JPH09322587A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents
ブラシレスモータの駆動装置Info
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- JPH09322587A JPH09322587A JP8159127A JP15912796A JPH09322587A JP H09322587 A JPH09322587 A JP H09322587A JP 8159127 A JP8159127 A JP 8159127A JP 15912796 A JP15912796 A JP 15912796A JP H09322587 A JPH09322587 A JP H09322587A
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- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 2
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- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目 的】 本発明は、ブラシレスモータの振動、騒音
の低減を図るため、モータコイル通電の相切り替え時の
滑らかなスイッチングの実現を目的とする。 【構 成】 本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより供
給されるモータ電圧をモータの通電周期に同期させて正
弦波状のリップルを重畳させて、モータコイルの相切り
替え時のスイッチングノイズを低減する。そのためにモ
ータ内蔵の磁極位置センサ群の正弦波状出力を全波合成
しＰＷＭ変換するが、合成されたセンサ出力の周波数成
分については位相がずれないように、且つＰＷＭキャリ
ア周波数については十分にフィルタ効果がとれるような
チョークコイル、コンデンサ、の定数とＰＷＭキャリア
周波数の設定を行う。
の低減を図るため、モータコイル通電の相切り替え時の
滑らかなスイッチングの実現を目的とする。 【構 成】 本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより供
給されるモータ電圧をモータの通電周期に同期させて正
弦波状のリップルを重畳させて、モータコイルの相切り
替え時のスイッチングノイズを低減する。そのためにモ
ータ内蔵の磁極位置センサ群の正弦波状出力を全波合成
しＰＷＭ変換するが、合成されたセンサ出力の周波数成
分については位相がずれないように、且つＰＷＭキャリ
ア周波数については十分にフィルタ効果がとれるような
チョークコイル、コンデンサ、の定数とＰＷＭキャリア
周波数の設定を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多相ブラシレスＤＣモ
ータの特に低速時における騒音と効率を改善するための
モータ駆動装置に関するものである。
ータの特に低速時における騒音と効率を改善するための
モータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来技術に成る３相ブラシレスＤ
Ｃモータの駆動装置の回路図で、該モータの回転数を速
度指令電圧の変化により可変する回路構成図であり、図
において１はモータ内蔵の多極着磁されたロータマグネ
ット、２はモータ内蔵の磁極位置センサ群、３は２の信
号を増幅する増幅器群、４は３の３相１２０度位相差の
信号を３相１２０度通電するためのロジック回路、５は
４の信号によりモータコイルに通電するためのトランジ
スタ群、６はモータコイル群、７は速度指令電圧、８は
鋸波発生回路、９はコンパレータ、１０はスイッチング
用トランジスタ、１１は１０のプリドライバ、１２、１
３、１４はそれぞれチョークコイル、コンデンサ、ダイ
オードであり、この１０、１１、１２、１３、１４によ
りＤＣ−ＤＣコンバータ１５を構成して、１６の電源電
圧Ｖccを指令電圧に応じて１７のモータコイル供給電圧
Ｖmに降圧している。そして鋸波発生回路８の周波数は
モータコイルに通電する切り替え周波数より十分高く設
定され、チョークコイル１２とコンデンサ１３の定数は
