JPH0775368A - 直流電動機の駆動装置 - Google Patents
直流電動機の駆動装置Info
- Publication number
- JPH0775368A JPH0775368A JP5216226A JP21622693A JPH0775368A JP H0775368 A JPH0775368 A JP H0775368A JP 5216226 A JP5216226 A JP 5216226A JP 21622693 A JP21622693 A JP 21622693A JP H0775368 A JPH0775368 A JP H0775368A
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- JP
- Japan
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- signal
- frequency
- irregular
- circuit
- commutation
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- Pending
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 容易、かつ、安価に低騒音化を実現し得る直
流電動機の駆動装置を提供する。 【構成】 複数のスイッチング素子がブリッジ接続さ
れ、スイッチング素子をオン、オフ制御することにより
多相の直流を直流電動機に供給する駆動回路と、基準の
直流電圧信号を出力する基準電圧回路と、三角波等の搬
送波信号を出力する搬送波信号発生回路と、直流電圧信
号と搬送波信号とを比較してＰＷＭ信号を生成するＰＷ
Ｍ信号発生回路と、ＰＷＭ信号により所定の順番で駆動
回路のスイッチング素子をオン、オフ制御して転流動作
をさせる転流回路と、周波数及び振幅が実質的に不規則
に変化する不規則性信号発生回路と、この不規則性の信
号の高周波成分を抽出して基準の直流電圧信号に重畳さ
せる高域フィルタとを備えたものである。
流電動機の駆動装置を提供する。 【構成】 複数のスイッチング素子がブリッジ接続さ
れ、スイッチング素子をオン、オフ制御することにより
多相の直流を直流電動機に供給する駆動回路と、基準の
直流電圧信号を出力する基準電圧回路と、三角波等の搬
送波信号を出力する搬送波信号発生回路と、直流電圧信
号と搬送波信号とを比較してＰＷＭ信号を生成するＰＷ
Ｍ信号発生回路と、ＰＷＭ信号により所定の順番で駆動
回路のスイッチング素子をオン、オフ制御して転流動作
をさせる転流回路と、周波数及び振幅が実質的に不規則
に変化する不規則性信号発生回路と、この不規則性の信
号の高周波成分を抽出して基準の直流電圧信号に重畳さ
せる高域フィルタとを備えたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電動機の駆動装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、オフィスオートメーション（Ｏ
Ａ）機器に用いられる電動機は、その長寿命性、高信頼
性、及びブラシがないために摺動音が無い等のメリット
があるために、ブラシレス直流電動機が多く採用され
る。図３はこの種の電動機を駆動する従来の駆動装置の
構成を示すブロック図である。同図において、ブラシレ
ス直流電動機１を駆動するために、直流電源９の出力を
三相の直流に変換して、電動機１の励磁コイルに供給す
るようになっている。そして、駆動回路10を制御するた
めに、電圧調整回路12から出力される基準の直流電圧
と、三角波発生回路14から出力される三角波信号とがＰ
ＷＭ信号発生回路16に入力され、ここでＰＷＭ信号が生
成される。一方、電動機１の回転子の位置を検出する位
置検出部21の出力信号に基いて、転流回路22が駆動回路
10を構成するスイッチング素子のオン、オフ信号を出力
する。そこで、ゲート回路24がこのオン、オフ信号と上
記ＰＷＭ信号との論理積信号によって駆動回路10を制御
する。
Ａ）機器に用いられる電動機は、その長寿命性、高信頼
性、及びブラシがないために摺動音が無い等のメリット
があるために、ブラシレス直流電動機が多く採用され
る。図３はこの種の電動機を駆動する従来の駆動装置の
構成を示すブロック図である。同図において、ブラシレ
ス直流電動機１を駆動するために、直流電源９の出力を
三相の直流に変換して、電動機１の励磁コイルに供給す
るようになっている。そして、駆動回路10を制御するた
めに、電圧調整回路12から出力される基準の直流電圧
と、三角波発生回路14から出力される三角波信号とがＰ
ＷＭ信号発生回路16に入力され、ここでＰＷＭ信号が生
