JPH10323077A - 直流ブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数を削減し、安価な構成の駆動回路を提
供する。 【解決手段】インバータ部３により直流電源１からの電
流を直流ブラシレスモータ５の各巻線Ｌ１〜Ｌ３に通流
し、インバータ制御手段１１により、インバータ部３を
ＰＷＭ制御し、モータ５の回転子の位置に関連して各巻
線Ｌ１〜Ｌ３への電流の通流方向を切換え、固定子の磁
極を一方向に回転させて回転子の回転力を得ると共に、
電源１とインバータ部３との間に設けた電流検出手段Ｃ
０によりインバータ部３を流れるインバータ電流を検出
し、演算手段１３により、電流検出手段Ｃ０によるイン
バータ電流の値と各巻線のインダクタンス及び抵抗とに
基づく演算を行って、モータ５の巻線に生じる逆起電力
により巻線を流れる電流を導出し、インバータ電流及び
演算手段１３による導出電流が所定トルクを発生すべき
値になるようにインバータ部３を制御してモータ５のト
ルク制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、直流ブラシレス
モータを駆動すると共にトルク制御を行う直流ブラシレ
スモータの駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の直流ブラシレスモータの駆動回路
は、例えば図５に示すように構成されている。

【０００３】図５に示すように、トランジスタ等のスイ
ッチング素子から成るスイッチＳUH及びスイッチＳULの
直列回路、スイッチング素子から成るスイッチＳVH及び
スイッチＳVLの直列回路、スイッチング素子から成るス
イッチＳWH及びスイッチＳWLの直列回路それぞれによ
り、３個のアームＡU 、ＡV 、ＡW が構成されている。

【０００４】また、各アームＡU 〜ＡW は直流電源Ｅに
並列に接続されている。各スイッチＳUH、ＳUL、ＳVH、
ＳVL、ＳWH、ＳWLにはフライホイールダイオードＤUH、
ＤUL、ＤVH、ＤVL、ＤWH、ＤWLが並列に接続されてい
る。これら各スイッチＳUH、ＳUL、ＳVH、ＳVL、ＳWH、
ＳWL及び各ダイオードＤUH、ＤUL、ＤVH、ＤVL、ＤWH、
ＤWLにより、三相ブリッジインバータ部ＩＶが構成され
ている。

【０００５】そして、各アームＡU 〜ＡW における両ス
イッチの接続点ＰU 、ＰV 、ＰW それぞれには、モータ
Ｍの固定子の星形結線された三相巻線ＬU 、ＬV 、ＬW
が接続されている。また、各接続点ＰU 、ＰV 、ＰW の
上側にある各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWHにより上側スイ
ッチ群ＨＳが構成されている。さらに、各接続点ＰU、
ＰV 、ＰW の下側にある各スイッチＳUL、ＳVL、ＳWLに
より下側スイッチ群ＬＳが構成されている。

【０００６】ところで、アームＡU の接続点ＰU とモー
タＭの巻線ＬU との電流路、及びアームＡV の接続点Ｐ
V とモータＭの巻線ＬV との電流路には、それぞれ電流
検出手段Ｃ１、Ｃ２が設けられている。この電流検出手
段Ｃ１、Ｃ２により、巻線ＬU 、ＬV をそれぞれ流れる
モータ電流が検出され、検出されたモータ電流の値に応
じた検出信号がこれら電流検出手段Ｃ１、Ｃ２から出力
されるようになっている。

【０００７】さらに、上側スイッチ群ＨＳの各スイッチ
ＳUH、ＳVH、ＳWH及び下側スイッチ群ＬＳの各スイッチ
ＳUL、ＳVL、ＳWLのオン、オフがインバータ制御手段Ｓ
Ｃからの制御信号によって制御されるようになってい
る。

【０００８】このとき、インバータ制御手段ＳＣによ
り、上側スイッチ群ＨＳの各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWH
のオンのタイミングを１２０゜ずつずらすように１２０
゜位相のずれた制御信号が各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWH
に出力され、同様に下側スイッチ群ＬＳの各スイッチＳ
UL、ＳVL、ＳWLにも１２０゜位相のずれた制御信号が出
力される。さらには、上側スイッチ群ＨＳの各スイッチ
ＳUH、ＳVH、ＳWHのうちオンしているスイッチのアーム
とは異なるアームの下側スイッチ群ＬＳのスイッチがオ
ンするように制御される。

