JPH08256496A - Inverter controller for sensorless and brushless dc motor - Google Patents

Inverter controller for sensorless and brushless dc motor

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JPH08256496A
JPH08256496A JP7084766A JP8476695A JPH08256496A JP H08256496 A JPH08256496 A JP H08256496A JP 7084766 A JP7084766 A JP 7084766A JP 8476695 A JP8476695 A JP 8476695A JP H08256496 A JPH08256496 A JP H08256496A
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JP
Japan
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information
rotor
estimated
phase
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP7084766A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Okuma
繁 大熊
Tomonobu Senju
智信 千住
Shinji Michiki
慎二 道木
Mutsuo Tomita
睦雄 冨田
Mitsuhiko Sato
光彦 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Electric Co Ltd
Original Assignee
Aichi Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08256496A publication Critical patent/JPH08256496A/en
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide smooth operation even without using a sensor by controlling the driving of an inverter circuit based on the information of the rotator position and angular speed estimated from the operation of estimated information, and current information sent from a current detection means. CONSTITUTION: To a power source 1, a converter circuit 2 for sending DC output by rectifying and smoothing AC input AC input through a diode and a capacitor is connected. To an inverter circuit 3 connected to an output end, each two of six (6) transistors Q1-Q6 are connected in series, and a bridge connection is made to make a mutual junction between respective transistors serve as an output end. The position information, angular information and current information of a stator computed by the operation through the respective estimated operation means 17, 19, 20 of an operation device 16 are outputted to a PWM drive controller 18, converted into 3-phase voltage type sine wave approximation PWM signal and outputted to a power transistor circuit 22 to output a drive signal to the inverter circuit 3 and control driving of the respective transistors Q1-Q5. It is thus possible to provide smooth operation with high efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、回転子を永久磁石で
構成し、固定子鉄心に巻回した固定子巻線に印加される
電圧,電流の位相を制御して回転磁界を得るようにした
ブラシレスDCモータに係わり、その目的とするところ
は、前記回転子の回転位置検出を行うホール素子等から
なる位置検出用のセンサを用いることなく、ブラシレス
DCモータの駆動を可能としたセンサレスブラシレスD
Cモータのインバータ制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises a permanent magnet for a rotor and controls the phase of voltage and current applied to a stator winding wound around a stator core to obtain a rotating magnetic field. A brushless DC motor that can drive a brushless DC motor without using a position detecting sensor including a Hall element for detecting the rotational position of the rotor is used.
The present invention relates to an inverter control device for a C motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、ルームエアコンやOA機器をはじ
め幅広い分野でブラシレスDCモータが使用されてい
る。このブラシレスDCモータ(以下、単にDCモータ
という)は、理論的に2次銅損が少なく、しかも、制御
性が良好であるため、その使用範囲は拡大の一途をたど
っている。しかし、前記DCモータは従来の直流電動機
が機械的に転流を行うのに対し、電気的なスイッチを利
用して転流を行い、同期電動機を駆動する方式が採用さ
れている。前記の転流作用は最も効率よく運転できるよ
うに行う必要があるが、前記永久磁石形の同期電動機に
おいては、前記転流のタイミングが回転子を構成する永
久磁石の磁極の位置で一義的に決定される。
2. Description of the Related Art Today, brushless DC motors are used in a wide range of fields including room air conditioners and office automation equipment. This brushless DC motor (hereinafter, simply referred to as a DC motor) theoretically has a small secondary copper loss and has good controllability, and therefore its range of use is steadily expanding. However, in the DC motor, a conventional DC motor mechanically performs commutation, whereas an electric switch is used to perform commutation to drive a synchronous motor. The commutation action needs to be performed so that it can be operated most efficiently, but in the permanent magnet type synchronous motor, the commutation timing is uniquely determined by the position of the magnetic poles of the permanent magnets constituting the rotor. It is determined.

【0003】従って、前記DCモータを駆動するには磁
極位置を検出するためのセンサが不可欠となる。前記セ
ンサとしては一般にホール素子とか光素子、あるいはエ
ンコーダ,レゾルバ等の位置検出器が用いられている
が、前記センサを用いる場合、DCモータの小形化を妨
げる大きな要因となるばかりでなく、センサからの信号
を制御装置に伝達するための信号線も必要とするため、
前記DCモータは製造コスト,小形軽量化,信頼性等の
点で問題があった。
Therefore, a sensor for detecting the magnetic pole position is indispensable for driving the DC motor. As the sensor, a hall element, an optical element, or a position detector such as an encoder or a resolver is generally used. However, when the sensor is used, not only becomes a major factor that hinders downsizing of the DC motor, but also from the sensor. Since it also requires a signal line for transmitting the signal of
The DC motor has problems in terms of manufacturing cost, reduction in size and weight, reliability, and the like.

【0004】このため、最近では磁極位置を検出するセ
ンサを特別に設けることなく、即ち、センサを必要とし
ないセンサレスのブラシレスDCモータが種々提案され
ている。これは、DCモータの固定子巻線に生ずる誘起
電圧(端子電圧)に基づいて回転子の位置検出を行い、
その位置検出結果に基づいてインバータ回路を駆動制御
することにより、DCモータに与える電圧・電流の位相
を制御するようにしている。そして、前記ホール素子等
のセンサを用いることなく、DCモータの固定子巻線に
生ずる誘起電圧を直接利用して、磁極位置を検出するセ
ンサレスブラシレスDCモータは、例えば、特公平5−
30157号公報に示されている。
Therefore, recently, various sensorless brushless DC motors have been proposed without specially providing a sensor for detecting the magnetic pole position, that is, a sensor is not required. This detects the position of the rotor based on the induced voltage (terminal voltage) generated in the stator winding of the DC motor,
By controlling the drive of the inverter circuit based on the position detection result, the phase of the voltage / current applied to the DC motor is controlled. A sensorless brushless DC motor that detects a magnetic pole position by directly utilizing an induced voltage generated in a stator winding of a DC motor without using a sensor such as the Hall element is disclosed in Japanese Patent Publication No.
It is disclosed in Japanese Patent No. 30157.

【0005】次に、前記のセンサレスブラシレスDCモ
ータの回転子位置検出装置を図11,12により、例え
ば、3相ブラシレスDCモータに実施した例について説
明する。図11において、商用交流電源101に、力率
改善用のリアクトル103を介して、ダイオードとコン
デンサにより交流入力を例えば、倍電圧に整流平滑して
直流出力VDCを送出するようにしたコンバータ回路10
2を接続し、このコンバータ回路102の出力端に、6
個のトランジスタQu,Qx,Qv,Qy,Qw,Qz
により各アームを2個(Qu,Qx、Qv,Qy、Q
w,Qz)直列に接続して形成し、これを更にブリッジ
形に結線して各アームのトランジスタ相互の接続点(例
えばQuとQxとの接続点)を出力端としたインバータ
回路104を接続し、前記トランジスタQu〜Qzを適
時120°通電させることにより直流入力VDCを3相交
流出力に変換し、これを星形結線した固定子巻線Su,
Sv,Swと永久磁石形の回転子Rとからなる3相ブラ
シレスモータ(以下単にDCモータという)105の前
記固定子巻線Su,Sv,Swの各相に送出してDCモ
ータ105を駆動させる。
Next, an example in which the rotor position detecting device for the sensorless brushless DC motor is applied to, for example, a three-phase brushless DC motor will be described with reference to FIGS. In FIG. 11, a converter circuit 10 is configured to rectify and smooth an AC input to a commercial AC power supply 101 via a power factor improving reactor 103 with a diode and a capacitor to, for example, a voltage doubler to output a DC output V DC.
2 is connected to the output terminal of the converter circuit 102, and 6
Transistors Qu, Qx, Qv, Qy, Qw, Qz
2 arms for each (Qu, Qx, Qv, Qy, Q
w, Qz) connected in series, and further connected in a bridge form to connect an inverter circuit 104 having a connection point between transistors of each arm (for example, a connection point between Qu and Qx) as an output end. , The DC input V DC is converted into a three-phase AC output by energizing the transistors Qu to Qz at 120 ° for a suitable time, and the stator winding Su is star-connected.
A three-phase brushless motor (hereinafter simply referred to as a DC motor) 105 including Sv, Sw and a permanent magnet type rotor R is sent to each phase of the stator windings Su, Sv, Sw to drive the DC motor 105. .

【0006】そして、前記固定子巻線Su,Sv,Sw
の各相に、一端を星形結線し、これを中性点として接地
したコンデンサCu,Cv,Cwの他端をそれぞれ抵抗
Ru,Rv,Rwを介して接続し、前記コンデンサC
u,Cv,Cwと抵抗Ru,Rv,Rwとの接続点(例
えばCuとRuとの接続点)から相電圧としての入力位
相を90°位相遅れの略三角波状に移相した出力をそれ
ぞれ送出するようにした位相回路106と、これら各出
力を中性点電圧と比較することで、比較器CPu,CP
v,CPwの出力端から互いに120°位相の異なる矩
形波信号U0 ,V0 ,W0 をデュテイ比50%で得て、
これを位置検出信号として送出する比較回路107とに
より、位置検出回路108を形成し、前記比較回路10
7の位置検出信号U0 ,V0 ,W0 を論理回路の組合せ
により、前記インバータ回路104のトランジスタQu
〜Qzを順次120°導通(例えばQu→Qz→Qv→
Qx→Qw→Qyの順で)させる出力信号を送出するよ
うにした分配回路109の前記出力信号をバッファ回路
110を介して、前記トランジスタQu〜Qzのベース
に接続したベースドライバーBDu〜BDzに送出し、
前記トランジスタQu〜Qzを順次導通させて120°
通電するように構成されている。
The stator windings Su, Sv, Sw
To each phase of the capacitor C, Cv, Cw, which has one end star-connected and is grounded with this as a neutral point, is connected to the other ends via resistors Ru, Rv, Rw, respectively.
Outputs obtained by shifting the input phase as a phase voltage into a substantially triangular wave with a phase delay of 90 ° from the connection points of u, Cv, Cw and the resistances Ru, Rv, Rw (for example, the connection points of Cu and Ru). By comparing the output of each of the phase circuits 106 and the neutral point voltage, the comparators CPu and CPu
From the output terminals of v and CPw, rectangular wave signals U 0 , V 0 and W 0 having a phase difference of 120 ° are obtained with a duty ratio of 50%,
A position detection circuit 108 is formed by the comparison circuit 107 that sends this as a position detection signal, and the comparison circuit 10
7 position detection signals U 0 , V 0 and W 0 are combined by a logic circuit to form a transistor Qu of the inverter circuit 104.
~ Qz is sequentially conducted by 120 ° (for example, Qu → Qz → Qv →
The output signal of the distribution circuit 109 adapted to output the output signal (in the order of Qx → Qw → Qy) is sent to the base drivers BDu to BDz connected to the bases of the transistors Qu to Qz via the buffer circuit 110. Then
The transistors Qu to Qz are sequentially turned on to 120 °
It is configured to be energized.

【0007】前記の回転子位置検出装置は、永久磁石形
の回転子を備えたDCモータを回転すると、固定子巻線
には、該固定子巻線と鎖交する上記回転子の磁束の変化
に応じた(即ち、回転に応じた)誘起電圧が発生し、そ
こで、固定子巻線に120°通電形のインバータ回路に
よって3相交流電力を印加すると、相電圧の波形には、
図12の(1)で示すように、半サイクル中に120°
分のインバータ回路のトランジスタによる通電エリア部
と、この通電エリア部と、この通電エリア部の前後30
°分計60°分の誘起電圧が得られる。
In the above rotor position detecting device, when a DC motor equipped with a permanent magnet type rotor is rotated, a change in the magnetic flux of the rotor interlinking with the stator winding is caused in the stator winding. Induced voltage (that is, in response to rotation) is generated, and when three-phase AC power is applied to the stator winding by a 120 ° conduction type inverter circuit, the waveform of the phase voltage becomes
As shown in (1) of FIG. 12, during the half cycle, 120 °
Minute energization area part by the transistor of the inverter circuit, this energization area part, and 30 before and after this energization area part
An induced voltage of 60 ° is obtained.

