JPH10136683A - Control equipment of brushless motor - Google Patents

Control equipment of brushless motor

Info

Publication number
JPH10136683A
JPH10136683A JP8291949A JP29194996A JPH10136683A JP H10136683 A JPH10136683 A JP H10136683A JP 8291949 A JP8291949 A JP 8291949A JP 29194996 A JP29194996 A JP 29194996A JP H10136683 A JPH10136683 A JP H10136683A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
phase
output
brushless motor
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8291949A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaneharu Yoshioka
包晴 吉岡
Yoshiro Tsuchiyama
吉朗 土山
Hideki Nakada
秀樹 中田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8291949A priority Critical patent/JPH10136683A/en
Publication of JPH10136683A publication Critical patent/JPH10136683A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control equipment of a brushless motor which can detect the rotor position with high precision, without the use of a filter. SOLUTION: An induced voltage 8a of a stator winding of a brushless motor 3 is compared with a reference potential 9a, and a phase pulse 10a is obtained. A triggerable timer 11 is driven by the phase pulse 10a, and switching waveform components by PWM of the phase pulse 10a are eliminated. Timers 14, 15 are driven by the upper and the lower arm driving pulses 12a, 13a of a distributing means 5, which controls the electric conduction timing of a switching means 2. By output pluses 14a, 15b of the timers 14, 15, a circulating current conduction interval contained in the phase pulse 10a is masked, and a rotor position signal 17a is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
の制御装置に関し、特に、高精度な回転子位置検出の可
能な位置センサを有しないブラシレスモータの制御装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a brushless motor, and more particularly to a control device for a brushless motor having no position sensor capable of detecting a rotor position with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、位置センサを有しないブラシレス
モータの制御装置は、固定子巻線の非通電相誘起電圧か
ら回転子位置を検出し、この検出した回転子位置に基づ
いて通電パルスを求めるようにしており、起動時には他
励式インバータとして動作してブラシレスモータを回転
させ、ブラシレスモータの回転数が誘起電圧を検出可能
な値まで上昇すると自励式インバータとして動作し、ブ
ラシレスモータの固定子巻線の誘起電圧から各相の通電
タイミングを検出し、この検出した通電タイミングに基
づき通電パルスを発生してブラシレスモータを制御する
ものである。この位置センサを有しないブラシレスモー
タの制御装置(以下、単にブラシレスモータの制御装置
と略記する)については、例えば、特公昭63−201
20公報等や大野栄一編著「パワーエレクトロニクス入
門」(オーム社発行、昭和59年)等に述べられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a control device for a brushless motor having no position sensor detects a rotor position from a non-energized phase induced voltage of a stator winding and obtains an energizing pulse based on the detected rotor position. At startup, it operates as a separately-excited inverter to rotate the brushless motor, and when the rotation speed of the brushless motor rises to a value at which the induced voltage can be detected, it operates as a self-excited inverter and the stator winding of the brushless motor , The energizing timing of each phase is detected from the induced voltage, and an energizing pulse is generated based on the detected energizing timing to control the brushless motor. A control device for a brushless motor having no position sensor (hereinafter simply referred to as a control device for a brushless motor) is described in, for example, JP-B-63-201.
No.20 Gazette, etc., and "Introduction to Power Electronics" edited by Eiichi Ohno (published by Ohmsha, 1984).

【0003】図9はこの従来のブラシレスモータの制御
装置の構成を示すブロック図であり、図において、1は
直流電源、3はブラシレスモータ、50はブラシレスモ
ータの制御装置であり、該制御装置50は、直流電源1
からの直流電圧を交流電圧に変換しブラシレスモータ3
を駆動するスイッチング手段2、ブラシレスモータ3の
固定子巻線の端子電圧から誘起電圧を検出し、該検出し
た誘起電圧から回転子位置を演算する回転子位置検出手
段4、ブラシレスモータ3の固定子巻線の通電相を順次
切換えるための相切替信号5aを回転子位置検出手段4
の出力に基づいて生成する分配手段5、分配手段5から
出力される相切替信号5aに基づきスイッチング手段2
を駆動するとともにPWM制御するパワードライブ手段
6で構成されている。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a conventional brushless motor control device. In the figure, reference numeral 1 denotes a DC power supply, 3 denotes a brushless motor, 50 denotes a brushless motor control device. Is the DC power supply 1
DC voltage from the motor is converted to AC voltage and the brushless motor 3
, A rotor position detecting means 4 for detecting an induced voltage from a terminal voltage of a stator winding of the brushless motor 3 and calculating a rotor position from the detected induced voltage, and a stator of the brushless motor 3. A phase switching signal 5a for sequentially switching the current-carrying phase of the winding is supplied to the rotor position detecting means 4.
And a switching unit 2 based on a phase switching signal 5a output from the distribution unit 5.
And a power drive unit 6 for performing PWM control.

【0004】図10は図9の回転子位置検出手段4の構
成を示すブロック図であり、図において、7は比較器、
56はバンドパスフィルタである。
FIG. 10 is a block diagram showing the structure of the rotor position detecting means 4 shown in FIG. 9, in which 7 is a comparator,
56 is a band pass filter.

【0005】次に、このように構成された従来のブラシ
レスモータの制御装置の動作を図9,10を用いて説明
する。
Next, the operation of the conventional control device for a brushless motor configured as described above will be described with reference to FIGS.

【0006】ブラシレスモータの制御装置50の回転子
位置検出手段4では、スイッチング手段2の3相出力
(固定子巻線の誘起電圧)を検出し、この検出した3相
出力を各相毎にバンドパスフィルタ56を通して、PW
M制御のスイッチング波形を滑らかなアナログ波形に変
換するとともに直流成分をカットする。そして、この直
流成分をカットした3相のフィルタ出力から中性点電位
を抵抗分割で求め、この求めた中性点電位と各相のフィ
ルタ出力とを比較器7で比較し、各相のフィルタ出力が
中性点電位となる点のタイミングを回転子位置として求
め、この求めた回転子位置を分配手段5に出力する。
[0006] The rotor position detecting means 4 of the brushless motor control device 50 detects the three-phase output (induced voltage of the stator winding) of the switching means 2 and converts the detected three-phase output into a band for each phase. Through the pass filter 56, the PW
The switching waveform of the M control is converted into a smooth analog waveform and the DC component is cut. Then, a neutral point potential is obtained by resistance division from the three-phase filter outputs from which the DC components have been cut, and the calculated neutral point potential is compared with the filter outputs of the respective phases by the comparator 7. The timing of the point at which the output becomes the neutral point potential is determined as the rotor position, and the determined rotor position is output to the distribution means 5.

【0007】この出力を受け、分配手段5は相切替信号
を生成して、これをパワードライブ手段6に出力する。
この出力を受け、パワードライブ手段6は相切替信号に
基づきスイッチング手段2をオン/オフ駆動して通電パ
ルスを発生させるとともに、PWM制御を行う。
[0007] Upon receiving this output, the distribution means 5 generates a phase switching signal and outputs this to the power drive means 6.
Upon receiving this output, the power drive unit 6 drives the switching unit 2 on / off based on the phase switching signal to generate an energizing pulse and performs PWM control.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のブラシレスモータの制御装置50では、回転子位置
を検出するに際し、固定子巻線の誘起電圧をバンドパス
フィルタ56を用いて波形処理しているため、バンドパ
スフィルタ56の出力の位相、ひいては検出しようとし
ている回転子位置が、ブラシレスモータ3の回転数,及
びバンドパスフィルタ56の特性に依存して変化するこ
ととなり、適正な通電パルスを得られない場合があっ
た。特に、定格回転数近辺で適正に回転子位置を検出で
きるようにバンドパスフィルタ56の特性を定めると、
低周波数で位相ずれが大きくなるため他励式から自励式
への切替最低周波数を低く取れず、その結果、大きな起
動電流が流れるという問題があった。
However, in the conventional brushless motor control device 50, when detecting the rotor position, the induced voltage of the stator winding is subjected to waveform processing using a band-pass filter 56. Therefore, the phase of the output of the band-pass filter 56 and, consequently, the position of the rotor to be detected change depending on the rotation speed of the brushless motor 3 and the characteristics of the band-pass filter 56, and an appropriate energizing pulse is obtained. Was not always possible. In particular, if the characteristics of the bandpass filter 56 are determined so that the rotor position can be properly detected near the rated rotation speed,
Since the phase shift becomes large at a low frequency, the minimum frequency for switching from the separately-excited type to the self-excited type cannot be set low. As a result, a large starting current flows.

【0009】また、バンドパスフィルタ56の直流成分
をカットするためのコンデンサは、高圧で容量の大きな
ものが必要であり、コスト面や小型化の上で問題となっ
ていた。
Further, a capacitor for cutting the DC component of the band-pass filter 56 needs to have a high voltage and a large capacity, which has been a problem in terms of cost and miniaturization.

【0010】さらに、バンドパスフィルタ56を用いる
ことで生じる位相ずれのため、一部を除き、広範囲の制
御回転数にわたって効率を最適化することが困難であっ
た。
Further, due to the phase shift caused by using the band-pass filter 56, it has been difficult to optimize the efficiency over a wide range of control rotation speed except for a part.

