JPH11275887A - Brushless dc motor controller - Google Patents

Brushless dc motor controller

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Publication number
JPH11275887A
JPH11275887A JP10337237A JP33723798A JPH11275887A JP H11275887 A JPH11275887 A JP H11275887A JP 10337237 A JP10337237 A JP 10337237A JP 33723798 A JP33723798 A JP 33723798A JP H11275887 A JPH11275887 A JP H11275887A
Authority
JP
Japan
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phase
brushless
phase difference
motor
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP10337237A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kota Kitamine
康多 北峯
Satoru Kodama
悟 兒玉
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11275887A publication Critical patent/JPH11275887A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the switching from operation controlled by others to a self-controlled operation without fail, regardless of the existence of the components of rotating pulsation. SOLUTION: At switching from others-controlled operation being performed by applying specified frequency of application voltage to the winding of an armature to self-controlled operation whose phase is controlled, based on the position detection signal, the phase differences between the actual phases obtained based on the position signal and the phases of application voltage are sampled for a period equivalent to the last one revolution of the motor (S1). Then, if it is in leading phase condition where the phase of the application voltage advances by a specified value or over, this controller decreases (S6) the duty ratio of the application voltage, and in addition if it is in a delay phase condition where the phase of the application voltage is delayed for a specified value or more from the actual phase, this increases (S10) the duty ratio of the application voltage, and when all of each phase difference signal detected for a specified period are contained in the specified phase difference range (S4), and when a part of each phase difference signal detected for a specified period is contained in the specified phase difference range and that the remainder of each phase difference signal advances is in a leading phase condition (S9), this the switching is performed (S11).

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、他制運転から自制
運転への切換を行う運転モ−ド切換型のブラシレスDC
モータ制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation mode switching type brushless DC for switching from other control operation to self-control operation.
The present invention relates to a motor control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、他制運転から自制運転への切
換を行う運転モ−ド切換型のブラシレスDCモータ制御
装置が知られている。この制御装置では、ブラシレスD
Cモータの電機子にPWM電圧を所定のデュ−ティ比範
囲で与えて回転磁界を形成し、それを始動(他制運転)
し、回転数を上昇させ、電機子電圧を検出し、その位相
からロ−タ位置を決定し、このロ−タ位置に基づいて位
相を決定したPWM電圧を形成し、それを電機子に印加
してモ−タを駆動している(自制運転)。自制運転にお
いてロ−タの加減速はPWM電圧のデュ−ティ比を制御
して行う。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a brushless DC motor control device of an operation mode switching type for switching from other control operation to self-control operation. In this control device, the brushless D
A PWM voltage is applied to the armature of the C motor in a predetermined duty ratio range to form a rotating magnetic field, which is started (other braking operation).
Then, the rotational speed is increased, the armature voltage is detected, the rotor position is determined from the phase, a PWM voltage having a phase determined based on the rotor position is formed, and the PWM voltage is applied to the armature. To drive the motor (self-control operation). In self-sustaining operation, acceleration and deceleration of the rotor is performed by controlling the duty ratio of the PWM voltage.

【0003】この運転モ−ド切換型のブラシレスDCモ
ータ制御装置では、始動後は転流制御を誘起電機子電圧
の位相に基づいて行うので永久磁石と磁気センサとのセ
ットの如き特別のロ−タ位置検出手段を必要とせず、簡
素な構成のブラシレスDCモータを実現できる特徴があ
る。更に説明すると、他制運転では、モ−タ回転数が低
いので逆起電力が小さくなるために大電流が流れ易くな
り、その結果、検出した電機子電流が所定電流値に達し
た後、所定の電流遮断期間を設けるという制御(以下、
電流制御PWMともいう)を行うのが望ましい。この電
流制御PWMにおけるキャリヤ(搬送)周波数は、上記
した大電流の十分な遮断を行うために上記電流遮断期間
を長く設定する必要から比較的低く設定されるのが通常
である。
In this operation mode switching type brushless DC motor control device, after starting, the commutation control is performed based on the phase of the induced armature voltage, so that a special load such as a set of a permanent magnet and a magnetic sensor is used. There is a feature that a brushless DC motor having a simple configuration can be realized without requiring a motor position detecting means. More specifically, in reverse braking operation, since the motor speed is low, the back electromotive force is small, so that a large current easily flows. As a result, after the detected armature current reaches a predetermined current value, Control to provide a current interruption period of
It is desirable to perform current control PWM. In general, the carrier (transport) frequency in the current control PWM is set to be relatively low because the current cutoff period needs to be set long to sufficiently cut off the large current.

【0004】一方、自制運転では、デュ−ティ比制御に
よりトルクを増減して所望の回転数を得る(回転数制御
PWMともいう)が、モ−タ回転数が高いので大電流が
流れにくくなり、その結果、PWMキャリヤ周波数は可
聴周波数帯域を避けて比較的高く設定される。ところ
が、このような運転モ−ド切換型のブラシレスDCモー
タ制御装置では、他制運転から自制運転への移行時(転
流位相シフト)におけるトルク変化が大きいと、言い換
えればPWM電圧のデューティ比推移が小さ過ぎると脱
調、停止が生じ、といって大き過ぎても電流消費やショ
ックが大きくなる。
On the other hand, in self-sustained operation, a desired rotational speed is obtained by increasing or decreasing the torque by duty ratio control (also referred to as rotational speed control PWM). However, since the motor rotational speed is high, a large current does not easily flow. As a result, the PWM carrier frequency is set relatively high avoiding the audio frequency band. However, in such an operation mode switching type brushless DC motor control device, the torque change during the transition from the other control operation to the self-control operation (commutation phase shift) is large, in other words, the duty ratio change of the PWM voltage. Is too small, a step-out or a stop occurs. However, if it is too large, current consumption and shock increase.

【0005】このため、本出願人の出願になる特開平9
ー131091号公報は、他制運転から移行した直後の
自制運転におけるPWM電圧の初期デュ−ティ比を直前
の他制運転時のデュ−ティ比にもとづいて決定するとと
もに、PWM電圧の位相と電機子電圧から求めた位置信
号による位相との間の位相差が所定範囲内となるまでこ
の初期デュ−ティ比からデュ−ティ比を少しずつ減少
し、範囲内となったら自制運転に移行することを提案し
ている。
For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent Publication No. 131091 discloses that the initial duty ratio of the PWM voltage in the self-control operation immediately after the shift from the other braking operation is determined based on the duty ratio of the immediately preceding other braking operation, and the phase of the PWM voltage and the The duty ratio is gradually reduced from the initial duty ratio until the phase difference between the phase and the position signal obtained from the slave voltage falls within a predetermined range. Has been proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ブラシレス
DCモータが駆動する負荷トルク又はブラシレスDCモ
ータが発生する発生トルクの多くは、回転周期より短い
周期の変動をもち、このため、ブラシレスDCモータの
回転は周期的な回転脈動成分(トルクリップル)をも
つ。たとえば、このような回転脈動成分は、コンプレッ
サなどの駆動において顕著である。
However, most of the load torque driven by the brushless DC motor or the generated torque generated by the brushless DC motor has a fluctuation in a cycle shorter than the rotation cycle. Has a periodic rotational pulsation component (torque ripple). For example, such a rotational pulsation component is remarkable in driving a compressor or the like.

