j) are three stator windings 21 and 21.
No. 2, 23 relating to one phase, (g)
Is an induced voltage generated in the one-phase stator winding when the motor is rotating while the transistor group of the three-phase inverter 3 is not on / off, and (h) and (i) are commutation control signals e.
Part of 6 (Transistor U for one phase of three-phase inverter 3
A pair of commutation control signals e 6 ), (j) for turning on / off + and U−, V + and V−, or W + and W− are pulse width modulated applied to the one-phase stator winding. In the inverter output voltages (h), (i), and (j), a large number of vertical dotted lines indicate that the waveform is pulse width modulated, and (k) is the current limiter value of the limiter circuit 41. ,
(Q) indicates the rotation speed of the permanent magnet rotor. In FIG. 4, the motor is initially excited to stop the rotation and vibration of the rotor, and then the first signal group m 1 is repeatedly output so that the cycle becomes gradually faster. Phase excitation and three-phase excitation are alternately performed to perform a synchronous motor-like operation to increase the rotation speed of the rotor, and subsequently when the required rotation speed is reached, the second position is determined based on the timing of the rotation position signal e 3 . The correlation of each signal in the operation process of performing the sensorless brushless operation by calculating and outputting the period of the signal group m 2 and performing two-phase excitation that divides one rotation of the rotor into six equal parts is shown. FIG. 5 shows a sensorless brushless operation in which the initial excitation and the synchronous motor operation are omitted when the operation signal is input after the stop signal is input during operation in the sensorless brushless operation and before the rotation decreases to the rotational position undetectable boundary point. 3 shows the correlation of each signal in the operation process of transitioning again to. FIG. 6 shows that when the stop signal is input during operation in the sensorless brushless operation, and the operation signal is input after the rotation speed decreases to the rotation position undetectable boundary point, the initial excitation is performed after the restart prohibition time has elapsed and the synchronous motor operation is performed. The correlation of each signal in the operation process which transfers to performed sensorless brushless operation is shown. The phase of the induced voltage in the stator winding is advanced by about 90 ° with respect to the phase of the output voltage of the three-phase inverter at the initial stage of the synchronous motor operation during extremely low speed rotation, and the rotational speed increases. At the end of the operation, the state is advanced by about 30 °, and it becomes 0 ° when the pattern is switched and the sensorless brushless operation is performed.

【0027】図5及び図6のタイムチャートは、停止ブ
ラシレス動作は、図1のマイクロコンピュータ6に停止
信号e8 が入力後、該マイクロコンピュータ6は三相イ
ンバータ3を停止させるが、センサレスブラシレス動作
で行っているモータ誘起電圧の基本波の三倍高調波から
のロータ位置及び速度検出は継続することを示してお
り、ロータ位置及び速度検出が不確実となる回転位置検
出不能境界点に回転低下した時点でブラシレス停止動作
は終了する。三倍高調波は、永久磁石回転子1の回転速
度が遅いほど小さくなるので、停止ブラシレス動作終了
時の回転速度、すなわち、回転位置検出不能境界点は、
三倍高調波が確実に検出できる最低速度に設定する。実
験によれば、回転位置検出不能境界点は定格回転数の四
十分の一に設定しても三倍高調波が確実に検出でき、マ
イクロコンピュータ6が正常に作動することが確認でき
た。マイクロコンピュータ6は、回転位置信号e3 をウ
オッチングしていて回転位置検出不能境界点に到達した
ら、内部の時定数回路を作動して一定時間、再起動禁止
とする。この時間が再起動禁止時間である。電流リミッ
タ値制御信号e7 は、マイクロコンピュータ6の所定の
出力ポートより転流制御回路4のリミッタ回路41へ出
力される信号であり、図5及び図6のタイムチャート
は、電流リミッタ値制御信号e7 が、停止ブラシレス動
作中は1であり、並びに停止ブラシレス動作中に運転信
号が入力してブラシレスセンサレス動作に入ってから僅
少な所定時間も引続き1であり(これは遅延させること
により再起動が安定して得られるためである)、その他
の動作時は0であることを示している。図5のタイムチ
ャートは、停止ブラシレス動作中に運転信号e8 が入力
すると、マイクロコンピュータ6が回転位置信号e3
対応したインバータ駆動基準信号m2 を出力することを
示している。電流リミッタ値は、転流制御回路4のリミ
ッタ回路41のもので、電流リミッタ値制御信号e7
より低レベルと高レベルに切り換え設定されるようにな
っており、電流リミッタ値制御信号e7 が0のときには
電流リミッタ値は低レベル、電流リミッタ値制御信号e
7 が1のときには電流リミッタ値は高レベルに設定され
る。図6のタイムチャートにおいて、再起動禁止時間
は、0.5秒間である。
The time charts of FIGS. 5 and 6 show that the brushless stop operation is the sensorless brushless operation in which the microcomputer 6 stops the three-phase inverter 3 after the stop signal e 8 is input to the microcomputer 6 in FIG. It shows that the rotor position and speed detection from the triple harmonic of the fundamental wave of the motor-induced voltage that is being performed in 1. continues, and the rotation position cannot be detected reliably. At that point, the brushless stop operation ends. Since the triple harmonic becomes smaller as the rotation speed of the permanent magnet rotor 1 becomes slower, the rotation speed at the end of the stopped brushless operation, that is, the rotation position undetectable boundary point becomes
Set to the lowest speed that can reliably detect triple harmonics. According to the experiment, even if the rotational position undetectable boundary point is set to one-fourth of the rated rotational speed, the triple harmonic can be surely detected, and it has been confirmed that the microcomputer 6 operates normally. When the microcomputer 6 watches the rotational position signal e 3 and reaches the rotational position undetectable boundary point, the microcomputer 6 operates the internal time constant circuit to prohibit the restart for a certain period of time. This time is the restart prohibition time. The current limiter value control signal e 7 is a signal output from a predetermined output port of the microcomputer 6 to the limiter circuit 41 of the commutation control circuit 4, and the time charts of FIGS. 5 and 6 show the current limiter value control signal. e 7 is 1 during the stop brushless operation, and is 1 for a short time after the operation signal is input during the stop brushless operation and the brushless sensorless operation is continued (This is restarted by delaying. Is stable), and is 0 during other operations. The time chart in FIG. 5 shows that when the operation signal e 8 is input during the stop brushless operation, the microcomputer 6 outputs the inverter drive reference signal m 2 corresponding to the rotational position signal e 3 . Current limiter value is of a limiter circuit 41 of the commutation control circuit 4, the current limiter value control signal e 7 is adapted to be set is switched to the low level and high level, the current limiter value control signal e 7 When it is 0, the current limiter value is low, and the current limiter value control signal e
When 7 is 1, the current limiter value is set to a high level. In the time chart of FIG. 6, the restart prohibition time is 0.5 seconds.