【０００９】また、図５には図示されていないホール素
子などから成る位置センサにより検出されるモータＭの
回転子の位置に関連して、オンすべき上側スイッチ群Ｈ
Ｓのスイッチと下側スイッチ群ＬＳのスイッチとの組み
合わせが切換えられるようになっており、このようにし
てモータＭの各巻線ＬU 〜ＬW への電流の通流方向が切
換えられ、固定子の磁極が一方向に回転して回転子の回
転力が得られる。

【００１０】つぎに、上記した駆動回路の動作につい
て、図６のタイミングチャートを参照して説明する。

【００１１】いま、図６に示すように、インバータ制御
手段ＳＣからの制御信号により上側スイッチ群ＨＳのス
イッチＳUHが時刻ｔａにオンすると、その時刻ｔａには
インバータ制御手段ＳＣからの制御信号によって下側ス
イッチ群ＬＳのスイッチＳVLがオンしているため、電源
ＥからスイッチＳUH、巻線ＬU 、ＬV 、スイッチＳVLの
経路を電流が流れる。

【００１２】その後、時刻ｔａから６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔｂに、インバータ制御手段ＳＣからの制
御信号によってスイッチＳVLがオフすると共に同じ下側
スイッチ群ＬＳのスイッチＳWLがオンすると、電源Ｅか
らスイッチＳUH、巻線ＬU 、ＬW 、スイッチＳWLの経路
を電流が流れる。

【００１３】続いて、時刻ｔｂから６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔｃに、インバータ制御手段ＳＣからの制
御信号によってスイッチＳUHがオフすると共に同じ上側
スイッチ群ＨＳのスイッチＳVHがオンすると、電源Ｅか
らスイッチＳVH、巻線ＬV 、ＬW 、スイッチＳWLの経路
を電流が流れる。

【００１４】そして、時刻ｔｃから６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔｄに、インバータ制御手段ＳＣからの制
御信号によってスイッチＳWLがオフすると共に同じ下側
スイッチ群ＬＳのスイッチＳULがオンすると、電源Ｅか
らスイッチＳVH、巻線ＬV 、ＬU 、スイッチＳULの経路
を電流が流れる。

【００１５】その後、時刻ｔｄから６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔｅに、インバータ制御手段ＳＣからの制
御信号によってスイッチＳVHがオフすると共に同じ上側
スイッチ群ＨＳのスイッチＳWHがオンすると、電源Ｅか
らスイッチＳWH、巻線ＬW 、ＬU 、スイッチＳULの経路
を電流が流れる。

【００１６】さらに、時刻ｔｅから６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔｆに、インバータ制御手段ＳＣからの制
御信号によってスイッチＳULがオフすると共に同じ下側
スイッチ群ＬＳのスイッチＳVLがオンすると、電源Ｅか
らスイッチＳWH、巻線ＬW 、ＬV 、スイッチＳVLの経路
を電流が流れる。

【００１７】そして、時刻ｔｆから６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔｇに、インバータ制御手段ＳＣからの制
御信号によってスイッチＳWHがオフすると共に同じ上側
スイッチ群ＨＳのスイッチＳUHがオンすると、それ以降
は上記した時刻ｔａ以後における動作と同様の動作が行
われ、このような動作によって、モータＭには図６に示
すようなモータ電流ＩM が流れるのである。

【００１８】ところで、一般に直流モータの回転数Ｎと
トルクＴとの関係は図７に示すようになり、また電流Ｉ
とトルクＴとの関係は図８に示すようになるため、モー
タの発生トルクを制御するにはモータに供給される電流
を制御すればよい。

【００１９】そこで、インバータ制御手段ＳＣにより、
上側スイッチ群ＨＳまたは下側スイッチ群ＬＳのいずれ
かをＰＷＭ制御し、電流検出手段Ｃ１、Ｃ２からの検出
信号に基づくモータ電流が所定のトルクを発生すべき値
になるようにモータ電流ＩMを制御してモータＭのトル
ク制御を行うことが考えられる。

