JPH0728552B2 - ブラシレスモータの起動方法 - Google Patents

ブラシレスモータの起動方法

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JPH0728552B2
JPH0728552B2 JP59196418A JP19641884A JPH0728552B2 JP H0728552 B2 JPH0728552 B2 JP H0728552B2 JP 59196418 A JP59196418 A JP 59196418A JP 19641884 A JP19641884 A JP 19641884A JP H0728552 B2 JPH0728552 B2 JP H0728552B2
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JP
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rotor
voltage
stator winding
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rotation
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JP59196418A
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邦夫 鈴木
久 時崎
勝寛 大久保
信男 大塚
智英 船越
潔 猪谷
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20—Arrangements for starting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は固定子巻線に誘起する誘起電圧に基づいて固定
子巻線への通電を切換えるブラシレスモータの制御に係
り、特にこのモータの起動方法に関するものである。
(ロ)従来の技術 一般に多相の固定子巻線と永久磁石とを有する回転子と
からなり、この回転子の回転時に回定子巻線に誘起する
誘起電圧に基づいて、固定子巻線への通電を切換えるブ
ラシレスモータの起動方法としては特公昭55−26793号
公報に記載されているようなものがあった。この内容は
「まず回転子を所定の位置に位置させ、ついで所定の相
の固定子巻線に短時間通電してモータを所定方向に起動
させ、その後、回転子磁石が固定子巻線に誘起する電圧
で回転子磁極位置を検出して運転に入る」ものであっ
た。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 上記の従来の技術のようにブラシレスモータを起動した
場合、回転子を所定の位置に位置させるために所定の固
定子巻線に一定時間通電する必要があった。このため、
このモータに慣性の大きい負荷を用いた場合、回転子が
所定の位置に位置するまでの時間が長くなってしまうも
のであった。従って、このモータはバーナ用など速い起
動を必要とするものには使用できず利用範囲が狭い問題
点があった。
斯る問題点に鑑み、本発明は速い起動が行なえるブラシ
レスモータの起動方法を提供することを目的としてい
る。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は多相の固定子巻線と永久磁石を有する回転子と
からなり、夫々の固定子巻線への通電又は非通電の状態
の組合せを複数のモードに定め、前記回転子の回転時に
非通電の固定子巻線に生じる誘起電圧に基づいて前記モ
ードを切換え、かつ固定子巻線に印加する直流電圧を変
えて所望の回転数を得るブラシレスモータにおいて、こ
のブラシレスモータの起動時にまで回転子の回転を可能
にする第1起動電圧を第1所定時間固定子巻線に印加
し、次に第1起動電圧より大きい第2起動電圧を印加し
て回転子の起動を行ない、この後第2所定時間の間に回
転子の正常回転を示す信号が得られた際はこのブラシレ
スモータの所望の回転数を得る電圧を固定子巻線へ印加
して通常運転に移行し、前記第2所定時間の間に回転子
の逆回転を示す信号が得られた際又はこの第2所定時間
が通過した際は、第3所定時間の間固定子巻線への通電
を停止させた後再び第1起動電圧の印加から起動を再開
するものである。
(ホ)作用 以上のような方法を用いてブラシレスモータを起動すれ
ば、まず回転子が第1起動電圧で起動される。この時、
負荷の慣性の影響で回転子が非通電の固定子巻線に生じ
る誘起電圧に基づいて駆動していなくとも、次の第2起
動電圧を印加することで、回転子が加速されて誘起電圧
