JPH0767381A - 直流ブラシレスモータの駆動制御装置および駆動方法 - Google Patents
直流ブラシレスモータの駆動制御装置および駆動方法Info
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- JPH0767381A JPH0767381A JP5210708A JP21070893A JPH0767381A JP H0767381 A JPH0767381 A JP H0767381A JP 5210708 A JP5210708 A JP 5210708A JP 21070893 A JP21070893 A JP 21070893A JP H0767381 A JPH0767381 A JP H0767381A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
-
- 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
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/12—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using detecting coils using the machine windings as detecting coil
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- 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
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
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- 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
- H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 整流回路への電流の逆流を防ぐことができ、
これにより整流回路の電気部品の保護、モータの運転効
率の向上、騒音および振動の低減が図れる直流ブラシレ
スモータの駆動制御装置および駆動方法を提供する。 【構成】 三相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有するステータ
１および永久磁石を有するロータにより直流ブラシレス
モータが構成される。上流側および下流側トランジスタ
の直列回路を三相分設けたスイッチング回路があり、１
つの相の上流側トランジスタと別の１つの相の下流側ト
ランジスタをオンして２つの相巻線への２相通電を行な
い、残りの非通電の１つの相巻線に生じる誘起電圧Ｖ1
からロータの回転位置を検出する。検出した回転位置に
応じて２相通電を順次切換え、ロータの回転を続ける。
そして、２相通電の切換後の初めの所定期間は、オンタ
イミングとなる２つのトランジスタのうち、２相通電の
切換前からオンタイミングにあったトランジスタを連続
オンし、新たにオンタイミングとなるトランジスタを断
続オンする。
これにより整流回路の電気部品の保護、モータの運転効
率の向上、騒音および振動の低減が図れる直流ブラシレ
スモータの駆動制御装置および駆動方法を提供する。 【構成】 三相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有するステータ
１および永久磁石を有するロータにより直流ブラシレス
モータが構成される。上流側および下流側トランジスタ
の直列回路を三相分設けたスイッチング回路があり、１
つの相の上流側トランジスタと別の１つの相の下流側ト
ランジスタをオンして２つの相巻線への２相通電を行な
い、残りの非通電の１つの相巻線に生じる誘起電圧Ｖ1
からロータの回転位置を検出する。検出した回転位置に
応じて２相通電を順次切換え、ロータの回転を続ける。
そして、２相通電の切換後の初めの所定期間は、オンタ
イミングとなる２つのトランジスタのうち、２相通電の
切換前からオンタイミングにあったトランジスタを連続
オンし、新たにオンタイミングとなるトランジスタを断
続オンする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、空気調和機などに用
いる直流ブラシレスモータの駆動制御装置および駆動方
法に関する。
いる直流ブラシレスモータの駆動制御装置および駆動方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流ブラシレスモータは、相巻線が装着
されるステータと永久磁石を有するロータより構成され
る。このモータには２極式と４極式があり、２極式では
星形結線の三相巻線が互いに 120°の機械的な位置ずれ
をもってステータに装着され、ロータには１つの永久磁
石（磁極Ｎ，Ｓ）が設けられる。４極式では、同じく星
形結線の三相巻線が２組、互いに 180°の機械的な位置
ずれをもってステータに装着され、ロータには２つの永
久磁石が互いに90°の機械的な位置ずれをもって設けら
れる。
されるステータと永久磁石を有するロータより構成され
る。このモータには２極式と４極式があり、２極式では
星形結線の三相巻線が互いに 120°の機械的な位置ずれ
をもってステータに装着され、ロータには１つの永久磁
石（磁極Ｎ，Ｓ）が設けられる。４極式では、同じく星
形結線の三相巻線が２組、互いに 180°の機械的な位置
ずれをもってステータに装着され、ロータには２つの永
久磁石が互いに90°の機械的な位置ずれをもって設けら
れる。
【０００３】２極式と４極式の動作の違いは、２極式で
は三相巻線の電気角１サイクル分の通電にロータの機械
角１サイクル分が対応し、４極式では三相巻線の電気角
２サイクル分の通電にロータの機械角１サイクルが対応
する点である。以下、電気角と機械角が１対１に対応す
る２極式を例に説明する。
は三相巻線の電気角１サイクル分の通電にロータの機械
角１サイクル分が対応し、４極式では三相巻線の電気角
２サイクル分の通電にロータの機械角１サイクルが対応
する点である。以下、電気角と機械角が１対１に対応す
る２極式を例に説明する。
【０００４】このような直流ブラシレスモータの駆動に
あたっては、交流電源電圧を整流する整流回路、および
この整流回路の出力をスイッチングによって所望の周波
数の交流電圧に変換するスイッチング回路が用意され、
このスイッチング回路の出力電圧がステータの三相巻線
に印加される。このような例として、特願平5-74439号
に示されるものがある。同様のものを図８に示す。
あたっては、交流電源電圧を整流する整流回路、および
この整流回路の出力をスイッチングによって所望の周波
数の交流電圧に変換するスイッチング回路が用意され、
このスイッチング回路の出力電圧がステータの三相巻線
に印加される。このような例として、特願平5-74439号
に示されるものがある。同様のものを図８に示す。
【０００５】図において、１は直流ブラシレスモータ
で、星形結線の三相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有するステ
ータ（図示しない）、および永久磁石を有するロータ
（図示しない）より構成される。
で、星形結線の三相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有するステ
ータ（図示しない）、および永久磁石を有するロータ
（図示しない）より構成される。
【０００６】三相交流電源２に整流回路３が接続され、
その整流回路３の出力端にスイッチング回路４が接続さ
れる。このスイッチング回路４は、上流側スイッチング
素子と下流側スイッチング素子の直列回路を三相分設け
たもので、Ｕ相用の上流側および下流側スイッチング素