出力が平滑となるように選定されている。
Ｃモータの駆動装置の回路図で、該モータの回転数を速
度指令電圧の変化により可変する回路構成図であり、図
において１はモータ内蔵の多極着磁されたロータマグネ
ット、２はモータ内蔵の磁極位置センサ群、３は２の信
号を増幅する増幅器群、４は３の３相１２０度位相差の
信号を３相１２０度通電するためのロジック回路、５は
４の信号によりモータコイルに通電するためのトランジ
スタ群、６はモータコイル群、７は速度指令電圧、８は
鋸波発生回路、９はコンパレータ、１０はスイッチング
用トランジスタ、１１は１０のプリドライバ、１２、１
３、１４はそれぞれチョークコイル、コンデンサ、ダイ
オードであり、この１０、１１、１２、１３、１４によ
りＤＣ−ＤＣコンバータ１５を構成して、１６の電源電
圧Ｖccを指令電圧に応じて１７のモータコイル供給電圧
Ｖmに降圧している。そして鋸波発生回路８の周波数は
モータコイルに通電する切り替え周波数より十分高く設
定され、チョークコイル１２とコンデンサ１３の定数は
出力が平滑となるように選定されている。
【０００３】図４は図３の回路の各部の信号波形を示す
タイムチャートである。次に図４により動作について説
明する。図４において１８は増幅器群３の出力であり電
気角で１２０度毎に位相のずれた３相の正弦波状の信号
となつている。１９はロジック回路内部の信号、２０、
２１はロジック回路４の出力で電気角１２０度通電とな
つている。２２は速度指令の電圧で、２３はコンパレー
タ出力でＰＷＭ出力となつている。１７はＤＣ−ＤＣコ
ンバータの出力で破線はＶccレベル、実線が速度指令値
による電圧レベルである。２４はモータコイル群６のあ
る１相の電流波形を示し、電気角１２０度ごとに相切り
替えの際の立ち上がり、立ち下がりが鋭いスイツチング
波形を生じている。
タイムチャートである。次に図４により動作について説
明する。図４において１８は増幅器群３の出力であり電
気角で１２０度毎に位相のずれた３相の正弦波状の信号
となつている。１９はロジック回路内部の信号、２０、
２１はロジック回路４の出力で電気角１２０度通電とな
つている。２２は速度指令の電圧で、２３はコンパレー
タ出力でＰＷＭ出力となつている。１７はＤＣ−ＤＣコ
ンバータの出力で破線はＶccレベル、実線が速度指令値
による電圧レベルである。２４はモータコイル群６のあ
る１相の電流波形を示し、電気角１２０度ごとに相切り
替えの際の立ち上がり、立ち下がりが鋭いスイツチング
波形を生じている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の回
路構成では、相切り替え毎のスイッチングノイズが大き
く、騒音や振動の発生を伴なっている。特に低速時には
モータ内の機械的な原因による騒音が低下し、相切り替
え毎のスイッチングノイズは目立つようになる。本発明
は上記のような問題点を原理的に解消することを目的と
するものである。
路構成では、相切り替え毎のスイッチングノイズが大き
く、騒音や振動の発生を伴なっている。特に低速時には
モータ内の機械的な原因による騒音が低下し、相切り替
え毎のスイッチングノイズは目立つようになる。本発明
は上記のような問題点を原理的に解消することを目的と
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータにより供給されるモータ電圧をモータの通電周
期に同期させ正弦波状の波形を重畳させて、モータコイ
ルの相切り替え時の波形を滑らかにしてスイッチングノ
イズを低減させる。そのためにモータ内蔵の磁極位置セ
ンサ群の正弦波状出力を全波合成しＰＷＭ変換するが、
合成されたセンサ出力の周波数成分については位相ずれ
がないように、且つＰＷＭキャリア周波数については十
分にフィルタ効果がとれるようなＤＣ−ＤＣコンバータ
が必要であり、これをチョークコイル、コンデンサ、Ｐ
ＷＭキャリア周波数を適度に設定することで実現する。
ンバータにより供給されるモータ電圧をモータの通電周
期に同期させ正弦波状の波形を重畳させて、モータコイ
ルの相切り替え時の波形を滑らかにしてスイッチングノ
イズを低減させる。そのためにモータ内蔵の磁極位置セ
ンサ群の正弦波状出力を全波合成しＰＷＭ変換するが、
合成されたセンサ出力の周波数成分については位相ずれ
がないように、且つＰＷＭキャリア周波数については十