【0011】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、フィルタを用いることなく高精度な回転
子位置検出の可能なブラシレスモータの制御装置を提供
することを目的としている。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a brushless motor control device capable of detecting a rotor position with high accuracy without using a filter.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明(請求項1)に係
るブラシレスモータの制御装置は、ブラシレスモータの
固定子巻線の各相の端子と直流電源の正極,及び負極と
の間にそれぞれ接続される第1,第2のスイッチ素子、
及び該第1,第2のスイッチ素子に並列にそれぞれ接続
された環流ダイオードを有するスイッチング手段と、上
記ブラシレスモータの固定子巻線の各相の誘起電圧から
回転子位置を求める回転子位置検出手段と、上記求めた
回転子位置に基づき、上記ブラシレスモータの各相の固
定子巻線をある順序で通電するための相切替信号を生成
する分配手段と、上記生成した相切替信号に基づき上記
スイッチング手段の第1,第2のスイッチ素子をオン/
オフ駆動するとともに、該第1,第2のスイッチ素子の
いずれか一方をPWM制御するパワードライブ手段とを
備えたブラシレスモータにおいて、上記回転子位置検出
手段は、上記直流電源の負極の電位をグランド電位とし
て上記ブラシレスモータの固定子巻線の各相の端子電圧
を1/K(Kは定数)に変換する電圧変換器と、上記直
流電源の電圧を1/(2K)に変換する基準電位変換器
と、上記電圧変換器の各相の出力と上記基準電位変換器
の出力とを比較し、該電圧変換器の各相の出力が上記基
準電位変換器の出力以下となる間、第1,第2の論理レ
ベルを有する2値信号の該第1の論理レベルとなるパル
スを各相毎にそれぞれ出力する位相パルス発生手段と、
上記分配手段で生成する相切替信号が上記スイッチング
手段の各相の第2のスイッチ素子をオフさせるよう変化
すると、ある時間Toの間、上記第1の論理レベルとな
るマスクパルスを各相毎にそれぞれ出力する第1のマス
クパルス発生手段と、上記分配手段で生成する相切替信
号が上記スイッチング手段の各相の第1のスイッチ素子
をオフさせるよう変化すると、ある時間Toの間、上記
第2の論理レベルとなるマスクパルスを各相毎にそれぞ
れ出力する第2のマスクパルス発生手段と、上記位相パ
ルス発生手段の各相にパルスが出力される都度トリガさ
れ、トリガされると上記パワードライブ手段のPWM制
御のパルス発生周期Tcより長く、かつ上記第1,第2
のマスクパルス発生手段のマスクパルスの上記ある時間
Toよりも短い時間Tmの間、上記第1の論理レベルと
なるパルスを発生して各相毎に出力する位置パルス生成
手段と、上記位相パルス発生手段の各相の出力,上記位
置パルス生成手段の各相の出力,及び上記第1のマスク
パルス発生手段の各相の出力のオアを各相毎に取るオア
演算手段と、上記オア演算手段の各相の出力と上記第2
のマスクパルス発生手段の各相の出力とのアンドを各相
毎に取った結果を回転子位置信号として出力するアンド
演算手段とを有するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a control device for a brushless motor, wherein a terminal of each phase of a stator winding of the brushless motor is connected between a positive electrode and a negative electrode of a DC power supply. First and second switch elements to be connected,
Switching means having free-wheel diodes connected in parallel to the first and second switch elements, and rotor position detecting means for obtaining a rotor position from an induced voltage of each phase of a stator winding of the brushless motor A distribution means for generating a phase switching signal for energizing the stator windings of each phase of the brushless motor in a certain order based on the determined rotor position; and the switching based on the generated phase switching signal. Turning on the first and second switch elements of the means;
And a power drive unit for performing PWM control on one of the first and second switch elements while driving off, wherein the rotor position detection unit sets the potential of the negative electrode of the DC power supply to ground. A voltage converter for converting the terminal voltage of each phase of the stator winding of the brushless motor into 1 / K (K is a constant) as a potential, and a reference potential conversion for converting the voltage of the DC power supply to 1 / (2K) The output of each phase of the voltage converter and the output of the reference potential converter are compared, and while the output of each phase of the voltage converter is equal to or less than the output of the reference potential converter, Phase pulse generating means for outputting a pulse having the first logic level of the binary signal having the second logic level for each phase,
When the phase switching signal generated by the distribution unit changes so as to turn off the second switch element of each phase of the switching unit, the mask pulse having the first logic level is provided for each phase for a certain time To. When the first mask pulse generating means to be output respectively and the phase switching signal generated by the distribution means change so as to turn off the first switch element of each phase of the switching means, the second mask signal is generated for a certain time To. A second mask pulse generating means for outputting a mask pulse having a logical level of each phase for each phase; and a trigger each time a pulse is output to each phase of the phase pulse generating means. Is longer than the pulse generation period Tc of the PWM control, and
A position pulse generating means for generating a pulse having the first logic level and outputting the pulse for each phase during a time Tm shorter than the certain time To of the mask pulse of the mask pulse generating means; OR operation means for taking, for each phase, the output of each phase of the means, the output of each phase of the position pulse generation means, and the output of each phase of the first mask pulse generation means, and the OR operation means The output of each phase and the second
And AND operation means for outputting the result of ANDing the output of each phase of the mask pulse generation means for each phase for each phase as a rotor position signal.

【0013】本発明(請求項2)に係るブラシレスモー
タの制御装置は、上記ブラシレスモータの制御装置(請
求項1)において、上記第1,及び第2のマスクパルス
発生手段が、マスクパルスの上記ある時間幅Toを一定
値としたものであるようにしたものである。
The brushless motor control device according to the present invention (claim 2) is characterized in that, in the brushless motor control device (claim 1), the first and second mask pulse generating means are adapted to output the mask pulse. In this case, a certain time width To is set to a constant value.

【0014】本発明(請求項3)に係るブラシレスモー
タの制御装置は、上記ブラシレスモータの制御装置(請
求項1)において、上記直流電源の電流を検出する電流
検出手段,及び該電流検出手段の出力を上記ブラシレス
モータの固定子巻線の電気的時定数に比例した電圧に変
換して出力する電流電圧変換手段を有し、上記第1,及
び第2のマスクパルス発生手段が、マスクパルスの上記
ある時間幅Toを、上記位置パルス生成手段で出力する
パルスの幅Tmより大きい範囲内で上記電流電圧変換手
段の出力に応じて変化させるものであるようにしたもの
である。
The control device for a brushless motor according to the present invention (claim 3) is the control device for a brushless motor (claim 1), wherein the current detection means for detecting the current of the DC power supply and the current detection means Current-voltage conversion means for converting an output into a voltage proportional to an electrical time constant of a stator winding of the brushless motor and outputting the voltage; and wherein the first and second mask pulse generation means generate a mask pulse. The certain time width To is changed in accordance with the output of the current-voltage conversion means within a range larger than the width Tm of the pulse output by the position pulse generation means.

【0015】本発明(請求項4)に係るブラシレスモー
タの制御装置は、上記ブラシレスモータの制御装置(請
求項1)において、上記位相パルス発生手段の各相の出
力の、上記分配手段で生成する相切替信号が上記スイッ
チング手段の各相の第2のスイッチ素子をオフさせるよ
う変化する時点から最初に現れるパルスのみをそれぞれ
取り出し、この取り出したパルスの幅を各相毎にそれぞ
れ検出する第1のパルス幅検出手段と、上記位相パルス
発生手段の各相の出力の、上記分配手段で生成する相切
替信号が上記スイッチング手段の各相の第1のスイッチ
素子をオフさせるよう変化する時点から最初に現れるパ
ルスのみをそれぞれ取り出し、この取り出したパルスの
幅を各相毎にそれぞれ検出する第2のパルス幅検出手段
と、上記直流電源の電流を検出する電流検出手段と、該
電流検出手段の出力の変化量と上記ブラシレスモータの
固定子巻線の電気的時定数に基づき、上記第1,及び第
2のパルス幅検出手段で検出するパルス幅の補正量を出
力するパルス幅補正手段とを有し、上記第1のマスクパ
ルス発生手段は、上記第1のパルス幅検出手段で検出し
た各相のパルス幅を上記パルス幅補正手段の出力で補正
したものをその幅とするマスクパルスを各相毎に出力す
るものであり、上記第2のマスクパルス発生手段は、上
記第2のパルス幅検出手段で検出した各相のパルス幅を
上記パルス幅補正手段の出力で補正したものをその幅と
するマスクパルスを各相毎に出力するものであるように
したものである。
A brushless motor control device according to the present invention (claim 4) is the brushless motor control device (claim 1) wherein the output of each phase of the phase pulse generating means is generated by the distribution means. Only the first pulse which appears from the point in time when the phase switching signal changes to turn off the second switch element of each phase of the switching means is extracted, and the width of the extracted pulse is detected for each phase. First, from the point in time when the phase switching signal generated by the distribution means of the pulse width detection means and the output of each phase of the phase pulse generation means changes so as to turn off the first switch element of each phase of the switching means. A second pulse width detecting means for extracting only the appearing pulse and detecting the width of the extracted pulse for each phase; A current detecting means for detecting a current, and the first and second pulse width detecting means detecting the current based on a change amount of an output of the current detecting means and an electric time constant of a stator winding of the brushless motor. Pulse width correction means for outputting a pulse width correction amount, wherein the first mask pulse generation means determines the pulse width of each phase detected by the first pulse width detection means by the pulse width correction means. The second mask pulse generating means outputs a mask pulse having the width corrected by the output for each phase. The second mask pulse generating means calculates the pulse width of each phase detected by the second pulse width detecting means. A mask pulse having the width corrected by the output of the pulse width correction means as the width is output for each phase.

【0016】本発明(請求項5)に係るブラシレスモー
タの制御装置は、上記ブラシレスモータの制御装置(請
求項1ないし4のいずれか)において、上記パワードラ
イブ手段は、上記PWM制御のためのパルス信号を三角
波発生器により生成するものであり、上記位置パルス生
成手段は、上記三角波発生器の三角波出力の,上記生成
されるPWM制御のためのパルス信号のパルス幅内に位
置する方のピークのタイミングを検出するPWMタイミ
ングパルス発生手段と、該PWMタイミングパルス発生
手段で検出したタイミングで上記位相パルス発生手段か
ら出力されるパルスの有無を検知し、出力されるパルス
があった場合には該パルスの論理レベルを次の上記検出
したタイミングまで保持する位置パルス合成手段と有す
るものであるようにしたものである。
The brushless motor control device according to the present invention (claim 5) is the brushless motor control device (any one of claims 1 to 4), wherein the power drive means includes a pulse for PWM control. A signal generated by a triangular wave generator, wherein the position pulse generating means generates the peak of the triangular wave output of the triangular wave generator, which is located within the pulse width of the generated pulse signal for PWM control. PWM timing pulse generating means for detecting timing; detecting the presence or absence of a pulse output from the phase pulse generating means at the timing detected by the PWM timing pulse generating means; And a position pulse synthesizing means for holding the logical level of the above until the next detected timing. One in which the.

【0017】本発明(請求項6)に係るブラシレスモー
タの制御装置は、上記ブラシレスモータの制御装置(請
求項1ないし5のいずれか)において、上記直流電源の
出力から上記位相パルス発生手段を駆動する直流電圧を
生成する制御電源を有し、上記位相パルス発生手段の出
力をフォトカプラを介して上記位置パルス生成手段に入
力するようにしたものである。
The control device for a brushless motor according to the present invention (claim 6) is the control device for a brushless motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the phase pulse generating means is driven from the output of the DC power supply. And a control power supply for generating a DC voltage to be applied, and the output of the phase pulse generating means is input to the position pulse generating means via a photocoupler.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1は本発明の実施の形態1によるブラ
シレスモータの制御装置の構成を示すブロック図であ
り、図において、1は直流電源、3は3相のブラシレス
モータ、50はブラシレスモータの制御装置であり、該
制御装置50は、直流電源1からの直流電圧を交流電圧
に変換しブラシレスモータ3を駆動するスイッチング手
段2、ブラシレスモータ3の固定子巻線の端子電圧から
誘起電圧を検出し、該検出した誘起電圧から回転子位置
を演算する回転子位置検出手段4、ブラシレスモータ3
の固定子巻線の通電相を順次切換えるための相切替信号
5aを回転子位置検出手段4の出力に基づいて生成する
分配手段5、分配手段5から出力される相切替信号5a
に基づきスイッチング手段2を駆動するとともにPWM
制御するパワードライブ手段6で構成されている。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for a brushless motor according to a first embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a DC power supply, 3 denotes a three-phase brushless motor, and 50 denotes a control device for a brushless motor. The control device 50 converts the DC voltage from the DC power supply 1 into an AC voltage to drive the brushless motor 3, and detects the induced voltage from the terminal voltage of the stator winding of the brushless motor 3. Rotor position detecting means 4 for calculating the rotor position from the induced voltage obtained, brushless motor 3
A distribution means 5 for generating a phase switching signal 5a for sequentially switching the energized phases of the stator windings based on the output of the rotor position detection means 4, and a phase switching signal 5a output from the distribution means 5
Drives the switching means 2 on the basis of
It comprises a power drive means 6 for controlling.

