JPS6096191A - ブラシレスモ−タの駆動回路 - Google Patents
ブラシレスモ−タの駆動回路Info
- Publication number
- JPS6096191A JPS6096191A JP58201810A JP20181083A JPS6096191A JP S6096191 A JPS6096191 A JP S6096191A JP 58201810 A JP58201810 A JP 58201810A JP 20181083 A JP20181083 A JP 20181083A JP S6096191 A JPS6096191 A JP S6096191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- rotor magnet
- output
- drive circuit
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
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。
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3相ブラフレスモータの駆動回路に関する。
従来6相のブラフレスモータの駆動回路は1200スイ
ノテノグ方式が一般的に用いられている。しかしこの1
200 スイッチング方式ではコイルをスイッチング駆
動するためIF−hJz音、1気ノイズ、トルクムラな
どが発生する欠点があった。この欠虞な改善するために
矛1図に示すようなアナログ通電方式が考えられている
。ホール素子1〜6は電$4.’5から抵抗6.7を介
して一θILが流され、ロータマグネット8からの磁束
を検出する。ホール素子1〜6の出力電圧は増幅器9〜
11で増幅されて駆動コイル12〜14を駆動しロータ
マグネット8を回転させる。今牙2図に示すようにホー
ル素子1〜6の出力電圧u、v、wがu = sinθ
。
ノテノグ方式が一般的に用いられている。しかしこの1
200 スイッチング方式ではコイルをスイッチング駆
動するためIF−hJz音、1気ノイズ、トルクムラな
どが発生する欠点があった。この欠虞な改善するために
矛1図に示すようなアナログ通電方式が考えられている
。ホール素子1〜6は電$4.’5から抵抗6.7を介
して一θILが流され、ロータマグネット8からの磁束
を検出する。ホール素子1〜6の出力電圧は増幅器9〜
11で増幅されて駆動コイル12〜14を駆動しロータ
マグネット8を回転させる。今牙2図に示すようにホー
ル素子1〜6の出力電圧u、v、wがu = sinθ
。
TTLI = U−Ku+ V ・Ky 十W−Kw−
Sin θ+Sln となる。つまり、3I−2図に示すようにトルクリソス
ルUの理想的なモータとなる。
Sin θ+Sln となる。つまり、3I−2図に示すようにトルクリソス
ルUの理想的なモータとなる。
しかしこのアナログ通電方式にあっては一般的にホール
素子出力は6相とも振幅2位相、オフセットかそれぞれ
ばらつくため、実勢にはそれらの影響を受けてトルクリ
ップルが生ずる。今振幅ズレをに2位相ズレをP、オフ
セットをLとし上式クリノズルをみると、、31−3図
(1人)〜(1D)に示すようになる。矛6図において
(1A)は理想的な状態でドルクリノズルかOとなる。
素子出力は6相とも振幅2位相、オフセットかそれぞれ
ばらつくため、実勢にはそれらの影響を受けてトルクリ
ップルが生ずる。今振幅ズレをに2位相ズレをP、オフ
セットをLとし上式クリノズルをみると、、31−3図
(1人)〜(1D)に示すようになる。矛6図において
(1A)は理想的な状態でドルクリノズルかOとなる。
(IB)は■相のピーク値か70% になった場合でト
ルクリソスルが22.2% となる。(1C)はV相の
オフセットが20%あった場合でドルクリノズルが26
.7%になる。(1D)は位相ズレが15°あった場合
でトルクリソスルが17.6% となる。また(1B)
(1c)の場合各相のピーク値に差rがおるため電′6
1.電圧にクリップされるまでの動作電圧範囲が少なく
なる。又5相のバランス条件U+V+W=Oも<1゛れ
るため電源4.5を単一%柳にした場合イマージイルグ
ランドのふるまいが不安定になる。
ルクリソスルが22.2% となる。(1C)はV相の
オフセットが20%あった場合でドルクリノズルが26
.7%になる。(1D)は位相ズレが15°あった場合
でトルクリソスルが17.6% となる。また(1B)
(1c)の場合各相のピーク値に差rがおるため電′6
1.電圧にクリップされるまでの動作電圧範囲が少なく
なる。又5相のバランス条件U+V+W=Oも<1゛れ
るため電源4.5を単一%柳にした場合イマージイルグ
