JPH0787774A - ブラシレス直流電動機及びその駆動方法 - Google Patents
ブラシレス直流電動機及びその駆動方法Info
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- JPH0787774A JPH0787774A JP5228983A JP22898393A JPH0787774A JP H0787774 A JPH0787774 A JP H0787774A JP 5228983 A JP5228983 A JP 5228983A JP 22898393 A JP22898393 A JP 22898393A JP H0787774 A JPH0787774 A JP H0787774A
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ブラシレス直流電動機の励磁相を切替える際に
励磁電流が不足してトルクが低下するのを防止する。 【構成】3相の駆動コイルLu 〜Lw にスイッチ回路2
を通して電源3を接続し、スイッチ回路のスイッチ素子
Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz にトリガ信号Su 〜Sw 及び
Sx 〜Sz を与える位置を回転子の回転角度に応じて制
御することにより、駆動コイルLu 〜Lw の励磁相を所
定の順序で切替えて回転子を回転させる。駆動コイルの
励磁相を切替える際に、励磁を終了すべき相の駆動コイ
ルと次に励磁する相の駆動コイルとに同時に励磁電流を
流す期間を生じさせる。
励磁電流が不足してトルクが低下するのを防止する。 【構成】3相の駆動コイルLu 〜Lw にスイッチ回路2
を通して電源3を接続し、スイッチ回路のスイッチ素子
Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz にトリガ信号Su 〜Sw 及び
Sx 〜Sz を与える位置を回転子の回転角度に応じて制
御することにより、駆動コイルLu 〜Lw の励磁相を所
定の順序で切替えて回転子を回転させる。駆動コイルの
励磁相を切替える際に、励磁を終了すべき相の駆動コイ
ルと次に励磁する相の駆動コイルとに同時に励磁電流を
流す期間を生じさせる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転子の位置を検出する
位置検出器の出力に応じて固定子の励磁相を切替えるこ
とにより回転子を回転させるブラシレス直流電動機及び
その駆動方法に関するものである。
位置検出器の出力に応じて固定子の励磁相を切替えるこ
とにより回転子を回転させるブラシレス直流電動機及び
その駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ブラシレス直流電動機は、磁石界磁を備
えた回転子と、n(nは2以上の整数)相の駆動コイル
を有する固定子と、ブリッジ接続された2n個のスイッ
チ素子を備えてn相の駆動コイルに流す励磁電流をオン
オフするスイッチ回路と、n相の駆動コイルのそれぞれ
に対して回転子の位置を検出してn個の位置検出信号を
発生する位置検出器と、位置検出器の出力に応じてスイ
ッチ回路を制御して固定子の駆動コイルの励磁相を切替
えるモータ駆動部とにより構成される。
えた回転子と、n(nは2以上の整数)相の駆動コイル
を有する固定子と、ブリッジ接続された2n個のスイッ
チ素子を備えてn相の駆動コイルに流す励磁電流をオン
オフするスイッチ回路と、n相の駆動コイルのそれぞれ
に対して回転子の位置を検出してn個の位置検出信号を
発生する位置検出器と、位置検出器の出力に応じてスイ
ッチ回路を制御して固定子の駆動コイルの励磁相を切替
えるモータ駆動部とにより構成される。
【0003】モータ駆動部は、例えば導通角を360/
n度として各相の駆動コイルを励磁する場合に励磁相の
組合わせを切り替える位置を正規の相切替位置として該
正規の相切替位置を位置検出器の出力から検出する位置
検出手段と、2n個のスイッチ素子のそれぞれに対して
1ビットを割り当てて各スイッチ素子がとるべきオンオ
フの状態を表した2nビットの数値を相パターンとし、
各正規の切換位置で励磁相の組み合わせを切替える場合
に各スイッチ素子がとるべき状態を示す相パターンを正
規の相パターンとして記憶した相パターン記憶手段と、
相パターン記憶手段から相パターンを読み出して読み出
した相パターンを出力する相パターン出力手段と、出力
された相パターンに従ってスイッチ回路の各スイッチ素
子をトリガするトリガ信号を発生するトリガ信号発生回
路とにより構成される。
n度として各相の駆動コイルを励磁する場合に励磁相の
組合わせを切り替える位置を正規の相切替位置として該
正規の相切替位置を位置検出器の出力から検出する位置
検出手段と、2n個のスイッチ素子のそれぞれに対して
1ビットを割り当てて各スイッチ素子がとるべきオンオ
フの状態を表した2nビットの数値を相パターンとし、
各正規の切換位置で励磁相の組み合わせを切替える場合
に各スイッチ素子がとるべき状態を示す相パターンを正
規の相パターンとして記憶した相パターン記憶手段と、
相パターン記憶手段から相パターンを読み出して読み出
した相パターンを出力する相パターン出力手段と、出力
された相パターンに従ってスイッチ回路の各スイッチ素
子をトリガするトリガ信号を発生するトリガ信号発生回
路とにより構成される。
【0004】また電動機の回転数を一定に保つように速
度制御を行う場合には、電動機の回転数の検出値と設定
値との偏差を求める手段と、該偏差にPID演算を施し
て該偏差を零にするために必要な励磁電流を演算する手
段と、その演算結果に応じて各相の駆動コイルに流す励
磁電流をパルス幅制御する手段とを設けて、実回転数と
設定回転数との偏差に応じて励磁電流をパルス幅制御す
ることにより、回転数を設定値に保つようにしている。
度制御を行う場合には、電動機の回転数の検出値と設定
値との偏差を求める手段と、該偏差にPID演算を施し
て該偏差を零にするために必要な励磁電流を演算する手
段と、その演算結果に応じて各相の駆動コイルに流す励
磁電流をパルス幅制御する手段とを設けて、実回転数と
設定回転数との偏差に応じて励磁電流をパルス幅制御す
ることにより、回転数を設定値に保つようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレス直流
電動機では、励磁相を切替える際に、励磁を終了する相
への通電を停止させると同時に、新たに励磁する相への
通電を開始するようにしていたが、このようにした場合
には、励磁相を切替える際に励磁電流が不足することが
あった。特に速度制御を行うために励磁電流をパルス幅
制御する場合には、回転数の設定値が低く、励磁電流の
デューティ比が小さいときに、励磁相の切替時に励磁電
流が不足して出力トルクが低下し、回転数の変動が生じ
るという問題があった。
電動機では、励磁相を切替える際に、励磁を終了する相
への通電を停止させると同時に、新たに励磁する相への
通電を開始するようにしていたが、このようにした場合
には、励磁相を切替える際に励磁電流が不足することが
あった。特に速度制御を行うために励磁電流をパルス幅
制御する場合には、回転数の設定値が低く、励磁電流の
デューティ比が小さいときに、励磁相の切替時に励磁電
流が不足して出力トルクが低下し、回転数の変動が生じ
るという問題があった。
【0006】本発明の目的は、励磁相を切替える際に励
磁電流が不足して出力トルクが不足する状態が生じるの
を防止したブラシレス直流電動機及びその駆動方法を提
供することにある。
磁電流が不足して出力トルクが不足する状態が生じるの
を防止したブラシレス直流電動機及びその駆動方法を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した発明
は、磁石界磁を有する回転子と多相の駆動コイルを有す
る固定子とを有するブラシレス直流電動機の固定子側で
各相の駆動コイルに対して回転子の回転角度位置を検出
し、検出された回転角度位置に応じて決定した相の駆動
コイルに励磁電流を流すことにより回転子を回転させる
ブラシレス直流電動機の駆動方法に係わるもので、本発
明においては、励磁電流を流す相を切替える際に、励磁