子としてトランジスタＴu+とＴu-、Ｖ相用としてトラン
ジスタＴv+とＴv-、Ｗ相用としてトランジスタＴw+とＴ
w-が設けられる。これら各相の直列回路に整流回路３の
出力電圧が印加される。なお、逆起電力防止用のダンパ
ダイオードＤが各トランジスタに並列接続される。
その整流回路３の出力端にスイッチング回路４が接続さ
れる。このスイッチング回路４は、上流側スイッチング
素子と下流側スイッチング素子の直列回路を三相分設け
たもので、Ｕ相用の上流側および下流側スイッチング素
子としてトランジスタＴu+とＴu-、Ｖ相用としてトラン
ジスタＴv+とＴv-、Ｗ相用としてトランジスタＴw+とＴ
w-が設けられる。これら各相の直列回路に整流回路３の
出力電圧が印加される。なお、逆起電力防止用のダンパ
ダイオードＤが各トランジスタに並列接続される。
【０００７】スイッチング回路４におけるトランジスタ
Ｔu+，Ｔu-の相互接続点に、相巻線Ｌｕの非結線端が接
続される。トランジスタＴv+，Ｔv-の相互接続点に、相
巻線Ｌｖの非結線端が接続される。トランジスタＴw+，
Ｔw-の相互接続点に、相巻線Ｌｗの非結線端が接続され
る。
Ｔu+，Ｔu-の相互接続点に、相巻線Ｌｕの非結線端が接
続される。トランジスタＴv+，Ｔv-の相互接続点に、相
巻線Ｌｖの非結線端が接続される。トランジスタＴw+，
Ｔw-の相互接続点に、相巻線Ｌｗの非結線端が接続され
る。
【０００８】整流回路３の出力端に抵抗５と抵抗６の直
列回路が接続され、抵抗６に生じる電圧が基準電圧Ｖ0
として比較器７，８，９の反転入力端（−）に入力され
る。抵抗６に生じる電圧は、整流回路３の出力電圧の 1
/2のレベルとなるよう抵抗５，６の抵抗値が選択されて
いる。そして、相巻線Ｌｕの端子電圧が比較器７の非反
転入力端（＋）に入力される。相巻線Ｌｖの端子電圧が
比較器８の非反転入力端（＋）に入力される。相巻線Ｌ
ｗの端子電圧が比較器９の非反転入力端（＋）に入力さ
れる。
列回路が接続され、抵抗６に生じる電圧が基準電圧Ｖ0
として比較器７，８，９の反転入力端（−）に入力され
る。抵抗６に生じる電圧は、整流回路３の出力電圧の 1
/2のレベルとなるよう抵抗５，６の抵抗値が選択されて
いる。そして、相巻線Ｌｕの端子電圧が比較器７の非反
転入力端（＋）に入力される。相巻線Ｌｖの端子電圧が
比較器８の非反転入力端（＋）に入力される。相巻線Ｌ
ｗの端子電圧が比較器９の非反転入力端（＋）に入力さ
れる。
【０００９】比較器７，８，９は、非反転入力端（＋）
への入力電圧が基準電圧Ｖ0 よりも低いとき論理“０”
信号を出力し、非反転入力端（＋）への入力電圧が基準
電圧Ｖ0 と同じまたはそれ以上になると論理“１”信号
を出力する。
への入力電圧が基準電圧Ｖ0 よりも低いとき論理“０”
信号を出力し、非反転入力端（＋）への入力電圧が基準
電圧Ｖ0 と同じまたはそれ以上になると論理“１”信号
を出力する。
【００１０】比較器７，８，９の出力が制御部１０に供
給される。この制御部１０は、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ
に誘起する電圧Ｖ1 を比較器７，８，９を通して検出
し、その誘起電圧Ｖ1 の変化を基にロータの回転位置を
検出しながらスイッチング回路４の各トランジスタに対
する駆動信号を作成する。これら駆動信号は、スイッチ
ング回路４の各トランジスタのベースに供給される。
給される。この制御部１０は、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ
に誘起する電圧Ｖ1 を比較器７，８，９を通して検出
し、その誘起電圧Ｖ1 の変化を基にロータの回転位置を
検出しながらスイッチング回路４の各トランジスタに対
する駆動信号を作成する。これら駆動信号は、スイッチ
ング回路４の各トランジスタのベースに供給される。
【００１１】すなわち、スイッチング回路４の各直列回
路のうち、１つの直列回路の上流側トランジスタと別の
１つの直列回路の下流側トランジスタがオンされること
で、２つの相巻線に対する通電いわゆる２相通電がなさ
れる。
路のうち、１つの直列回路の上流側トランジスタと別の
１つの直列回路の下流側トランジスタがオンされること
で、２つの相巻線に対する通電いわゆる２相通電がなさ
れる。
【００１２】この２相通電によって磁界が生じると、そ
れと永久磁石が作る磁界との相互作用によってロータに
回転トルクが生じ、ロータが回転を始める。このとき、
永久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電の１つの
相巻線に電圧が誘起する。この誘起電圧の変化からロー
タの回転位置が検出され、その回転位置に基づき、上記
の２相通電が順次切換えられる。この２相通電の切換い
わゆる転流が繰返されることにより、ロータの回転が継
続する。
れと永久磁石が作る磁界との相互作用によってロータに
回転トルクが生じ、ロータが回転を始める。このとき、
永久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電の１つの
相巻線に電圧が誘起する。この誘起電圧の変化からロー
タの回転位置が検出され、その回転位置に基づき、上記
の２相通電が順次切換えられる。この２相通電の切換い
わゆる転流が繰返されることにより、ロータの回転が継
続する。
【００１３】仮に転流しなければステータの磁束とロー
タの磁束とが平行になるところで回転が止まってしまう
ため、誘起電圧の変化からロータの回転位置が検出さ
れ、常にステータの磁束とロータの磁束とが直交状態に
近くなるよう、転流が行なわれる。
タの磁束とが平行になるところで回転が止まってしまう
ため、誘起電圧の変化からロータの回転位置が検出さ
れ、常にステータの磁束とロータの磁束とが直交状態に
近くなるよう、転流が行なわれる。
【００１４】回転速度制御については、２相通電用にオ
ンタイミングとなる２つのスイッチング素子のうち、一
方を連続オンして他方を断続オンし（チョッピング）、
その断続オンのオン，オフデューティを調節するいわゆ
るＰＷＭ（パルス幅変調）制御により、回転速度が目標
値に設定される。
ンタイミングとなる２つのスイッチング素子のうち、一
方を連続オンして他方を断続オンし（チョッピング）、
その断続オンのオン，オフデューティを調節するいわゆ
るＰＷＭ（パルス幅変調）制御により、回転速度が目標
値に設定される。
【００１５】制御部１０の具体例を図９に示す。まず、
比較器７，８，９の出力が位置検出回路２０に入力され
る。この位置検出回路２０は、後述する通電モードカウ
ンタ２３の出力（通電モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに
対応するカウント値）に基づいて非通電の相巻線に対応
する比較器出力（誘起電圧Ｖ1 と基準電圧Ｖ0 との比較
結果）を選択し、その比較出力の論理レベルの変化点
（論理“０”から“１”、または論理“１”から“０”
への変化点）を後述する比較器４２からの位置検出許容
指令の受領時から通電モードカウンタ２２のカウント値
が変化（転流）するまでの期間において監視し、変化点
があればそれをロータの回転基準位置として捕らえて位
置検出信号を出力する。
比較器７，８，９の出力が位置検出回路２０に入力され
る。この位置検出回路２０は、後述する通電モードカウ
ンタ２３の出力（通電モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに
対応するカウント値）に基づいて非通電の相巻線に対応
する比較器出力（誘起電圧Ｖ1 と基準電圧Ｖ0 との比較
結果）を選択し、その比較出力の論理レベルの変化点
（論理“０”から“１”、または論理“１”から“０”
への変化点）を後述する比較器４２からの位置検出許容
指令の受領時から通電モードカウンタ２２のカウント値
が変化（転流）するまでの期間において監視し、変化点
があればそれをロータの回転基準位置として捕らえて位