ランドのふるまいが不安定になる。
本発明は6相のバランス条件を維持でき、かつトルクリ
ップルを減少させることができると共に各相のピーク値
をそろえることができるブラシレスモータの駆櫂1回路
を提供することを目的とする以下図面を参照しながら本
発明について詳細に説明する。
ップルを減少させることができると共に各相のピーク値
をそろえることができるブラシレスモータの駆櫂1回路
を提供することを目的とする以下図面を参照しながら本
発明について詳細に説明する。
矛1図は本発明の一例を示す。位置検出器を構成するホ
ール素子21.22はロータマグネット26による外部
磁束密度信号A、Bと入力電流Xによって出力X−A、
’X−Bを生する乗算器として働き、1zo0(電気角
)の位相差を持つように配衡される。位に検出器は8度
制御可能なものであればホール素子以外の光等を利用す
る検出器でもよい。ロータマグネット26は2n(’n
は1以上の整数)極に着磁されている6相の駆動コイル
24〜26 により回転付勢され、ロータマグネット2
60着磁分布が正弦波(或いは略正知坂)となっている
ことによってホール素子21.22の出力電圧か正弦波
となる。加算器2ノは矛6相の位偽伯号を合成する合成
器として用いられ、ホール素子21゜22 の出力u、
vを加算して反転することによって′A−6相の位掻信
号w −−(u + v )を合成するホール素子21
.22の出力電圧u、v及び加算器27 の出力電圧W
は増幅器28へ50で増幅されて駆動コイル24〜26
を駆動する。ここに増幅器28〜60は直流電源61よ
り給電されている。またホール素子21.22の出力電
圧u、v及び加算器27 の出力電圧Wは2乗演算器3
2〜34によりそれぞれ2乗されてu 、、v 、 w
となり、加算器へ5 で加算されてu +v +w
となる。この加算器65の出力電圧は増幅器66で基準
龜圧源37の基準電圧Eと比較され、その誤差亀、圧に
応じた袖1潜CXがホール素子21.22に帰還される
。従ってこの帰還ループによりu +■ +W −Eと
なるようにホール素子21.’22の電流が制@1され
る。
ール素子21.22はロータマグネット26による外部
磁束密度信号A、Bと入力電流Xによって出力X−A、
’X−Bを生する乗算器として働き、1zo0(電気角
)の位相差を持つように配衡される。位に検出器は8度
制御可能なものであればホール素子以外の光等を利用す
る検出器でもよい。ロータマグネット26は2n(’n
は1以上の整数)極に着磁されている6相の駆動コイル
24〜26 により回転付勢され、ロータマグネット2
60着磁分布が正弦波(或いは略正知坂)となっている
ことによってホール素子21.22の出力電圧か正弦波
となる。加算器2ノは矛6相の位偽伯号を合成する合成
器として用いられ、ホール素子21゜22 の出力u、
vを加算して反転することによって′A−6相の位掻信
号w −−(u + v )を合成するホール素子21
.22の出力電圧u、v及び加算器27 の出力電圧W
は増幅器28へ50で増幅されて駆動コイル24〜26
を駆動する。ここに増幅器28〜60は直流電源61よ
り給電されている。またホール素子21.22の出力電
圧u、v及び加算器27 の出力電圧Wは2乗演算器3
2〜34によりそれぞれ2乗されてu 、、v 、 w
となり、加算器へ5 で加算されてu +v +w
となる。この加算器65の出力電圧は増幅器66で基準
龜圧源37の基準電圧Eと比較され、その誤差亀、圧に
応じた袖1潜CXがホール素子21.22に帰還される
。従ってこの帰還ループによりu +■ +W −Eと
なるようにホール素子21.’22の電流が制@1され
る。
今ホール素子21.22fl′i:入力される牙1相の
信残りの牙6相の信号CはC= −(A+B)=sin
u=XA、v=XB、w=−X(A+B)となり5xは
ホール素子21’、22の感度を決める入力値である。
信残りの牙6相の信号CはC= −(A+B)=sin
u=XA、v=XB、w=−X(A+B)となり5xは
ホール素子21’、22の感度を決める入力値である。
加算器27vcよる演算で3相のバランス条件11 +
v + W = Oが自動的に維持される。
v + W = Oが自動的に維持される。
またu +v +W が一定値Eになる様に帰還がかか
ることにより各相の種々のバラツキが吸収される。この
場合帰還量Xは となり、ホール素子出力を正規化してコイル24〜26
の駆動波形U、V、Wをめると、になる。各相のトル
ク変換関数(逆起波形に等しい) Ku、Kv、 KW
をそれぞれKu=s1nθ、KvTrn=U−Ku+V
−、Kv+W−Kwとなる。今振幅ズレをに2位相ズレ
をP、オフセLとし、ドルクリノズルをみると】16図
(2A)〜(2D)のようになる。判・5図において(