を終了すべき相の駆動コイルと次に励磁する相の駆動コ
イルとに同時に励磁電流を流す期間を生じさせるように
した。
は、磁石界磁を有する回転子と多相の駆動コイルを有す
る固定子とを有するブラシレス直流電動機の固定子側で
各相の駆動コイルに対して回転子の回転角度位置を検出
し、検出された回転角度位置に応じて決定した相の駆動
コイルに励磁電流を流すことにより回転子を回転させる
ブラシレス直流電動機の駆動方法に係わるもので、本発
明においては、励磁電流を流す相を切替える際に、励磁
を終了すべき相の駆動コイルと次に励磁する相の駆動コ
イルとに同時に励磁電流を流す期間を生じさせるように
した。
【0008】請求項2に記載した発明は、磁石界磁を備
えた回転子と、n(nは2以上の整数)相の駆動コイル
を有する固定子と、ブリッジ接続された2n個のスイッ
チ素子を備えてn相の駆動コイルに流す励磁電流をオン
オフするスイッチ回路と、n相の駆動コイルのそれぞれ
に対して回転子の位置を検出してn個の位置検出信号を
発生する位置検出器と、導通角を360/n度として各
相の駆動コイルを励磁する場合に励磁相の組合わせを切
り替える位置を正規の相切替位置として該正規の相切替
位置を前記位置検出器の出力から検出する位置検出手段
と、2n個のスイッチ素子のそれぞれに対して1ビット
を割り当てて各スイッチ素子がとるべきオンオフの状態
を表した2nビットの数値を相パターンとし、各正規の
切換位置で励磁相の組み合わせを切替える場合に各スイ
ッチ素子がとるべき状態を示す相パターンを正規の相パ
ターンとして記憶した相パターン記憶手段と、相パター
ン記憶手段から相パターンを読み出して読み出した相パ
ターンを出力する相パターン出力手段とを備えて、出力
された相パターンに従ってスイッチ回路の各スイッチ素
子にトリガ信号を与えるブラシレス直流電動機に係わる
ものである。
えた回転子と、n(nは2以上の整数)相の駆動コイル
を有する固定子と、ブリッジ接続された2n個のスイッ
チ素子を備えてn相の駆動コイルに流す励磁電流をオン
オフするスイッチ回路と、n相の駆動コイルのそれぞれ
に対して回転子の位置を検出してn個の位置検出信号を
発生する位置検出器と、導通角を360/n度として各
相の駆動コイルを励磁する場合に励磁相の組合わせを切
り替える位置を正規の相切替位置として該正規の相切替
位置を前記位置検出器の出力から検出する位置検出手段
と、2n個のスイッチ素子のそれぞれに対して1ビット
を割り当てて各スイッチ素子がとるべきオンオフの状態
を表した2nビットの数値を相パターンとし、各正規の
切換位置で励磁相の組み合わせを切替える場合に各スイ
ッチ素子がとるべき状態を示す相パターンを正規の相パ
ターンとして記憶した相パターン記憶手段と、相パター
ン記憶手段から相パターンを読み出して読み出した相パ
ターンを出力する相パターン出力手段とを備えて、出力
された相パターンに従ってスイッチ回路の各スイッチ素
子にトリガ信号を与えるブラシレス直流電動機に係わる
ものである。
【0009】本発明においては、上記相パターン記憶手
段が、各正規の相切替位置でオン状態からオフ状態にさ
れるべきスイッチ素子を引き続きオン状態としたままで
励磁相の組み合わせを切替えるために各スイッチ素子が
とるべき状態を示すオフ時重なり角生成用相パターン
と、各正規の相パターンの2nビットの内次の相切替位
置でオフ状態からオン状態にされるべきスイッチ素子の
状態を示すビットをオン状態を示す数値に変更したオン
時重なり角生成用相パターンとを更に記憶している。
段が、各正規の相切替位置でオン状態からオフ状態にさ
れるべきスイッチ素子を引き続きオン状態としたままで
励磁相の組み合わせを切替えるために各スイッチ素子が
とるべき状態を示すオフ時重なり角生成用相パターン
と、各正規の相パターンの2nビットの内次の相切替位
置でオフ状態からオン状態にされるべきスイッチ素子の
状態を示すビットをオン状態を示す数値に変更したオン
時重なり角生成用相パターンとを更に記憶している。
【0010】また相パターン出力手段は、正規の相切替
位置が検出されたときに第1の時間の計時を開始する第
1のタイマ手段と、第1のタイマ手段が第1の時間の計
時を終了したときに第2の時間の計時を開始する第2の
タイマ手段とを備えていて、位置検出手段が正規の相切
替位置を検出したときにオフ時重なり角生成用相パター
ンを読み出し、第1のタイマ手段が計時動作を終了した
ときに正規の相パターンを読み出し、第2のタイマ手段
が計時動作を終了したときにオン時重なり角生成用相パ
ターンを読み出して読み出した相パターンを出力する。
位置が検出されたときに第1の時間の計時を開始する第
1のタイマ手段と、第1のタイマ手段が第1の時間の計
時を終了したときに第2の時間の計時を開始する第2の
タイマ手段とを備えていて、位置検出手段が正規の相切
替位置を検出したときにオフ時重なり角生成用相パター
ンを読み出し、第1のタイマ手段が計時動作を終了した
ときに正規の相パターンを読み出し、第2のタイマ手段
が計時動作を終了したときにオン時重なり角生成用相パ
ターンを読み出して読み出した相パターンを出力する。
【0011】請求項3に記載した発明は、磁石界磁を備
えた回転子と、n(nは2以上の整数)相の駆動コイル
を有する固定子と、ブリッジ接続された2n個のスイッ
チ素子を備えてn相の駆動コイルに流す励磁電流をオン
オフするスイッチ回路と、n相の駆動コイルのそれぞれ
に対して回転子の位置を検出してn個の位置検出信号を
発生する位置検出器と、導通角を360/n度として各
相の駆動コイルを励磁する場合に励磁相の組合わせを切
り替える位置を正規の相切替位置として、該正規の相切
替位置を位置検出器の出力から検出する位置検出部と、
位置検出部により検出された相切替位置でオン状態にさ
れるスイッチ素子の導通期間を定める駆動信号を発生す
る駆動信号発生部とを備えて、駆動信号に応じて所定の
スイッチ素子にトリガ信号を与えるブラシレス直流電動
機に係わるものである。
えた回転子と、n(nは2以上の整数)相の駆動コイル
を有する固定子と、ブリッジ接続された2n個のスイッ
チ素子を備えてn相の駆動コイルに流す励磁電流をオン
オフするスイッチ回路と、n相の駆動コイルのそれぞれ
に対して回転子の位置を検出してn個の位置検出信号を
発生する位置検出器と、導通角を360/n度として各
相の駆動コイルを励磁する場合に励磁相の組合わせを切
り替える位置を正規の相切替位置として、該正規の相切
替位置を位置検出器の出力から検出する位置検出部と、
位置検出部により検出された相切替位置でオン状態にさ
れるスイッチ素子の導通期間を定める駆動信号を発生す
る駆動信号発生部とを備えて、駆動信号に応じて所定の
スイッチ素子にトリガ信号を与えるブラシレス直流電動
機に係わるものである。
【0012】本発明においては、各駆動信号が消滅する
時刻で所定の時間幅の信号を発生する重なり角生成信号
発生回路と、駆動信号と重なり角生成信号とのオア条件
が成立しているときにトリガ信号を発生するトリガ信号
生成回路とを設けた。
時刻で所定の時間幅の信号を発生する重なり角生成信号
発生回路と、駆動信号と重なり角生成信号とのオア条件
が成立しているときにトリガ信号を発生するトリガ信号
生成回路とを設けた。
【0013】
【作用】上記のように構成すると、励磁電流を流す相を
切替える際に、励磁を終了すべき相の駆動コイルと次に
励磁する相の駆動コイルとに重複して励磁電流が流れる
期間が生じるため、励磁相の組合わせを切替える際に電
動機の励磁電流が不足することがない。従って、励磁相
を切替える際にトルクの低下が生じるのを防ぐことがで
き、トルクの低下により回転数の変動が生じるのを防止
することができる。
切替える際に、励磁を終了すべき相の駆動コイルと次に
励磁する相の駆動コイルとに重複して励磁電流が流れる
期間が生じるため、励磁相の組合わせを切替える際に電
動機の励磁電流が不足することがない。従って、励磁相
を切替える際にトルクの低下が生じるのを防ぐことがで
き、トルクの低下により回転数の変動が生じるのを防止
することができる。
【0014】
【実施例】図1は3相のブラシレス直流電動機に本発明
を適用した実施例を示したもので、同図において1は3
つの磁極部を120度間隔で設けた固定子鉄心(図示せ
