JPS59159690A - ブラシレス直流電動機の回転子位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブラシレス直流電動機の回転子位置検出に係り
、特に固定子巻線に誘起された電圧を検出するようにし
たブラシレス直流電動機の回転子位置検出方式に関す名
ものである。

従来より、ブラシレス直流電動機の回転子の位置を固定
子巻線の誘起電圧から検出する方式は種々提案されてお
る。１７図及び矛２図はその一例を示したもので、これ
について説明する。

２７７図において、／は商用交流′電源（例えばＡｃ１
ｏｏｖ、乙Ｏ’ｌ’（２）、２は上記交流電源／に力率
改善用リアクトル３を介して接続された整流回路で、ダ
イオードＤ工の７ノードとダイオードＤ２のカノードを
リアクトル３を介して交流電源／の一端に接続し、この
交流型＃／の他端にダイオードに挿入したコンデンサＣ
□と０２の接続点を接続し、上記コンデンサＣ工とＣ３
の直列回路にコンデンサＣ３を挿入して倍電圧整流回路
を形成し、上記コンデンサＣ３の端子間から整流平滑し
た直流出力を送出するようになってみるＯｌは三相星形
結線された固定子巻線Ｓと回転子乙からなるブランレス
直流電動機（以下、単に電動機と呼称する）である。

７は上記整流回路２の出力端に接続されて電動機ｌの固
定子巻線Ｓに通電制御するようにした７２００通電形の
インバータ回路である。これはトランジスタからなる４
個のスイッチング素子ＱｕとＱＸ。

ＱＸｒと、Ｑ、、　、　ＱｗとＱ２を２個づつ直列に接
凱して組とし、これをブリッジ拍に結線して整流回路２
の出力端に接続し、各組のスイッチング素子相互の接続
点（例えばＱｕ、！：ＱＸの接続点）を出力端として固
定子巻線Ｓの各相にそれぞれ接続して、上記各スイッチ
ング素子が順次／２ｏ０導通することにより各相の固定
子巻線Ｓを通電するようになっている。

そして、上記スイッチング素子Ｑｗ＋　ＱＸｔ　Ｑｖ＋
　Ｑｙ＋ＱＷ、Ｑ２のベースには入力側と出方側を絶縁
してその入力によりドライブ出方を送出するようにした
ベースドライブ回路ＢＤがそれぞれ接続されておる。ｇ
は電動機グの回転子乙の位置検出信号を送出するように
した位置検出回路である。これは、固定子巻線Ｓの各相
に、抵抗とコンデンサ（Ｒ，＆Ｃｕ、Ｒｖとｃｖ、Ｒｗ
とｃＷ）を直列に接続してなる移相器の上記抵抗Ｒ，，
’　Ｒｖ、　Ｒｗの一端をそれぞれ接続し、コンデンサ
ｃｕ、　Ｃｖｌ、　Ｃ，１０一端を共通接続して中性点
となし、これを接地した星形結線の移相回路７と、この
移相回路りの各移相器の出力端（抵抗とコンデンサの接
続点）に比１ｉＪ１ｇｃｐ　　、　ｃｐ　　、　ｃｐｖ
。

ｕ　　　　　　　■ の一方の入力端を接続し、他方の入カ蒐を接地（上記移
相回路りの中性点２接続）した比較回路１０とから形成
され、固定子巻線Ｓの巻線電圧を７０°位相遅れに移相
する各移相器の略三角波状の出力電圧と、移相回路りの
中性点電圧とを比較して、ｉ・ｋ１定子巻線に鎖交する
回転子の磁束の変化に応じた固定子巻線の訪起電圧から
回転子の位置を検出し、矩形波状電圧に波形整形した上
記比較出力を回転子乙の位置検出信号として比較器ＣＰ
ｕ。

