JPH11235078A - Operating method for dc sensorless motor - Google Patents

Operating method for dc sensorless motor

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JPH11235078A
JPH11235078A JP10071155A JP7115598A JPH11235078A JP H11235078 A JPH11235078 A JP H11235078A JP 10071155 A JP10071155 A JP 10071155A JP 7115598 A JP7115598 A JP 7115598A JP H11235078 A JPH11235078 A JP H11235078A
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JP
Japan
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motors
mode
motor
sensorless
same
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JP10071155A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshikazu Sato
俊和 佐藤
Toshio Wakao
登士男 若生
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Izumi Giken KK
Original Assignee
Izumi Giken KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable simultaneous control of a plurality of motors by the use of a single inverter circuit by switching output modes in order, on the basis of the change of the resultant voltage of induced voltages produced in stator windings not in continuity by the rotation of the rotors of a plurality of DC sensorless motors. SOLUTION: Two DC sensorless motors 1a, 1b have the same specifications, and are connected to terminals 3u, 3v, 3w in parallel. And if the load of the motor 1a is lighter than that of the motor 1b, the time in which mode 2 is maintained becomes shorter for the motor 1a than for the motor 1b when the same voltage is applied to the stator windings, and their rotational speeds become to differ. Accordingly, induced voltages generated in stator windings to be in noncontinuity are compounded and it appears on a connecting terminal in noncontinuity, since the motors 1a, 1b have been connected to the same connecting terminals, though the induced voltages differ. And a signal generating part 8 switches a conduction node from mode 2 to mode 3 on the basis of this compounded induced voltage. Consequently, it becomes possible to control the motors to the same rotational speed by the use of a single controller.

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】この発明は、それぞれの非通
電の固定子巻線に生じる誘起電圧の変化に基づいて、複
数の直流センサレスモータの運転を同時に制御する運転
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation method for simultaneously controlling the operation of a plurality of DC sensorless motors based on a change in an induced voltage generated in each non-energized stator winding.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数のモータを同時に制御する運転方法
としては、特開平4−465589号公報に記載された
ようなものがある。これは、図7に示すように構成さ
れ、空気調和機用の圧縮機及び送風機に用いる誘導電動
機101、102を単一のマイクロコンピュータ110
で制御するもので、交流電源から電源回路を介して得た
所定の直流電圧を、第1インバータ回路111及び第2
インバータ回路112の入力電圧とし、マイクロコンピ
ュータ110からの信号が第1ドライブ回路121及び
第2ドライブ回路122を介してそれぞれのインバータ
回路111、112に与えられ、第1誘導電動機101
及び第2誘導電動機102に供給する交流電力の電圧、
周波数を制御するものである。
2. Description of the Related Art As an operation method for simultaneously controlling a plurality of motors, there is an operation method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-465589. This is configured as shown in FIG. 7, in which induction motors 101 and 102 used for a compressor and a blower for an air conditioner are connected to a single microcomputer 110.
A predetermined DC voltage obtained from an AC power supply via a power supply circuit is supplied to the first inverter circuit 111 and the second
A signal from the microcomputer 110 is supplied to each of the inverter circuits 111 and 112 via the first drive circuit 121 and the second drive circuit 122 as an input voltage of the inverter circuit 112.
And the voltage of the AC power supplied to the second induction motor 102,
It controls the frequency.

【0003】また、単一のインバータ回路で複数のモー
タを制御する運転方法としては、特開平9−13559
4号公報に記載されたものがある。これは、図8に示す
ように構成され、インバータ回路210に複数の交流電
動機a〜fをそれぞれ電磁接触器211a〜211fを
介して接続し、モータセレクトキー212a〜212f
で選択したいずれか一つの電磁接触器211a〜211
fを閉じ、インバータ回路210で生成されたPWMに
基づく3相交流を、選択された交流電動機a〜fへ供給
して運転するものである。
An operation method for controlling a plurality of motors with a single inverter circuit is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-13559.
No. 4 discloses this. This is configured as shown in FIG. 8, in which a plurality of AC motors a to f are connected to an inverter circuit 210 via electromagnetic contactors 211a to 211f, respectively, and motor select keys 212a to 212f are connected.
Any one of the electromagnetic contactors 211a to 211 selected in
f is closed, and the three-phase AC based on the PWM generated by the inverter circuit 210 is supplied to the selected AC motors a to f to operate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前者に記載された技術
は、同時に2台のモータの運転を制御するが、マイクロ
コンピュータ110は共有化されているものの、インバ
ータ回路111、112及びドライブ回路121、12
2をそれぞれのモータごとに独立して設ける必要があ
り、回路の小型化や回路デザインの簡素化が図れないも
のである。また、マイクロコンピュータ110は、実質
的にモータ2台分の制御信号を処理しなければならない
ので、十分な処理能力を備えないマイクロコンピュータ
ではアルゴリズムの設計が極めて難しいものであった。
The former technique controls the operation of two motors at the same time, but the microcomputer 110 is shared, but the inverter circuits 111 and 112 and the drive circuits 121 and 12
2 must be provided independently for each motor, which makes it impossible to reduce the size of the circuit and simplify the circuit design. In addition, since the microcomputer 110 must substantially process control signals for two motors, it is extremely difficult to design an algorithm with a microcomputer that does not have sufficient processing capability.

