JPS61293191A - ブラシレスモ−タ駆動装置 - Google Patents
ブラシレスモ−タ駆動装置Info
- Publication number
- JPS61293191A JPS61293191A JP60132893A JP13289385A JPS61293191A JP S61293191 A JPS61293191 A JP S61293191A JP 60132893 A JP60132893 A JP 60132893A JP 13289385 A JP13289385 A JP 13289385A JP S61293191 A JPS61293191 A JP S61293191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- brushless motor
- switching
- voltage
- phase excitation
- 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
Links
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
- H02P6/20—Arrangements for starting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、回転子の磁極位置検出をモータの端子電圧で
行なうセンサ省略形のブラシレスモータ駆動装置に関す
る。
行なうセンサ省略形のブラシレスモータ駆動装置に関す
る。
（ロ）従来の技術
従来、ブラシレスモータ駆動装置においては、回転子の
磁極位置を検出するのにホール素子やホトインタラプタ
といった検出素子を用いていた。
磁極位置を検出するのにホール素子やホトインタラプタ
といった検出素子を用いていた。
しかし、複数の検出素子を特性を揃えて用いることが困
難なこと、お上り、複数の信号引き出し線の結線が複雑
になることなどから、最近は例えば特公昭５ｇ −２５
０３８号公報などに見られるように、電機子巻線の端子
電圧から回転子の磁極位置を検出する方法が提案されて
いる。
難なこと、お上り、複数の信号引き出し線の結線が複雑
になることなどから、最近は例えば特公昭５ｇ −２５
０３８号公報などに見られるように、電機子巻線の端子
電圧から回転子の磁極位置を検出する方法が提案されて
いる。
これは、中性点非接地スター結線された電機子巻線に抵
抗をスター結線して接続し、各電機子巻線の端子電圧と
中性点電圧とを比較することにより、電機子巻線に誘起
する相電圧を検出し、更に、この検出した相電圧を抵抗
とコンデンサよりなるアナログの積分性フィルタに加え
て、位相を９０゜遅らすことにより、回転子の磁極位置
を得るようにしたものである。
抗をスター結線して接続し、各電機子巻線の端子電圧と
中性点電圧とを比較することにより、電機子巻線に誘起
する相電圧を検出し、更に、この検出した相電圧を抵抗
とコンデンサよりなるアナログの積分性フィルタに加え
て、位相を９０゜遅らすことにより、回転子の磁極位置
を得るようにしたものである。
しかしながら、上記従来方法によると、その積分フィル
タの設計に当っては、位相や減衰率を利用周波数（回転
数）範囲で適切に設定し、ダイナミックレンジを確保す
る必要があるなど、回路定数の決定や回路の調整が複雑
になる上、温度ドリフトなどの問題も生じる。また、位
相を９０°遅らすためには、モータ端子電圧の周波数つ
まりモータの回転数がある程度高いものでなくてはなら
ず、それ以下では位置検出が出来ない上、回転数の変化
幅の大きいような制御にも問題があった。
タの設計に当っては、位相や減衰率を利用周波数（回転
数）範囲で適切に設定し、ダイナミックレンジを確保す
る必要があるなど、回路定数の決定や回路の調整が複雑
になる上、温度ドリフトなどの問題も生じる。また、位
相を９０°遅らすためには、モータ端子電圧の周波数つ
まりモータの回転数がある程度高いものでなくてはなら
ず、それ以下では位置検出が出来ない上、回転数の変化
幅の大きいような制御にも問題があった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は、アナログのフィルタを用いずにディジタル的
に処理することにより、上記従来技術の問題点を解決し
、めんどうな計算を要することなく、モータの特性が変
っても対応できるブラシレスモータ駆動装置を提供する
ことを目的とする。
に処理することにより、上記従来技術の問題点を解決し
、めんどうな計算を要することなく、モータの特性が変
っても対応できるブラシレスモータ駆動装置を提供する
ことを目的とする。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明は、相切換時点から定周期クロックの計数を続け
て端子電圧と中性点電圧が等しくなる時点までの計数値
の更に３倍の計数値に達する時点を検出し、その時点を
次の相切換時点とするようにしたことを特徴としている
。
て端子電圧と中性点電圧が等しくなる時点までの計数値
の更に３倍の計数値に達する時点を検出し、その時点を
次の相切換時点とするようにしたことを特徴としている