2A)は理想的な状態でトルクリップルか0となる。
ることにより各相の種々のバラツキが吸収される。この
場合帰還量Xは となり、ホール素子出力を正規化してコイル24〜26
の駆動波形U、V、Wをめると、になる。各相のトル
ク変換関数(逆起波形に等しい) Ku、Kv、 KW
をそれぞれKu=s1nθ、KvTrn=U−Ku+V
−、Kv+W−Kwとなる。今振幅ズレをに2位相ズレ
をP、オフセLとし、ドルクリノズルをみると】16図
(2A)〜(2D)のようになる。判・5図において(
2A)は理想的な状態でトルクリップルか0となる。
(2B)は振幅ズレが60% vih−合でトルクリッ
プルが4.7%となる。(2C)はオフセットが20%
の場合でトルクリップルか2.7%になる。
プルが4.7%となる。(2C)はオフセットが20%
の場合でトルクリップルか2.7%になる。
(2D)は位相ズレか15°の場合でトルクリップルが
3.8 vcなる。又各相のピーク値も一怒、′するた
めに−h+tu圧のクリップレベルかそろい、11 +
V+ w = 0で駆動コイルのイマージイルグラン
ドか一定となって回路系か安定する。
3.8 vcなる。又各相のピーク値も一怒、′するた
めに−h+tu圧のクリップレベルかそろい、11 +
V+ w = 0で駆動コイルのイマージイルグラン
ドか一定となって回路系か安定する。
矛5図及び牙6図は本発明の一実絢例を示す。
ホール素子21.22の出力はそれぞれ演算増幅器58
.39、可変抵抗40〜46、抵抗44〜52よりなる
増幅器を介して2乗演算器32.33 及び増幅器28
.29に加えられる。×増幅器58.59の出力u、v
は演算増幅器56及び抵抗54〜57よりなる加算器2
7で加算及び反転されてw = −(u +■)となり
、2来演算器′54及び増幅器3(JK加えられる。増
幅器28〜6Uは演算増幅器58〜60.トランジスタ
61〜フ2.抵抗76〜84.コンデンサ85〜87よ
りなり、入力u、v、wを増幅してコイル24〜26を
駆動する。2乗演算器52〜34はそれぞれ演算増幅器
88〜90.電流源91〜96゜トランジスタ94〜(
/7よりなる市販の集積回路が用いられている。この集
積回路62〜64は電流モードで動作するもので、電圧
モードで使用するために抵抗98〜122.可変抵抗1
26〜125.演算増幅器126〜128か外部に堆イ
」けられ、オフセット調整を行うためにC’J f抵抗
129〜167及び抵抗138〜164が設(ハ)られ
ている。増幅器126〜128の出力電圧u 十v +
w は抵抗165〜169.演算増幅器17U、可変抵
抗171,172よりなる加算回路で加算され、この加
算回路から抵抗176゜174を通し℃ホール素子21
. ’22vc’lt流が供給されることによりこの電
汎はu +■ +w が一定値になるように制御される
。
.39、可変抵抗40〜46、抵抗44〜52よりなる
増幅器を介して2乗演算器32.33 及び増幅器28
.29に加えられる。×増幅器58.59の出力u、v
は演算増幅器56及び抵抗54〜57よりなる加算器2
7で加算及び反転されてw = −(u +■)となり
、2来演算器′54及び増幅器3(JK加えられる。増
幅器28〜6Uは演算増幅器58〜60.トランジスタ
61〜フ2.抵抗76〜84.コンデンサ85〜87よ
りなり、入力u、v、wを増幅してコイル24〜26を
駆動する。2乗演算器52〜34はそれぞれ演算増幅器
88〜90.電流源91〜96゜トランジスタ94〜(
/7よりなる市販の集積回路が用いられている。この集
積回路62〜64は電流モードで動作するもので、電圧
モードで使用するために抵抗98〜122.可変抵抗1
26〜125.演算増幅器126〜128か外部に堆イ
」けられ、オフセット調整を行うためにC’J f抵抗
129〜167及び抵抗138〜164が設(ハ)られ
ている。増幅器126〜128の出力電圧u 十v +
w は抵抗165〜169.演算増幅器17U、可変抵
抗171,172よりなる加算回路で加算され、この加
算回路から抵抗176゜174を通し℃ホール素子21
. ’22vc’lt流が供給されることによりこの電
汎はu +■ +w が一定値になるように制御される
。
このブランレスモーフの駆動回路は矛7図に示すように
ホール素子21.22と一体にしたモジュール175
Kでき、小型で1頼性の高い回路が#&’成できる。な
お矛7図においてH1〜H6とH4−H6は従来のホー
ル素子4XL&をそれぞれ示す。
ホール素子21.22と一体にしたモジュール175
Kでき、小型で1頼性の高い回路が#&’成できる。な
お矛7図においてH1〜H6とH4−H6は従来のホー
ル素子4XL&をそれぞれ示す。
が一定値になることを利用してホール素子20゜21
の出力u、v及び加算器27の出力Wをそれぞれ2乗し
