JPH0775369A - ブラシレスモータの位相角制御方法及び装置 - Google Patents
ブラシレスモータの位相角制御方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0775369A JPH0775369A JP5159464A JP15946493A JPH0775369A JP H0775369 A JPH0775369 A JP H0775369A JP 5159464 A JP5159464 A JP 5159464A JP 15946493 A JP15946493 A JP 15946493A JP H0775369 A JPH0775369 A JP H0775369A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- duty
- motor
- signal
- excitation signal
- brushless motor
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブラシレスモータを簡単な構成により、高い
効率で低速域から高速域まで駆動可能とする。 【構成】 ブラシレスモータのロータの所定の位相角位
置に同期した第１のパルス信号とロータが所定角度回転
する毎に発生される第２のパルス信号に基づいて、モー
タの速度設定値とモータの速度検出値との偏差が小さく
なるに従いデューティ比及びリード角が大きくなるよう
にモータへの励磁信号の位相を制御する。
効率で低速域から高速域まで駆動可能とする。 【構成】 ブラシレスモータのロータの所定の位相角位
置に同期した第１のパルス信号とロータが所定角度回転
する毎に発生される第２のパルス信号に基づいて、モー
タの速度設定値とモータの速度検出値との偏差が小さく
なるに従いデューティ比及びリード角が大きくなるよう
にモータへの励磁信号の位相を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータの位相
角制御方法及び装置に関し、特に高い効率で低速域から
高速域までブラシレスモータを駆動しうるようにしたブ
ラシレスモータの位相角制御方法及び装置に関する。
角制御方法及び装置に関し、特に高い効率で低速域から
高速域までブラシレスモータを駆動しうるようにしたブ
ラシレスモータの位相角制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ブラシレスモータの制御方法とし
ては、ブラシレスモータへの励磁信号のデューティ比及
び／又はリード角をモータの回転速度が上昇するに従い
大きくなるようにしたものが特開平４−２２２４８８号
公報に示されている。
ては、ブラシレスモータへの励磁信号のデューティ比及
び／又はリード角をモータの回転速度が上昇するに従い
大きくなるようにしたものが特開平４−２２２４８８号
公報に示されている。
【０００３】この場合、モータのロータの回転位相に同
期した同期信号（ホール信号）を発生し、これら同期信
号から直接デューティ比及び／又はリード角の異なる２
つのデューティ信号（リード角信号）を発生し、モータ
の回転速度の上昇に従いこれら２つの信号を切り替えて
いる。
期した同期信号（ホール信号）を発生し、これら同期信
号から直接デューティ比及び／又はリード角の異なる２
つのデューティ信号（リード角信号）を発生し、モータ
の回転速度の上昇に従いこれら２つの信号を切り替えて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】上記特開平に記載の
従来技術ではデューティ比及び／又はリード角を２段階
で切り替えているため、低速域から高速域まで高い効率
でブラシレスモータを駆動するには不十分であった。ま
た、デューティ比及び／又はリード角を３段階以上で切
り替えても良い旨の記載があるが、具体的な構成は示し
ておらず、上記特開平に記載の実施例と同様にホール信
号から直接デューティ信号（リード角信号）を作成する
ためには、更に複数のホールセンサーを、作成するデュ
ーティ信号（リード角信号）に対応して設ける必要があ
り、構成が複雑となると共に組み立て等が面倒であっ
た。
従来技術ではデューティ比及び／又はリード角を２段階
で切り替えているため、低速域から高速域まで高い効率
でブラシレスモータを駆動するには不十分であった。ま
た、デューティ比及び／又はリード角を３段階以上で切
り替えても良い旨の記載があるが、具体的な構成は示し
ておらず、上記特開平に記載の実施例と同様にホール信
号から直接デューティ信号（リード角信号）を作成する
ためには、更に複数のホールセンサーを、作成するデュ
ーティ信号（リード角信号）に対応して設ける必要があ
り、構成が複雑となると共に組み立て等が面倒であっ
た。
【０００５】本発明の目的は上記の問題点を解決し、高
い効率で低速域から高速域までブラシレスモータを駆動
しうるようにしたブラシレスモータの位相角制御方法及
び装置を提供するにある。
い効率で低速域から高速域までブラシレスモータを駆動
しうるようにしたブラシレスモータの位相角制御方法及
び装置を提供するにある。
【０００６】本発明の他の目的は簡単な構成により、高
い効率で低速域から高速域までブラシレスモータを駆動
しうるようにしたブラシレスモータの位相角制御装置を
提供するにある。
い効率で低速域から高速域までブラシレスモータを駆動
しうるようにしたブラシレスモータの位相角制御装置を
提供するにある。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明は、ブラシレス
モータのロータの所定の位相角位置に同期して発生され
る第１のパルス信号とロータが所定角度回転する毎に発
生される第２のパルス信号を用意し、これらパルス信号
に基づいて、モータの速度設定値とモータの速度検出値
との偏差が小さくなるに従いデューティ比又は／及びリ