【0007】これに対し、上記した公報による運転モ−
ド切換えでは、PWM電圧のデュ−ティ比を、他制運転
デュ−ティ比に関連する所定の初期デュ−ティ比から徐
々に低下することにより、駆動電圧位相と実位相との位
相差を縮小し、位相差がある範囲内となったら自制運転
に切り替えているが、この場合、自制運転への切換え直
後に回転脈動成分が大きく変化すると、発生トルク不足
により脱調、停止が生じる場合があった。
On the other hand, the driving mode disclosed in the above-mentioned publication is disclosed.
In the mode switching, the duty ratio of the PWM voltage is gradually reduced from a predetermined initial duty ratio related to the other braking operation duty ratio, thereby reducing the phase difference between the driving voltage phase and the actual phase. However, when the phase difference falls within a certain range, the mode is switched to the self-control operation. Was.

【0008】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、回転脈動成分の存在にもかかわらず確実に他制運
転から自制運転への切換えが可能なブラシレスDCモー
タ制御装置を提供することをその解決すべき課題として
いる。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a brushless DC motor control device capable of reliably switching from another braking operation to a self-limiting operation despite the presence of a rotational pulsation component. It is a problem to be solved.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のブラシレ
スDCモータ制御装置によれば、所定周波数の駆動電圧
を電機子巻線に強制印加して行う他制運転から、位置検
出信号に基づいて位相制御されて回転数を制御する自制
運転への切換えに際して、位置信号に基づいて求めた実
位相と、駆動電圧の位相との間の位相差を、所定期間に
多数、サンプリングし、これら多数の位相差信号に基づ
いて他制運転から自制運転への切換えを行う。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control device, wherein a drive voltage having a predetermined frequency is forcibly applied to an armature winding, and a control operation is performed based on a position detection signal. At the time of switching to the self-limiting operation in which the phase number is controlled to control the rotation speed, a large number of phase differences between the actual phase obtained based on the position signal and the phase of the drive voltage are sampled in a predetermined period, and these many are sampled. Switching from other control operation to self-control operation is performed based on the phase difference signal.

【0010】すなわち、本構成によれば、所定時点に検
出された一個の位相差データではなく、連続する多数の
計測期間ごとにサンプリング(検出)された多数の位相
差データを総合的に判断して、他制運転から自制運転へ
の切換えの可否を判断する。したがって、従来のように
一検出時点の位相差のみにより切換えを行う場合に比較
して、回転脈動成分の影響により切換え直後に発生トル
クが不足して脱調が生じるということを良好に防止する
ことができる。
That is, according to the present configuration, not a single piece of phase difference data detected at a predetermined time, but a large number of phase difference data sampled (detected) for a large number of continuous measurement periods are comprehensively determined. Then, it is determined whether it is possible to switch from the other control operation to the self-control operation. Therefore, compared to the case where the switching is performed only by the phase difference at the time of one detection as in the related art, it is better to prevent the occurrence of step-out due to insufficient torque generated immediately after the switching due to the influence of the rotational pulsation component. Can be.

【0011】なお、他制運転は、PWM(パルス幅変
調)電圧やPAM(パルス振幅変調)電圧を電機子巻線
に印加して行うことができる。請求項2記載の構成によ
れば請求項1記載のブラシレスDCモータ制御装置にお
いて更に、他制運転手段又は自制運転手段は、駆動電圧
としてPWM(パルス幅変調)電圧を電機子巻線に印加
する構成を採用するので、PAM(パルス振幅変調)電
圧を電機子巻線に印加する構成を採用するのに比較し
て、転流用の半導体スィッチング素子をPWMにも使用
できるため構成が簡素になるという利点が生じる。
[0011] The remote control operation can be performed by applying a PWM (pulse width modulation) voltage or a PAM (pulse amplitude modulation) voltage to the armature winding. According to a second aspect of the present invention, in the brushless DC motor control device according to the first aspect, the other control means or the self-control operation means applies a PWM (pulse width modulation) voltage as a drive voltage to the armature winding. Since the configuration is adopted, the configuration is simplified because the commutating semiconductor switching element can be used for PWM as compared with the configuration in which a PAM (pulse amplitude modulation) voltage is applied to the armature winding. Benefits arise.

【0012】請求項3記載の構成によれば請求項1又は
2記載のブラシレスDCモータ制御装置において更に、
他制運転中の電機子巻線の電圧を検出する電圧検出手段
を有するので、運転モード切換えの初期における電機子
巻線への印加電圧を他制運転終了時の値にすることが可
能となり、過電流や過電圧を回避でき、運転モード切換
え時間の短縮を図ることができるという利点が生じる。
According to a third aspect of the present invention, the brushless DC motor controller according to the first or second aspect further comprises:
Since it has the voltage detecting means for detecting the voltage of the armature winding during the other braking operation, it is possible to set the voltage applied to the armature winding at the initial stage of the operation mode switching to a value at the time of the completion of the other braking operation, Advantageously, overcurrent and overvoltage can be avoided, and the operation mode switching time can be reduced.

【0013】請求項4記載の構成によれば請求項1乃至
3のいずれか記載のブラシレスDCモータ制御装置にお
いて更に、モ−タの直前の1回転に相当する期間以上に
わたってサンプリングされた多数の位相差信号に基づい
て前記切換えを行う。このようにすれば、一層、回転脈
動成分の影響による脱調を回避することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the brushless DC motor controller according to any one of the first to third aspects, a plurality of positions sampled over a period corresponding to one rotation immediately before the motor is further provided. The switching is performed based on the phase difference signal. With this configuration, the step-out due to the influence of the rotational pulsation component can be further avoided.

【0014】請求項5記載の構成によれば請求項2乃至
4のいずれか記載のブラシレスDCモータ制御装置にお
いて更に、他制運転から前記実位相への切換えに際し、
駆動電圧位相が実位相より所定値以上進んだ進み位相状
態であればPWM電圧のデュ−ティ比を減少し、かつ、
駆動電圧位相が実位相より所定値以上遅れた遅れ位相状
態であればPWM電圧のデュ−ティ比を増大して、駆動
電圧位相を実位相に近接させるので、回転脈動成分の影
響による脱調を一層、良好に抑止することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the brushless DC motor control device according to any one of the second to fourth aspects, further, when switching from another braking operation to the actual phase,
If the driving voltage phase is a leading phase state that is more than a predetermined value ahead of the actual phase, the duty ratio of the PWM voltage is reduced, and
If the driving voltage phase is delayed by more than a predetermined value from the actual phase, the duty ratio of the PWM voltage is increased to bring the driving voltage phase closer to the actual phase. In addition, it is possible to better suppress the situation.

【0015】請求項6記載の構成によれば請求項1乃至
5のいずれか記載のブラシレスDCモータ制御装置にお
いて更に、所定期間にわたって検出された各位相差信号
の全部が所定の位相差範囲内に含まれる場合に切換えを
行うので、回転脈動成分の影響による脱調を確実に抑止
することができる。請求項7載の構成によれば請求項1
乃至5のいずれか記載のブラシレスDCモータ制御装置
において更に、所定期間にわたって検出された各位相差
信号の一部が所定の位相差範囲内に含まれ、かつ、各位
相差信号の残部が進み位相状態である場合に前記切換え
を行う。
According to a sixth aspect of the present invention, in the brushless DC motor controller according to any one of the first to fifth aspects, all of the phase difference signals detected over a predetermined period are included in a predetermined phase difference range. In such a case, the switching is performed, so that the step-out due to the influence of the rotational pulsation component can be reliably suppressed. According to the configuration described in claim 7, claim 1 is provided.
5. In the brushless DC motor control device according to any one of the above items 5, further, a part of each phase difference signal detected over a predetermined period is included in a predetermined phase difference range, and the rest of each phase difference signal is in a leading phase state. The switching is performed in some cases.