成される。一方、電動機１の回転子の位置を検出する位
置検出部21の出力信号に基いて、転流回路22が駆動回路
10を構成するスイッチング素子のオン、オフ信号を出力
する。そこで、ゲート回路24がこのオン、オフ信号と上
記ＰＷＭ信号との論理積信号によって駆動回路10を制御
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ブラシレス直流電動機
は、確かにブラシの騒音はないが、図３に示した駆動装
置で駆動した場合、 (a) 励磁コイルに供給された電流のＰＷＭ周波数による
電磁騒音 (b) あるスイッチング素子から他のスイッチング素子へ
転流する場合の転流周波数による電磁騒音 があった。
は、確かにブラシの騒音はないが、図３に示した駆動装
置で駆動した場合、 (a) 励磁コイルに供給された電流のＰＷＭ周波数による
電磁騒音 (b) あるスイッチング素子から他のスイッチング素子へ
転流する場合の転流周波数による電磁騒音 があった。
【０００４】この対策として、ＰＷＭ周波数を１０ｋＨ
z 以上の高周波とする方法が採られるが、この場合には
ＰＷＭ周波数が転流周波数（数十〜数百Ｈz ）により変
調されて可聴周波数成分が現れ、この可聴周波数成分が
電磁騒音を発生させていた。このことを以下に説明す
る。ＰＷＭ制御をしない時、すなわち、ＰＷＭ比を１０
０％とした場合、電動機電流は時間の経過に対して図４
に示した波形を持って変化する。このとき、転流周波数
Ｆt ［Ｈz ］、電動機の極数Ｐ、及び電動機の回転数Ｎ
［rpm ］間に次式の関係がある。
z 以上の高周波とする方法が採られるが、この場合には
ＰＷＭ周波数が転流周波数（数十〜数百Ｈz ）により変
調されて可聴周波数成分が現れ、この可聴周波数成分が
電磁騒音を発生させていた。このことを以下に説明す
る。ＰＷＭ制御をしない時、すなわち、ＰＷＭ比を１０
０％とした場合、電動機電流は時間の経過に対して図４
に示した波形を持って変化する。このとき、転流周波数
Ｆt ［Ｈz ］、電動機の極数Ｐ、及び電動機の回転数Ｎ
［rpm ］間に次式の関係がある。
【０００５】 Ｆt ＝Ｐ×Ｎ／１２０ …(1) 次に、ＰＷＭをかけた場合、例えば、ＰＷＭ比を５０％
とすると、電動機電流は、転流による電流波形がＰＷＭ
周波数で変調されたようになり、時間の経過に対して図
５に示した波形を持って変化する。この場合、周波数ス
ペクトルは、図６に示すように、ＰＷＭ周波数が転流波
形の帯域で変調された形となり、非線形効果によって転
流周波数Ｆt の整数倍の可聴周波数成分が含まれるため
に、電磁騒音が発生する。
とすると、電動機電流は、転流による電流波形がＰＷＭ
周波数で変調されたようになり、時間の経過に対して図
５に示した波形を持って変化する。この場合、周波数ス
ペクトルは、図６に示すように、ＰＷＭ周波数が転流波
形の帯域で変調された形となり、非線形効果によって転
流周波数Ｆt の整数倍の可聴周波数成分が含まれるため
に、電磁騒音が発生する。
【０００６】電磁騒音を防止する一つの手段として、電
動機をゴム等で覆う間接的な方法があるが、サイズが大
きくなり、コストも高騰するという問題があった。
動機をゴム等で覆う間接的な方法があるが、サイズが大
きくなり、コストも高騰するという問題があった。
【０００７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、容易、かつ、安価に低騒音化を実現し得
る直流電動機の駆動装置を提供することを目的とする。
されたもので、容易、かつ、安価に低騒音化を実現し得
る直流電動機の駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のスイッ
チング素子をオン、オフ制御することにより多相の直流
を直流電動機に供給する駆動回路と、基準の直流電圧信
号を出力する基準電圧回路と、三角波等の搬送波信号を
出力する搬送波信号発生回路と、直流電圧信号と搬送波
信号とを比較してＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生
回路と、ＰＷＭ信号により所定の順番で駆動回路のスイ
ッチング素子をオン、オフ制御して転流動作をさせる転
流回路と、周波数及び振幅が実質的に不規則に変化する
信号を発生する不規則性信号発生回路と、この不規則性
の信号の高周波成分を抽出して基準の直流電圧信号に重
畳させる高域フィルタとを備えたものである。
チング素子をオン、オフ制御することにより多相の直流
を直流電動機に供給する駆動回路と、基準の直流電圧信
号を出力する基準電圧回路と、三角波等の搬送波信号を
出力する搬送波信号発生回路と、直流電圧信号と搬送波
信号とを比較してＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生