ード角が大きくなるようにモータへの励磁信号の位相を
制御するようにしたものである。
モータのロータの所定の位相角位置に同期して発生され
る第１のパルス信号とロータが所定角度回転する毎に発
生される第２のパルス信号を用意し、これらパルス信号
に基づいて、モータの速度設定値とモータの速度検出値
との偏差が小さくなるに従いデューティ比又は／及びリ
ード角が大きくなるようにモータへの励磁信号の位相を
制御するようにしたものである。
【０００８】
【作用】本発明においては２種類のパルス信号、即ちブ
ラシレスモータのロータの所定の位相角位置に同期して
発生される第１のパルス信号とロータが所定角度回転す
る毎に発生される第２のパルス信号を用意し、これらパ
ルス信号に基づいてモータへの励磁信号の位相を制御し
ているため、励磁信号のデューティ及びリード角を第１
または第２パルス信号の周期に対応する角度単位に制御
可能となる。従って、機械的にリード角を制御する必要
なく、電気的にリード角を、更にはデューティを第１ま
たは第２パルス信号の周期に対応する角度単位に任意に
制御可能となる。このため、励磁信号のデューティ又は
リード角を細かく制御したい場合は第２パルス信号の発
生される回転角度間隔を短く設定すれば良い。
ラシレスモータのロータの所定の位相角位置に同期して
発生される第１のパルス信号とロータが所定角度回転す
る毎に発生される第２のパルス信号を用意し、これらパ
ルス信号に基づいてモータへの励磁信号の位相を制御し
ているため、励磁信号のデューティ及びリード角を第１
または第２パルス信号の周期に対応する角度単位に制御
可能となる。従って、機械的にリード角を制御する必要
なく、電気的にリード角を、更にはデューティを第１ま
たは第２パルス信号の周期に対応する角度単位に任意に
制御可能となる。このため、励磁信号のデューティ又は
リード角を細かく制御したい場合は第２パルス信号の発
生される回転角度間隔を短く設定すれば良い。
【０００９】
【実施例】次に本発明によるブラシレスモータの位相角
制御方法及び装置の実施例を添付図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の第１実施例のブロック図であり、
図４は図１の各部における信号波形を示すタイミングチ
ャートである。図１において、ブラシレスモータ２のロ
ータに対向するステータの内周辺にはロータの磁極位置
検出器、例えば３個のホールセンサー６ａ〜６ｃが設け
られ、ロータの外周には磁極片が設けられている。
制御方法及び装置の実施例を添付図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の第１実施例のブロック図であり、
図４は図１の各部における信号波形を示すタイミングチ
ャートである。図１において、ブラシレスモータ２のロ
ータに対向するステータの内周辺にはロータの磁極位置
検出器、例えば３個のホールセンサー６ａ〜６ｃが設け
られ、ロータの外周には磁極片が設けられている。
【００１０】ホールセンサー６ａ〜６ｃは、図２に示す
ようにロータの周囲に回転方向に沿って例えば３０度間
隔に設けられている。尚、本実施例では８極のモータを
用いるものとするが、他の極数のブラシレスモータにも
適用可能である。ホールセンサー６ａ〜６ｃは磁極片か
らの磁束に応動してパルスを出力、即ちロータの所定の
位相角位置に応答してパルスを出力するもので、それら
のパルス信号（ホール信号）Ｈａ, Ｈｂ, Ｈｃは図４の
（ａ）〜（ｃ）に示すようにデューティ比が１／２で互
いに１２０度位相が異なるものである。ホールセンサー
からのパルス信号はタイミング信号発生器１０に入力さ
れる。
ようにロータの周囲に回転方向に沿って例えば３０度間
隔に設けられている。尚、本実施例では８極のモータを
用いるものとするが、他の極数のブラシレスモータにも
適用可能である。ホールセンサー６ａ〜６ｃは磁極片か
らの磁束に応動してパルスを出力、即ちロータの所定の
位相角位置に応答してパルスを出力するもので、それら
のパルス信号（ホール信号）Ｈａ, Ｈｂ, Ｈｃは図４の
（ａ）〜（ｃ）に示すようにデューティ比が１／２で互
いに１２０度位相が異なるものである。ホールセンサー
からのパルス信号はタイミング信号発生器１０に入力さ
れる。
【００１１】エンコーダ４は、モータのロータに同期し
て回転するもので、例えば図３に示すように７２個のス
ロットが同心円状に等間隔に配置されてものである。図
示しない光源からの光がエンコーダ４のスロットを介し
て光検出器８に入力され、光検出器はロータが２０度の
電気角回転する毎にパルス信号Ｏｐ（図４の（ｄ））を
出力し、タイミング信号発生器１０に与える。ここで、
ホールセンサー６ａ〜６ｃとエンコーダ４のスロット
は、図４の（ａ）〜（ｄ）に示すようにパルス〜Ｈｃと
Ｏｐが同期するような位置関係になるよう予め配置され
る。
て回転するもので、例えば図３に示すように７２個のス
ロットが同心円状に等間隔に配置されてものである。図
示しない光源からの光がエンコーダ４のスロットを介し
て光検出器８に入力され、光検出器はロータが２０度の
電気角回転する毎にパルス信号Ｏｐ（図４の（ｄ））を
出力し、タイミング信号発生器１０に与える。ここで、
ホールセンサー６ａ〜６ｃとエンコーダ４のスロット
は、図４の（ａ）〜（ｄ）に示すようにパルス〜Ｈｃと
Ｏｐが同期するような位置関係になるよう予め配置され
る。
【００１２】タイミング信号発生器１０は、ホール信号
Ｈａ, Ｈｂ, Ｈｃの立ち上がり、立ち下がりに応答して
図４の（ｅ）に示すように１周期が電気角１２０度のパ
ルス信号ＦＧを発生し位相角検知部１４のカウンタ１
６，１８に入力すると共に、パルス信号Ｏｐに応答して
図４の（ｆ）に示すように１周期が電気角２０度のパル
ス信号ＣＰをカウンタ１８に入力する。更に、タイミン
グ信号発生器１０はパルス信号ＦＧまたはＣＰを速度検
出器１２に入力し、速度検出器は入力されたパルス信号
に基づきモータ速度を検出し速度検出値ｖｄを速度比較