【0016】このようにすれば、少なくとも過去1回転
周期において遅れ位相すなわち発生トルクが負荷トルク
より少なく、トルク不足が生じているという状態におい
て、しかも、全ての位相差信号が進み位相状態ではない
ので、過大な発生トルク過剰状態でもないので、確実に
トルク不足による脱調を防止でき、発生トルク過剰によ
る切換えショックも生じない。
With this arrangement, at least in the past one rotation cycle, the lag phase, that is, the generated torque is smaller than the load torque, and the torque is insufficient, and all the phase difference signals are not in the advanced phase. Since there is no excessive generated torque, step-out due to insufficient torque can be reliably prevented, and switching shock due to excessive generated torque does not occur.

【0017】請求項8記載の構成によれば請求項2乃至
5のいずれか記載のブラシレスDCモータ制御装置にお
いて更に、PWM電圧のデュ−ティ比を所定量だけ増加
した直後における所定期間にわたって検出された複数の
位相差信号の全てが進み位相状態である場合に切換えを
行う。すなわち、PWM電圧のデュ−ティ比を所定量だ
け増加するのは、その前に発生トルク不足が生じていた
ためであり、その後にある所定量だけデュ−ティ比を増
加しても、発生トルクの過剰はそれほど生じていないこ
とは確実であり、したがって、脱調およびショックを防
止しつつ切換えを行うことができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the brushless DC motor controller according to any of the second to fifth aspects, the PWM voltage is further detected for a predetermined period immediately after the duty ratio of the PWM voltage is increased by a predetermined amount. Switching is performed when all of the plurality of phase difference signals are in the advanced phase state. That is, the reason why the duty ratio of the PWM voltage is increased by a predetermined amount is that the generated torque is short before that. Even if the duty ratio is increased by a predetermined amount thereafter, the generated torque is not increased. It is certain that excesses have not occurred too much, so that switching can be performed while preventing step-out and shock.

【0018】請求項9記載の構成によれば請求項1乃至
5のいずれか記載のブラシレスDCモータ制御装置にお
いて更に、所定期間にわたって検出された多数の位相差
信号の一部が遅れ位相状態である場合には切換えを行な
わないので、発生トルク不足による脱調を確実に防止す
ることができる。請求項10記載の構成によれば、所定
周波数、所定デュ−ティ比のPWM電圧で行う他制運転
から、位置検出信号に基づいて位相制御され、デュ−テ
ィ比制御により回転数を制御する自制運転への切換えに
際して、位置信号に基づいて求めた実位相と、PWM電
圧の位相である駆動電圧位相との間の位相差を検出し、
駆動電圧位相が実位相より所定値以上進んだ状態であれ
ばPWM電圧のデュ−ティ比を減少し、かつ、駆動電圧
位相が実位相より所定値以上遅れた状態であればPWM
電圧のデュ−ティ比を増大するので、実位相の変動むら
にかかわらず駆動電圧位相を実位相に良好に一致させる
ことができ、運転モ−ド切換え時における脱調やショッ
クを良好に抑止することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the brushless DC motor control device according to any one of the first to fifth aspects, a part of the plurality of phase difference signals detected over a predetermined period is in a delayed phase state. In this case, no switching is performed, so that step-out due to insufficient generated torque can be reliably prevented. According to the tenth aspect of the invention, the phase control is performed based on the position detection signal, and the rotational speed is controlled by the duty ratio control, from the passive operation performed at the predetermined frequency and the PWM voltage having the predetermined duty ratio. Upon switching to operation, a phase difference between an actual phase obtained based on the position signal and a drive voltage phase that is a phase of the PWM voltage is detected.
The duty ratio of the PWM voltage is reduced if the drive voltage phase is more than a predetermined value from the actual phase, and PWM if the drive voltage phase is more than a predetermined value behind the actual phase.
Since the duty ratio of the voltage is increased, the drive voltage phase can be made to match the actual phase satisfactorily irrespective of the fluctuation of the actual phase, and the step-out and the shock at the time of switching the operation mode can be suppressed well. be able to.

【0019】[0019]

【発明を実施するための形態】好適な態様において、他
制運転から実位相への切換えに際し、進み位相状態から
位相差を徐々に減少することが好ましい。このようにす
れば、モ−タが遅れ位相状態に陥りにくいという効果を
奏することができる。本発明の好適な態様を以下の実施
例により説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a preferred embodiment, it is preferable to gradually reduce the phase difference from the advanced phase state when switching from the other braking operation to the actual phase. This makes it possible to produce an effect that the motor is less likely to fall into the lag phase state. The preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the following examples.

【0020】[0020]

【実施例】(構成)この実施例のセンサレスのブラシD
Cモータ制御装置の構成を図1を参照して説明する。1
はブラシレスDCモータ、2はモータ1に電力を供給す
る半導体スイッチング素子で構成された3相全波モジュ
ール(インバータ回路)、3はモータ1に供給する電流
を検出するための電流センサ、4はモータ端子電圧から
モータ回転子の位置を検出する位置検出回路、5は電流
センサ3の出力が規定値を上回った時に一定幅のパルス
からなる制御信号5aを出力するモータ電流制御回路、
6はモータ電流制御回路5の制御信号5aからそのDU
TYを検出するDUTY検出回路、7は3相上アーム信
号8u、8v、8w、回転数制御PWM用の制御信号8
a、制御信号5a及びこれら二つの制御信号5a、8a
を切換える切換え信号8bから、3相全波モジュール2
の上アーム駆動信号7w、7v、7uを作り出す駆動信
号作成回路、8はマイコン、9は直流電源である。
(Construction) Sensorless brush D of this embodiment
The configuration of the C motor control device will be described with reference to FIG. 1
Is a brushless DC motor, 2 is a three-phase full-wave module (inverter circuit) composed of semiconductor switching elements for supplying power to the motor 1, 3 is a current sensor for detecting a current supplied to the motor 1, and 4 is a motor. A position detection circuit for detecting the position of the motor rotor from the terminal voltage; 5 a motor current control circuit for outputting a control signal 5a consisting of a pulse of a fixed width when the output of the current sensor 3 exceeds a specified value;
6 is obtained from the control signal 5a of the motor current control circuit 5 by its DU.
A DUTY detection circuit for detecting TY, 7 is a three-phase upper arm signal 8u, 8v, 8w, and a control signal 8 for a rotation speed control PWM.
a, control signal 5a and these two control signals 5a, 8a
From the switching signal 8b for switching the three-phase full-wave module 2
, A drive signal generation circuit for generating the upper arm drive signals 7w, 7v, 7u, 8 a microcomputer, and 9 a DC power supply.

【0021】マイコン8は、位置検出回路4から出力さ
れる位置検出信号4u、4v、4w及びDUTY検出回
路6から出力されるDUTY信号に基づいて、3相上ア
ーム信号8u、8v、8w、3相下アーム信号8x、8
y、8z、制御信号8a、切換え信号8bを作成する。
ブラシレスDCモータ1は、電気自動車(図示せず)に
搭載されるエアコン(図示せず)のコンプレッサを駆動
するモータであり、Y結線された電機子巻線(図示せ
ず)を有している。
Based on the position detection signals 4u, 4v, 4w output from the position detection circuit 4 and the DUTY signal output from the DUTY detection circuit 6, the microcomputer 8 performs three-phase upper arm signals 8u, 8v, 8w, 3 Phase lower arm signal 8x, 8
y, 8z, a control signal 8a, and a switching signal 8b are created.
The brushless DC motor 1 is a motor for driving a compressor of an air conditioner (not shown) mounted on an electric vehicle (not shown), and has a Y-connected armature winding (not shown). .