回路と、ＰＷＭ信号により所定の順番で駆動回路のスイ
ッチング素子をオン、オフ制御して転流動作をさせる転
流回路と、周波数及び振幅が実質的に不規則に変化する
信号を発生する不規則性信号発生回路と、この不規則性
の信号の高周波成分を抽出して基準の直流電圧信号に重
畳させる高域フィルタとを備えたものである。
【０００９】
【作用】この発明においては、周波数及び振幅が実質的
に不規則に変化する交流信号のうち、転流周波数以下の
成分を除いた高周波成分を、ＰＷＭ信号を生成する場合
の直流電圧信号に重畳させるため、転流周波数のスペク
トルが不規則性の信号の帯域分だけ拡げられ、これによ
って、電磁騒音を人の耳に聞こえない程度まで低下させ
ることができる。
に不規則に変化する交流信号のうち、転流周波数以下の
成分を除いた高周波成分を、ＰＷＭ信号を生成する場合
の直流電圧信号に重畳させるため、転流周波数のスペク
トルが不規則性の信号の帯域分だけ拡げられ、これによ
って、電磁騒音を人の耳に聞こえない程度まで低下させ
ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によって詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１１】図１はこの発明の一実施例の概略構成図で
ある。同図において、４，６，８はそれぞれコネクタで
ある。このうち、コネクタ４にブラシレス直流電動機の
励磁コイル２が接続され、コネクタ６にはブラシレス直
流電動機の回転子の位置を検出する図示省略のホール素
子が接続され、さらに、コネクタ８には図示省略の始
動、停止スイッチが接続される。
ある。同図において、４，６，８はそれぞれコネクタで
ある。このうち、コネクタ４にブラシレス直流電動機の
励磁コイル２が接続され、コネクタ６にはブラシレス直
流電動機の回転子の位置を検出する図示省略のホール素
子が接続され、さらに、コネクタ８には図示省略の始
動、停止スイッチが接続される。
【００１２】そして、励磁コイル２にＰＷＭ電流を供給
するために、駆動回路10が設けられている。これはダー
リントン接続されたトランジスタＴＲ1 〜ＴＲ6 が図示
省略の直流電源に対して三相ブリッジ接続され、かつ、
正側のトランジスタＴＲ1 〜ＴＲ3 と負側のトランジス
タＴＲ4 〜ＴＲ6 との相互接続点がコネクタ４に接続さ
れている。そこで、端子Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 と、端子Ｕ2
，Ｖ2 ，Ｗ2 とにそれぞれ所定の順序でＰＷＭ信号を
加えることによって、三相の直流電流を励磁コイル２に
供給するようになっている。
するために、駆動回路10が設けられている。これはダー
リントン接続されたトランジスタＴＲ1 〜ＴＲ6 が図示
省略の直流電源に対して三相ブリッジ接続され、かつ、
正側のトランジスタＴＲ1 〜ＴＲ3 と負側のトランジス
タＴＲ4 〜ＴＲ6 との相互接続点がコネクタ４に接続さ
れている。そこで、端子Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 と、端子Ｕ2
，Ｖ2 ，Ｗ2 とにそれぞれ所定の順序でＰＷＭ信号を
加えることによって、三相の直流電流を励磁コイル２に
供給するようになっている。
【００１３】一方、基準の直流電圧を出力すると共に、
電動機に印加される実効電圧を調整することのできる電
圧調整回路12と、三角波信号を発生する三角波発生回路
14と、この両信号を比較してＰＷＭ信号を生成するＰＷ
Ｍ信号発生回路16とが設けられている。また、始動、停
止スイッチが接続されたコネクタ８には、スイッチ信号
を「Ｌ」又は「Ｈ」に変換する信号処理回路18が設けら
れ、その出力信号がパルス制御回路20に加えられてい
る。
電動機に印加される実効電圧を調整することのできる電
圧調整回路12と、三角波信号を発生する三角波発生回路
14と、この両信号を比較してＰＷＭ信号を生成するＰＷ
Ｍ信号発生回路16とが設けられている。また、始動、停
止スイッチが接続されたコネクタ８には、スイッチ信号
を「Ｌ」又は「Ｈ」に変換する信号処理回路18が設けら
れ、その出力信号がパルス制御回路20に加えられてい
る。
【００１４】また、ホール素子が接続されたコネクタ６
には、ホール素子の出力信号に基いて順次オン動作させ
るべきトランジスタを選択して端子Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1
と、端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 とに加える転流回路22が接続