器２０に入力する。速度比較器２０は入力された速度設
定値（目標速度）ｖｓと速度検出値ｖｄとを比較し、そ
の偏差Δｖをデューティ指示部２１に与える。
Ｈａ, Ｈｂ, Ｈｃの立ち上がり、立ち下がりに応答して
図４の（ｅ）に示すように１周期が電気角１２０度のパ
ルス信号ＦＧを発生し位相角検知部１４のカウンタ１
６，１８に入力すると共に、パルス信号Ｏｐに応答して
図４の（ｆ）に示すように１周期が電気角２０度のパル
ス信号ＣＰをカウンタ１８に入力する。更に、タイミン
グ信号発生器１０はパルス信号ＦＧまたはＣＰを速度検
出器１２に入力し、速度検出器は入力されたパルス信号
に基づきモータ速度を検出し速度検出値ｖｄを速度比較
器２０に入力する。速度比較器２０は入力された速度設
定値（目標速度）ｖｓと速度検出値ｖｄとを比較し、そ
の偏差Δｖをデューティ指示部２１に与える。
【００１３】デューティ指示部２１は、速度偏差Δｖに
応じてモータのステータコイル２６Ｕ, ２６Ｖ, ２６Ｗ
への各相の励磁信号のデューティ（通電角）を指示する
もので、例えばΔｖ＞Ｖ１ならば１２０度のデューテ
ィ、Ｖ１≧Δｖ＞Ｖ２ならば１４０度のデューティ、Ｖ
２≧Δｖ＞Ｖ３ならば１６０度デューティ、Ｖ３≧Δｖ
ならば１８０度のデューティ（即ちデューティ比１／
２）をそれぞれ指示する。ここでそれぞれの速度Ｖ１,
Ｖ２, Ｖ３の関係はＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３とする。従って、
例えば速度設定値ｖs がＶ１を超える場合、デューティ
指示部２１は始動時のデューティとして例えば１２０度
（即ちデューティ比１／３）を指示し、順次モータの速
度が上昇、即ち、速度検出値が上昇するに従い、デュー
ティの指示値を１２０度から例えば１４０度、１６０度
に増加し、速度偏差ΔｖがＶ３以下になるとデューティ
として１８０度を指示する。尚、本実施例ではデューテ
ィを４段階に分けて指示するようにしているが、本発明
は他の複数の段階に分ける場合にも適用できる。
応じてモータのステータコイル２６Ｕ, ２６Ｖ, ２６Ｗ
への各相の励磁信号のデューティ（通電角）を指示する
もので、例えばΔｖ＞Ｖ１ならば１２０度のデューテ
ィ、Ｖ１≧Δｖ＞Ｖ２ならば１４０度のデューティ、Ｖ
２≧Δｖ＞Ｖ３ならば１６０度デューティ、Ｖ３≧Δｖ
ならば１８０度のデューティ（即ちデューティ比１／
２）をそれぞれ指示する。ここでそれぞれの速度Ｖ１,
Ｖ２, Ｖ３の関係はＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３とする。従って、
例えば速度設定値ｖs がＶ１を超える場合、デューティ
指示部２１は始動時のデューティとして例えば１２０度
（即ちデューティ比１／３）を指示し、順次モータの速
度が上昇、即ち、速度検出値が上昇するに従い、デュー
ティの指示値を１２０度から例えば１４０度、１６０度
に増加し、速度偏差ΔｖがＶ３以下になるとデューティ
として１８０度を指示する。尚、本実施例ではデューテ
ィを４段階に分けて指示するようにしているが、本発明
は他の複数の段階に分ける場合にも適用できる。
【００１４】デューティ指示部２１からのデューティを
指示する信号はデューティ信号発生器２２に与えられ
る。デューティ信号発生器２２はカウンタ１６，１８の
計数値に基づきデューティ指示部２１からのデューティ
指示値に従ったデューティ信号、即ち３相の励磁信号を
発生する。
指示する信号はデューティ信号発生器２２に与えられ
る。デューティ信号発生器２２はカウンタ１６，１８の
計数値に基づきデューティ指示部２１からのデューティ
指示値に従ったデューティ信号、即ち３相の励磁信号を
発生する。
【００１５】位相角検知部１４のカウンタ１６，１８の
動作を以下に説明する。カウンタ１６はパルス信号ＦＧ
の例えば立ち上がりに応答して計数するものであり、例
えばホール信号Ｈａの立ち上がりに応答してリセットさ
れ、その後順次パルス信号ＦＧの立ち上がりに応答して
計数を行い、３番目のパルス信号ＦＧの立ち上がり毎に
リセットされる（図４の（ｇ））。一方、カウンタ１８
はパルス信号ＦＧの立ち上がり毎にリセットされ、パル
ス信号CPの例えば立ち上がりに応答して計数を行う（図
４の（ｈ））。これらカウンタ１６，１８の計数値はデ
ューティ信号発生器２２に与えられる。
動作を以下に説明する。カウンタ１６はパルス信号ＦＧ
の例えば立ち上がりに応答して計数するものであり、例
えばホール信号Ｈａの立ち上がりに応答してリセットさ
れ、その後順次パルス信号ＦＧの立ち上がりに応答して
計数を行い、３番目のパルス信号ＦＧの立ち上がり毎に
リセットされる（図４の（ｇ））。一方、カウンタ１８
はパルス信号ＦＧの立ち上がり毎にリセットされ、パル
ス信号CPの例えば立ち上がりに応答して計数を行う（図
４の（ｈ））。これらカウンタ１６，１８の計数値はデ
ューティ信号発生器２２に与えられる。
【００１６】デューティ信号発生器２２はデューティ指
示部２１からのデューティ指示値及びカウンタ１６, １
８の計数値に従い以下のようにしてデューティ信号を発
生する。本実施例では、デューティ指示値が２０度増す
毎に位相角（リード角）も電気角で例えば２０度ずつ進
ませるようにしたものである。即ち、デューティ指示値
が１２０度（デューティ比１／３）の場合、Ｕ相の励磁
信号はカウンタ１６のリセットに応答して立ち上げら
れ、カウンタ１６の計数値が１になったときに立ち下げ
られる（図４の（ｉ））。同様にＶ相の励磁信号はカウ
ンタ１６の計数値が１になったときに立ち上げられ、計
数値が２になったときに立ち下げられ（図４の
（ｊ））、Ｗ相の励磁信号はカウンタ１６の計数値が２
になったときに立ち上げられ、計数値が３になったとき
に立ち下げられる（図４の（ｋ））。また、デューティ
が１４０度（デューティ比７／１８）の場合、Ｕ相の励
磁信号はカウンタ１６の計数値が２の時にカウンタ１８
の計数値が５になったときに応答して立ち上げられ、カ