【0022】三相全波モジュール2は、各コレクタを直
流電源9の高位端子に接続したIGBT21、22、2
3と、各エミッタを直流電源9の低位端子に接続したI
GBT24、25、26と、各IGBTのエミッターコ
レクタ間に接続される帰還ダイオ−ドDとにより構成さ
れている。上アームをなすIGBT21〜23のエミッ
タは、下アームをなすIGBT24〜26のコレクタと
個別に接続され、それらの接続点27、28、29はモ
−タ1の電機子巻線の端子に接続されている。
The three-phase full-wave module 2 includes IGBTs 21, 22, 2,
3 and I, each emitter being connected to the lower terminal of a DC power supply 9
It comprises GBTs 24, 25 and 26 and a feedback diode D connected between the emitter and collector of each IGBT. The emitters of the IGBTs 21 to 23 forming the upper arm are individually connected to the collectors of the IGBTs 24 to 26 forming the lower arm, and their connection points 27, 28 and 29 are connected to the terminals of the armature winding of the motor 1. ing.

【0023】電流センサ3は、IGBT24〜26の各
エミッタと直流電源9の低位端子との間を流れるモータ
供給電流を検出する。位置検出器4は、三相全波モジュ
ール2からモ−タ1に印加される三相電圧(PWM電
圧)のローパス成分を抽出する三組のフィルタ回路(図
示せず)と、これらローパス成分をパルス信号に変換し
て位置検出信号4u、4v、4wとしてマイコン8に送
出する三組のコンパレータ(図示せず)とにより構成さ
れている。
The current sensor 3 detects a motor supply current flowing between each emitter of the IGBTs 24 to 26 and the lower terminal of the DC power supply 9. The position detector 4 includes three sets of filter circuits (not shown) for extracting a low-pass component of a three-phase voltage (PWM voltage) applied from the three-phase full-wave module 2 to the motor 1, and outputs these low-pass components. It is constituted by three sets of comparators (not shown) which convert the signals into pulse signals and send them to the microcomputer 8 as position detection signals 4u, 4v, 4w.

【0024】モータ電流制御回路5は、電流センサ3に
よって検出されたモータ電流が所定の制限値を越えた時
に一定幅のパルスからなる制御信号5aをデューティ検
出回路6及び駆動信号作成回路7に送出する。DUTY
検出回路6は、モータ電流制御回路5が出力する制御信
号5aからデューティを検出してマイコン8に出力す
る。
When the motor current detected by the current sensor 3 exceeds a predetermined limit value, the motor current control circuit 5 sends a control signal 5a consisting of a pulse of a fixed width to the duty detection circuit 6 and the drive signal generation circuit 7. I do. DUTY
The detection circuit 6 detects a duty from the control signal 5 a output from the motor current control circuit 5 and outputs the duty to the microcomputer 8.

【0025】駆動信号作成回路7は、図2に示す様に、
アンドゲート71〜73と切換えスイッチ74とからな
り、切換えスイッチ74は切換え信号8bにより制御信
号8aと5aとを切換え、アンドゲート71〜73は、
切換えスイッチ74から入力される制御信号8a又は制
御信号5aがハイレベルである場合にマイコン8から出
力される3相上アーム信号8u、8v、8wを、PWM
電圧をなす3相上アーム信号7u、7v、7wとして、
三相全波モジュール2に出力する。
As shown in FIG. 2, the drive signal generation circuit 7
It comprises AND gates 71-73 and a changeover switch 74. The changeover switch 74 switches between control signals 8a and 5a by a changeover signal 8b.
When the control signal 8a or the control signal 5a input from the changeover switch 74 is at a high level, the three-phase upper arm signals 8u, 8v, 8w output from the microcomputer 8 are converted into PWM signals.
As three-phase upper arm signals 7u, 7v, and 7w that form voltages,
Output to the three-phase full-wave module 2.

【0026】これにより、切換え信号8bがあるレベル
である場合(他制運転時)には三相全波モジュール2か
ら出力されるPWM電圧のデュ−ティ比は制御信号5a
により決定され、切換え信号8bが他のレベルである場
合(自制運転時)には三相全波モジュール2から出力さ
れるPWM電圧のデュ−ティ比は制御信号8aにより決
定される。
Thus, when the switching signal 8b is at a certain level (during another braking operation), the duty ratio of the PWM voltage output from the three-phase full-wave module 2 is controlled by the control signal 5a.
When the switching signal 8b is at another level (during self-limiting operation), the duty ratio of the PWM voltage output from the three-phase full-wave module 2 is determined by the control signal 8a.

【0027】マイコン8は、他制運転時、同期信号から
3相上アーム信号8u、8v、8w、及び、三相下アー
ム信号8x、8y、8zを形成し、出力する(図3参
照)。この時、モータ電流Iu、Iv、Iwを制限する
為、駆動信号作成回路7は、モータ電流制御回路5が出
力するパルス5aにより、3相上アーム信号8u、8
v、8wにパルス幅変調をかけ(電流制御PWM)、図
5に示す波形の三相上アーム信号7u、7v、7wを出
力する。また、自制運転時、マイコン8は、3相上アー
ム信号8u、8v、8w及び三相下アーム信号8x、8
y、8zを、位置検出信号4u、4v、4wに基づいて
生成する(図6参照)。 (動作)以上のように構成されたブラシレスDCモータ
制御装置について、その動作を説明する。
The microcomputer 8 forms the three-phase upper arm signals 8u, 8v, 8w and the three-phase lower arm signals 8x, 8y, 8z from the synchronizing signal and outputs the same during the other braking operation (see FIG. 3). At this time, in order to limit the motor currents Iu, Iv, Iw, the drive signal generation circuit 7 uses the pulse 5a output from the motor current control circuit 5 to output the three-phase upper arm signals 8u, 8u.
Pulse width modulation is applied to the signals v and 8w (current control PWM), and the three-phase upper arm signals 7u, 7v and 7w having the waveforms shown in FIG. 5 are output. Also, during self-control, the microcomputer 8 outputs the three-phase upper arm signals 8u, 8v, 8w and the three-phase lower arm signals 8x, 8
y, 8z are generated based on the position detection signals 4u, 4v, 4w (see FIG. 6). (Operation) The operation of the brushless DC motor control device configured as described above will be described.

【0028】まず、他制運転では図3に示す3相上アー
ム信号8u、8v、8w及び三相下アーム信号8x、8
y、8zからなる転流信号8u〜8zを出力し、図4に
示すようにモ−タ1の回転数を増加させる。t0は起動
開始時点であり、t'は回転数が所定の飽和値Aに達し
た時点を示す。なお、モータ電流を一定にするために、
駆動信号作成回路7では制御信号5aを用いて3相上ア
ーム信号8u、8v、8wにPWMを掛け、電流制御P
WMを実行し、モータ電流を一定以下に規制する。この
ときの各信号のタイミングを図5に示す。この他制運転
によってモータ回転数が飽和値Aになると、他制運転に
よる加速は終了し、信号8u〜8zの周波数は一定とな
る。
First, in the other braking operation, the three-phase upper arm signals 8u, 8v, 8w and the three-phase lower arm signals 8x, 8 shown in FIG.
The commutation signals 8u to 8z consisting of y and 8z are output to increase the rotation speed of the motor 1 as shown in FIG. t0 is the start time of the start, and t 'indicates the time when the rotation speed reaches a predetermined saturation value A. In order to keep the motor current constant,
The drive signal generation circuit 7 uses the control signal 5a to multiply the three-phase upper arm signals 8u, 8v, and 8w by PWM to obtain the current control P
Execute WM to regulate the motor current to a certain value or less. FIG. 5 shows the timing of each signal at this time. When the rotational speed of the motor reaches the saturation value A by the other braking operation, the acceleration by the other braking operation ends, and the frequency of the signals 8u to 8z becomes constant.