されている。なお、転流回路22が端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2
に加える信号経路にゲート回路24が設けられ、ＰＷＭ信
号発生回路16が出力するＰＷＭ信号との論理積信号が端
子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 に加えられる。
には、ホール素子の出力信号に基いて順次オン動作させ
るべきトランジスタを選択して端子Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1
と、端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 とに加える転流回路22が接続
されている。なお、転流回路22が端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2
に加える信号経路にゲート回路24が設けられ、ＰＷＭ信
号発生回路16が出力するＰＷＭ信号との論理積信号が端
子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 に加えられる。
【００１５】一方、励磁コイル２に供給された電流を検
出し、所定値を超えた時に過負荷信号を出力する過負荷
検出回路26が設けられている。この過負荷信号は前述の
パルス制御回路20に加えられる。パルス制御回路20は、
信号処理回路18の始動、停止の信号に応じてＰＷＭ信号
発生回路16のＰＷＭ信号の生成を可能にしたり、阻止し
たりする一方、過負荷検出回路26の出力信号に応じてＰ
ＷＭ信号の生成を阻止する機能を有している。
出し、所定値を超えた時に過負荷信号を出力する過負荷
検出回路26が設けられている。この過負荷信号は前述の
パルス制御回路20に加えられる。パルス制御回路20は、
信号処理回路18の始動、停止の信号に応じてＰＷＭ信号
発生回路16のＰＷＭ信号の生成を可能にしたり、阻止し
たりする一方、過負荷検出回路26の出力信号に応じてＰ
ＷＭ信号の生成を阻止する機能を有している。
【００１６】次に、電圧調整回路12の基準の直流電圧信
号に、周波数及び振幅が不規則な信号を重畳させるため
に、不規則性信号発生回路28と高域フィルタ30とが設け
られている。このうち、不規則性信号発生回路28はホワ
イトノイズを増幅して、周波数及び振幅が不規則に変化
する信号を発生するもので、高域フィルタ30はこれらの
信号のうち、転流周波数以下の成分を除去し、これより
も高い周波数成分のみを基準の直流電圧信号に重畳させ
るものである。
号に、周波数及び振幅が不規則な信号を重畳させるため
に、不規則性信号発生回路28と高域フィルタ30とが設け
られている。このうち、不規則性信号発生回路28はホワ
イトノイズを増幅して、周波数及び振幅が不規則に変化
する信号を発生するもので、高域フィルタ30はこれらの
信号のうち、転流周波数以下の成分を除去し、これより
も高い周波数成分のみを基準の直流電圧信号に重畳させ
るものである。
【００１７】このように、基準の直流電圧信号に不規則
性の高周波信号を重畳させることにより、励磁コイル２
に供給される電流波形は周波数及び振幅が不規則に変調
されることとなる。この結果、周波数スペクトルは、図
２に示すように、転流周波数のスペクトルが不規則性信
号の帯域分だけ拡げられるため、ピークレベルが低下
し、電磁騒音を人の耳に聞こえない程度まで低下させる
ことができる。
性の高周波信号を重畳させることにより、励磁コイル２
に供給される電流波形は周波数及び振幅が不規則に変調
されることとなる。この結果、周波数スペクトルは、図
２に示すように、転流周波数のスペクトルが不規則性信
号の帯域分だけ拡げられるため、ピークレベルが低下
し、電磁騒音を人の耳に聞こえない程度まで低下させる
ことができる。
【００１８】なお、上記実施例は、ブラシレス直流電動
機に適用する場合について説明したが、本発明はこれに
適用を限定されるものではなく、ブラシ付きの直流電動
機にも適用することができる。
機に適用する場合について説明したが、本発明はこれに
適用を限定されるものではなく、ブラシ付きの直流電動
機にも適用することができる。
【００１９】また、上記実施例では周波数及び周期が完
全に不規則な信号を用いたが、この代わりに、周波数及
び振幅が実質的に不規則なものであればよく、これによ
っても上述したと同様な動作を行なわせることができ
る。
全に不規則な信号を用いたが、この代わりに、周波数及
び振幅が実質的に不規則なものであればよく、これによ
っても上述したと同様な動作を行なわせることができ
る。
【００２０】さらにまた、上記実施例では基準の直流電
圧信号と比較する搬送波信号として三角波信号を用いた