ＣＰＶ、　　ＣＰｖｌ、の出力端からそれぞれ送出する
ようになっておる。／／は上記インバータ回路７のスイ
ッチング素子Ｑｕ　Ｉ　ＱＸ　ｒ　Ｑｙ　＋　Ｑｙ　＋
’　ＱＷ　＋　Ｑｚ　’に／−２０°通電させるための
開閉信号を送出するようにした論理回路で、入力した位
置イ火出信号の組合せにより上記スイッチング素子を例
えばＱｕ−Ｑ２−Ｑｖ−籟−ＱＷ−Ｑｙの順に導通しゃ
断する開閉信号をそれぞれ送出して固定予巻ｍＳの各相
を順次通電せしめるようになっている。そして、この論
理回路／／は、負荷電流を検出する電流検出器７．２及
び負荷′ｒＥ匝検比検出回路の出力・信号により負荷電
流が大きくなったとき（過負荷時）にはインバータ回路
７のスイッチング素子がオフ状態になるように開閉イ菖
号を送出し、重動機グの起動時には起動回路／グの出力
信号により上記スイッチング素子がオン状曹となるよう
に開閉信号を送出するようになっておる０この方式によ
る場合、インバータ回路７の４個のスイッチング素子Ｑ
ｕＩＱｘｇＱｖＩＱｙＩＱｗ、Ｑ２のしゃ新領域では各
素子のオフ時の洩れインピーダンスにバラツキがあるた
め、交流電源／を整流平滑した整流回路２の出力を用い
るインバータ回路７にあっては、星形結線された移相回
路りの入力電圧に交流電源／に起因する誘導電圧が重畳
し、移相回路りの中性点を回路接地と接続してもその除
去は困離となって、電動機グを特に低温回転領域で使用
するとき、１だ起動直後の超低速回転領域にあるときに
は固定子巻線電圧に対する誘導：［圧の値が接近してく
るため、正確な９０位相遅れの電圧が得られず、回転子
乙の適確な位置検出ができないという問題を有し、一方
、高速回転領域で負荷が増大したときにあっても、交流
電源／を整流平滑した整流回路−の出力電圧のリップル
が増大するため、固定子巻線の印加電圧に大きな脈動を
生じ、固定子巻線電圧には電動機グの回転数と交流電源
／の電源周波数に起因するリップル電圧の相互作用によ
り不平衡電圧が繰返し発生し、このため位置検出回路ど
の星形結線された移相回路りの各移１’ｌｆｌ器の出力
電圧が不平衡となり、その出力％圧波形が移相回路りの
中性点に対してｌｉ流的にシフトされた波形となって移
相条件が不安定となり、これを比較して出力する比較回
路１０の各比ｉＩ！！２器の出力のデユティ比も大巾に
変化したものとなるという問題を有している。このこと
はインバータ回Ｗ６７の各スイッチング素子の適時動作
が不安定となることを意味し、これにより電動機グの固
定子巻線Ｓへの印加電圧が不平衡条件となってさらに交
流１ｂ、源ｌに起因する電圧リップルとの相互干渉を惹
起して固定子巻線Ｓの印加電圧は一段と不平衡となりト
ルクむらを増大し、′ＩＦ動機ｌの振動や騒音が増大す
ると共に、固定子巻線Ｓの入力電流が増加し、電動機の
効率が低下するのみならず、スイッチング素子の破壊を
ひきおこすおそれも生ずるという問題を有している。