【0005】後者に記載された技術は、複数のモータの
中から1台を選択して運転するもので、複数のモータを
同時に運転することができないものである。
In the latter technique, one motor is selected from a plurality of motors to operate, and a plurality of motors cannot be operated at the same time.

【0006】なお、これらの両技術を組み合わせた場
合、単一のインバータ回路に複数の誘導電動機を接続す
るものが考えられるが、誘導電動機は、それぞれの負荷
の大きさによって異なるスリップ量で回転するので、イ
ンバータ回路から出力される交流電力の周波数ですべて
の誘導電動機の回転数を同じにすることはできない。
[0006] When these two technologies are combined, it is conceivable to connect a plurality of induction motors to a single inverter circuit. However, the induction motor rotates with a different slip amount depending on the magnitude of each load. Therefore, the rotation speeds of all the induction motors cannot be the same at the frequency of the AC power output from the inverter circuit.

【0007】本願発明は、こうした課題を解決すること
を目的とするもので、直流センサレスモータを用いるこ
とにより、単一のインバータ回路で複数のモータの同時
制御を可能とする運転方法を提供するものである。
An object of the present invention is to solve such a problem, and provides an operation method that enables simultaneous control of a plurality of motors by a single inverter circuit by using a DC sensorless motor. It is.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明はかかる課題を
解決するため、予め設定された出力モードに従って直流
電力が出力される複数の接続端子に接続した直流センサ
レスモータの固定子巻線から生じる磁界で、永久磁石を
有する回転子の回転を維持するように構成した直流セン
サレスモータの運転方法において、上記複数の接続端子
にほぼ同特性を有する複数の直流センサレスモータを並
列に接続するとともに、これら複数の直流センサレスモ
ータの回転子の回転で、それぞれの直流センサレスモー
タの非通電となっている固定子巻線に生じる誘起電圧の
合成電圧の変化に基づいて、上記出力モードを順次切り
替えることを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a magnetic field generated from a stator winding of a DC sensorless motor connected to a plurality of connection terminals for outputting DC power in accordance with a preset output mode. In the method of operating a DC sensorless motor configured to maintain the rotation of a rotor having a permanent magnet, a plurality of DC sensorless motors having substantially the same characteristics are connected in parallel to the plurality of connection terminals, and the plurality of connection terminals are connected in parallel. The output mode is sequentially switched based on a change in a composite voltage of an induced voltage generated in a non-energized stator winding of each DC sensorless motor by rotation of a rotor of the DC sensorless motor. Is what you do.

【0009】請求項2記載の発明は、並列に接続する直
流センサレスモータを2台又は3台とすることにより、
回転数の変動に対する追従性を最適にすることができる
ものである。請求項3記載の発明は、直流センサレスモ
ータを設計上同一規格のものを用いることにより、特性
の違いによる異常回転を防止するものである。請求項4
記載の発明は、起動時に、直流センサレスモータの回転
数が同じになるまで固定子巻線に供給される直流電力を
制限することにより、起動時の不良を抑制するものであ
る。以下に、この発明の構成を図面を用いて詳細に説明
する。
According to a second aspect of the present invention, two or three DC sensorless motors are connected in parallel,
This makes it possible to optimize the follow-up performance with respect to the fluctuation of the rotation speed. According to a third aspect of the present invention, abnormal rotation due to a difference in characteristics is prevented by using a DC sensorless motor having the same standard in design. Claim 4
The described invention suppresses a failure at the time of starting by limiting the DC power supplied to the stator winding until the rotation speed of the DC sensorless motor becomes the same at the time of starting. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の具体的な実施
の形態を示す電気回路図であり、スター状に結線された
3相の固定子巻線U、V、Wと4極に着磁された永久磁
石を有する回転子とからなる2台の直流センサレスモー
タ1a、1bの運転制御に適用したものである。なお、
回転子の極数は2の倍数で任意に選択可能であり、固定
子巻線U、V、Wを巻く歯の数も3の倍数で任意に選択
可能であり、特別な技術を要するものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a specific embodiment of the present invention, in which three-phase stator windings U, V, W and four poles are connected in a star shape. This is applied to the operation control of two DC sensorless motors 1a and 1b each including a rotor having a magnetized permanent magnet. In addition,
The number of poles of the rotor can be arbitrarily selected in multiples of two, and the number of teeth winding the stator windings U, V, W can be arbitrarily selected in multiples of three. Absent.

【0011】これら2台の直流センサレスモータ1a、
1bは、設計上同一規格であり、接続端子3u、3v、
3wに並列に接続されている。この接続端子3u、3
v、3wには、後述するように、予め組み合わせを設定
された出力モードに従って直流電力が出力されるもの
で、特性がほぼ同じモータであれば、2台に限らず3台
以上を並列に接続することが可能である。ここで、同じ
特性の範囲とは、少なくともほぼ同形状同特性の固定子
及び回転子、ほぼ同じ固定子巻線のインピーダンス特
性、ほぼ同じ出力であることが必要で、設計上同一規格
のものが好ましい。
The two DC sensorless motors 1a,
1b is the same standard in design, and the connection terminals 3u, 3v,
3w is connected in parallel. These connection terminals 3u, 3
As described later, DC power is output to v and 3w according to an output mode in which a combination is set in advance. If the motors have substantially the same characteristics, not only two motors but also three or more motors are connected in parallel. It is possible to Here, the ranges of the same characteristics are required to be at least stators and rotors having substantially the same shape and the same characteristics, impedance characteristics of substantially the same stator windings, and substantially the same output. preferable.