【0008】この60°分の誘起電圧は、前記トランジ
スタの無通電時にDCモータが発電機となって回転速度
に応じた周波数と電圧を有する正弦波状の誘起電圧の一
部としてあらわれることになり、この誘起電圧のゼロク
ロス点を検出することによって、回転子の位置検出が可
能となることに着目し、前記相電圧を、図12の(2)
で示すように、90°位相遅れの三角波状に交番する出
力に変換し、この出力を零電位と比較することによっ
て、相電圧に対して90°位相遅れの矩形波状の位置検
出信号を得(図12の(3))、これら信号の組合せに
より分配回路109から前記誘起電圧位相の中央部12
0°に各トランジスタの通電エリア部を確保し、前記各
トランジスタQu〜Qzを順次120°通電させる出力
信号(図12の(4))を送出するものである。
The induced voltage of 60 ° appears as a part of the sinusoidal induced voltage having a frequency and voltage according to the rotation speed when the DC motor serves as a generator when the transistor is not energized. Focusing on the fact that the position of the rotor can be detected by detecting the zero-cross point of the induced voltage, the phase voltage can be calculated as shown in (2) of FIG.
As shown by, by converting to a triangular wave-shaped output having a 90 ° phase delay and comparing this output with a zero potential, a rectangular wave position detection signal having a 90 ° phase delay with respect to the phase voltage is obtained ( (3) in FIG. 12, the central portion 12 of the induced voltage phase from the distribution circuit 109 by the combination of these signals.
An output signal ((4) in FIG. 12) is provided to secure the energization area of each transistor at 0 ° and sequentially energize each of the transistors Qu to Qz at 120 °.

【0009】[0009]

【発明が解決するための課題】然るに、前記構成の回転
子位置検出装置においては、例えば、N極とS極とをそ
れぞれ2つづつ備えた永久磁石形の回転子を有する4極
のセンサレスブラシレスDCモータは、前記DCモータ
の固定子巻線に印加される電圧ベクトルが、電気角で6
0°づつ機械角度で30°づつしか変化しないので、即
ち、インバータ回路のトランジスタを120°通電させ
ている関係上、前記回転子が1回転する間に、この回転
子には12回の回転ベクトルのみしか付与されないた
め、この種DCモータにおいては運転中に脈動が生じて
トルクリップルを増大させ、前記DCモータの運転に伴
い大きな振動や騒音を発生させる要因となっていた。
However, in the rotor position detecting device having the above structure, for example, a 4-pole sensorless brushless having a permanent magnet type rotor having two N poles and two S poles, respectively. In the DC motor, the voltage vector applied to the stator winding of the DC motor has an electrical angle of 6
Since the machine angle changes only by 30 ° in increments of 0 °, that is, because the transistor of the inverter circuit is energized by 120 °, the rotor has only 12 rotation vectors during one revolution. Therefore, in this type of DC motor, pulsation occurs during operation and torque ripple is increased, which causes a large vibration and noise with the operation of the DC motor.

【0010】又、前記の120°通電方式においては、
電気角で60°度毎に電流の通流相が切替る転流作用が
あるため、トルクリップルが発生しやすいことはもとよ
り、転流時にはそれまで流れていた相の電流が零になる
までの還流電流と、切替った相での立ち上り電流が流れ
る3相通流モードが存在するため、この3相通流モード
におけるDCモータの駆動トルクは、両者の電流の和で
決定される故、インバータ回路の転流作用時に固定子巻
線のインダクタンスにより電流の立上りが遅れると両者
の電流の和に落ち込みが生じ、これにより、トルクリッ
プルが大きくなるという問題も含んでいた。
In the above 120 ° energizing method,
Since there is a commutation action in which the current flowing phase switches every 60 ° in terms of electrical angle, torque ripple is likely to occur, and at the time of commutation, the current of the phase that has been flowing until then becomes zero. Since there is a three-phase flow mode in which the return current and the rising current in the switched phase flow, the drive torque of the DC motor in this three-phase flow mode is determined by the sum of both currents, and therefore the inverter circuit When the commutation action delays the rise of the current due to the inductance of the stator winding, the sum of the two currents drops, which causes a problem that the torque ripple becomes large.

【0011】前記の騒音問題等を解決するために、例え
ば、前記回転子と回転子軸との間に防振ゴム部材を介在
させたり、あるいは、前記回転子軸とこの回転子軸に連
結される部材とを振動遮断粘性のカップリングを用いて
連結させたり、更には、DCモータ自体を吸音性に優れ
たマット部材で包被する等の対策を施していたので、部
品点数の増大に伴いDCモータの生産性が低下すること
はもとより、その製造コストを著しく高くし、経済的な
製造を行うことを困難なものとしていた。
In order to solve the above noise problem, for example, an anti-vibration rubber member may be interposed between the rotor and the rotor shaft, or the rotor shaft and the rotor shaft may be connected to the rotor shaft. With the increase in the number of parts, measures have been taken such as connecting the members with a vibration-isolating viscous coupling and further enclosing the DC motor itself with a mat member having excellent sound absorption. Not only the productivity of the DC motor is lowered, but also the manufacturing cost of the DC motor is remarkably increased, which makes it difficult to manufacture the DC motor economically.

【0012】その上、前記の120°通電方式のセンサ
レスブラシレスDCモータでは、前述したように、固定
子巻線には電気角度で60°づつ変化する電圧ベクトル
が印加される関係上、最高効率点、即ち、DCモータの
任意の最高トルク点で運転することが難しい。このた
め、前記出力トルクの不足を補う手段として例えば、回
転子の径寸法を大きくしたり、固定子巻線の巻数を多く
する等してDCモータの大形化を図れば、必要なトルク
を得ることは可能であるが、これではDCモータ自体が
大形化することはもとより、材料費が必要以上に高くな
るため使用範囲が限定され、かつ、製造コストをアップ
させる問題があった。しかも、DCモータ自体が大形化
すれば通電する電流容量も必然的に増大するため、DC
モータの発熱に対する対策も考慮する必要があり、この
種DCモータの製造に際して更に手間とコスト高を招く
問題があった。
In addition, in the above-mentioned 120 ° energization type sensorless brushless DC motor, as described above, since the voltage vector that changes by 60 ° in electrical angle is applied to the stator winding, the highest efficiency point is obtained. That is, it is difficult to operate the DC motor at any maximum torque point. Therefore, as a means for compensating for the shortage of the output torque, for example, by increasing the diameter of the rotor or increasing the number of windings of the stator winding, the size of the DC motor can be increased. Although it is possible to obtain it, the DC motor itself becomes large in size, and the material cost becomes unnecessarily high, so that the range of use is limited and the manufacturing cost is increased. Moreover, as the size of the DC motor itself becomes larger, the current capacity to carry the current will inevitably increase.
It is also necessary to take measures against heat generation of the motor, and there is a problem that it takes more time and cost when manufacturing this type of DC motor.

【0013】この発明は、前記の種々な問題点に鑑み、
3相ブラシレスDCモータの固定子巻線の3相間にサイ
ン波近似PWM通電を行って永久磁石製の回転子を回転
させると同時に、電圧,電流の検出手段の出力値から推
定された誘起電圧情報に基づいて、前記回転子の回転位
置と、回転子の回転数(角速度)とをそれぞれ推定演算
処理して算出し、前記推定算出した回転子の回転位置と
角速度とを表す回転位置及び角速度情報を、それぞれ3
相電圧形サイン波近似PWM信号発生回路を内蔵したP
WM駆動制御装置に送出し、このPWM駆動制御装置よ
りインバータ回路にサイン波近似PWM信号を出力し、
インバータ回路を良好に駆動制御させて、センサレスブ
ラシレスDCモータを目標の速度指令信号に基づく回転
数で、かつ、モータの低速時においても、センサなし
(センサレス)で円滑に運転可能とした、センサレスブ
ラシレスDCモータのインバータ制御装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above various problems.
Induction voltage information estimated from output values of voltage and current detection means at the same time as rotating a rotor made of a permanent magnet by performing approximate sine wave PWM energization between three phases of a stator winding of a three-phase brushless DC motor Based on the above, the rotational position of the rotor and the rotational speed (angular velocity) of the rotor are respectively calculated by estimation calculation processing, and the estimated rotational position and angular velocity information indicating the rotational position and angular velocity of the rotor are calculated. 3 each
P with built-in phase voltage type sine wave approximate PWM signal generation circuit
The sine wave approximation PWM signal is output to the inverter circuit from the PWM drive control device.
A sensorless brushless that enables smooth drive control of the inverter circuit to operate the sensorless brushless DC motor at a rotation speed based on the target speed command signal and without a sensor (sensorless) even when the motor is running at low speed. It is to provide an inverter control device for a DC motor.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明は、前記の課題
を解決するために、請求項1の発明では、固定子巻線と
永久磁石を具備した回転子とからなる3相ブラシレスD
Cモータと、前記固定子巻線のうちの2つの相から電
圧、電流をそれぞれ検出する電圧及び電流検出手段と、
前記電圧,電流検出手段の出力値から推定された誘起電
圧情報を演算処理する誘起電圧推定演算手段及び前記誘
起電圧推定演算手段からの出力値を用いて推定された回
転子位置情報と回転子角速度情報をそれぞれ演算処理す
る回転子位置推定演算手段と回転子角速度推定演算手段
とを備えた推定情報演算処理装置と、前記推定情報演算
処理装置からの推定された回転子位置及び角速度情報と
電流検出手段から送出される電流情報とによって、イン
バータ回路を駆動制御するようにしたことを特徴として
いる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a three-phase brushless D comprising a stator winding and a rotor having a permanent magnet.
A C motor, and voltage and current detection means for detecting voltage and current from two phases of the stator winding, respectively.
Induction voltage estimation calculation means for calculating the induced voltage information estimated from the output values of the voltage and current detection means, and rotor position information and rotor angular velocity estimated using the output values from the induction voltage estimation calculation means. An estimated information arithmetic processing device including a rotor position estimation arithmetic means for arithmetically processing information and a rotor angular velocity estimation arithmetic means, and an estimated rotor position and angular velocity information and current detection from the estimated information arithmetic processing device. It is characterized in that the inverter circuit is drive-controlled by the current information sent from the means.

【0015】請求項2の発明では、固定子巻線と永久磁
石を具備した回転子とからなる3相ブラシレスDCモー
タと、前記固定子巻線のうちの2つの相から電圧,電流
をそれぞれ検出する電圧及び電流検出手段と、前記電
圧,電流検出手段の出力値から推定された誘起電圧情報
を演算処理する誘起電圧推定演算手段及び前記誘起電圧
推定演算手段からの出力値を用いて推定された回転子位
置情報と回転子角速度情報をそれぞれ演算処理する回転
子位置推定演算手段と回転子角速度推定演算手段とを備
えた推定情報演算処理装置と、前記推定情報演算処理装
置からの推定された回転子位置及び角速度情報と電流検
出手段から送出される電流情報とを、3相電圧形サイン
波近似PWM信号発生回路を内蔵したPWM駆動制御装
置に出力し、前記回転子位置情報及び角速度情報によっ
てサイン波近似PWM信号を前記PWM駆動制御装置か
らインバータ回路に出力し、前記インバータ回路をサイ
ン波近似PWM信号によって駆動制御するようにしたこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, a three-phase brushless DC motor comprising a stator winding and a rotor provided with a permanent magnet, and a voltage and a current are respectively detected from two phases of the stator winding. The voltage and current detection means, the induced voltage estimation calculation means for calculating the induced voltage information estimated from the output values of the voltage and current detection means, and the output value from the induced voltage estimation calculation means are estimated. An estimated information arithmetic processing device including a rotor position estimation arithmetic means for arithmetically processing rotor position information and rotor angular velocity information and a rotor angular velocity estimation arithmetic means, and an estimated rotation from the estimated information arithmetic processing device. The child position and angular velocity information and the current information sent from the current detecting means are output to a PWM drive control device having a built-in three-phase voltage-type sine wave approximate PWM signal generating circuit, Outputs sine wave approximation PWM signal by the child position information and angular velocity information in the inverter circuit from the PWM drive control device, characterized by being adapted to drive control by the sine wave approximation PWM signal the inverter circuit.

【0016】請求項3の発明では、推定情報演算処理装
置に具備した誘起電圧推定演算手段に、回転子角速度が
遅い場合にはフィードバックゲインを低くし、逆に、回
転子角速度が速い場合はフィードバックゲインを高くす
る手段を具備させたことを特徴とする。
According to the third aspect of the present invention, the induced voltage estimation calculation means provided in the estimation information calculation processing device reduces the feedback gain when the rotor angular velocity is low, and conversely, when the rotor angular velocity is high, feedback is performed. It is characterized in that means for increasing the gain is provided.