【0019】スイッチング手段2は、それぞれ直列接続
された3対の第1及び第2のスイッチ素子51u,52
u、51v,52v、51w,52wが直流電源1の正
極と負極との間に並列に接続され、該第1及び第2のス
イッチ素子51u,52u、51v,52v、51w,
52wの各々に並列に環流ダイオード53u,54u、
53v,54v、53w,54wがそれぞれ接続され、
各対の第1のスイッチ素子51u,51v,51wと第
2のスイッチ素子52u,52v,52wとの中点がブ
ラシレスモータ3の固定子巻線のU,V,W各相の端子
にそれぞれ接続されている。第1のスイッチ素子(以
下、上アームと記載する)51u,51v,51w,及
び第2のスイッチ素子(以下、下アームと記載する)5
2u,52v,52wはそれぞれIGBTからなり、該
上アーム51u,51v,51w及び下アーム52u,
52v,52wの各ゲートに上記パワードライブ手段6
から駆動信号6aが入力されている。
The switching means 2 comprises three pairs of first and second switch elements 51u, 52 connected in series.
u, 51v, 52v, 51w, 52w are connected in parallel between the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply 1, and the first and second switch elements 51u, 52u, 51v, 52v, 51w,
Freewheeling diodes 53u, 54u in parallel with each of 52w,
53v, 54v, 53w, 54w are respectively connected,
The midpoint between the first switch elements 51u, 51v, 51w and the second switch elements 52u, 52v, 52w of each pair is connected to the U, V, W phase terminals of the stator winding of the brushless motor 3, respectively. Have been. A first switch element (hereinafter, referred to as an upper arm) 51u, 51v, 51w, and a second switch element (hereinafter, referred to as a lower arm) 5
2u, 52v, and 52w are each made of an IGBT, and the upper arms 51u, 51v, 51w and the lower arms 52u, 52u,
The power drive means 6 is connected to each gate of 52v and 52w.
From the drive signal 6a.

【0020】また、回転子位置検出手段4は、ブラシレ
スモータ3のU,V,Wの各相毎に演算ブロックが設け
られており、図にはU相の演算ブロックのみを示してい
るが、他相の演算ブロックも同様である。各演算ブロッ
クは、ブラシレスモータ3の固定子巻線の各相の端子電
圧Vu,Vv,Vwを所定のレベルにシフトして検出す
る電圧変換器8、直流電源1の電圧1aを固定子巻線の
各相の中点電位に相当する基準電位に変換する基準電位
変換器9、電圧変換器8の出力8aが基準電位変換器9
の出力9aを下回る間、パルスを出力する位相パルス発
生手段10、位相パルス発生手段10の出力10aのパ
ルスでトリガされ、トリガされる都度所定幅Tmのパル
スを出力するリトリガラブルな位置パルス生成手段1
1、分配手段5の下アーム駆動パルス発生手段13の出
力13aに基づき一定幅Toのマスクパルスを発生する
第1のマスクパルス発生手段14、分配手段5の上アー
ム駆動パルス発生手段12の出力12aに基づき一定幅
Toのマスクパルスを発生し、その反転出力を出力する
第2のマスクパルス発生手段15、位相パルス発生手段
10の出力10a,位置パルス生成手段11の出力11
a,及び第1のマスクパルス発生手段14の出力14a
のオアを取るオア回路16、及びオア回路16の出力1
6a,及び第2のマスクパルス発生手段15の出力15
aのアンドを取るアンド回路17で構成される。
The rotor position detecting means 4 is provided with an operation block for each of U, V, and W phases of the brushless motor 3, and only the U-phase operation block is shown in FIG. The same applies to the operation blocks of other phases. Each operation block includes a voltage converter 8 that shifts and detects terminal voltages Vu, Vv, Vw of each phase of a stator winding of the brushless motor 3 to a predetermined level, and a voltage 1a of the DC power supply 1 for the stator winding. And a reference potential converter 9 for converting the reference potential to a reference potential corresponding to the midpoint potential of each phase.
Phase pulse generating means 10 for outputting a pulse while falling below the output 9a, and a retriggerable position pulse generating means 1 for outputting a pulse having a predetermined width Tm every time triggered by a pulse of an output 10a of the phase pulse generating means 10.
1. First mask pulse generating means 14 for generating a mask pulse having a constant width To based on output 13a of lower arm driving pulse generating means 13 of distribution means 5, output 12a of upper arm driving pulse generating means 12 of distribution means 5 The second mask pulse generating means 15 which generates a mask pulse having a constant width To based on the above, outputs an inverted output thereof, the output 10a of the phase pulse generating means 10, and the output 11 of the position pulse generating means 11
a and the output 14a of the first mask pulse generation means 14.
OR circuit 16 that takes OR, and output 1 of OR circuit 16
6a and the output 15 of the second mask pulse generating means 15
It is composed of an AND circuit 17 for ANDing a.

【0021】ここで、位置パルス生成手段11は、次の
パルス入力によって再トリガされるリトリガラブルなタ
イマ、例えば、リトリガラブルなワンショットマルチバ
イブレータで構成される。また、この位置パルス生成手
段11で発生するパルスの幅Tmは、位相パルス発生手
段10の出力10aからPWM制御波形の影響を除去
し、かつ第2のマスクパルス発生手段15のマスクパル
スで除去できるよう、パワードライブ手段6のPWM制
御のパルス発生周期Tcより長く、かつ第2のマスクパ
ルス発生手段のマスクパルスの幅Toよりも短くする必
要があり、また、後述するように、回転子位置の検出誤
差を少なくするためには可能な限り短い方が好ましく、
本実施の形態1では、PWM制御のパルス発生周期Tc
よりわずかに長い程度としている。
Here, the position pulse generating means 11 comprises a retriggerable timer retriggered by the next pulse input, for example, a retriggerable one-shot multivibrator. Further, the width Tm of the pulse generated by the position pulse generator 11 can be removed from the output 10a of the phase pulse generator 10 by the mask pulse of the second mask pulse generator 15 while eliminating the influence of the PWM control waveform. Thus, it is necessary that the pulse width is longer than the pulse generation period Tc of the PWM control of the power drive means 6 and shorter than the width To of the mask pulse of the second mask pulse generation means. In order to reduce the detection error, it is preferable to be as short as possible.
In the first embodiment, the pulse generation period Tc of the PWM control
It is slightly longer.

【0022】また、第1,第2のマスクパルス発生手段
14,15で発生するマスクパルスの幅Toは、後述す
る環流ダイオードの導通期間Tdより長い値に設定され
る。
The width To of the mask pulse generated by the first and second mask pulse generators 14 and 15 is set to a value longer than the conduction period Td of the free-wheeling diode described later.

【0023】また、12及び13は、分配手段5の相切
替信号を各相毎に生成するために設けられた上アーム駆
動パルス発生器及び下アーム駆動パルス発生器のうちの
U相用のものを示している。
Reference numerals 12 and 13 denote U-phase ones of the upper-arm drive pulse generator and the lower-arm drive pulse generator provided for generating the phase switching signal of the distribution means 5 for each phase. Is shown.

【0024】図2は図1の回転子位置検出手段の動作を
示すタイミング図であって、図2(a) は上アーム駆動パ
ルス発生器の出力波形を示す図、図2(b) は下アーム駆
動パルス発生器の出力波形を示す図、図2(c) は電圧変
換器,及び基準電位変換器の出力波形を示す図、図2
(d) は位相パルス発生手段の出力波形を示す図、図2
(e) は位置パルス生成手段の出力波形を示す図、図2
(f) は第1のマスクパルス発生手段の出力波形を示す
図、図2(g) はオア回路の出力波形を示す図、図2(h)
は第2のマスクパルス発生手段の出力波形を示す図、図
2(i) はアンド回路の出力波形を示す図である。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the rotor position detecting means shown in FIG. 1. FIG. 2 (a) shows the output waveform of the upper arm driving pulse generator, and FIG. 2 (b) shows the lower waveform. FIG. 2C shows an output waveform of the arm drive pulse generator, and FIG. 2C shows an output waveform of the voltage converter and the reference potential converter.
(d) is a diagram showing the output waveform of the phase pulse generating means, FIG.
(e) is a diagram showing the output waveform of the position pulse generating means, FIG.
FIG. 2 (f) shows the output waveform of the first mask pulse generating means, FIG. 2 (g) shows the output waveform of the OR circuit, FIG. 2 (h)
FIG. 2 is a diagram showing an output waveform of the second mask pulse generating means, and FIG. 2 (i) is a diagram showing an output waveform of the AND circuit.

【0025】次に、以上のように構成された本実施の形
態1によるブラシレスモータの制御装置の動作を図1,
2を用いて説明する。ここでU相を例にとり説明するも
のとし、スイッチング手段2では下アーム52u,52
v,52wをPWM制御しているものとする。
Next, the operation of the control device for a brushless motor according to the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS.
2 will be described. Here, the U-phase will be described as an example, and the switching means 2 includes the lower arms 52u and 52u.
It is assumed that PWM control is performed on v and 52w.

【0026】分配手段5の上アーム駆動パルス発生器1
2は、図2(a) に示すように、時刻t1でオフし、位相
角で240度経過後の時刻t6でオンするように駆動パ
ルス12aを出力する。
Upper arm drive pulse generator 1 for distribution means 5
2 outputs the drive pulse 12a so that it turns off at time t1 and turns on at time t6 after a lapse of 240 degrees in phase angle, as shown in FIG. 2 (a).

【0027】また、分配手段5の下アーム駆動パルス発
生器13は、図2(b) に示すように、時刻t1で上アー
ム駆動パルス発生器12の駆動パルス12aがオフして
から位相角で60度経過後の時刻t3でオンし、さらに
位相角で120度経過した後の時刻t4でオフするよう
に駆動パルス13aを出力する。
Further, as shown in FIG. 2B, the lower arm drive pulse generator 13 of the distribution means 5 has a phase angle after the drive pulse 12a of the upper arm drive pulse generator 12 is turned off at time t1. The driving pulse 13a is output so as to be turned on at time t3 after elapse of 60 degrees and turned off at time t4 after elapse of 120 degrees in phase angle.

【0028】これら、上アーム駆動パルス発生器12,
及び下アーム駆動パルス発生器13の出力は相切替信号
5aとしてパワードライブ手段6に入力され、駆動信号
6aに変換されてスイッチング手段2のU相の上アーム
51u,及び下アーム52uにそれぞれ入力される。
These upper arm drive pulse generators 12,
The output of the lower-arm drive pulse generator 13 is input to the power drive unit 6 as a phase switching signal 5a, converted into a drive signal 6a, and input to the U-phase upper arm 51u and lower arm 52u of the switching unit 2, respectively. You.

【0029】一方、回転子位置検出手段4の電圧変換器
8は、ブラシレスモータ3の固定子巻線の端子電圧が入
力されると、電圧変換器8はこれを1/K(Kは定数)
にレベルシフトして出力する。
On the other hand, when the terminal voltage of the stator winding of the brushless motor 3 is input to the voltage converter 8 of the rotor position detecting means 4, the voltage converter 8 converts this to 1 / K (K is a constant).
And level-shifted to output.

【0030】また、基準電位変換器9は直流電源1の出
力電圧を、ブラシレスモータの各相の中性点電位に相当
する基準電位となるよう、1/(2K)にレベルシフト
して出力する。
The reference potential converter 9 level-shifts the output voltage of the DC power supply 1 to 1 / (2K) so as to be a reference potential corresponding to the neutral point potential of each phase of the brushless motor, and outputs it. .