置検出信号を出力する。
【００１６】位置検出回路２０から出力される位置検出
信号はタイマカウンタ２１および制御回路２２に送られ
る。タイマカウンタ２１は、位置検出信号を受けたと
き、それまでのカウント値をデータ出力して新たなカウ
ントを再開する。つまり、タイマカウンタ２１により、
回転基準位置が検出されてから次の回転位置が検出され
るまでの時間間隔Ｔ（電気角60°に相当）が測定され
る。
信号はタイマカウンタ２１および制御回路２２に送られ
る。タイマカウンタ２１は、位置検出信号を受けたと
き、それまでのカウント値をデータ出力して新たなカウ
ントを再開する。つまり、タイマカウンタ２１により、
回転基準位置が検出されてから次の回転位置が検出され
るまでの時間間隔Ｔ（電気角60°に相当）が測定され
る。
【００１７】制御回路２２は、位置検出信号を受けたと
き、タイマカウンタ２１の出力データ（カウント値Ｔ）
を取込んでロータの回転速度を算出し、それと目標速度
との差が零となるよう、駆動回路２５から出力されるオ
ン，オフ信号のオン，オフデューティを制御する（ＰＷ
Ｍ；パルス幅制御）。また、制御回路２２は、タイマカ
ウンタ２１の出力データ（カウント値Ｔ）の 1/2の値
（＝T/2 ；電気角30°に相当）を算出してそれをレジス
タ３１にセットし、かつ出力データの 3/4の値（＝3T/
4；電気角45°に相当）を算出してそれをレジスタ３２
にセットする。
き、タイマカウンタ２１の出力データ（カウント値Ｔ）
を取込んでロータの回転速度を算出し、それと目標速度
との差が零となるよう、駆動回路２５から出力されるオ
ン，オフ信号のオン，オフデューティを制御する（ＰＷ
Ｍ；パルス幅制御）。また、制御回路２２は、タイマカ
ウンタ２１の出力データ（カウント値Ｔ）の 1/2の値
（＝T/2 ；電気角30°に相当）を算出してそれをレジス
タ３１にセットし、かつ出力データの 3/4の値（＝3T/
4；電気角45°に相当）を算出してそれをレジスタ３２
にセットする。
【００１８】レジスタ３１へのセット値“T/2 ”（電気
角30°）は、転流までの残り期間に相当する。レジスタ
３２へのセット値“3T/4”（電気角45°）は、転流まで
の残り期間（電気角30°）と、転流後の誘起電圧Ｖ1 の
検出禁止期間（電気角15°）とを合わせたものに相当す
る。なお、検出禁止期間（電気角15°）については、転
流時の電流遮断による逆起電力がノイズとして誘起電圧
Ｖ1 に加わっても、そのノイズにかかわらず回転基準位
置であるところの誘起電圧Ｖ1 と基準位置Ｖ0との交点
を確実に検出するべく定められており、ノイズが重畳す
る期間はほぼ電気角15°の期間内に収まるとの判断に基
づく。
角30°）は、転流までの残り期間に相当する。レジスタ
３２へのセット値“3T/4”（電気角45°）は、転流まで
の残り期間（電気角30°）と、転流後の誘起電圧Ｖ1 の
検出禁止期間（電気角15°）とを合わせたものに相当す
る。なお、検出禁止期間（電気角15°）については、転
流時の電流遮断による逆起電力がノイズとして誘起電圧
Ｖ1 に加わっても、そのノイズにかかわらず回転基準位
置であるところの誘起電圧Ｖ1 と基準位置Ｖ0との交点
を確実に検出するべく定められており、ノイズが重畳す
る期間はほぼ電気角15°の期間内に収まるとの判断に基
づく。
【００１９】レジスタ３１，３２のセット値は比較器４
１，４２でそれぞれタイマカウンタ２１のカウント値と
比較される。タイマカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３１のセット値に達したら、比較器４１から転流指令
が発せられる。この転流指令は通電モードカウンタ２３
に送られる。タイマカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３２のセット値に達したら、比較器４２から位置検出
許容指令が発せられる。この位置検出許容指令は位置検
出回路２０に送られる。
１，４２でそれぞれタイマカウンタ２１のカウント値と
比較される。タイマカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３１のセット値に達したら、比較器４１から転流指令
が発せられる。この転流指令は通電モードカウンタ２３
に送られる。タイマカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３２のセット値に達したら、比較器４２から位置検出
許容指令が発せられる。この位置検出許容指令は位置検
出回路２０に送られる。
【００２０】通電モードカウンタ２３は、カウント値が
“１”ないし“６”を繰返す６進カウンタで、比較器４
１から送られる転流指令の回数をカウントする。このカ
ウント値は、スイッチング回路４の各トランジスタに対
する６種類の通電モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対応
する。
“１”ないし“６”を繰返す６進カウンタで、比較器４
１から送られる転流指令の回数をカウントする。このカ
ウント値は、スイッチング回路４の各トランジスタに対
する６種類の通電モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対応
する。
【００２１】通電モードカウンタ２３の出力は位置検出
回路２０およびメモリ２４に送られる。このメモリ２４
は、通電モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対応する６種
類の駆動信号パターンを記憶している。これら記憶パタ
ーンのいずれか１つが通電モードカウンタ２３のカウン
ト値に応じて読出され、駆動回路２５に送られる。
回路２０およびメモリ２４に送られる。このメモリ２４
は、通電モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対応する６種
類の駆動信号パターンを記憶している。これら記憶パタ
ーンのいずれか１つが通電モードカウンタ２３のカウン
ト値に応じて読出され、駆動回路２５に送られる。
【００２２】駆動回路２５は、メモリ２４から読出され
る駆動信号パターンに従い、各トランジスタに対するオ
ン信号、オフ信号、およびオン，オフ信号を出力する。
通電モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆと各トランジスタの
動作パターンとの対応関係を図１０に示す。図中のＰは
パルス幅制御ＰＷＭつまりオン，オフデューティの制御
を表わし、空欄はオフを表わしている。
る駆動信号パターンに従い、各トランジスタに対するオ
ン信号、オフ信号、およびオン，オフ信号を出力する。
通電モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆと各トランジスタの
動作パターンとの対応関係を図１０に示す。図中のＰは
パルス幅制御ＰＷＭつまりオン，オフデューティの制御
を表わし、空欄はオフを表わしている。
【００２３】三相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗにそれぞれ誘起
する電圧Ｖ1 および電流の波形と、整流回路３から出力
される直流電流の波形を実験により確かめたのが図１１
である。
する電圧Ｖ1 および電流の波形と、整流回路３から出力
される直流電流の波形を実験により確かめたのが図１１
である。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】図１１の実験データを
見ると、転流後に断続オンの動作を初めるトランジスタ
の最初のオフ期間において、直流電流が負側に大きく変
動し、整流回路３へ電流の逆流が発生している。この逆
流は、整流回路３の電気部品の寿命に悪影響を与え、ま
たモータ１のトルク変動の増大、運転効率の低下、騒音
および振動の増大となって現われる。