ウンタ１６の計数値が１になったときに立ち下げられ
（図４の（ｌ））、同様にＶ相の励磁信号はカウンタ１
６の計数値が０の時にカウンタ１８の計数値が５になっ
たときに立ち上げられ、カウンタ１６の計数値が２にな
ったときに立ち下げられ（図４の（ｍ））、Ｗ相の励磁
信号はカウンタ１６の計数値が１の時にカウンタ１８の
計数値が５になったときに立ち上げられ、カウンタ１６
の計数値が０になった（リセットされた）ときに立ち下
げられる（図４の（ｎ））。このように、デューティ指
示値が１２０度、１４０度、１６０度、１８０度（デュ
ーティ比が１／３、７／１８、４／９、１／２）のそれ
ぞれの場合のＵ, Ｖ, Ｗ相励磁信号の立ち上がり、立ち
下がりとカウンタ１６，１８の計数値の関係を表にする
と次のようになる。
示部２１からのデューティ指示値及びカウンタ１６, １
８の計数値に従い以下のようにしてデューティ信号を発
生する。本実施例では、デューティ指示値が２０度増す
毎に位相角（リード角）も電気角で例えば２０度ずつ進
ませるようにしたものである。即ち、デューティ指示値
が１２０度（デューティ比１／３）の場合、Ｕ相の励磁
信号はカウンタ１６のリセットに応答して立ち上げら
れ、カウンタ１６の計数値が１になったときに立ち下げ
られる（図４の（ｉ））。同様にＶ相の励磁信号はカウ
ンタ１６の計数値が１になったときに立ち上げられ、計
数値が２になったときに立ち下げられ（図４の
（ｊ））、Ｗ相の励磁信号はカウンタ１６の計数値が２
になったときに立ち上げられ、計数値が３になったとき
に立ち下げられる（図４の（ｋ））。また、デューティ
が１４０度（デューティ比７／１８）の場合、Ｕ相の励
磁信号はカウンタ１６の計数値が２の時にカウンタ１８
の計数値が５になったときに応答して立ち上げられ、カ
ウンタ１６の計数値が１になったときに立ち下げられ
（図４の（ｌ））、同様にＶ相の励磁信号はカウンタ１
６の計数値が０の時にカウンタ１８の計数値が５になっ
たときに立ち上げられ、カウンタ１６の計数値が２にな
ったときに立ち下げられ（図４の（ｍ））、Ｗ相の励磁
信号はカウンタ１６の計数値が１の時にカウンタ１８の
計数値が５になったときに立ち上げられ、カウンタ１６
の計数値が０になった（リセットされた）ときに立ち下
げられる（図４の（ｎ））。このように、デューティ指
示値が１２０度、１４０度、１６０度、１８０度（デュ
ーティ比が１／３、７／１８、４／９、１／２）のそれ
ぞれの場合のＵ, Ｖ, Ｗ相励磁信号の立ち上がり、立ち
下がりとカウンタ１６，１８の計数値の関係を表にする
と次のようになる。
【表１】 尚、デューティ指示値が１８０度（デューティ比１／
２）の時のＵ, Ｖ, Ｗ相励磁信号の波形図は図４の
（ｏ）, （ｐ）, （ｑ）のようになる。従って、１／２
デューティの励磁信号は１／３デューティの励磁信号に
対して位相角が６０度進められたことになる。このよう
にして、発生されたＵ, Ｖ, Ｗ相励磁信号は増幅器２４
を介してステータコイル２６Ｕ, ２６Ｖ, ２６Ｗに与え
られモータ２ を駆動する。尚、位相角検知部１４、デ
ューティ指示部２１、デューティ信号発生器２２はデュ
ーティ信号発生部３０を構成する。
２）の時のＵ, Ｖ, Ｗ相励磁信号の波形図は図４の
（ｏ）, （ｐ）, （ｑ）のようになる。従って、１／２
デューティの励磁信号は１／３デューティの励磁信号に
対して位相角が６０度進められたことになる。このよう
にして、発生されたＵ, Ｖ, Ｗ相励磁信号は増幅器２４
を介してステータコイル２６Ｕ, ２６Ｖ, ２６Ｗに与え
られモータ２ を駆動する。尚、位相角検知部１４、デ
ューティ指示部２１、デューティ信号発生器２２はデュ
ーティ信号発生部３０を構成する。
【００１７】次に図５から図８を用いて、各デューティ
の励磁信号におけるモータ２の回転数（ｒｐｍ）とトル
ク（ｋg.ｃｍ）と効率（％）との関係を説明する。図５
はデューティ比１／３の励磁信号を用いた場合のモータ
の回転数とトルクと効率との関係を示す特性図である。
図６はデューティ比１／３と１／２の励磁信号を切り替
えて用いた場合の特性図である。この場合モータ速度が
ｖａ以下の場合にデューティ１／３の励磁信号で駆動
し、速度がｖａ以上になるとデューティ１／２の励磁信
号で駆動したものであり、図５に比べ最高回転数が増
し、高速時の効率が増す。図７は、デューティ比１／３
の励磁信号を速度上昇と共に位相角を進めて用いた場
合、即ち図５の状態において位相角を進ませた場合の特
性図であり、図５に比べ最高回転数がやや増加すると共
に、効率のピークが高トルク側に移動し高トルク側の効
率の落ち込みが緩やかになっている。図８は、デューテ
ィ比１／３と１／２の励磁信号を速度上昇と共に切り替
えて用いる共にそれぞれのデューティにおいて速度上昇
と共に位相角を進めた場合の特性図であり、即ち図７の
状態においてさらに高速時に１／２の励磁信号を位相角
を進めて用いたものである。この場合、図７に比べ更に
最高回転数が上昇し、効率のピークがより高トルク側に
移動し高トルク側の効率の落ち込みがより緩やかになっ
ている。図ではデューティが１２０度と１８０度におい
て位相角を進めた場合について説明したが、他のデュー
ティにおいても速度上昇と共に位相角を進めることで同
様の効果が得られる。
の励磁信号におけるモータ２の回転数（ｒｐｍ）とトル
ク（ｋg.ｃｍ）と効率（％）との関係を説明する。図５
はデューティ比１／３の励磁信号を用いた場合のモータ
の回転数とトルクと効率との関係を示す特性図である。
図６はデューティ比１／３と１／２の励磁信号を切り替
えて用いた場合の特性図である。この場合モータ速度が
ｖａ以下の場合にデューティ１／３の励磁信号で駆動
し、速度がｖａ以上になるとデューティ１／２の励磁信
号で駆動したものであり、図５に比べ最高回転数が増
し、高速時の効率が増す。図７は、デューティ比１／３
の励磁信号を速度上昇と共に位相角を進めて用いた場
合、即ち図５の状態において位相角を進ませた場合の特