。
（ホ）作用
ブラシレスモータが正常に起動している状態においては
、相励磁切換時点から端子電圧と中性電圧が一致するま
での期間は丁度３０°となる。従って、更にその期間の
３倍の期間を計数により求めれば、トータル１２０°と
なってブラシレスモータの出力トルクを最大にするため
の次の切換時点が自動的に求まる。
、相励磁切換時点から端子電圧と中性電圧が一致するま
での期間は丁度３０°となる。従って、更にその期間の
３倍の期間を計数により求めれば、トータル１２０°と
なってブラシレスモータの出力トルクを最大にするため
の次の切換時点が自動的に求まる。
（へ）実施例
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係るブラシレスモータ駆動
装置の回路構成図を示したもので、１は６個のサイリス
タ８１〜Ｓ６を３相ブリツジ接続して成るインバータ、
２は電機子巻線が中性点非接地スター結線されて成るブ
ラシレスモータ、３はブラシレスモータ２の端子電圧Ｖ
Ａ 、Ｖ Ｂ 、Ｖ Ｃ：を入力して中性点電圧と比
較し、相励磁切換時点を演算して６個のサイリスタ８１
〜Ｓ６を点弧制御するインバータ制御装置である。
装置の回路構成図を示したもので、１は６個のサイリス
タ８１〜Ｓ６を３相ブリツジ接続して成るインバータ、
２は電機子巻線が中性点非接地スター結線されて成るブ
ラシレスモータ、３はブラシレスモータ２の端子電圧Ｖ
Ａ 、Ｖ Ｂ 、Ｖ Ｃ：を入力して中性点電圧と比
較し、相励磁切換時点を演算して６個のサイリスタ８１
〜Ｓ６を点弧制御するインバータ制御装置である。
このインバータ制御装置３は、第２図に示すように、中
性点電圧ＶＮを得るためブラシレスモータ２の各相の巻
線端子にスター結線で接続される３個の抵抗Ｒと、各相
の端子電圧Ｖ Ａ 、 Ｖ Ｂ 、 Ｖ ｃを中性点電
圧ＶＮとを比較するコンパレータ（’：ＯＭＰと、相励
磁切換タイミングを計数して求めるカウンタＣＮＴと、
このカウンタＣＮＴを監視制御して相励磁状態を切り換
える転流パルスを出力する制御手段としてのマイクロコ
ンピュータ（以下、マイコンと略す）ＭＣＯＭとから成
る。尚、各相励磁切換のためのインバータ１の転流回路
は図示省略されている。
性点電圧ＶＮを得るためブラシレスモータ２の各相の巻
線端子にスター結線で接続される３個の抵抗Ｒと、各相
の端子電圧Ｖ Ａ 、 Ｖ Ｂ 、 Ｖ ｃを中性点電
圧ＶＮとを比較するコンパレータ（’：ＯＭＰと、相励
磁切換タイミングを計数して求めるカウンタＣＮＴと、
このカウンタＣＮＴを監視制御して相励磁状態を切り換
える転流パルスを出力する制御手段としてのマイクロコ
ンピュータ（以下、マイコンと略す）ＭＣＯＭとから成
る。尚、各相励磁切換のためのインバータ１の転流回路
は図示省略されている。
以上の構成で、スター結線された電機子巻線の各相に発
生する誘起電圧を対称３相交流電圧と仮定すると、ブラ
シレスモータ２が正常に駆動されているとき、各相の電
圧波形は第３図（ａ）に示す如くなる。ブラシレスモー
タ２の出力トルクを最大とする相励磁切換位相は該当す
る２つの相電圧が等しくなる位相（制御進み角γ＝０）
であり、このときの各相励磁の切換タイミングは第３図
（ｂ）に示す通りである。
生する誘起電圧を対称３相交流電圧と仮定すると、ブラ
シレスモータ２が正常に駆動されているとき、各相の電
圧波形は第３図（ａ）に示す如くなる。ブラシレスモー
タ２の出力トルクを最大とする相励磁切換位相は該当す
る２つの相電圧が等しくなる位相（制御進み角γ＝０）
であり、このときの各相励磁の切換タイミングは第３図
（ｂ）に示す通りである。
＝４−
即ち、第３図（ｂ）は、各サイリスタ５ｌ−３６のオン
・オフ状態を示したもので、例えばサイリスタＳ１と８
５がオンのとき、第１図の電機子巻線のＵ相とＶ相が励
磁されることを表わしている。更に、サイリスタＳ１が
オン状態でサイリスタのオン状態が３５から８６に切り
換わることにより、その、励磁状態がＵＶ相からＵＷ相
に切り換わることを表わしている。一方、各サイリスタ
８１〜Ｓ６を上記オン・オフ状態とするため、インバー
タ制御袋Ｍ３からはその切換時にのみ転流パルスが出力
されることになる。
・オフ状態を示したもので、例えばサイリスタＳ１と８
５がオンのとき、第１図の電機子巻線のＵ相とＶ相が励
磁されることを表わしている。更に、サイリスタＳ１が
オン状態でサイリスタのオン状態が３５から８６に切り
換わることにより、その、励磁状態がＵＶ相からＵＷ相
に切り換わることを表わしている。一方、各サイリスタ
８１〜Ｓ６を上記オン・オフ状態とするため、インバー
タ制御袋Ｍ３からはその切換時にのみ転流パルスが出力
されることになる。
このように、インバータ１を構成する各サイリスタ８１
〜Ｓ６を第３図（ｂ）に示すタイミングでオン・オフし
、ブラシレスモータ２の各相を励磁することにより、ブ
ラシレスモータ２を最大出力トルクで効率良く駆動する
ことができることになる。
〜Ｓ６を第３図（ｂ）に示すタイミングでオン・オフし
、ブラシレスモータ２の各相を励磁することにより、ブ
ラシレスモータ２を最大出力トルクで効率良く駆動する
ことができることになる。
このサイリスタ５１〜Ｓ６をオン・オフする各相励磁の