【0029】それと共に、切換え信号8bが切り替り、
信号8u〜8wには今度は制御信号8aによる回転数制
御PWMの変調が掛けられる。このとき、PWM電圧が
他制運転の加速終了時のそれに比べて等しいか又は少し
だけ大きくなるように制御信号8aのDUTY(デュ−
ティ比)を設定する。制御信号8aのDUTY(以下、
DUTY8aともいう)は、DUTY検出回路6から得
られた制御信号5aのDUTY(以下、DUTY5aと
もいう)と、予め分かっている制御信号5aのPWM搬
送波周波数と、制御信号8aのPWM搬送波周波数とか
ら、たとえば、次の計算式により算出される。 DUTY8a=DUTY5a+td×(f5a−f8
a)+Z ここで、tdはIGBT21〜26の動作遅延時間であ
り、f5aは制御信号5aのPWM搬送波周波数であ
り、f8aは制御信号8aのPWM搬送波周波数、Zは
所定値である。PWM電圧が他制運転の加速終了時のそ
れに比べて等しくする場合にはZは0とし、少しだけ大
きくなるようにする場合にはZを一定値とする。
At the same time, the switching signal 8b switches,
The signals 8u to 8w are now modulated by the rotation speed control PWM by the control signal 8a. At this time, the DUTY (duty) of the control signal 8a is set so that the PWM voltage is equal to or slightly larger than that at the end of the acceleration in the other braking operation.
Ratio). DUTY of the control signal 8a (hereinafter, DUTY)
DUTY 8a) is obtained from the DUTY (hereinafter, also referred to as DUTY 5a) of the control signal 5a obtained from the DUTY detection circuit 6, the PWM carrier frequency of the control signal 5a known in advance, and the PWM carrier frequency of the control signal 8a. For example, it is calculated by the following formula. DUTY8a = DUTY5a + td × (f5a−f8
a) + Z Here, td is the operation delay time of the IGBTs 21 to 26, f5a is the PWM carrier frequency of the control signal 5a, f8a is the PWM carrier frequency of the control signal 8a, and Z is a predetermined value. Z is set to 0 when the PWM voltage is equal to that at the end of acceleration in the other braking operation, and Z is set to a constant value when slightly increased.

【0030】以後、マイコン8は、位置検出回路4から
出力される位置検出信号4u〜4wの位相(実位相)
と、信号8u〜8zの位相(駆動電圧位相)とを比較し
て位相差を求める。Zを0とする場合には、駆動電圧位
相が実位相より遅れている場合には位相差が所定範囲内
になるまでPWM電圧のデュ−ティ比を増加し、駆動電
圧位相が実位相より進んでいる場合には位相差が所定範
囲内になるまでPWM電圧のデュ−ティ比を減少し、位
相差が上記所定範囲内となったら自制運転に切り替え
る。
Thereafter, the microcomputer 8 determines the phase (actual phase) of the position detection signals 4u to 4w output from the position detection circuit 4.
And the phases of the signals 8u to 8z (drive voltage phases) are compared to determine a phase difference. When Z is set to 0, if the driving voltage phase is behind the actual phase, the duty ratio of the PWM voltage is increased until the phase difference falls within a predetermined range, and the driving voltage phase leads the actual phase. In this case, the duty ratio of the PWM voltage is reduced until the phase difference falls within the predetermined range, and when the phase difference falls within the predetermined range, the operation is switched to the self-limiting operation.

【0031】Zを所定値とする場合には、駆動電圧位相
が実位相よりかならず進んでいるようにPWM電圧のデ
ュ−ティ比をZを設定し、その後、制御信号8aのデュ
−ティ比を徐々に減少することにより、PWM電圧の位
相すなわち駆動電圧位相を徐々に実位相に接近させ、位
相差が上記所定範囲内となったら自制運転に切り替え
る。
When Z is set to a predetermined value, the duty ratio of the PWM voltage is set to Z so that the drive voltage phase is always ahead of the actual phase, and then the duty ratio of the control signal 8a is changed. By gradually decreasing the phase of the PWM voltage, that is, the drive voltage phase, gradually approaches the actual phase, and when the phase difference falls within the predetermined range, the operation is switched to the self-limiting operation.

【0032】他制運転から自制運転への切換え動作につ
いて図6に示すタイミングチャートを参照して説明す
る。時点t2において、切換え信号8bにより切換えス
イッチ74が切り替えられ、制御信号8aによる電流制
御PWMから制御信号8aによる回転数制御PWMに移
行する。
The switching operation from the other braking operation to the self-limiting operation will be described with reference to a timing chart shown in FIG. At time t2, the changeover switch 74 is switched by the changeover signal 8b, and the current control PWM by the control signal 8a is shifted to the rotation speed control PWM by the control signal 8a.

【0033】時間α1は、時点t2(信号8yがHiか
らLo、信号8zがLoからHiとなる駆動電圧位相)
からハイレベル状態の位置検出信号(実位相)4uがロ
ーレベルに変移するまでの遅延時間、すなわち進み位相
状態差を示す。時間α2は、時点t3(信号8uがHi
からLo、信号8vがLoからHiとなる駆動電圧位
相)からローレベル状態の位置検出信号(実位相)4w
がハイレベルに変移するまでの遅延時間、すなわち進み
位相差を示す。
The time α1 is the time point t2 (the drive voltage phase at which the signal 8y changes from Hi to Lo and the signal 8z changes from Lo to Hi).
Indicates a delay time until the position detection signal (actual phase) 4u in the high level state changes to the low level, that is, a leading phase state difference. Time α2 is at time t3 (signal 8u is Hi
From the drive voltage phase at which the signal 8v changes from Lo to Hi) to the low-level position detection signal (actual phase) 4w
Indicates a delay time until the signal changes to a high level, that is, a leading phase difference.

【0034】時間α3は、時点t4(信号8xがLoか
らHi、信号8zがHiからLoとなる駆動電圧位相)
からハイレベル状態の位置検出信号(実位相)4vがロ
ーレベルに変移するまでの遅延時間、すなわち進み位相
差を示す。時間α4は、時点t5(信号8vがHiから
Lo、信号8wがLoからHiとなる駆動電圧位相)か
らローレベル状態の位置検出信号4uがハイレベルに変
移するまでの遅延時間、すなわち進み位相差を示す。
The time α3 is the time point t4 (the drive voltage phase at which the signal 8x changes from Lo to Hi and the signal 8z changes from Hi to Lo).
Indicates a delay time until the position detection signal (actual phase) 4v in the high level state changes to the low level, that is, a leading phase difference. The time α4 is a delay time from the time point t5 (the drive voltage phase in which the signal 8v changes from Hi to Lo and the signal 8w changes from Lo to Hi) until the low-level position detection signal 4u changes to the high level, that is, the advance phase difference Is shown.