【0031】ここで、図2(c) に示すように、基準電位
変換器9の出力9aは、直流電源1の出力電圧をEdc
とすると、Edc/2Kとなり一定であるが、電圧変換
器8の出力8aは、スイッチング手段2の動作に伴い以
下のように変化する。すなわち、スイッチング手段2で
は、上記駆動信号6aの入力を受け、時刻t1で上アー
ム駆動パルス発生器12の駆動パルス12aがオフする
と、上アーム51uがオフし、U相が非通電期間に入る
とともに、下アームの環流ダイオード54uが導通す
る。環流ダイオード54uが導通すると、電圧変換器8
の出力8aは、ほぼ直流電源1の負極の電位(GND)
に落ち、Tdで表される導通期間の間、この電位のまま
推移する。次いで、環流ダイオード54uがオフする
と、他相のスイッチングの影響のため、電圧変換器8の
出力8aは、自相の誘起電圧にPWM制御パルスが重畳
された波形となる。
Here, as shown in FIG. 2C, the output 9a of the reference potential converter 9 corresponds to the output voltage of the DC power supply 1 as Edc.
Then, Edc / 2K is constant, but the output 8a of the voltage converter 8 changes as follows with the operation of the switching means 2. That is, in the switching means 2, when the drive signal 6a is input and the drive pulse 12a of the upper arm drive pulse generator 12 is turned off at time t1, the upper arm 51u is turned off, and the U-phase enters the non-energizing period. , The free-wheeling diode 54u of the lower arm conducts. When the reflux diode 54u conducts, the voltage converter 8
Output 8a is substantially the potential of the negative electrode of the DC power supply 1 (GND)
, And remains at this potential during the conduction period represented by Td. Next, when the freewheeling diode 54u is turned off, the output 8a of the voltage converter 8 has a waveform in which the PWM control pulse is superimposed on the induced voltage of the own phase due to the influence of the switching of the other phase.

【0032】次いで、時刻t3で下アーム駆動パルス発
生器13の駆動パルス13aがオンすると、下アーム5
2uがオンしてPWM制御され、電圧変換器8の出力8
aは位相角120度の期間に渡りPWM制御波形とな
る。
Next, when the drive pulse 13a of the lower arm drive pulse generator 13 is turned on at time t3, the lower arm 5
2u is turned on and PWM controlled, and the output 8 of the voltage converter 8
“a” is a PWM control waveform over a period of a phase angle of 120 degrees.

【0033】次いで、時刻t4で下アーム52uがオフ
すると、上アームの環流ダイオード53uが導通して、
電圧変換器8の出力8aは導通期間Tdの間、Edc/
Kとなり、その後、環流ダイオード53uがオフし、次
に上アーム51uがオンするまでの期間は、電圧変換器
8の出力8aは、再び他相の影響で自相の誘起電圧にP
WM制御波形が重畳された波形となる。
Next, when the lower arm 52u turns off at time t4, the free-wheeling diode 53u of the upper arm conducts,
The output 8a of the voltage converter 8 outputs Edc / Dc during the conduction period Td.
K, and thereafter, during the period from when the freewheeling diode 53u turns off and when the upper arm 51u turns on next, the output 8a of the voltage converter 8 returns to the induced voltage of its own phase due to the influence of another phase.
It becomes a waveform on which the WM control waveform is superimposed.

【0034】次いで、電圧変換器8の出力8aと基準電
位変換器9の出力9aとを受け、位相パルス発生手段1
0は、電圧変換器8の出力8aが基準電位変換器9の出
力9a以下となる間、“H”レベルのパルスを出力し
て、図2(d) に示すように、還流ダイオードの導通期間
Tdに単パルスを有し、かつ図2(c) においてPWM制
御波形が重畳した固定子巻線の端子電圧が中性点電位と
それぞれクロスする時刻t2,及びt5の間の期間Tp
にPWM制御波形に対応したパルス列を有する波形の出
力を出力する(10a)。
Next, the output 8a of the voltage converter 8 and the output 9a of the reference potential converter 9 are received, and the phase pulse
When the output 8a of the voltage converter 8 is equal to or less than the output 9a of the reference potential converter 9, a pulse of "H" level is output, and as shown in FIG. A period Tp between times t2 and t5 at which the terminal voltage of the stator winding having a single pulse at Td and superimposed on the PWM control waveform in FIG.
And outputs a waveform having a pulse train corresponding to the PWM control waveform (10a).

【0035】次いで、位相パルス発生手段10の出力1
0aを受け、位置パルス生成手段11は、位相パルス発
生手段10の出力10aのパルスの立ち上がりで、その
幅が上記PWM制御の周期Tcよりわずかに大きいTm
であるパルスを発生し、これにより、図2(e) に示すよ
うに、位相パルス発生手段10の出力10aからPWM
制御波形を除去して、これを出力する(11a)。
Next, the output 1 of the phase pulse generating means 10
0a, the position pulse generating means 11 sets the pulse width Tm of the output 10a of the phase pulse generating means 10 to Tm whose width is slightly larger than the PWM control cycle Tc.
2 (e), whereby the PWM is output from the output 10a of the phase pulse generating means 10 as shown in FIG.
The control waveform is removed and output (11a).

【0036】一方、下アーム駆動パルス発生器13の駆
動パルス13aの出力を受け、第1のマスクパルス発生
手段14は、図2(f) に示すように、駆動パルス13a
の立ち下がりで、環流ダイオードの導通期間Tdよりも
長い一定の時間幅Toを有する単パルス(マスクパル
ス)を出力する(14a)。
On the other hand, upon receiving the output of the drive pulse 13a from the lower arm drive pulse generator 13, the first mask pulse generating means 14 outputs the drive pulse 13a as shown in FIG.
At the falling edge, a single pulse (mask pulse) having a constant time width To longer than the conduction period Td of the freewheeling diode is output (14a).

【0037】また、上アーム駆動パルス発生器12の駆
動パルス12aの出力を受け、第2のマスクパルス発生
手段15は、図2(h) に示すように、駆動パルス12a
の立ち下がりで、上記時間幅Toを有するマスクパルス
を発生し、この発生した出力を反転して出力する(15
a)。
Further, upon receiving the output of the drive pulse 12a from the upper arm drive pulse generator 12, the second mask pulse generating means 15 outputs the drive pulse 12a as shown in FIG.
Generates a mask pulse having the above-mentioned time width To, and inverts and outputs the generated output (15).
a).

【0038】次いで、位相パルス発生手段10の出力1
0a,位置パルス生成手段11の出力11a,及び第1
のマスクパルス発生手段14の出力14aを受け、オア
回路16は、位相パルス発生手段10の出力10a,位
置パルス生成手段11の出力11a,及び第1のマスク
パルス発生手段14の出力14aのオアを取り、これに
より、通常は、図2(e) に示す位置パルス生成手段11
の出力11aから下アームの環流ダイオードの導通期間
の波形を除去して、図2(g) に示す波形の出力を出力す
る(16a)。但し、PWM制御のパルスのデューティ
比が100%となった場合には、位相パルス発生手段1
0の出力10aが、期間Tpに還流ダイオード導通期間
Tdを挟んで2つのパルスを有する波形となる一方、位
置パルス生成手段11の出力11aは、図2(e) とは異
なり期間Tpに幅Tmの2つのパルスのみを有する波形
となるため、位相パルス発生手段10の出力10aから
下アームの環流ダイオードの導通期間Tdの影響を除去
して図2(g) に示す波形としたものを出力する(16
a)。
Next, the output 1 of the phase pulse
0a, the output 11a of the position pulse generating means 11 and the first
Receiving the output 14a of the mask pulse generating means 14, the OR circuit 16 determines the OR of the output 10a of the phase pulse generating means 10, the output 11a of the position pulse generating means 11, and the output 14a of the first mask pulse generating means 14. As a result, the position pulse generating means 11 shown in FIG.
The waveform during the conduction period of the free-wheeling diode of the lower arm is removed from the output 11a, and an output having the waveform shown in FIG. 2 (g) is output (16a). However, when the duty ratio of the pulse of the PWM control becomes 100%, the phase pulse generating means 1
While the output 10a of 0 has a waveform having two pulses in the period Tp with the flywheel diode conduction period Td interposed therebetween, the output 11a of the position pulse generating means 11 is different from FIG. 2g, the output 10a of the phase pulse generating means 10 removes the effect of the conduction period Td of the lower arm freewheeling diode and outputs the waveform shown in FIG. 2 (g). (16
a).

【0039】次いで、オア回路16の出力16aと第2
のマスクパルス発生手段15の出力15aとを受け、ア
ンド回路17は、オア回路16の出力16aと第2のマ
スクパルス発生手段15の出力15aとのアンドを取
り、これにより、図2(i) に示すように、オア回路16
の出力16aから上アームの環流ダイオードの導通期間
Tdの影響を除去して、これを回転子位置信号として分
配手段5に出力する(17a)。
Next, the output 16a of the OR circuit 16 and the second
The AND circuit 17 receives the output 15a of the OR circuit 16 and the output 15a of the second mask pulse generating means 15, thereby obtaining the AND of the output 15a of the second mask pulse generating means 15 as shown in FIG. As shown in FIG.
From the output 16a, the influence of the conduction period Td of the free-wheeling diode of the upper arm is removed, and this is output to the distribution means 5 as a rotor position signal (17a).

【0040】ここで、回転子位置は電源回路の影響を受
けない純粋な固定子巻線の誘起電圧と直流電源電圧の中
点電位の比較から得られるものであり、また、本実施の
形態1では、この回転子の位置として、固定子巻線の誘
起電圧が直流電源電圧の中点電位となる位置を検出する
ようにしている。このため、回転子位置信号は、電源回
路の影響を受けない純粋な固定子巻線の誘起電圧が直流
電源電圧の中点電位とクロスするタイミングを検出し、
かつ誤動作を生じないよう単パルス波形であるのが理想
的である。これに対し、上記のようにして得られた回転
子位置信号17aは、環流ダイオード導通期間TdやP
WM制御波形の影響が取り除かれて、好ましい単パルス
波形となっている。また、検出した回転子位置は、図2
(c) から明らかなように、PWM制御波形が重畳した誘
起電圧と基準電位とを比較しているため比較のタイミン
グにより、また、図2(e) から明らかなように、位置パ
ルス生成手段11の発生パルスの設定幅により、最大約
Tc/2の誤差を有するが、相切替え周期に対して充分
短いPWM周期であれば、回転子位置の検出精度には殆
ど影響を与えない。その結果、実用上高精度の回転子位
置検出を実現できる。
Here, the rotor position is obtained from a comparison between the induced voltage of the pure stator winding, which is not affected by the power supply circuit, and the midpoint potential of the DC power supply voltage. In this example, the position where the induced voltage of the stator winding becomes the midpoint potential of the DC power supply voltage is detected as the position of the rotor. For this reason, the rotor position signal detects the timing at which the induced voltage of the pure stator winding unaffected by the power supply circuit crosses the midpoint potential of the DC power supply voltage,
Ideally, it has a single pulse waveform so as not to cause a malfunction. On the other hand, the rotor position signal 17a obtained as described above is different from the free-wheeling diode conduction period Td or Pd.
The influence of the WM control waveform is removed, and a preferable single pulse waveform is obtained. The detected rotor position is shown in FIG.
As is apparent from FIG. 2C, the induced voltage on which the PWM control waveform is superimposed is compared with the reference potential. Has a maximum error of about Tc / 2 due to the set width of the generated pulse, but if the PWM cycle is sufficiently short with respect to the phase switching cycle, the detection accuracy of the rotor position is hardly affected. As a result, practically accurate rotor position detection can be realized.

【0041】なお、上記位相パルス発生手段10、位置
パルス生成手段11、第1のマスクパルス発生手段1
4、第2のマスクパルス発生手段15、オア回路16、
及びアンド回路17の機能を、演算器においてソフトウ
ェアを用いることにより実現するようにしてもよい。
The phase pulse generating means 10, position pulse generating means 11, first mask pulse generating means 1
4, second mask pulse generating means 15, OR circuit 16,
The function of the AND circuit 17 may be realized by using software in an arithmetic unit.