切換タイミングを算出する方法は以下の通りである。即
ち、今、■相の端子電圧ＶＢに注目すれば、その電圧波
形は第３図（ｃ）に示す如くなる。
切換タイミングを算出する方法は以下の通りである。即
ち、今、■相の端子電圧ＶＢに注目すれば、その電圧波
形は第３図（ｃ）に示す如くなる。
ここで、スパイクはサイリスタＳ５，３２のターンオフ
により生じるものである。この波形から判るように、■
相からＷ相への励磁切換時点Ａから■相端子電圧ＶＢが
中性点電圧Ｖ ｐｉに一致する時点Ｂまでの間の位相は
丁度３０°となる。そこで、この時点ＡからＢまでの間
、一定周期で入力するクロックをカウンタＣＮＴでカウ
ントし、比較器ＣＯＭＰ２出力が、第３図（ｄ）に示す
如く変化するＢ点からカウンタＣＮＴの値をマイコンＭ
Ｃ０Ｍで監視し、Ｂ点までのカウント値の３倍の値にな
る時点Ｃを求めれば、時点ＡからＣまでの間の位相が丁
度１２０°となる。
により生じるものである。この波形から判るように、■
相からＷ相への励磁切換時点Ａから■相端子電圧ＶＢが
中性点電圧Ｖ ｐｉに一致する時点Ｂまでの間の位相は
丁度３０°となる。そこで、この時点ＡからＢまでの間
、一定周期で入力するクロックをカウンタＣＮＴでカウ
ントし、比較器ＣＯＭＰ２出力が、第３図（ｄ）に示す
如く変化するＢ点からカウンタＣＮＴの値をマイコンＭ
Ｃ０Ｍで監視し、Ｂ点までのカウント値の３倍の値にな
る時点Ｃを求めれば、時点ＡからＣまでの間の位相が丁
度１２０°となる。
従って、この時点ＣでＷ相からＵ相への励磁切換を行な
えば、γ＝０での相励磁切換が行なわれたことになる。
えば、γ＝０での相励磁切換が行なわれたことになる。
以下、上記同様にして今回求まった相励磁切換時点から
次の相励磁切換時点を求めることにより、サイリスタＳ
４．Ｓ５．Ｓ６を用いてのγ＝０での相励磁切換が行な
われる。同時に、サイリスタＳｌ、Ｓ２．Ｓ３を用いて
の相励磁切換も」二連同様に行なうことにより、第３図
（ｂ）に示すタイミングで相励磁切換が行なわれ、ブラ
シレスモータ２を最大出力トルクで駆動することができ
ることとなる。
次の相励磁切換時点を求めることにより、サイリスタＳ
４．Ｓ５．Ｓ６を用いてのγ＝０での相励磁切換が行な
われる。同時に、サイリスタＳｌ、Ｓ２．Ｓ３を用いて
の相励磁切換も」二連同様に行なうことにより、第３図
（ｂ）に示すタイミングで相励磁切換が行なわれ、ブラ
シレスモータ２を最大出力トルクで駆動することができ
ることとなる。
ところで、以上はブラシレスモータ２が正常に駆動して
いる場合の説明であるが、起動時には。
いる場合の説明であるが、起動時には。
マイコンＭＣ０Ｍ内部で作り出した相励磁を切り換える
転流パルスにより、最初の数サイクルを駆動する。その
最後の相励磁切換タイミングから上述した相励磁切換時
点算出処理を実行することにより、ブラシレスモータ２
を制御角γ＝０での正常駆動にもっていくことができる
ことになる。
転流パルスにより、最初の数サイクルを駆動する。その
最後の相励磁切換タイミングから上述した相励磁切換時
点算出処理を実行することにより、ブラシレスモータ２
を制御角γ＝０での正常駆動にもっていくことができる
ことになる。
尚、−上記実施例では、インバータ１をサイリスタ構成
としたが、トランジスタ等を用いて構成し得ることは言
う迄もない。
としたが、トランジスタ等を用いて構成し得ることは言
う迄もない。
また、上記実施例では、比較器、カウンタをハード的に
設けた例について示したが、これら比較手段、クロック
計数手段は、マイコン内部にソフト的に設けることもで
きる。
設けた例について示したが、これら比較手段、クロック
計数手段は、マイコン内部にソフト的に設けることもで
きる。
（ト）発明の効果
以上のように本発明によれば、ディジタル的に相励磁切
換タイミングを算出するようにしたので、従来のように
回路定数の決定にめんどうな計算をする必要が無くなり
、ブラシレスモータの特性が変っても対応できるように
なる。また、制御進み角もカウンタの値を操作すること
で簡単に変化でき、ブラシレスモータを効率良く駆動で
きる温度変化にも強いブラシレスモータ駆動装置が得ら
れる。
換タイミングを算出するようにしたので、従来のように
回路定数の決定にめんどうな計算をする必要が無くなり
、ブラシレスモータの特性が変っても対応できるように
なる。また、制御進み角もカウンタの値を操作すること
で簡単に変化でき、ブラシレスモータを効率良く駆動で
きる温度変化にも強いブラシレスモータ駆動装置が得ら
れる。
第１図は本発明の一実施例に係るブラシレスモータ駆動
装置の構成図、第２図は第１図のインバータ制御装置の
構成図、第３図（ａ）〜（ｄ）は第１図および第２図の
動作を説明するための各部信号波形図である。 ３・・・インバータ制御装置、ＣＯＭＰ・・・コンパレ
ータ、ＣＮＴ・・・カウンタ、ＭＣ０Ｍ・・・マイコン
。
装置の構成図、第２図は第１図のインバータ制御装置の
構成図、第３図（ａ）〜（ｄ）は第１図および第２図の
動作を説明するための各部信号波形図である。 ３・・・インバータ制御装置、ＣＯＭＰ・・・コンパレ
ータ、ＣＮＴ・・・カウンタ、ＭＣ０Ｍ・・・マイコン
。
Claims (1)
- ブラシレスモータの端子電圧から回転子の磁極位置を検