【００２０】具体的には、２個の電流検出手段Ｃ１、Ｃ
２によりモータＭの各巻線ＬU 〜ＬW をそれぞれ流れる
モータ電流ＩM が検出されるため、これら両電流検出手
段Ｃ１、Ｃ２により検出されるモータ電流ＩM をインバ
ータ制御手段ＳＣに取り込み、モータ電流ＩM が所定の
トルクを発生する値になるように、インバータ制御手段
ＳＣから例えば上側スイッチ群ＨＳの各スイッチＳUH、
ＳVH、ＳWHにＰＷＭ制御パルスを出力し、図９のタイミ
ングチャートに示すようにこれら各スイッチＳUH、ＳV
H、ＳWHを制御し、このときのＰＷＭ制御パルスのデュ
ーティを適宜可変してモータ電流ＩM を制御するのであ
る。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の構成では、モータＭの各巻線ＬU 〜ＬW をそれぞれ流
れるモータ電流ＩM を検出するのに２個の電流検出手段
Ｃ１、Ｃ２が必要となるため、部品点数の増加を招きコ
スト高の原因となっている。

【００２２】この発明が解決しようとする課題は、部品
点数を削減し、安価な構成の駆動回路を提供できるよう
にすることにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
直流電源からの電流を、直流ブラシレスモータの固定子
に施され星形結線された三相巻線に通流するインバータ
部を備え、インバータ制御手段により前記インバータ部
を制御し、前記モータの回転子の位置に関連して前記各
巻線への電流の通流方向を切換え、前記固定子の磁極を
一方向に回転させて前記モータの回転子の回転力を得る
と共に、前記インバータ部のＰＷＭ制御により前記各巻
線を流れる電流を制御して前記モータのトルク制御を行
う直流ブラシレスモータの駆動回路において、前記電源
と前記インバータ部との間の電流路に設けられて前記イ
ンバータ部を流れるインバータ電流を検出する電流検出
手段と、前記電流検出手段により検出される前記インバ
ータ電流の値と前記各巻線のインダクタンス及び抵抗と
に基づく演算を行い前記巻線に生じる逆起電力によって
前記巻線を流れる電流を導出する演算手段とを備え、前
記インバータ制御手段により、前記インバータ電流及び
前記演算手段による導出電流が所定トルクを発生すべき
値になるように前記インバータ部を制御することを特徴
としている。

【００２４】このような構成によれば、電流検出手段に
より検出されるインバータ電流及び演算手段により演算
される導出電流が所定トルクを発生すべき値になるよう
に、インバータ制御手段によりインバータ部が制御され
て各巻線を流れる電流が制御され、モータのトルク制御
が行われる。

【００２５】ところで、請求項２記載のように、前記イ
ンバータ部が、それぞれ２個のスイッチング素子の直列
回路から成る３個のアームによる三相ブリッジ構成であ
り、前記各スイッチング素子にはそれぞれフライホイー
ルダイオードが並列接続され、前記各アームの前記両ス
イッチング素子の接続点それぞれに前記各巻線が接続さ
れて成り、前記インバータ制御手段により、前記インバ
ータ部の前記接続点の一方側にある一方側スイッチング
素子群と他方側にある他方側スイッチング素子群とを制
御して前記巻線に電流を通流し、いずれかのアームの前
記一方側スイッチング素子群の前記スイッチング素子の
オンと、このアームとは異なるアームの前記他方側スイ
ッチング素子群の前記スイッチング素子のオンとの組み
合わせを、前記回転子の位置に関連して切換えて前記各
巻線への電流の通流方向を切換えると共に、前記一方側
または他方側スイッチング素子群のいずれかをＰＷＭ制
御して前記トルク制御を行うようにするとよい。

【００２６】この場合、ＰＷＭ制御されるスイッチング
素子群のスイッチング素子がオン状態のときには、モー
タの巻線に流れる電流と等しいインバータ電流が電流検
出手段にも流れてこのインバータ電流が検出される一
方、ＰＷＭ制御されるスイッチング素子群のスイッチン
グ素子がオン状態からオフ状態に移行したときには、オ
ン状態時に電流が流れていたモータの巻線に逆起電力が
生じ、この逆起電力による電流が演算手段によって導出
されるのである。

【００２７】また、請求項３記載のように、請求項２記
載の発明において、前記一方側スイッチング素子群及び
他方側スイッチング素子群のうち前記インバータ制御手
段によりＰＷＭ制御される前記スイッチング素子群の前
記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に移行する
直前に前記電流検出手段により検出される前記インバー
タ電流の値を用い、前記演算手段により、前記ＰＷＭ制
御されるスイッチング素子がオフ状態に移行したときに
前記巻線に生じる逆起電力によって前記巻線を流れる電
流の演算を行うようにすると、ＰＷＭ制御されるスイッ
チング素子のオフ状態への移行によって電流検出手段に
より電流検出できない間、モータの巻線に生じる逆起電
力による電流を演算で導出することができるのである。