【0028】次に、上述した構成された本発明の第一実
施例のセンサレスブラシレスモータの作用を説明する。
マイクロコンピュータ6に運転信号e8 が入力すると、
該マイクロコンピュータ6が、電流リミッタ値制御信号
7 を転流制御回路4のリミッタ回路41へ出力して該
リミッタ回路41の電流リミッタ値を「高レベル」に設
定するとともに、ROM61に格納された第一の信号群
1 をリードして転流制御回路4へ繰り返し出力する。
マイクロコンピュータ6は、内部クロックに基づいてイ
ンバータ起動時駆動基準信号m1 のパターン繰り返し周
期をタイマー管理して漸次速めていくように演算する。
マイクロコンピュータ6は、制振を行うための初期励磁
として、最初は三相励磁信号となるようにリードして転
流制御回路4へ出力し、次いで、パターンの配列順に二
相励磁信号━三相励磁信号━二相励磁信号・・・と交番
するようにリードして転流制御回路4へ繰り返し出力
し、起動時の最後は、起動後の励磁が二相励磁であるた
め、二相励磁信号となるようにリードして転流制御回路
4へ出力する。転流制御回路4は、インバータ起動時駆
動基準信号m1 をパルス幅変調部(PWM)42へ入力
しパルス幅変調したオン・オフ信号をリミッタ回路41
に入力して電流リミッタ値をリミット一杯の「高レベ
ル」にした転流制御信号e6 を出力するようになってい
る。このため、直流電源7から直流を給電される三相イ
ンバータ3は、起動時にあっては永久磁石回転子1の回
転位置に係わらず、永久磁石回転子1の電気角一回転あ
たり十二回の転流を生じるように、パターン繰り返し周
期を管理されかつパルス幅変調された位相を三十度ずつ
順に変化するように交番する三相励磁信号と二相励磁信
号を入力して内部のトランジスタ群U+,V+,W+,
U−,V−,W−をオン・オフ制御して出力線31,3
2,33より二−三相励磁の交流電圧を出力する。従っ
て、三相固定子巻線2に励磁電流が流れて、固定子巻線
21,22,23の各誘起電圧がそれぞれ対応する三相
インバータ3の出力線31,32,33の各出力電圧に
対して約90°位相が進んだ状態に回転磁界が発生し、
該回転磁界に同期して永久磁石回転子1が回転する。こ
の場合、インバータ起動時駆動基準信号m1 は、三相励
磁信号と二相励磁信号とが位相を三十度ずつ順に変化す
るように交番する十二種類のパターン列であるから、前
記回転磁界は永久磁石回転子1が電気角十二分の一回転
する毎に、ステップ角を三十度進ませて永久磁石回転子
1を同期モータ駆動することになる。そうして、もし
も、モータ起動時に永久磁石回転子1に振動が発生する
ときは、図1(b)に示すように、三相固定子巻線2の
固定子巻線に振動電流が発生し、該誘導電流が、三相固
定子巻線2が三相励磁されるときに、互いに反転の関係
となって閉回路に流れジュール熱となって消費し、振動
エネルギーが吸収され、その結果として、三相固定子巻
線2が三相励磁されるときには永久磁石回転子1の振動
を大きく抑制することができ、同期モータ動作時間を短
縮でき、永久磁石回転子1の逆転現象が起こりづらくな
り、負荷が変動したり負荷イナーシャが大きい場合でも
永久磁石回転子1の回転が完全に停止した状態から安定
した起動特性が得られる。そうして、マイクロコンピュ
ータ6がインバータ起動時駆動基準信号m1 をパターン
繰り返し周期を漸次速めていくように該インバータ起動
時駆動基準信号m1 を転流制御回路4へ出力し、これに
より永久磁石回転子1を次第に加速していき、永久磁石
回転子1が所定回転数に上昇するようにパターン繰り返
し周期を所定短周期(例えば、永久磁石回転子1の回転
数に換算して1800r.p.m)に速めて転流制御回
路4へ出力した時点で、以上の同期モータ駆動は終了
し、以後、永久磁石回転子1に発生する振動は極めて小
さくなる。なお、永久磁石回転子1の加速に連動して三
相固定子巻線2の誘起電圧のインバータ3の出力電圧に
対する進み具合が初期の90度から終期の30度に次第
に減小していくとともに、三相固定子巻線2の誘起電圧
の三倍の高調波と回転位置検出回路5の回転位置信号e
3 との位相差も同様に減小していく。
Next, the operation of the sensorless brushless motor of the first embodiment of the present invention constructed as described above will be described.
When the driving signal e 8 is input to the microcomputer 6,
The microcomputer 6 outputs the current limiter value control signal e 7 to the limiter circuit 41 of the commutation control circuit 4 to set the current limiter value of the limiter circuit 41 to “high level” and is also stored in the ROM 61. The first signal group m 1 is read and repeatedly output to the commutation control circuit 4.
The microcomputer 6 controls the timer based on the internal clock to calculate the pattern repetition period of the drive reference signal m 1 at the time of starting the inverter so as to gradually increase the speed.
The microcomputer 6 initially reads as a three-phase excitation signal so as to output it to the commutation control circuit 4 as an initial excitation for damping, and then outputs the two-phase excitation signal-three-phase in the order of pattern arrangement. Excitation signal-Two-phase excitation signal is alternately read and output to the commutation control circuit 4. At the end of startup, the excitation after startup is two-phase excitation, so the two-phase excitation signal And outputs it to the commutation control circuit 4. The commutation control circuit 4 inputs the drive reference signal m 1 at the time of starting the inverter to the pulse width modulation unit (PWM) 42 and pulse-width-modulates the ON / OFF signal to the limiter circuit 41.
Type and outputs a commutation control signal e 6 in which the current limit value to "high level" of the limit full on. Therefore, the three-phase inverter 3 supplied with the direct current from the direct-current power supply 7 does not depend on the rotational position of the permanent magnet rotor 1 at the time of start-up, and the electrical angle of the permanent magnet rotor 1 is 12 times per rotation. The internal transistor group U + is inputted by inputting a three-phase excitation signal and a two-phase excitation signal which are alternately controlled so that the phase of which the pattern repetition period is controlled and the pulse width of which is modulated is changed by 30 degrees in order to generate commutation. , V +, W +,
Output lines 31, 3 by controlling U-, V-, W-on / off.
2, 33 outputs an AC voltage for two-phase to three-phase excitation. Therefore, an exciting current flows through the three-phase stator winding 2, and the induced voltages of the stator windings 21, 22, 23 become the output voltages of the output lines 31, 32, 33 of the corresponding three-phase inverter 3, respectively. On the other hand, a rotating magnetic field is generated with the phase advanced by about 90 °,
The permanent magnet rotor 1 rotates in synchronization with the rotating magnetic field. In this case, the drive reference signal at the time of starting the inverter m 1 is a pattern sequence of twelve types in which the three-phase excitation signal and the two-phase excitation signal are alternately changed so that the phases are changed by 30 degrees in sequence. Each time the permanent magnet rotor 1 makes one-twelfth electrical angle rotation, the step angle is advanced by 30 degrees to drive the permanent magnet rotor 1 synchronously with the motor. Then, if vibration occurs in the permanent magnet rotor 1 when the motor is started, an oscillating current is generated in the stator winding of the three-phase stator winding 2 as shown in FIG. 1 (b). , When the three-phase stator winding 2 is excited in three phases, the induced currents flow in a closed circuit in a closed circuit and are consumed as Joule heat, and the vibration energy is absorbed. As a result, When the three-phase stator winding 2 is three-phase excited, the vibration of the permanent magnet rotor 1 can be greatly suppressed, the synchronous motor operating time can be shortened, and the reverse rotation phenomenon of the permanent magnet rotor 1 is less likely to occur. Even when the load fluctuates or the load inertia is large, stable starting characteristics can be obtained from the state where the rotation of the permanent magnet rotor 1 is completely stopped. Then, outputs the inverter startup drive reference signal m 1 to the microcomputer 6 is gradually accelerated progressively periodic repeating pattern inverter startup drive reference signal m 1 to commutation control circuit 4, thereby the permanent magnet The pattern repetition cycle is set to a predetermined short cycle (for example, converted to the rotation speed of the permanent magnet rotor 1 to 1800 rpm, so that the rotor 1 is gradually accelerated to increase the rotation speed of the permanent magnet rotor 1 to a predetermined rotation speed). At the time of accelerating to m) and outputting to the commutation control circuit 4, the above synchronous motor driving is completed, and thereafter, the vibration generated in the permanent magnet rotor 1 becomes extremely small. Note that, in conjunction with the acceleration of the permanent magnet rotor 1, the progress of the induced voltage of the three-phase stator winding 2 with respect to the output voltage of the inverter 3 gradually decreases from the initial 90 degrees to the final 30 degrees. , A harmonic of three times the induced voltage of the three-phase stator winding 2 and the rotational position signal e of the rotational position detection circuit 5
Similarly, the phase difference from 3 is also reduced.