【0035】時間α5は、ハイレベル状態の位置検出信
号(実位相)4wがローレベルに変移してから時点t6
(信号8xがHiからLo、信号8yがLoからHiと
なる駆動電圧位相)となるまでの遅延時間、すなわち遅
れ位相差である。時間α6は、ハイレベル状態の位置検
出信号(実位相)4vがハイレベルに変移してから時点
t7(信号8wがHiからLo、信号8uがLoからH
iとなる駆動電圧位相)となるまでの遅延時間、すなわ
ち遅れ位相差である。
The time α5 is a time point t6 after the position detection signal (actual phase) 4w in the high level state changes to the low level.
(Drive voltage phase when signal 8x changes from Hi to Lo and signal 8y changes from Lo to Hi), that is, a delay phase difference. At time α6, the time t7 (the signal 8w changes from Hi to Lo, and the signal 8u changes from Lo to H) after the position detection signal (actual phase) 4v in the high level state changes to the high level.
(i.e., drive voltage phase i), that is, a delay phase difference.

【0036】信号8u、8v、8w、8x、8y、8z
と、位置検出信号4u、4v、4wとの位相差(位相
角)は、上記遅延時間α1〜α6(αiと総称する)に
基づいて次式により算出される。但し、Nは回転数、p
はモータ極対数である。 360:位相角=60÷(N×p):αi 位相角=360×α×N×p÷60 =6×α×N×p この実施例では、経過時間t2から時間が経過する(t
2、t3、t4を通じてt5へ)に従って、制御信号8
aのデューティが徐々に下げられ、信号8u、8v、8
w、8x、8y、8zと、位置検出信号4u、4v、4
wとの位相差(位相角)が小さくなっていく。
Signals 8u, 8v, 8w, 8x, 8y, 8z
And the phase difference (phase angle) between the position detection signals 4u, 4v, and 4w are calculated by the following equation based on the delay times α1 to α6 (collectively αi). Where N is the number of revolutions, p
Is the number of motor pole pairs. 360: phase angle = 60 ° (N × p): αi phase angle = 360 × α × N × p ÷ 60 = 6 × α × N × p In this embodiment, time elapses from the elapsed time t2 (t
2, t3, t4 to t5) according to the control signal 8
a is gradually reduced, and the signals 8u, 8v, 8
w, 8x, 8y, 8z and position detection signals 4u, 4v, 4
The phase difference (phase angle) with w decreases.

【0037】以下、遅延時間α1〜α4のような進み位
相差を「+」、α5、α6のような遅れ位相差を「−」
と定義する。また、位相差を3段階に分け、各段階を次
のように定義する。 A:10°<位相差 B:0°≦位相差≦10° C:位相差<0° すなわち、Aは位相差が電気角で10°を超える進み位
相状態を示し、Bは位相差が0°以上、10°未満の進
み位相状態を示し、Cは遅れ位相状態を示す。ちなみ
に、この実施例では、t1〜t7内の各計測期間Tは電
気角で60°となっている。
Hereinafter, the leading phase difference such as the delay time α1 to α4 is “+”, and the lagging phase difference such as α5 and α6 is “−”.
Is defined. Further, the phase difference is divided into three stages, and each stage is defined as follows. A: 10 ° <phase difference B: 0 ° ≦ phase difference ≦ 10 ° C: phase difference <0 ° That is, A indicates an advanced phase state in which the phase difference exceeds 10 ° in electrical angle, and B indicates a phase difference of 0. Indicates a leading phase state of not less than 10 ° and less than 10 °, and C indicates a lagging phase state. Incidentally, in this embodiment, each measurement period T between t1 and t7 is an electrical angle of 60 °.

【0038】図7は、t5、t6、t7において、マイ
コン8に内蔵される記憶装置(シフトレジスタ)Mに記
憶される内容を示す。信号8u、8v、8w、8x、8
y、8zと位置検出信号4u、4v、4wとの位相差
(位相角)を検出するたびに、検出した位相差が上記
A、B、Cのどれにあたるかを判定し、それを記憶装置
Mに順番に記憶する。すなわち、記憶装置Mには8u〜
8zの論理状態が変わる毎に(t1〜t7のタイミング
で)、上記A,B,Cの何れかが格納される。
FIG. 7 shows the contents stored in the storage device (shift register) M built in the microcomputer 8 at times t5, t6, and t7. Signals 8u, 8v, 8w, 8x, 8
Each time a phase difference (phase angle) between y, 8z and the position detection signals 4u, 4v, 4w is detected, it is determined which of the above A, B, and C the detected phase difference corresponds to, and the storage device M In order. That is, 8u ~
Each time the logical state of 8z changes (at the timing of t1 to t7), one of the above A, B, and C is stored.

【0039】なお、この実施例ではモータ1の極対数を
2極としているので、8u〜8zの論理状態が6回変わ
るとモータが1回転することになる。マイコン1による
他制運転終了後における制御動作を図8を参照して説明
する。まず、S1で、位相差判定のタイミングであるか
否かを判定する。S1にて「Y」となると、S2にて変
数Nに1を加算する。この変数Nは位相差判定をモータ
1の1回転毎に実施するためのものである。次に、S3
にて前回の位相差判定からモータが1回転したか否か
(Nが6以上かどうか)を判定する。S3にて、「Y」
となるとS4の位相差判定に移行する。S4では、記憶
装置Mの内容が全て「A」か否かを判定し、全て「A」
であれば、S5に進み、全てが「A」でなければS9に
進む。
In this embodiment, since the number of pole pairs of the motor 1 is two, if the logic state of 8u-8z changes six times, the motor will rotate once. The control operation by the microcomputer 1 after the end of the remote control operation will be described with reference to FIG. First, in S1, it is determined whether or not it is time to determine the phase difference. When "Y" is obtained in S1, 1 is added to the variable N in S2. This variable N is for performing the phase difference determination for each rotation of the motor 1. Next, S3
It is determined whether the motor has made one rotation (N is 6 or more) from the previous phase difference determination. In S3, "Y"
Then, the process proceeds to the phase difference determination in S4. In S4, it is determined whether the contents of the storage device M are all “A”, and
If so, the process proceeds to S5, and if all are not “A”, the process proceeds to S9.

【0040】S5では、前回の位相差状態である記憶装
置M’の内容に「C」があるか否かを判定する。すなわ
ち、記憶装置Mは直前の1回転における6個の位相差デ
ータを含み、記憶装置M’は更にその前の1回転におけ
る6個の位相差データを含む。記憶装置M’に「C」が
1つもない場合はデューティーが過大であると判定し、
S6でデュ−ティ比を1段階落とす。なお、この実施例
では、PWM電圧のデュ−ティ比は64段階に区分され
ている。
In S5, it is determined whether or not the contents of the storage device M 'in the previous phase difference state include "C". That is, the storage device M includes six phase difference data in the immediately preceding rotation, and the storage device M ′ further includes six phase difference data in the immediately preceding rotation. If there is no “C” in the storage device M ′, it is determined that the duty is excessive,
In step S6, the duty ratio is reduced by one step. In this embodiment, the duty ratio of the PWM voltage is divided into 64 steps.

【0041】次のS7では、変数Nを0にクリアして次
のモータ1回転まで位相差判定を実施しないようし、次
のS8では、この時の記憶装置Mの内容を他の記憶装置
M’に保管し、S1にリターンして位相差判定を継続す
る。S5にて、記憶装置M’に「C」が含まれていた場
合は、位相差が「B」を飛び越えたと判断し、自制運転
へ移行する(S11)。
In the next S7, the variable N is cleared to 0 so that the phase difference determination is not performed until the next rotation of the motor. In the next S8, the contents of the storage device M at this time are stored in another storage device M. And returns to S1 to continue the phase difference determination. If "C" is included in the storage device M 'in S5, it is determined that the phase difference has jumped over "B", and the operation shifts to self-limiting operation (S11).