【００２８】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図
１ないし図４を参照して説明する。但し、図１は全体の
構成を示す結線図、図２は動作説明用のタイミングチャ
ート、図３は動作説明用の図１の一部の結線図、図４は
動作説明用のタイミングチャートである。

【００２９】図１に示すように、トランジスタ、サイリ
スタ等のスイッチング素子から成るスイッチＳ１及びス
イッチＳ２の直列回路により第１アームＡ１が構成され
ている。これと同様に、スイッチング素子から成るスイ
ッチＳ３及びスイッチＳ４の直列回路により第２アーム
Ａ２が構成され、スイッチング素子から成るスイッチＳ
５及びスイッチＳ６の直列回路により第３アームＡ３が
構成されている。そして、各アームＡ１〜Ａ３は直流電
源１に並列に接続されている。

【００３０】また、各スイッチＳ１〜Ｓ６にはそれぞれ
フライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６が並列に接続され
ている。これら各スイッチＳ１〜Ｓ６及び各ダイオード
Ｄ１〜Ｄ６により、三相ブリッジインバータ部３が構成
されている。

【００３１】そして、各アームＡ１〜Ａ３における両ス
イッチの接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３それぞれには、直流ブ
ラシレスモータ５の固定子の星形結線された三相巻線Ｌ
１、Ｌ２、Ｌ３が接続されている。また、各接続点Ｐ１
〜Ｐ３の上側にある各スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５により
一方側スイッチング素子群としての上側スイッチ群７が
構成されている。さらに、各接続点Ｐ１〜Ｐ３の下側に
ある各スイッチＳ２、Ｓ４、Ｓ６により他方側スイッチ
ング素子群としての下側スイッチ群９が構成されてい
る。

【００３２】さらに、上側スイッチ群７の各スイッチＳ
１、Ｓ３、Ｓ５及び下側スイッチ群９の各スイッチＳ
２、Ｓ４、Ｓ６のオン、オフがインバータ制御手段１１
からの制御信号によって制御されるようになっている。

【００３３】このとき、インバータ制御手段１１によ
り、上側スイッチ群７の各スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５の
オンのタイミングを１２０゜ずつずらすように１２０゜
位相のずれた制御信号が各スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５に
出力される。これと同様に、下側スイッチ群９の各スイ
ッチＳ２、Ｓ４、Ｓ６にも１２０゜位相のずれた制御信
号が出力される。さらには、インバータ制御手段１１に
より、上側スイッチ群７の各スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５
のうちオンしているスイッチのアームとは異なるアーム
の下側スイッチ群９のスイッチがオンするように制御さ
れる。

【００３４】また、図１には図示されていないホール素
子等から成る位置センサによりモータ５の回転子の位置
が検出されるようになっている。そして、この位置セン
サにより検出されるモータ５の回転子の位置に関連し
て、インバータ制御手段１１によってオンすべき上側ス
イッチ群７のスイッチと下側スイッチ群９のスイッチと
の組み合わせが切換えられる。このようにしてモータ５
の各巻線Ｌ１〜Ｌ３への電流の通流方向が切換えられ、
固定子の磁極が一方向に回転して回転子の回転力が得ら
れるのである。

【００３５】さらに、インバータ制御手段１１から上側
スイッチ群７に出力される制御信号によって、上側スイ
ッチ群７がＰＷＭ制御されるようになっている。これに
より、モータ５に供給される電流が所定のトルクを発生
すべき値になるように制御されてモータ５のトルク制御
が行われる。

【００３６】また、直流電源１とインバータ部３との間
の電流路には、インバータ部３を流れるインバータ電流
を検出する１個の電流検出手段Ｃ０が設けられている。
そして、この電流検出手段Ｃ０から検出されたインバー
タ電流の値に応じた検出信号が演算手段１３に出力され
るようになっている。

【００３７】ところで、インバータ部３の制御動作につ
いて説明する。図２に示すように、インバータ制御手段
１１からの制御信号により上側スイッチ群７のスイッチ
Ｓ１が時刻ｔ１にオン、オフの繰り返しを始めると、そ
の時刻ｔ１にはインバータ制御手段１１からの制御信号
によって下側スイッチ群８のスイッチＳ２がオンしてい
るため、スイッチＳ１がオン状態の間、直流電源１から
スイッチＳ１、巻線Ｌ１、Ｌ２、スイッチＳ４の経路を
電流が流れる。