【0029】マイクロコンピュータ6は、起動時にウオ
ッチングしていたパターン繰り返し周期が所定短周期に
なると、ROM61からリードする信号モードをインバ
ータ起動時駆動基準信号m1 からインバータ駆動基準信
号m2 に切替えてリードして転流制御回路4のパルス幅
変調部(PWM)42へ出力するとともに、回転位置検
出回路5から回転位置信号e3 を入力して、パターン繰
り返し周期を一周期毎に演算して回転速度対応信号e4
を転流制御回路4の比較器43へ繰り返し出力する。そ
して、マイクロコンピュータ6は、必要な場合にはステ
ップ切替えタイミングを不連続に所要角度進めるように
インバータ駆動基準信号m2 をステップ更新して転流制
御回路4へ出力して三相固定子巻線2の固定子巻線2
1,22,23の誘導電圧の位相にインバータ3の出力
電圧の位相を進ませて合わせる。従って、転流制御回路
4は、比較器43からパルス幅変調の増減方向を決定す
る符号をパルス幅変調部(PWM)42へ入力して、該
符号に基づいて該パルス幅変調部(PWM)42に入力
するインバータ駆動基準信号m2 をパルス幅変調を行
い、リミッタ回路41に入力して電流リミッタ値をリミ
ット一杯の「高レベル」にした転流制御信号e6 を出力
し、もしも、電圧信号e9 がリミッタ値以上になったと
きは、三相インバータ3の全てのトランジスタがオフと
なるように転流制御信号e6 を出力する。このため、三
相インバータ3は、永久磁石回転子1の電気角一回転当
たり六回の転流を生じる二相励磁の転流制御信号e6
入力して内部のトランジスタ群U+,V+,W+,U
−,V−,W−をオン・オフ制御して出力線31,3
2,33より二相励磁の交流電圧を出力するから、三相
固定子巻線2に二相励磁の誘導電流が電気角一回転当た
り六回の転流を生じ、かつ、固定子巻線21,22,2
3の各誘起電圧がそれぞれ対応する三相インバータ3の
出力線31,32,33の各出力電圧に対して位相が等
しい状態に回転磁界が発生し、該回転磁界に同期して永
久磁石回転子1が回転してセンサレスブラシレスモータ
駆動を行い、直流モータと等価の電気−機械エネルギー
変換が行われる。そうして、転流制御回路4が回転速度
対応信号e4 と外部から入力される速度指令e5 とを比
較し比較結果の符号に基づいてパルス幅変調の増減方向
を決定し、回転速度対応信号e4 と速度指令e5 との偏
差を漸減するように転流制御信号e6を出力するから、
これに従って永久磁石回転子1が回転磁界に同期して定
常回転数となるように加速回転されていく。
The microcomputer 6 switches the signal mode read from the ROM 61 from the inverter starting drive reference signal m 1 to the inverter drive reference signal m 2 when the pattern repeating cycle which has been watched at startup becomes a predetermined short cycle. The read signal is output to the pulse width modulation section (PWM) 42 of the commutation control circuit 4, and the rotation position signal e 3 is input from the rotation position detection circuit 5 to calculate and repeat the pattern repetition cycle for each cycle. Speed corresponding signal e 4
Is repeatedly output to the comparator 43 of the commutation control circuit 4. Then, the microcomputer 6 updates the inverter drive reference signal m 2 stepwise so as to advance the step switching timing discontinuously by the required angle if necessary, and outputs it to the commutation control circuit 4 to output the three-phase stator winding. 2 stator winding 2
The phase of the output voltage of the inverter 3 is advanced and matched with the phase of the induced voltage of 1, 22, 23. Therefore, the commutation control circuit 4 inputs the code for determining the increase / decrease direction of the pulse width modulation from the comparator 43 to the pulse width modulation unit (PWM) 42, and based on the code, the pulse width modulation unit (PWM). The inverter drive reference signal m 2 input to 42 is pulse-width modulated and input to the limiter circuit 41 to output the commutation control signal e 6 whose current limiter value is set to the “high level” which is the limit, and if the voltage When the signal e 9 exceeds the limiter value, the commutation control signal e 6 is output so that all the transistors of the three-phase inverter 3 are turned off. For this reason, the three-phase inverter 3 inputs the commutation control signal e 6 of two-phase excitation that generates commutation six times per one electrical angle rotation of the permanent magnet rotor 1 to input the internal transistor groups U +, V +, W +. , U
-, V-, W- are on / off controlled to output lines 31, 3
Since the two-phase excitation AC voltage is output from Nos. 2 and 33, the induced current of the two-phase excitation is generated in the three-phase stator winding 2 by six commutations per one electrical angle rotation, and the stator winding 21 , 22, 2
A rotating magnetic field is generated in a state in which the induced voltages of 3 correspond to the output voltages of the output lines 31, 32, and 33 of the three-phase inverter 3 corresponding to each other, and the permanent magnet rotor is synchronized with the rotating magnetic field. 1 rotates to drive a sensorless brushless motor, and electric-mechanical energy conversion equivalent to that of a DC motor is performed. Then, the commutation control circuit 4 compares the rotation speed corresponding signal e 4 with the speed command e 5 input from the outside and determines the increasing / decreasing direction of the pulse width modulation based on the sign of the comparison result. Since the commutation control signal e 6 is output so as to gradually reduce the deviation between the signal e 4 and the speed command e 5 ,
In accordance with this, the permanent magnet rotor 1 is accelerated and rotated in synchronization with the rotating magnetic field so as to have a steady rotation speed.