【0042】次にS4にて、記憶装置Mの内容全てが
「A」ではなかった場合、S9で記憶装置Mの中に
「C」が存在するか否かを判定する。「C」が一つもな
かった場合、Mの内容は「A」と「B」しかないので自
制運転へ移行する。S9にて記憶装置Mの中に1つでも
「C」があった場合はデューティーが不足していると判
定して、S10でデュ−ティ比を1段階上昇させて、S
7で変数Nを0にクリアし、次のモータ1回転まで位相
差判定を実施しないようにし、S8で記憶装置Mの内容
を記憶装置M’に保管し、S1にリターンして位相差判
定を継続する。
Next, if all the contents of the storage device M are not "A" in S4, it is determined whether or not "C" exists in the storage device M in S9. If there is no "C", the contents of M include only "A" and "B", so that the operation shifts to self-limiting operation. If there is at least one "C" in the storage device M in S9, it is determined that the duty is insufficient, and the duty ratio is increased by one step in S10.
In step 7, the variable N is cleared to 0, so that the phase difference determination is not performed until the next rotation of the motor. In step S8, the content of the storage device M is stored in the storage device M ', and the process returns to step S1 to determine the phase difference. continue.

【0043】図9のパターン1、パターン2は、上記制
御により1回転ごとに変化した記憶装置Mの内容の推移
をそれぞれ示す。自制運転に移行すると、信号8u〜8
zと位置検出信号4u〜4wの位相関係は図10のよう
になるが、モータ回転数の変動はほとんどなく、他制運
転から自制運転にスムーズに移行することができる。
Patterns 1 and 2 in FIG. 9 show changes in the contents of the storage device M that have changed for each rotation by the above control. When shifting to the self-control operation, signals 8u to 8
Although the phase relationship between z and the position detection signals 4u to 4w is as shown in FIG. 10, there is almost no change in the motor rotation speed, and it is possible to smoothly shift from the other braking operation to the self-limiting operation.

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

【図1】この実施例のブラシレスDCモータ制御装置の
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a brushless DC motor control device according to this embodiment.

【図2】駆動信号作成回路7の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a drive signal generation circuit 7.

【図3】他制運転時における3相上アーム信号8u、8
v、8w、三相下アーム信号8x、8y、8zを示す波
形図である。
FIG. 3 shows three-phase upper arm signals 8u and 8 during other braking operation.
v, 8w, and three-phase lower arm signals 8x, 8y, 8z.

【図4】他制運転における経過時間とモータ回転数との
関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an elapsed time and a motor rotation speed in another braking operation.

【図5】他制運転における各部電圧波形図である。FIG. 5 is a voltage waveform diagram of each part in another braking operation.

【図6】他制運転から自制運転に移行する際の各部電圧
波形図である。
FIG. 6 is a voltage waveform diagram of each part when shifting from other braking operation to self-limiting operation.

【図7】マイコン8の記憶内容の推移を示す記憶状態図
である。
FIG. 7 is a storage state diagram showing transition of storage contents of a microcomputer 8;

【図8】マイコン8の他制運転終了後の動作を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the microcomputer 8 after the other braking operation is completed.

【図9】モ−タ1の1回転ごとに変化した記憶装置Mの
内容の推移を示す記憶状態推移図である。
FIG. 9 is a storage state transition diagram showing the transition of the contents of the storage device M that has changed for each rotation of the motor 1.

【図10】自制運転時における3相上アーム信号8u、
8v、8w、三相下アーム信号8x、8y、8z、位置
検出信号4u、4v、4wを示す波形図である。
FIG. 10 shows a three-phase upper arm signal 8u during self-limiting operation,
FIG. 8 is a waveform diagram showing 8v, 8w, three-phase lower arm signals 8x, 8y, 8z, and position detection signals 4u, 4v, 4w.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブラシレスDCモータ 2 三相全波モジュール(インバ−タ回路) 4 位置検出回路(位置検出手段) 6 デュ−ティ比検出回路(デュ−ティ比検出手段) 7 駆動信号作成回路(運転モ−ド切換手段) 8 マイコン(他制運転手段、自制運転手段、位相差検
出手段) 21〜26 IGBT(半導体スイッチ素子)
Reference Signs List 1 brushless DC motor 2 three-phase full-wave module (inverter circuit) 4 position detection circuit (position detection means) 6 duty ratio detection circuit (duty ratio detection means) 7 drive signal generation circuit (operation mode) Switching means) 8 Microcomputer (other control means, self-control operation means, phase difference detection means) 21 to 26 IGBT (semiconductor switch element)