父、）／２図は２！／図における位置検出回路どの他の
従来例を示したもので、星形結線された移相回路りの各
移相２．１の出力端にバッファ増幅器Ａｕ。

ＡＶＩＡｗの入力端をそれぞれ接続して各移相器の出力
°を低出力インピーダンス化し、このバッンア増幅器Ａ
ｕ、ＡＶ、ＡＷ１７）出力端を、比較器ｃＰｕ、ｃＰｖ
。

ＣＰｗの一方の入力端に接続すると共に、抵抗Ｒａ。

Ｒｂ、Ｒｏを介して、一端接地のコンデンサｃＮに共通
接続し、この共通接続点を上記些較器ｃｐ　　、　ｃｐ
ｖ。

ＣＰＷの他方の入力端に接続して比較回路／　Ｏ’を形
成し、低出力インピーダンス化した各整相器の出力を抵
抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｏを介して合成し、コンデンサＣＮに
より平均化してこれを中性点電圧とみなし、この中性点
電圧と、バッファ増幅器Ａｕ＋　Ａｖｔ　Ａ７介した導
出した各移相器の出方電圧とを比較して回転子乙の位置
検出信号を比較器ＣＰｕ、　ＣＰ、、　、　Ｃ！”Ｗ’
の出力端からそれぞれ送出するようにして位置検出回路
ｇ′を形成したものである。この位置検出回路ｇ′を矛
／図に示す位置検出回路ざに代って設けた方式の場合、
交流電源／よりの誘４　’ｒＷ圧による誤動作をある程
度防止することが可能となるが、バッファ増幅器Ａｕ、
　ＡＶ、　Ａｗの入力は２・７図１こおける比較ｂ　Ｃ
Ｐｕ　ｙ　ＣＰ　ｖ’　ｙ　ＣＰｗの入力と同一条件下
にあるため、誘導電圧もバッファ増幅器により増幅、か
つ低出力インピーダンス化されるので、誘導゛１［を圧
を完全に除去しようとすると、抵抗Ｒ１Ｒｂ’　Ｒｃと
コンデンサｃＮとのｃｌ定数が増加して応答速度が低下
し、上述したように、電動機の固定子巻線電圧が不平衡
となった場合、上記時定数とＸＩＬ動機の応動速度及び
交流電源を整流平滑した出力％　ｌ’Ｅのリップル等が
干渉して不平衡状態を助長するおそれがあるという問題
を有している。

又、上記問題の対策として移相回路の出力端にフィルタ
回路を設けたシ、整流平滑した出刃の定７ｆｆ　王化を
図ったりしたものも提案されておるが、抵抗、コンデン
サの耐量を増加させ、応答速度の低下、あるいは整流平
滑用コンデンサの耐量や容１１′″ｌの増加を招き、機
器の小形化を図ることができず、しかも、固定子巻線電
圧が一旦不平衡となるとこれを助長することになって、
位置検出信号のデユティ比が変化して低迷から高速回転
の全領域に亘って常に安定した動作を得ることが困難で
、上述した問題が十分解決されたどは云えない現状にあ
る。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、その
目的とするところは、整流平滑用コンデンサの耐量の増
加や整流回路の出力の定電匡化を図ることなく、応答速
度を低下させることなく、電動機の低速から高速に至る
全領域で回転子の位置を適確眞検出することができるよ
うにしたものを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、インバータ回路の
入力端に仮想中性点回路を設け、この仮想中性点回路の
中性点と、固定子巻線に星形結線されて接続した電圧ク
ランプ回路とこの電圧クランプ回路の出力端に星形結線
されて接続した移相回路との中性点とを接続して回路接
地し、交流分の零点電圧と移相回路の出力電圧とを比較
して回転子の位置を検出するようにしたものである。

以下、本発明の実施例を牙３図及び牙ゲ図によって説明
する０尚牙／図における位置検出回路ｇを除いて同様に
構成されているので、同じ符号を付して説明の重複をさ
けて説明することとする。

１０ｇは回転予感の位置検出回路で、これはインバータ
回路７の入力端に設けた仮想中性点回路１０９と、固定
子巻線乙にクランプ器を星形結線されて接続した電圧ク
ランプ回路／１０と、この電圧フラング回路Ｉ１０の出
力端に星形結線されて移相器を接続した移相回路／／／
と、この移相回路／／／と？Ｅ圧クジンプ回路／１０の
中性点を仮想中性点回路１０りの仮想中性点に接続して
回路接地し、交流会の零点電圧と上記移相回路／／／の
出力電圧とを比較した出力を回転予感の位置検出信号と
して送出するよう圧した比較回路／／２は、交流電源／
を整流平滑した整流回路コの出力回路７と並列に接続さ
れ、かつインバータ回路７の出力端は電動機グの三相星
形結線の固定子巻線されていない中性点の電圧を実質的
にコンデンサＣ４と０５の接続点（仮想中性点ＫＮ）よ
り得て仮想中性点回路となすようになっておる。そして
、上記コンデンサＣ４，Ｃ５と抵抗Ｒ工、Ｒ２とはそれ
ぞれ同一の値（Ｃ４＝０５．ＲニーＲ２）とし、その値
は、コンデンサ０４！　”５は交流電源／に起因する誘
導電圧を十分除去するために、インピーダンスをスイッ
チング素子のオフ時の洩れインピーダンスより十分低い
値となるように設定し、抵抗Ｒ工、Ｒ２はコンデンサＣ
４，Ｃ５の洩れ抵抗よシも十分低い値に設定して、仮想
中性電圧を整流回路コの出力電圧の％にすると共に、交
流電源／に対して安定した′ＦＬ圧を得るようになって
おシ、例えば、Ｃ４−Ｃ５≧１０μＦＲニーＲ２≦１０
０にΩ　となるように設定してもよい。