たものの和か一定値になるようにホール素子21.22
の入力に帰還をかけているが、6相の止り玄波をそれぞ
れ7乗したものの和Sはとなり、Sが一定値になるとき
にはyが偶数であるo従りてu、v、wを累乗演算器で
それぞれy乗して加算し、その和が一定値になるように
ホール素子の入力に帰還をかけるようにしても上述の例
と同様な効果が得られる。但しyは上記和がゼロでない
一定値になるように偶数に設定する必要がある。
の出力u、v及び加算器27の出力Wをそれぞれ2乗し
たものの和か一定値になるようにホール素子21.22
の入力に帰還をかけているが、6相の止り玄波をそれぞ
れ7乗したものの和Sはとなり、Sが一定値になるとき
にはyが偶数であるo従りてu、v、wを累乗演算器で
それぞれy乗して加算し、その和が一定値になるように
ホール素子の入力に帰還をかけるようにしても上述の例
と同様な効果が得られる。但しyは上記和がゼロでない
一定値になるように偶数に設定する必要がある。
以上のように本発明によれば2個の位置橡出器の各出力
信号を合成器で加算して6相の信号を合成するので、3
相のバランス条件を維持することができ、電源か単一電
源であってもイマージイルグラ/ドか一定となっ1回転
系か安定する。また2個の位協検出器の出力信号及び上
記合成器の出力信号を各々累乗演算器で累乗して加算し
その和が一定値になるように累乗1jit算器σノベき
数を偶数に設定すると共に上81和か一定値と2るよう
に位餉扶出器を缶11餉1するので、位妬杉・出番出力
の振幅。
信号を合成器で加算して6相の信号を合成するので、3
相のバランス条件を維持することができ、電源か単一電
源であってもイマージイルグラ/ドか一定となっ1回転
系か安定する。また2個の位協検出器の出力信号及び上
記合成器の出力信号を各々累乗演算器で累乗して加算し
その和が一定値になるように累乗1jit算器σノベき
数を偶数に設定すると共に上81和か一定値と2るよう
に位餉扶出器を缶11餉1するので、位妬杉・出番出力
の振幅。
位相、オフセントがはらついてもトルクリップルを減少
させることができると共に各相のビークイ1をそろえる
ことができて穎源電圧のクリノブレベルをそろえること
ができる。さらに位kt%出器は6相にもかかわらず2
個用いるので、より精度の高いモータが必要で入力信号
を調整するようにする場合2相分を調整するようにすれ
はよく回路を簡素化できる。またモジュール化により小
型で信頼性の高い回路を構成することが可能である。
させることができると共に各相のビークイ1をそろえる
ことができて穎源電圧のクリノブレベルをそろえること
ができる。さらに位kt%出器は6相にもかかわらず2
個用いるので、より精度の高いモータが必要で入力信号
を調整するようにする場合2相分を調整するようにすれ
はよく回路を簡素化できる。またモジュール化により小
型で信頼性の高い回路を構成することが可能である。
矛1図は従来のアナログ通電方式を示すブロック線図、
矛2図は同方式の各部波形及びトルクを示す波形図、】
76図は同方式及び本発明の一例によるトルクリソグル
の実験結果を説明するだめの波形図、牙4図は本発明の
一例を示すブロック線図、則・5図及び牙6図は本発明
の一実柿例を示す回路図、牙7図は本発明のモジュール
化の例を説明するだめの概略的半面図である。 21.22・・・ホール素子、27・・−合成器、62
〜64・・・2乗演算器、55・・加算器。 0ε−〉神呼佃a) (ロズ5gmg羊vGLき賢へ)
手続補正書 昭和59年10月22日 1 事件の表示 昭和58年特許願第201810号 2発明の名称 ブラシレスモータの駆動回路 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (223)株式会社三協精機製作所4 代 理
人 住 所 東京都世田谷区経堂4丁目5番4号明細書の「
発明の詳細な説明」の欄および図 面 (1)明細書第4頁第16行、第8頁第16行及び第1
1頁第10行中の[イマージイルグランド」を「イマー
ジナルグラント」にそれぞれ訂正する。 (2)同第5頁第4行中の「第1図」を「第4図」に訂
正する。 (3)同第5頁第6行中の「外部磁束密度信号A」を「
磁束A、BJに訂正する。 (4)同第6頁第14行中の1第2相の信%A、BJを
「第2相の信号B」に訂正する。 (5)同第7頁第6行中の[帰3!1ffiXは」の次
に「E=1どすると」を加入する。 (6)同第7頁第1θ〜12行中の「 2(A2+82
十02)」をr 2(A” +B” +AB)Jに訂正
する。 (7)同第8頁第14行中のr3.Jを「3.8%」に
R」正する。 (8)図面中箱3図(IC)、第6図を別紙の通り言]
正する。 ’7j>3幻
矛2図は同方式の各部波形及びトルクを示す波形図、】