性図であり、図５に比べ最高回転数がやや増加すると共
に、効率のピークが高トルク側に移動し高トルク側の効
率の落ち込みが緩やかになっている。図８は、デューテ
ィ比１／３と１／２の励磁信号を速度上昇と共に切り替
えて用いる共にそれぞれのデューティにおいて速度上昇
と共に位相角を進めた場合の特性図であり、即ち図７の
状態においてさらに高速時に１／２の励磁信号を位相角
を進めて用いたものである。この場合、図７に比べ更に
最高回転数が上昇し、効率のピークがより高トルク側に
移動し高トルク側の効率の落ち込みがより緩やかになっ
ている。図ではデューティが１２０度と１８０度におい
て位相角を進めた場合について説明したが、他のデュー
ティにおいても速度上昇と共に位相角を進めることで同
様の効果が得られる。
【００１８】以上の結果より、モータ速度が上昇するに
従いデューティ比を高くしかつ位相角（リード角）を進
ませることにより、最高回転数の上昇と、効率のピーク
の高トルク側への移動及び高トルク側の効率の落ち込み
の緩和等を実現できることが判明した。従って、本実施
例のようにモータ速度が上昇するに従いデューティを１
２０度から１８０度まで２０度ずつ増加し、かつ位相角
を２０度ずつ進めることにより、常に高い効率でモータ
を駆動し滑らかにモータ速度を上昇すると共に、最高回
転数をより上昇することができる。
従いデューティ比を高くしかつ位相角（リード角）を進
ませることにより、最高回転数の上昇と、効率のピーク
の高トルク側への移動及び高トルク側の効率の落ち込み
の緩和等を実現できることが判明した。従って、本実施
例のようにモータ速度が上昇するに従いデューティを１
２０度から１８０度まで２０度ずつ増加し、かつ位相角
を２０度ずつ進めることにより、常に高い効率でモータ
を駆動し滑らかにモータ速度を上昇すると共に、最高回
転数をより上昇することができる。
【００１９】尚、本実施例では速度偏差ΔｖがＶ３以下
になるとデューティを１８０度とし、リード角を６０度
としたが、モータ速度が更に増加した場合（速度偏差が
更に減少した場合）にリード角を更に進める（増加す
る）とともにデューティを維持または減少するように設
計しても良い。例えば、速度偏差ΔｖがＶ３≧Δｖ＞Ｖ
４（Ｖ３＞Ｖ４）の時はデューティを１８０度、リード
角を６０度とし、速度偏差ΔｖがＶ４以下になるとデュ
ーティを１８０度に維持したままリード角を増加、例え
ば８０度に増加しても良い（図４の（ｒ）, （ｓ）,
（ｔ））。また、速度偏差ΔｖがＶ４以下になるとデュ
ーティを１８０度未満、例えば１６０度としリード角を
増加、例えば８０度に増加しても良い。また、速度偏差
ΔｖがＶ３以下の場合のデューティ、リード角の減少を
２段階以上に分けて制御するようにしても良い。このよ
うにすることにより、高速時の電流の無駄を一層省く事
ができる。
になるとデューティを１８０度とし、リード角を６０度
としたが、モータ速度が更に増加した場合（速度偏差が
更に減少した場合）にリード角を更に進める（増加す
る）とともにデューティを維持または減少するように設
計しても良い。例えば、速度偏差ΔｖがＶ３≧Δｖ＞Ｖ
４（Ｖ３＞Ｖ４）の時はデューティを１８０度、リード
角を６０度とし、速度偏差ΔｖがＶ４以下になるとデュ
ーティを１８０度に維持したままリード角を増加、例え
ば８０度に増加しても良い（図４の（ｒ）, （ｓ）,
（ｔ））。また、速度偏差ΔｖがＶ４以下になるとデュ
ーティを１８０度未満、例えば１６０度としリード角を
増加、例えば８０度に増加しても良い。また、速度偏差
ΔｖがＶ３以下の場合のデューティ、リード角の減少を
２段階以上に分けて制御するようにしても良い。このよ
うにすることにより、高速時の電流の無駄を一層省く事
ができる。
【００２０】尚、本実施例ではデューティ信号（励磁信
号）のデューティを２０度ずつ増加するようにしたが、
例えば１０度ずつ増加するようにしても良い。その場合
は例えばカウンタ１８をパルス信号ＣＰの立ち上がり及
び立ち下がりに応答して計数するようにすれば、カウン
タ１８の計数値はモータのロータの電気角１０度毎の回
転に従って増加するため、デューティ信号のデューティ
を１０度毎に増加可能である。また、同様に各デューテ
ィ信号の位相角を１０度毎に進めることも可能である。
また、ホールセンサー６ａ〜６ｃの間隔及びエンコーダ
４のスロットの間隔を調整することでパルス信号ＦＧ，
ＣＰの発生周期を変え、それによりデューティ信号のデ
ューティの変化角度及び位相角の変化角度を自由に設定
できる。
号）のデューティを２０度ずつ増加するようにしたが、
例えば１０度ずつ増加するようにしても良い。その場合
は例えばカウンタ１８をパルス信号ＣＰの立ち上がり及
び立ち下がりに応答して計数するようにすれば、カウン
タ１８の計数値はモータのロータの電気角１０度毎の回
転に従って増加するため、デューティ信号のデューティ
を１０度毎に増加可能である。また、同様に各デューテ
ィ信号の位相角を１０度毎に進めることも可能である。
また、ホールセンサー６ａ〜６ｃの間隔及びエンコーダ
４のスロットの間隔を調整することでパルス信号ＦＧ，
ＣＰの発生周期を変え、それによりデューティ信号のデ
ューティの変化角度及び位相角の変化角度を自由に設定
できる。
【００２１】次に第２実施例について説明する。上記実
施例では速度検出値ｖｄが速度設定値ｖｓに達する迄、
徐々にデューティを増加及びリード角を増加し、デュー
ティが１８０度に達するとデューティを１８０度に維持
または徐々に減少すると共にリード角をさらに増加する
ようにしたが、本実施例では、速度設定値を固定値と
し、この速度設定値に応じて最も効率の良いデューティ
及びリード角のデューティ信号を用いるようにするもの
である。例えば、所定の低速ｖ１を速度設定値として指
示した場合にはデューティを例えば１２０度としモータ
速度が設定値ｖ１に達するまで徐々にリード角を進める
（例えば６０度迄進める）ようにし、また所定の高速ｖ
２を指示した場合には上記実施例にようにデューティ及