電圧クランプ回路／１０は、固定予巻ｉ１５の各相に、
アノードを接続して逆直列接続となった一対Ｏ定Ｎ　Ｅ
Ｅ　タイオＦ’　Ｚ　Ｄ　ｌとＺＤ２．ＺＤ３とＺＤ４
．ＺＤ５とｚＤ６ノ上記定電圧ダイオードＺＤ□、ＺＤ
３．ＺＤ５のカソードを抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を介して
それぞれ接続し定電圧ダイオードＺＤ２．　ＺＤ４．　
ＺＤ６のカソードを共通接続しこの接続点を回路接地し
て、抵抗と一対の定電圧ダイオードからなるクランプ器
を３相星形結線し、この各クランプ器の抵抗と定電圧ダ
イオードとの接続点（Ｒ３とＺＤ□、Ｒ４とＺＤ３゜Ｒ
５とＺＤ、）を出力端として各相のクランプ出力を得る
よう如形成されておる。移相回路／／／は、上記電圧ク
ランプ回路Ｉ１０の各クランプ器の出や 刃端にコンデンサｃ６．　Ｃ７，０８の端を抵抗Ｒ６，
Ｒヮ。

Ｒ８を介してそれぞれ接続し、上記コンデンサｃ６゜Ｃ
７，Ｃ８の他端を共通接続し、この接続点を回路接地し
て、抵抗とコンデンサから成る移相器を３相星形結線し
、コンデンサＣ６，Ｃ７，Ｃ８の端子間にはコンデンサ
の洩れ抵抗によるバラツキによって生ずる時定数の変動
を防止するためのバイパス抵抗Ｒ９，Ｒ，、ｏ、　Ｒよ
、をそれぞれ挿入して、各移相器の抵抗とコンデンサの
接続点（Ｒ６とｃ６１Ｒ７とＣ７，Ｒ８とＣ８）を出力
端としてりｏセ相遅れに移相した出力電圧を送出するよ
うになっており、上記固定子巻線Ｓの線間電圧を３相星
形結、線された電圧クランプ回路Ｉ１０によシうけて相
電圧となし、この相電圧を逆直列接続した一対の定電圧
ダイオードによシミ圧りランプすることによって、電動
機負荷が増大して順流平滑した整流回路２の出力（直流
電圧）のリップルが増大した場合に発生する固定子巻線
Ｓへの印加を田の不平衡、即ち各相電圧の尖頭値の不平
衡が発生しても常に安定した尖頭値を有する３相相電匡
となし、これを移相回路／／／の各移相器によシタ０惟
相遅れの略三角波状ＷＥを導出するようになっている。

しかも、３相星形結線となった上記電圧クランプ回路／
１０と１０りは交流電源／の電源周波数に対して十分低
インピーダンス化され、かつ、３相星形結線された電圧
クランプ回路Ｉ１０と移相回路／／／の入力電圧は、電
源周波数とインバータ回路７の各スイッチング素子のオ
フ時の洩れインピーダンスのバラツキによる誘導電圧の
影響をうけることなく電圧クランプ回路／１０によシ艇
流平滑した拮流回路−の出力（＠流電圧）のりツプル（
こよる固定子巻線Ｓの電圧等の不平衡に対して電圧クラ
ンプ゛することにより、移相回路／／／の各移相ｋｇ力
≧ら常に安定した９００位相遅れの出力電圧をＫｍるこ
とかできるようになっておる。比較回路１１２’ｔま上
記移相回路／／／の各移相器の出力端（こコンデｑ） ンサＱ、Ｃ、Ｏの端をそれぞれ接続しこのコ９　　　１
０　　　　１１ 、Ｃの他端を抵抗ＲＩＲＩ ンデ７すＣ９・Ｃ１０１１１２，１３ Ｒをそれぞれ介して回路接地すると共に、比較４ 器ＣＰｕ、ＣＰｖ、ＣＰ　の非反転入力端子をこそｉｔ
ぞれ接Ｈし、上記コンデンサＣ９，Ｃ工。ｌＣ工□の端
子間には、コンデンサ洩れ抵抗によるノくラツキ（こま
って生ずる時定数の変動を防止するための）（イノくス
抵抗Ｒ工５１　１６１Ｒ工、をそれぞれ挿入し、比較器
ＣＰｕ、ＣＰｖ、ＣＰｗの反転入力端子を回路接地して
、移相回路／ｌ／の各移相器の三角波状の出力電圧をコ
ンデンサと抵抗により（Ｃ８とＲ工２．Ｃ工０とＲ□３
．Ｃ工、とＲ工。）交流結合させることにより、固定予
巻ＩＮ　Ｓの誘起電圧の位相の不平衡発生時ｅこ上記三
角波状の出力電圧が直流的に若干シフトされるのを除去
して回路接地を中心として正負対象な三角波状の電圧に
矯正し、これを比較器ＣＰｕ。