【0017】[0017]

【作用】この発明は、センサレスブラシレスDCモータ
に実際に通電される3相交流電力を基準として、センサ
レスブラシレスDCモータの運転中に発生する誘起電圧
を推定演算して算出し、前記推定演算により算出した誘
起電圧の推定情報を基に、回転子位置と回転子角速度と
を推定して算出し、前記推定演算した回転子の位置情報
と角速度とを基に3相電圧形サイン波近似PWM信号を
生成してインバータ回路を駆動制御するように構成した
ので、センサレスブラシレスDCモータは、その運転に
当り、実際に運転しているときの電圧,電流情報を基に
して、センサレスブラシレスDCモータを高効率で運転
させることができる運転情報を事前に推定演算し、この
推定演算した運転情報を基にしてインバータ回路を駆動
制御するように構成されているので、センサレスブラシ
レスDCモータの運転を速度指令に追従させて高効率で
運転させることが可能となる。
According to the present invention, the induced voltage generated during the operation of the sensorless brushless DC motor is estimated and calculated with reference to the three-phase AC power that is actually applied to the sensorless brushless DC motor, and is calculated by the estimation calculation. Based on the estimated information of the induced voltage, the rotor position and the rotor angular velocity are estimated and calculated, and a three-phase voltage sine wave approximate PWM signal is calculated based on the estimated position information and angular velocity of the rotor. Since the sensorless brushless DC motor is configured to generate and control the drive of the inverter circuit, the sensorless brushless DC motor has a high efficiency in operating the sensorless brushless DC motor based on voltage and current information during actual operation. The operating information that can be driven by is estimated and calculated in advance, and the inverter circuit is driven and controlled based on the estimated and calculated operating information. Because it is, the operation of the sensorless brushless DC motor to follow the speed command becomes possible to operate with high efficiency.

【0018】又、この発明は、前記のようにセンサレス
ブラシレスDCモータに供給される電圧,電流情報をベ
ースにして、センサレスブラシレスDCモータを高効率
で運転するための回転子位置及び角速度の情報を推定し
て算出し、この推定情報をベースにしてセンサレスブラ
シレスDCモータを運転することができるので、回転子
の回転位置を検出するためのホール素子等の検出部材が
不要になるとともに、センサレスブラシレスDCモータ
の運転中は、高効率運転にソフト的に追従させることが
できるため、トルクリップル等センサレスブラシレスD
Cモータを運転するうえでの弊害を著しく低減すること
ができ利便である。その上、前記の推定情報はマイクロ
コンピュータを用いてソフト的に対処可能であるため、
この種のDCモータを小形・軽量に、かつ、経済的に製
作できる利点もある。
Further, according to the present invention, based on the voltage and current information supplied to the sensorless brushless DC motor as described above, information on the rotor position and angular velocity for operating the sensorless brushless DC motor with high efficiency is provided. Since the sensorless brushless DC motor can be operated based on the estimated and calculated information, the detection member such as a Hall element for detecting the rotational position of the rotor is not required, and the sensorless brushless DC motor is not required. High-efficiency operation can be softly followed while the motor is running.
This is convenient because the adverse effect on the operation of the C motor can be significantly reduced. Moreover, since the above estimated information can be dealt with by software using a microcomputer,
There is also an advantage that this type of DC motor can be manufactured compactly and lightly and economically.

【0019】[0019]

【実施例】以下、この発明の実施例を図1ないし図10
により説明する。図1はこの発明のセンサレスブラシレ
スDCモータのインバータ制御装置の全体構成を示すブ
ロック図である。図1において、1は商用交流電源を示
し、この電源1にはダイオードとコンデンサとによって
交流入力を整流平滑して直流出力を送出するように構成
したコンバータ回路2が接続されている。3は前記コン
バータ回路2の出力端に接続したインバータ回路を示
し、このインバータ回路3は、6個のトランジスタQ1
〜Q6 をそれぞれ2個づつ直列に接続するとともに、こ
れを更にブリッジ形に結線して各トランジスタ相互の接
続点(例えばQ1 とQ2 の接続点)を出力端として構成
されており、前記各トランジスタQ1 〜Q6 を適宜オン
−オフ信号により駆動制御させて、直流電力を3相交流
電力に変換し、これを例えば、星形結線した固定子巻線
4u,4v,4wと永久磁石形の回転子5とからなる、
例えば、3相センサレスブラシレスDCモータ(以下3
相DCモータという)6の前記固定子巻線4u,4v,
4wの各相(U,V,W)に送出して3相DCモータ6
を駆動させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an inverter control device for a sensorless brushless DC motor according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a commercial AC power source, to which a converter circuit 2 configured to rectify and smooth an AC input by a diode and a capacitor and send a DC output is connected. Reference numeral 3 denotes an inverter circuit connected to the output terminal of the converter circuit 2, and the inverter circuit 3 includes six transistors Q 1
Each of two to Q 6 is connected in series, and further connected in a bridge shape so that the connection point of each transistor (for example, the connection point of Q 1 and Q 2 ) is formed as an output terminal. the transistors Q 1 to Q 6 as appropriate on - is driven controlled by the oFF signal, converts the DC power into three-phase AC power, which, for example, stator windings 4u was star-connected, 4v, 4w and the permanent magnet It consists of a rotor 5 in the shape of
For example, a 3-phase sensorless brushless DC motor (hereinafter referred to as 3
(Referred to as a phase DC motor) 6 of the stator windings 4u, 4v,
3 phase DC motor 6 by sending to each phase of 4w (U, V, W)
Drive.

【0020】7,8はインバータ回路3の出力端と3相
DCモータ6の各相固定子巻線4u,4v,4wとを接
続して3相DCモータ6に通電を行う3本の動力線のう
ち、2本の動力線(U相とV相)に設置した電圧検出回
路と電流検出回路を示し、電圧検出回路7はU相とV相
との動力線とインバータ回路3のトランジスタQ6 のエ
ミッタ側との間で、直列に挿入接続した抵抗R1 とR2
及び抵抗R3 とR4 の各分圧比によって求めることがで
きる。即ち、前記U,V相の動力線の電圧を検出するこ
とができるように構成されており、前記検出した電圧は
各抵抗R1 とR2 及び抵抗R3 とR4 の各接続点を出力
端として次回路に送出される。
Reference numerals 7 and 8 denote three power lines for connecting the output end of the inverter circuit 3 and the stator windings 4u, 4v, 4w of the three-phase DC motor 6 to energize the three-phase DC motor 6. Among them, a voltage detection circuit and a current detection circuit installed on two power lines (U phase and V phase) are shown. The voltage detection circuit 7 is a power line for U phase and V phase and a transistor Q 6 of the inverter circuit 3. Resistors R 1 and R 2 inserted and connected in series with the emitter side of
And the partial pressure ratio of the resistors R 3 and R 4 can be obtained. That is, the voltage of the power lines of the U and V phases can be detected, and the detected voltage outputs each connection point of the resistors R 1 and R 2 and the resistors R 3 and R 4. It is sent to the next circuit as an end.

【0021】また、電流検出回路8はU相とV相の2本
の動力線に流れる負荷電流値を検出する変流器CT1
CT2 を、前記U,V相の動力線に嵌合設置することに
より構成されている。そして、この電流検出回路8の出
力端、即ち、変流器CT1 ,CT2 の出力端には、それ
ぞれU相及びV相の動力線を伝って流れる、例えば、高
調波ノイズ成分やインバータ回路3の出力端からPWM
制御されて3相DCモータ6に印加される電流中に混在
しているインバータによる外乱に起因するノイズ成分を
除去するノイズフイルタ9が接続されている。このノイ
ズフイルタ9は、例えば、変流器CT1 ,CT2 と接地
間にそれぞれ直列に挿入接続した抵抗と接地コンデンサ
とにより構成されており、3相DCモータ6の固定子巻
線4u〜4wに流れる電流を電流検出回路8で検出した
とき、その電流中に正確な電流値の把握に有害なノイズ
成分が混在しているのを排除するために設けられてい
る。
Further, the current detection circuit 8 is a current transformer CT 1 , for detecting the load current value flowing in the two power lines of U phase and V phase.
It is configured by fitting and installing CT 2 in the power lines of the U and V phases. At the output end of the current detection circuit 8, that is, at the output end of the current transformers CT 1 and CT 2 , the U-phase and V-phase power lines flow, for example, harmonic noise components and inverter circuits. PWM from the output end of 3
A noise filter 9 for removing a noise component caused by a disturbance due to an inverter mixed in the current controlled and applied to the three-phase DC motor 6 is connected. This noise filter 9 is composed of, for example, resistors CT and CT 2 connected in series between the current transformers CT 1 and CT 2 and a grounding capacitor, and the stator windings 4 u to 4 w of the three-phase DC motor 6. It is provided in order to eliminate the presence of a noise component harmful to the accurate grasp of the current value in the current when the current flowing in the current is detected by the current detection circuit 8.

【0022】更に、前記電圧検出回路7の出力端には、
バッファ回路10が接続されており、このバッファ回路
10は、電圧検出回路7からの高インピーダンス入力
を、次回路に適宜に低インピーダンス化させて送出でき
るように設置したもので、電圧検出回路7で検出した電
圧をそのまま次回路に送出した際に誘発される回路誤動
作を未然に回避することが可能となる。11はバッファ
回路10の出力端に接続したノイズフイルタで、例え
ば、前記バッファ回路10の出力端と接地間に直列に挿
入接続した抵抗と接地コンデンサとを備えて構成され、
バッファ回路10から出力される電圧に、正確な電圧値
の把握を阻害する高調波ノイズ等のノイズ成分が混在し
ている場合、これを除去するために設けられている。
Further, at the output end of the voltage detection circuit 7,
A buffer circuit 10 is connected to the buffer circuit 10. The buffer circuit 10 is installed so that the high impedance input from the voltage detection circuit 7 can be appropriately lowered to the next circuit and sent out. It is possible to avoid a circuit malfunction that is induced when the detected voltage is directly sent to the next circuit. Reference numeral 11 denotes a noise filter connected to the output end of the buffer circuit 10, which is configured to include, for example, a resistor and a ground capacitor that are inserted and connected in series between the output end of the buffer circuit 10 and the ground.
When the voltage output from the buffer circuit 10 contains a noise component such as harmonic noise that hinders the accurate grasp of the voltage value, it is provided to remove the noise component.

【0023】次に図1において、12は3相電流演算装
置であり、この演算処理装置12は、電流検出回路8で
検出した3相DCモータ6の固定子巻線4u,4v,4
wに通電される3本の動力線のうち、U相とV相の電流
ベクトルを合成してW相の電流ベクトルを得るようにし
たもので、周知のように、U相とV相の各入力電流i
u,ivを加算(合成)して合成電流ベクトルを求め、
更に、この合成電流ベクトルを、その極性を反転させて
演算処理を行うことにより、W相の電流iwを求めるこ
とができるようになっており、各相の電流iu,iv,
iwは3相電流演算装置12によって電流ベクトルとし
てY字形(スター)に整定され3相交流信号(電流)と
して、次に説明する3相−2相電流変換装置13に送出
される。
Next, in FIG. 1, reference numeral 12 is a three-phase current calculation device, and this calculation processing device 12 has the stator windings 4u, 4v, 4 of the three-phase DC motor 6 detected by the current detection circuit 8.
Of the three power lines energized in w, the U-phase and V-phase current vectors are combined to obtain the W-phase current vector. Input current i
u and iv are added (combined) to obtain a combined current vector,
Further, the W-phase current iw can be obtained by inverting the polarity of the combined current vector and performing the calculation process. The currents iu, iv,
The iw is set as a current vector in a Y-shape (star) by the three-phase current calculation device 12, and is sent as a three-phase AC signal (current) to the three-phase to two-phase current conversion device 13 described below.

【0024】前記の3相−2相電流変換装置13は、3
相電流演算装置12から送出される3相交流信号を、出
力iα,iβで表示される2相交流信号に変換するもの
で、即ち、前記3相電流演算装置12からY字形となっ
て出力される各相U,V,Wの電流ベクトルiu,i
v,iwを
The above three-phase / two-phase current converter 13 has three
A three-phase alternating current signal sent from the phase current calculating device 12 is converted into a two-phase alternating current signal displayed by the outputs iα and iβ, that is, the three-phase current calculating device 12 outputs in a Y shape. Current vector iu, i of each phase U, V, W
v, iw

【数1】 で示す(式)によって演算処理し、L字形をなした固定
子座標(α−β軸)の2相交流信号に変換するものであ
る。
[Equation 1] (2) is converted into a two-phase AC signal having an L-shaped stator coordinate (α-β axis).