分にフィルタ効果がとれるようなＤＣ−ＤＣコンバータ
が必要であり、これをチョークコイル、コンデンサ、Ｐ
ＷＭキャリア周波数を適度に設定することで実現する。
【０００６】
【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明に成る３相ブラシレスモータの駆動装
置の一実施例を示す回路構成図である。図１において３
０は磁極位置センサ群の正弦波状出力の全波合成回路
で、３３は該全波合成回路の出力と速度指令電圧７との
加算回路、３４は三角波発生回路でその他は図２の従来
の回路構成と同様であるが、三角波発生回路３４の周波
数と、ＤＣーＤＣコンバータ１５のチョークコイル１２
のインダクタンスとコンデンサ１３の容量を下記の条件
に合わせるように変更する。磁極位置センサ群２の正弦
波状出力の全波合成波形周波数ｆｍは、ロータマグネッ
トの磁極数Ｐ、モータ回転数Ｎ（rpm）、モータコイル
の相数ｎとすると、ｆｍ＝（２ｎｐＮ）／１２０（Ｈ
ｚ）となる。相数が多く、回転数が高くなると、ｆｍも
高くなり、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ１５のチョークコ
イル１２、コンデンサ１３による共振周波数ｆｃに近ず
くことになり前記全波合成波形の位相遅れ、波形歪みが
大きくなる。ここで共振周波数ｆｒはチョークコイル１
２のインダクタンスをＬ，コンデンサ１３の容量をＣと
すれば、ｆｒ＝１／２π√ＬＣ と計算される。またＰ
ＷＭのキャリア周波数ｆｃは三角波発生回路３４の周波
数により定められ、ｆｒに対して十分大きくとり、モー
タコイル電圧ＶｍへのＰＷＭによるリップル電圧の影響
を極力下げる必要がある。以上のことから、ｆｍに対し
ては５倍マージンを見込み５ｆｍ〈ｆｒ 即ち ５
（２ｎｐＮ）／１２０〈 １／２π√ＬＣ であり、 ｆ
ｃに対しては５倍のマージンを見込み５ｆｒ〈ｆｃ 即
ち ５（１／２π√ＬＣ）〈ｆｃとすることで、波形歪
みの無いモータ電圧を供給できる。なお、これとは別に
ＰＷＭのデューティによりチョークコイルのインダクタ
ンスは制限を受けることは周知である。また、上述の内
容は通電制御回路がユニポーラ通電の場合には、磁極位
置センサ群の正弦波状出力の半波合成波形となるため、
ｆｍは１／２となり ５（ｎｐＮ）／１２０〈 １／２π√ＬＣ 且つ ５（１／２π√ＬＣ）〈ｆｃ となる。
る。図１は本発明に成る３相ブラシレスモータの駆動装
置の一実施例を示す回路構成図である。図１において３
０は磁極位置センサ群の正弦波状出力の全波合成回路
で、３３は該全波合成回路の出力と速度指令電圧７との
加算回路、３４は三角波発生回路でその他は図２の従来
の回路構成と同様であるが、三角波発生回路３４の周波
数と、ＤＣーＤＣコンバータ１５のチョークコイル１２
のインダクタンスとコンデンサ１３の容量を下記の条件
に合わせるように変更する。磁極位置センサ群２の正弦
波状出力の全波合成波形周波数ｆｍは、ロータマグネッ
トの磁極数Ｐ、モータ回転数Ｎ（rpm）、モータコイル
の相数ｎとすると、ｆｍ＝（２ｎｐＮ）／１２０（Ｈ
ｚ）となる。相数が多く、回転数が高くなると、ｆｍも
高くなり、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ１５のチョークコ
イル１２、コンデンサ１３による共振周波数ｆｃに近ず
くことになり前記全波合成波形の位相遅れ、波形歪みが
大きくなる。ここで共振周波数ｆｒはチョークコイル１
２のインダクタンスをＬ，コンデンサ１３の容量をＣと
すれば、ｆｒ＝１／２π√ＬＣ と計算される。またＰ
ＷＭのキャリア周波数ｆｃは三角波発生回路３４の周波
数により定められ、ｆｒに対して十分大きくとり、モー
タコイル電圧ＶｍへのＰＷＭによるリップル電圧の影響
を極力下げる必要がある。以上のことから、ｆｍに対し
ては５倍マージンを見込み５ｆｍ〈ｆｒ 即ち ５
（２ｎｐＮ）／１２０〈 １／２π√ＬＣ であり、 ｆ
ｃに対しては５倍のマージンを見込み５ｆｒ〈ｆｃ 即
ち ５（１／２π√ＬＣ）〈ｆｃとすることで、波形歪
みの無いモータ電圧を供給できる。なお、これとは別に
ＰＷＭのデューティによりチョークコイルのインダクタ
ンスは制限を受けることは周知である。また、上述の内
容は通電制御回路がユニポーラ通電の場合には、磁極位
置センサ群の正弦波状出力の半波合成波形となるため、