【0030】そうして、マイクロコンピュータ6は、運
転中に停止信号e8 が入力すると、それ以後はROM6
1からインバータ駆動基準信号m2 をリードして転流制
御回路4へ繰り返し出力することを停止するが、引き続
き、回転位置検出回路5から回転位置信号e3 を入力し
パターン繰り返し周期を一周期毎に演算を行う。従っ
て、三相インバータ3は、転流制御回路4からインバー
タ駆動基準信号m2 に対応した転流制御信号e6 を入力
しなくなるので、出力線31,32,33より二相励磁
の交流電圧を出力しなくなり、三相固定子巻線2の回転
磁界が消磁して永久磁石回転子1の回転数が低下してい
く。そうして、マイクロコンピュータ6は、停止信号e
8 が入力してから永久磁石回転子1が回転位置検出不能
境界点まで回転低下するまでの時間内に運転信号e8
入力するときは、そのときから上記のように停止信号入
力後も引き続き演算してきたパターン繰り返し周期に対
応するように、ROM61からインバータ駆動基準信号
2 をリードして転流制御回路4へ繰り返し出力し、こ
れにより転流制御回路4が脱調しないように転流制御信
号e6 を出力するから、直ちに三相固定子巻線2の誘導
電圧の位相に三相インバータ3の出力電圧の位相を合わ
せることができ、再びセンサレスブラシレスモータ駆動
を行い直流モータと等価の電気−機械エネルギー変換が
行われる。
Then, when the stop signal e 8 is input during the operation, the microcomputer 6 thereafter reads the ROM 6
Although the inverter drive reference signal m 2 is read from 1 and repeatedly output to the commutation control circuit 4 is stopped, the rotation position signal e 3 is continuously input from the rotation position detection circuit 5 and the pattern repetition cycle is repeated every one cycle. Calculate to. Therefore, the three-phase inverter 3 does not input the commutation control signal e 6 corresponding to the inverter drive reference signal m 2 from the commutation control circuit 4, so that the AC voltage of the two-phase excitation is output from the output lines 31, 32 and 33. Output is stopped, the rotating magnetic field of the three-phase stator winding 2 is demagnetized, and the rotation speed of the permanent magnet rotor 1 decreases. Then, the microcomputer 6 causes the stop signal e
When the operation signal e 8 is input within the time from when 8 is input until the rotation of the permanent magnet rotor 1 is reduced to the rotational position undetectable boundary point, the operation signal e 8 continues from that time after the stop signal is input as described above. The commutation control is performed so that the inverter drive reference signal m 2 is read from the ROM 61 and repeatedly output to the commutation control circuit 4 so as to correspond to the calculated pattern repetition period, and thereby the commutation control circuit 4 does not step out. Since the signal e 6 is output, the phase of the output voltage of the three-phase inverter 3 can be immediately matched with the phase of the induced voltage of the three-phase stator winding 2, and the sensorless brushless motor drive is performed again to generate an electric current equivalent to that of the DC motor. -Mechanical energy conversion takes place.

【0031】さらに、マイクロコンピュータ6は、停止
信号e8 が入力してから永久磁石回転子1が回転位置検
出不能境界点まで回転低下するまでの時間経過後、永久
磁石回転子1の回転が停止しないうちに運転信号e8
入力するときは、もはや再駆動しても脱調してしまうの
で、永久磁石回転子1が回転位置検出不能境界点まで回
転低下してから永久磁石回転子1の回転が停止するまで
の時間を含む僅かに長い時間を再起動禁止時間として該
再起動禁止時間経過後に、初期励磁することから、運転
を再開する。運転再開時の初期励磁も、前述したように
三相固定子巻線2の固定子巻線に振動電流が発生し、該
誘導電流が、三相固定子巻線2が三相励磁されるとき
に、互いに反転の関係となって閉回路に流れジュール熱
となって消費し、振動エネルギーが吸収され、永久磁石
回転子1の振動を大きく抑制することができ、永久磁石
回転子1の回転が完全に停止した状態から安定した起動
特性が得られる。
Further, the microcomputer 6 stops the rotation of the permanent magnet rotor 1 after a lapse of time from the input of the stop signal e 8 until the rotation of the permanent magnet rotor 1 is lowered to the rotational position undetectable boundary point. If the operating signal e 8 is input before that, the step-out will occur even if the drive is restarted, so that the permanent magnet rotor 1 will not rotate until it reaches the rotational position undetectable boundary point. A slightly longer time including the time until the rotation is stopped is set as the restart prohibition time, and after the restart prohibition time has elapsed, the initial excitation is performed, so that the operation is restarted. In the initial excitation when the operation is restarted, the oscillating current is generated in the stator winding of the three-phase stator winding 2 as described above, and the induced current is generated when the three-phase stator winding 2 is three-phase excited. In addition, it flows in a closed circuit in a mutually inverted relationship and is consumed as Joule heat, and the vibration energy is absorbed, the vibration of the permanent magnet rotor 1 can be greatly suppressed, and the rotation of the permanent magnet rotor 1 is reduced. Stable starting characteristics can be obtained from the completely stopped state.