【００３８】一方、スイッチＳ１がオフ状態の間には、
モータ５の巻線Ｌ１、Ｌ２のインダクタンスによってこ
れら巻線Ｌ１、Ｌ２に逆起電力が生じ、この逆起電力に
より、スイッチＳ４、ダイオードＤ２を経て巻線Ｌ１、
Ｌ２に継続して電流が流れる。

【００３９】その後、時刻ｔ１から６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔ２に、インバータ制御手段１１からの制
御信号によってスイッチＳ４がオフすると共に同じ下側
スイッチ群９のスイッチＳ６がオンすると、スイッチＳ
１がオン状態の間、電源１からスイッチＳ１、巻線Ｌ
１、Ｌ３、スイッチＳ６の経路を電流が流れる。そし
て、スイッチＳ１がオフ状態の間には、モータ５の巻線
Ｌ１、Ｌ３に逆起電力が生じ、この逆起電力により、ス
イッチＳ６、ダイオードＤ２を経て巻線Ｌ１、Ｌ３に継
続して電流が流れる。

【００４０】続いて、時刻ｔ２から６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔ３に、インバータ制御手段１１からの制
御信号によってスイッチＳ１がオフすると共に同じ上側
スイッチ群７のスイッチＳ３がオン、オフの繰り返しを
始めると、スイッチＳ３がオン状態の間、電源１からス
イッチＳ３、巻線Ｌ２、Ｌ３、スイッチＳ６の経路を電
流が流れる。また、スイッチＳ３がオフ状態の間には、
モータ５の巻線Ｌ２、Ｌ３に逆起電力が生じ、この逆起
電力により、スイッチＳ６、ダイオードＤ４を経て巻線
Ｌ２、Ｌ３に継続して電流が流れる。

【００４１】そして、時刻ｔ３から６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔ４に、インバータ制御手段１１からの制
御信号によってスイッチＳ６がオフすると共に同じ下側
スイッチ群９のスイッチＳ２がオンすると、スイッチＳ
３がオン状態の間、電源１からスイッチＳ３、巻線Ｌ
２、Ｌ１、スイッチＳ２の経路を電流が流れる。一方、
スイッチＳ３がオフ状態の間には、モータ５の巻線Ｌ
２、Ｌ１に逆起電力が生じ、この逆起電力により、スイ
ッチＳ２、ダイオードＤ４を経て巻線Ｌ２、Ｌ１に継続
して電流が流れる。

【００４２】その後、時刻ｔ４から６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔ５に、インバータ制御手段１１からの制
御信号によってスイッチＳ３がオフすると共に同じ上側
スイッチ群７のスイッチＳ５がオン、オフの繰り返しを
始めると、スイッチＳ５がオン状態の間、電源１からス
イッチＳ５、巻線Ｌ３、Ｌ１、スイッチＳ２の経路を電
流が流れる。また、スイッチＳ５がオフ状態の間には、
モータ５の巻線Ｌ３、Ｌ１に逆起電力が生じ、この逆起
電力により、スイッチＳ２、ダイオードＤ６を経て巻線
Ｌ３、Ｌ１に継続して電流が流れる。

【００４３】さらに、時刻ｔ５から６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔ６に、インバータ制御手段１１からの制
御信号によってスイッチＳ２がオフすると共に同じ下側
スイッチ群９のスイッチＳ４がオンすると、スイッチＳ
５がオン状態の間、電源１からスイッチＳ５、巻線Ｌ
３、Ｌ２、スイッチＳ４の経路を電流が流れる。一方、
スイッチＳ５がオフ状態の間には、モータ５の巻線Ｌ
３、Ｌ２に逆起電力が生じ、この逆起電力により、スイ
ッチＳ４、ダイオードＤ６を経て巻線Ｌ３、Ｌ２に継続
して電流が流れる。

【００４４】そして、時刻ｔ６から６０゜の位相遅れに
相当する時刻ｔ７に、インバータ制御手段１１からの制
御信号によってスイッチＳ５がオフすると共に同じ上側
スイッチ群７のスイッチＳ１がオン、オフの繰り返しを
始めると、それ以降は上記した時刻ｔ１以後における動
作と同様の動作が行われる。