見ると、転流後に断続オンの動作を初めるトランジスタ
の最初のオフ期間において、直流電流が負側に大きく変
動し、整流回路３へ電流の逆流が発生している。この逆
流は、整流回路３の電気部品の寿命に悪影響を与え、ま
たモータ１のトルク変動の増大、運転効率の低下、騒音
および振動の増大となって現われる。
【００２５】たとえば、通電モードＢではトランジスタ
Ｔu+が断続オンしてトランジスタＴw-が連続オンしてお
り、そこから通電モードＣに転流すると、前モードでは
オフ状態にあったトランジスタＴv+が新たに連続オン
し、かつ前モードでは連続オン状態にあったトランジス
タＴw-が断続オンを始める。
Ｔu+が断続オンしてトランジスタＴw-が連続オンしてお
り、そこから通電モードＣに転流すると、前モードでは
オフ状態にあったトランジスタＴv+が新たに連続オン
し、かつ前モードでは連続オン状態にあったトランジス
タＴw-が断続オンを始める。
【００２６】断続オンを始めるトランジスタＴw-のオン
期間では、図１２に示すように、整流回路３の正側出力
端（＋）からトランジスタＴv+、相巻線Ｌｖ、相巻線Ｌ
ｗ、トランジスタＴw-、整流回路３の負側出力端（−）
へと電流が流れ、かつトランジスタＴw-から負側出力端
へ流れる電流の一部がトランジスタＴu-の横のダンパダ
イオードＤを通り、そこから相巻線Ｌｕを通って相巻線
Ｌｗへの流れに合流する。
期間では、図１２に示すように、整流回路３の正側出力
端（＋）からトランジスタＴv+、相巻線Ｌｖ、相巻線Ｌ
ｗ、トランジスタＴw-、整流回路３の負側出力端（−）
へと電流が流れ、かつトランジスタＴw-から負側出力端
へ流れる電流の一部がトランジスタＴu-の横のダンパダ
イオードＤを通り、そこから相巻線Ｌｕを通って相巻線
Ｌｗへの流れに合流する。
【００２７】そして、トランジスタＴw-のオフ期間で
は、図１３に示すように、オン期間中にトランジスタＴ
u-の横のダンパダイオードＤを通って相巻線Ｌｕ、Ｌｗ
へと流れていた電流が行き場をなくし、それがトランジ
スタＴw+の横のダンパダイオードＤを通って正側出力端
（＋）へと流れ込む。これに伴い、負側出力端（−）か
らトランジスタＴu-の横のダンパダイオードＤへと向か
う電流の流れも生じる。すなわち、逆流である。
は、図１３に示すように、オン期間中にトランジスタＴ
u-の横のダンパダイオードＤを通って相巻線Ｌｕ、Ｌｗ
へと流れていた電流が行き場をなくし、それがトランジ
スタＴw+の横のダンパダイオードＤを通って正側出力端
（＋）へと流れ込む。これに伴い、負側出力端（−）か
らトランジスタＴu-の横のダンパダイオードＤへと向か
う電流の流れも生じる。すなわち、逆流である。
【００２８】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、整流回路への電流の逆流を防
ぐことができ、これにより整流回路の電気部品の保護、
モータの運転効率の向上、騒音および振動の低減が図れ
る直流ブラシレスモータの駆動制御装置を提供すること
にある。また、第２の発明として、適切なモータ駆動が
可能な直流ブラシレスモータの駆動方法を提供すること
にある。
その目的とするところは、整流回路への電流の逆流を防
ぐことができ、これにより整流回路の電気部品の保護、
モータの運転効率の向上、騒音および振動の低減が図れ
る直流ブラシレスモータの駆動制御装置を提供すること
にある。また、第２の発明として、適切なモータ駆動が
可能な直流ブラシレスモータの駆動方法を提供すること
にある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】この発明の直流ブラシレ
スモータの駆動制御装置は、星形三相巻線を有するステ
ータおよび永久磁石を有するロータより構成された直流
ブラシレスモータと、電流方向に従って上流側および下
流側となる一対のスイッチング素子の直列回路を三相分
設けたスイッチング回路と、このスイッチング回路の各
直列回路に整流回路の出力電圧を印加する手段とを備
え、各直列回路のスイッチング素子の相互接続点に前記
各相巻線の非結線端を接続し、スイッチング回路の１つ
の直列回路の上流側スイッチング素子と別の１つの直列
回路の下流側スイッチング素子をオンして２つの相巻線
への２相通電を行ない、残りの非通電の１つの相巻線に
生じる誘起電圧を検出し、その誘起電圧から前記ロータ
の回転位置を検出して上記２相通電を順次切換え、かつ
２相通電用にオンタイミングとなる２つのスイッチング
素子のうち一方を連続オンし他方を断続オンして速度調
節を行なう直流ブラシレスモータの駆動制御装置におい
て、２相通電の切換後の初めの所定期間、オンタイミン
グとなる２つのスイッチング素子のうち、２相通電の切
換前からオンタイミングにあったスイッチング素子を連
続オンし、新たにオンタイミングとなるスイッチング素
子を断続オンする手段とを備える。
スモータの駆動制御装置は、星形三相巻線を有するステ
ータおよび永久磁石を有するロータより構成された直流
ブラシレスモータと、電流方向に従って上流側および下
流側となる一対のスイッチング素子の直列回路を三相分
設けたスイッチング回路と、このスイッチング回路の各
直列回路に整流回路の出力電圧を印加する手段とを備
え、各直列回路のスイッチング素子の相互接続点に前記
各相巻線の非結線端を接続し、スイッチング回路の１つ
の直列回路の上流側スイッチング素子と別の１つの直列
回路の下流側スイッチング素子をオンして２つの相巻線
への２相通電を行ない、残りの非通電の１つの相巻線に
生じる誘起電圧を検出し、その誘起電圧から前記ロータ
の回転位置を検出して上記２相通電を順次切換え、かつ
２相通電用にオンタイミングとなる２つのスイッチング
素子のうち一方を連続オンし他方を断続オンして速度調
節を行なう直流ブラシレスモータの駆動制御装置におい
て、２相通電の切換後の初めの所定期間、オンタイミン
グとなる２つのスイッチング素子のうち、２相通電の切
換前からオンタイミングにあったスイッチング素子を連
続オンし、新たにオンタイミングとなるスイッチング素
子を断続オンする手段とを備える。
【００３０】第２の発明の直流ブラシレスモータの駆動
方法は、各相に対する 120°の通電範囲の最初の所定電
気角を断続通電し、その後連続通電し、後半に再度断続
通電を行なう。
方法は、各相に対する 120°の通電範囲の最初の所定電
気角を断続通電し、その後連続通電し、後半に再度断続
通電を行なう。
【００３１】
【作用】この発明の直流ブラシレスモータの駆動制御装
置では、２相通電の切換後、その切換前からオンタイミ
ングにあったスイッチング素子が連続オンすることによ
り、スイッチング回路内で電流がループする。第２の発
明の直流ブラシレスモータの駆動方法は、各相に対する
120°の通電範囲において、断続通電、連続通電、断続
通電が存在する。
置では、２相通電の切換後、その切換前からオンタイミ
ングにあったスイッチング素子が連続オンすることによ
り、スイッチング回路内で電流がループする。第２の発
明の直流ブラシレスモータの駆動方法は、各相に対する
120°の通電範囲において、断続通電、連続通電、断続
通電が存在する。
【００３２】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図面において図８および図９と同一部
分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。全
体の構成は図８と同じであり、図１に示すように、制御
部１０内に新たにレジスタ３３および比較器４３が設け
られる。
照して説明する。図面において図８および図９と同一部
分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。全
体の構成は図８と同じであり、図１に示すように、制御
部１０内に新たにレジスタ３３および比較器４３が設け
られる。
【００３３】レジスタ３３および比較器４３は、転流後
の初めの所定期間を設定するためのものである。制御回