【0032】図7ないし図10は本発明の第二実施例を
示す。この実施例のセンサレスブラシレスモータは、マ
イクロコンピュータ6の構成が第一実施例と相違してい
る。従って、この実施例のセンサレスブラシレスモータ
の説明は、第一実施例と相違する部分についてのみ説明
する。図7に示すように、マイクロコンピュータ6は、
ROM61に図8(a)に示す第二の信号群m2 が書き
込まれていて、起動時は、起動時パターン繰り返し周期
決定プログラムp1 によって、該第二の信号群m2 がイ
ンバータ起動時駆動基準信号として転流制御回路4へ出
力されるようになっているとともに、起動後は、起動後
パターン繰り返し周期決定プログラムp 2 によって、該
第二の信号群m2 がインバータ駆動基準信号として転流
制御回路4へ出力されるようになっている。図8(b)
に示すように、該第二の信号群m2 は、三相インバータ
3の出力が二相励磁信号が位相を六十度ずつ順に進んで
出力するように対応する六種類のパターン列である。マ
イクロコンピュータ6は、運転信号e8 が入力したら第
二の信号群m2 をインバータ起動時駆動基準信号として
ROM61よりリードして初期励磁してからパターン繰
り返し周期を所定短周期になるまで漸次速めていくよう
に転流制御回路4へ繰り返し出力して同期モータ動作を
行わせるようになっているとともに、起動後、センサレ
スブラシレス動作に切り換える際に、回転位置信号e3
を入力してパターン繰り返し周期を一周期毎に所要に演
算して各周期に合わせて第二の信号群m2 をインバータ
駆動基準信号としてROM61よりリードして繰り返し
出力し、停止信号e8 が入力したらインバータ駆動基準
信号m2 の出力を停止する一方、回転位置信号e3 を引
き続き入力してパターン繰り返し周期を一周期毎に所要
に演算していき、もしも、停止信号e8 が入力してから
永久磁石回転子1の回転位置検出不能境界点に回転低下
するまでの間に運転信号e8 が入力するときは、そのと
きから第二の信号群m2 をインバータ駆動基準信号とし
てパターン繰り返し周期に合わせてROM61よりリー
ドして繰り返し出力して運転を再開するようになってお
り、もしもまた、停止信号e8 が入力してから永久磁石
回転子1の回転位置検出不能境界点に回転低下した後に
運転信号e8 が入力するときは、回転位置検出不能境界
点から永久磁石回転子1が回転を停止するまでの時間を
再起動禁止時間として該再起動禁止時間経過後に初期励
磁することから、運転を再開するようになっている。こ
のように第二実施例では、第二の信号群m2 をインバー
タ起動時駆動基準信号としているので、第一実施例とは
異なり、振動電流が発生しないので初期励磁して制振さ
せる時間を長くする。永久磁石回転子の制振を行うため
の初期励磁を達成するのに要する時間は、実験結果によ
れば、第一実施例では0.1秒かかり、第二実施例では
0.3秒かかった。そして、初期励磁を含めて同期モー
タ動作が終了するまでの時間は、第一実施例では0.3
秒かかり、第二実施例では2.5秒かかった。
7 to 10 show a second embodiment of the present invention.
Show. The sensorless brushless motor of this embodiment is
The configuration of the micro computer 6 is different from that of the first embodiment.
It Therefore, the sensorless brushless motor of this embodiment
The explanation of only the parts different from the first embodiment
To do. As shown in FIG. 7, the microcomputer 6 is
The second signal group m shown in FIG.2Written by
Is included, and at start-up, the pattern repeat cycle at start-up
Decision program p1By the second signal group m2I
Output to the commutation control circuit 4 as a drive reference signal when the inverter starts.
After starting, after starting
Pattern repetition cycle determination program p 2By
Second signal group m2Commutates as an inverter drive reference signal
It is output to the control circuit 4. Figure 8 (b)
, The second signal group m2Is a three-phase inverter
The output of 3 is that the two-phase excitation signal advances in phase by 60 degrees
There are six types of pattern strings corresponding to be output. Ma
The micro computer 6 outputs the driving signal e8If you enter
Second signal group m2As the drive reference signal at inverter startup
The pattern is repeated after reading from the ROM 61 and initial excitation.
Gradually accelerate the return cycle until it becomes a predetermined short cycle
Output to the commutation control circuit 4 repeatedly for synchronous motor operation.
It is designed to be performed, and after starting, the sensor
Rotation position signal e when switching to brushless operation3
To repeat the pattern repeat cycle as required.
Second signal group m calculated according to each cycle2The inverter
Read from ROM 61 as drive reference signal and repeat
Output and stop signal e8If is input, the inverter drive standard
Signal m2Output is stopped while the rotation position signal e3Pull
Continue to input and repeat pattern every cycle
To the stop signal e8After typing
Rotational position of permanent magnet rotor 1 cannot be detected.
Until the driving signal e8When you type
Kikara second signal group m2Is the inverter drive reference signal
Read from ROM 61 according to the pattern repetition cycle.
And output it repeatedly to restart operation.
If the stop signal e8After entering the permanent magnet
After lowering the rotation to the boundary point where the rotational position of the rotor 1 cannot be detected
Driving signal e8When inputting, the rotational position cannot be detected
The time from the point until the permanent magnet rotor 1 stops rotating
As the restart prohibition time, after the restart prohibition time has elapsed, initial excitation is performed.
Since it is magnetized, it is designed to restart operation. This
As described above, in the second embodiment, the second signal group m2Inver
Since the drive reference signal for starting the motor is used,
In contrast, no oscillating current is generated, so the initial excitation
Prolong the time to let it go. To suppress the permanent magnet rotor
The time required to achieve the initial excitation of
Then, it takes 0.1 seconds in the first embodiment, and in the second embodiment
It took 0.3 seconds. Then, the synchronization mode including the initial excitation is
In the first embodiment, the time required to complete the data operation is 0.3.
It took seconds, 2.5 seconds in the second example.