【0012】5は、6個のパワースイッチング素子(M
OS型FET)を3相ブリッジ状に結線したインバータ
回路であり、ハイサイド側にPチャンネルのFETw
h、vh、uhを配置し、ロウサイド側にNチャンネル
のFETwl、vl、ulを配置し、それぞれのFET
には、ドレイン−ソース間にフライホイールダイオード
が設けられている。ハイサイド側FETのソースは、+
36Vの直流電力の高電位端に接続され、ロウサイド側
FETのソースは、抵抗6を介して接地電位に接続され
ている。このような構成の等価回路を持つインバータ用
半導体としては、東芝製のMP6403を用いることが
できる。なお、パワースイッチング素子はFETに限る
ものではなく、バイポーラ型のパワートランジスタを用
いることも可能で、例えば、6個のパワートランジスタ
(Pチャンネル3個、Nチャンネル3個)を3相ブリッ
ジ状に結線した等価回路を持つ、東芝製のインバータ用
半導体MP6301等を用いてもよい。
Reference numeral 5 denotes six power switching elements (M
OS-type FET) connected in a three-phase bridge, and a P-channel FET
h, vh, and uh, and N-channel FETs wl, vl, and ul on the low side.
, A flywheel diode is provided between the drain and the source. The source of the high side FET is +
The low-side FET is connected to the high potential terminal of the DC power of 36 V, and the source of the low-side FET is connected to the ground potential via the resistor 6. As an inverter semiconductor having an equivalent circuit having such a configuration, Toshiba MP6403 can be used. The power switching element is not limited to an FET, but a bipolar power transistor can be used. For example, six power transistors (three P-channels and three N-channels) are connected in a three-phase bridge. An inverter semiconductor MP6301 manufactured by Toshiba or the like having such an equivalent circuit may be used.

【0013】8は、図2に示したモード1からモード6
の出力モードででON/OFF信号を生成する信号生成
部で、6個のパワースイッチング素子のON/OFF状
態の組み合わせを予めモード1からモード6に設定し、
回転子が電気角60度回転するごとに、この出力モード
を順次切り替えてモード1〜6のサイクルを繰り返すも
のである。ここで、ロウサイド側FETのチョッピング
周期TのONデューティ(Ton)を変えて接続端子3
u、3v、3wから出力される直流電力を制御し、回転
子の回転数を制御することができる。
8 is a mode from mode 1 to mode 6 shown in FIG.
A signal generation unit that generates an ON / OFF signal in the output mode, sets a combination of ON / OFF states of the six power switching elements from mode 1 to mode 6 in advance,
Each time the rotor rotates 60 electrical degrees, the output mode is sequentially switched and the cycle of modes 1 to 6 is repeated. Here, the ON duty (Ton) of the chopping cycle T of the low-side FET is changed to change the connection terminal 3.
The DC power output from u, 3v, and 3w can be controlled to control the rotation speed of the rotor.

【0014】図2を参照して説明すると、モード1で
は、接続端子3uから電流が出力されて固定子巻線U、
Vを流れて接続端子3vに戻り、モード2では、接続端
子3uから固定子巻線U、Wを流れて接続端子3wに戻
り、モード3では、接続端子3vから固定子巻線V、W
を流れて接続端子3wに戻り、モード4では、接続端子
3vから固定子巻線V、Uを流れて接続端子3uに戻
り、モード5では、接続端子3wから固定子巻線W、U
を流れて接続端子3uに戻り、モード6では、接続端子
3wから固定子巻線W、Vを流れて接続端子3vに戻
る。また、図5に示す各接続端子3u、3v、3wの誘
起電圧の発生を示す説明図を参照すると、モード1で
は、永久磁石を有する回転子の回転で固定子巻線Wに生
じた誘起電圧が接続端子3wに表れ、モード2で接続端
子3v、モード3で接続端子3u、モード4で接続端子
3w、モード5で接続端子3v、モード6で接続端子3
uに誘起電圧が表れる。この誘起電圧に基づいて出力モ
ードを順次切り替える信号生成部8としては、例えばM
icro Linear社製の半導体(BLDC PW
MMotor Controller)ML4433
(又はML4425)等を用いることができる。
Referring to FIG. 2, in mode 1, a current is output from the connection terminal 3u and the stator windings U,
V and returns to the connection terminal 3v. In mode 2, the stator windings U and W flow from the connection terminal 3u to the connection terminal 3w. In mode 3, the stator windings V and W flow from the connection terminal 3v.
And in mode 4, the stator windings V and U flow from the connection terminal 3v to the connection terminal 3u in mode 4, and in mode 5, the stator windings W and U flow from the connection terminal 3w.
And returns to the connection terminal 3u. In mode 6, the stator windings W and V flow from the connection terminal 3w and return to the connection terminal 3v. Also, referring to the explanatory diagram showing the generation of the induced voltage at each of the connection terminals 3u, 3v, and 3w shown in FIG. Appear in the connection terminal 3w, the connection terminal 3v in mode 2, the connection terminal 3u in mode 3, the connection terminal 3w in mode 4, the connection terminal 3v in mode 5, and the connection terminal 3 in mode 6.
The induced voltage appears at u. The signal generator 8 that sequentially switches the output mode based on the induced voltage includes, for example, M
Micro Linear Semiconductor (BLDC PW
MMotor Controller) ML4433
(Or ML4425) can be used.