【0042】以上のように、本実施の形態1において
は、検出したブラシレスモータの端子電圧Vu,Vv,
Vwから、PWM制御波形をリトリガラブルタイマ11
により、ダイオード導通期間Tdの影響をマスキングパ
ルス14a,15aにより除去して、回転子位置を検出
するようにしたので、バンドパスフィルタを用いる従来
例のように、位相ずれにより回転子位置検出に誤差を生
じるようなことはなく、高精度の回転子位置検出が可能
である。その結果、安定した起動特性と広範囲にわたる
高効率駆動を実現することができる。
As described above, in the first embodiment, the detected terminal voltages Vu, Vv,
Retriggerable PWM control waveform from Vw
As a result, the influence of the diode conduction period Td is removed by the masking pulses 14a and 15a, and the rotor position is detected. Therefore, as in the conventional example using a band-pass filter, an error occurs in the rotor position detection due to a phase shift. Does not occur, and highly accurate rotor position detection is possible. As a result, stable starting characteristics and high-efficiency driving over a wide range can be realized.

【0043】また、本実施の形態1においては、第1,
及び第2のマスクパルス発生手段14,15が、マスキ
ングパルス14a,15aの時間幅Toを一定値とした
ものであるようにしたので、構成を簡素化することがで
きる。
Also, in the first embodiment, the first,
In addition, since the second mask pulse generating means 14 and 15 have the time width To of the masking pulses 14a and 15a set to a constant value, the configuration can be simplified.

【0044】実施の形態2.図3は本発明の実施の形態
2によるブラシレスモータの制御装置の構成を示すブロ
ック図であり、図において、図1と同一符号は同一又は
相当する部分を示しており、18はパワードライブ手段
6のPWM制御波形を生成するための三角波発生器、1
9は三角波発生器18から出力される三角波の,上記生
成されるPWM制御パルス幅内に位置する方のピークの
タイミングを検出するPWMタイミングパルス発生手
段、20はPWMタイミングパルス発生手段19で検出
したタイミングで位相パルス発生手段10から出力され
るパルスの有無を検知し、出力されるパルスがある場合
には該パルスの出力論理レベルを保持する位置パルス合
成手段であり、PWMタイミングパルス発生手段19と
位置パルス合成手段20とで位置パルス生成手段11を
構成している。本実施の形態2は、実施の形態1におけ
る位置パルス生成手段11の好ましい構成例を示したも
のである。
Embodiment 2 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control device for a brushless motor according to a second embodiment of the present invention. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. Generator for generating a PWM control waveform of
9 is a PWM timing pulse generating means for detecting the timing of the peak of the triangular wave output from the triangular wave generator 18 which is located within the generated PWM control pulse width, and 20 is detected by the PWM timing pulse generating means 19. A position pulse synthesizing unit that detects the presence or absence of a pulse output from the phase pulse generating unit 10 at a timing and, when there is a pulse to be output, holds the output logic level of the pulse. The position pulse synthesizing means 20 constitutes the position pulse generating means 11. The second embodiment shows a preferred configuration example of the position pulse generator 11 in the first embodiment.

【0045】図4は図3の位置パルス生成手段の動作を
説明するためのタイミング図であって、図4(a) は三角
波発生器の出力,及び変調波を示す図、図4(b) はPW
M信号を示す図、図4(c) は位相パルス発生手段の出力
を示す図、図4(d) はPWMタイミングパルス発生手段
の出力を示す図、図4(e) は位置パルス合成手段の出力
を示す図である。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the position pulse generating means of FIG. 3. FIG. 4 (a) shows the output of the triangular wave generator and the modulated wave, and FIG. 4 (b). Is PW
FIG. 4C shows the output of the phase pulse generator, FIG. 4D shows the output of the PWM timing pulse generator, and FIG. 4E shows the output of the position pulse synthesizer. It is a figure showing an output.

【0046】次に、上記のように構成されたブラシレス
モータの制御装置の動作を図3,4を用いて説明する。
Next, the operation of the control device for a brushless motor configured as described above will be described with reference to FIGS.

【0047】パワードライブ手段6では、三角波発生器
18が三角波を出力し、図4(a) に示すように、この出
力した三角波と変調波60とを比較して、図4(b) に示
すPWM信号を生成する。
In the power drive means 6, the triangular wave generator 18 outputs a triangular wave. As shown in FIG. 4 (a), the output triangular wave is compared with the modulated wave 60 and shown in FIG. 4 (b). Generate a PWM signal.

【0048】この生成したPWM信号の波形は誘起電圧
の重畳波形,及び自相のPWM制御波形として、電圧変
換器8を通じて位相パルス発生手段10に入力され、図
4(c) に示すように、位相パルス発生手段10の期間T
pに該PWM制御波形に対応した波形が現れる。
The waveform of the generated PWM signal is input to the phase pulse generator 10 through the voltage converter 8 as a superimposed waveform of the induced voltage and a PWM control waveform of its own phase, as shown in FIG. Period T of phase pulse generating means 10
A waveform corresponding to the PWM control waveform appears at p.

【0049】一方、三角波発生器18の出力18aを受
け、PWMタイミングパルス発生手段19は、図4(d)
に示すように、出力された三角波の下側ピークのタイミ
ングを検出してこれを出力する(19a)。
On the other hand, upon receiving the output 18a of the triangular wave generator 18, the PWM timing pulse generating means 19 performs the operation shown in FIG.
As shown in (1), the timing of the lower peak of the output triangular wave is detected and output (19a).

【0050】次いで、この出力19aを受け、位置パル
ス合成手段20は、PWMタイミングパルス検出手段1
9が検出したタイミングで位相パルス発生手段10の出
力10aの論理レベルを検知し、位相パルス発生手段1
0の出力10aが“H”レベルのときには“H”レベル
を出力してこれを次の検知タイミングまで保持し、該出
力10aが“L”レベルのときには“L”レベルに反転
させてこれを次の検知タイミングまで保持するようにし
て、図4(e) に示すように、位相パルス発生手段10の
出力10aから上記期間TpにおけるPWM制御波形を
除去し、この除去したものを位置パルス生成手段11の
出力として出力する(11a)。
Next, upon receiving this output 19a, the position pulse synthesizing means 20 outputs the PWM timing pulse detecting means 1
9 detects the logic level of the output 10a of the phase pulse generator 10 at the timing detected by the
When the output 10a of "0" is at "H" level, it outputs "H" level and holds it until the next detection timing, and when the output 10a is at "L" level, it inverts it to "L" level and changes it to the next level. As shown in FIG. 4 (e), the PWM control waveform in the period Tp is removed from the output 10a of the phase pulse generator 10 and the removed pulse is used as the position pulse generator 11 as shown in FIG. (11a).

【0051】なお、上記、PWMタイミングパルス発生
手段、及び位置パルス合成手段20の機能を、演算器に
おいてソフトウェアを用いることにより実現するように
してもよい。
The functions of the PWM timing pulse generating means and the position pulse synthesizing means 20 may be realized by using software in an arithmetic unit.

【0052】以上のように、本実施の形態3において
は、位置パルス生成手段11を、PWM制御を行う三角
波発生器18の出力のPWM制御パルス幅内に位置する
方のピークから検出したタイミングで位相パルス発生手
段10から出力されるパルスの有無を検知し、出力され
るパルスがあった場合には該パルスの論理レベルを次の
タイミングまで保持するものであるようにしたので、P
WM制御のタイミングに合わせて位相パルス発生手段1
0から出力されるパルス列の有無を検知することがで
き、位相パルス発生手段の出力10aからPWM制御波
形の影響を確実に除去できるリトリガラブルな位置パル
ス生成手段11を有するブラシレスモータの制御装置を
提供することができる。
As described above, in the third embodiment, the position pulse generating means 11 is controlled at the timing detected from the peak located within the PWM control pulse width of the output of the triangular wave generator 18 for performing the PWM control. The presence / absence of a pulse output from the phase pulse generating means 10 is detected, and when a pulse is output, the logic level of the pulse is held until the next timing.
Phase pulse generating means 1 according to the timing of WM control
Provided is a control device for a brushless motor having a retriggerable position pulse generation unit 11 capable of detecting the presence or absence of a pulse train output from 0 and reliably removing the influence of a PWM control waveform from an output 10a of a phase pulse generation unit. be able to.

【0053】実施の形態3.図5は本実施の形態3によ
るブラシレスモータの制御装置の構成を示すブロック図
であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当す
る部分を示しており、21は直流電源1の電流を検出す
る電流検出手段、22は電流検出手段21の出力をブラ
シレスモータ3の固定子巻線の電気的時定数に比例した
電圧に変換する電流電圧変換手段であり、この電流電圧
変換手段22の出力を第1,及び第2のマスクパルス発
生手段14,15に入力し、マスクパルス発生手段1
4,15で、ある時間幅Toを電流電圧変換手段22の
出力に比例するよう変化させたものをその幅とするマス
クパルスを出力するようにしている。本実施の形態3
は、実施の形態1の第1,第2のマスクパルス発生手段
14,15で発生するマスクパルスの幅Toを可変とし
たものである。
Embodiment 3 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a control device for a brushless motor according to the third embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and 21 denotes the current of the DC power supply 1. The current detecting means 22 for detecting is a current-to-voltage converting means for converting the output of the current detecting means 21 into a voltage proportional to the electrical time constant of the stator winding of the brushless motor 3. Is input to the first and second mask pulse generators 14 and 15, and the mask pulse generator 1
At steps 4 and 15, a mask pulse having a width obtained by changing a certain time width To in proportion to the output of the current-voltage conversion means 22 is output. Embodiment 3
Is such that the width To of the mask pulse generated by the first and second mask pulse generating means 14 and 15 of the first embodiment is variable.

【0054】ここで、マスクパルス発生手段14,15
で発生するマスクパルスの幅は、波形の論理処理上、位
置パルス生成手段で出力するパルスの幅Tm以下となら
ないように設定しておく。
Here, mask pulse generating means 14 and 15
The width of the mask pulse generated in step (1) is set so as not to be less than the width Tm of the pulse output by the position pulse generator due to the logical processing of the waveform.

【0055】また、かかる電流電圧変換手段22,及び
マスクパルス発生手段14,15は、例えば、マスクパ
ルス発生手段14,15をモノマルチバイブレータで構
成し、電流電圧変換手段22の出力を、該モノマルチバ
イブレータの出力の周期を決定する充電電源とすること
により、実現することができる。
The current / voltage converting means 22 and the mask pulse generating means 14 and 15 are composed of, for example, a mono-multivibrator for the mask pulse generating means 14 and 15 and the output of the current / voltage converting means 22 is output from the mono-vibrator. This can be realized by using a charging power supply that determines the output cycle of the multivibrator.

【0056】図6は図5のブラシレスモータの制御装置
の動作を説明するための図であって、図6(a) は相切替
わりタイミングにおける通電状態を示す図、図6(b) は
ブラシレスモータの固定子巻線のW相の端子電圧の変化
を示すグラフ図、図6(c) はブラシレスモータの固定子
巻線のW相の電流の変化を示すグラフ図である。
FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining the operation of the control device for the brushless motor shown in FIGS. 5A and 5B. FIG. 6A is a diagram showing an energized state at a phase switching timing, and FIG. FIG. 6C is a graph showing a change in the W-phase terminal voltage of the stator winding of the motor, and FIG. 6C is a graph showing a change in the W-phase current of the stator winding of the brushless motor.

【0057】次に、上記のように構成されたブラシレス
モータの制御装置の動作を図5,6を用いて説明する。
Next, the operation of the control device for a brushless motor configured as described above will be described with reference to FIGS.

【0058】ここで、相切替わり動作は、W相からU相
への切替わりを例に取り説明するものとする。
Here, the phase switching operation will be described taking switching from the W phase to the U phase as an example.