びリード角を増加していき最終的にはデューティを例え
ば１８０度、リード角を例えば６０度に固定するように
するものである。このようにすれば、図７及び図８から
明らかなようにそれぞれの所定速度で最も効率よくモー
タを制御できる。
施例では速度検出値ｖｄが速度設定値ｖｓに達する迄、
徐々にデューティを増加及びリード角を増加し、デュー
ティが１８０度に達するとデューティを１８０度に維持
または徐々に減少すると共にリード角をさらに増加する
ようにしたが、本実施例では、速度設定値を固定値と
し、この速度設定値に応じて最も効率の良いデューティ
及びリード角のデューティ信号を用いるようにするもの
である。例えば、所定の低速ｖ１を速度設定値として指
示した場合にはデューティを例えば１２０度としモータ
速度が設定値ｖ１に達するまで徐々にリード角を進める
（例えば６０度迄進める）ようにし、また所定の高速ｖ
２を指示した場合には上記実施例にようにデューティ及
びリード角を増加していき最終的にはデューティを例え
ば１８０度、リード角を例えば６０度に固定するように
するものである。このようにすれば、図７及び図８から
明らかなようにそれぞれの所定速度で最も効率よくモー
タを制御できる。
【００２２】図９は第２実施例の構成例を示すブロック
図であり、図中、第１実施例と同一機能のものは同一参
照番号を付して説明を省略する。本実施例においては図
１の第１実施例の速度比較器２０の前段にスイッチ２８
を設け、速度設定値ｖ１が指示されるとスイッチ２８は
端子２８ａ側に投入され、速度設定値ｖ２が指示される
と端子２８ｂ側に投入され、更にスイッチ２８の出力が
デューティ指示部２１に与えられているものである。デ
ューティ指示部２１は速度設定値ｖ２が指示されると、
デューティを１２０度に固定し、速度偏差Δｖが減少す
るに従いリード角を増加する。また、デューティ指示部
２１は速度設定値ｖ１が指示されると、最初はデューテ
ィを１２０度、リード角を０度とし、その後速度偏差Δ
ｖが減少するに従いデューティを徐々に増加すると共に
リード角を徐々に増加し、最終的にはデューティを１８
０度、リード角を６０度に固定する。
図であり、図中、第１実施例と同一機能のものは同一参
照番号を付して説明を省略する。本実施例においては図
１の第１実施例の速度比較器２０の前段にスイッチ２８
を設け、速度設定値ｖ１が指示されるとスイッチ２８は
端子２８ａ側に投入され、速度設定値ｖ２が指示される
と端子２８ｂ側に投入され、更にスイッチ２８の出力が
デューティ指示部２１に与えられているものである。デ
ューティ指示部２１は速度設定値ｖ２が指示されると、
デューティを１２０度に固定し、速度偏差Δｖが減少す
るに従いリード角を増加する。また、デューティ指示部
２１は速度設定値ｖ１が指示されると、最初はデューテ
ィを１２０度、リード角を０度とし、その後速度偏差Δ
ｖが減少するに従いデューティを徐々に増加すると共に
リード角を徐々に増加し、最終的にはデューティを１８
０度、リード角を６０度に固定する。
【００２３】尚、速度設定値が低速ｖ１でも、大きいト
ルクを必要とする場合はデューティを例えば１８０度に
設定しても良い。また、速度設定値に応じたデューティ
は１２０度、１８０度以外のデューティでも良い。
ルクを必要とする場合はデューティを例えば１８０度に
設定しても良い。また、速度設定値に応じたデューティ
は１２０度、１８０度以外のデューティでも良い。
【００２４】尚、上記各実施例ではホールセンサーとエ
ンコーダとを用いてパルス信号ＦＧ、ＣＰを発生した
が、エンコーダのみで両方の信号を発生するようにして
も良い。この場合のエンコーダは図１０に示すように、
図３に示すエンコーダの７２個のスロットに加え更にパ
ルス信号ＦＧを発生するための２４個のスロットを同心
円状に等間隔に設ければ良い。
ンコーダとを用いてパルス信号ＦＧ、ＣＰを発生した
が、エンコーダのみで両方の信号を発生するようにして
も良い。この場合のエンコーダは図１０に示すように、
図３に示すエンコーダの７２個のスロットに加え更にパ
ルス信号ＦＧを発生するための２４個のスロットを同心
円状に等間隔に設ければ良い。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明においては２種類
のパルス信号、即ちブラシレスモータのロータの所定の
位相角位置に同期して発生される第１のパルス信号とロ
ータが所定角度回転する毎に発生される第２のパルス信
号を用意し、これらパルス信号に基づいてモータへの励
磁信号の位相を制御しているため、励磁信号のデューテ
ィ及びリード角を第１または第２パルス信号の周期に対
応する角度単位に制御可能となる。従って、機械的にリ
ード角を制御する必要なく、電気的にリード角を、更に
はデューティを第１または第２パルス信号の周期に対応
する角度単位に任意に制御可能となる。このため、励磁
信号のデューティ又はリード角を細かく制御したい場合
は第２パルス信号の発生される回転角度間隔を短く設定
すれば良い。
のパルス信号、即ちブラシレスモータのロータの所定の
位相角位置に同期して発生される第１のパルス信号とロ
ータが所定角度回転する毎に発生される第２のパルス信
号を用意し、これらパルス信号に基づいてモータへの励
磁信号の位相を制御しているため、励磁信号のデューテ
ィ及びリード角を第１または第２パルス信号の周期に対
応する角度単位に制御可能となる。従って、機械的にリ
ード角を制御する必要なく、電気的にリード角を、更に
はデューティを第１または第２パルス信号の周期に対応
する角度単位に任意に制御可能となる。このため、励磁
信号のデューティ又はリード角を細かく制御したい場合
は第２パルス信号の発生される回転角度間隔を短く設定
すれば良い。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】第１実施例におけるホールセンサーと磁極の位
置を示す図である。
置を示す図である。
【図３】第１実施例におけるエンコーダを示す図であ