に基づいた駆動状態となる。この後、誘起電圧の信号に
基づいて回転子が正回転が逆回転かを判断し、逆回転の
時は第3所定時間の後回転子の起動を第1起動電圧を印
加するところから再開させ、回転子が正回転の時はその
まま通常運転に移行して所望の回転数になるものであ
る。
(ヘ)実施例 以下、本発明の実施例を第1図乃至第7図に基づいて説
明すると、まず第1図において(1)は三相のブラシレ
スモータであり、三相の固定子巻線と永久磁石を有する
回転子とからなっている。(2)はインバータ回路であ
り、6個のスイッチングトランジスタを三相ブリッジ状
に構成したものである。このスイッチングトランジスタ
のON−OFFはマイクロプロセッサ(3)の端子(O5)乃
至(O10)からの出力で制御されている。(4)はスイ
ッチング電源であり、マイクロプロセッサ(3)の端子
(O1)乃至(O4)から得られた信号に基づいて0〔V〕
から36〔V〕まで16段階に出力電圧が変わるものであ
る。また、この出力はインバータ回路(2)へ出力さ
れ、モータの回転速度を変える。(5)はモータ(1)
の回転速度設定器であり、16段階に設定できるものであ
る。(6)は高速回転用/低速回転用のH/L切換スイッ
チであり、バーナなどの高速用に用いる場合、ファンモ
ータなどの低速用に用いる場合に切換えるものである。
(7)は起動電圧設定器であり、モータ(1)及び負荷
の慣性等に合わせて起動時の第1起動電圧及び第2起動
電圧を任意に設定するものである。一般にこのようなブ
ラシレスモータを一定電圧で正回転させたときのトルク
は、同じく一定電圧で逆回転させた時のトルクより大き
いことが知られている。従って起動時の第1起動電圧を
正回転時には負荷を装着した時の起動トルクより大き
く、かつ、逆回転時にはこの起動トルクより小さいトル
クが発生する電圧に設定すれば良い。(8)は比較器で
あり、モータ(1)の固定子巻線に生じる誘起電圧を抵
抗(9)、(10)、(11)を介して入力し、抵抗(1
2)、(13)で与えられる基準電圧と比較してHもしく
はLレベル電圧の信号をマイクロプロセッサ(3)の端
子(I9)へ出力するものである。また(14)は運転スイ
ッチである。
尚、上記マイクロプロセッサ(3)の動作は第2図乃至
第4図のフローチャートに基づいて動作する。まで第2
図は主動作を示すフローチャートであり、運転スイッチ
(14)を投入すれば回転速度設定器(5)、起動電圧設
定器(7)に設定されている電圧で起動が開始される。
次に誘起電圧による信号がない場合、すなわち回転子が
停止していれば起動電圧設定器(7)で設定されている
第1起動電圧(V)をスイッチング電源(4)からイン
バータ回路(2)へ出力する。この第1起動電圧(V)
を所定時間(第1所定時)維持した後、起動電圧を
(V)から(V+2)へ2段階高い第2起動電圧に変更
する。次にこの状態で回転子が正常に回転している(正
回転)か否かを判断する。尚、回転子が正常に回転して
いる場合には第5図の「正常回転」に示すようにHレベ
ルの維持時間とLレベルの維持時間とが均一の関係にな
り、逆回転をしている時には第5図の「逆回転」に示す
ようにHレベルの維持時間とLレベルの維持時間とが不
均一の関係になることが知られているので、このHレベ
ルの維持時間とLレベルの維持時間との関係を調べるこ
とにより回転子の回転状態を検出することができるもの
である。回転子が正常回転をしていない場合、第2起動
電圧(V+2)が1分間(第2所定時間)維持されるか
逆回転による不均一な誘起電圧信号を16回入力した信号
には、5分間(第3所定時間)停止した後に再び第1起
動電圧(V)を出力させるものである。また、正常回転
が判断された場合にはスイッチング電源(4)の出力電
圧を段階的に設定電圧まで変えて行くものである。
第3図、第4図は固定子巻線に生じる誘起電圧信号に基
づいて固定子巻線への通電を切換えるためのフローチャ
ートであり、まず第3図は固定子巻線の通電状態すなわ
ちインバータ回路を構成するトランジスタのON−OFF状
態を第6図に示すモードに従って行なうものである。夫
々のモードの切換えは第4図のフローチャートに従って
動作する。すなわち第1乃至第4タイマ(計時時間をt1
乃至t4とする)を用いてモードの切換えタイミング(各
モードの維持持間)を得ている。このタイマT4は初期起
動用のタイマであり、回転子が定常回転となればT4=0
となる。またタイマT3はモードの最大維持時間を定める
リミッタである。従って、定常回転時にはモードの切換
り時より誘起電圧信号が出るまでの時間(t1)をタイマ
T1で計時し、この誘起電圧信号が出た時からt2(=