ず。)にU,V,W3相の駆動コイルLu 〜Lw を巻回
して構成した固定子である。図示してないが、カップ状
の回転子ヨークの内周に2極の磁石界磁を設けた回転子
が設けられており、該回転子の磁極が固定子1の3つの
磁極部に対向させられている。固定子1と図示しない回
転子とにより電動機の本体が構成されている。
を適用した実施例を示したもので、同図において1は3
つの磁極部を120度間隔で設けた固定子鉄心(図示せ
ず。)にU,V,W3相の駆動コイルLu 〜Lw を巻回
して構成した固定子である。図示してないが、カップ状
の回転子ヨークの内周に2極の磁石界磁を設けた回転子
が設けられており、該回転子の磁極が固定子1の3つの
磁極部に対向させられている。固定子1と図示しない回
転子とにより電動機の本体が構成されている。
【0015】Hu 〜Hw はそれぞれ、固定子1のU相,
V相及びW相の磁極部の中心で回転子の磁石界磁の極性
を検出する位置検出器で、各位置検出器はホールICや
磁性薄膜磁気抵抗素子(MR素子)等からなっている。
V相及びW相の磁極部の中心で回転子の磁石界磁の極性
を検出する位置検出器で、各位置検出器はホールICや
磁性薄膜磁気抵抗素子(MR素子)等からなっている。
【0016】なお、各位置検出器は固定子鉄心に取り付
けてもよいが、固定子鉄心と軸線方向に並べた状態でプ
リント基板が配置されて、該プリント基板に制御回路の
構成要素が実装される場合には、該プリント基板に位置
検出器を取付けるのが有利である。
けてもよいが、固定子鉄心と軸線方向に並べた状態でプ
リント基板が配置されて、該プリント基板に制御回路の
構成要素が実装される場合には、該プリント基板に位置
検出器を取付けるのが有利である。
【0017】2は駆動コイルLu 〜Lw への通電をオン
オフするスイッチ回路で、このスイッチ回路は、3相ブ
リッジ接続された6個のスイッチ素子Tu 〜Tw 及びT
x 〜Tz と、スイッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz の
それぞれの両端に逆並列接続されたダイオードDu 〜D
w 及びDx 〜Dz とからなっている。一般に、n相(n
は2以上の整数)の駆動コイルが設けられている場合に
は、2n個のスイッチ素子を設けて、対のスイッチ素子
の直列回路をn個並列に接続する(2n個のスイッチ素
子をn相ブリッジ接続する)ことによりスイッチ回路が
構成される。
オフするスイッチ回路で、このスイッチ回路は、3相ブ
リッジ接続された6個のスイッチ素子Tu 〜Tw 及びT
x 〜Tz と、スイッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz の
それぞれの両端に逆並列接続されたダイオードDu 〜D
w 及びDx 〜Dz とからなっている。一般に、n相(n
は2以上の整数)の駆動コイルが設けられている場合に
は、2n個のスイッチ素子を設けて、対のスイッチ素子
の直列回路をn個並列に接続する(2n個のスイッチ素
子をn相ブリッジ接続する)ことによりスイッチ回路が
構成される。
【0018】図示の例では、スイッチ素子Tu 〜Tw 及
びTx 〜Tz としてNPNトランジスタが用いられてい
るが、スイッチ回路を構成するスイッチ素子はオンオフ
制御が可能なものであればよく、必ずしもNPNトラン
ジスタでなくてもよい。Tu〜Tw 及びTx 〜Tz のい
ずれか一方または双方にPNPトランジスタを用いる場
合もあり、またトランジスタに代えてFET等の他のス
イッチ素子を用いる場合もある。
びTx 〜Tz としてNPNトランジスタが用いられてい
るが、スイッチ回路を構成するスイッチ素子はオンオフ
制御が可能なものであればよく、必ずしもNPNトラン
ジスタでなくてもよい。Tu〜Tw 及びTx 〜Tz のい
ずれか一方または双方にPNPトランジスタを用いる場
合もあり、またトランジスタに代えてFET等の他のス
イッチ素子を用いる場合もある。
【0019】3はバッテリ等からなる直流電源で、この
直流電源の出力がスイッチ回路2を通して駆動コイルL
u 〜Lw に供給されている。
直流電源の出力がスイッチ回路2を通して駆動コイルL
u 〜Lw に供給されている。
【0020】本実施例においては、位置検出器Hu 〜H
w が図2に示すように、高レベルまたは零レベル(低レ
ベル)の状態をとる矩形波状の3個の位置検出信号eu
,ev ,ew を出力する。本実施例では、位置検出信
号eu 〜ew の高レベルの部分及び零レベルの部分をそ
れぞれ2進法の数値「1」及び「0」で表している。
w が図2に示すように、高レベルまたは零レベル(低レ
ベル)の状態をとる矩形波状の3個の位置検出信号eu
,ev ,ew を出力する。本実施例では、位置検出信
号eu 〜ew の高レベルの部分及び零レベルの部分をそ
れぞれ2進法の数値「1」及び「0」で表している。
【0021】なお図2の一番上に表示された1〜18の
番号は、回転子が1回転する間に通過する特定の回転角
度位置を識別するための番号であり、1〜18の区間の
回転角度が360度に等しくなっている。
番号は、回転子が1回転する間に通過する特定の回転角
度位置を識別するための番号であり、1〜18の区間の
回転角度が360度に等しくなっている。
【0022】3個の位置検出信号eu 〜ew はマイクロ
コンピュータにより実現される位置検出手段4に与えら
れる。位置検出手段4は、3個の位置検出信号eu 〜ew
の状態から、正規の導通角(励磁電流を流す角度)を3
60/n度(本実施例ではn=3であるので正規の導通
角は120度)として各相の駆動コイルを励磁する場合
に励磁相の組み合わせを切替える位置を正規の相切替位
置として検出し、図2に示すように、相切替位置θ1 〜
θ6 で零レベルに立ち下がる割込信号Intを発生する。
コンピュータにより実現される位置検出手段4に与えら
れる。位置検出手段4は、3個の位置検出信号eu 〜ew
の状態から、正規の導通角(励磁電流を流す角度)を3
60/n度(本実施例ではn=3であるので正規の導通
角は120度)として各相の駆動コイルを励磁する場合
に励磁相の組み合わせを切替える位置を正規の相切替位
置として検出し、図2に示すように、相切替位置θ1 〜
θ6 で零レベルに立ち下がる割込信号Intを発生する。
【0023】3個の位置検出信号eu 〜ew の状態の組
み合わせは、回転子が1回転する間に「001」→「1
01」→「100」→「110」→「010」→「01
1」→「001」のように変化する。本実施例では、位
置検出信号eu ,ev ,ewの状態の組み合わせの変化
を検出することにより正規の相切替位置θ1 〜θ6 を検
出する。
み合わせは、回転子が1回転する間に「001」→「1
01」→「100」→「110」→「010」→「01
1」→「001」のように変化する。本実施例では、位
置検出信号eu ,ev ,ewの状態の組み合わせの変化
を検出することにより正規の相切替位置θ1 〜θ6 を検
出する。
【0024】本実施例では、正規の導通角120度で励
磁相の組合せを切換えて回転子を一方向に回転させる場
合にスイッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz がとるべき
オンオフのパターンを表1の通りとする。表1におい
て、「1」はスイッチ素子がオン状態にあることを示
し、「0」はスイッチ素子がオフ状態にあることを示し
ている。
磁相の組合せを切換えて回転子を一方向に回転させる場
合にスイッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz がとるべき
オンオフのパターンを表1の通りとする。表1におい
て、「1」はスイッチ素子がオン状態にあることを示
し、「0」はスイッチ素子がオフ状態にあることを示し
ている。
【0025】
【表1】 本実施例では、2n個(本実施例では6個)のスイッチ
素子のそれぞれに対して1ビットを割り当てて各スイッ
チ素子がとるべきオンオフの状態を表した2nビットの
数値を相パターンとし、各正規の切換位置で励磁相の組
み合わせを切替える場合に各スイッチ素子がとるべき状
態を示す相パターンを正規の相パターンとしてマイクロ
コンピュータのROMに記憶させておく。
