JPH08322284A - ブラシレスモータの制御方法 - Google Patents

ブラシレスモータの制御方法

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JPH08322284A
JPH08322284A JP7148253A JP14825395A JPH08322284A JP H08322284 A JPH08322284 A JP H08322284A JP 7148253 A JP7148253 A JP 7148253A JP 14825395 A JP14825395 A JP 14825395A JP H08322284 A JPH08322284 A JP H08322284A
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JP
Japan
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brushless motor
position detection
rotor
mode
energization
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Withdrawn
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JP7148253A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Ohara
義之 尾原
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Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスモータの起動から位置検出運転へ
のモード移行を確実に、かつスムーズに行えるようにす
る。 【構成】 ブラシレスモータ2の電機子巻線の端子電圧
(誘起電圧)と所定基準電圧との交点(回転子2aの位
置)を位置検出回路4で検出し、これら位置検出信号を
制御回路10に入力する。この制御回路10は、ブラシ
レスモータ2を同期運転で所定周波数まで上昇させて位
置検出運転にモード移行する機能を有する一方、同期運
転から位置検出運転へのモード移行を行うに際して一相
分飛ばして回転子2aの位置検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はセンサレス直流ブラシ
レスモータ(以下ブラシレスモータと記す)の回転制御
技術に係り、特に詳しくは同期運転から位置検出運転へ
のモード移行をスムーズに行えるようにするブラシレス
モータの制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のブラシレスモータの制御方法に
おいて、一般的にブラシレスモータの起動時には同期運
転を行う一方、ブラシレスモータの周波数を上げ(回転
速度を加速し)、回転子の位置検出に十分な程度加速し
たときに位置検出運転へのモード移行を行う。
【0003】そのため、例えば図12に示す制御装置が
必要である。この制御装置は、交流電源1を所定の直流
電源に変換し、かつ同直流電源をスイッチングしてブラ
シレスモータ(DCM)2の電機子巻線に供給するイン
バータ部3と、ブラシレスモータ2の端子電圧(誘起電
圧)により回転子2aの位置を検出するための位置検出
回路4と、この位置検出をもとにしてインバータ部3の
複数のスイッチング素子をオン、オフするための制御回
路(マイクロコンピュータ)5とを備えている。
【0004】なお、PWM方式を採用している場合、制
御回路5はインバータ部3の所定スイッチング素子の駆
動区間を所定デューティ比のチョッピング(PWM)信
号でチョッピングする。
【0005】上記位置検出回路4としては現在のところ
アナログ方式やディジタル方式のものが提案されてい
る。前者の場合、PWM信号やスパイク電圧(通電切り
替え時に発生するノイズ)を除去するために積分回路を
用いている。これは、相間電圧(各相の端子電圧(誘起
電圧))を積分した積分出力波形の傾斜の中点が誘起電
圧の中点より約90度遅れた点となり、つまり丁度通電
切り替えタイミングまで位相シフトした形になるからで
ある。
【0006】しかし、このアナログ方式の場合、その遅
相量(位相シフト量)がブラシレスモータ2の回転数に
より変化したり、特に起動においては積分回路が安定す
るまでに時間を要することから、同期運転から位置検出
運転へモード移行するまでに時間がかかってしまうとい
う欠点がある。
【0007】このようなことから、精度、効率の向上が
望めるディジタル方式のものが採用されようとしてい
る。このディジタル方式の場合、電機子巻線の端子電圧
(誘起電圧)と所定基準値(例えば巻線の端子電圧eの
1/2)と比較し、この比較結果(誘起電圧の1/2
点)をマイクロコンピュータに入力して回転子の位置検
出処理を実行し、この位置検出をもとにしてブラシレス
モータの通電切り替えタイミング(機械角30度あるい
は90度)を算出する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ディジタ
ル方式を採用したブラシレスモータの制御方法におい
て、起動時にはアナログ方式と同じく同期運転を行って
いるため、回転子2aがステータに発生した回転磁界に
同期して回転しているとしても、必ずしも誘起電圧の中
点(誘起電圧の1/2点)を検出することができるとは
限らない。
【0009】図13を参照して具体的に説明する。な
お、図中、三相四極のブラシレスモータ2のステータ2
bは複数の電機子巻線(例えば24個)で、電機子巻線
は環になってブラシレスモータ2に挿入されている。ま
た、この回路では2回路が入っており、すなわち電気角
での1回転は機械角で半回転に相当し、同図の白丸およ
び斜線の丸は非同通状態の相を示し、この場合非同通の
電機子巻線Wに発生する誘起電圧を用いて位置検出を行