【0015】この信号生成部8の内部構成は、図3のブ
ロック図に示すように構成され、14〜16番ピンに与
えられる固定子巻線U、V、Wに生じる誘起電圧の変化
を検出し、その変化に対応する信号を出力する「BAC
K EMF SAMPLER」部と、この信号と5番ピ
ンに与えられるスピード(回転数)信号とに基づき、か
つPWM(パルス幅変調)でONデューティ(Ton)
を変えたチョッピング信号を出力する「PWM SPE
ED CONTROL」部と、「BACK EMF S
AMPLER」部からの信号に応じて出力モードを順次
切り替え、かつチョッピング信号でロウサイド側のON
/OFF信号を補正してインバータを構成する6個のパ
ワースイッチング素子のON/OFFを決め、その信号
を「HIGH SIDE GATE DRIVE」と
「LOW SIDE GATE DRIVE」に出力す
る「COMMUTATION & CONTROL L
OGIC」等を備え、「HIGH SIDE GATE
DRIVE」と「LOWSIDE GATE DRI
VE」から7〜9番ピン及び11〜13番ピンを介して
ON/OFF信号(HIGH/LOWの電位又はLOW
/HIGHの電位)を出力するものである。
The internal configuration of the signal generator 8 is configured as shown in the block diagram of FIG. 3, and detects a change in the induced voltage generated in the stator windings U, V, and W applied to the 14th to 16th pins. And outputs a signal corresponding to the change.
ON duty (Ton) based on this signal and the speed (rotational speed) signal given to the fifth pin, and based on PWM (pulse width modulation).
"PWM SPE" that outputs a chopping signal with different
ED CONTROL ”section and“ BACK EMF S
The output mode is sequentially switched in accordance with the signal from the “AMPLER” section, and the low side is turned ON by the chopping signal.
"COMMUTION & CONTROL L" which corrects the / OFF signal to determine ON / OFF of the six power switching elements constituting the inverter, and outputs the signal to "HIGH SIDE GATE DRIVE" and "LOW SIDE GATE DRIVE".
OGIC ”etc. and“ HIGH SIDE GATE ”
DRIVE "and" LOWSIDE GATE DRI "
VE ”via the 7th to 9th pins and the 11th to 13th pins, an ON / OFF signal (HIGH / LOW potential or LOW)
/ HIGH potential).

【0016】9は、信号生成部8の1番ピンへ印加され
る電圧の検出回路で、抵抗とコンデンサで構成され、抵
抗6に生じる電圧(抵抗6に流れる電流、すなわちモー
タに流れる電流に相当する電圧)が印加される。信号生
成部8は、この電圧が設定値を超えないようにスイッチ
ング素子のONデューティ(Ton)に制限を加え、モ
ータに流れる電流の電流制御を行う。7は、信号生成部
8の19番ピンと20番ピンとの間に接続されるコンデ
ンサで、電圧検出回路9の出力電圧が比較される基準電
圧の電源投入時(モータの運転開始時)のレベル上昇を
緩慢にするもので、通称ソフトスタートと称する機能の
時間を設定する。図4は、このソフトスタート機能の等
価回路で、コンデンサ7の充電によって比較器30の+
端子に印加される電圧は、0から抵抗31、32で設定
される基準電圧までコンデンサ7の容量に応じた速度で
上昇する。したがって、比較器30の+端子に印加され
る電圧が徐々に上昇することになり、この間モータの回
転数の上昇が低く制限されて、起動時に直ちに設定回転
数に対応する直流電圧が供給されるのを防止している。
Reference numeral 9 denotes a detection circuit for detecting a voltage applied to the first pin of the signal generating unit 8, which is composed of a resistor and a capacitor. The voltage generated at the resistor 6 (the current flowing through the resistor 6, that is, the current flowing through the motor) Is applied. The signal generator 8 controls the ON duty (Ton) of the switching element so that the voltage does not exceed the set value, and controls the current flowing through the motor. Reference numeral 7 denotes a capacitor connected between the 19th and 20th pins of the signal generator 8, which is a reference voltage to which the output voltage of the voltage detection circuit 9 is compared. , And sets the time of a function commonly called soft start. FIG. 4 is an equivalent circuit of the soft start function.
The voltage applied to the terminal increases from 0 to a reference voltage set by the resistors 31 and 32 at a speed corresponding to the capacity of the capacitor 7. Therefore, the voltage applied to the + terminal of the comparator 30 gradually increases. During this time, the increase in the number of revolutions of the motor is limited to a low level, and a DC voltage corresponding to the set number of revolutions is immediately supplied at startup. Is prevented.