素子のそれぞれに対して1ビットを割り当てて各スイッ
チ素子がとるべきオンオフの状態を表した2nビットの
数値を相パターンとし、各正規の切換位置で励磁相の組
み合わせを切替える場合に各スイッチ素子がとるべき状
態を示す相パターンを正規の相パターンとしてマイクロ
コンピュータのROMに記憶させておく。
【0026】表1の各欄において横方向に一列に並んで
いる一連の数値が正規の相パターンとなる。例えば、角
度θ1 〜θ2 の範囲での正規の相パターンは、「1,
0,0,0,1,0」となる。相パターンを記憶したR
OMにより相パターン記憶手段5が構成される。
いる一連の数値が正規の相パターンとなる。例えば、角
度θ1 〜θ2 の範囲での正規の相パターンは、「1,
0,0,0,1,0」となる。相パターンを記憶したR
OMにより相パターン記憶手段5が構成される。
【0027】相パターン記憶手段5に記憶された相パタ
ーンは、マイクロコンピュータにより実現される相パタ
ーン出力手段6により読み出されて、トリガ信号発生部
7に与えられる。トリガ信号発生部7は、読み出された
相パターンに従ってスイッチ回路2のスイッチ素子Tu
〜Tw 及びTx 〜Tz をそれぞれトリガするトリガ信号
Su 〜Sw 及びSx 〜Sz を発生して、これらのトリガ
信号をスイッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz に与え
る。各トリガ信号が発生している間各スイッチ素子が導
通して所定の駆動コイルに励磁電流を流す。
ーンは、マイクロコンピュータにより実現される相パタ
ーン出力手段6により読み出されて、トリガ信号発生部
7に与えられる。トリガ信号発生部7は、読み出された
相パターンに従ってスイッチ回路2のスイッチ素子Tu
〜Tw 及びTx 〜Tz をそれぞれトリガするトリガ信号
Su 〜Sw 及びSx 〜Sz を発生して、これらのトリガ
信号をスイッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz に与え
る。各トリガ信号が発生している間各スイッチ素子が導
通して所定の駆動コイルに励磁電流を流す。
【0028】本実施例では、回転子の回転数を検出する
回転数検出器10と、電動機の設定回転数に相応した周
波数の基準クロック信号を発生する基準クロック信号発
生器11とが更に設けられ、回転数検出器10及び基準
クロック信号発生器11の出力が周波数比較手段12に
与えられている。本実施例で用いられている回転数検出
器10は電動機に取り付けられたロータリエンコーダR
Eからなっていて、電動機の実回転数に比例する周波数
のパルス信号を発生する。
回転数検出器10と、電動機の設定回転数に相応した周
波数の基準クロック信号を発生する基準クロック信号発
生器11とが更に設けられ、回転数検出器10及び基準
クロック信号発生器11の出力が周波数比較手段12に
与えられている。本実施例で用いられている回転数検出
器10は電動機に取り付けられたロータリエンコーダR
Eからなっていて、電動機の実回転数に比例する周波数
のパルス信号を発生する。
【0029】周波数比較手段12は、回転数検出器10
の出力周波数と基準クロック信号の周波数とを比較して
設定回転数と実回転数との偏差を演算し、該偏差をPI
D演算手段13に与える。PID演算手段13は設定回
転数と実回転数との偏差に比例、積分、微分演算を施し
て偏差を零にするために電動機の駆動コイルに流す必要
がある励磁電流を演算してその演算結果をパルス変調手
段14に与える。パルス変調手段14は、スイッチ回路
2の各スイッチ素子をオンオフ制御して駆動コイルに与
えられる電流の値を演算手段13により演算された値に
等しくするように、トリガ信号発生部7が発生するトリ
ガ信号Su 〜Sw 及びSx 〜Sz をパルス幅変調する。
従って、スイッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz にそれ
ぞれ与えられるトリガ信号の波形は断続波形になり、該
トリガ信号により各スイッチ素子がオンオフ制御され
て、各駆動コイルに演算手段13により演算された電流
値の励磁電流が供給される。これにより電動機の回転数
が設定値に等しくなるように制御される。
の出力周波数と基準クロック信号の周波数とを比較して
設定回転数と実回転数との偏差を演算し、該偏差をPI
D演算手段13に与える。PID演算手段13は設定回
転数と実回転数との偏差に比例、積分、微分演算を施し
て偏差を零にするために電動機の駆動コイルに流す必要
がある励磁電流を演算してその演算結果をパルス変調手
段14に与える。パルス変調手段14は、スイッチ回路
2の各スイッチ素子をオンオフ制御して駆動コイルに与
えられる電流の値を演算手段13により演算された値に
等しくするように、トリガ信号発生部7が発生するトリ
ガ信号Su 〜Sw 及びSx 〜Sz をパルス幅変調する。
従って、スイッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz にそれ
ぞれ与えられるトリガ信号の波形は断続波形になり、該
トリガ信号により各スイッチ素子がオンオフ制御され
て、各駆動コイルに演算手段13により演算された電流
値の励磁電流が供給される。これにより電動機の回転数
が設定値に等しくなるように制御される。
【0030】なお本実施例では、基準クロック信号発生
器11により回転数の設定値を与えるようにしている
が、基準クロック信号発生器11を用いて回転数の設定
値を与える代りに、デジタルスイッチ等によりマイクロ
コンピュータに設定値を与えるようにしてもよい。
器11により回転数の設定値を与えるようにしている
が、基準クロック信号発生器11を用いて回転数の設定
値を与える代りに、デジタルスイッチ等によりマイクロ
コンピュータに設定値を与えるようにしてもよい。
【0031】この種の電動機において、表1に示した正
規の相パターンに従って励磁相を切換えた場合には、励
磁相を切替える際に駆動コイルに流れる電流が不足し、
トルクの低下が生じる恐れがある。そこで本発明におい
ては、励磁電流を流す相を切替える際に、励磁を終了す
べき相の駆動コイルと次に励磁する相の駆動コイルとに
重複して励磁電流を流す期間を生じさせる。
規の相パターンに従って励磁相を切換えた場合には、励
磁相を切替える際に駆動コイルに流れる電流が不足し、
トルクの低下が生じる恐れがある。そこで本発明におい
ては、励磁電流を流す相を切替える際に、励磁を終了す
べき相の駆動コイルと次に励磁する相の駆動コイルとに
重複して励磁電流を流す期間を生じさせる。
【0032】そのため、本実施例では、相パターン記憶
手段が、上記の正規の相パターンに加えて、オフ時重な
り角生成パターンAと、オン時重なり角生成パターンC
とを更に記憶している。ここでオフ時重なり角生成パタ
ーンAは、各正規の相切替位置でオン状態からオフ状態
にされるべきスイッチ素子を引き続きオン状態としたま
まで励磁相の組み合わせを切替えるために各スイッチ素
子がとるべき状態を示す相パターンであり、オン時重な
り角生成用相パターンCは、各正規の相パターンの2n
ビットの内次の相切替位置でオフ状態からオン状態にさ
れるべきスイッチ素子の状態を示すビットをオン状態を
示す数値に変更した相パターンである。表1に示した正
規の相パターンをBとして、相パターン記憶手段が記憶
している相パターンをまとめて示すと表2に示す通りに
なる。
手段が、上記の正規の相パターンに加えて、オフ時重な
り角生成パターンAと、オン時重なり角生成パターンC
とを更に記憶している。ここでオフ時重なり角生成パタ
ーンAは、各正規の相切替位置でオン状態からオフ状態
にされるべきスイッチ素子を引き続きオン状態としたま
まで励磁相の組み合わせを切替えるために各スイッチ素
子がとるべき状態を示す相パターンであり、オン時重な
り角生成用相パターンCは、各正規の相パターンの2n
ビットの内次の相切替位置でオフ状態からオン状態にさ
れるべきスイッチ素子の状態を示すビットをオン状態を
示す数値に変更した相パターンである。表1に示した正
規の相パターンをBとして、相パターン記憶手段が記憶
している相パターンをまとめて示すと表2に示す通りに
なる。
【0033】