【0033】本発明は、上記二つの実施例に限定される
ものではない。例えば、第一実施例では、マイクロコン
ピュータ6は、起動時から起動後の切替えに際して三相
固定子巻線2の誘導電圧の位相にインバータ3の出力電
圧の位相を進ませて合わせるため、ステップ切替えタイ
ミングを不連続に所要角度進めるように、インバータ駆
動基準信号m2 をステップ更新して転流制御回路4へ出
力するようになっているが、これは必要的ではない。そ
の理由は、起動の初期は、確かに、固定子巻線21,2
2,23の各誘起電圧がそれぞれ対応する三相インバー
タ3の出力線31,32,33の各出力電圧に対して約
90°位相が進んだ状態に回転磁界が発生するが、回転
数が高まると位相ずれが0°に近づくことが多くそうし
た場合には位相合わせの必要はなく、位相合わせが必要
なときは、回転数が高まっても位相ずれが20°〜30
°位残るような使用条件のときにのみ実施すれば足り
る。また本発明は、特許請求の範囲の記載に、「信号群
が内部のROMに書き込まれていて、運転信号が入力し
たら・・・前記信号群の全部または一部を前記転流制御
回路へ繰り返し出力し、起動後は・・・前記信号群の全
部または一部を繰り返し出力するようになっており、」
とあるが、第一実施例において「信号群の全部」とは第
一の信号群m1 と第二の信号群m2 のことであり、従っ
て、第一実施例では「運転信号が入力したら・・・前記
信号群の全部を前記転流制御回路へ繰り返し出力し、起
動後は・・・前記信号群の一部を繰り返し出力するよう
になっており、」と解釈すべきものであり、また第二実
施例において第二の信号群m2 が「信号群の全部」に該
当し、従って、第二実施例では「運転信号が入力したら
・・・前記信号群の全部を前記転流制御回路へ繰り返し
出力し、起動後は・・・前記信号群の全部を繰り返し出
力するようになっており、」と解釈すべきものである。
その他、本発明は、マイクロコンピュータ6のROM6
1に図2で示した第一の信号群m1 のみを格納しておい
て、図3で示した第二の信号群m2 については第一の信
号群m1 の中から一つ置きに選択してリードし出力する
ようにしてもよい。この場合には、第一の信号群m1
「信号群の全部」に該当し、従って、「運転信号が入力
したら・・・前記信号群の全部を前記転流制御回路へ繰
り返し出力し、起動後は・・・前記信号群の一部を繰り
返し出力するようになっており、」と解釈すべきもので
ある。さらに本発明は、マイクロコンピュータ6のRO
M61に書き込まれたプログラムは、第一実施例では、
起動時のプログラムp1と起動後のプログラムp2 とに
別れているように示しているが、これは作動を分かりや
すくするために示したに過ぎない。また本発明は、三相
インバータ3として、パルス幅変調方式のものでなく、
振幅変調方式のものを採用し、これに伴い、転流制御回
路4のリミッタ回路41とパルス幅変調部(PWM)4
2に変えて、電流制限回路と振幅変調部(PAM)とを
採用しても良い。また、回転位置検出回路5は、誘起電
圧を検出する構造のものではなく、永久磁石回転子1の
回転位置信号が検出できれば良く、特開昭59−127
591号の電動機の制御装置や特公昭58−25038
号の無整流子電動機の回転子位置検出回路に示される回
転位置の検出方法を採用した構造のものでも良い。
The present invention is not limited to the above two embodiments. For example, in the first embodiment, the microcomputer 6 advances the phase of the output voltage of the inverter 3 to match the phase of the induced voltage of the three-phase stator winding 2 at the time of switching from the startup to the startup, so that the step switching is performed. The inverter drive reference signal m 2 is stepwise updated and output to the commutation control circuit 4 so as to advance the timing discontinuously by the required angle, but this is not necessary. The reason is that the stator windings 21, 2 are certainly
A rotating magnetic field is generated in a state in which the induced voltages of 2, 23 are advanced by about 90 ° with respect to the output voltages of the output lines 31, 32, 33 of the three-phase inverter 3 corresponding to each, but the rotational speed is increased. And the phase shift often approaches 0 °, it is not necessary to perform the phase adjustment, and when the phase adjustment is required, the phase shift is 20 ° to 30 ° even if the rotation speed is increased.
° It suffices to carry it out only under the conditions of use where there is a residual amount. Further, the present invention describes in the claims that "when a signal group is written in an internal ROM and an operation signal is input ... All or part of the signal group is repeated to the commutation control circuit. After output, after activation ... All or part of the signal group is output repeatedly. "
Although a, "the entire signal group" in the first embodiment is that the first signal group m 1 and a second signal group m 2, therefore, if in the first embodiment type is "driving signal .... All of the signal groups are repeatedly output to the commutation control circuit, and after activation ... In the second embodiment, the second signal group m 2 corresponds to “all of the signal groups”. Therefore, in the second embodiment, “when the operation signal is input ... Is repeatedly output, and after activation, the entire signal group is repeatedly output. "
In addition, the present invention relates to the ROM 6 of the microcomputer 6.
1 to keep in store only the first signal group m 1 shown in FIG. 2, a second signal group m 2 shown in FIG. 3 for every one of a first signal group m 1 You may select, read, and output. In this case, the first signal group m 1 corresponds to “all signal groups”, and therefore “when an operation signal is input ... All the signal groups are repeatedly output to the commutation control circuit, After the start-up, ... A part of the signal group is repeatedly output, which should be interpreted. Further, the present invention is based on the RO of the microcomputer 6.
In the first embodiment, the program written in M61 is
Although it is shown that the program p 1 at the time of start-up and the program p 2 after the start-up are separated, this is shown only to make the operation easy to understand. Further, the present invention does not use the pulse width modulation method as the three-phase inverter 3,
An amplitude modulation type is adopted, and along with this, a limiter circuit 41 of the commutation control circuit 4 and a pulse width modulation section (PWM) 4
Instead of 2, the current limiting circuit and the amplitude modulator (PAM) may be adopted. Further, the rotational position detection circuit 5 does not have a structure for detecting an induced voltage, and it is sufficient that the rotational position signal of the permanent magnet rotor 1 can be detected.
No. 591 electric motor control device and Japanese Patent Publication No. 58-25038
It may have a structure that employs the rotational position detection method shown in the rotor position detection circuit of the No.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のセン
サレスブラシレスモータによれば、初期励磁してからイ
ンバータ起動時駆動基準信号を転流制御回路へ出力して
起動し、起動後は、回転位置信号を入力してパターン繰
り返し周期に合わせてインバータ駆動基準信号を出力
し、停止信号を入力しても回転位置信号を入力してパタ
ーン繰り返し周期を演算し、永久磁石回転子の回転位置
検出不能境界点に回転低下するまでの間に運転信号が入
力するときは、そのときからインバータ駆動基準信号を
パターン繰り返し周期に合わせて出力し運転を再開する
ようになっており、また、回転位置検出不能境界点に回
転低下した後に運転信号が入力するときは、再起動禁止
時間経過後に初期励磁することから運転を再開するよう
に構成されているので、停止信号を入力してすぐに(停
止ブラシレス動作中に)運転を再開しようとするとき
は、再起動禁止時間と初期励磁と同期モータ動作を省略
して永久磁石回転子の回転を完全に停止することなくセ
ンサレスブラシレス動作よりいきなり再起動できる。ま
た本発明は、従来の再起動禁止時間に対して本発明では
停止ブラシレス動作と再起動禁止時間とに分けて、再起
動禁止時間を従来の約6秒間から0.5秒間に短縮でき
るので、停止信号を入力して少し経って停止ブラシレス
動作時間を経過してから、運転を再開しようとするとき
も、最長でも0.5秒間経過した後に運転を再開でき
る。
As described above, according to the sensorless brushless motor of the present invention, after the initial excitation, the drive reference signal at the time of starting the inverter is output to the commutation control circuit to start, and after the start, the rotation is started. Inputs a position signal and outputs an inverter drive reference signal according to the pattern repetition period. Even if a stop signal is input, the rotation position signal is input to calculate the pattern repetition period, and the rotation position of the permanent magnet rotor cannot be detected. When the operation signal is input before the rotation speed drops to the boundary point, the inverter drive reference signal is output from that time in synchronization with the pattern repetition cycle to restart the operation, and the rotation position cannot be detected. When the operation signal is input after the rotation speed has dropped to the boundary point, the operation is restarted from the initial excitation after the restart prohibition time has elapsed. , When trying to restart the operation immediately after inputting a stop signal (during stop brushless operation), restart prohibition time, initial excitation and synchronous motor operation are omitted, and the rotation of the permanent magnet rotor is completely stopped. It can be restarted without sensorless brushless operation. Further, in the present invention, the restart prohibition time can be shortened from about 6 seconds in the related art to 0.5 seconds by dividing into the stop brushless operation and the restart prohibition time in the present invention with respect to the conventional restart prohibition time. Even when the stop brushless operation time elapses shortly after the stop signal is input and the operation is restarted, the operation can be restarted after a maximum of 0.5 seconds has elapsed.