【0025】[0025]

【数1】[Equation 1]

【0026】前記のように、3相−2相電流変換装置1
3は、3相電流演算装置12からU相,V相,W相と三
つの軸に区分して送出され、かつ、これらをY字形で表
示する前記各相の電流ベクトルiu,iv,iwを、こ
れら各相の電流ベクトルを包含した状態でα−β軸に変
換するもので、α軸はU相の電流ベクトルiuの成分と
同一方向の位置(垂直)を示し、また、β軸はα軸(U
相)から時計方向に90°回動した位置(水平)を示
す。そして、前記3相−2相電流変換装置13から送出
される2相交流信号iα,iβは後述する3相DCモー
タ6を最適な高効率で運転させる指令信号を推定演算し
て出力する推定情報演算処理装置16(以下、単に演算
処理装置という)の誘起電圧推定演算手段17と、PW
M駆動制御装置18とに、それぞれ3相DCモータ6に
通電される電流情報として出力される。
As described above, the 3-phase to 2-phase current converter 1
3 is sent from the three-phase current calculation device 12 by dividing it into three phases of U phase, V phase, and W phase, and the current vectors iu, iv, iw of each phase for displaying these in Y shape are displayed. , The current vectors of the respective phases are included and converted to the α-β axis, the α axis indicates the position (vertical) in the same direction as the component of the U phase current vector iu, and the β axis indicates the α Axis (U
Phase) shows a position (horizontal) rotated by 90 ° in the clockwise direction. Then, the two-phase AC signals iα, iβ sent from the three-phase / two-phase current converter 13 are estimated information for estimating and outputting a command signal for operating the three-phase DC motor 6 described later with optimum high efficiency. An induced voltage estimation calculation means 17 of an arithmetic processing unit 16 (hereinafter, simply referred to as an arithmetic processing unit);
It is output to the M drive control device 18 as current information to be supplied to each of the three-phase DC motors 6.

【0027】つづいて、図1に示す14は3相電圧演算
装置であり、この演算装置14は電圧検出回路7で検出
した3相DCモータ6に印加される電圧のうち、U相と
V相の電圧ベクトルを合成してW相の電圧ベクトルを得
るようにしたもので、前記W相の電圧ベクトルはU相,
V相の各入力電圧Vu,Vvを加算(合成)して合成電
圧ベクトルを求め、つづいて前記合成電圧ベクトルを、
その極性を反転させて演算処理を行うことにより、W相
の電圧Vwを求めることができるようになっており、こ
れら、各相の電圧Vu,Vv,Vwは3相電圧演算装置
14により電圧ベクトルとしてY字形に区分・整定され
3相交流信号(電圧)として、次に説明する3相−2相
電圧変換装置15に送出される。
Next, reference numeral 14 shown in FIG. 1 is a three-phase voltage calculating device. This calculating device 14 is a U-phase or V-phase among the voltages applied to the three-phase DC motor 6 detected by the voltage detecting circuit 7. The voltage vector of W phase is obtained by synthesizing the voltage vector of W phase.
The input voltages Vu and Vv of the V phase are added (combined) to obtain a combined voltage vector, and then the combined voltage vector is
The voltage Vw of the W phase can be obtained by inverting the polarity and performing the calculation process. The voltages Vu, Vv, Vw of the respective phases are voltage vectors by the three-phase voltage calculation device 14. Is divided and set in a Y-shape and is sent as a three-phase AC signal (voltage) to a three-phase to two-phase voltage converter 15 described below.

【0028】つづいて、前記の3相−2相電圧変換装置
15は、3相電圧演算装置14から送出される3相交流
信号を、出力VαとVβで表示される2相交流信号に変
換するものである。即ち、3相電圧演算装置14からY
字形となって出力される各相U,V,Wの電圧ベクトル
Vu,Vv,Vwを
Subsequently, the three-phase / two-phase voltage converter 15 converts the three-phase AC signal sent from the three-phase voltage calculator 14 into a two-phase AC signal represented by outputs Vα and Vβ. It is a thing. That is, from the three-phase voltage calculation device 14 to Y
The voltage vectors Vu, Vv, Vw of each phase U, V, W output in the shape of a letter are

【数2】 で示す(式)によって演算処理を行い、L字形をなした
固定子座標(α−β軸)の2相交流信号に変換するもの
である。
[Equation 2] The calculation processing is performed by the (formula) shown in (4) and is converted into a two-phase AC signal having an L-shaped stator coordinate (α-β axis).

【0029】[0029]

【数2】(Equation 2)

【0030】前記の如く、3相−2相電圧変換装置15
は、3相電圧演算装置14からU相,V相,W相と三つ
の軸に区分して送出され、かつ、これらをY字形に表示
する前記各相の電圧ベクトルVu,Vv ,Vwを、こ
れら各相の電圧ベクトルを包含した状態でα−β軸に変
換するもので、α軸はU相の電圧ベクトルVuの成分と
同一方向の位置(垂直)を示し、β軸はα軸(U相)か
ら時計方向に90°回動した方向(水平)を示す。そし
て、3相−2相電圧変換装置15から送出される2相交
流信号Vα,Vβは後述する演算処理装置16の誘起電
圧推定演算手段17に、3相DCモータ6に印加される
電圧情報として出力される。
As described above, the three-phase / two-phase voltage converter 15
Is sent from the three-phase voltage calculation device 14 by dividing it into three phases of U-phase, V-phase and W-phase, and the voltage vectors Vu and Vv of the respective phases are displayed in Y-shape. , Vw are converted into an α-β axis in a state of including the voltage vector of each phase, the α axis indicates the position (vertical) in the same direction as the component of the U phase voltage vector Vu, and the β axis indicates The direction (horizontal) rotated 90 ° clockwise from the α axis (U phase) is shown. The two-phase AC signals Vα and Vβ sent from the three-phase to two-phase voltage conversion device 15 are used as voltage information applied to the three-phase DC motor 6 by the induced voltage estimation calculation means 17 of the calculation processing device 16 described later. Is output.

【0031】次に、前述した演算処理装置16の構成に
ついて説明する。この演算処理装置16は、誘起電圧推
定演算手段17と、回転子位置推定演算手段19と、回
転子角速度(回転数)推定演算手段20とによって構成
されており、これら各推定演算手段17,19,20
は、それぞれ16〜32ビットの1チップマイクロコン
ピュータ,あるいは、デジタルシグナル・プロセッサ
(通称・DSPという)によって構成されている。即
ち、前記マイクロコンピュータを用いてソフト的に処理
できるように構成されている(なお、前記の各推定演算
手段17,19,20はソフト的に対処することなくハ
ード構成としても対処可能であることはいうまでもな
い)。
Next, the configuration of the arithmetic processing unit 16 described above will be described. The arithmetic processing unit 16 is composed of an induced voltage estimation arithmetic means 17, a rotor position estimation arithmetic means 19, and a rotor angular velocity (rotation speed) estimation arithmetic means 20, and each of these estimation arithmetic means 17, 19 is provided. , 20
Is composed of a 16-32-bit 1-chip microcomputer or a digital signal processor (commonly called DSP). That is, it is configured so that it can be processed by software using the microcomputer (note that each of the estimation calculation means 17, 19 and 20 described above can also be handled as a hardware configuration without dealing with software. Needless to say).

【0032】つづいて、前記各推定演算手段17,1
9,20の内容を詳述する。最初に、誘起電圧推定演算
手段17は、実際に3相DCモータ6の各相固定子巻線
4u,4v,4wに印加されている電圧値と、その時固
定子巻線4u,4v,4wに流れている電流と等しい電
流が、停止している3相DCモータ6の固定子巻線4
u,4v,4wに流れた時の固定子巻線4u,4v,4
wの各相に表れる電圧を演算処理した値との差である誘
起電圧を演算処理して算出する手段が講じられている。
Subsequently, each of the above-mentioned estimation calculation means 17, 1
The contents of 9 and 20 will be described in detail. First, the induced voltage estimation calculation means 17 causes the voltage value actually applied to the stator windings 4u, 4v, 4w of the three-phase DC motor 6 and the stator windings 4u, 4v, 4w at that time. A current equal to the flowing current is applied to the stator winding 4 of the three-phase DC motor 6 that is stopped.
Stator winding 4u, 4v, 4 when flowing into u, 4v, 4w
A means for calculating and calculating the induced voltage, which is the difference between the voltage appearing in each phase of w and the calculated value, is provided.

【0033】又、回転子位置検出推定手段19は前記誘
起電圧の成分(後述)を演算処理することによって、回
転子5の位置を算出する手段が講じられている。更に、
回転子角速度推定手段20は前記誘起電圧から回転子の
角速度を演算処理して、回転子5の角速度を算出するよ
うにした手段が講じられている。
Further, the rotor position detection / estimation means 19 is provided with means for calculating the position of the rotor 5 by arithmetically processing the components of the induced voltage (described later). Furthermore,
The rotor angular velocity estimating means 20 is provided with means for calculating the angular velocity of the rotor from the induced voltage to calculate the angular velocity of the rotor 5.

【0034】次に、前記誘起電圧推定演算手段17につ
いて説明する。一般に、3相DCモータ6の固定子巻線
4u,4v,4wに電圧が印加され、前記固定子巻線4
u,4v,4wに電流が流れ、それに伴い回転子5が回
転することにより、前記固定子巻線4u,4v,4wに
誘起電圧eが発生することは周知のとおりである。そし
て、前記誘起電圧eは一般に
Next, the induced voltage estimation calculation means 17 will be described. Generally, a voltage is applied to the stator windings 4u, 4v, 4w of the three-phase DC motor 6,
It is well known that an induced voltage e is generated in the stator windings 4u, 4v, 4w by causing a current to flow in u, 4v, 4w and the rotor 5 rotating accordingly. And the induced voltage e is generally

【数3】 に示す(1)式によって求めることができる。(Equation 3) It can be obtained by the equation (1) shown in.

【0035】[0035]

【数3】[Equation 3]

【0036】ここで、i1 :電流ベクトル R:固定子巻線の抵抗値 L:固定子巻線のインダクタンス V1 :印加電圧ベクトル eM 1:誘起電圧ベクトルの真の値 d/dt:電流を所定時間にて微分する演算子 を表す。前記の(1)式において、誘起電圧ベクトルの
真の値eM 1以外は既に周知であるため、(1)式に基づ
いて、推定誘起電圧ベクトルe1 は次の
Here, i 1 : current vector R: resistance value of stator winding L: inductance of stator winding V 1 : applied voltage vector e M 1 : true value of induced voltage vector d / dt: current Represents an operator that differentiates at a given time. In the above equation (1), since the values other than the true value e M 1 of the induced voltage vector are already known, based on the equation (1), the estimated induced voltage vector e 1 is

【数4】 に示す(2)式により求めることができる。[Equation 4] It can be obtained by the equation (2) shown in.

【0037】[0037]

【数4】[Equation 4]

【0038】そして、本発明においては図1で示すよう
に、誘起電圧推定演算手段17には、3相−2相電流,
電圧変換装置13,15により、電流iα,iβと電圧
Vα,Vβが送出されているので、推定誘起電圧e1
固定子座標(α−β軸)に基づいて分解すると、eαと
eβとに区分することができる。前記誘起電圧eα,e
β(誘起電圧推定演算手段17から出力される推定され
た誘起電圧情報)は、
Further, in the present invention, as shown in FIG.
Since the currents iα, iβ and the voltages Vα, Vβ are sent by the voltage conversion devices 13, 15, the estimated induced voltage e 1 is decomposed based on the stator coordinates (α-β axis) into eα and eβ. It can be divided. The induced voltages eα, e
β (estimated induced voltage information output from the induced voltage estimation calculation means 17) is

【数5】 に示す(3)式,(4)式により算出する。(Equation 5) It is calculated by the equations (3) and (4).

【0039】[0039]

【数5】(Equation 5)

【0040】前記(3),(4)式をそれぞれ演算処理
することにより、推定された誘起電圧情報eα,eβは
容易に得られる。ところが、前記(3),(4)式には
電流を所定時間当りで微分した微分値が含まれている関
係上、マイクロコンピュータで演算処理する際、マイク
ロコンピュータに余分な負荷がかかりすぎるため、演算
処理を迅速に行ううえで大きな支障となっていた。従っ
て、この発明では前記に鑑み、微分演算子d/dtを用
いることなく、(3)式(4)式を基にして推定誘起電
圧情報eα,eβを求める。ここでは推定誘起電圧情報
eαを求める準備を次の
The estimated back electromotive force information eα and eβ can be easily obtained by calculating the equations (3) and (4). However, since the equations (3) and (4) include the differential value obtained by differentiating the current per predetermined time, when the microcomputer performs arithmetic processing, an excessive load is applied to the microcomputer too much. This was a major obstacle to speeding up arithmetic processing. Therefore, in view of the above, the present invention obtains the estimated induced voltage information eα and eβ based on the equations (3) and (4) without using the differential operator d / dt. Here, the preparation for obtaining the estimated induced voltage information eα is performed as follows.

【数6】 によって示す。前記の(Equation 6) Shown by. The above

【数6】は誘起電圧ベクトルの真の値eM 1も、固定子座
標(α−β軸)に基づいて分解すると、eαM とeβM
に区分することができるので、
[Mathematical formula-see original document] is the true value e M 1 of the induced voltage vector, if decomposed based on the stator coordinates (α-β axis), then e α M and e β M
Since it can be divided into

【数3】の(1)式を変形することによって求めること
ができる。
It can be obtained by modifying the equation (1) of the equation (3).