る。
る。
【図４】図１の各部における信号波形を示すタイミング
チャートである。
チャートである。
【図５】デューティ比１／３の励磁信号を用いた場合の
モータの回転数とトルクと効率との関係を示す特性図で
ある。
モータの回転数とトルクと効率との関係を示す特性図で
ある。
【図６】デューティ比１／３と１／２の励磁信号を切り
替えて用いた場合のモータの回転数とトルクと効率との
関係を示す特性図である。
替えて用いた場合のモータの回転数とトルクと効率との
関係を示す特性図である。
【図７】デューティ比１／３の励磁信号を位相角を進め
て用いた場合のモータの回転数とトルクと効率との関係
を示す特性図である。
て用いた場合のモータの回転数とトルクと効率との関係
を示す特性図である。
【図８】デューティ比１／３と１／２の励磁信号を位相
角を進め切り替えて用いた場合のモータの回転数とトル
クと効率との関係を示す特性図である。
角を進め切り替えて用いた場合のモータの回転数とトル
クと効率との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第２実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図１０】第１、第２実施例におけるエンコーダの変形
例を示す図である。
例を示す図である。
２ ブラシレスモータ ４ エンコーダ ６ａ〜６ｃ ホールセンサー ８ 光検出器 １０ タイミング信号発生器 １２ 速度検出器 １４ 位相角検知部 １６，１８ カウンタ ２０ 速度比較器 ２１ デューティ指示部 ２２ デューティ信号発生器 ２６Ｕ〜２６Ｗ ステータコイル ３０ デューティ信号発生部
Claims (13)
- 【請求項１】 ブラシレスモータのロータの所定の位相
角位置に応答して第１のパルス信号を発生する第１のパ
ルス発生手段と、 上記ロータが所定角度回転する毎に第２のパルス信号を
発生する第２のパルス発生手段と、 上記モータの回転速度を検出する手段と、 上記モータの速度設定値と上記モータの速度検出値との
偏差を求める手段と、 上記第１及び第２のパルス信号に基づいて上記モータへ
の励磁信号を発生する手段とを備え、上記励磁信号発生
手段は上記偏差が小さくなるに従い上記励磁信号のデュ
ーティ比又はリード角を大きくするようにしたことを特
徴とするブラシレスモータの位相角制御装置。 - 【請求項２】 上記励磁信号発生手段は、上記第１及び
第２パルス信号をそれぞれ計数するカウンタを有し、該
カウンタの計数値に基づいて上記励磁信号を発生するこ
とを特徴とする請求項１のブラシレスモータの制御装
置。 - 【請求項３】 上記励磁信号発生手段は、上記第１パル
ス信号を計数する第１のカウンタと上記第２パルス信号
を計数する第２カウンタを有し、該第１及び第２カウン
タの計数値に基づいて上記励磁信号を発生することを特
徴とする請求項１のブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項４】 上記第１パルス信号の周期は上記第２パ
ルス信号の周期より大きいことを特徴とする請求項１の
ブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項５】 上記第１のパルス信号発生手段は上記モ
ータのステータの内周辺に設けられたホールセンサーを
有し、上記第２のパルス信号発生手段は上記モータのロ
ータに同期して回転するエンコーダを有することを特徴
とする請求項３のブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項６】 上記第１及び第２のパルス信号発生手段
は上記モータのロータに同期して回転するエンコーダか
ら構成されることを特徴とする請求項３のブラシレスモ
ータの制御装置。 - 【請求項７】 上記励磁信号発生手段は、上記偏差が所
定値以下になると上記励磁信号のデューティを固定し、
リード角を上記偏差が上記所定値より小さくなるに従い
大きくすることを特徴とする請求項１ のブラシレスモ
ータの制御装置。 - 【請求項８】 上記励磁信号発生手段は、上記偏差が所
定値以下になると上記励磁信号のデューティを上記偏差
が上記所定値より小さくなるに従い小さくし、リード角
を上記偏差が上記所定値より小さくなるに従い大きくす
ることを特徴とする請求項１のブラシレスモータの制御
装置。 - 【請求項９】 ブラシレスモータのロータの所定の位相
角位置に応答して第１のパルス信号を発生する第１のパ
ルス発生手段と、 上記ロータが所定角度回転する毎に第２のパルス信号を
発生する第２のパルス発生手段と、 上記モータの回転速度を検出する手段と、 上記モータの速度設定値と上記モータの速度検出値との
偏差を求める手段と、 上記第１及び第２のパルス信号に基づいて上記モータへ
の励磁信号を発生する手段とを備え、上記励磁信号発生
手段は上記偏差が小さくなるに従い上記励磁信号のデュ
ーティ比及びリード角を大きくするようにしたことを特
徴とするブラシレスモータの位相角制御装置。 - 【請求項１０】 上記励磁信号発生手段は、上記第１及
び第２パルス信号をそれぞれ計数するカウンタを有し、
該カウンタの計数値に基づいて上記励磁信号を発生する
ことを特徴とする請求項１０のブラシレスモータの制御
装置。 - 【請求項１１】 上記励磁信号発生手段は、上記励磁信
号のデューティ及びリード角を上記第１または第２パル
ス信号の周期に対応する角度単位に制御することを特徴
とする請求項１０のブラシレスモータの位相角制御装
置。 - 【請求項１２】 ブラシレスモータのロータの所定の位
相角位置に同期した第１のパルス信号と上記ロータが所
定角度回転する毎に発生される第２のパルス信号に基づ
いて、上記モータの速度設定値と上記モータの速度検出
値との偏差が小さくなるに従いデューティ比及びリード
角が大きくなるように上記モータへの励磁信号の位相を
制御することを特徴とするブラシレスモータの位相角制