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

【図1】(a)は本発明の第一実施例のセンサレスブラ
シレスモータのブロック回路、(b)は起動時の三相励
磁のときに振動成分電圧の閉回路が生ずることを説明す
る図。
FIG. 1A is a block circuit of a sensorless brushless motor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram for explaining that a closed circuit of a vibration component voltage occurs during three-phase excitation at startup.

【図2】本発明の第一実施例にかかり、(a)は、三相
インバータの六個のトランジスタ群が第一の信号群に基
づいて作動するオン・オフのパターン列を示すファンク
ションテーブルであり、(b)は、第一の信号群に基づ
いて、三相インバータが二−三相励磁駆動するときの電
流ベクトルの向きを示す図。
FIG. 2 is a function table showing an on / off pattern row in which six transistor groups of a three-phase inverter are activated based on a first signal group according to the first embodiment of the present invention. Yes, (b) is a diagram showing the direction of the current vector when the three-phase inverter is driven by two- to three-phase excitation based on the first signal group.

【図3】本発明の第一実施例にかかり、(a)は、三相
インバータの六個のトランジスタ群が第二の信号群に基
づいて作動するオン・オフのパターン列を示すファンク
ションテーブルであり、(b)は、第二の信号群に基づ
いて、三相インバータが二相励磁駆動するときの電流ベ
クトルの向きを示す図。
FIG. 3 is a function table showing an on / off pattern row in which six transistor groups of a three-phase inverter operate based on a second signal group according to the first embodiment of the present invention. Yes, (b) is a diagram showing the direction of the current vector when the three-phase inverter is driven in two-phase excitation based on the second signal group.

【図4】本発明の第一実施例のセンサレスブラシレスモ
ータのブロック回路の初期励磁━同期モータ動作━セン
サレスブラシレス動作を示すタイミングチャート。
FIG. 4 is a timing chart showing initial excitation of the block circuit of the sensorless brushless motor according to the first embodiment of the present invention-synchronous motor operation-sensorless brushless operation.

【図5】本発明の第一実施例のセンサレスブラシレスモ
ータのブロック回路のセンサレスブラシレス動作━停止
信号入力━センサレスブラシレス動作を示すタイミング
チャート。
FIG. 5 is a timing chart showing sensorless brushless operation of the block circuit of the sensorless brushless motor according to the first embodiment of the present invention-stop signal input-sensorless brushless operation.

【図6】本発明の第一実施例のセンサレスブラシレスモ
ータのブロック回路のセンサレスブラシレス動作━停止
━初期励磁━同期モータ動作━センサレスブラシレス動
作を示すタイミングチャート。
FIG. 6 is a timing chart showing the sensorless brushless operation of the block circuit of the sensorless brushless motor according to the first embodiment of the present invention-stop-initial excitation-synchronous motor operation-sensorless brushless operation.

【図7】本発明の第二実施例のセンサレスブラシレスモ
ータのブロック回路、
FIG. 7 is a block circuit of a sensorless brushless motor according to a second embodiment of the present invention,

【図8】本発明の第二実施例にかかり、(a)は、三相
インバータの六個のトランジスタ群が第二の信号群に基
づいて作動するオン・オフのパターン列を示すファンク
ションテーブルであり、(b)は、第二の信号群に基づ
いて、三相インバータが二相励磁駆動するときの電流ベ
クトルの向きを示す図。
FIG. 8 is a function table showing an on / off pattern row in which six transistor groups of a three-phase inverter operate based on a second signal group according to the second embodiment of the present invention. Yes, (b) is a diagram showing the direction of the current vector when the three-phase inverter is driven in two-phase excitation based on the second signal group.