【0041】[0041]

【数6】[Equation 6]

【0042】前記The above

【数6】の(5)式は、前記推定誘起電圧情報eαを含
み、前記
Equation (5) of Equation 6 includes the estimated induced voltage information eα, and

【数6】の(6)式は前記誘起電圧情報eαの真の値e
αM が含まれる。この両式の差を用いることによって、
電流iαを微分演算することなく、推定誘起電圧情報e
αを求める演算式を
Equation (6) of the equation (6) is the true value e of the induced voltage information eα.
α M is included. By using the difference between these two equations,
Estimated induced voltage information e without differentiating the current iα
The calculation formula for α is

【数7】 によって示す。(Equation 7) Shown by.

【0043】[0043]

【数7】(Equation 7)

【0044】ここで、G:フィードバックゲイン(オブ
ザーバゲイン) iα:電流検出回路8にて検出して演算した電流値 ξα:電流成分の演算を回避するための媒介変数 前記
Here, G: feedback gain (observer gain) iα: current value detected and calculated by the current detection circuit 8 ξα: intermediate variable for avoiding calculation of current component

【数7】の(14)式を演算処理することによって推定
誘起電圧情報eαを求めることが可能となり、この推定
誘起電圧情報eαは、前記のように
It is possible to obtain the estimated induced voltage information eα by calculating the equation (14) of the equation (7), and the estimated induced voltage information eα is calculated as described above.

【数5】の(3)式で示すように、電流iαを微分演算
することなく求めることができるので、マイクロコンピ
ュータの負荷が軽減でき、その演算処理のスピードを早
くすることができる。
As shown in the equation (3) of the equation (5), the current iα can be obtained without performing a differential operation, so that the load on the microcomputer can be reduced and the speed of the operation processing can be increased.

【0045】なお、もう一方の推定誘起電圧情報eβを
求める場合は、前記推定誘起電圧情報eαを求めた場合
と同様に、
When obtaining the other estimated induced voltage information eβ, the same as the case of obtaining the estimated induced voltage information eα,

【数5】の(4)式に基づき、前記Based on the equation (4) of

【数7】に示す(7)〜(13)式において、eαをe
βに置換して演算処理を行い、更に、次に示す
In equations (7) to (13) shown in Equation 7, eα is
Substitute β for arithmetic processing, and then

【数8】 の(15)式を演算処理することによって推定誘起電圧
情報eβを求めることができるので、前記推定誘起電圧
情報eβの演算式は割愛した。
(Equation 8) Since the estimated electromotive force information eβ can be obtained by performing the arithmetic processing of the equation (15), the arithmetic expression of the estimated electromotive voltage information eβ is omitted.

【0046】[0046]

【数8】(Equation 8)

【0047】このように、誘起電圧ベクトルe1 、即
ち、誘起電圧推定演算手段17から出力される推定誘起
電圧情報eα,eβは
In this way, the induced voltage vector e 1 , that is, the estimated induced voltage information eα, eβ output from the induced voltage estimation calculation means 17 is

【数7】,[Equation 7],

【数8】で示す(14),(15)式によって容易に算
出して求めることができる。そして、前記の誘起電圧情
報eα,eβは次に説明する回転子位置推定演算手段1
9及び回転子角速度推定演算手段20にそれぞれ出力さ
れる。
It can be easily calculated and obtained by the equations (14) and (15) shown by Eq. Then, the induced voltage information eα and eβ are the rotor position estimation calculation means 1 described below.
9 and the rotor angular velocity estimation calculation means 20 respectively.

【0048】次に、回転子位置推定演算手段19につい
て説明する。誘起電圧推定演算手段17から出力される
推定誘起電圧ベクトルe1 (推定誘起電圧情報eαとe
β)は、常に回転子の磁極の方向に対して例えば、2極
のブラシレスDCモータの場合、図2で示すように、電
気角で90°進んだ位相を備えている。これを基にして
例えば、図3を一つの例として回転子の磁極Nの位置θ
を求める場合を説明すると、回転子位置推定演算手段1
9には常時誘起電圧推定演算手段17より推定誘起電圧
情報eα,eβが入力されているので、この情報eα,
eβを利用して前記図3に示すθを
Next, the rotor position estimation calculation means 19 will be described. Estimated induced voltage vector e 1 (estimated induced voltage information eα and e) output from the induced voltage estimation calculation means 17
For example, in the case of a two-pole brushless DC motor, β) always has a phase advanced by 90 ° in electrical angle with respect to the direction of the magnetic poles of the rotor, as shown in FIG. Based on this, for example, the position θ of the magnetic pole N of the rotor is taken as an example in FIG.
To describe the case of obtaining, the rotor position estimation calculation means 1
Since the estimated back electromotive force information eα and eβ are constantly input from the back electromotive force estimation calculation means 17 to 9, the information eα,
By using eβ, the θ shown in FIG.

【数9】 によって算出する。[Equation 9] Calculate by

【0049】[0049]

【数9】[Equation 9]

【0050】前記[0050]

【数9】により、図3の回転子の磁極Nの位置θは、ス
タート(0°)地点から時計方向に30°回動した位置
に存在することとなる。
From the equation (9), the position θ of the magnetic pole N of the rotor in FIG. 3 is present at a position rotated by 30 ° clockwise from the start (0 °) point.

【0051】前記のThe above

【数9】をベースとし、かつ、推定誘起電圧情報eα,
eβを利用することにより、磁極の位置(回転子)を算
出するための一般式は
Based on the following equation, and the estimated induced voltage information eα,
The general formula for calculating the position of the magnetic pole (rotor) by using eβ is

【数10】 によって求めることができる。なお、[Equation 10] Can be sought by. In addition,

【数10】で示す一般式は2極のブラシレスDCモータ
の場合である。
The general formula shown by the equation (10) is for a two-pole brushless DC motor.

【0052】[0052]

【数10】[Equation 10]

【0053】前記The above

【数10】では2極のDCモータに利用する例で説明し
たが、本実施例で用いる4極の3相DCモータ6の場合
では、機械角度が回転子5の1回転あたり360°とな
る。従って、電気角度は1回転あたり360°×極数/
2となる。この結果、4極の3相DCモータ6の電気角
度は、360°×4/2=720°となる。このため、
前記4極の3相DCモータ6においては、誘起電圧ベク
トルe1 は回転子5の磁極の方向に対して電気角で90
°進んだ位相となっており、その機械角は45°の位置
に存在する。即ち、4極の3相DCモータ6の場合、機
械角度θre1 =電気角度θ/2であり、θ=90°の
とき、θre1 =90°/2=45°となる。以後θr
e=電気角度とする。そして、前記回転子位置推定演算
手段19から出力される回転子5の位置を示す情報、即
ち、推定された回転子位置情報(可転子5の電気角を示
す信号)θreは、PWM駆動制御装置18に送出(入
力)される。
[Equation 10] has been described as an example in which it is used for a two-pole DC motor, but in the case of the four-pole three-phase DC motor 6 used in this embodiment, the mechanical angle is 360 ° per one rotation of the rotor 5. . Therefore, the electrical angle is 360 ° per rotation × number of poles /
It becomes 2. As a result, the electrical angle of the 4-pole 3-phase DC motor 6 is 360 ° × 4/2 = 720 °. For this reason,
In the 4-pole 3-phase DC motor 6, the induced voltage vector e 1 is 90 in electrical angle with respect to the direction of the magnetic poles of the rotor 5.
The phase is advanced by ° and its mechanical angle exists at the position of 45 °. That is, in the case of the 4-pole three-phase DC motor 6, the mechanical angle θre 1 = electrical angle θ / 2, and when θ = 90 °, θre 1 = 90 ° / 2 = 45 °. Thereafter θr
e = electrical angle. Then, the information indicating the position of the rotor 5, that is, the estimated rotor position information (a signal indicating the electrical angle of the rotatable element 5) θre output from the rotor position estimation calculation means 19 is PWM drive control. It is sent (input) to the device 18.

【0054】つづいて、回転子角速度推定演算手段20
について説明する。3相DCモータ6の運転中、固定子
巻線4u,4v,4wに発生する誘起電圧eは、回転子
5の角速度ωreに比例して発生する。そして、回転子
5の角速度ωreが早い(回転子の回転数が高い)場
合、誘起電圧eは高くなる。一方、回転子5の角速度ω
reが遅いとき(回転子の回転数が低いとき)は、誘起
電圧eも低くなる。このように、誘起電圧eと回転子5
の角速度ωreは比例関係にあるので、
Subsequently, the rotor angular velocity estimation calculation means 20
Will be described. During operation of the three-phase DC motor 6, the induced voltage e generated in the stator windings 4u, 4v, 4w is generated in proportion to the angular velocity ωre of the rotor 5. When the angular velocity ωre of the rotor 5 is fast (the rotation speed of the rotor is high), the induced voltage e becomes high. On the other hand, the angular velocity ω of the rotor 5
When re is slow (the rotation speed of the rotor is low), the induced voltage e also becomes low. Thus, the induced voltage e and the rotor 5
Since the angular velocity ωre of is proportional,

【数11】 に示す次式によって表すことができる。[Equation 11] It can be expressed by the following equation.

【0055】[0055]

【数11】[Equation 11]

【0056】なお、K:モータのトルク定数K is the torque constant of the motor

【数11】で示すように、回転子5の角速度ωreは、
誘起電圧eとモータのトルク定数Kを用いて演算処理す
ることにより容易に求めることができる。ところが、3
相DCモータ6はその使用環境や3相DCモータ6の温
度が異なったりすると、3相DCモータ6のトルク定数
Kが変動し、これにつれて回転子5の角速度ωreも変
動するので、この発明では3相DCモータ6の回転子5
の電気角が360°、機械角で180°毎にモータのト
ルク定数Kを更新(補正を行う)することにより、回転
子5の角速度ωreを演算処理して算出するようにして
いる。
As shown by the following equation, the angular velocity ωre of the rotor 5 is
It can be easily obtained by performing calculation processing using the induced voltage e and the torque constant K of the motor. However, 3
When the usage environment of the three-phase DC motor 6 and the temperature of the three-phase DC motor 6 differ, the torque constant K of the three-phase DC motor 6 fluctuates, and the angular velocity ωre of the rotor 5 also fluctuates accordingly. Rotor 5 of 3-phase DC motor 6
The electric velocity of the rotor 5 is updated (corrected) every 360 ° of mechanical angle and 180 ° of mechanical angle, so that the angular velocity ωre of the rotor 5 is calculated and calculated.

【0057】従って、誘起電圧推定演算手段17から出
力される推定された誘起電圧情報eα,eβと、3相D
Cモータ6の運転によって発生する誘起電圧eの関係は
次の
Therefore, the estimated induced voltage information eα and eβ output from the induced voltage estimation calculation means 17 and the three-phase D
The relationship of the induced voltage e generated by the operation of the C motor 6 is as follows.

【数12】 で示す演算式によって設定することができる。(Equation 12) It can be set by the arithmetic expression shown in.

【0058】[0058]

【数12】[Equation 12]

【0059】ここで、Here,

【数12】の(18)式で示すeα=ωre×Ko(−
sin(θre))を積分すると、eIα=∫eαdt
=Ko×cos(θre)+Cとなる。ここで、eI
α:eαを積分した電圧 Ko:真のモータトルク定数 C:積分定数 を示す。この結果、eIα=Ko×cos(θre)+
Cとなる。なお、Ko×cos(θre)は交流電圧成
分を、Cは直流電圧成分をそれぞれ示す。そして、前記
推定誘起電圧情報eαを積分した電圧eIαと交流及び
直流電圧成分との関係を図4によって説明すると、積分
定数Cは直流電圧成分Dと一致して直流電圧成分Dとな
る。即ち、直流電圧成分Dはオフセット電圧を印加した
状態となる。このため、交流電圧成分Ko×cos(θ
re)は直流電圧成分Dを中心としてその上,下方向に
一定の間隔を保って弧状の波形(軌跡)を描いて出力す
ることとなる。
Eα = ωre × Ko (-
When sin (θre)) is integrated, eIα = ∫eαdt
= Ko × cos (θre) + C. Where eI
α: voltage obtained by integrating eα Ko: true motor torque constant C: integration constant As a result, eIα = Ko × cos (θre) +
It becomes C. It should be noted that Ko × cos (θre) represents an AC voltage component, and C represents a DC voltage component. The relationship between the voltage eIα obtained by integrating the estimated induced voltage information eα and the AC and DC voltage components will be described with reference to FIG. 4, where the integration constant C matches the DC voltage component D and becomes the DC voltage component D. That is, the DC voltage component D is in a state in which the offset voltage is applied. Therefore, the AC voltage component Ko × cos (θ
re) is to output the arc-shaped waveform (trajectory) centered on the DC voltage component D and at a predetermined downward interval.