路２２は、タイマカウンタ２１の出力データ（カウント
値Ｔ）の 1/2の値（＝T/2 、電気角30°に相当）を算出
してそれをレジスタ３１にセットし、出力データの 5/6
の値（＝5T/6、電気角50°に相当）を算出してそれをレ
ジスタ３３にセットし、さらに出力データの11/12 の値
（＝11T/12、電気角55°に相当）を算出してそれをレジ
スタ３２にセットする。
の初めの所定期間を設定するためのものである。制御回
路２２は、タイマカウンタ２１の出力データ（カウント
値Ｔ）の 1/2の値（＝T/2 、電気角30°に相当）を算出
してそれをレジスタ３１にセットし、出力データの 5/6
の値（＝5T/6、電気角50°に相当）を算出してそれをレ
ジスタ３３にセットし、さらに出力データの11/12 の値
（＝11T/12、電気角55°に相当）を算出してそれをレジ
スタ３２にセットする。
【００３４】レジスタ３１へのセット値“T/2 ”（電気
角30°）は、転流までの残り期間に相当する。レジスタ
３３へのセット値“5T/6”（電気角50°）は、転流まで
の残り期間（電気角30°）と、転流後の初めの所定期間
（電気角20°）とを合わせたものに相当する。レジスタ
３２へのセット値“11T/12”（電気角55°）は、転流ま
での残り期間（電気角30°）と、転流後の誘起電圧Ｖ1
の検出禁止期間（電気角25°）とを合わせたものに相当
する。
角30°）は、転流までの残り期間に相当する。レジスタ
３３へのセット値“5T/6”（電気角50°）は、転流まで
の残り期間（電気角30°）と、転流後の初めの所定期間
（電気角20°）とを合わせたものに相当する。レジスタ
３２へのセット値“11T/12”（電気角55°）は、転流ま
での残り期間（電気角30°）と、転流後の誘起電圧Ｖ1
の検出禁止期間（電気角25°）とを合わせたものに相当
する。
【００３５】検出禁止期間（電気角25°）については、
転流時の電流遮断による逆起電力がノイズとして誘起電
圧Ｖ1 に加わっても、そのノイズにかかわらず回転基準
位置であるところの誘起電圧Ｖ1 と基準位置Ｖ0 との交
点を確実に検出するべく定められている。
転流時の電流遮断による逆起電力がノイズとして誘起電
圧Ｖ1 に加わっても、そのノイズにかかわらず回転基準
位置であるところの誘起電圧Ｖ1 と基準位置Ｖ0 との交
点を確実に検出するべく定められている。
【００３６】レジスタ３１，３３，３２のセット値は比
較器４１，４３，４２でそれぞれタイマカウンタ２１の
カウント値と比較される。タイマカウンタ２１のカウン
ト値がレジスタ３１のセット値に達したら、比較器４１
から転流指令が発せられる。この転流指令は通電モード
カウンタ２３に送られる。
較器４１，４３，４２でそれぞれタイマカウンタ２１の
カウント値と比較される。タイマカウンタ２１のカウン
ト値がレジスタ３１のセット値に達したら、比較器４１
から転流指令が発せられる。この転流指令は通電モード
カウンタ２３に送られる。
【００３７】タイマカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３３のセット値に達したら、比較器４１からパターン
切換指令が発せられる。このパターン切換指令はメモリ
２４に送られる。
タ３３のセット値に達したら、比較器４１からパターン
切換指令が発せられる。このパターン切換指令はメモリ
２４に送られる。
【００３８】タイマカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３２のセット値に達したら、比較器４２から位置検出
許容指令が発せられる。この位置検出許容指令は位置検
出回路２０に送られる。
タ３２のセット値に達したら、比較器４２から位置検出
許容指令が発せられる。この位置検出許容指令は位置検
出回路２０に送られる。
【００３９】メモリ２４は、通電モードＡ０，Ａ１，Ｂ
０，Ｂ１，Ｃ０，Ｃ１，Ｄ０，Ｄ１，Ｅ０，Ｅ１，Ｆ
０，Ｆ１に対応する１２種類の駆動信号パターンを記憶
している。これら記憶パターンのいずれか１つが通電モ
ードカウンタ２３のカウント値および比較器４３のパタ
ーン切換指令に応じて読出され、駆動回路２５に送られ
る。
０，Ｂ１，Ｃ０，Ｃ１，Ｄ０，Ｄ１，Ｅ０，Ｅ１，Ｆ
０，Ｆ１に対応する１２種類の駆動信号パターンを記憶
している。これら記憶パターンのいずれか１つが通電モ
ードカウンタ２３のカウント値および比較器４３のパタ
ーン切換指令に応じて読出され、駆動回路２５に送られ
る。
【００４０】つぎに、上記の構成の作用を説明する。ま
ず、通電モードＡ０，Ａ１，Ｂ０，Ｂ１，Ｃ０，Ｃ１，
Ｄ０，Ｄ１，Ｅ０，Ｅ１，Ｆ０，Ｆ１と各トランジスタ
の動作パターンとの対応関係を図２に示す。図中のＰは
パルス幅制御ＰＷＭつまりオン，オフデューティの制御
を表わし、空欄はオフを表わしている。また、三相巻線
Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗにそれぞれ誘起する電圧Ｖ1 および電
流の波形と、整流回路３から出力される直流電流の波形
を図３に示す。
ず、通電モードＡ０，Ａ１，Ｂ０，Ｂ１，Ｃ０，Ｃ１，
Ｄ０，Ｄ１，Ｅ０，Ｅ１，Ｆ０，Ｆ１と各トランジスタ
の動作パターンとの対応関係を図２に示す。図中のＰは
パルス幅制御ＰＷＭつまりオン，オフデューティの制御
を表わし、空欄はオフを表わしている。また、三相巻線
Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗにそれぞれ誘起する電圧Ｖ1 および電
流の波形と、整流回路３から出力される直流電流の波形
を図３に示す。
【００４１】いま、通電モードカウンタ２３のカウント
値が“１”であるとする。このとき、メモリ２４から通
電モードＡ０またはＡ１の駆動信号パターンが読出され
る。この駆動信号パターンに従って駆動回路２５から駆
動信号が出力され、スイッチング回路４の所定のトラン
ジスタが駆動される。
値が“１”であるとする。このとき、メモリ２４から通
電モードＡ０またはＡ１の駆動信号パターンが読出され
る。この駆動信号パターンに従って駆動回路２５から駆
動信号が出力され、スイッチング回路４の所定のトラン
ジスタが駆動される。
【００４２】通電モードＡ０，Ａ１のどちらを選択する
かは比較器４３からのパターン切換信号に応じて決定さ
れるもので、パターン切換信号の受領前は通電モードＡ
０、受領後は通電モードＡ１が選択される。
かは比較器４３からのパターン切換信号に応じて決定さ
れるもので、パターン切換信号の受領前は通電モードＡ
０、受領後は通電モードＡ１が選択される。
【００４３】通電モードＡ０，Ａ１では、相巻線Ｌｕか
ら相巻線Ｌｖにかけての２相通電を行なうべく、上流側
のトランジスタＴu+と下流側のトランジスタＴv-の２つ
がオンタイミングとなる。そして、初めの通電モードＡ
０の期間では、上流側のトランジスタＴu+が断続オン
（つまりオン，オフ）され、下流側のトランジスタＴw-
が連続オンされる。後の通電モードＡ１の期間では、反
対に、上流側のトランジスタＴu+が連続オンされ、下流
側のトランジスタＴv-が断続オンされる。
ら相巻線Ｌｖにかけての２相通電を行なうべく、上流側
のトランジスタＴu+と下流側のトランジスタＴv-の２つ
がオンタイミングとなる。そして、初めの通電モードＡ
０の期間では、上流側のトランジスタＴu+が断続オン
（つまりオン，オフ）され、下流側のトランジスタＴw-
が連続オンされる。後の通電モードＡ１の期間では、反
対に、上流側のトランジスタＴu+が連続オンされ、下流
側のトランジスタＴv-が断続オンされる。
【００４４】相巻線Ｌｕ，Ｌｖに磁界が生じると、それ
と永久磁石が作る磁界との相互作用によってロータに回
転トルクが生じ、ロータが回転を始める。このとき、永
久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電の１つの相
巻線Ｌｗに電圧Ｖ1 が誘起する。この相巻線Ｌｗへの誘