御方法。 - 【請求項１３】 上記励磁信号のデューティ及びリード
角を上記第１または第２パルス信号の周期に対応する角
度単位に制御することを特徴とする請求項１２のブラシ
レスモータの位相角制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5159464A JPH0775369A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ブラシレスモータの位相角制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5159464A JPH0775369A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ブラシレスモータの位相角制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775369A true JPH0775369A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=15694341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5159464A Pending JPH0775369A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ブラシレスモータの位相角制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775369A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008078756A1 (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 可変動弁機構の制御装置 |
| JP2013183514A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Ricoh Co Ltd | モーター駆動装置、シート搬送装置、及び画像形成装置 |
| JP2016123269A (ja) * | 2010-07-27 | 2016-07-07 | 株式会社リコー | 駆動装置、画像形成装置および画像形成装置の周辺装置 |
| WO2018062083A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日本電産トーソク株式会社 | 制御装置、制御方法、モータ、および電動オイルポンプ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55136891A (en) * | 1979-04-11 | 1980-10-25 | Sony Corp | Brushless dc motor |
| JPH01298985A (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータの駆動装置 |
| JPH03239185A (ja) * | 1990-02-14 | 1991-10-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータの駆動方法および駆動装置 |
| JPH04295294A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-10-20 | Fujitsu Ltd | ブラシレスｄｃモータ |
| JPH0595696A (ja) * | 1991-10-02 | 1993-04-16 | Matsushita Refrig Co Ltd | 直流電動機の運転制御装置 |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP5159464A patent/JPH0775369A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2008078756A1 (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 可変動弁機構の制御装置 |
| US8205584B2 (en) | 2006-12-27 | 2012-06-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for variable valve mechanism |
| JP2016123269A (ja) * | 2010-07-27 | 2016-07-07 | 株式会社リコー | 駆動装置、画像形成装置および画像形成装置の周辺装置 |
| JP2013183514A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Ricoh Co Ltd | モーター駆動装置、シート搬送装置、及び画像形成装置 |
| WO2018062083A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日本電産トーソク株式会社 | 制御装置、制御方法、モータ、および電動オイルポンプ |
| JPWO2018062083A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2019-09-26 | 日本電産トーソク株式会社 | 制御装置、制御方法、モータ、および電動オイルポンプ |
| US10812001B2 (en) | 2016-09-30 | 2020-10-20 | Nidec Tosok Corporation | Control device, control method, motor, and electric oil pump |
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