【表2】 本実施例においてはまた、相パターン出力手段6が、正
規の相切替位置が検出されたときに第1の時間の計時T
1 を開始する第1のタイマ手段と、第1のタイマ手段が
第1の時間T1 の計時を終了したときに第2の時間T2
の計時を開始する第2のタイマ手段とを備えていて、位
置検出手段が正規の相切替位置を検出したときにオフ時
重なり角生成用相パターンを読み出し、第1のタイマ手
段が計時動作を終了したときに正規の相パターンを読み
出し、第2のタイマ手段が計時動作を終了したときにオ
ン時重なり角生成用相パターンを読み出して読み出した
相パターンを出力する。
規の相切替位置が検出されたときに第1の時間の計時T
1 を開始する第1のタイマ手段と、第1のタイマ手段が
第1の時間T1 の計時を終了したときに第2の時間T2
の計時を開始する第2のタイマ手段とを備えていて、位
置検出手段が正規の相切替位置を検出したときにオフ時
重なり角生成用相パターンを読み出し、第1のタイマ手
段が計時動作を終了したときに正規の相パターンを読み
出し、第2のタイマ手段が計時動作を終了したときにオ
ン時重なり角生成用相パターンを読み出して読み出した
相パターンを出力する。
【0034】本実施例において、位置検出手段4、相パ
ターン出力手段6、駆動信号発生部、周波数比較手段1
2、PID演算手段13及びパルス幅変調手段14をマ
イクロコンピュータにより実現するためのプログラムの
アルゴリズムを示すフローチャートを図3ないし図5に
示した。
ターン出力手段6、駆動信号発生部、周波数比較手段1
2、PID演算手段13及びパルス幅変調手段14をマ
イクロコンピュータにより実現するためのプログラムの
アルゴリズムを示すフローチャートを図3ないし図5に
示した。
【0035】以下図2及び図3ないし図5を参照して本
実施例の動作を説明する。なお図2のSu 〜Sw 及びS
x 〜Sz はパルス幅変調されていない状態のトリガ信号
の波形を示しており、この例では、各トリガ信号が高レ
ベルの状態にあるときに各スイッチ素子がオン状態にあ
るものとしている。各トリガ信号の波形中に記入された
該当箇所における数値「1」または「0」は相パターン
の数値である。図2の一番下に示した符号Pは割込信号
Intによる割込が行われる位置を示し、Ti1及びTi2は
それぞれ第1のタイマ手段及び第2のタイマ手段が時間
T1 及びT2 の計測を終了したときに行われる割込の位
置を示している。ここで時間T1 は、相パターンAを発
生させている時間であり、各スイッチ素子の正規のオフ
時刻(各相の励磁電流の導通角を120度とするように
制御する場合のオフ時刻)から実際のオフ時刻までの時
間である。またT2 は正規の相パターンBが発生してい
る時間であり、T3 は、相パターンCが発生している時
間である。T3 は各スイッチ素子の実際のオン時刻から
正規のオン時刻(導通角を120度とするように制御す
る場合のオン時刻)までの時間である。割込信号Intの
発生周期(励磁相の各組合せが継続する時間)をTとし
たときに、T=T1 +T2 +T3 となるようにT1 〜T
3 が設定されている。
実施例の動作を説明する。なお図2のSu 〜Sw 及びS
x 〜Sz はパルス幅変調されていない状態のトリガ信号
の波形を示しており、この例では、各トリガ信号が高レ
ベルの状態にあるときに各スイッチ素子がオン状態にあ
るものとしている。各トリガ信号の波形中に記入された
該当箇所における数値「1」または「0」は相パターン
の数値である。図2の一番下に示した符号Pは割込信号
Intによる割込が行われる位置を示し、Ti1及びTi2は
それぞれ第1のタイマ手段及び第2のタイマ手段が時間
T1 及びT2 の計測を終了したときに行われる割込の位
置を示している。ここで時間T1 は、相パターンAを発
生させている時間であり、各スイッチ素子の正規のオフ
時刻(各相の励磁電流の導通角を120度とするように
制御する場合のオフ時刻)から実際のオフ時刻までの時
間である。またT2 は正規の相パターンBが発生してい
る時間であり、T3 は、相パターンCが発生している時
間である。T3 は各スイッチ素子の実際のオン時刻から
正規のオン時刻(導通角を120度とするように制御す
る場合のオン時刻)までの時間である。割込信号Intの
発生周期(励磁相の各組合せが継続する時間)をTとし
たときに、T=T1 +T2 +T3 となるようにT1 〜T
3 が設定されている。
【0036】図3は電源が投入されて初期励磁により電
動機が回転した後回転数検出器10がパルス信号を発生
する毎に実行されるメインルーチンを示したもので、こ
のメインルーチンでは先ず回転数検出器10の出力周波
数と基準クロック信号の周波数とを比較して実回転数と
設定回転数との偏差を演算する。次いでこの偏差にPI
D演算を施して偏差を零にするために必要な励磁電流を
演算し、その演算結果に基づいてトリガ信号をパルス幅
変調するための信号を出力する。
動機が回転した後回転数検出器10がパルス信号を発生
する毎に実行されるメインルーチンを示したもので、こ
のメインルーチンでは先ず回転数検出器10の出力周波
数と基準クロック信号の周波数とを比較して実回転数と
設定回転数との偏差を演算する。次いでこの偏差にPI
D演算を施して偏差を零にするために必要な励磁電流を
演算し、その演算結果に基づいてトリガ信号をパルス幅
変調するための信号を出力する。
【0037】図4は位置検出器の出力の各エッジで図2
に示した割込信号Intが発生する毎に実行される割込ル
ーチンで、この割込ルーチンでは、先ず図5に示した手
順で励磁相の切替を行う。励磁相の切替を行う際には、
先ず位置検出器の出力の状態を読み込み、読み込んだ位
置検出器の出力の状態に応じて相パターンAを読み出
す。例えば、回転角度がθ1 〜θ2 の範囲にあって、位
置検出器の出力の状態が「101」であるときには、相
パターンA「101010」(表2参照)を読み出す。
に示した割込信号Intが発生する毎に実行される割込ル
ーチンで、この割込ルーチンでは、先ず図5に示した手
順で励磁相の切替を行う。励磁相の切替を行う際には、
先ず位置検出器の出力の状態を読み込み、読み込んだ位
置検出器の出力の状態に応じて相パターンAを読み出
す。例えば、回転角度がθ1 〜θ2 の範囲にあって、位
置検出器の出力の状態が「101」であるときには、相
パターンA「101010」(表2参照)を読み出す。
【0038】第1のタイマが時間T1 の計測を終了する
と、図6のタイマ割込が実行される。この割込では、タ
イマが時間T1 の計測を終了したときにその計測動作を
停止させ、位置検出器の出力の状態に応じて相パターン
Bを出力する。例えば回転角がθ1 θ2 の範囲にあって
位置検出器の出力の状態が「101」であるときには、
相パターンB「100010」を出力する。
と、図6のタイマ割込が実行される。この割込では、タ
イマが時間T1 の計測を終了したときにその計測動作を
停止させ、位置検出器の出力の状態に応じて相パターン
Bを出力する。例えば回転角がθ1 θ2 の範囲にあって
位置検出器の出力の状態が「101」であるときには、
相パターンB「100010」を出力する。
【0039】相パターンBを出力した後第2のタイマを
セットして時間T2 の計測を開始させる。第2のタイマ
が時間T2 の計測を終了したときに再び図6の割込が実
行され、第2のタイマの動作を停止させるとともに、位
置検出器の出力の状態に応じて所定の相パターンCを出
力する。例えば回転角度がθ1 〜θ2 の範囲にあるとき
には、相パターンC「100011」を出力する。
セットして時間T2 の計測を開始させる。第2のタイマ
が時間T2 の計測を終了したときに再び図6の割込が実
行され、第2のタイマの動作を停止させるとともに、位
置検出器の出力の状態に応じて所定の相パターンCを出
力する。例えば回転角度がθ1 〜θ2 の範囲にあるとき
には、相パターンC「100011」を出力する。
【0040】上記の動作により、位置検出器の出力の状
態に応じて相パターンA,B及びCが順次出力される。
態に応じて相パターンA,B及びCが順次出力される。
【0041】トリガ信号発生部7は、出力された相パタ
ーンに応じてパルス幅変調されたトリガ信号Su 〜Sw
及びSx 〜Sz を出力する。これらのトリガ信号はスイ
ッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz に与えられ、各スイ
ッチ素子にトリガ信号が与えられている間該スイッチ素
子が導通して所定の駆動コイルに励磁電流を流す。
ーンに応じてパルス幅変調されたトリガ信号Su 〜Sw
及びSx 〜Sz を出力する。これらのトリガ信号はスイ
ッチ素子Tu 〜Tw 及びTx 〜Tz に与えられ、各スイ
ッチ素子にトリガ信号が与えられている間該スイッチ素
子が導通して所定の駆動コイルに励磁電流を流す。
【0042】図2から明らかなように、本実施例では、
励磁電流を流す相の組合わせを切替える際に、励磁を終
了すべき相の駆動コイルと次に励磁する相の駆動コイル
とに同時に励磁電流が流れる重複励磁期間T1 及びT3
が生じる。重複励磁期間T1及びT3 に相当する角度を
それぞれ重なり角γoff 及びγonとすると、各相の励磁
電流の導通角θi は、θi =120°+γoff +γonで
与えられる。電動機の回転数を一定に保つように制御す
る場合、タイマの設定時間T1 及びT2 を調整して重な
り角γoff 及びγonを任意に調整することにより、導通
角θi を任意に設定することができる。
励磁電流を流す相の組合わせを切替える際に、励磁を終
了すべき相の駆動コイルと次に励磁する相の駆動コイル
とに同時に励磁電流が流れる重複励磁期間T1 及びT3
が生じる。重複励磁期間T1及びT3 に相当する角度を
それぞれ重なり角γoff 及びγonとすると、各相の励磁
電流の導通角θi は、θi =120°+γoff +γonで
与えられる。電動機の回転数を一定に保つように制御す
る場合、タイマの設定時間T1 及びT2 を調整して重な
り角γoff 及びγonを任意に調整することにより、導通
角θi を任意に設定することができる。
【0043】このように、本発明によれば、励磁相の組
合わせを切替える際に、励磁を終了する相と新たに励磁
する相との双方に重複して励磁電流が流れる期間が生じ
るため、励磁相を切替える際に電動機の励磁電流が不足
することがない。従って、励磁電流のデューティ比が小
さくなる低速時にトルクが低下して回転数の変動が生じ
るのを防止することができる。
合わせを切替える際に、励磁を終了する相と新たに励磁
する相との双方に重複して励磁電流が流れる期間が生じ
るため、励磁相を切替える際に電動機の励磁電流が不足
することがない。従って、励磁電流のデューティ比が小
さくなる低速時にトルクが低下して回転数の変動が生じ
るのを防止することができる。
【0044】なお相パターンの各ビットの数値「1」,
「0」とトリガ信号のレベルとの対応関係は必ずしも図
2に示した通りである必要はない。例えばスイッチ素子
としてPNPトランジスタを用いる場合には、トリガ信
号が零レベル(接地レベル)のときにスイッチ素子が導
通するので、相パターンの数値が「1」のときにトリガ
信号のレベルが零レベルとなる。また本実施例では、相
パターンの数値「1」及び「0」をそれぞれスイッチ素
子のオン状態及びオフ状態に対応させているが、逆に相
パターンの数値「0」及び「1」をスイッチ素子のオン
状態及びオフ状態に対応させてもよい。
「0」とトリガ信号のレベルとの対応関係は必ずしも図
2に示した通りである必要はない。例えばスイッチ素子
としてPNPトランジスタを用いる場合には、トリガ信
号が零レベル(接地レベル)のときにスイッチ素子が導
通するので、相パターンの数値が「1」のときにトリガ
信号のレベルが零レベルとなる。また本実施例では、相
パターンの数値「1」及び「0」をそれぞれスイッチ素
子のオン状態及びオフ状態に対応させているが、逆に相
パターンの数値「0」及び「1」をスイッチ素子のオン
状態及びオフ状態に対応させてもよい。
【0045】本実施例では、図5のフローチャートにお
いて、位置検出器の状態を読み込んでその状態を判定す
る過程により位置検出手段4が実現される。また図5の
フローチャートにおける相パターン出力過程と、図6の
フローチャートに従う過程とにより、相パターン出力手
段6が実現される。
いて、位置検出器の状態を読み込んでその状態を判定す
る過程により位置検出手段4が実現される。また図5の
フローチャートにおける相パターン出力過程と、図6の
フローチャートに従う過程とにより、相パターン出力手
段6が実現される。
【0046】トリガ信号発生部7はパルス幅変調器とバ
ッファアンプ等からなっていて、CPUの各出力ポート
から出力される高レベル信号を所定のデューティ比で断
続させてトリガ信号Su 〜Sw 及びSx 〜Sz を発生さ
せる。
ッファアンプ等からなっていて、CPUの各出力ポート
から出力される高レベル信号を所定のデューティ比で断
続させてトリガ信号Su 〜Sw 及びSx 〜Sz を発生さ
せる。
【0047】上記の実施例では、マイクロコンピュータ
により相パターンA及びCを発生させることにより、励
磁相の組合わせを切替える際に重複励磁期間を生じさせ
るようにしたが、図7に示すようにトリガ信号発生回路
21,21,…を設けて、正規の励磁相切替位置で発生
する駆動信号Su ´〜Sw ´及びSx ´〜Sz ´をそれ
ぞれトリガ信号発生回路21に供給することにより重複
励磁期間をハードウェア的に作ることもできる。
により相パターンA及びCを発生させることにより、励
磁相の組合わせを切替える際に重複励磁期間を生じさせ
るようにしたが、図7に示すようにトリガ信号発生回路
21,21,…を設けて、正規の励磁相切替位置で発生
する駆動信号Su ´〜Sw ´及びSx ´〜Sz ´をそれ
ぞれトリガ信号発生回路21に供給することにより重複
励磁期間をハードウェア的に作ることもできる。
【0048】図7の実施例では、位置検出器Hu 〜Hw
の出力がハードウェア回路からなる位置検出部4´に与
えられ、位置検出部4´の出力が切替回路20に与えら
れている。位置検出部4´は、導通角を120度として
各相の駆動コイルを励磁する場合に励磁相の組合わせを
切替える位置を相切替位置として検出する。切替回路2
0は、位置検出部4´により検出された相切替位置でオ
ン状態にされるべきスイッチの導通期間を定める駆動信
号Su'〜Sw ´及びSx ´〜Sz ´を発生する。これら
の駆動信号をトリガ信号としてスイッチ素子Tu 〜Tw
及びTx 〜Tzに与えた場合には、導通角が120度と
なるように各相の駆動コイルの励磁電流が制御される。
この例では、切替回路20により駆動信号発生部が構成
されている。
の出力がハードウェア回路からなる位置検出部4´に与
えられ、位置検出部4´の出力が切替回路20に与えら
れている。位置検出部4´は、導通角を120度として
各相の駆動コイルを励磁する場合に励磁相の組合わせを
切替える位置を相切替位置として検出する。切替回路2
0は、位置検出部4´により検出された相切替位置でオ
ン状態にされるべきスイッチの導通期間を定める駆動信
号Su'〜Sw ´及びSx ´〜Sz ´を発生する。これら
の駆動信号をトリガ信号としてスイッチ素子Tu 〜Tw
及びTx 〜Tzに与えた場合には、導通角が120度と
なるように各相の駆動コイルの励磁電流が制御される。
この例では、切替回路20により駆動信号発生部が構成
されている。
【0049】本発明においては、駆動信号Su ´〜Sw
´及びSx ´〜Sz ´がトリガ信号発生回路21,2
1,…に与えられ、トリガ信号発生回路21,21,…
から得られるトリガ信号Su 〜Sw 及びSx 〜Sz がス
イッチ素子Tu 〜Tw 及びTx〜Tz に与えられてい
る。
´及びSx ´〜Sz ´がトリガ信号発生回路21,2
1,…に与えられ、トリガ信号発生回路21,21,…
から得られるトリガ信号Su 〜Sw 及びSx 〜Sz がス
イッチ素子Tu 〜Tw 及びTx〜Tz に与えられてい
る。
【0050】各トリガ信号発生回路21は例えば図8に
示すように、オア回路OR1 と、エクスルーシブオア回
路EXORと抵抗R1 及びコンデンサC1 とにより構成
することができる。この例では、エクスクルーシブオア
回路EXORと抵抗R1 とコンデンサC1 とにより重な
り角生成信号Vγを発生する重なり角生成回路21aが
構成され、オア回路OR1 によりトリガ信号生成回路2
1bが構成されている。