ｃｐ　　、　ｃ、ｐＷにより回路接地電圧（即ち交流会
の零■ 電圧）と比較してデユティ比５０％の矩形波の出力電圧
を位置検出信号として該比較器ＣＰｕ１ＣＰｖ。

ＣＰの出力端から上記論理回路／／にそれぞれ送出する
ようになっておる。

次に回転予感の位置検出動作について矛３図及び−相分
のみ示したタイムチャード図であるオグ図により説明す
る。交流電源／（例えばＡＣ１００■、乙ＯＲ２）をリ
アクトル３を介してうけた整流回路２は、これを倍電圧
に整流平滑してその出力電圧をインバータ回路７と仮想
中性点回路１０りに供給す゛る。この出力電圧には交流
電源／の電源周波数（例えば乙０Ｈ２）に起因するリッ
プルが含れるため仮想中性点回路１０９の仮想中性点Ｅ
Ｎを中心として一λｔ１図２の出力で示す正負対象の波
形となる。

次に電動機ｌを起動する。これは周知のように起動回路
／グからの起動信号により論理回路／／が応動してその
出力端からインバータ回路７のスイッチング素子Ｑｕ、
ＱＸ、Ｑｖ、Ｑｙ、ＱｗＩＱ２のベースにベースドライ
ブ回路ＢＤを介して順次開閉信号が送出して上記スイッ
チング素子を導通しゃ断せしめて固定子巻線Ｓの各相を
順次通電させることにより電動機ｔを起動させ、周波数
を例えば３Ｈから２０　Ｈ２Ｆで上昇させると共に、回
転数を所定の回転数（例えば乙０Ｏｒ−ｐ、−ｍ）−ｉ
で上昇させるいわゆる他制動作が上記起動回路／ｌによ
って行なわれた後、位置検出回路１０ざの位置検出信号
により論理回路／／を介してインバータ回路７の各スイ
ッチング素子が適時開閉ｉ１ｉ’制御されるいわゆる自
制動作が行なわれる。

固定子巻線Ｓの各相の線間電圧はインバータ回路７の各
スイッチング素子の導通しゃ断により整流回路２の出力
が印加されて一相分についてみれば、仮想中性点ＥＮを
中心にして正負に交番する略台形状の電りに波形となっ
て示される（牙グ図／１０の入力）。この際、仮想中性
点ＥＮは電圧クシンプ回路／１０．移相回路／／／の中
性点と接続されているので、動揺することなく安定した
仮想中性点電圧となって示される。又、上記電圧波形に
おける■８はスイッチング素子の電流しゃ断によって生
ずるスパイク電圧である。