出してインバータを制御し、制御進み角零で相励磁切換
を行なうブラシレスモータ駆動装置において、ブラシレ
スモータの端子電圧と中性点電圧とを比較する比較手段
と、一定周期のクロックを計数するクロック計数手段と
、このクロック計数手段の計数値を監視して相励磁切換
時点から前記比較手段での一致時点までの計数値の更に
３倍の計数値に達した時点で次の相励磁に切り換える制
御手段とを備えていることを特徴とするブラシレスモー
タ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60132893A JPS61293191A (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | ブラシレスモ−タ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60132893A JPS61293191A (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | ブラシレスモ−タ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61293191A true JPS61293191A (ja) | 1986-12-23 |
Family
ID=15092013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60132893A Pending JPS61293191A (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | ブラシレスモ−タ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61293191A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4900993A (en) * | 1987-06-17 | 1990-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Driving apparatus for brushless motor |
| US4958948A (en) * | 1988-10-07 | 1990-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | System for driving a brushless motor |
| US6433496B1 (en) * | 1997-02-26 | 2002-08-13 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit for motor control |
| KR100685716B1 (ko) | 2005-12-29 | 2007-02-26 | 삼성전기주식회사 | 브러시리스 직류모터의 분당 회전수 제어 장치 및 제어방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59139883A (ja) * | 1983-01-26 | 1984-08-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 電動機の制御方法 |
-
1985
- 1985-06-20 JP JP60132893A patent/JPS61293191A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59139883A (ja) * | 1983-01-26 | 1984-08-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 電動機の制御方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4900993A (en) * | 1987-06-17 | 1990-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Driving apparatus for brushless motor |
| US4958948A (en) * | 1988-10-07 | 1990-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | System for driving a brushless motor |
| US6433496B1 (en) * | 1997-02-26 | 2002-08-13 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit for motor control |
| KR100685716B1 (ko) | 2005-12-29 | 2007-02-26 | 삼성전기주식회사 | 브러시리스 직류모터의 분당 회전수 제어 장치 및 제어방법 |
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