示すように、オア回路OR1 と、エクスルーシブオア回
路EXORと抵抗R1 及びコンデンサC1 とにより構成
することができる。この例では、エクスクルーシブオア
回路EXORと抵抗R1 とコンデンサC1 とにより重な
り角生成信号Vγを発生する重なり角生成回路21aが
構成され、オア回路OR1 によりトリガ信号生成回路2
1bが構成されている。
【0051】図8に示したトリガ信号発生回路21に図
9(A)に示すような駆動信号が入力されると、抵抗R
1 を通してコンデンサC1 が充電されるため、コンデン
サC1 の両端の電圧Vc が図9(B)に示したように上
昇していく。コンデンサC1の両端の電圧がエクスクル
ーシブオア回路EXORの入力のスレショールドレベル
Vt 未満の場合には、エクスルーシブオア回路EXOR
の入力の状態が「1,0」であるため、該EXORの出
力(重なり角生成信号)Vγは高レベル(「1」の状
態)になっている。コンデンサC1 の両端の電圧Vc が
EXORの入力のスレショールドレベルVt 以上になる
と、EXORの出力Vγは零レベル(接地レベル、
「0」の状態)になる。駆動信号の入力が停止すると、
コンデンサC1の電荷が抵抗R1 と駆動信号の出力回路
の出力段(接地電位にある)とを通して放電するため、
コンデンサC1 の両端の電圧Vc が一定の割合で低下し
ていく。駆動信号が消滅すると、コンデンサC1 の両端
の電圧Vc がEXORの入力のスレショールドレベルV
t 以上になっている間はEXORの入力の状態が「0,
1」であるため、該EXORの出力Vγは高レベルの状
態にあるが、コンデンサC1 の両端の電圧Vc がスレシ
ョールドレベルVt 未満になるとEXORの出力Vγが
零レベルになる。従ってOR1 の出力側には、図9
(D)に示すように、斜線が施された部分だけ駆動信号
よりも立下りが遅れた矩形波状のトリガ信号が得られ、
重なり角γが得られる。このように重なり角生成回路2
1aを有するトリガ信号発生回路21を設けた場合の各
部の回転角θに対する信号波形を図10(A)ないし
(I)に示した。
9(A)に示すような駆動信号が入力されると、抵抗R
1 を通してコンデンサC1 が充電されるため、コンデン
サC1 の両端の電圧Vc が図9(B)に示したように上
昇していく。コンデンサC1の両端の電圧がエクスクル
ーシブオア回路EXORの入力のスレショールドレベル
Vt 未満の場合には、エクスルーシブオア回路EXOR
の入力の状態が「1,0」であるため、該EXORの出
力(重なり角生成信号)Vγは高レベル(「1」の状
態)になっている。コンデンサC1 の両端の電圧Vc が
EXORの入力のスレショールドレベルVt 以上になる
と、EXORの出力Vγは零レベル(接地レベル、
「0」の状態)になる。駆動信号の入力が停止すると、
コンデンサC1の電荷が抵抗R1 と駆動信号の出力回路
の出力段(接地電位にある)とを通して放電するため、
コンデンサC1 の両端の電圧Vc が一定の割合で低下し
ていく。駆動信号が消滅すると、コンデンサC1 の両端
の電圧Vc がEXORの入力のスレショールドレベルV
t 以上になっている間はEXORの入力の状態が「0,
1」であるため、該EXORの出力Vγは高レベルの状
態にあるが、コンデンサC1 の両端の電圧Vc がスレシ
ョールドレベルVt 未満になるとEXORの出力Vγが
零レベルになる。従ってOR1 の出力側には、図9
(D)に示すように、斜線が施された部分だけ駆動信号
よりも立下りが遅れた矩形波状のトリガ信号が得られ、
重なり角γが得られる。このように重なり角生成回路2
1aを有するトリガ信号発生回路21を設けた場合の各
部の回転角θに対する信号波形を図10(A)ないし
(I)に示した。
【0052】本実施例では、回転子の回転数を検出する
回転数検出器10と、電動機の設定回転数を設定する回
転数設定器11´とが設けられ、回転数検出器10及び
回転数設定器11´の出力が比較器12´に与えられて
いる。
回転数検出器10と、電動機の設定回転数を設定する回
転数設定器11´とが設けられ、回転数検出器10及び
回転数設定器11´の出力が比較器12´に与えられて
いる。
【0053】比較器12´は回転数検出器10の出力と
回転数設定器11´とを比較して設定回転数と実回転数
との偏差を演算し、該偏差をPID演算部13´に与え
る。PID演算部13´は設定回転数と実回転数との偏
差に比例、積分、微分演算を施して偏差を零にするため
に電動機の駆動コイルに流す必要がある励磁電流を算出
してその演算結果をパルス幅変調部14´に与える。パ
ルス幅変調部14´は、スイッチ回路2の各スイッチ素
子をオンオフ制御して駆動コイルに与えられる電流の値
を演算部13´により演算された値に等しくするよう
に、切替回路20が発生する駆動信号Su ´〜Sw ´及
びSx ´〜Sz ´をパルス幅変調する。
回転数設定器11´とを比較して設定回転数と実回転数
との偏差を演算し、該偏差をPID演算部13´に与え
る。PID演算部13´は設定回転数と実回転数との偏
差に比例、積分、微分演算を施して偏差を零にするため
に電動機の駆動コイルに流す必要がある励磁電流を算出
してその演算結果をパルス幅変調部14´に与える。パ
ルス幅変調部14´は、スイッチ回路2の各スイッチ素
子をオンオフ制御して駆動コイルに与えられる電流の値
を演算部13´により演算された値に等しくするよう
に、切替回路20が発生する駆動信号Su ´〜Sw ´及
びSx ´〜Sz ´をパルス幅変調する。
【0054】図7に示した実施例では、位置検出部4
´、比較器12´、PID演算部13´等がハードウェ
ア回路からなっているが、図1に示した例と同様にマイ
クロコンピュータを用いてこれらの各部を実現する場合
にも重なり角生成回路21aを付加することにより、励
磁相の切替時に重なり角γを生成することができる。
´、比較器12´、PID演算部13´等がハードウェ
ア回路からなっているが、図1に示した例と同様にマイ
クロコンピュータを用いてこれらの各部を実現する場合
にも重なり角生成回路21aを付加することにより、励
磁相の切替時に重なり角γを生成することができる。
【0055】トリガ信号発生回路21は、各駆動信号が
消滅する時刻で所定の時間幅の重なり角生成信号Vγを
発生する重なり角生成信号発生回路21aと、駆動信号
と重なり角生成信号とのオア条件が成立しているときに
トリガ信号を発生するトリガ信号生成回路とを備えたも
のであればよく、図8に示したものに限定されるもので
はない。
消滅する時刻で所定の時間幅の重なり角生成信号Vγを
発生する重なり角生成信号発生回路21aと、駆動信号
と重なり角生成信号とのオア条件が成立しているときに
トリガ信号を発生するトリガ信号生成回路とを備えたも
のであればよく、図8に示したものに限定されるもので
はない。
【0056】例えば、重なり角生成回路を、駆動信号が
零に立ち下がる際のエッジでトリガされて矩形波信号を
発生するワンショットマルチバイブレータにより構成し
て、駆動信号と該マルチバイブレータの出力とのオア条
件をとることによってトリガ信号を生成するようにして
もよい。
零に立ち下がる際のエッジでトリガされて矩形波信号を
発生するワンショットマルチバイブレータにより構成し
て、駆動信号と該マルチバイブレータの出力とのオア条
件をとることによってトリガ信号を生成するようにして
もよい。
【0057】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、励磁電
流を流す相を切替える際に、励磁を終了すべき相の駆動
コイルと次に励磁する相の駆動コイルとに重複して励磁
電流が流れる期間が生じるようにしたため、励磁相の組
合わせを切替える際に電動機の励磁電流が不足するのを
防ぐことができ、励磁相を切替える際にトルクの低下が
生じるのを防いで、トルクの低下により回転数の変動が
生じるのを防止することができる。
流を流す相を切替える際に、励磁を終了すべき相の駆動
コイルと次に励磁する相の駆動コイルとに重複して励磁
電流が流れる期間が生じるようにしたため、励磁相の組
合わせを切替える際に電動機の励磁電流が不足するのを
防ぐことができ、励磁相を切替える際にトルクの低下が
生じるのを防いで、トルクの低下により回転数の変動が
生じるのを防止することができる。