【００４５】ところで、上記したようにＰＷＭ制御時に
おける上側スイッチ群７の各スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５
がオン状態のときには、例えばスイッチＳ１がオン状態
のときには、図３中の実線矢印のようにスイッチＳ１、
巻線Ｌ１、Ｌ２、スイッチＳ４の経路を電源１からの電
流が流れる。このときの電流は電流検出手段Ｃ０にも流
れるため、図４に示すように、電流検出手段Ｃ０により
検出される電流はインバータ部３に供給されるインバー
タ電流Ｉi であり、モータ５の巻線に流れるモータ電流
ＩM と一致している。

【００４６】一方、ＰＷＭ制御時における上側スイッチ
群７の各スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５がオフ状態のときに
は、例えばスイッチＳ１がオンからオフ状態に移行する
ことによって、上記したようにモータ５の巻線Ｌ１、Ｌ
２に逆起電力が生じ、この逆起電力による電流が図３中
の破線矢印のように巻線Ｌ１、Ｌ２、スイッチＳ４、ダ
イオードＤ２の経路を流れる。このときの電流は電流検
出手段Ｃ０に流れないため、電流検出手段Ｃ０による電
流検出は行われない。

【００４７】そこで、電流検出手段Ｃ０による電流検出
が行われない間、演算手段１３の演算により、モータ５
の巻線に生じる逆起電力によってモータ５の巻線を流れ
る電流を導出するのである。即ち、ＰＷＭ制御時にオ
ン、オフを繰り返す上側スイッチ群７のスイッチがオン
状態からオフ状態に移行する直前に電流検出手段Ｃ０に
より検出されるインバータ電流の値をＩi0、各巻線Ｌ１
〜Ｌ３のインダクタンスをＬ、抵抗をＲ、このときのオ
ン、オフを繰り返す上側スイッチ群７のスイッチのオフ
時間をｔとして、演算手段１３は、Ｉi0・ｅｘｐ（−ｔ
・Ｌ／Ｒ） の演算を行う。

【００４８】このように演算手段１３の演算によって、
図４に示すように、電流検出手段Ｃ０による電流検出が
行われない間にモータ５の巻線を流れる電流ＩC が導出
される。さらに、図４に示すように、電流検出手段Ｃ０
により検出されるインバータ電流Ｉi と演算手段１３に
より導出される導出電流ＩC とを合成したモータ電流Ｉ
M がインバータ制御手段１１に入力される。

【００４９】そして、インバータ制御手段１１により、
インバータ電流Ｉi 及び演算手段１３による導出電流Ｉ
C が所定トルクを発生すべき値になるように、インバー
タ部３の上側スイッチ群７へのＰＷＭ制御信号のデュー
ティが制御され、電流制御によるモータ５のトルク制御
が行われるのである。

【００５０】このように上記実施形態によれば、以下の
ような効果が得られる。

【００５１】即ち、ＰＷＭ制御時における上側スイッチ
群７の各スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５がオン状態からオフ
状態に移行したときに、オン状態時に電流が流れていた
モータ５の巻線に逆起電力が生じ、この逆起電力による
電流が継続してその巻線に流れ、このときの電流の値を
演算手段１３によって演算することができる。

【００５２】そして、ＰＷＭ制御時における上側スイッ
チ群７の各スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５のオン状態のとき
には、電流検出手段Ｃ０によってモータ５の巻線に流れ
る電流と等しいインバータ電流Ｉi を検出し、オフ状態
のときには演算手段１３によりモータ５の巻線に流れる
電流ＩC を演算によって導出し、これら電流検出手段Ｃ
０によるインバータ電流Ｉi 及び演算手段１３による導
出電流ＩC が所定トルクを発生すべき値になるように制
御することにより、モータ５のトルク制御を行うことが
できる。

【００５３】このとき、電流制御によりモータのトルク
制御を行うのに従来２個の電流検出手段を必要としてい
たものが、上記実施形態では１個の電流検出手段Ｃ０で
よく、従来に比べて部品点数を削減でき、コストの低減
を図ることが可能になる。

【００５４】なお、上記した実施形態では、上側スイッ
チ群７をＰＷＭ制御する場合について説明しているが、
下側スイッチ群９をＰＷＭ制御してもよいのは勿論であ
り、この場合も上記実施形態と同等の効果を得ることが
できる。