【図9】本発明の第二実施例のセンサレスブラシレスモ
ータのブロック回路のセンサレスブラシレス動作━停止
信号入力━センサレスブラシレス動作を示すタイミング
チャート。
FIG. 9 is a timing chart showing sensorless brushless operation of the block circuit of the sensorless brushless motor according to the second embodiment of the present invention-stop signal input-sensorless brushless operation.

【図10】本発明の第二実施例のセンサレスブラシレス
モータのブロック回路のセンサレスブラシレス動作━停
止━初期励磁━同期モータ動作━センサレスブラシレス
動作を示すタイミングチャート。
FIG. 10 is a timing chart showing sensorless brushless operation of the block circuit of the sensorless brushless motor according to the second embodiment of the present invention-stop-initial excitation-synchronous motor operation-sensorless brushless operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・永久磁石回転子、 2 ・・・三相固定子巻線、 3 ・・・三相インバータ、 31 ・・・電圧出力線、 32 ・・・電圧出力線、 33 ・・・電圧出力線、 4 ・・・転流制御回路、 41 ・・・リミッタ回路、 5 ・・・回転位置検出回路、 5a ・・・三相抵抗回路、 5b ・・・差動増幅器、 6 ・・・マイクロコンピュータ、 61 ・・・ROM、 m1 ,m2 ・・・信号群、 7 ・・・直流電源、 e3 ・・・回転位置信号、 e6 ・・・転流制御信号、 e8 ・・・運転・停止信号、1 ... Permanent magnet rotor, 2 ... Three-phase stator winding, 3 ... Three-phase inverter, 31 ... Voltage output line, 32 ... Voltage output line, 33 ... Voltage output Lines, 4 ... Commutation control circuit, 41 ... Limiter circuit, 5 ... Rotation position detection circuit, 5a ... Three-phase resistance circuit, 5b ... Differential amplifier, 6 ... Microcomputer , 61 ··· ROM, m 1, m 2 ··· signal group, 7 ... DC power source, e 3 ... rotational position signal, e 6 ... commutation control signal, e 8 ... operation・ Stop signal,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 永久磁石回転子と、三本の固定子巻線が
Y結線された三相固定子巻線と、直流電源から給電され
て転流制御信号によりトランジスタ群を所要にオン・オ
フ制御して出力線に交流電圧を出力して三相固定子巻線
の転流を制御する三相インバータと、前記三相インバー
タへ転流制御信号を出力する転流制御回路と、前記三相
固定子巻線の誘起電圧を検出して永久磁石回転子の回転
位置に応じた回転位置信号を出力する回転位置検出回路
と、前記回転位置検出回路と前記転流制御回路の間に介
設されたマイクロコンピュータとを備え、前記マイクロ
コンピュータは、起動時に二−三相励磁または二相励磁
を行うためのインバータ起動時駆動基準信号としまた起
動後は二相励磁を行うためのインバータ駆動基準信号と
する信号群が内部のROMに書き込まれていて、運転信
号が入力したらパターン繰り返し周期を所定短周期にな
るまで漸次速めていくように前記信号群の全部または一
部を前記転流制御回路へ繰り返し出力し、起動後は前記
回転位置信号を入力してパターン繰り返し周期を一周期
毎に演算して各周期に合わせて前記信号群の全部または
一部を繰り返し出力するようになっており、さらに停止
信号が入力したらインバータ駆動基準信号の出力を停止
する一方、回転位置信号を引き続き入力してパターン繰
り返し周期を一周期毎に所要に演算していき、もしも、
停止信号が入力してから永久磁石回転子の回転位置検出
不能境界点に回転低下するまでの間に運転信号が入力す
るときは、そのときからインバータ駆動基準信号をパタ
ーン繰り返し周期に合わせて繰り返し出力して運転を再
開するようになっており、もしもまた、停止信号が入力
してから永久磁石回転子の回転位置検出不能境界点に回
転低下した後に運転信号が入力するときは、回転位置検
出不能境界点から永久磁石回転子が回転を停止するまで
の時間を再起動禁止時間として該再起動禁止時間経過後
に運転を再開するようになっていることを特徴とするセ
ンサレスブラシレスモータ。
1. A permanent magnet rotor, a three-phase stator winding in which three stator windings are Y-connected, and a transistor group is turned on / off as required by a commutation control signal supplied from a DC power source. A three-phase inverter that controls and outputs an AC voltage to the output line to control the commutation of the three-phase stator winding; a commutation control circuit that outputs a commutation control signal to the three-phase inverter; A rotation position detection circuit that detects the induced voltage of the stator winding and outputs a rotation position signal according to the rotation position of the permanent magnet rotor, and is interposed between the rotation position detection circuit and the commutation control circuit. And a microcomputer, wherein the microcomputer is an inverter start-up drive reference signal for performing two-to-three-phase excitation or two-phase excitation at start-up, and an inverter drive reference signal for performing two-phase excitation after start-up. Signal group When the operation signal is input into the ROM, all or part of the signal group is repeatedly output to the commutation control circuit so as to gradually accelerate the pattern repetition cycle until it becomes a predetermined short cycle. The rotation position signal is input, the pattern repetition cycle is calculated for each cycle, and all or part of the signal group is repeatedly output according to each cycle. Further, when a stop signal is input, inverter drive is performed. While stopping the output of the reference signal, continue to input the rotational position signal and calculate the pattern repetition cycle for each cycle as required.
When the operation signal is input during the period from the input of the stop signal until the rotation position of the permanent magnet rotor cannot be detected at the boundary point where the rotation position cannot be detected, the inverter drive reference signal is repeatedly output in synchronization with the pattern repetition period from that time. If the operation signal is input after the rotation signal has decreased to the boundary point where the rotation position of the permanent magnet rotor cannot be detected after the stop signal is input, the rotation position cannot be detected. A sensorless brushless motor characterized in that a restart inhibition time is defined as a time from the boundary point until the rotation of the permanent magnet rotor is stopped, and the operation is restarted after the restart inhibition time has elapsed.
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