【0060】そして、前記電圧eIαが最大値eIαm
axとなるときは、cos(θre)=1のときであ
る。即ち、
Then, the voltage eIα is the maximum value eIαm.
When it becomes ax, it is when cos (θre) = 1. That is,

【数13】 の(21)式でこれを示す。(Equation 13) This is shown by the equation (21).

【0061】[0061]

【数13】[Equation 13]

【0062】又、電圧eIαが最小値eIαminとな
るときは、cos(θre)=−1のときである。即
ち、
When the voltage eIα becomes the minimum value eIαmin, it is when cos (θre) =-1. That is,

【数14】 の(22)式でこれを示す。[Equation 14] This is shown by the equation (22).

【0063】[0063]

【数14】[Equation 14]

【0064】前記の(21)式と(22)式とをThe above equations (21) and (22) are

【数15】 に示す次式において演算処理すると、(Equation 15) When the following equation shown in

【0065】[0065]

【数15】(Equation 15)

【0066】となる。この結果、前記の演算処理に基づ
いて真のモータトルク定数Koは、
It becomes As a result, the true motor torque constant Ko is

【数16】 の次式を演算することにより求めることが可能となる。[Equation 16] It is possible to obtain the value by calculating the following equation.

【0067】[0067]

【数16】[Equation 16]

【0068】ここで、真のモータトルク定数Koをモー
タのトルク定数Kに代入し、更に推定誘起電圧情報e
α,eβを用いて推定された回転子5の角速度ωreを
Here, the true motor torque constant Ko is substituted into the motor torque constant K, and the estimated induced voltage information e
The angular velocity ωre of the rotor 5 estimated using α and eβ is

【数17】 に示す次式によって算出することにより求めることがで
きる。
[Equation 17] It can be obtained by calculating with the following equation.

【0069】[0069]

【数17】[Equation 17]

【0070】ここで、回転子5の推定角速度ωreは、
例えば2極のDCモータの場合は、そのままωreを用
いて演算処理を行い、4極のDCモータのときはωre
/2に換算して演算処理する。そして、回転子角速度推
定演算手段20により演算処理した回転子5の推定角速
度ωreは、回転子5の推定角速度情報ωreとしてP
WM駆動制御装置18に出力される。
Here, the estimated angular velocity ωre of the rotor 5 is
For example, in the case of a 2-pole DC motor, the calculation processing is performed using ωre as it is, and in the case of a 4-pole DC motor, ωre
Converted to / 2 for calculation. The estimated angular velocity ωre of the rotor 5 calculated by the rotor angular velocity estimation calculation means 20 is P as the estimated angular velocity information ωre of the rotor 5.
It is output to the WM drive control device 18.

【0071】つづいて、前記演算処理装置16の各推定
演算手段19,20から出力される回転子5の回転子位
置情報θreと、回転子5の角速度情報ωreと、更
に、3相−2相電流変換装置13より出力される電流情
報(2相交流信号)iα,iβとがそれぞれ入力される
PWM駆動制御装置18は、速度指令装置21からの入
力信号に応じて、前記θre,ωre,iα,iβの各
信号を、3相DCモータ6の運転に最適な3相電圧形サ
イン波近似PWM信号に変換制御して出力する、例え
ば、周知のPWM信号発生回路を具備して構成されてい
る。
Subsequently, the rotor position information θre of the rotor 5 output from each of the estimation calculation means 19 and 20 of the calculation processing device 16, the angular velocity information ωre of the rotor 5, and the three-phase-two-phase The PWM drive control device 18 to which the current information (two-phase AC signals) iα, iβ output from the current conversion device 13 is input, respectively, according to the input signal from the speed command device 21, the θre, ωre, iα. , Iβ signals are converted and controlled into a three-phase voltage type sine wave approximate PWM signal that is optimal for the operation of the three-phase DC motor 6, and output, for example, a well-known PWM signal generation circuit is provided. .

【0072】図1において、22はPWM駆動制御装置
18の出力端に接続したインバータ回路3のトランジス
タQ1 〜Q6 にオン−オフ信号を供給して前記インバー
タ回路3を駆動制御するパワートランジスタ駆動回路で
あり、前記インバータ回路3の各トランジスタQ1 〜Q
6 を、それぞれ最適条件(3相電圧形サイン波近似PW
M信号)にてオン−オフ制御させることにより、3相D
Cモータ6の固定子巻線4u,4v,4wに、回転子5
を速度指令信号に対応して回転させることができる3相
交流信号の印加が可能となり、この結果、3相DCモー
タ6を最適なモータトルク定数によって円滑に運転させ
ることができるものである。
In FIG. 1, reference numeral 22 is a power transistor drive for driving and controlling the inverter circuit 3 by supplying ON / OFF signals to the transistors Q 1 to Q 6 of the inverter circuit 3 connected to the output terminal of the PWM drive control device 18. Circuit, and each of the transistors Q 1 to Q of the inverter circuit 3
6 are the optimum conditions (three-phase voltage type sine wave approximation PW
3 phase D by controlling on-off with M signal)
The rotor 5 is attached to the stator windings 4u, 4v, 4w of the C motor 6.
It is possible to apply a three-phase AC signal capable of rotating the motor according to the speed command signal, and as a result, the three-phase DC motor 6 can be smoothly operated with an optimum motor torque constant.

【0073】つづいて、この発明のインバータ制御装置
の要部をなす演算処理装置16の推定演算処理を図5な
いし図7に示すフローチャートを用いて説明する。図5
のフローチャートは誘起電圧推定演算手段17の実行手
段を示すもので、3相DCモータ6の運転時、3相−2
相の電流,電圧変換装置13,15から送出される電流
iα,iβ及び電圧Vα,Vβ(3相DCモータ6に供
給される電力の電流及び電圧)を利用して、推定誘起電
圧情報eα,eβを出力するもので、図5のステップS
1,S2では推定誘起電圧情報の演算開始後の時間T3
と、所定の時間T2 とを比較し、前記演算開始後の時間
3 が所定の時間T2 以上であれば、ステップS3,S
4に移行して推定誘起電圧情報eα,eβの更新を行
う。又、ステップS2において演算開始後の時間T3
所定の時間T2 未満のときは、推定誘起電圧情報eα,
eβは更新する必要がないため、そのまま前回のデータ
を推定誘起電圧情報eα,eβとして出力する。そし
て、ステップS3では演算開始から一定時間経過した
ら、その経過時間T3 を一旦リセットし、ステップS4
においては新たに前記電圧・電流Vα,Vβ,iα,i
βの情報と回転子5の推定角速度情報ωreとを取込
む。そして、ステップS5において、前記取込んだ各情
報を基にしてフィードバックゲインGを求める。ただ
し、ステップS5におけるgは推定精度を設定する定数
である。
Next, the estimation calculation processing of the calculation processing device 16 which is the main part of the inverter control device of the present invention will be described with reference to the flow charts shown in FIGS. Figure 5
Is a flow chart showing the execution means of the induced voltage estimation calculation means 17, and when the three-phase DC motor 6 is operating, three-phase-2
The estimated induced voltage information eα, using the phase currents, the currents iα, iβ and the voltages Vα, Vβ (currents and voltages of the power supplied to the three-phase DC motor 6) sent from the voltage converters 13, 15 eβ is output, and step S in FIG.
1 and S2, the time T 3 after the start of the calculation of the estimated induced voltage information
And a predetermined time T 2 are compared, and if the time T 3 after the start of the calculation is a predetermined time T 2 or more, steps S3, S
Then, the process proceeds to 4 to update the estimated induced voltage information eα and eβ. If the time T 3 after the start of calculation is less than the predetermined time T 2 in step S2, the estimated induced voltage information eα,
Since it is not necessary to update eβ, the previous data is output as it is as the estimated induced voltage information eα and eβ. Then, in step S3, when a certain time has elapsed from the start of calculation, the elapsed time T 3 is once reset, and step S4
, The voltage / current Vα, Vβ, iα, i
The information of β and the estimated angular velocity information ωre of the rotor 5 are taken in. Then, in step S5, the feedback gain G is obtained based on the acquired information. However, g in step S5 is a constant that sets the estimation accuracy.

【0074】そして、前記ステップS5でフィードバッ
クゲインGを求めたら、その数値を利用してステップS
6において、電流iα及び電圧Vαの各成分を
Then, when the feedback gain G is obtained in the step S5, the numerical value is utilized in the step S5.
6, the components of the current iα and the voltage Vα are

【数7】の(13)式に基づいて積分してξαを求め、
更に、ステップS8において前記ξαを
Equation (13) is used to perform integration to obtain ξα,
Further, in step S8,

【数7】で示す(14)式により演算して推定誘起電圧
情報eαを求めるようにした。なお、もう一方の推定誘
起電圧情報eβを求める場合は、前記と同様に推定誘起
電圧情報eβを求めることができるため、前記eβの演
算式は割愛した。従って、前記
The estimated induced voltage information eα is calculated by the equation (14) shown in Equation 7. Incidentally, when the other estimated induced voltage information eβ is obtained, the estimated induced voltage information eβ can be obtained in the same manner as described above, and thus the calculation formula of eβ is omitted. Therefore,

【数7】,[Equation 7],

【数8】の(14),(15)式で判明する如く、フィ
ードバックゲインGを大きくすると、3相DCモータ6
の運転の追従性を良好にすることができる反面、フィー
ドバックゲインGを必要以上に大きくすると、推定誘起
電圧情報eα,eβにインバータ回路3からの出力に起
因するノイズが重畳され、推定誘起電圧情報eα,eβ
の機能を低下させることがある。このため、この発明に
おいては、フィードバックゲインGを求める場合は、図
5のステップS5で示すように、回転子5の推定角速度
情報ωreを取込んで演算処理を行うように構成されて
いる。
As can be seen from the equations (14) and (15) of Equation 8, when the feedback gain G is increased, the three-phase DC motor 6
However, if the feedback gain G is increased more than necessary, noise caused by the output from the inverter circuit 3 is superimposed on the estimated induced voltage information eα and eβ, and the estimated induced voltage information e eα, eβ
May reduce the function of. Therefore, in the present invention, when the feedback gain G is obtained, the estimated angular velocity information ωre of the rotor 5 is taken in and the arithmetic processing is performed, as shown in step S5 of FIG.

【0075】次に、回転子5の回転子位置推定演算手段
19の実行手段は図6のフローチャート図に示してあ
り、回転子5の磁極位置θは、前記推定誘起電圧情報e
α,eβを利用して求める。図6において、ステップS
10で回転子位置推定演算手段19に推定誘起電圧情報
eα,eβが入力されると、
Next, the execution means of the rotor position estimation calculation means 19 of the rotor 5 is shown in the flow chart of FIG. 6, and the magnetic pole position θ of the rotor 5 is the estimated induced voltage information e.
Obtained using α and eβ. In FIG. 6, step S
When the estimated induced voltage information eα and eβ are input to the rotor position estimation calculation means 19 at 10,

【数10】の(1)式で示すeα=0,eβ>0の場合
は、ステップS11〜13に移行し、θは0°である。
ステップS12で否の場合は
In the case of eα = 0 and eβ> 0 shown in the equation (1), the process proceeds to steps S11 to 13, and θ is 0 °.
In case of no in step S12

【数10】の(5)式で示すeα=0,eβ<0と合致
しステップS14に移行し、θは180°となる。ステ
ップS15,16が要の場合はステップS17に移行
し、θは
Since eα = 0 and eβ <0 shown in the equation (5) of (10) are satisfied, the process proceeds to step S14, and θ becomes 180 °. If steps S15 and S16 are required, the process proceeds to step S17, where θ is

【数10】の(8)式により360°+tan-1(−e
α/eβ)となる。ステップS15で否のときはステッ
プS18に移行し、ステップ18が要の場合は、
According to the equation (8) of the equation (10), 360 ° + tan −1 (−e
α / eβ). If NO in step S15, the process proceeds to step S18, and if step 18 is necessary,

【数10】の(2)式で示すeα<0,eβ>0と合致
し、ステップS19に移行し、θはtan-1(−eα/
eβ)となる。又、ステップS16が否のときはステッ
プS20に移行し、ステップS20が要の場合は、
It matches with eα <0 and eβ> 0 shown in the equation (2), and the process proceeds to step S19, where θ is tan −1 (−eα /
eβ). If step S16 is negative, the process proceeds to step S20, and if step S20 is necessary,

【数10】の(7)式で示すeα>0,eβ=0と合致
し、ステップS21に移行しθは270°となる。ステ
ップS20が否の場合はステップS22に移行し、
Since eα> 0 and eβ = 0 shown in the equation (7) of (10) are satisfied, the process proceeds to step S21 and θ becomes 270 °. If step S20 is negative, the process moves to step S22,

【数10】の(6)式で示すeα>0,eβ<0と合致
し、θは180°+tan-1(−eα/eβ)となる。
更に、ステップS18で否、ステップS23で要の場合
は、
This coincides with eα> 0 and eβ <0 shown in the equation (6), and θ becomes 180 ° + tan −1 (−eα / eβ).
Further, in the case of no in step S18 and in the case of necessity in step S23,

【数10】の(3)式で示すeα<0,eβ=0と合致
し、ステップS24に移行してθは90°となる。前記
ステップS23で否の場合はステップS25に移行し、
This matches eα <0 and eβ = 0 shown in the equation (3), and the process proceeds to step S24, where θ becomes 90 °. If the result in step S23 is NO, the process moves to step S25,

【数10】の(4)式で示すeα<0,eβ<0と合致
するため、θは180°+tan-1(−eα/eβ)と
なる。
Since it matches with eα <0 and eβ <0 shown in the equation (4), θ becomes 180 ° + tan −1 (−eα / eβ).