起電圧Ｖ1 は比較器９において基準電圧Ｖ0 と比較さ
れ、その比較出力が位置検出回路２０において選択され
る。
と永久磁石が作る磁界との相互作用によってロータに回
転トルクが生じ、ロータが回転を始める。このとき、永
久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電の１つの相
巻線Ｌｗに電圧Ｖ1 が誘起する。この相巻線Ｌｗへの誘
起電圧Ｖ1 は比較器９において基準電圧Ｖ0 と比較さ
れ、その比較出力が位置検出回路２０において選択され
る。
【００４５】位置検出回路２０では、比較器４２からの
位置検出許容指令を受けてから通電モードカウンタ２２
のカウント値が変化（転流）するまでの期間において、
上記選択の比較出力に基づき、ロータの回転基準位置
（両電圧Ｖ1 ，Ｖ0 の交差する点）が検出される。
位置検出許容指令を受けてから通電モードカウンタ２２
のカウント値が変化（転流）するまでの期間において、
上記選択の比較出力に基づき、ロータの回転基準位置
（両電圧Ｖ1 ，Ｖ0 の交差する点）が検出される。
【００４６】回転基準位置が検出されると、位置検出回
路２０から位置検出信号が出力される。そして、位置検
出信号の出力から次の位置検出信号が出力されるまでの
時間間隔Ｔがタイマカウンタ２１でカウントされる。
路２０から位置検出信号が出力される。そして、位置検
出信号の出力から次の位置検出信号が出力されるまでの
時間間隔Ｔがタイマカウンタ２１でカウントされる。
【００４７】また、位置検出信号の出力ごとにタイムカ
ウントＴの 1/2の値（電気角30°）、5/6 の値（電気角
50°）、11/12 の値（電気角55°）がレジスタ３１，３
３，３２にそれぞれセットされ、これらセット値とタイ
マカウンタ２１のカウント値とが比較器４１，４３，４
２で比較される。
ウントＴの 1/2の値（電気角30°）、5/6 の値（電気角
50°）、11/12 の値（電気角55°）がレジスタ３１，３
３，３２にそれぞれセットされ、これらセット値とタイ
マカウンタ２１のカウント値とが比較器４１，４３，４
２で比較される。
【００４８】タイマカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３１のセット値に達すると（回転基準位置の検出から
電気角30°に相当する時間が経過）、比較器４１から転
流指令が発せられて通電モードカウンタ２３のカウント
値が“１”アップの“２”となる。これにより、メモリ
２４から今度は通電モードＢ０，Ｂ１の駆動信号パター
ンが読出され、通電モードＡ０，Ａ１による２相通電か
ら通電モードＢ０，Ｂ１による２相通電への転流が行な
われる。
タ３１のセット値に達すると（回転基準位置の検出から
電気角30°に相当する時間が経過）、比較器４１から転
流指令が発せられて通電モードカウンタ２３のカウント
値が“１”アップの“２”となる。これにより、メモリ
２４から今度は通電モードＢ０，Ｂ１の駆動信号パター
ンが読出され、通電モードＡ０，Ａ１による２相通電か
ら通電モードＢ０，Ｂ１による２相通電への転流が行な
われる。
【００４９】タイムカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３３のセット値に達すると（回転基準位置の検出から
電気角50°に相当する時間が経過）、比較器４３からパ
ターン切換指令が発せられる。
タ３３のセット値に達すると（回転基準位置の検出から
電気角50°に相当する時間が経過）、比較器４３からパ
ターン切換指令が発せられる。
【００５０】タイマカウンタ２１のカウント値がレジス
タ３２のセット値に達すると（回転基準位置の検出から
電気角55°に相当する時間が経過）、比較器４２から位
置検出許容指令が発せられる。
タ３２のセット値に達すると（回転基準位置の検出から
電気角55°に相当する時間が経過）、比較器４２から位
置検出許容指令が発せられる。
【００５１】通電モードＢ０，Ｂ１では、相巻線Ｌｕか
ら相巻線Ｌｗにかけての２相通電を行なうべく、上流側
のトランジスタＴu+と下流側のトランジスタＴw-の２つ
がオンタイミングとなる。そして、初めの通電モードＢ
０の期間では、上流側のトランジスタＴu+が連続オンさ
れ、下流側のトランジスタＴw-が断続オンされる。通電
モードＢ１の期間では、反対に、上流側のトランジスタ
Ｔu+が断続オンされ、下流側のトランジスタＴw-が連続
オンされる。
ら相巻線Ｌｗにかけての２相通電を行なうべく、上流側
のトランジスタＴu+と下流側のトランジスタＴw-の２つ
がオンタイミングとなる。そして、初めの通電モードＢ
０の期間では、上流側のトランジスタＴu+が連続オンさ
れ、下流側のトランジスタＴw-が断続オンされる。通電
モードＢ１の期間では、反対に、上流側のトランジスタ
Ｔu+が断続オンされ、下流側のトランジスタＴw-が連続
オンされる。
【００５２】通電モードＢ０から通電モードＢ１への切
換は、比較器４３から出力されるパターン切換指令に応
答して行なわれる。相巻線Ｌｕ，Ｌｗに磁界が生じる
と、それと永久磁石が作る磁界との相互作用によってロ
ータに回転トルクが生じ、ロータが回転を続ける。この
とき、永久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電の
１つの相巻線Ｌｖに電圧Ｖ1 が誘起する。この相巻線Ｌ
ｖへの誘起電圧Ｖ1 は比較器８において基準電圧Ｖ0 と
比較され、その比較出力が位置検出回路２０において選
択される。そして、位置検出回路２０では、比較器４２
からの位置検出許容指令を受けてから通電モードカウン
タ２２のカウント値が変化（転流）するまでの期間にお
いて、上記選択された比較出力に基づき、ロータの回転
基準位置（両電圧Ｖ1 ，Ｖ0 の交差する点）が検出され
る。
換は、比較器４３から出力されるパターン切換指令に応
答して行なわれる。相巻線Ｌｕ，Ｌｗに磁界が生じる
と、それと永久磁石が作る磁界との相互作用によってロ
ータに回転トルクが生じ、ロータが回転を続ける。この
とき、永久磁石の回転に伴う磁気作用により、非通電の
１つの相巻線Ｌｖに電圧Ｖ1 が誘起する。この相巻線Ｌ
ｖへの誘起電圧Ｖ1 は比較器８において基準電圧Ｖ0 と
比較され、その比較出力が位置検出回路２０において選
択される。そして、位置検出回路２０では、比較器４２
からの位置検出許容指令を受けてから通電モードカウン
タ２２のカウント値が変化（転流）するまでの期間にお
いて、上記選択された比較出力に基づき、ロータの回転
基準位置（両電圧Ｖ1 ，Ｖ0 の交差する点）が検出され
る。
【００５３】こうして回転基準位置が検出されると、そ
れから再び時間“T/2 ”の経過後に通電モードカウンタ
２３のカウント値が“１”アップの“３”となり、メモ
リ２４から今度は通電モードＣ０，Ｃ１の駆動信号パタ
ーンが読出される。
れから再び時間“T/2 ”の経過後に通電モードカウンタ
２３のカウント値が“１”アップの“３”となり、メモ
リ２４から今度は通電モードＣ０，Ｃ１の駆動信号パタ
ーンが読出される。
【００５４】以下同様に、回転基準位置の検出から電気
角30°の遅れをもって転流が繰返され、ロータの回転が
継続する。ところで、通電モードＡ０，Ｂ０，Ｃ０，Ｄ
０，Ｅ０，Ｆ０は、２相通電の転流後の初めの所定期間
（電気角20°）に対応し、本来の制御パターンである通
電モードＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１の前段と
して存在する。
角30°の遅れをもって転流が繰返され、ロータの回転が
継続する。ところで、通電モードＡ０，Ｂ０，Ｃ０，Ｄ
０，Ｅ０，Ｆ０は、２相通電の転流後の初めの所定期間
（電気角20°）に対応し、本来の制御パターンである通
電モードＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１の前段と
して存在する。
【００５５】例として通電モードＣ０について見ると、