ｆｍは１／２となり ５（ｎｐＮ）／１２０〈 １／２π√ＬＣ 且つ ５（１／２π√ＬＣ）〈ｆｃ となる。
【０００７】図２は、上記図１の回路図での動作タイミ
ングチャートである。３１は全波合成回路３０の出力、
３２は加算回路３３の出力、３５はモータコイル電圧
で、３相の電気角１２０度通電に同期して、磁極位置セ
ンサ群の正弦波状出力の全波合成波形がＤＣ電圧に重畳
されている。その結果３６はモータコイルのある１相の
電流波形であり、相切り替え時、電流の立ち上がり、立
ち下がりの波形が滑らかになりスイッチングノイズが生
じなくなつている。
ングチャートである。３１は全波合成回路３０の出力、
３２は加算回路３３の出力、３５はモータコイル電圧
で、３相の電気角１２０度通電に同期して、磁極位置セ
ンサ群の正弦波状出力の全波合成波形がＤＣ電圧に重畳
されている。その結果３６はモータコイルのある１相の
電流波形であり、相切り替え時、電流の立ち上がり、立
ち下がりの波形が滑らかになりスイッチングノイズが生
じなくなつている。
【０００８】図５は本実施例のチョークコイル１２とコ
ンデンサ１３による、低域フィルターの周波数特性を示
すもので、４０はゲイン、４１は位相であり、４２はｆ
ｍの最大値、４３はｆｒ、４４はｆｃの周波数である。
ンデンサ１３による、低域フィルターの周波数特性を示
すもので、４０はゲイン、４１は位相であり、４２はｆ
ｍの最大値、４３はｆｒ、４４はｆｃの周波数である。
【０００９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、Ｄ
ＣーＤＣコンバータを構成する低域フィルタの周波数特
性とＰＷＭ周波数をモータ特性にマッチングするように
選定することで、多相ブラシレスＤＣモータの供給電圧
を通電の相切り替え毎に変化させて、モータコイル電流
の立ち上がり、立ち下がりが滑らかなスイッチング波形
とすることにより、振動、騒音が大幅に低減される。
ＣーＤＣコンバータを構成する低域フィルタの周波数特
性とＰＷＭ周波数をモータ特性にマッチングするように
選定することで、多相ブラシレスＤＣモータの供給電圧
を通電の相切り替え毎に変化させて、モータコイル電流
の立ち上がり、立ち下がりが滑らかなスイッチング波形
とすることにより、振動、騒音が大幅に低減される。
【図１】本発明に成るブラシレスモータの駆動装置の一
実施例である回路構成図である。
実施例である回路構成図である。
【図２】図１によるブラシレスモータの駆動装置の動作
タイミングチャートと各部の波形図である。
タイミングチャートと各部の波形図である。
【図３】従来技術に成るブラシレスモータの駆動装置の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図４】図３によるブラシレスモータの駆動装置の動作
タイミングチャートと各部の波形図である。
タイミングチャートと各部の波形図である。
【図５】本発明の一実施例に使用されるチョークコイ
ル、コンデンサによるフィルタの特性図である。
ル、コンデンサによるフィルタの特性図である。
１ ロータマグネット ２ 磁極位置サンサ群 ３ 増幅器群 ４ ロジック回路 ５ トランジスタ群 ６ モータコイル群 ７ 速度指令電圧 ８ 鋸波発生回路 ９ コンパレータ １０ トランジスタ １１ プリドライバ １２ チョークコイル １３ コンデンサ １４ ダイオード １５ ＤＣ−ＤＣコンバータ １６ 電源電圧 １７ 従来方式のモータコイル電圧波形 １８ 増幅器群３の出力波形 １９ ロジック回路４の内部信号 ２０ ロジック回路４の出力波形 ２１ ロジック回路４の出力波形 ２２ 速度指令電圧７の電圧波形 ２３ コンパレータ９の出力波形 ２４ モータコイル６の１相の電流波形 ３０ 全波合成回路 ３１ 全波合成回路３０の出力波形 ３３ 加算回路 ３２ 加算回路３３の出力波形 ３４ 三角波発生回路 ３５ 本発明のモータコイル電圧波形 ３６ 本発明によるモータコイルのある１相の電流波形
Claims (2)
- 【請求項１】 多相巻線を巻装した固定子と、該固定子
と対向して回転自在に支持されるマグネツトロータと、
該マグネットロータの位置を検出する位置検出素子と、
該位置検出の出力信号により前記多相巻線に順次通電す
る通電角１２０度の通電制御回路より成り、該通電制御
回路の電源受給部と電源の間に挿入されたＤＣ−ＤＣコ