【0076】前記のように、回転子位置推定演算手段1
9では、推定誘起電圧情報eα,eβが入力されると、
その情報eα,eβに基づいて順次回転子5の磁極位置
θを演算処理し、その出力端から推定された回転子位置
情報θreを出力するものである。
As described above, the rotor position estimation calculation means 1
In 9, when the estimated induced voltage information eα and eβ are input,
The magnetic pole position θ of the rotor 5 is sequentially calculated based on the information eα and eβ, and the rotor position information θre estimated from the output end is output.

【0077】図7に示すフローチャートは回転子5の推
定角速度ωreを演算処理する回転子角速度推定演算手
段20の実行状態を示すもので、前記のように、誘起電
圧推定演算手段17から出力される推定誘起電圧情報e
α,eβを取込んで回転子5の推定角速度ωreを演算
処理するもので、図7で示すステップS31,32では
推定誘起電圧情報eα,eβの演算開始後の時間T1
所定時間Tとを比較し、前記演算開始後の時間T1 が所
定の時間T以上であれば、次のステップS33,S34
に移行して推定誘起電圧情報eα,eβの更新を行う。
一方、ステップ32において演算開始後の時間T1 が所
定の時間T未満のときは、推定回転子角速度情報ωre
は更新の必要がないため、前回のデータを推定角速度情
報ωreとしてそのまま出力する。
The flow chart shown in FIG. 7 shows the execution state of the rotor angular velocity estimation calculation means 20 for calculating the estimated angular velocity ωre of the rotor 5, and is output from the induced voltage estimation calculation means 17 as described above. Estimated induced voltage information e
The estimated angular velocity ωre of the rotor 5 is calculated by taking in α and eβ. In steps S31 and S32 shown in FIG. 7, the time T 1 and the predetermined time T after the calculation of the estimated induced voltage information eα and eβ are started. If the time T 1 after the start of the calculation is equal to or longer than the predetermined time T, the following steps S33 and S34 are performed.
Then, the estimated induced voltage information eα and eβ are updated.
On the other hand, when the time T 1 after the start of calculation is less than the predetermined time T in step 32, the estimated rotor angular velocity information ωre
Does not need to be updated, the previous data is output as is as the estimated angular velocity information ωre.

【0078】ステップS33では演算開始から一定時間
経過したら、その経過時間T1 を一旦リセットする。そ
して、ステップS34において新たな誘起電圧情報e
α,eβを取込んで回転子角速度の演算処理を開始す
る。そして、ステップS35にてeαを積分してeIα
を求める。前記積分を行った電圧eIαは、ステップS
36,S37において図4で示すように、直流電圧成分
Dを中心としてその最大及び最小の電圧値を比較し、ス
テップ38においては、最大電圧値eIαmaxを更新
し、ステップS39では最小電圧値eIαminを更新
している。そして、ステップS40において回転子5の
回転位置を確認し、回転子5が電気角で360°回動す
るまでの間はステップS45に移行し、回転子5が電気
角で360°回動したら、その時点でステップS41に
移行して真のモータのトルク定数Koを演算処理し、ス
テップS42においては、前記演算によって求めたKo
をモータトルク定数Kに代入する。このあと、ステップ
S43,44を経てステップS45に移行し、このステ
ップS45において、推定誘起電圧情報eα,eβを用
いて回転子5の推定角速度ωreを演算処理して回転子
5の推定角速度ωreを求める。ステップ45で求めた
推定角速度ωreは誘起電圧推定演算手段17とPWM
駆動制御装置18にそれぞれ出力される。
In step S33, the elapsed time T 1 is once reset after a certain time has elapsed from the start of the calculation. Then, in step S34, new induced voltage information e
Taking in α and eβ, the calculation process of the rotor angular velocity is started. Then, in step S35, eα is integrated to obtain eIα.
Ask for. The voltage eIα obtained by the integration is calculated in step S
As shown in FIG. 4, at 36 and S37, the maximum and minimum voltage values are compared centering on the DC voltage component D, the maximum voltage value eIαmax is updated at step 38, and the minimum voltage value eIαmin is determined at step S39. I am updating. Then, in step S40, the rotational position of the rotor 5 is confirmed, the process proceeds to step S45 until the rotor 5 rotates 360 ° in electrical angle, and when the rotor 5 rotates 360 ° in electrical angle, At that time, the process proceeds to step S41 to calculate the torque constant Ko of the true motor, and in step S42, the Ko obtained by the above calculation is calculated.
Is substituted into the motor torque constant K. Then, the process proceeds to step S45 through steps S43 and 44, and in step S45, the estimated angular velocity ωre of the rotor 5 is calculated by using the estimated induced voltage information eα and eβ to calculate the estimated angular velocity ωre of the rotor 5. Ask. The estimated angular velocity ωre obtained in step 45 is calculated by the induced voltage estimation calculation means 17 and the PWM.
It is output to the drive control device 18, respectively.

【0079】前記のように、演算処理装置16の各推定
演算手段17,19,20により演算処理して算出した
推定回転子位置情報θreと推定回転子角速度情報ωr
eは、ともに誘起電圧推定演算手段17により演算処理
して算出した推定誘起電圧情報eα,eβを基にして算
出してあるため、推定情報としてPWM駆動制御装置1
8に出力される。然るに、前記の推定情報θre,ωr
eは、3相DCモータ6に供給される電流,電圧iu,
iv,Vu,Vvを基準にして算出したので、3相DC
モータ6には、常に速度指令装置21の指令に基づいて
高効率で3相DCモータ6を駆動するための3相交流電
力の供給が可能となる。
As described above, the estimated rotor position information θre and the estimated rotor angular velocity information ωr calculated by performing the calculation processing by the respective estimation calculation means 17, 19, 20 of the calculation processing device 16.
Since e is calculated on the basis of the estimated induced voltage information eα and eβ which are both calculated and calculated by the induced voltage estimation calculation means 17, the PWM drive control device 1 is used as estimated information.
8 is output. Therefore, the above estimation information θre, ωr
e is the current, voltage iu, supplied to the three-phase DC motor 6,
Since it was calculated based on iv, Vu, Vv, three-phase DC
The motor 6 can always be supplied with the three-phase AC power for driving the three-phase DC motor 6 with high efficiency based on the command from the speed command device 21.

【0080】これは、誘起電圧情報eα,eβを、演算
処理する際、あらかじめ、推定回転子角速度情報ωre
を取込んで処理しているからに他ならない。従って、推
定誘起電圧情報eα,eβの演算処理中に、フィードバ
ックゲインGを前記推定回転子角速度情報ωreに基づ
いて任意に可変して算出することにより、推定誘起電圧
情報eα,eβの推定値を3相DCモータ6の最適な運
転状況に近付けることができる。
This is because when calculating the induced voltage information eα and eβ, the estimated rotor angular velocity information ωre is calculated in advance.
It's just because it's capturing and processing. Therefore, during the calculation process of the estimated induced voltage information eα and eβ, the estimated value of the estimated induced voltage information eα and eβ can be calculated by arbitrarily calculating the feedback gain G based on the estimated rotor angular velocity information ωre. It is possible to approach the optimum operating condition of the three-phase DC motor 6.

【0081】今、例えばフィードバックゲインGが小さ
い場合について説明すると、図8にでは、回転子角速度
が遅い(回転子5の回転数が低い)ため、フィードバッ
クゲインGも小さくなっている。しかし、推定回転子位
置情報θreと、実際の回転子位置情報θre2 との差
Δdは非常に小さくなっているので、回転子5はフィー
ドバックゲインGが小さくても所定の速度指令に従って
円滑に回転させることができる。
Now, for example, a case where the feedback gain G is small will be described. In FIG. 8, since the rotor angular velocity is slow (the rotation speed of the rotor 5 is low), the feedback gain G is also small. However, since the difference Δd between the estimated rotor position information θre and the actual rotor position information θre 2 is very small, the rotor 5 rotates smoothly according to a predetermined speed command even if the feedback gain G is small. Can be made.

【0082】又、図9のように、フィードバックゲイン
Gが小さく回転子角速度が早い(回転子5の回転数が高
い)ときの推定回転子位置情報θreと、実際の回転子
位置情報θre2 との差Δdは大きくなり回転子5の回
転効率は低下し、かつ、十分なトルクが得られない。し
かし、この場合は推定回転子位置情報θreの回動角度
を大きくすればよく、即ち、Δdの間隔を小さくすれば
よい。これはフィードバックゲインGを高くすれば解決
するもので、実際の回転子位置情報θre2 の回動角度
は大きくなっているため、前記フィードバックゲインG
を高くすることは容易となり、この結果、推定回転子位
置情報θreの回動角度を大きくして回転子5の位置検
出を良好に追従させることが可能となるため、回転子5
を速度指令に従って効率よく回転させることができる。
Further, as shown in FIG. 9, the estimated rotor position information θre and the actual rotor position information θre 2 when the feedback gain G is small and the rotor angular velocity is fast (the rotation speed of the rotor 5 is high). The difference .DELTA.d becomes large, the rotation efficiency of the rotor 5 decreases, and sufficient torque cannot be obtained. However, in this case, the rotation angle of the estimated rotor position information θre may be increased, that is, the interval of Δd may be decreased. This is solved by increasing the feedback gain G. Since the actual rotation angle of the rotor position information θre 2 is large, the feedback gain G is increased.
It becomes easy to increase the rotation angle of the rotor 5. As a result, the rotation angle of the estimated rotor position information θre can be increased and the position detection of the rotor 5 can be favorably followed.
Can be efficiently rotated according to the speed command.

【0083】更に、図10においてはフィードバックゲ
インGが高いときは、推定回転子位置情報θreと実際
の回転子位置情報θre2 との差Δdは小さいため、回
転子5はその位置検出に良好に追従して円滑に回転する
ことができる。
Further, in FIG. 10, when the feedback gain G is high, the difference Δd between the estimated rotor position information θre and the actual rotor position information θre 2 is small, so that the rotor 5 can detect the position well. It can follow and rotate smoothly.

【0084】以上説明したように、この発明において
は、回転子の角速度が遅いときは、フィードバックゲイ
ンGを小さくし、逆に、回転子の角速度が速いときはフ
ィードバックゲインGを大きくすることにより、回転子
5の位置検出の追従性が著しく良好となり、これによっ
て回転子5の回転が円滑に行い得、3相DCモータ6の
運転効率を著しく向上させることができる。
As described above, in the present invention, the feedback gain G is reduced when the angular velocity of the rotor is slow, and conversely, the feedback gain G is increased when the angular velocity of the rotor is fast. The followability of the position detection of the rotor 5 is remarkably good, whereby the rotation of the rotor 5 can be performed smoothly, and the operation efficiency of the three-phase DC motor 6 can be remarkably improved.

【0085】前記のように、演算処理装置16によって
演算処理した回転子5の推定位置検出情報θreと回転
子5の推定角速度情報ωreと、電流情報iα,iβと
をそれぞれPWM駆動制御装置18に出力し、このPW
M駆動制御装置18において前記各情報をPWM信号発
生回路によって3相電圧形サイン波近似PWM信号に変
換し、これをパワートランジスタ駆動回路22に出力
し、このパワートランジスタ駆動回路22よりインバー
タ回路3に駆動信号を出力して、該インバータ回路3の
各トランジスタQ1 〜Q6 をそれぞれ3相電圧形サイン
波近似PWM信号により駆動制御し、このインバータ回
路3から3相DCモータ6の固定子巻線4u,4v,4
wに前記3相DCモータ6を高効率で運転させることが
できる3相交流電力の供給を行って、3相DCモータ6
を最適なモータトルク定数で、かつ、トルクリップルを
減少させて円滑に、しかも、効率よく運転させることが
できる。
As described above, the estimated position detection information θre of the rotor 5, the estimated angular velocity information ωre of the rotor 5, and the current information iα, iβ which are arithmetically processed by the arithmetic processing unit 16 are supplied to the PWM drive control unit 18, respectively. Output, this PW
In the M drive control device 18, each of the above information is converted into a three-phase voltage type sine wave approximate PWM signal by the PWM signal generation circuit, and this is output to the power transistor drive circuit 22. From this power transistor drive circuit 22 to the inverter circuit 3. it outputs a drive signal, the transistors Q 1 to Q 6 of the inverter circuit 3 is driven and controlled by 3-phase voltage sine wave approximation PWM signals, respectively, the stator winding from the inverter circuit 3 a three-phase DC motor 6 4u, 4v, 4
w is supplied with 3-phase AC power capable of operating the 3-phase DC motor 6 with high efficiency, and the 3-phase DC motor 6 is supplied.
With the optimum motor torque constant, the torque ripple can be reduced to allow smooth and efficient operation.