そして、上記固定子巻線Ｓの各相の線間電圧をうけた電
圧クランプ回路／１０は逆直列接続した定電圧ダイオー
ド（’ＺＤ□とＺｎ２．Ｚｎ３とＺｎ２゜Ｚｎ５とＺｎ
６）のツェナー電圧■２によりクランプした略矩形波の
出力電圧を各クランプ器からそれぞれ送出する（矛グ図
Ｉ１０の出力）。この際、電動機グの負荷が増大して固
定子巻線Ｓの各相に接続した各クランプ器の入力電圧の
尖頭値に不平衡が生じても各クランプ器は常シこ安定し
た尖頭値を有する相電圧として矩形波の出力電圧をそれ
ぞれ・送出する。又、電動機ｌの負荷により発生トルク
に脈動を生じても各クランプ器の出力電圧波形は安定し
た矩形波となる。上記電圧フラング回路／７１０の出力
電圧をうけた移相回路／／／の各移相器は抵抗とコンデ
ンサ（Ｒ６とＣ６，Ｒ７トＣ７，Ｒ８とＣ８）とにより
７０°位相遅れの三角波状電圧に変換し交番する出力′
電圧をそれぞれ送出する（オｑ図１１０の出力）。この
とき上記各移相器の出力は、電動機グの回転が例えば圧
縮機用として使用されて負荷が／回転中において変動す
ると、固定子巻線Ｓの各相の誘起電圧には位相の不平衡
が生じ、このため各移相器では正負の極性方向の積分時
間のずれにより仮想中性点ＥＮに対して直流的にシフト
された波形となって出力される。〔オグ図／／／の出力
〕′。しかし、この移相回路／／／の各移相器の出力電
圧をうけた比較回路／／２は入力端（こ設けたコンデン
サと抵抗とにより（Ｃ９とＲ工、。

Ｃ□。と且□３．Ｃ工、とＲ□４）交流結合されて上記
シント分が除去され、仮想中性点ＥＮを中心として正負
対象に矯正したりＯ０位相遅れの三角波状の出力電圧が
比較器ＣＰｕ、ＣＰｖ、ＣＰＷに入力される（牙り図Ｃ
Ｐ、ＣＰｖ、ＣＰｗの入力）０これをうけた比較器ＣＰ
ｕ、ＣＰｖ、ＣＰＷは他方の人力（仮想中性点゛ｔ「圧
）と比較してデユーティ比ＳＯ％となった矩形波の出力
電圧を回転＋６の位置検出信号としてそれぞれ送出する
。又、上記位相の不平衡発生時、各移相器のコンデンサ
Ｃ６＋　０７＋　（−ａはその直流シフトの原因となる
電荷をバイパス抵抗Ｒ９゜Ｒ工。、Ｒ工□を介して速や
かに放電することになるので、直流シフトの原因となる
電荷の蓄積が抑制され、移相器出力の零点レベルの安定
化が図られる０ このように、電動機とその負荷の特徴から固定子巻線の
誘起電圧に位相不平衡が生じこれが位置検出回路に入力
されてり０°位相遅れの三角波電圧が直流的にシフトさ
れた出力電圧と基準電圧又は接地電圧とを比較した場合
には比較器の出力のデユティ比がＳＯチとならず、これ
を位置検出信号として論理回路／／を介してスイッチン
グ素子を導通しゃ断すれば固定子巻線の線間電圧も不平
衡となり、さらにこれに起因して電動機の回転が不安定
となって、一層回転子の位置検出が不安定“となって、
電動機の不安定動作を増加して、電動機の効率、回転不
整率を悪化し振動や騒音を増加させ、スイッチング素子
の破壊を誘発することになるが、移相器の出力を交流結
合させることにより、これを防止して適確な回転子の位
置検出が行なわれる。

尚、上記実施例にあって、位置検出回路１０ざの比較回
路／／２は移相回路／／／の出力を交流結合して比較す
るように説明したが、これｔこ代って、）ｊＳ図に示す
ように、移相回路／／／の各移相器の出力端に比較器Ｃ
ｐ、　ＣＰｖ、　ＣＰＷの非反転　Ｕ 入力端子をそれぞれ接続すると共に、比較器ｃｐｕ。

ＣＰｖ、ＣＰｗの反転入力端子を抵抗とコンデンサとに
よる（ＲとＣ、ＲとＯ、ＲとＣ） ［１１２，１９１３２０１４ ０−バスフイルタを介してそれぞれ接続して、各移４（
」器のり０°位相遅れの出力電圧とこれをローパスフィ
ルタによって平均化した電圧とを比較せしめて、各移相
器の出力に直流的なシフト電圧が含才れてもこの直流分
をローパスフィルタの出力により補正してデユティ比が
適確に５０％となった位ｉ′り検出信号を送出せしめる
ようにした比較回路／／２′を用いてもよい。