うことになる。
【0010】例えば、ステータ2bに発生する回転磁界
が機械角30度ずつ時計方向に回転(右回転)する場
合、位置検出運転では回転子2aの磁極変化点Aがステ
ータ2bの回転磁界(S極)の中央30度内になるよう
に通電を切り替える。すなわち、回転子2aが図13に
示す位置(S極の中心)に達したときに、誘起電圧が印
加電圧の1/2となり、この誘起電圧の1/2点を検出
した後回転子2aが電機角15度回転したときに次の通
電相に切り替える。
【0011】ところが、ブラシレスモータ2の起動時で
は同期運転が行われるため、例えば回転子2aの磁極変
化点Aがステータ2bの回転磁界(図13ではS極)の
中心より進相している場合上述した誘起電圧の1/2点
を検出することができなくなる。したがって、位置検出
運転へのモード移行時に回転子2aの位置を検出するこ
とができず、ひいては同期運転から位置検出運転へのモ
ード移行がスムーズに行えないという問題点が生じる。
【0012】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的はブラシレスモータの起動から位置検出
運転へのモード移行をする際に確実に回転子の位置検出
ができ、ひいては確実にモード移行を行うことができ、
しかもモード移行をスムーズに行うことができるように
した新規なブラシレスモータの制御方法を提供すること
にある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明はブラシレスモータを同期運転から位置検
出運転へのモード移行を行うブラシレスモータの制御方
法において、前記モード移行に際しては一相分飛ばして
前記ブラシレスモータの回転子の位置を検出可能として
おり、該位置検出時点で前記ブラシレスモータの通電を
切り替えて位置検出運転を行うようにしたことを要旨と
する。
【0014】また、この発明は、前記モード移行に際し
ては一相分飛ばして前記ブラシレスモータの回転子の位
置を検出可能としており、該位置検出時点を電気角15
度分シフトした時点で前記ブラシレスモータの通電を切
り替えて位置検出運転を行うようにしたものである。
【0015】
【作用】上記手段によれば、ブラシレスモータが同期運
転で所定値まで加速されたとき、同期運転から位置検出
運転へのモード移行が行われる。このモード移行に際し
て、一相分飛ばした通電が行われ、回転子の位置検出に
ついても一相分飛ばして行われる。
【0016】モード移行時に回転子が通常より進相して
いると、通常通りの通電切り替えでは回転子の位置検出
ができなくなるが、一相分飛ばした通電切り替えによ
り、回転子の位置を確実に検出することが可能となる。
【0017】このように、モード移行時に回転子が回転
磁界の中心より進相しているような場合でも、回転子の
位置を確実に検出することができることから、モード移
行が確実に、かつスムーズに行われる。
【0018】
【実施例】この発明は、センサレス直流ブラシレスモー
タ(以下ブラシレスモータと記す)の起動から位置検出
運転へモード移行するに際して回転子の位置検出を一相
分飛ばすことにより、回転子の磁極変化点がステータの
回転磁界の中心より進相しているときであっても確実に
誘起電圧の1/2点を検出することが可能であることに
着目してものである。
【0019】そのため、この発明のブラシレスモータの
制御方法を適用した制御装置は図1に示す構成をしてい
る。なお、図中、図12と同一部分には同一符号を付し
重複説明を省略する。
【0020】図1において、この制御装置は、図12に
示す制御回路5の機能の他に、ブラシレスモータの起動
から位置検出運転へのモード移行に際して一相分飛ばし
て回転子の位置を検出し、この位置検出をもとにして位
置検出運転を行う制御回路(マイクロコンピュータ)1
0を備えている。
【0021】次に、上記制御装置の動作を図2および図
3のタイムチャート図と、図4、図5、図7および図8
の電機子巻線の模式図と、図6、図9、図10および図
11のブラシレスモータの模式図とを参照して詳しく説
明する。なお、図9、図10および図11は図13に対
応している。
【0022】まず、制御回路10が順次通電を切り替え
ることにより、ブラシレスモータ2のステータ2bには
回転磁界が発生し、この回転磁界を追従するように回転
子2aが回転している。また、その通電間隔を短くする
ことにより、ブラシレスモータ2の周波数が上昇し、位
置検出運転が可能になったものとする。なお、この同期
運転については既に公知であることから、詳しい説明を
省略する。
【0023】例えば、図4の矢印に示すように、モータ
電流を電機子巻線V側から電機子巻線W側に流し(図4
の矢印を参照)、しかる後モータ電流を電機子巻線V側
から電機子巻線Uに側に流す(図5の矢印を参照)。
【0024】この場合、ステータ2bの回転磁界と回転
子2aとが平衡しており、回転子2aとステータ2bの
回転時間との位置関係が図6に示す状態であるとする
と、次に通常通りにモータ電流を電機子巻線W側から電
機子巻線U側に流した場合(図7の矢印を参照)、回転
子2aの磁極変化点Aが回転磁界の中央P0を過ぎてい
るため位置検出ができない。
【0025】そこで、一相分の通電を飛び越して次の通
電を行う。つまり、機械角30度でなく60度進相する
ように通電を切り替える。例えば、図5の矢印に示すよ
うに、モータ電流を電機子巻線V側から電機子巻線U側
に流した後、モータ電流を電機子巻線W側から電機子巻
線V側に流す(図8の矢印を参照)。
【0026】すると、ステータ2bの回転磁界が図9に
示す状態となり、ステータ2bの回転磁界は60度進相
する。このように、ステータ2bの回転磁界を60度進
相させることにより、回転子2aの磁極変化点Aが確実
に回転磁界の中央P1に達することになる。なお、一相
分飛ばして通電を切り替えても、回転子2aの回転には
支障を来すことがない。回転子2aの回転速度が大きく
なっており、回転子3aの慣性も大きくなっているから