【0017】10は、信号生成部8を動作させる回路で
あり、電解コンデンサとコンデンサで構成され、+12
Vの直流電圧を安定化している。11は、17、18番
ピンに接続される回路で、電解コンデンサ、2個のコン
デンサ及び2個の抵抗で構成され、VCOの周波数と回
転数の上昇速度を設定する。12は、3、4番ピンに接
続される回路で、電解コンデンサ、2個のコンデンサ及
び抵抗で構成され、モータの停止レベルと回転方向を設
定する。13は、可変抵抗で構成した回路で5番ピンに
接続され、モータの目標回転数を設定するもので、6番
ピンには、チョッピング信号の周波数を25kHzに設
定するための抵抗が接続されている。
Reference numeral 10 denotes a circuit for operating the signal generation unit 8, which is composed of an electrolytic capacitor and a capacitor,
V DC voltage is stabilized. Reference numeral 11 denotes a circuit connected to the 17th and 18th pins, which is composed of an electrolytic capacitor, two capacitors, and two resistors, and sets a frequency of the VCO and a rising speed of the rotation speed. Reference numeral 12 denotes a circuit connected to the third and fourth pins, which is composed of an electrolytic capacitor, two capacitors, and a resistor, and sets a stop level and a rotation direction of the motor. Reference numeral 13 denotes a circuit constituted by a variable resistor, which is connected to the fifth pin and sets a target rotation speed of the motor. A resistor for setting the frequency of the chopping signal to 25 kHz is connected to the sixth pin. I have.

【0018】14は、7〜9番、11〜16番ピンに接
続される回路で、信号生成部8とのインターフェース用
の抵抗がそれぞれの端子に対応して接続されている。1
4〜16番ピンは、それぞれ抵抗を介してモータの固定
子巻線U、V、Wの各相に接続されるとともに、インバ
ータ5のU、V、W出力に接続され、固定子巻線U、
V、Wに生じる誘起電圧を検出する。11〜13番ピン
は、それぞれの抵抗を介してロウサイド側FETの各ゲ
ートに接続され、「LOW SIDE GATEDRI
VE」により11〜13番ピンから出力されるON/O
FF信号(HIGH/LOW電圧)で、ロウサイド側F
ETのON/OFFを制御する。
Reference numeral 14 denotes a circuit connected to the 7th to 9th pins and the 11th to 16th pins, and resistors for interface with the signal generator 8 are connected to the respective terminals. 1
The 4th to 16th pins are respectively connected to the respective phases of the stator windings U, V, and W of the motor via resistors, and are connected to the U, V, and W outputs of the inverter 5, and ,
An induced voltage generated in V and W is detected. The 11th to 13th pins are connected to the respective gates of the low-side FET via respective resistors, and are connected to a “LOW SIDE GATEdri”.
VE / ON / O output from 11th to 13th pins
With the FF signal (HIGH / LOW voltage), the low side F
Controls ON / OFF of ET.

【0019】15、16、17は、ハイサイド側FET
のスイッチング素子であるトランジスタで、各エミッタ
がそれぞれの抵抗を介して7〜9番ピンに接続され、
「HIGHSIDE GATE DRIVE」により7
〜9番ピンから出力されるON/OFF信号(LOW/
HIGH電圧)で、トランジスタ15〜17のON/O
FFを制御する。トランジスタ15〜17の各コレクタ
は、直列に接続された抵抗18と抵抗19、抵抗20と
抵抗21、抵抗22と抵抗23を介してハイサイド側F
ETのソースと同じく+36Vの直流電力の高電位端に
接続されている。24、25、26は、抵抗19、2
1、23と並列に接続されたコンデンサで、その容量
は、5.6kΩの抵抗19、21、23に対して0.0
1μFである。トランジスタ15〜17の各ベースは、
+12Vの直流電力に接続されてその電位が常時+12
Vに保たれている。インバータ5のハイサイド側FET
の各ゲートは、各相に応じた抵抗18と抵抗19、抵抗
20と抵抗21、抵抗22と抵抗23の接続点に接続さ
れている。
15, 16 and 17 are high-side FETs
The emitter is connected to the 7th to 9th pins via respective resistors,
7 by "HIGHSIDE GATE DRIVE"
ON / OFF signal (LOW /
HIGH voltage), ON / O of transistors 15-17
Controls FF. The collectors of the transistors 15 to 17 are connected to the high side F via resistors 18 and 19, resistors 20 and 21, and resistors 22 and 23, which are connected in series.
Like the ET source, it is connected to the high potential end of +36 V DC power. 24, 25, and 26 are resistors 19, 2
These capacitors are connected in parallel with the resistors 1 and 23, and have a capacity of 0.0
1 μF. Each base of the transistors 15 to 17 is
+ 12V DC power and the potential is always +12
It is kept at V. High-side FET of inverter 5
Are connected to the connection points of the resistors 18 and 19, the resistors 20 and 21, and the resistors 22 and 23 corresponding to each phase.

【0020】この回路において、信号生成部8の9番ピ
ンがON信号(LOWレベル電圧)を出力するとトラン
ジスタ17がONとなり、インバータ5のFETuhの
ゲートに、抵抗23による分圧電圧(36−12=24
Vを抵抗22と抵抗23で分圧し、抵抗23に相当する
分の電圧)が印加され、FETuhがONとなる。9番
ピンの出力がOFF信号(HIGHレベル電圧)になる
と、トランジスタ17がOFFとなり、抵抗23による
分圧電圧が0Vになり、FETuhがOFFになる。他
のハイサイド側FETvh、FETwhも同様に、信号
生成部8の7、8番ピンの出力信号によりON/OFF
が制御される。
In this circuit, when the ninth pin of the signal generator 8 outputs an ON signal (LOW level voltage), the transistor 17 is turned ON, and the divided voltage (36-12) by the resistor 23 is applied to the gate of the FETuh of the inverter 5. = 24
V is divided by the resistor 22 and the resistor 23, and a voltage equivalent to the resistor 23 is applied, and the FETuh is turned on. When the output of the ninth pin becomes an OFF signal (high level voltage), the transistor 17 is turned off, the voltage divided by the resistor 23 becomes 0 V, and the FETuh is turned off. Similarly, the other high-side FETs vh and wh are turned on / off by the output signals of the 7th and 8th pins of the signal generation unit 8.
Is controlled.