ンバータに加えた速度指令電圧によりモータ供給電圧を
可変してモータ速度を変化させる構成のブラシレスモー
タの駆動装置において、 前記マグネットロータの位置検出信号を全波整流して合
成する回路と、該合成回路の出力と前記速度指令電圧と
を加算する回路とを備え、かつ前記ＤＣ−ＤＣコンバー
タを構成する、直列チョークコイルと並列コンデンサと
により成る低域フィルタを持つ出力平滑回路の定数が、
前記通電制御回路がバイポーラ通電の構成の場合、モー
タの相数をｎ、マグネツトロータの磁極数をＰ、モータ
最高回転数をＮ（ｒｐｍ）、直列チョークコイルのイン
ダクタンスをＬ（Ｈ）、並列コンデンサの静電容量をＣ
（Ｆ）、スイッチング周波数をｆｃ（Ｈｚ）としたと
き、 ５（２ｎＰＮ／１２０）〈（１／２π√ＬＣ）で、且つ
５（１／２π√ＬＣ）〈 ｆｃという関係を満たして
いること、を特徴とするブラシレスモータの駆動装置。 - 【請求項２】 前記通電制御回路がユニポーラ通電の場
合、前記出力平滑回路の定数が、 ５（ｎＰＮ／１２０）〈（１／２π√ＬＣ）で、且つ
５（１／２π√ＬＣ）〈 ｆｃという関係を満たしてい
ること、を特徴とする請求項１に記載のブラシレスモー
タの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15912796A JP3549078B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | ブラシレスモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15912796A JP3549078B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | ブラシレスモータの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09322587A true JPH09322587A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3549078B2 JP3549078B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=15686838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15912796A Expired - Fee Related JP3549078B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | ブラシレスモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3549078B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015089142A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | モータの駆動装置およびこれを用いた電気機器 |
| KR20190138510A (ko) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | (주)모토닉 | 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법 |
-
1996
- 1996-05-31 JP JP15912796A patent/JP3549078B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015089142A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | モータの駆動装置およびこれを用いた電気機器 |
| KR20190138510A (ko) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | (주)모토닉 | 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3549078B2 (ja) | 2004-08-04 |
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