である。
【0027】したがって、位置検出コイルの電機子巻線
Uには端子電圧eの1/2の誘起電圧(立ち上がりの誘
起電圧)が発生し(図2に示す)、位置検出回路4では
その発生した誘起電圧と所定基準電圧(端子電圧eの1
/2)aとを比較し、図2に示す誘起電圧と所定基準電
圧との交点(誘起電圧の1/2点)PU1を制御回路1
0に出力することができる。
【0028】そして、制御回路10はその交点PU1に
より回転子2aの位置(一相分飛ばした位置)を検出す
ると、同期運転から位置検出運転へのモード移行を行
う。このモード移行時には、その交点PU1を検出した
ときに通電を切り替え、図10に示すような回転磁界を
ステータ2bに発生させる。図10に示す回転磁界によ
り回転子2aが回転し、回転子3aの磁極変化点AがP
3時点に達したときには図11に示すような回転磁界を
ステータ2bに発生させる。
【0029】また、図3に示すように、その交点PU1
を電気角15度分シフトした時点P2で通電を切り替え
るようにしてもよい。この場合、図11に示すような回
転磁界をステータ2bに発生させる。
【0030】上述した通電切り替えにより、回転子2a
の位置検出を確実に行うことができ、またモード移行を
スムーズに行うことができる。
【0031】なお、位置検出運転へのモード移行後に
は、通電切り替えから誘起電圧と基準電圧との交点まで
の時間を計時し、この計時時間をもとにして通電時刻を
算出し、この通電時刻に通電を切り替えてステータ2b
に回転磁界を発生させる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のブラシ
レスモータの制御方法によれば、ブラシレスモータの起
動から位置検出運転へモード移行するに際して回転子の
位置検出を一相分飛ばし、モード移行後には通常の位置
検出を行うようにしたので、同期運転時に回転子の磁極
変化点がステータの回転磁界の中心より進相していると
きであっても確実に誘起電圧の1/2(印加電圧の1/
2)点を検出することができ、ブラシレスモータの起動
から位置検出運転へのモード移行を確実に行うことがで
き、しかもモード移行をスムーズに行うことができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示し、ブラシレスモータ
の制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線
図。
【図2】図1に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。
【図3】図1に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。
【図4】図1に示す制御装置の動作を説明するための電
機子巻線の概略的模式図。
【図5】図1に示す制御装置の動作を説明するための電
機子巻線の概略模式図。
【図6】図1に示す制御装置の動作を説明するためのブ
ラシレスモータの概略模式図。
【図7】図1に示す制御装置の動作を説明するための電
機子巻線の概略模式図。
【図8】図1に示す制御装置の動作を説明するための電
機子巻線の概略模式図。
【図9】図1に示す制御装置の動作を説明するためのブ
ラシレスモータの概略模式図。
【図10】図1に示す制御装置の動作を説明するための
ブラシレスモータの概略模式図。
【図11】図1に示す制御装置の動作を説明するための
ブラシレスモータの概略模式図。
【図12】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的
ブロック線図。
【図13】図12に示す制御装置の動作を説明するため
のブラシレスモータの概略的模式図。
【符号の説明】
1 交流電源 2 ブラシレスモータ(センサレス直流ブラシレスモー
タ) 2a 回転子 2b ステータ 3 インバータ部 4 位置検出回路 5,10 制御回路(マイクロコンピュータ) A 磁極変化点(回転子2aの) U,V,W 電機子巻線(ブラシレスモータ2の)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブラシレスモータを同期運転から位置検
    出運転へのモード移行を行うブラシレスモータの制御方
    法において、 前記モード移行に際しては一相分飛ばして前記ブラシレ
    スモータの回転子の位置を検出可能としており、該位置
    検出時点で前記ブラシレスモータの通電を切り替えて位
    置検出運転を行うようにしたことを特徴とするブラシレ
    スモータの制御方法。
  2. 【請求項2】 ブラシレスモータを同期運転から位置検
    出運転へのモード移行を行うブラシレスモータの制御方
    法において、 前記モード移行に際しては一相分飛ばして前記ブラシレ
    スモータの回転子の位置を検出可能としており、該位置
    検出時点を電気角15度分シフトした時点で前記ブラシ
    レスモータの通電を切り替えて位置検出運転を行うよう
    にしたことを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
JP7148253A 1995-05-23 1995-05-23 ブラシレスモータの制御方法 Withdrawn JPH08322284A (ja)

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JP7148253A JPH08322284A (ja) 1995-05-23 1995-05-23 ブラシレスモータの制御方法

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JP7148253A JPH08322284A (ja) 1995-05-23 1995-05-23 ブラシレスモータの制御方法

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020806