【0059】W相からU相への相切替わり動作では、ス
イッチング手段2は、図6(a) に示すように、最初、W
相の上アーム51wとV相の下アーム52vとがオンし
た状態となっており、次いで、U相の上アーム51uが
オンし、その後、W相の上アーム51wがオフする。
In the phase switching operation from the W phase to the U phase, as shown in FIG.
The upper arm 51w of the phase and the lower arm 52v of the V phase are turned on, then the upper arm 51u of the U phase is turned on, and then the upper arm 51w of the W phase is turned off.

【0060】この動作に伴い、W相の端子電圧Vvは、
図6(b) に示すように、最初、W相の上アーム51wが
オンしている間は、直流電源1の正極の電位Edcとな
っており、その後、W相の上アーム51wがオフする
と、W相を流れる電流iwは環流ダイオード54wを通
じて流れるため、直流電源1の負極の電位(GND)よ
りも環流ダイオード54wの順方向電圧降下分だけ低い
電位となる。
With this operation, the W-phase terminal voltage Vv becomes
As shown in FIG. 6 (b), while the upper arm 51w of the W-phase is on at first, the potential of the positive electrode of the DC power supply 1 is Edc, and then the upper arm 51w of the W-phase is turned off. , W flowing through the W-phase flows through the free-wheeling diode 54w, and thus has a potential lower than the potential (GND) of the negative electrode of the DC power supply 1 by the forward voltage drop of the free-wheeling diode 54w.

【0061】この時、W相の電流iwは、W相のインダ
クタンスが持つエネルギーが減衰するまで流れるため、
図6(c) に示すように、Tdの期間にゼロまで減衰す
る。このW相の電流iwの減衰勾配は固定子巻線の電気
的時定数により定まるのでW相の電流iwが大きいほど
環流ダイオード導通期間Tdも長くなる。
At this time, the W-phase current iw flows until the energy of the W-phase inductance attenuates.
As shown in FIG. 6 (c), it attenuates to zero during the period of Td. Since the attenuation gradient of the W-phase current iw is determined by the electric time constant of the stator winding, the larger the W-phase current iw, the longer the free-wheeling diode conduction period Td.

【0062】一方、図5において、電流検出手段21で
直流電源1の電流を検出し、この検出した電流を電流電
圧変換手段22でブラシレスモータ3の固定子巻線の電
気的時定数に比例した電圧に変換し、この変換した電圧
出力を用いて第1,及び第2のマスクパルス発生手段1
4,15で発生するマスクパルスの幅を、直流電源1の
電流,すなわち各相の電流,及び電気的時定数に比例す
るよう変化させる。
On the other hand, in FIG. 5, the current of the DC power supply 1 is detected by the current detecting means 21, and the detected current is proportional to the electric time constant of the stator winding of the brushless motor 3 by the current-voltage converting means 22. The first and second mask pulse generating means 1 are converted into a voltage and the converted voltage output is used.
The width of the mask pulse generated in steps 4 and 15 is changed in proportion to the current of the DC power supply 1, that is, the current of each phase and the electrical time constant.

【0063】このため、各相の電流が変化しても、環流
ダイオード導通期間Tdの影響を安定して除去できるマ
スクパルスを得ることができる。
Therefore, it is possible to obtain a mask pulse capable of stably removing the influence of the free-wheeling diode conduction period Td even if the current of each phase changes.

【0064】なお、上記電流電圧変換手段22,及びマ
スクパルス発生手段14,15の機能を、演算器におい
てソフトウェアを用いることにより実現するようにして
もよい。
The functions of the current-voltage converter 22 and the mask pulse generators 14 and 15 may be realized by using software in an arithmetic unit.

【0065】以上のように、本実施の形態3において
は、マスクパルスの幅を、直流電源1の電流,及びブラ
シレスモータの固定子巻線の電気的時定数に比例して変
化させるようにしたので、マスクパルスの幅がモータ電
流で補正されることとなり、運転状態に対応して環流ダ
イオード導通期間Tdをマスク処理することができ、そ
の結果、安定した高精度の回転子位置検出を行うことが
できる。
As described above, in the third embodiment, the width of the mask pulse is changed in proportion to the current of the DC power supply 1 and the electric time constant of the stator winding of the brushless motor. Therefore, the width of the mask pulse is corrected by the motor current, and the free-wheeling diode conduction period Td can be masked in accordance with the operation state. As a result, stable and accurate rotor position detection can be performed. Can be.

【0066】実施の形態4.図7は本実施の形態4によ
るブラシレスモータの制御装置の構成を示すブロック図
であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当す
る部分を示しており、23は、位相パルス発生手段10
の、下アーム駆動パルス発生器13の出力信号の立ち下
がりタイミングから最初に現れるパルス、すなわち環流
ダイオード導通期間Tdのパルスのみを取り出し、その
時間幅を計測してこれを第1のマスクパルス発生手段1
4に出力する第1のパルス幅検出手段、24は、位相パ
ルス発生手段10の、上アーム駆動パルス発生器12の
出力信号の立ち下がりタイミングから最初に現れるパル
スである環流ダイオード導通期間Tdのパルスのみを取
り出し、その時間幅を計測してこれを第2のマスクパル
ス発生手段15に出力する第2のパルス幅検出手段であ
る。また、25は電流検出手段21の出力の変化量とブ
ラシレスモータ3の固定子巻線の電気的時定数とから環
流ダイオード導通期間Tdの補正量を演算してこれを、
第1のマスクパルス発生手段14,及び第2のマスクパ
ルス発生手段15に出力するパルス補正手段であり、第
1のマスクパルス発生手段14では、第1のパルス幅検
出手段23の出力にパルス補正手段25の出力を加算し
たものをその時間幅とするマスクパルスを出力し、第2
のマスクパルス発生手段15では、第2のパルス幅検出
手段24の出力にパルス補正手段25の出力を加算した
ものをその時間幅とするマスクパルスを出力し、この出
力の反転信号を出力する。
Embodiment 4 FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a control device for a brushless motor according to the fourth embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
First, only the pulse which first appears from the falling timing of the output signal of the lower arm drive pulse generator 13, that is, the pulse of the free-wheeling diode conduction period Td, is taken out, the time width is measured, and this is used as the first mask pulse generating means. 1
The first pulse width detecting means 24 which outputs the pulse signal of the phase pulse generating means 10 is a pulse of the free-wheeling diode conduction period Td which is a pulse which first appears from the falling timing of the output signal of the upper arm drive pulse generator 12. This is a second pulse width detecting means for extracting only the time, measuring the time width thereof, and outputting the measured time width to the second mask pulse generating means 15. 25 calculates the correction amount of the free-wheeling diode conduction period Td from the change amount of the output of the current detection means 21 and the electric time constant of the stator winding of the brushless motor 3, and calculates
This is a pulse correction means for outputting to the first mask pulse generation means 14 and the second mask pulse generation means 15, and the first mask pulse generation means 14 corrects the pulse output to the output of the first pulse width detection means 23. A mask pulse having a time width obtained by adding the outputs of the means 25 is output.
The mask pulse generating means 15 outputs a mask pulse having a time width obtained by adding the output of the pulse correcting means 25 to the output of the second pulse width detecting means 24, and outputs an inverted signal of this output.

【0067】ここで、この第1,第2のマスクパルス発
生手段14,15のマスクパルスの幅は、波形の論理処
理上、位置パルス生成手段で出力するパルスの幅Tm以
下とならないように設定しておく。
Here, the width of the mask pulse of the first and second mask pulse generating means 14 and 15 is set so as not to be less than the width Tm of the pulse output from the position pulse generating means due to the logical processing of the waveform. Keep it.

【0068】また、第1のパルス幅検出手段23、第2
のパルス幅検出手段24、及びパルス補正手段25の機
能を、演算器においてソフトウェアを用いることにより
実現するようにしてもよい。
Further, the first pulse width detecting means 23, the second
The functions of the pulse width detecting means 24 and the pulse correcting means 25 may be realized by using software in an arithmetic unit.

【0069】以上のように、本実施の形態4において
は、実際の環流ダイオード導通期間Tdを計測し、この
計測した時間幅Tdを電流の変化分で補正したものをマ
スクパルスの幅としているため、発生するマスクパルス
の幅の精度が高く、環流ダイオード導通期間Tdの影響
を、より安定して除去できるマスクパルスを得ることが
できる。その結果、より安定した高精度の回転子位置検
出を行うことができる。
As described above, in the fourth embodiment, the actual free-wheeling diode conduction period Td is measured, and the measured time width Td corrected by the change in current is used as the mask pulse width. In addition, it is possible to obtain a mask pulse in which the accuracy of the width of the generated mask pulse is high and the influence of the free-wheeling diode conduction period Td can be removed more stably. As a result, more stable and accurate rotor position detection can be performed.

【0070】実施の形態5.図8は本実施の形態5によ
るブラシレスモータの制御装置の構成を示すブロック図
であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当す
る部分を示しており、26は直流電源1の正極と負極と
の間に抵抗とツェナーダイオードとを直列接続し、ツェ
ナーダイオードの両端から直流電圧を得るようにした制
御電源であり、位相パルス発生手段10はその駆動電源
を制御電源26から取っている。また、27はフォトカ
プラ27であり、位相パルス発生手段10の出力を該フ
ォトカプラ27の1次側に入力し、2次側の出力を位置
パルス生成手段11に入力している。
Embodiment 5 FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control device for a brushless motor according to the fifth embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. This is a control power supply in which a resistor and a Zener diode are connected in series between the negative electrode and a DC voltage is obtained from both ends of the Zener diode. Reference numeral 27 denotes a photocoupler. The output of the phase pulse generator 10 is input to the primary side of the photocoupler 27, and the output of the secondary side is input to the position pulse generator 11.

【0071】このような構成とすることにより、高圧側
にある位相パルス発生手段10の電源を簡単な回路で構
成でき、回転子位置検出手段の高圧絶縁を簡単な構成で
容易に実現することができる。
With such a configuration, the power supply of the phase pulse generating means 10 on the high voltage side can be configured with a simple circuit, and the high voltage insulation of the rotor position detecting means can be easily realized with a simple configuration. it can.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明に係るブ
ラシレスモータの制御装置によれば、検出したブラシレ
スモータの端子電圧から、PWM制御波形をリトリガラ
ブルなパルス生成手段により、ダイオード導通期間の影
響をマスキングパルスにより除去して、回転子位置を検
出するようにしたので、バンドパスフィルタを用いる従
来例のように、位相ずれにより回転子位置検出に誤差を
生じるようなことはなく、高精度の回転子位置検出が可
能である。その結果、安定した起動特性と広範囲にわた
る高効率駆動を実現することができる。
As described above, according to the control apparatus for a brushless motor according to the first aspect of the present invention, the PWM control waveform can be retriggered from the detected terminal voltage of the brushless motor by the pulse generating means, so that the diode conduction period can be reduced. Since the influence is removed by the masking pulse and the rotor position is detected, unlike the conventional example using a band-pass filter, no error occurs in the rotor position detection due to phase shift, and high accuracy is achieved. Of the rotor position can be detected. As a result, stable starting characteristics and high-efficiency driving over a wide range can be realized.

【0073】また、請求項2の発明に係るブラシレスモ
ータの制御装置によれば、第1,及び第2のマスクパル
ス発生手段が、マスキングパルスのある時間幅Toを一
定値としたものであるようにしたので、構成を簡素化す
ることができる。
According to the control device for a brushless motor according to the second aspect of the present invention, the first and second mask pulse generating means are such that the time width To of the masking pulse is set to a constant value. Therefore, the configuration can be simplified.