父、上記実施例にあって移相回路／／／は抵抗とコンデ
ンサによる移相器により９００位相遅れの出力電圧を送
出するように説明したが、これに代って、矛乙図に示す
ように、演算増幅器Ａ□、Ａ２゜Ａ３の反転入力端子を
、抵抗Ｒ２４’　”’２５　’　Ｒ２６をそれぞれ介し
て、電圧クランプ回路Ｉ１０の各クランプ器の出力端に
それぞれ接続し上記演算増幅器Ａ工、　Ａ２’、　Ａ３
の反転入力端子と出力端子間には抵抗とコンデンサとを
（ＲとＣＩＲとＣ。

２１　　１５　　２２　　１６ Ｒ２３と０□７）並列にそれぞれ挿入し、演算増幅器Ａ
□Ｉ　’Ａ２１　Ａ３の非反転入力端子を回路接地して
電圧クランプ回路／１０と仮想中性点回路１０９の中性
点と接続して、積分器により電圧クランプ回路／１０の
各クランプ器の出力をりＯ０位相遅れの三角波状の出力
電圧で各積分器の出力端からそれぞれ送出せしめるよう
にした移相回路／／／′を用いてもよい。

又、上記実施例にあって、移相回路１０ｆの位置検出信
号即ち、比較回路／／２の出力信号は正負両極性の出力
として説明したが、これに限定されるものではなく、比
較器ｃＰ、　ｃｐ　　、、　ｃｐを単ｕ　　　　　　　
　ｖ　　　　　　　　Ｗ−電源とし、この比較器の一方
の入力端に該比較器の’ｒ［分間シこ直列接続した２つ
のコンデンサとこのコンデンサの端子間に抵抗をそれぞ
れ挿入しコンデン→）Ａ１」互の接続点を仮想接地点と
した仮想接地回路の上ｒ；ピ仮想接地点を接続して、移
相器の出力を仮想接ＪｌｉｌＪ　７シし圧と比較し、三
角波状の電圧に対応した単一極性の矩形波の出力信号を
送出するように形成してもよいことは言う壕でもない。

不発す］によＡ１ば、交流°重分を整流平滑した出力を
送出する整流回路の出力端にコンデンサと抵抗Ｊ：りな
る仮想中性点回路を設け、この仮想中性点回路の仮想中
性点と位置検出回路の星形結線された″１１Ｌ圧クラン
プ回路と移相回路の中性点と接続して　ｌ：ｐ灯点電圧
の安定ｆヒかつ低インピーダンス化を１ン）っているの
で、交流電源の電源周波数とイン洩れ バータ回路のスイッチング素子のオフ時゛ｌαで−ンピ
ーダンスのバラツキとによる誘導電圧が位置検出回路に
重テＹＬするのを阻止して回転子位置検出の誤動作を防
止することができ、しかも、固定子巻線の各相に抵抗と
逆直列接続した一対の定電圧ダイオードからなるクラン
プ器をそれぞれ接続すると共に星形結線とした電圧クラ
ンプ回路の中性、屯を上記仮想中性点回路の仮想中性点
と接続して位置検出回路の中性点の安定化を図って電圧
クランプ回路の各クランプ器の常に安定した出力を移４
目せしめるようにしであるので、移相出力の安定化、デ
ユティ比の安定化を図った位置検出信号を送出すること
かでき、電動機の負荷が増大することによる整流回路の
出力電圧のリップルに起因して生ずる位置検出信号のデ
ユティ比の変化や９００位相遅れの狂いによりスイッチ
ング素子を導通しゃ断することによって固定子巻線の線
間電圧が不平衡となり、さらにこれが原因となって電動
機の回転が不安定となって一層回転子位置検出が不安定
となるという正帰還理数を呈し、電動機が不デ定動作と
なるのを防止することができや。このことは、起動回路
によって電動機を所定回転数まで上昇せしめることなく
起動後の低速時から位置検出動作を行なわしめることが
できることになって、起動回路の簡略化を図ることがで
きることは勿論、電動機の可変使用領域を低速から高速
回転領域まで拡大して、電動機の適用範囲の拡大化を図
ることができ、かつ電動機の効率・回転不整率の悪化を
ｆＸｌ止し、’＆、ｌ−ルクむらによる振動・騒音の増
加を防止し、スイッチング素子の破壊の誘発を防止する
ことができるという大きなｆ１４点を生じせしめること
ができる。又、この移相回路の９０”Ｊ相違れの三角波
状の出力電圧を比較する比較回路は、入力を交流分の零
電圧と比較するようにしであるので、°電動機負荷の不
安定性により位相的な不平衡が生じて固定子巻線′電圧
が不平衡状態になり、移４１１回路の出力が直流的にレ
ベル７ノトされるよ５なことがあっても、デユティ比Ｓ
Ｏ％で７００位相遅れの位置検出信号を適確に送出せし
めることができ、固定子巻線電圧を利用した回転子の位
置検出を正確に行うことができる。このことは電動１代
の’Ａ荷が圧縮機のように回転不整率を有するものに対
して大きな利点となる。更に、電圧クランプ也路を介し
て固だ子巻線電圧を移相せしめるようにしであるので、
コンデンサや抵抗の耐量。