【図1】本発明の実施例の構成を示す構成図である。
【図2】図1の実施例の動作を説明するための信号波形
図である。
図である。
【図3】本発明の実施例で用いるコンピュータプログラ
ムのメインルーチンのアルゴリズムを示したフローチャ
ートである。
ムのメインルーチンのアルゴリズムを示したフローチャ
ートである。
【図4】同コンピュータプログラムの割込ルーチンのア
ルゴリズムを示したフローチャートである。
ルゴリズムを示したフローチャートである。
【図5】本発明の実施例において励磁相の切替を行う際
のプログラムのアルゴリズムを示したフローチャートで
ある。
のプログラムのアルゴリズムを示したフローチャートで
ある。
【図6】本発明の実施例においてタイマが計時動作を終
了したときに実行される割込ルーチンのアルゴリズムを
示したフローチャートである。
了したときに実行される割込ルーチンのアルゴリズムを
示したフローチャートである。
【図7】本発明の他の実施例の構成を示した構成図であ
る。
る。
【図8】図7の実施例で用いるトリガ信号発生回路の構
成例を示した回路図である。
成例を示した回路図である。
【図9】図8の各部の信号波形を示した波形図である。
【図10】図7の実施例の各部の信号波形を示した波形
図である。
図である。
1 固定子 2 スイッチ回路 3 直流電源 4 位置検出手段 5 相パターン記憶手段 6 相パターン出力手段 7 トリガ信号発生部 10 回転数検出器 20 切替回路 21 トリガ信号発生回路 21a 重なり角生成回路 21b トリガ信号生成回路 Lu 〜Lw 駆動コイル Tu 〜Tw ,Tx 〜Tz スイッチ素子
Claims (3)
- 【請求項1】 磁石界磁を有する回転子と多相の駆動コ
イルを有する固定子とを有するブラシレス直流電動機の
前記固定子側で各相の駆動コイルに対して回転子の回転
角度位置を検出し、検出された回転角度位置に応じて決
定した相の駆動コイルに励磁電流を流すことにより前記
回転子を回転させるブラシレス直流電動機の駆動方法に
おいて、 励磁電流を流す相を切替える際に、励磁を終了すべき相
の駆動コイルと次に励磁する相の駆動コイルとに同時に
励磁電流を流す期間を生じさせることを特徴とするブラ
シレス直流電動機の駆動方法。 - 【請求項2】 磁石界磁を備えた回転子と、n(nは2
以上の整数)相の駆動コイルを有する固定子と、ブリッ
ジ接続された2n個のスイッチ素子を備えて前記n相の
駆動コイルに流す励磁電流をオンオフするスイッチ回路
と、前記n相の駆動コイルのそれぞれに対して回転子の
位置を検出してn個の位置検出信号を発生する位置検出
器と、導通角を360/n度として各相の駆動コイルを
励磁する場合に励磁相の組合わせを切り替える位置を正
規の相切替位置として該正規の相切替位置を前記位置検
出器の出力から検出する位置検出手段と、前記2n個の
スイッチ素子のそれぞれに対して1ビットを割り当てて
各スイッチ素子がとるべきオンオフの状態を表した2n
ビットの数値を相パターンとし、各正規の切換位置で励
磁相の組み合わせを切替える場合に各スイッチ素子がと
るべき状態を示す相パターンを正規の相パターンとして
記憶した相パターン記憶手段と、前記相パターン記憶手
段から相パターンを読み出して読み出した相パターンを
出力する相パターン出力手段とを備え、出力された相パ
ターンに従って前記スイッチ回路の各スイッチ素子にト
リガ信号を与えるブラシレス直流電動機において、 前記相パターン記憶手段は、各正規の相切替位置でオン
状態からオフ状態にされるべきスイッチ素子を引き続き
オン状態としたままで励磁相の組み合わせを切替えるた
めに各スイッチ素子がとるべき状態を示すオフ時重なり
角生成用相パターンと、各正規の相パターンの2nビッ
トの内次の相切替位置でオフ状態からオン状態にされる
べきスイッチ素子の状態を示すビットをオン状態を示す
数値に変更したオン時重なり角生成用相パターンとを更
に記憶しており、 前記相パターン出力手段は、前記正規の相切替位置が検
出されたときに第1の時間の計時を開始する第1のタイ
マ手段と、前記第1のタイマ手段が第1の時間の計時を
終了したときに第2の時間の計時を開始する第2のタイ
マ手段とを備えて、前記位置検出手段が正規の相切替位
置を検出したときに前記オフ時重なり角生成用相パター
ンを読み出し、前記第1のタイマ手段が計時動作を終了
したときに前記正規の相パターンを読み出し、前記第2
のタイマ手段が計時動作を終了したときに前記オン時重
なり角生成用相パターンを読み出して読み出した相パタ
ーンを出力することを特徴とするブラシレス直流電動
機。 - 【請求項3】 磁石界磁を備えた回転子と、 n(nは2以上の整数)相の駆動コイルを有する固定子
と、 ブリッジ接続された2n個のスイッチ素子を備えて前記
n相の駆動コイルに流す励磁電流をオンオフするスイッ
チ回路と、 前記n相の駆動コイルのそれぞれに対して回転子の位置
を検出してn個の位置検出信号を発生する位置検出器
と、 導通角を360/n度として各相の駆動コイルを励磁す
る場合に励磁相の組合わせを切り替える位置を正規の相
切替位置として、該正規の相切替位置を前記位置検出器
の出力から検出する位置検出部と、 前記位置検出部により検出された相切替位置でオン状態
にされるべきスイッチ素子の導通期間を定める駆動信号
を発生する駆動信号発生部とを備え、 前記駆動信号に応じて所定のスイッチ素子にトリガ信号
を与えるブラシレス直流電動機において、 各駆動信号が消滅する時刻で所定の時間幅の信号を発生
する重なり角生成信号発生回路と、 前記駆動信号と重なり角生成信号とのオア条件が成立し
ているときに前記トリガ信号を発生するトリガ信号生成
回路とを具備していることを特徴とするブラシレス直流
電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5228983A JPH0787774A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | ブラシレス直流電動機及びその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5228983A JPH0787774A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | ブラシレス直流電動機及びその駆動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0787774A true JPH0787774A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16884935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5228983A Pending JPH0787774A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | ブラシレス直流電動機及びその駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0787774A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114497907A (zh) * | 2020-11-13 | 2022-05-13 | 智一新能源发展有限公司 | 一种新型防反器及其电池簇和电池模块 |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP5228983A patent/JPH0787774A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114497907A (zh) * | 2020-11-13 | 2022-05-13 | 智一新能源发展有限公司 | 一种新型防反器及其电池簇和电池模块 |
CN114497907B (zh) * | 2020-11-13 | 2024-04-26 | 智一新能源发展有限公司 | 一种新型防反器及其电池簇和电池模块 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011106 |