【００５５】また、上記した実施形態では、インバータ
部３を構成するスイッチング素子をスイッチＳ１〜Ｓ６
として説明しているが、これらはＰＮＰ、ＮＰＮトラン
ジスタやＰチャネル、Ｎチャネル電界効果トランジス
タ、サイリスタ等であってもよいのはいうまでもない。

【００５６】さらに、モータ５の回転子の位置を検出す
る位置センサは、上記したホール素子に限るものではな
い。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、演算
手段により、モータの巻線に生じる逆起電力によって巻
線を流れる電流を導出するようにしたため、電流制御に
よりモータのトルク制御を行うのに、従来２個要してい
た電流検出手段が１個で済み、部品点数を削減してコス
トの低減を図ることが可能になり、安価な構成の直流ブ
ラシレスモータの駆動回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の結線図である。

【図２】同上の動作説明用のタイミングチャートであ
る。

【図３】同上の動作説明用の一部の結線図である。

【図４】同上の動作説明用のタイミングチャートであ
る。

【図５】従来例の結線図である。

【図６】同上の動作説明用のタイミングチャートであ
る。

【図７】同上の動作説明図である。

【図８】同上の動作説明図である。

【図９】同上の動作説明用のタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 直流電源 ３ 三相ブリッジインバータ部 ５ 直流ブラシレスモータ ７、９ 上側、下側スイッチ群（一方側、他方側スイッ
チング素子群） １１ インバータ制御手段 １３ 演算手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源からの電流を、直流ブラシレス
   モータの固定子に施され星形結線された三相巻線に通流
   するインバータ部を備え、インバータ制御手段により前
   記インバータ部を制御し、前記モータの回転子の位置に
   関連して前記各巻線への電流の通流方向を切換え、前記
   固定子の磁極を一方向に回転させて前記モータの回転子
   の回転力を得ると共に、前記インバータ部のＰＷＭ制御
   により前記各巻線を流れる電流を制御して前記モータの
   トルク制御を行う直流ブラシレスモータの駆動回路にお
   いて、 前記電源と前記インバータ部との間の電流路に設けられ
   て前記インバータ部を流れるインバータ電流を検出する
   電流検出手段と、前記電流検出手段により検出される前
   記インバータ電流の値と前記各巻線のインダクタンス及
   び抵抗とに基づく演算を行い前記巻線に生じる逆起電力
   によって前記巻線を流れる電流を導出する演算手段とを
   備え、 前記インバータ制御手段により、前記インバータ電流及
   び前記演算手段による導出電流が所定トルクを発生すべ
   き値になるように前記インバータ部を制御することを特
   徴とする直流ブラシレスモータの駆動回路。
2. 【請求項２】 前記インバータ部が、 それぞれ２個のスイッチング素子の直列回路から成る３
   個のアームによる三相ブリッジ構成であり、前記各スイ
   ッチング素子にはそれぞれフライホイールダイオードが
   並列接続され、前記各アームの前記両スイッチング素子
   の接続点それぞれに前記各巻線が接続されて成り、 前記インバータ制御手段により、前記インバータ部の前
   記接続点の一方側にある一方側スイッチング素子群と他
   方側にある他方側スイッチング素子群とを制御して前記
   巻線に電流を通流し、いずれかのアームの前記一方側ス
   イッチング素子群の前記スイッチング素子のオンと、こ
   のアームとは異なるアームの前記他方側スイッチング素
   子群の前記スイッチング素子のオンとの組み合わせを、
   前記回転子の位置に関連して切換えて前記各巻線への電
   流の通流方向を切換えると共に、前記一方側または他方
   側スイッチング素子群のいずれかをＰＷＭ制御して前記
   トルク制御を行うことを特徴とする請求項１記載の直流
   ブラシレスモータの駆動回路。
3. 【請求項３】 前記一方側スイッチング素子群及び他方
   側スイッチング素子群のうち前記インバータ制御手段に
   よりＰＷＭ制御される前記スイッチング素子群の前記ス
   イッチング素子がオン状態からオフ状態に移行する直前
   に前記電流検出手段により検出される前記インバータ電
   流の値を用い、前記演算手段により、前記ＰＷＭ制御さ
   れるスイッチング素子がオフ状態に移行したときに前記
   巻線に生じる逆起電力によって前記巻線を流れる電流の
   演算を行うことを特徴とする請求項２記載の直流ブラシ
   レスモータの駆動回路。