が、この代わりに正弦波信号等、他の信号を用いること
ができることは言うまでもない。
圧信号と比較する搬送波信号として三角波信号を用いた
が、この代わりに正弦波信号等、他の信号を用いること
ができることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、周波数及び振幅が実質的に不規則に変化
する信号のうち、転流周波数以上の高周波成分のみを抽
出して基準の直流電圧信号に重畳させる構成であるた
め、容易、かつ、安価に低騒音化を実現することができ
る。
発明によれば、周波数及び振幅が実質的に不規則に変化
する信号のうち、転流周波数以上の高周波成分のみを抽
出して基準の直流電圧信号に重畳させる構成であるた
め、容易、かつ、安価に低騒音化を実現することができ
る。
【図１】本発明の一実施例の概略構成図。
【図２】本発明の一実施例の励磁電流のスペクトル分布
を示した図。
を示した図。
【図３】従来の直流電動機の駆動装置の構成を示したブ
ロック図。
ロック図。
【図４】従来の直流電動機の励磁電流の波形図。
【図５】従来の直流電動機の励磁電流の波形図。
【図６】従来の直流電動機の励磁電流のスペクトル分布
を示した図。
を示した図。
１０ 駆動回路 １２ 電圧調整回路 １４ 三角波発生回路 １６ ＰＷＭ信号発生回路 ２０ 電流制限回路 ２２ 転流回路 ２４ ゲート回路 ２６ 過負荷検出回路 ２８ 不規則性信号発生回路 ３０ 高域フィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】複数のスイッチング素子をオン、オフ制御
することにより多相の直流を直流電動機に供給する駆動
回路と、基準の直流電圧信号を出力する基準電圧回路
と、三角波等の搬送波信号を出力する搬送波信号発生回
路と、前記直流電圧信号と前記搬送波信号とを比較して
ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、前記ＰＷ
Ｍ信号により所定の順番で前記駆動回路のスイッチング
素子をオン、オフ制御して転流動作をさせる転流回路
と、周波数及び振幅が実質的に不規則に変化する信号を
発生する不規則性信号発生回路と、この不規則性の信号
の高周波成分を抽出して前記基準の直流電圧信号に重畳
させる高域フィルタとを備えた直流電動機の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5216226A JPH0775368A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 直流電動機の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5216226A JPH0775368A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 直流電動機の駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775368A true JPH0775368A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16685259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5216226A Pending JPH0775368A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 直流電動機の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775368A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002305890A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ポンプ用モータ駆動制御装置 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP5216226A patent/JPH0775368A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002305890A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ポンプ用モータ駆動制御装置 |
| JP4576739B2 (ja) * | 2001-04-02 | 2010-11-10 | パナソニック電工株式会社 | ポンプ用モータ駆動制御装置 |
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