【0021】ハイサイド側FETuh、ロウサイド側F
ETulが共にOFFの場合の電流の流れは、まずFE
TulがFETuhに続いてOFFになると(図2のモ
ード6)、固定子巻線Uが解放状態(電圧が印加されて
いない状態)になり、回転子の回転によって生じている
誘起電圧の変化による電流のみが流れる。この誘起電圧
による電流は、主に固定子巻線UからFETuhのフラ
イホイールダイオードの順方向、+36Vの直流電力の
高電位端に流れ、一部は、FETuhのドレイン−ゲー
ト間から、逆方向に充電されて電位が低くなっているコ
ンデンサ26へ流れ、このコンデンサ26に蓄積され
る。このように、FETuhのフライホイールダイオー
ドの動作遅れの間、固定子巻線Uに生じた誘起電圧によ
る電流は、FETuhのドレイン−ゲート間を介してコ
ンデンサ26に蓄積される。なお、FETulのドレイ
ン−ソース間のOFF抵抗は大きいので、FETulの
ドレイン−ソース間には誘起電圧による電流は実質的に
流れない。
High side FETuh, low side F
When both ETul are OFF, the current flow is FE
When Tul is turned OFF following FETuh (mode 6 in FIG. 2), the stator winding U enters an open state (a state in which no voltage is applied), and changes in the induced voltage caused by the rotation of the rotor. Only current flows. The current due to the induced voltage mainly flows from the stator winding U to the forward direction of the flywheel diode of the FETuh, to the high potential end of the DC power of +36 V, and partly flows from the drain-gate of the FETuh in the reverse direction. The charge flows to the capacitor 26 whose potential has been lowered, and is stored in the capacitor 26. As described above, during the operation delay of the flywheel diode of the FETuh, the current due to the induced voltage generated in the stator winding U is accumulated in the capacitor 26 via the drain-gate of the FETuh. Since the OFF resistance between the drain and the source of the FETul is large, the current due to the induced voltage does not substantially flow between the drain and the source of the FETul.

【0022】次に、このようなFETuh、FETul
がともにOFFの状態からFETuhにON信号が与え
られる場合(図2のモード1)は、まずトランジスタ1
7がONになるが、このときトランジスタ17のコレク
タの電位は、+36vの直流電力の電圧にコンデンサ2
6の電圧が加えられた電位が印加されているので、この
分トランジスタ17のスイッチング速度が速くなり、し
たがって、FETuhのON速度も加速される。トラン
ジスタ17がONした後は、コンデンサ26が+36V
の直流電圧で誘起電圧に対して逆方向に充電される。こ
のコンデンサ26の充電は、FETuhのソース−ゲー
ト間を逆バイアスするので、図5のモード3〜5の間
は、FETuhがOFF信号にもかかわらずノイズで誤
動作するのを防止している。
Next, such FETuh, FETul
When the ON signal is supplied to the FETuh from the OFF state (mode 1 in FIG. 2), first, the transistor 1
7 is turned on. At this time, the potential of the collector of the transistor 17 is changed to a voltage of +36 V DC power by the capacitor 2.
Since the potential to which the voltage of 6 is applied is applied, the switching speed of the transistor 17 is increased by that amount, and the ON speed of the FETuh is also accelerated. After the transistor 17 is turned on, the capacitor 26 is set at +36 V
Is charged in the opposite direction to the induced voltage. Since the charging of the capacitor 26 reverse-biases the source and the gate of the FETuh, the FETuh is prevented from malfunctioning due to noise despite the OFF signal during the modes 3 to 5 in FIG.

【0023】以上の動作は、他のハイサイド側FETv
h、FETwhにおいても同様であり、FETの代わり
にバイポーラ型パワートランジスタをインバータに用い
た場合も同様な動作が得られる。
The above operation is performed by the other high-side FET v
h and FET wh. The same operation is obtained when a bipolar power transistor is used for the inverter instead of the FET.