Kt1)をタイマT2で計時してモードを切換える。このK
の位を0<K≦1の範囲で設定し、高速回転用はKを
“0"の位に近づけ、低速回転用はKを“1"の位に近づけ
れば最適の通電タイミングが得られるものである。
このように構成されたブラシレスモータ(1)の制御装
置では、例えば回転速度設定器(5)の設定値が“F"、
起動電圧設定器(7)の設定値(第1起動電圧)が“3"
(負荷の起動トルクを考慮して任意に設定)の時にこの
ブラシレスモータの(1)の運転スイッチ(14)を投入
して運転を開始させると、インバータ回路(2)に印加
される電圧が第7図に示すように変化する。すなわち、
時間t0の時に運転スイッチ(14)を投入すれば、まず設
定値“3"に相当する第1起動電圧がスイッチング電源
(4)からインバータ回路(2)へ印加される。この状
態が時間taまで維持される。この間に第3図、第4図の
フローチャートに従って回転子が正常回転するか、逆回
転するか、負荷が大きいため停止状態を維持しているか
のいずれかの状態となる。回転子が正常回転をしている
時には時間(ta)でインバータ回路(2)への起動時の
印加電圧を2段階上昇させ設定値“%”に基づく第2起
動電圧に切換える。この時正回転が判断されれば設定値
を順次上昇させて時間(td)に設定値“F"とする。
回転子の停止位置によっては、固定子巻線への最初の通
電で回転子に逆回転トルクが生じるが、この逆回転トル
クは負荷の起動トルクより低く設定しているので、回転
子は逆回転せず停止状態のままである。次に第4図のフ
ローチャートに基きタイマT3によるt3時間後、固定子巻
線に次のモードで通電すれば、正常回転のトルクが得ら
れ正常回転を開始する。また、固定子巻線への最初の通
電時に、負荷に逆回転方向に反動がついていれば、この
回転子は逆回転方向に回転してしまう。回転子が逆回転
をしている時には、設定値が“5"に切換っても回転子は
逆回転を続けている。従って、第5図の逆回転に示すよ
うな不均一な誘起電圧信号が得られる。この信号を16回
入力すれば5分間の停止の後、時間(te)から再び設定
値“3"の第1起動電圧をインバータ回路(2)に印加し
て第7図の点線のように上記の動作を再度正常回転が得
られるまで繰り返すものである。この後、正常回転が得
られればインバータ回路(2)への印加電圧を設定値
“F"まで上昇させるものである。
また、負荷の大きさによっては、設定値“3"の第1起動
電圧では正常方向に回転はするが正常な回転ではない場
合がある。すなわち、固定子巻線に生じる誘起電圧の信
号に基づいて固定子巻線への通電が切換わるのではな
く、タイマT3がタイムUPして固定子巻線への通電が切換
っている状態である。この状態で時間(ta)に達すると
設定値“3"の第1起動電圧が設定値“5"の第2起動電圧
に変わり固定子巻線から生じる回転トルクが大きくな
り、回転子が正常回転し誘起電圧の信号が生じるように
なる。このように正常回転が行なわれれば、上記と同様
に誘起電圧の信号に基づいて固定子巻線への通電が切換
わるようになる。この後、インバータ回路(2)への印
加電圧が設定値“F"まで段階的に増加するものである。
尚、回転子が何かに引掛り全く回転しない場合などに対
し、このような起動を複数回行なっても回転子が正常回
転をしなければ表示灯を点灯させるなどで利用者に回転
子のロック状態を表示するようにしても良い。
また、上記実施例では5分間、16回などの所定数を設定
しているが、これに限るものではなくモータの大きさや
負荷の大きさに合わせて任意に設定できるものである。
このようにインバータ回路(2)への印加電圧を第1起
動電圧から第2起動電圧に変えればブラシレスモータの
回転数及びトルクを変更できるので、速く確実な起動が
行なえるものである。尚、固定子巻線への通電切換えは
第3図、第4図のフローチャートに基づいて行なわれ、
上記実施例ではインバータ回路(2)の印加電圧の変更
と固定子巻線への通電切換えを別個のフローチャートを
用いて行なったが同一のフローチャートで行なっても良
いものである。
さらに、固定子巻線への通電切換えは上記実施例の方法
に限るものではなく、誘起電圧に基づいて行なうものな
らばよい。
(ト)発明の効果 本発明は多相の固定子巻線と永久磁石を有する回転子と
からなり夫々の固定子巻線へき通電又は非通電の状態の
組合せを複数のモードに定め、前記回転子の回転時に非
通電の固定子巻線に生じる誘起電圧に基づいて前記モー
ドを切換え、かつ固定子巻線に印加する直流電圧を変え
て所望の回転数を得るブラシレスモータにおいて、この
ブラシレスモータの起動時にまず回転子の回転を可能に
する第1起動電圧を第1所定時間固定子巻線に印加し、