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ブラシレスDCモータの多相の電機子巻線
への電流を通電、遮断する複数の半導体スイッチ素子を
有するインバ−タ回路と、 前記インバ−タ回路の制御により所定周波数の駆動電圧
を前記電機子巻線に印加して前記ブラシレスDCモータ
を所定回転数値まで駆動する他制運転手段と、 前記電機子巻線に誘起される電機子電圧に基づいて磁石
回転子の回転位置を示す位置信号を出力する位置検出手
段と、 前記位置信号に基づいて前記インバ−タ回路を駆動する
ことにより前記ブラシレスDCモータを駆動する自制運
転手段と、 前記位置信号に基づいて求めた前記磁石回転子の実位相
と前記電機子巻線への前記駆動電圧の位相との間の位相
差を検出して前記位相差に関連する位相差信号を出力す
る位相差検出手段と、 前記他制運転から前記自制運転への切換えを行う運転モ
−ド切換手段と、 を備えるブラシレスDCモータ制御装置において、 前記運転モ−ド切換手段は、所定期間にサンプリングさ
れた多数の前記位相差信号の状態に基づいて前記切換え
を行うことを特徴とするブラシレスDCモータ制御装
置。
1. An inverter circuit having a plurality of semiconductor switch elements for energizing and interrupting a current to a multi-phase armature winding of a brushless DC motor, and a drive voltage having a predetermined frequency by controlling the inverter circuit. Is applied to the armature winding to drive the brushless DC motor to a predetermined rotation value, and a rotational position of the magnet rotor based on an armature voltage induced in the armature winding. Position detecting means for outputting a position signal; self-limiting operation means for driving the brushless DC motor by driving the inverter circuit based on the position signal; and the magnet rotor obtained based on the position signal. Phase difference detecting means for detecting a phase difference between the actual phase of the drive signal and the phase of the drive voltage applied to the armature winding, and outputting a phase difference signal related to the phase difference; And a driving mode switching means for switching from the control mode to the self-control operation. The brushless DC motor control device comprising: a driving mode switching means for switching the state of the plurality of phase difference signals sampled during a predetermined period. A brushless DC motor control device, wherein the switching is performed on the basis of:
【請求項2】請求項1記載のブラシレスDCモータ制御
装置において、 前記他制運転手段又は自制運転手段は、前記駆動電圧と
してPWM(パルス幅変調)電圧を前記電機子巻線に印
加することを特徴とするブラシレスDCモータ制御装
置。
2. The brushless DC motor control device according to claim 1, wherein said other control operation means or self-control operation means applies a PWM (pulse width modulation) voltage as said drive voltage to said armature winding. Characteristic brushless DC motor controller.
【請求項3】請求項1又は2記載のブラシレスDCモー
タ制御装置において、 前記他制運転中に前記電機子巻線の電圧を検出する電圧
検出手段を有することを特徴とするブラシレスDCモー
タ制御装置。
3. The brushless DC motor control device according to claim 1, further comprising voltage detection means for detecting a voltage of said armature winding during said braking operation. .
【請求項4】請求項1乃至3のいずれか記載のブラシレ
スDCモータ制御装置において、 前記運転モ−ド切換手段は、前記モ−タの直前の1回転
以上にわたってサンプリングされた前記多数の位相差信
号に基づいて前記切換えを行うことを特徴とするブラシ
レスDCモータ制御装置。
4. The brushless DC motor control device according to claim 1, wherein said operation mode switching means includes said plurality of phase differences sampled over one or more rotations immediately before said motor. A brushless DC motor control device, wherein the switching is performed based on a signal.
【請求項5】請求項2乃至4のいずれか記載のブラシレ
スDCモータ制御装置において、 前記運転モ−ド切換手段は、前記他制運転から前記実位
相への切換えに際し、前記駆動電圧の位相が前記実位相
より所定値以上進んだ進み位相状態であれば前記PWM
電圧のデュ−ティ比を減少し、かつ、前記駆動電圧の位
相が前記実位相より所定値以上遅れた遅れ位相状態であ
れば前記PWM電圧のデュ−ティ比を増大して、前記駆
動電圧の位相を前記実位相に近接させることを特徴とす
るブラシレスDCモータ制御装置。
5. The brushless DC motor control device according to claim 2, wherein said operation mode switching means switches the phase of said drive voltage when switching from said remote control operation to said actual phase. If the phase is advanced by more than a predetermined value from the actual phase, the PWM
If the duty ratio of the voltage is reduced and the phase of the drive voltage is delayed by a predetermined value or more from the actual phase, the duty ratio of the PWM voltage is increased to increase the duty ratio of the drive voltage. A brushless DC motor control device, wherein a phase is brought close to the actual phase.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれか記載のブラシレ
スDCモータ制御装置において、 前記運転モ−ド切換手段は、前記所定期間にわたって検
出された前記多数の位相差信号の全部が所定の位相差範
囲内に含まれる場合に前記切換えを行うことを特徴とす
るブラシレスDCモータ制御装置。
6. The brushless DC motor control device according to claim 1, wherein said operation mode switching means is configured to control all of said plurality of phase difference signals detected over said predetermined period to a predetermined position. The brushless DC motor control device, wherein the switching is performed when the brushless DC motor is included in the phase difference range.
【請求項7】請求項1乃至5のいずれか記載のブラシレ
スDCモータ制御装置において、 前記運転モ−ド切換手段は、前記所定期間にわたって検
出された前記多数の位相差信号の一部が所定の位相差範
囲内に含まれ、かつ、前記多数の位相差信号の残部が前
記進み位相状態である場合に前記切換えを行うことを特
徴とするブラシレスDCモータ制御装置。
7. The brushless DC motor control device according to claim 1, wherein said operation mode switching means includes means for controlling a part of said plurality of phase difference signals detected over said predetermined period to a predetermined value. The brushless DC motor control device, wherein the switching is performed when the phase difference is included in the phase difference range and the remaining phase difference signals are in the advanced phase state.
【請求項8】請求項2乃至5のいずれか記載のブラシレ
スDCモータ制御装置において、 前記運転モ−ド切換手段は、前記PWM電圧のデュ−テ
ィ比を所定量だけ増加した直後における前記所定期間に
わたって検出された前記多数の位相差信号の全てが前記
進み位相状態である場合に前記切換えを行うことを特徴
とするブラシレスDCモータ制御装置。
8. The brushless DC motor control device according to claim 2, wherein said operation mode switching means includes a predetermined period immediately after increasing a duty ratio of said PWM voltage by a predetermined amount. A brushless DC motor control device, wherein the switching is performed when all of the plurality of phase difference signals detected over the period are in the advanced phase state.
【請求項9】請求項1乃至5のいずれか記載のブラシレ
スDCモータ制御装置において、 前記運転モ−ド切換手段は、前記所定期間にわたって検
出された前記多数の位相差信号の一部が前記遅れ位相状
態である場合に前記切換えを行なわないことを特徴とす
るブラシレスDCモータ制御装置。
9. The brushless DC motor control device according to claim 1, wherein said operation mode switching means includes means for switching a part of said plurality of phase difference signals detected over said predetermined period to said delay. A brushless DC motor control device, wherein the switching is not performed in a phase state.
【請求項10】ブラシレスDCモータの多相の電機子巻
線への通電電流を断続する複数の半導体スイッチ素子を
有するインバ−タ回路と、 前記インバ−タ回路の制御により所定周波数、所定デュ
−ティ比のPWM電圧を前記電機子巻線に印加して前記
ブラシレスDCモータを所定回転数まで駆動する他制運
転手段と、 前記他制運転時の前記デュ−ティ比を検出するデュ−テ
ィ比検出手段と、 前記電機子巻線に誘起される電機子電圧に基づいて磁石
回転子の回転位置を示す位置信号を出力する位置検出手
段と、 前記位置検出信号に基づいて前記インバータの通電位相
を制御してPWM電圧を前記電機子巻線に印加する自制
運転手段と、 前記位置信号に基づいて求めた前記磁石回転子の実位相
と駆動電圧位相との間の位相差を検出して前記位相差に
関連する位相差信号を出力する位相差検出手段と、 前記他制運転から前記自制運転への切換えを行う運転モ
−ド切換手段と、 を備えるブラシレスDCモータ制御装置において、 前記運転モ−ド切換手段は、前記他制運転から前記実位
相への切換えに際し、前記駆動電圧位相が前記実位相よ
り所定値以上進んだ状態であれば前記PWM電圧のデュ
−ティ比を減少し、かつ、前記駆動電圧位相が前記実位
相より所定値以上遅れた状態であれば前記PWM電圧の
デュ−ティ比を増大して、前記駆動電圧位相を前記実位
相に近接させることを特徴とするブラシレスDCモータ
制御装置。
10. An inverter circuit having a plurality of semiconductor switch elements for intermittently supplying current to a multi-phase armature winding of a brushless DC motor, and a predetermined frequency and a predetermined duty under control of the inverter circuit. A second braking means for applying a PWM voltage having a duty ratio to the armature winding to drive the brushless DC motor to a predetermined rotation speed; and a duty ratio for detecting the duty ratio at the time of the other braking operation. Detecting means, position detecting means for outputting a position signal indicating the rotational position of the magnet rotor based on the armature voltage induced in the armature winding, and energizing phase of the inverter based on the position detection signal. Self-control operation means for controlling and applying a PWM voltage to the armature winding; detecting a phase difference between an actual phase of the magnet rotor obtained based on the position signal and a drive voltage phase, A brushless DC motor control device comprising: a phase difference detection unit that outputs a phase difference signal related to the difference; and an operation mode switching unit that switches from the self-control operation to the self-control operation. The mode switching means reduces the duty ratio of the PWM voltage if the drive voltage phase is advanced by a predetermined value or more from the actual phase when switching from the remote control operation to the actual phase, and If the drive voltage phase is delayed by a predetermined value or more from the actual phase, the duty ratio of the PWM voltage is increased to bring the drive voltage phase closer to the actual phase. Control device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004222337A (en) * 2003-01-09 2004-08-05 Fuji Electric Holdings Co Ltd Ac-ac power converter
JP2008220078A (en) * 2007-03-06 2008-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Controller for brushless dc motor and ventilating air-blower
JP2008236842A (en) * 2007-03-16 2008-10-02 Rohm Co Ltd Motor driving circuit, driving method, and disk device using same

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