【0024】図5は、この回路に1台のモータを接続し
た場合の誘起電圧の発生を示すタイムチャート図であ
る。モード2からモード3への切り替えを一例として動
作原理(信号生成部8の動作原理)を説明すると、モー
ド2に切り替えた時点より接続端子3vに生じる誘起電
圧の極性が変わるまでの時間T0を計時し、この誘起電
圧の極性が変化した時点からT1(k×T0(k:係
数))時間後にモード3へ切り替えるものである。係数
kを調節することにより回転子の回転位置に対する固定
子の通電の位相を調節することができ、回転子の加減速
時や定速時の効率調整が可能となるものである。また、
モード1で誘起電圧の極性が変化した時点からモード2
で誘起電圧の極性が変化した時点までの時間T3を計時
し、T0=T3/2としてモード3への切り替えを行っ
ても良い。他のモードへの切り替えも同様であり、以
後、この誘起電圧の極性が変わる時点の時間に基づいて
順次モードを切り替える。なお、モード切替方法は、こ
れらの手段に限られず、誘起電圧波形を波形整形して得
る方法など、誘起電圧の変化に基づく方法であれば良
い。
FIG. 5 is a time chart showing the generation of an induced voltage when one motor is connected to this circuit. The operation principle (the operation principle of the signal generation unit 8) will be described by taking the switching from the mode 2 to the mode 3 as an example. Then, the mode is switched to mode 3 after T1 (k × T0 (k: coefficient)) time from the point in time when the polarity of the induced voltage changes. By adjusting the coefficient k, the phase of energization of the stator with respect to the rotational position of the rotor can be adjusted, and efficiency can be adjusted during acceleration / deceleration of the rotor or at a constant speed. Also,
From the point in time when the polarity of the induced voltage changes in Mode 1, Mode 2
, The time T3 up to the point in time when the polarity of the induced voltage changes may be measured, and the mode may be switched to mode 3 with T0 = T3 / 2. The same applies to the switching to another mode. Thereafter, the mode is sequentially switched based on the time at which the polarity of the induced voltage changes. The mode switching method is not limited to these means, and may be any method based on a change in the induced voltage, such as a method of shaping the induced voltage waveform.

【0025】図6は、2台のモータ1a、1bを接続端
子3u、3v、3wに接続した場合の誘起電圧の状態を
示し、モード2からモード3への切り替えの説明図であ
る。ここで、モータ1aの負荷がモータ1bの負荷より
軽い、又は同負荷であっても製造上の誤差で、モータ1
bの方が重くなっているとすると、固定子巻線に同じ電
圧を印加した際にモード2を維持する時間は、モータ1
aの方がモータ1bより短くなり、回転数に差がでる
(T1=k×T0でkは同一である)。したがって、非
通電となる固定子巻線に生じる誘起電圧は、図6に示す
1a、1bように異なり、誘起電圧の極性が変わる時点
Ta、Tbに差がでる。しかし、モータ1a、1bは同
じ接続端子に接続されているので、非通電となる接続端
子も同じであり、誘起電圧が生じる接続端子も同じにな
り、モータ1a、1bの誘起電圧は合成されてこの非通
電の接続端子に表れる(図6中、破線)。
FIG. 6 shows the state of the induced voltage when two motors 1a and 1b are connected to the connection terminals 3u, 3v and 3w, and is an explanatory diagram of switching from mode 2 to mode 3. Here, the load of the motor 1a is lighter than the load of the motor 1b, or even if the load is the same, due to a manufacturing error, the motor 1a
Assuming that b is heavier, the time during which mode 2 is maintained when the same voltage is applied to the stator winding,
“a” is shorter than the motor 1b, and there is a difference in the number of rotations (T1 = k × T0 and k is the same). Therefore, the induced voltage generated in the non-energized stator winding is different from 1a and 1b shown in FIG. 6, and there is a difference between the time points Ta and Tb at which the polarity of the induced voltage changes. However, since the motors 1a and 1b are connected to the same connection terminal, the connection terminals that are not energized are the same, the connection terminals that generate induced voltages are the same, and the induced voltages of the motors 1a and 1b are combined. Appears at the non-energized connection terminal (broken line in FIG. 6).

【0026】信号生成部8は、この合成された誘起電圧
に基づいて上記のように通電モードをモード2からモー
ド3へ切り替えるものであり、誘起電圧の極性が変わる
時点Tcに基づいて出力モードを切り替える。したがっ
て、モータ1aに対しては実回転よりモードの維持時間
が長くなってブレーキが作用して回転数が低下し、モー
タ1bに対しては回転子の実回転よりモードの維持時間
が短くなって加速されて回転数が上昇し、モータ1a、
1bが同回転数になるように収束する。このとき、それ
ぞれの固定子巻線へは負荷に見合う電力が分配されるこ
ととなる。何らかの負荷変動が生じていずれかのモータ
の回転数が変化した場合にも、同様に回転数が調整され
る。
The signal generator 8 switches the conduction mode from mode 2 to mode 3 based on the combined induced voltage as described above, and switches the output mode based on the time Tc at which the polarity of the induced voltage changes. Switch. Therefore, for the motor 1a, the mode maintenance time is longer than the actual rotation, and the brake is applied to reduce the rotation speed. For the motor 1b, the mode maintenance time is shorter than the actual rotation of the rotor. The motor 1a is accelerated to increase the rotation speed.
1b converges to have the same rotation speed. At this time, power corresponding to the load is distributed to each stator winding. Even when the rotation speed of any of the motors changes due to some load fluctuation, the rotation speed is similarly adjusted.

【0027】なお、信号生成部8は、この収束した回転
数に対して回転数制御(ONデューティの制御)を行う
ので、最終的に2台のモータ1a、1bの回転数が同一
に制御される。
Since the signal generator 8 performs the rotation speed control (ON duty control) on the converged rotation speed, the rotation speeds of the two motors 1a and 1b are finally controlled to be the same. You.