76図は同方式及び本発明の一例によるトルクリソグル
の実験結果を説明するだめの波形図、牙4図は本発明の
一例を示すブロック線図、則・5図及び牙6図は本発明
の一実柿例を示す回路図、牙7図は本発明のモジュール
化の例を説明するだめの概略的半面図である。 21.22・・・ホール素子、27・・−合成器、62
〜64・・・2乗演算器、55・・加算器。 0ε−〉神呼佃a) (ロズ5gmg羊vGLき賢へ)
手続補正書 昭和59年10月22日 1 事件の表示 昭和58年特許願第201810号 2発明の名称 ブラシレスモータの駆動回路 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (223)株式会社三協精機製作所4 代 理
人 住 所 東京都世田谷区経堂4丁目5番4号明細書の「
発明の詳細な説明」の欄および図 面 (1)明細書第4頁第16行、第8頁第16行及び第1
1頁第10行中の[イマージイルグランド」を「イマー
ジナルグラント」にそれぞれ訂正する。 (2)同第5頁第4行中の「第1図」を「第4図」に訂
正する。 (3)同第5頁第6行中の「外部磁束密度信号A」を「
磁束A、BJに訂正する。 (4)同第6頁第14行中の1第2相の信%A、BJを
「第2相の信号B」に訂正する。 (5)同第7頁第6行中の[帰3!1ffiXは」の次
に「E=1どすると」を加入する。 (6)同第7頁第1θ〜12行中の「 2(A2+82
十02)」をr 2(A” +B” +AB)Jに訂正
する。 (7)同第8頁第14行中のr3.Jを「3.8%」に
R」正する。 (8)図面中箱3図(IC)、第6図を別紙の通り言]
正する。 ’7j>3幻
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 2n(nは1以上の整数)極に着磁されたロータマグネ
ットと、このロータマグネットを回転付勢する6相の駆
動コイルと、上記ロータマグネットの回転位魯を検出し
電気角1200 位相差の出力信号を発生する2個の位
偽抄出器とを有するプランレスモータの駆動回路であっ
て、上記2個の位置わ・出器の各出力信号を加算して牙
6相の信号を合成する合成器と、この合成器からの出力
電圧と前G[2個の位渦抄出器からの出力電圧とを各々
累乗すると共にこれらの累乗結果のオlが一定値となる
偶数にべき数を設定した6個の累乗演算器と、この3個
の累乗演m器の出力電圧を加算しその和電圧か一定値と
なるように前hL”2個の位置検出器を制御141′す
る手段とを備えたブラシレスモータの駆動回路。 2.2n極に湘伍したロータマグネットの着磁分布を略
正弦波とし、このロータマグネットの回転位滲を検出し
た2個の位S検出器の出力電圧を略正弦波として牙6相
の略正弦波の信号を合成すると共に累乗演算器に加えて
累乗する特許請求の範囲]・1項記載のブラシレスモー
タの駆動回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58201810A JPS6096191A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | ブラシレスモ−タの駆動回路 |
US06/665,207 US4658190A (en) | 1983-10-27 | 1984-10-26 | Reduced ripple drive circuit for a brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58201810A JPS6096191A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | ブラシレスモ−タの駆動回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6096191A true JPS6096191A (ja) | 1985-05-29 |
Family
ID=16447286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58201810A Pending JPS6096191A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | ブラシレスモ−タの駆動回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4658190A (ja) |
JP (1) | JPS6096191A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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