トランジスタＴv+，Ｔw-がオンタイミングであり、その
うちトランジスタＴv+が断続オンし、トランジスタＴw-
が連続オンする。このトランジスタＴw-の連続オンの動
作は、転流前の通電モードＢ１から続くものであって、
しかも本来の通電モードＣ１における断続オンの動作に
代わるものである。これは、次の理由による。
トランジスタＴv+，Ｔw-がオンタイミングであり、その
うちトランジスタＴv+が断続オンし、トランジスタＴw-
が連続オンする。このトランジスタＴw-の連続オンの動
作は、転流前の通電モードＢ１から続くものであって、
しかも本来の通電モードＣ１における断続オンの動作に
代わるものである。これは、次の理由による。
【００５６】転流直後にトランジスタＴw-が本来の断続
オンを始めたと仮定すると、トランジスタＴw-の最初の
オン期間において、図１２で示したように、整流回路３
の正側出力端（＋）からトランジスタＴv+、相巻線Ｌ
ｖ、相巻線Ｌｗ、トランジスタＴw-、整流回路３の負側
出力端（−）へと電流が流れ、かつトランジスタＴw-か
ら負側出力端へ流れる電流の一部がトランジスタＴu-の
横のダンパダイオードＤを通り、そこから相巻線Ｌｕを
通って相巻線Ｌｗへの流れに合流する。
オンを始めたと仮定すると、トランジスタＴw-の最初の
オン期間において、図１２で示したように、整流回路３
の正側出力端（＋）からトランジスタＴv+、相巻線Ｌ
ｖ、相巻線Ｌｗ、トランジスタＴw-、整流回路３の負側
出力端（−）へと電流が流れ、かつトランジスタＴw-か
ら負側出力端へ流れる電流の一部がトランジスタＴu-の
横のダンパダイオードＤを通り、そこから相巻線Ｌｕを
通って相巻線Ｌｗへの流れに合流する。
【００５７】そして、トランジスタＴw-のオフ期間で
は、図１３に示したように、オン期間中にトランジスタ
Ｔu-の横のダンパダイオードＤを通って相巻線Ｌｕ、Ｌ
ｗへと流れていた電流が行き場をなくし、それがトラン
ジスタＴw+の横のダンパダイオードＤを通って正側出力
端（＋）へと流れ込む。これに伴い、負側出力端（−）
からトランジスタＴu-の横のダンパダイオードＤへと向
かう電流の流れも生じる。すなわち、逆流である。
は、図１３に示したように、オン期間中にトランジスタ
Ｔu-の横のダンパダイオードＤを通って相巻線Ｌｕ、Ｌ
ｗへと流れていた電流が行き場をなくし、それがトラン
ジスタＴw+の横のダンパダイオードＤを通って正側出力
端（＋）へと流れ込む。これに伴い、負側出力端（−）
からトランジスタＴu-の横のダンパダイオードＤへと向
かう電流の流れも生じる。すなわち、逆流である。
【００５８】この逆流を防ぐためには、トランジスタＴ
w-を断続オンさせずに連続オンし、これにより図４に示
すように電流の還流路を形成すればよい。すなわち、ト
ランジスタＴu-の横のダンパダイオードＤを通って相巻
線Ｌｕ、Ｌｗへと流れた電流は、そこから連続オン状態
のトランジスタＴw-を通ってトランジスタＴu-の横のダ
ンパダイオードＤへと流れ、ループを形成する。また、
トランジスタＴw-を通った電流の一部はトランジスタＴ
v-の横のダンパダイオードＤに流れ、そこから相巻線Ｌ
ｖを通って相巻線Ｌｗへの電流の流れに合流し、同じく
ループを形成する。
w-を断続オンさせずに連続オンし、これにより図４に示
すように電流の還流路を形成すればよい。すなわち、ト
ランジスタＴu-の横のダンパダイオードＤを通って相巻
線Ｌｕ、Ｌｗへと流れた電流は、そこから連続オン状態
のトランジスタＴw-を通ってトランジスタＴu-の横のダ
ンパダイオードＤへと流れ、ループを形成する。また、
トランジスタＴw-を通った電流の一部はトランジスタＴ
v-の横のダンパダイオードＤに流れ、そこから相巻線Ｌ
ｖを通って相巻線Ｌｗへの電流の流れに合流し、同じく
ループを形成する。
【００５９】こうしてスイッチング回路４内で電流をル
ープさせることにより、図３から判るように、直流電流
の負側への変動が小さくなり、整流回路１２への電流の
逆流が極力防止される。したがって、整流回路１２の電
気部品の保護、モータ１の運転効率の向上、騒音および
振動の低減が図れる。
ープさせることにより、図３から判るように、直流電流
の負側への変動が小さくなり、整流回路１２への電流の
逆流が極力防止される。したがって、整流回路１２の電
気部品の保護、モータ１の運転効率の向上、騒音および
振動の低減が図れる。
【００６０】なお、トランジスタＴw-が連続オンを続け
ても、新たにオンタイミングとなるトランジスタＴv+が
断続オンするので、回転速度制御に支障は生じない。こ
の実施例での直流電流の波形を図５に拡大して示し、併
せて、直流電流の実行値およびモータ１の瞬時トルク
（瞬時電力）変動を示している。従来装置での直流電流
の波形および実行値、モータ１の瞬時トルク変動を対比
のために図６に示している。
ても、新たにオンタイミングとなるトランジスタＴv+が
断続オンするので、回転速度制御に支障は生じない。こ
の実施例での直流電流の波形を図５に拡大して示し、併
せて、直流電流の実行値およびモータ１の瞬時トルク
（瞬時電力）変動を示している。従来装置での直流電流
の波形および実行値、モータ１の瞬時トルク変動を対比
のために図６に示している。
【００６１】なお、以上の実施例では、転流後のＰＷＭ
の期間を電気角20°に固定し、かつ転流後の電気角25°
を誘起電圧の検出禁止期間と定めて回転位置の誤検出を
防止したが、図７に示すように、検出相電圧は相電流の
低下期間においてＰＷＭのオン，オフにかかわらず相巻
線の逆起電力により検出側にある。そして、相電流が零
になった後、検出相電圧から、中性点電圧（基準電圧Ｖ
0 ）＋速度起電力を検出できるようになる。したがっ
て、転流後に逆流防止モードのＰＷＭを行ないながら、
ＰＷＭのオン時の検出相電圧を監視すれば、その検出相
電圧は、相電流が零となったところで検出側から未検出
側に変化する。この変化を捕らえて逆流防止モードのＰ
ＷＭを終了し、その後は通常のＰＷＭ制御を行ない、そ
のＰＷＭ制御によるオン時の検出相電圧が未検出側から
検出側に変化する点を回転基準位置として捕らえるよう
にしてもよい。その他、上記実施例では、スイッチング
回路４のスイッチング素子がトランジスタの場合を例に
説明したが、他の素子であっても同様に実施可能であ
る。
の期間を電気角20°に固定し、かつ転流後の電気角25°
を誘起電圧の検出禁止期間と定めて回転位置の誤検出を
防止したが、図７に示すように、検出相電圧は相電流の
低下期間においてＰＷＭのオン，オフにかかわらず相巻
線の逆起電力により検出側にある。そして、相電流が零
になった後、検出相電圧から、中性点電圧（基準電圧Ｖ
0 ）＋速度起電力を検出できるようになる。したがっ
て、転流後に逆流防止モードのＰＷＭを行ないながら、
ＰＷＭのオン時の検出相電圧を監視すれば、その検出相
電圧は、相電流が零となったところで検出側から未検出
側に変化する。この変化を捕らえて逆流防止モードのＰ
ＷＭを終了し、その後は通常のＰＷＭ制御を行ない、そ
のＰＷＭ制御によるオン時の検出相電圧が未検出側から
検出側に変化する点を回転基準位置として捕らえるよう
にしてもよい。その他、上記実施例では、スイッチング
回路４のスイッチング素子がトランジスタの場合を例に
説明したが、他の素子であっても同様に実施可能であ
る。
【００６２】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、２
相通電の切換後、その切換前からオンタイミングにあっ
たスイッチング素子を連続オンし、スイッチング回路内
で電流をループさせる構成としたので、整流回路への電
流の逆流を防ぐことができ、これにより整流回路の電気
部品の保護、モータの運転効率の向上、騒音および振動
の低減が図れる直流ブラシレスモータの駆動制御装置を
提供できる。また、適切なモータ駆動が可能な直流ブラ
シレスモータの駆動方法を提供できる。
相通電の切換後、その切換前からオンタイミングにあっ
たスイッチング素子を連続オンし、スイッチング回路内