【0028】このように本願発明の運転方法は、それぞ
れのモータからの誘起電圧を合成させて用いるので、合
成波形の歪みが大きいと誤動作を招きやすいので、歪み
を抑制するために同特性のモータを用いるが、接続する
モータは2〜3台程度が歪みを小さく抑えることが容易
であり、かつ回転数の収束に要する時間も短くなるので
好ましい。なお、4台以上のモータを接続する場合に
は、設計上同一規格のモータを用い、急激な加減速を行
わなければ問題はなかった。また、起動時に、ソフトス
タートの機能が作用している間に複数のモータの回転数
が同じ低回転に収束するので、ソフトスタート終了後
に、目標回転数に相当するまで電圧を上げてもモータの
脱調やロックを抑制することができる。
As described above, since the operating method of the present invention is used by synthesizing the induced voltages from the respective motors, a large distortion of the synthesized waveform is likely to cause a malfunction. However, it is preferable that about two or three motors be connected because it is easy to suppress distortion and the time required for convergence of the number of rotations is shortened. When connecting four or more motors, there was no problem unless motors of the same standard were used in the design and rapid acceleration / deceleration was not performed. Also, at startup, the rotation speeds of multiple motors converge to the same low rotation speed while the soft start function is operating. Step-out and locking can be suppressed.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、この発明の直流センサレ
スモータの運転方法を用いれば、接続端子に並列に接続
した複数のモータの回転数を、単一の制御装置で同回転
数に制御することができ、回路の小型化、回路デザイン
の簡素化を図ることができるものである。
As described above, according to the operation method of the DC sensorless motor of the present invention, the rotation speeds of a plurality of motors connected in parallel to the connection terminals are controlled to the same rotation speed by a single control device. Thus, the circuit can be downsized and the circuit design can be simplified.

【0030】また、接続する直流センサレスモータを2
台又は3台とすることにより、回転数の変動に対する追
従性を最適にすることができ、直流センサレスモータを
設計上同一規格のものを用いることにより、特性の違い
による異常回転を防止することができるものである。そ
して、起動時に、直流センサレスモータの回転数が同じ
になるまで固定子巻線に供給される直流電力を制限する
ことにより、起動時の不良を抑制することができるもの
である。
The DC sensorless motor to be connected is 2
By adopting three or three units, the follow-up performance to fluctuations in the number of rotations can be optimized, and by using a DC sensorless motor of the same standard in design, abnormal rotation due to differences in characteristics can be prevented. You can do it. Then, by restricting the DC power supplied to the stator winding until the rotation speed of the DC sensorless motor becomes the same at the time of startup, it is possible to suppress a failure at the time of startup.

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

【図1】この発明の実施の形態の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】予め設定された出力モードのタイムチャート
図。
FIG. 2 is a time chart of a preset output mode.

【図3】信号生成部のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a signal generation unit.

【図4】ソフトスタート機能を示す等価回路図。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing a soft start function.

【図5】モータ1台の場合の誘起電圧の発生を示すタイ
ムチャート図。
FIG. 5 is a time chart illustrating generation of an induced voltage in the case of one motor.

【図6】モータ2台の場合の誘起電圧の状態を示す説明
図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of an induced voltage in the case of two motors.

【図7】従来のモータの運転方法の回路図。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional motor operating method.

【図8】従来のモータの運転方法の回路図。FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional motor operating method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b 直流センサレスモータ U、V、W 固定子巻線 1a, 1b DC sensorless motor U, V, W Stator winding

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め設定された出力モードに従って直流
電力が出力される複数の接続端子に接続した直流センサ
レスモータの固定子巻線から生じる磁界で、永久磁石を
有する回転子の回転を維持するように構成した直流セン
サレスモータの運転方法において、 上記複数の接続端子にほぼ同特性を有する複数の直流セ
ンサレスモータを並列に接続するとともに、これら複数
の直流センサレスモータの回転子の回転で、それぞれの
直流センサレスモータの非通電となっている固定子巻線
に生じる誘起電圧の合成電圧の変化に基づいて、上記出
力モードを順次切り替えることを特徴とする直流センサ
レスモータの運転方法。
1. A magnetic field generated from a stator winding of a DC sensorless motor connected to a plurality of connection terminals from which DC power is output in accordance with a preset output mode, to maintain rotation of a rotor having a permanent magnet. In the method for operating a DC sensorless motor configured as described above, a plurality of DC sensorless motors having substantially the same characteristics are connected in parallel to the plurality of connection terminals, and each of the DC A method for operating a DC sensorless motor, wherein the output modes are sequentially switched based on a change in a combined voltage of induced voltages generated in a stator winding that is not energized of the sensorless motor.
【請求項2】 2台又は3台の直流センサレスモータを
接続端子に並列に接続した請求項1記載の直流センサレ
スモータの運転方法。
2. The method for operating a DC sensorless motor according to claim 1, wherein two or three DC sensorless motors are connected to the connection terminals in parallel.
【請求項3】 直流センサレスモータは、設計上同一規
格である請求項1又は2記載の直流センサレスモータの
運転方法。
3. The method for operating a DC sensorless motor according to claim 1, wherein the DC sensorless motor has the same standard in design.
【請求項4】 起動時に、直流センサレスモータの回転
数が同じになるまで固定子巻線に供給される直流電力を
制限することを特徴とする請求項1、2又は3記載の直
流センサレスモータの運転方法。
4. The DC sensorless motor according to claim 1, wherein at startup, DC power supplied to the stator winding is limited until the rotation speed of the DC sensorless motor becomes the same. how to drive.
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