【0074】また、請求項3の発明に係るブラシレスモ
ータの制御装置によれば、マスクパルスの幅を、直流電
源の電流,及びブラシレスモータの固定子巻線の電気的
時定数に比例して変化させるようにしたので、マスクパ
ルスの幅がモータ電流で補正されることとなり、運転状
態に対応して環流ダイオード導通期間をマスク処理する
ことができ、その結果、安定した高精度の回転子位置検
出を行うことができる。
According to the control device for a brushless motor according to the third aspect of the present invention, the width of the mask pulse is changed in proportion to the current of the DC power supply and the electric time constant of the stator winding of the brushless motor. As a result, the width of the mask pulse is corrected by the motor current, so that the free-wheeling diode conduction period can be masked in accordance with the operation state. As a result, stable and accurate rotor position detection can be performed. It can be performed.

【0075】また、請求項4の発明に係るブラシレスモ
ータの制御装置によれば、実際に検出した環流ダイオー
ド導通期間を直流電源の電流の変化分,及びブラシレス
モータの固定子巻線の電気的時定数で補正したものを、
マスクパルスの幅とするようにしたので、より安定した
高精度の回転子位置検出を行うことができる。
According to the control device for a brushless motor of the fourth aspect of the present invention, the actually detected free-wheeling diode conduction period corresponds to the change in the current of the DC power supply and the electrical time of the stator winding of the brushless motor. Corrected by a constant,
Since the width of the mask pulse is used, more stable and accurate rotor position detection can be performed.

【0076】また、請求項5の発明に係るブラシレスモ
ータの制御装置によれば、位置パルス生成手段を、PW
M制御を行う三角波発生器の出力のPWM制御パルス幅
内に位置する方のピークから検出したタイミングで位相
パルス発生手段から出力されるパルスの有無を検知し、
出力されるパルスがあった場合には該パルスの論理レベ
ルを次のタイミングまで保持するものであるようにした
ので、PWM制御のタイミングに合わせて位相パルス発
生手段から出力されるパルス列の有無を検知することが
でき、位相パルス発生手段の出力からPWM制御波形の
影響を確実に除去できるリトリガラブルな位置パルス生
成手段を有するブラシレスモータの制御装置を提供する
ことができる。
According to the control apparatus for a brushless motor according to the fifth aspect of the present invention, the position pulse generating means includes a PW
Detecting the presence or absence of a pulse output from the phase pulse generating means at a timing detected from the peak located within the PWM control pulse width of the output of the triangular wave generator performing M control;
When there is a pulse to be output, the logic level of the pulse is held until the next timing. Therefore, the presence or absence of a pulse train output from the phase pulse generation means is detected in accordance with the PWM control timing. Thus, it is possible to provide a brushless motor control device having a retriggerable position pulse generation unit that can reliably remove the influence of the PWM control waveform from the output of the phase pulse generation unit.

【0077】また、請求項6の発明に係るブラシレスモ
ータの制御装置によれば、直流電源の出力から位相パル
ス発生手段を駆動する直流電圧を生成する制御電源を有
し、位相パルス発生手段の出力をフォトカプラを介して
位置パルス生成手段に入力するようにしたので、高圧側
にある位相パルス発生手段の電源を簡単な回路で構成で
き、回転子位置検出手段の高圧絶縁を簡単な構成で容易
に実現することができる。
According to the brushless motor control device of the present invention, there is provided a control power supply for generating a DC voltage for driving the phase pulse generating means from the output of the DC power supply, and the output of the phase pulse generating means is provided. Is input to the position pulse generating means via the photocoupler, so that the power supply of the phase pulse generating means on the high voltage side can be configured with a simple circuit, and the high voltage insulation of the rotor position detecting means can be easily performed with a simple configuration. Can be realized.

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

【図1】本発明の実施の形態1によるブラシレスモータ
の制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for a brushless motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の回転子位置検出手段の動作を示すタイミ
ング図であって、上アーム駆動パルス発生器の出力波形
を示す図(図2(a) )、下アーム駆動パルス発生器の出
力波形を示す図(図2(b) )、電圧変換器,及び基準電
位変換器の出力波形を示す図(図2(c) )、位相パルス
発生手段の出力波形を示す図(図2(d) )、位置パルス
生成手段の出力波形を示す図(図2(e) )、第1のマス
クパルス発生手段の出力波形を示す図(図2(f) )、オ
ア回路の出力波形を示す図(図2(g) )、第2のマスク
パルス発生手段の出力波形を示す図(図2(h) )、及び
アンド回路の出力波形を示す図(図2(i) )である。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the rotor position detecting means of FIG. 1, showing an output waveform of an upper arm drive pulse generator (FIG. 2 (a)), and an output of a lower arm drive pulse generator. FIG. 2 (b) shows a waveform, FIG. 2 (c) shows an output waveform of a voltage converter and a reference potential converter, and FIG. 2 (d) shows an output waveform of a phase pulse generator. )), A diagram showing the output waveform of the position pulse generator (FIG. 2 (e)), a diagram showing the output waveform of the first mask pulse generator (FIG. 2 (f)), and a diagram showing the output waveform of the OR circuit. FIG. 2 (g), a diagram showing the output waveform of the second mask pulse generating means (FIG. 2 (h)), and a diagram showing the output waveform of the AND circuit (FIG. 2 (i)).

【図3】本発明の実施の形態2によるブラシレスモータ
の制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control device for a brushless motor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の位置パルス生成手段の動作を説明するた
めのタイミング図であって、三角波発生器の出力,及び
変調波を示す図(図4(a) )、PWM信号を示す図(図
4(b) )、位相パルス発生手段の出力を示す図(図4
(c) )、PWMタイミングパルス発生手段の出力を示す
図(図4(d) )、及び位置パルス合成手段の出力を示す
図(図4(e) )である。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the position pulse generating means of FIG. 3, showing the output of the triangular wave generator and the modulated wave (FIG. 4 (a)), and the figure showing the PWM signal ( FIG. 4 (b)) is a diagram showing the output of the phase pulse generating means (FIG. 4 (b)).
(c)), a diagram showing the output of the PWM timing pulse generator (FIG. 4 (d)), and a diagram showing the output of the position pulse synthesizer (FIG. 4 (e)).

【図5】本発明の実施の形態3によるブラシレスモータ
の制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control device for a brushless motor according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5のブラシレスモータの制御装置の動作を説
明するための図であって、相切替わりタイミングにおけ
る通電状態を示す図(図6(a) )、ブラシレスモータの
固定子巻線のW相の端子電圧の変化を示すグラフ図(図
6(b) )、及びブラシレスモータの固定子巻線のW相の
電流の変化を示すグラフ図(図6(c) )である。
6 is a diagram for explaining the operation of the control device for the brushless motor shown in FIG. 5, showing a state of energization at a phase switching timing (FIG. 6 (a)), and showing a stator winding of the brushless motor. FIG. 6 (b) is a graph showing the change in the terminal voltage of the W phase, and FIG. 6 (c) is a graph showing the change in the current of the W phase of the stator winding of the brushless motor.

【図7】本発明の実施の形態4によるブラシレスモータ
の制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a control device for a brushless motor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態5によるブラシレスモータ
の制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control device for a brushless motor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】従来のブラシレスモータの制御装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional brushless motor control device.

【図10】従来の回転子位置検出手段の構成を示す回路
図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional rotor position detecting means.

【符号の説明】 1 直流電源 1a 直流電源の電圧 2 スイッチング手段 3 ブラシレスモータ 4 回転子位置検出手段 5 分配手段 6 パワードライブ手段 6a 駆動信号 7 比較器 8 電圧変換器 8a 電圧変換器の出力 9 基準電位変換器 9a 基準電位変換器の出力 10 位相パルス発生手段 10a 位相パルス発生手段の出力 11 位置パルス生成手段 11a 位置パルス生成手段の出力 12 上アーム駆動パルス発生器 12a 上アーム駆動パルス発生器の出力 13 下アーム駆動パルス発生器 13a 下アーム駆動パルス発生器の出力 14 第1のマスクパルス発生手段 14a 第1のマスクパルス発生手段の出力 15 第2のマスクパルス発生手段 15a 第2のマスクパルス発生手段の出力 16 オア回路 16a オア回路の出力 17 アンド回路 17a アンド回路の出力 18 三角波発生器 18a 三角波発生器の出力 19 PWMタイミングパルス発生手段 19a PWMタイミングパルス発生手段の出力 20 位置パルス合成手段 21 電流検出手段 22 電流電圧変換手段 23 第1のパルス幅検出手段 24 第2のパルス幅検出手段 25 パルス補正手段 26 制御電源25 27 フォトカプラ 50 ブラシレスモータの制御回路 51u,51v,51w 上アーム 52u,52v,52w 下アーム 53u,53v,53w,54u,54v,54w 環
流ダイオード 56 バンドパスフィルタ 60 変調波
[Description of Signs] 1 DC power supply 1a Voltage of DC power supply 2 Switching means 3 Brushless motor 4 Rotor position detection means 5 Distribution means 6 Power drive means 6a Drive signal 7 Comparator 8 Voltage converter 8a Output of voltage converter 9 Reference Potential converter 9a Output of reference potential converter 10 Phase pulse generator 10a Output of phase pulse generator 11 Position pulse generator 11a Output of position pulse generator 12 Upper arm drive pulse generator 12a Output of upper arm drive pulse generator 13 Lower arm drive pulse generator 13a Output of lower arm drive pulse generator 14 First mask pulse generator 14a Output of first mask pulse generator 15 Second mask pulse generator 15a Second mask pulse generator Output 16 OR circuit 16a OR circuit output 17 amp Circuit 17a Output of AND circuit 18 Triangular wave generator 18a Output of triangular wave generator 19 PWM timing pulse generating means 19a Output of PWM timing pulse generating means 20 Position pulse synthesizing means 21 Current detecting means 22 Current voltage converting means 23 First pulse width Detection means 24 second pulse width detection means 25 pulse correction means 26 control power supply 25 27 photocoupler 50 brushless motor control circuit 51u, 51v, 51w upper arms 52u, 52v, 52w lower arms 53u, 53v, 53w, 54u, 54v , 54w freewheeling diode 56 bandpass filter 60 modulated wave