次に第1起動電圧より大きい第2起動電圧を印加して回
転子の起動を行ない、この後第2所定時間の間に回転子
の正常回転を示す信号が得られた際はこのブラシレスモ
ータの所望の回転数を得る電圧を固定子巻線へ印加して
通常運転に移行し、前記第2所定時間の間に回転子の逆
回転を示す信号が得られた際又はこの第2所定時間が経
過した際は、第3所定時間の間固定子巻線への通電を停
止させた後再び第1起動電圧の印加から起動を再開する
ようにしたので、負荷の慣性によっては第1起動電圧を
印加した時に、誘起電圧が小さく誘起電圧に基づいたモ
ードの切換え行なえずモードを維持する最大時間に達し
てこのモードが切換って行く場合にも、第2起動電圧を
印加することによって回転子の回転が速くなり誘起電圧
に基づいたモードの切換えが安定して行なえるようにな
るものである。また第1起動電圧と所望の回転数を得る
ための電圧との間に第2起動電圧が存在するため固定子
巻線への印加電圧の変化がなめらかになり、急激に固定
子巻線への印加電圧を高くした時に生じることがあった
モード切換えのタイミングはずれを抑制できると共に、
この第2起動電圧を印加している間に回転子の逆回転を
判断するので、回転子が逆回転のまま通常回転に至るの
を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を用いるための一実施例を示す制
御装置の概略図、第2図は第1図に示したマイクロプロ
セッサによるブラシレスモータの起動を示すフローチャ
ート、第3図は第1図に示したマイクロプロセッサによ
るブラシレスモータの駆動を示すフローチャート、第4
図は第3図のフローチャートのサブルーチンを示すフロ
ーチャート、第5図は誘起電圧信号を示す説明図、第6
図は各モードに対する固定子巻線への通電状態を示す説
明図、第7図は第2図に示すフローチャートに基づいて
変化する設定値を示す説明図である。 (1)……ブラシレスモータ、(2)……インバータ回
路、(3)……マイクロプロセッサ、(4)……スイッ
チング電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 勝寛 群馬県邑楽郡大泉町大字坂田180番地 東 京三洋電機株式会社内 (72)発明者 大塚 信男 群馬県邑楽郡大泉町大字坂田180番地 東 京三洋電機株式会社内 (72)発明者 船越 智英 群馬県邑楽郡大泉町大字坂田180番地 東 京三洋電機株式会社内 (72)発明者 猪谷 潔 群馬県邑楽郡大泉町大字坂田180番地 東 京三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−76915(JP,A) 特開 昭57−183281(JP,A) 特開 昭58−119794(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多相の固定子巻線と永久磁石を有する回転
    子とからなり、夫々の固定子巻線への通電又は非通電の
    状態の組合せを複数のモードに定め、前記回転子の回転
    時に非通電の固定子巻線に生じる誘起電圧に基づいて前
    記モードを切換え、かつ固定子巻線に印加する直流電圧
    を変えて所望の回転数を得るブラシレスモータにおい
    て、このブラシレスモータの起動時にまず回転子の回転
    を可能にする第1起動電圧を第1所定時間固定子巻線に
    印加し、次に第1起動電圧より大きい第2起動電圧を印
    加して回転子の起動を行ない、この後第2所定時間の間
    に回転子の正常回転を示す信号が得られた際はこのブラ
    シレスモータの所望の回転数を得る電圧を固定子巻線へ
    印加して通常運転に移行し、前記第2所定時間の間に回
    転子の逆回転を示す信号が得られた際又はこの第2所定
    時間が経過した際は、第3所定時間の間固定子巻線への
    通電を停止させた後再び第1起動電圧の印加から起動を
    再開することを特徴とするブラシレスモータの起動方法
JP59196418A 1984-09-19 1984-09-19 ブラシレスモータの起動方法 Expired - Lifetime JPH0728552B2 (ja)

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JPS6176095A JPS6176095A (ja) 1986-04-18
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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