時定数句の増加による電動機の機械的な時定数との共振
を防止して電動機の安定動作を図ることができ、しかも
整流回路の平滑用コンデン勺°容量を負荷増加によるリ
ップルを太［１コに抑制するためなこ大巾に増加させる
必要がなく、また整流回路の出力の定電圧化を図る必要
もないので、装置を安価にかつ小形軽量化を図ったもの
にすることができる等著しい効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

）・７図は位置検出方式の従来例を示すブロック図、牙
２図は２ｔ／図の位置検出回路の他の従来例を示すブロ
ック図、ぢ７３図は本発明の実施例を示すブロック図、
第４を図は２！３図の動作を示すタイムチャート図、２
？Ｓ図は牙３図の比較回路の他の実施例を示すブロック
図、牙乙図は第３図の移相回路の他の実施例を示すブロ
ック図であるＯ／：交流電源、　２：整流回路。 グ：ブラシレス直流電動機、　Ｓ：固定子巻線。 乙：回転子、　７：インバータ回路。 タ、／／／、／／／’：移相回路。 １０．／び、／ｉ２．ｉ／ｒ：比較回路。 １０９：仮想中性点回路。 Ｉｌｏ：電圧クランプ回路。 ＱＵｔ　ＱＸ、　Ｑｙ＋　Ｑｙ＋　Ｑｌｗ、Ｑｚニスイ
ツチング素子フＺＤ　　・・・・・・・・・ｚＤ６：定
電圧り゛イオード。 特許出願人 株式会社　愛知電機工作所 アイチーエマソン電機株式会社 第１図 ｉＩｚ図 第５図 第６図 １１１″

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多相星形結線された固定子巻線と回転子からなるブラシ
   レス直流電動１？４＆と、交流電源に整流回路を介して
   複数のスイッチング素子をブリッジ形に結線してその出
   力端を上記固定子巻線の各相に接続したインバータ回路
   とを備え、上記固定子巻線の誘起電圧を検出してスイッ
   チング素子を適時導通しゃ断することにより各相の固定
   子巻線をＩＦ４次通電せしめるようζ・こしたブラシレ
   ス直流電動機の回転子位置検出方式において、上記固定
   子巻線の誘起電圧の検出手段として、上記整訛回路の出
   力端に２つのコンデンサを直列に接続しこのコンデンサ
   の端子間に抵抗をそれぞれ挿入し上記コンデンサ相互の
   接続点を仮想中性点とした仮想中性点回路と、上記固定
   子巻線の各相に接続された抵抗と逆直列接続した一対の
   定電圧ダイオードとからなるクランプ器を星形結線した
   電圧フラング回路と、この電圧クランプ回路の各クラン
   プ器の出力端に接続された移相器を星形結線した移相回
   路と、との移相回路の各移相器の出力電圧を交流会の零
   電圧と比較するようにした比較回路とを備え、上記電圧
   クランプ回路と移相回路の中性点を仮想中性点回路の中
   性点と接続して回路接地してなる位置検出回路を設けた
   ことを特徴とするブラシレス直流電動機の回転子位置検
   出方式。