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ブラシレスモータの固定子巻線の各相の
端子と直流電源の正極,及び負極との間にそれぞれ接続
される第1,第2のスイッチ素子、及び該第1,第2の
スイッチ素子に並列にそれぞれ接続された環流ダイオー
ドを有するスイッチング手段と、 上記ブラシレスモータの固定子巻線の各相の誘起電圧か
ら回転子位置を求める回転子位置検出手段と、 上記求めた回転子位置に基づき、上記ブラシレスモータ
の各相の固定子巻線をある順序で通電するための相切替
信号を生成する分配手段と、 上記生成した相切替信号に基づき上記スイッチング手段
の第1,第2のスイッチ素子をオン/オフ駆動するとと
もに、該第1,第2のスイッチ素子のいずれか一方をP
WM制御するパワードライブ手段とを備えたブラシレス
モータにおいて、 上記回転子位置検出手段は、上記直流電源の負極の電位
をグランド電位として上記ブラシレスモータの固定子巻
線の各相の端子電圧を1/K(Kは定数)に変換する電
圧変換器と、 上記直流電源の電圧を1/(2K)に変換する基準電位
変換器と、 上記電圧変換器の各相の出力と上記基準電位変換器の出
力とを比較し、該電圧変換器の各相の出力が上記基準電
位変換器の出力以下となる間、第1,第2の論理レベル
を有する2値信号の該第1の論理レベルとなるパルスを
各相毎にそれぞれ出力する位相パルス発生手段と、 上記分配手段で生成する相切替信号が上記スイッチング
手段の各相の第2のスイッチ素子をオフさせるよう変化
すると、ある時間Toの間、上記第1の論理レベルとな
るマスクパルスを各相毎にそれぞれ出力する第1のマス
クパルス発生手段と、 上記分配手段で生成する相切替信号が上記スイッチング
手段の各相の第1のスイッチ素子をオフさせるよう変化
すると、ある時間Toの間、上記第2の論理レベルとな
るマスクパルスを各相毎にそれぞれ出力する第2のマス
クパルス発生手段と、 上記位相パルス発生手段の各相にパルスが出力される都
度トリガされ、トリガされると上記パワードライブ手段
のPWM制御のパルス発生周期Tcより長く、かつ上記
第1,第2のマスクパルス発生手段のマスクパルスの上
記ある時間Toよりも短い時間Tmの間、上記第1の論
理レベルとなるパルスを発生して各相毎に出力する位置
パルス生成手段と、 上記位相パルス発生手段の各相の出力,上記位置パルス
生成手段の各相の出力,及び上記第1のマスクパルス発
生手段の各相の出力のオアを各相毎に取るオア演算手段
と、 上記オア演算手段の各相の出力と上記第2のマスクパル
ス発生手段の各相の出力とのアンドを各相毎に取った結
果を回転子位置信号として出力するアンド演算手段とを
有することを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
A first switch element connected between a terminal of each phase of a stator winding of a brushless motor and a positive electrode and a negative electrode of a DC power supply; Switching means having free-wheeling diodes respectively connected in parallel to the switch element; rotor position detecting means for obtaining a rotor position from an induced voltage of each phase of the stator winding of the brushless motor; rotor position obtained above And a distribution unit for generating a phase switching signal for energizing the stator windings of each phase of the brushless motor in a certain order based on the first and second switching units based on the generated phase switching signal. The switch element is turned on / off, and one of the first and second switch elements is set to P
A brushless motor having power drive means for performing WM control, wherein the rotor position detecting means sets the terminal voltage of each phase of the stator winding of the brushless motor to 1 / A voltage converter for converting to K (K is a constant); a reference potential converter for converting the voltage of the DC power supply to 1 / (2K); an output of each phase of the voltage converter; The output is compared with the output, and while the output of each phase of the voltage converter is equal to or lower than the output of the reference potential converter, the first logical level of the binary signal having the first and second logical levels is obtained. A phase pulse generating means for outputting a pulse for each phase; and a phase switching signal generated by the distributing means changes to turn off the second switch element of each phase of the switching means. the above First mask pulse generating means for outputting a mask pulse having a first logical level for each phase, and a phase switching signal generated by the distribution means for turning off the first switch element of each phase of the switching means. The second mask pulse generating means for outputting the mask pulse having the second logic level for each phase for a certain time To, and outputting a pulse to each phase of the phase pulse generating means. The time Tm is longer than the pulse generation period Tc of the PWM control of the power drive unit and shorter than the certain time To of the mask pulse of the first and second mask pulse generation units. A position pulse generating means for generating a pulse having the first logic level and outputting the pulse for each phase; OR operation means for taking, for each phase, an output of each phase of the position pulse generation means and an output of each phase of the first mask pulse generation means, and an output of each phase of the OR operation means, 2. A control device for a brushless motor, comprising: AND operation means for outputting, as a rotor position signal, a result of ANDing the output of each phase of the mask pulse generation means with each phase for each phase.
【請求項2】 請求項1に記載のブラシレスモータの制
御装置において、 上記第1,及び第2のマスクパルス発生手段は、マスク
パルスの上記ある時間幅Toを一定値としたものである
ことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
2. The control device for a brushless motor according to claim 1, wherein said first and second mask pulse generating means are configured to set the certain time width To of the mask pulse to a constant value. Characteristic brushless motor control device.
【請求項3】 請求項1に記載のブラシレスモータの制
御装置において、 上記直流電源の電流を検出する電流検出手段,及び該電
流検出手段の出力を上記ブラシレスモータの固定子巻線
の電気的時定数に比例した電圧に変換して出力する電流
電圧変換手段を有し、 上記第1,及び第2のマスクパルス発生手段は、マスク
パルスの上記ある時間幅Toを、上記位置パルス生成手
段で出力するパルスの幅Tmより大きい範囲内で上記電
流電圧変換手段の出力に応じて変化させるものであるこ
とを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
3. The brushless motor control device according to claim 1, wherein current detection means for detecting a current of the DC power supply, and an output of the current detection means for detecting an electric current of a stator winding of the brushless motor. Current and voltage conversion means for converting the voltage into a voltage proportional to a constant and outputting the voltage; and wherein the first and second mask pulse generation means output the certain time width To of the mask pulse by the position pulse generation means. A control device for controlling the brushless motor, wherein the control value is changed in accordance with the output of the current-voltage conversion means within a range larger than a pulse width Tm of the motor.
【請求項4】 請求項1に記載のブラシレスモータの制
御装置において、 上記位相パルス発生手段の各相の出力の、上記分配手段
で生成する相切替信号が上記スイッチング手段の各相の
第2のスイッチ素子をオフさせるよう変化する時点から
最初に現れるパルスのみをそれぞれ取り出し、この取り
出したパルスの幅を各相毎にそれぞれ検出する第1のパ
ルス幅検出手段と、 上記位相パルス発生手段の各相の出力の、上記分配手段
で生成する相切替信号が上記スイッチング手段の各相の
第1のスイッチ素子をオフさせるよう変化する時点から
最初に現れるパルスのみをそれぞれ取り出し、この取り
出したパルスの幅を各相毎にそれぞれ検出する第2のパ
ルス幅検出手段と、 上記直流電源の電流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段の出力の変化量と上記ブラシレスモータ
の固定子巻線の電気的時定数に基づき、上記第1,及び
第2のパルス幅検出手段で検出するパルス幅の補正量を
出力するパルス幅補正手段とを有し、 上記第1のマスクパルス発生手段は、上記第1のパルス
幅検出手段で検出した各相のパルス幅を上記パルス幅補
正手段の出力で補正したものをその幅とするマスクパル
スを各相毎に出力するものであり、 上記第2のマスクパルス発生手段は、上記第2のパルス
幅検出手段で検出した各相のパルス幅を上記パルス幅補
正手段の出力で補正したものをその幅とするマスクパル
スを各相毎に出力するものであること特徴とするブラシ
レスモータの制御装置。
4. The control device for a brushless motor according to claim 1, wherein a phase switching signal generated by said distributing means of each phase output of said phase pulse generating means is a second signal of each phase of said switching means. First pulse width detection means for extracting only the first pulse that appears from the time when the switching element is turned off, and detecting the width of the extracted pulse for each phase; Of the output, the phase change signal generated by the distribution means changes only to turn off the first switch element of each phase of the switching means, and only the pulse which appears first is extracted, and the width of the extracted pulse is determined. Second pulse width detection means for detecting each phase, current detection means for detecting the current of the DC power supply, and output of the current detection means. And a pulse width correction means for outputting a correction amount of the pulse width detected by the first and second pulse width detection means on the basis of the amount of change and the electric time constant of the stator winding of the brushless motor. The first mask pulse generating means outputs a mask pulse having a width obtained by correcting the pulse width of each phase detected by the first pulse width detecting means with the output of the pulse width correcting means to each phase. The second mask pulse generating means corrects the pulse width of each phase detected by the second pulse width detecting means with the output of the pulse width correcting means, A brushless motor control device for outputting a mask pulse for each phase.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載のブ
ラシレスモータの制御装置において、 上記パワードライブ手段は、上記PWM制御のためのパ
ルス信号を三角波発生器により生成するものであり、 上記位置パルス生成手段は、上記三角波発生器の三角波
出力の,上記生成されるPWM制御のためのパルス信号
のパルス幅内に位置する方のピークのタイミングを検出
するPWMタイミングパルス発生手段と、該PWMタイ
ミングパルス発生手段で検出したタイミングで上記位相
パルス発生手段から出力されるパルスの有無を検知し、
出力されるパルスがあった場合には該パルスの論理レベ
ルを次の上記検出したタイミングまで保持する位置パル
ス合成手段とを有するものであることを特徴とするブラ
シレスモータの制御装置。
5. The control device for a brushless motor according to claim 1, wherein said power drive means generates a pulse signal for said PWM control by a triangular wave generator. The pulse generation means includes: a PWM timing pulse generation means for detecting a timing of a peak of a triangular wave output of the triangular wave generator, which is located within a pulse width of the generated pulse signal for PWM control; Detects the presence or absence of a pulse output from the phase pulse generator at the timing detected by the pulse generator,
A control device for a brushless motor, comprising: a position pulse synthesizing means for holding a logical level of a pulse when there is a pulse to be output until the next detected timing.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載のブ
ラシレスモータの制御装置において、 上記直流電源の出力から上記位相パルス発生手段を駆動
する直流電圧を生成する制御電源を有し、 上記位相パルス発生手段の出力をフォトカプラを介して
上記位置パルス生成手段に入力することを特徴とするブ
ラシレスモータの制御装置。
6. The control device for a brushless motor according to claim 1, further comprising: a control power supply for generating a DC voltage for driving said phase pulse generating means from an output of said DC power supply; A control device for a brushless motor, wherein an output of a pulse generator is input to the position pulse generator via a photocoupler.
JP8291949A 1996-11-01 1996-11-01 Control equipment of brushless motor Pending JPH10136683A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8291949A JPH10136683A (en) 1996-11-01 1996-11-01 Control equipment of brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8291949A JPH10136683A (en) 1996-11-01 1996-11-01 Control equipment of brushless motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10136683A true JPH10136683A (en) 1998-05-22

Family

ID=17775553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8291949A Pending JPH10136683A (en) 1996-11-01 1996-11-01 Control equipment of brushless motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10136683A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2369046A (en) * 2000-11-21 2002-05-22 Mark Christopher Schneider A self rocking baby cot
CN1324803C (en) * 2005-09-26 2007-07-04 南京航空航天大学 OR gate motor control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2369046A (en) * 2000-11-21 2002-05-22 Mark Christopher Schneider A self rocking baby cot
CN1324803C (en) * 2005-09-26 2007-07-04 南京航空航天大学 OR gate motor control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jahns et al. Integrated current regulation for a brushless ECM drive
JP3156346B2 (en) Inverter device and instantaneous power failure restart method thereof
Suppharangsan et al. Experimental validation of a new switching technique for DC-link capacitor minimization in switched reluctance machine drives
JP3363170B2 (en) Inverter controlled generator
Azza et al. Implementation of improved sliding mode observer and fault tolerant control for a PMSM drive
EP0994561B1 (en) Method for restarting a synchronous permanent magnet motor still rotating
JP4171612B2 (en) Inverter device, semiconductor integrated circuit device
JPS63190557A (en) Power unit
JPH10136683A (en) Control equipment of brushless motor
JP3598936B2 (en) Inverter generator
JPH09117152A (en) Current controller for voltage type pwm inverter
JP3598939B2 (en) Inverter generator
JPH0822146B2 (en) Voltage source multi-phase PWM inverter controller
JP2002078349A (en) Inverter device
JP2000032794A (en) Power supply circuit
JPH0219718B2 (en)
JP2003079157A (en) Method of detecting output current of inverter
JP3376787B2 (en) Command converter for power converter
JP2001309663A (en) Inverter generating set
JP3028768B2 (en) Brushless DC motor drive control method and device
JP2888170B2 (en) Induction motor control method and device
JP2002119084A (en) Sensorless/brushless dc motor-driving device
JP3305173B2 (en) Control device for brushless motor
JPH0447554B2 (en)
JP2005130612A (en) Auxiliary resonance pwm power converter