で電流をループさせる構成としたので、整流回路への電
流の逆流を防ぐことができ、これにより整流回路の電気
部品の保護、モータの運転効率の向上、騒音および振動
の低減が図れる直流ブラシレスモータの駆動制御装置を
提供できる。また、適切なモータ駆動が可能な直流ブラ
シレスモータの駆動方法を提供できる。
【図１】この発明の一実施例における制御部の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】同実施例における通電モードと各トランジスタ
の動作との対応関係のフォーマットを示す図。
の動作との対応関係のフォーマットを示す図。
【図３】同実施例の作用を説明するための信号波形図。
【図４】同実施例における電流の流れを示す図。
【図５】図３における直流電流の波形を拡大して示す
図。
図。
【図６】従来装置における直流電流の波形を拡大して示
す図。
す図。
【図７】一実施例の変形例を説明するための信号波形
図。
図。
【図８】一実施例および従来装置の全体的な構成図。
【図９】従来装置における制御部の構成を示すブロック
図。
図。
【図１０】従来装置における通電モードと各トランジス
タの動作との対応関係のフォーマットを示す図。
タの動作との対応関係のフォーマットを示す図。
【図１１】従来装置の作用を説明するための信号波形
図。
図。
【図１２】従来装置における電流の流れの例を示す図。
【図１３】従来装置における電流の逆流を示す図。
１…直流ブラシレスモータ、４…スイッチング回路、１
０…制御部、２０…位置検出回路、２１…タイマカウン
タ、２２…制御回路、２３…通電モードカウンタ、２４
…メモリ、２５…駆動回路、３１，３２，３３…レジス
タ、４１，４２，４３…比較器。
０…制御部、２０…位置検出回路、２１…タイマカウン
タ、２２…制御回路、２３…通電モードカウンタ、２４
…メモリ、２５…駆動回路、３１，３２，３３…レジス
タ、４１，４２，４３…比較器。
Claims (4)
- 【請求項１】 星形三相巻線を有するステータおよび永
久磁石を有するロータより構成された直流ブラシレスモ
ータと、電流方向に従って上流側および下流側となる一
対のスイッチング素子の直列回路を三相分設けたスイッ
チング回路と、このスイッチング回路の各直列回路に整
流回路の出力電圧を印加する手段とを備え、各直列回路
のスイッチング素子の相互接続点に前記各相巻線の非結
線端を接続し、スイッチング回路の１つの直列回路の上
流側スイッチング素子と別の１つの直列回路の下流側ス
イッチング素子をオンして２つの相巻線への２相通電を
行ない、残りの非通電の１つの相巻線に生じる誘起電圧
を検出し、その誘起電圧から前記ロータの回転位置を検
出して上記２相通電を順次切換え、かつ２相通電用にオ
ンタイミングとなる２つのスイッチング素子のうち一方
を連続オンし他方を断続オンして速度調節を行なう直流
ブラシレスモータの駆動制御装置において、２相通電の
切換後の初めの所定期間、オンタイミングとなる２つの
スイッチング素子のうち、２相通電の切換前からオンタ
イミングにあったスイッチング素子を連続オンし、新た
にオンタイミングとなるスイッチング素子を断続オンす
る手段とを備えたことを特徴とする直流ブラシレスモー
タの駆動制御装置。 - 【請求項２】 ロータの回転位置を検出するための誘起
電圧の検出は、２相通電の切換から所定期間において禁
止されることを特徴とする請求項１記載の直流ブラシレ
スモータの駆動制御装置。 - 【請求項３】 誘起電圧検出の禁止期間は、２相通電の
切換後の初めの所定期間よりも長いことを特徴とする請
求項２記載の直流ブラシレスモータの駆動制御装置。 - 【請求項４】 星形三相巻線を有するステータおよび永
久磁石を有するロータより構成された直流ブラシレスモ
ータと、電流方向に従って上流側および下流側となる一
対のスイッチング素子の直列回路を三相分設けたスイッ
チング回路とを備え、各相に電気角 120°の通電を行な
う直流ブラシレスモータにおいて、120°の通電範囲の
最初の所定電気角を断続通電し、その後連続通電し、後
半に再度断続通電を行なうことを特徴とする直流ブラシ
レスモータの駆動方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210708A JPH0767381A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 直流ブラシレスモータの駆動制御装置および駆動方法 |
| TW083101307A TW245853B (ja) | 1993-08-25 | 1994-02-17 | |
| CN94102881A CN1041155C (zh) | 1993-08-25 | 1994-03-14 | 直流无刷电机的驱动控制装置 |
| GB9405313A GB2281459B (en) | 1993-08-25 | 1994-03-17 | Drive control apparatus for brushless DC motor and driving method therefor |
| US08/214,845 US5491393A (en) | 1993-08-25 | 1994-03-18 | Drive control apparatus for brushless DC motor and driving method therefor |
| KR1019940006219A KR0140352B1 (ko) | 1993-08-25 | 1994-03-25 | 직류 브러쉬리스모터의 구동제어장치 및 구동방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210708A JPH0767381A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 直流ブラシレスモータの駆動制御装置および駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767381A true JPH0767381A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16593791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210708A Pending JPH0767381A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 直流ブラシレスモータの駆動制御装置および駆動方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH0767381A (ja) |
| KR (1) | KR0140352B1 (ja) |
| CN (1) | CN1041155C (ja) |
| GB (1) | GB2281459B (ja) |
| TW (1) | TW245853B (ja) |
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| JP2014096939A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 同期電動機駆動システム |
| WO2020095505A1 (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 北斗制御株式会社 | 電動機の駆動方法 |
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- 1994-03-25 KR KR1019940006219A patent/KR0140352B1/ko not_active IP Right Cessation
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