【0086】[0086]

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成し
たので、次に示すような効果を奏するものである。 (1)、この発明は、3相ブラシレスDCモータに供給
される交流電力を基準として、前記3相ブラシレスDC
モータを高効率で運転させる情報を推定して演算処理
し、この推定演算処理した情報に基づいてインバータ回
路を駆動制御するように構成したので、前記3相ブラシ
レスDCモータは、常に最適運転状況の情報に基づいて
運転させることができるため、この種の3相ブラシレス
DCモータを速度指令に追従させて高効率で運転するこ
とができる。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. (1) According to the present invention, the three-phase brushless DC motor is based on the AC power supplied to the three-phase brushless DC motor.
Since the information for operating the motor with high efficiency is estimated and arithmetically processed, and the inverter circuit is drive-controlled based on the information obtained by the estimation and arithmetic processing, the three-phase brushless DC motor is always in the optimum operating condition. Since it can be operated based on the information, this type of three-phase brushless DC motor can be operated with high efficiency by following the speed command.

【0087】(2)、この発明は、3相ブラシレスDC
モータに供給される電圧,電流情報をベースにして、最
適運転状況の情報を推定してインバータ回路を駆動制御
するように構成したので、ホール素子やエンコーダ,レ
ゾルバ等、高価な位置検出器を全く必要としないので、
3相ブラシレスDCモータを簡素な構成で、小形軽量
に、かつ、経済的に製作することができる。
(2) The present invention is a three-phase brushless DC
Based on the voltage and current information supplied to the motor, it is configured to estimate the information on the optimum operating condition and drive and control the inverter circuit. Therefore, expensive position detectors such as Hall elements, encoders, resolvers, etc. are completely eliminated. I don't need it, so
A three-phase brushless DC motor can be manufactured with a simple structure, small size, light weight, and economically.

【0088】(3)、この発明は、3相ブラシレスDC
モータを駆動させるための最適運転状況の情報は、前記
3相ブラシレスDCモータに供給される電流,電圧情報
をベースにして、3相ブラシレスDCモータの運転中に
生ずる誘起電圧を推定して演算処理し、この演算処理し
た推定誘起電圧を利用して更に、回転子位置及び回転子
角速度を推定して演算処理し、これら推定された回転子
位置及び回転子角速度情報を基に3相電圧形サイン波近
似PWM信号を生成してインバータ回路を駆動制御する
ように構成したので、3相ブラシレスDCモータの運転
中に脈動が生じてトルクリップルを増大させ、3相ブラ
シレスDCモータ自体に振動や騒音を発生させるという
問題を確実に解決することができる。
(3) The present invention is a three-phase brushless DC
The information on the optimum operating condition for driving the motor is calculated by estimating the induced voltage generated during the operation of the three-phase brushless DC motor based on the current and voltage information supplied to the three-phase brushless DC motor. Then, the estimated induced voltage thus calculated is used to further estimate the rotor position and the rotor angular velocity, and the calculation process is performed. Based on the estimated rotor position and rotor angular velocity information, the three-phase voltage type sine Since the wave approximate PWM signal is generated to drive and control the inverter circuit, pulsation occurs during the operation of the three-phase brushless DC motor to increase the torque ripple, and vibration and noise are generated in the three-phase brushless DC motor itself. It is possible to surely solve the problem of causing it.

【0089】(4)、この発明は、推定誘起電圧情報を
演算処理する誘起電圧推定演算手段に、回転子角速度の
遅・速に対応してフィードバックゲインを可調整する手
段が備えられているので、3相ブラシレスDCモータ
は、常に高効率なモータトルク定数の運転状況に追従さ
せて運転させることができるので利便であるとともに、
脈動の低減により振動、騒音等の発生を抑制することが
可能となるため、機械的な吸音,防振部材が不要とな
り、しかも、マイクロコンピュータを用いてソフト的に
対処することができる等、この種の3相ブラシレスDC
モータの生産性向上とコスト低減を大幅にはかることが
できる。
(4) According to the present invention, the induced voltage estimation calculation means for calculating the estimated induced voltage information is provided with the means for adjusting the feedback gain in correspondence with the slow / fast rotor angular speed. The three-phase brushless DC motor is convenient because it can be operated by always following the operating condition of a highly efficient motor torque constant.
Since it is possible to suppress the generation of vibrations and noises by reducing the pulsation, mechanical sound absorption and vibration isolation members are not required, and moreover, it is possible to deal with them by software using a microcomputer. Seed three-phase brushless DC
It is possible to significantly improve the productivity of the motor and reduce the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の3相ブラシレスDCモータのインバー
タ制御装置を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an inverter control device for a three-phase brushless DC motor of the present invention.

【図2】誘起電圧ベクトルと磁極との関係を示す説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between an induced voltage vector and magnetic poles.

【図3】誘起電圧を利用して磁極の位置を求める例を示
す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of obtaining a position of a magnetic pole by using an induced voltage.

【図4】モータトルク定数の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a motor torque constant.

【図5】推定誘起電圧情報の演算処理状態を示すフロー
チャート図である。
FIG. 5 is a flow chart showing a calculation processing state of estimated induced voltage information.

【図6】回転子の推定位置情報の演算処理状態を示すフ
ローチャート図である。
FIG. 6 is a flowchart showing a state of calculation processing of estimated position information of a rotor.

【図7】回転子の推定角速度情報の演算処理状態を示す
フローチャート図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a calculation processing state of estimated angular velocity information of a rotor.

【図8】フィードバックゲインが低いときで、かつ、回
転子角速度が遅いときの関係を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship when a feedback gain is low and a rotor angular velocity is low.

【図9】フィードバックゲインが低いときで、かつ、回
転子角速度が速いときの関係を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship when a feedback gain is low and a rotor angular velocity is fast.

【図10】フィードバックゲインが高いときで、かつ、
回転子角速度が速いときの関係を示す説明図である。
FIG. 10 shows a case where the feedback gain is high, and
It is explanatory drawing which shows the relationship when a rotor angular velocity is fast.

【図11】従来のセンサレスブラシレスDCモータの回
転子位置検出装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of a conventional rotor position detecting device for a sensorless brushless DC motor.

【図12】図11の原理的位置検出動作を説明するタイ
ムチャート図である。
12 is a time chart diagram for explaining the principle position detection operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 インバータ回路 4u,4v,4w 固定子巻線 5 回転子 6 3相センサレスブラシレスDCモータ 7 電圧検出回路 8 電流検出回路 12 3相電流演算装置 13 3相−2相電流変換装置 14 3相電圧演算装置 15 3相−2相電圧変換装置 16 推定情報演算処理装置 17 誘起電圧推定演算手段 18 PWM駆動制御装置 19 回転子位置推定演算手段 20 回転子角速度推定演算手段 21 速度指令装置 22 パワートランジスタ駆動回路 e1 推定誘起電圧ベクトル eα,eβ 推定誘起電圧情報 θre 推定回転子位置情報 ωre 推定回転子角速度情報 iα,iβ 電流情報3 Inverter circuit 4u, 4v, 4w Stator winding 5 Rotor 6 3-phase sensorless brushless DC motor 7 Voltage detection circuit 8 Current detection circuit 12 3-phase current operation device 13 3-phase-2 phase current conversion device 14 3-phase voltage operation Device 15 Three-phase to two-phase voltage conversion device 16 Estimated information calculation processing device 17 Induction voltage estimation calculation means 18 PWM drive control device 19 Rotor position estimation calculation means 20 Rotor angular velocity estimation calculation means 21 Speed command device 22 Power transistor drive circuit e 1 Estimated induced voltage vector eα, eβ Estimated induced voltage information θre Estimated rotor position information ωre Estimated rotor angular velocity information iα, iβ Current information

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 光彦 愛知県春日井市愛知町1番地 愛知電機株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuhiko Sato 1 Aichi-cho, Kasugai-shi, Aichi Aichi Electric Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定子巻線と永久磁石を具備した回転子
とからなる3相ブラシレスDCモータと、前記固定子巻
線のうちの2つの相から電圧、電流をそれぞれ検出する
電圧及び電流検出手段と、前記電圧,電流検出手段の出
力値から推定された誘起電圧情報を演算処理する誘起電
圧推定演算手段及び前記誘起電圧推定演算手段からの出
力値を用いて推定された回転子位置情報と回転子角速度
情報をそれぞれ演算処理する回転子位置推定演算手段と
回転子角速度推定演算手段とを備えた推定情報演算処理
装置と、前記推定情報演算処理装置からの推定された回
転子位置及び角速度情報と電流検出手段から送出される
電流情報とによって、インバータ回路を駆動制御するよ
うにしたことを特徴とするセンサレスブラシレスDCモ
ータのインバータ制御装置。
1. A three-phase brushless DC motor comprising a stator winding and a rotor having a permanent magnet, and voltage and current detection for detecting voltage and current respectively from two phases of the stator winding. Means, an induced voltage estimation calculation means for calculating the induced voltage information estimated from the output values of the voltage and current detection means, and rotor position information estimated by using the output values from the induced voltage estimation calculation means. An estimated information calculation processing device including a rotor position estimation calculation unit and a rotor angular velocity estimation calculation unit that respectively calculate the rotor angular velocity information, and the estimated rotor position and angular velocity information from the estimated information calculation processing unit. Inverter control of a sensorless brushless DC motor, characterized in that the inverter circuit is driven and controlled by the current information sent from the current detection means. Control device.
【請求項2】 固定子巻線と永久磁石を具備した回転子
とからなる3相ブラシレスDCモータと、前記固定子巻
線のうちの2つの相から電圧,電流をそれぞれ検出する
電圧及び電流検出手段と、前記電圧,電流検出手段の出
力値から推定された誘起電圧情報を演算処理する誘起電
圧推定演算手段及び前記誘起電圧推定演算手段からの出
力値を用いて推定された回転子位置情報と回転子角速度
情報をそれぞれ演算処理する回転子位置推定演算手段と
回転子角速度推定演算手段とを備えた推定情報演算処理
装置と、前記推定情報演算処理装置からの推定された回
転子位置及び角速度情報と電流検出手段から送出される
電流情報とを、PWM信号発生回路を内蔵したPWM駆
動制御装置に出力し、前記回転子位置情報と回転子角速
度情報とによってサイン近似波PWM信号を前記PWM
駆動制御装置からインバータ回路に出力し、前記インバ
ータ回路をサイン波近似PWM信号によって駆動制御す
るようにしたことを特徴とするセンサレスブラシレスD
Cモータのインバータ制御装置。
2. A three-phase brushless DC motor comprising a stator winding and a rotor provided with a permanent magnet, and voltage and current detection for respectively detecting voltage and current from two phases of the stator winding. Means, an induced voltage estimation calculation means for calculating the induced voltage information estimated from the output values of the voltage and current detection means, and rotor position information estimated by using the output values from the induced voltage estimation calculation means. An estimated information calculation processing device including a rotor position estimation calculation unit and a rotor angular velocity estimation calculation unit that respectively calculate the rotor angular velocity information, and the estimated rotor position and angular velocity information from the estimated information calculation processing unit. And the current information sent from the current detecting means to a PWM drive control device having a built-in PWM signal generation circuit, and the rotor position information and the rotor angular velocity information are used to support the information. In the approximate wave PWM signal
A sensorless brushless D characterized in that the drive control device outputs the signal to an inverter circuit, and the inverter circuit is drive-controlled by a sine wave approximation PWM signal.
Inverter control device for C motor.
【請求項3】 前記推定情報演算処理装置に具備した誘
起電圧推定演算手段には、回転子角速度が遅い場合はフ
ィードバックゲインを低くし、回転子角速度が速い場合
はフィードバックゲインを高くするための手段を備えて
いることを特徴とする請求項1又は2記載のセンサレス
ブラシレスDCモータのインバータ制御装置。
3. The means for estimating an induced voltage included in the estimated information arithmetic processing unit, which lowers the feedback gain when the rotor angular velocity is low, and increases the feedback gain when the rotor angular velocity is high. An inverter control device for a sensorless brushless DC motor according to claim 1 or 2, further comprising:
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Cited By (8)

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