JPS62123979A - ブラシレス直流モ−タ - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ブラシレス直流モータに係り、特に、モータ
端子電圧からフィルターとコンパレータとを用いて位置
検出信号を得るようにしたブラシレス直流モータに関す
るものである。

〔発明の背景〕

従来、モータ端子電圧から位置検出信号を作成する。フ
ィルターとコンパレータとからなる逆起電圧位置検出回
路を備えた、逆起電圧検出形の３相のブラシレス直流モ
ータに関しては１例えば、特開昭５９−１６２７９３号
公報、特公昭５９−３６５１９号公報、電気学会論文誌
Ｂ、１０５巻、５号（１９８５年）”ＲｒｕＳｈｌｅｓ
ｓ　Ｍｏｔｏｒ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ａ　５ｈａｆｔ　Ｐ
ｏ５ｉｔｉｏｎＳｅｎＳｏｒ”　（ブラシレス　モータ
　ウイズアウトア　シャフト　ポジション　センサ）等
に述べられている。

これら従来の逆起電圧位置検出回路によるブラシレス直
流モータでは、上記の論文にも明らかにされているよう
に、モータ誘起電圧ＥＯを基準に考えたとき、負荷増大
による巻線電流増加とともに位置検出信号位相、換言す
ると、これと同相の巻線電流位相が進んで、モータ効率
低下をもたらし、更には、その進み角が、およそ３０″
程度になると、位置検出不能となって、モータが停止す
る欠点があった。

これを、従来の逆起電圧位置検出によりブラシレス直流
モータを逆転した場合の電圧ベクトル図である第１０図
を参照して説明すると、次のとおりである。

図で、印加電圧■は、モータ誘起電圧Ｅｏ　、抵抗降下
電圧ｒＩｓ及び、リアクタンス降下電圧ＸＩＭのベクト
ル和に等しい。そして、ベクトル図上の位置検出信号位
相ＰＳ及び、巻線電流ＩＮの位置は、逆起電圧位置検出
回路の原理上、印加電圧Ｖの位相と同相の関係にある。

ここで、巻ｍ電流ＩＮが増加すると、そのベクトル図は
、同図実線から破線で示したベクトル図となる。

すなわち、モータ誘起電圧Ｅｏと巻線電流ＩＭとの位相
差である制御進み角γは１巻線電流増加とともに増大す
るものである。

更に、この制御進み角γが、上述のおよそ３０’以上に
なると、一定の負荷であっても、制御進み角γの増大に
ともなう巻線電流増加があり、このため、制御進み角増
大→巻線電流増加→制御進み角増大、という正帰還が発
生して、制御進み角γは、ますます増大し、ついには、
モータ出力トルクが負荷トルク以下になってモータが停
止するものである。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の逆起電圧位置検出回路のもつ」二連の
欠点を無しく、負荷増大による位置検出信号の位相変化
を防止して、高効率を図るとともに。

位置検出不能となってモータが停止することの無い位置
検出手段を備えたブラシレス直流モータの提供を、その
目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係るブラシレス直流モータの構成は、モータ端
子電圧からフィルターとコンパレータとを用いて位置検
出信号を得る形式のブラシレス直流モータにおいて、モ
ータに流れる電流に係る量により決定される補正位相量
を作成する位置検出信号補正手段を備え、上記位置検出
信号の位相を前記モータに流れる電流に係る量に応じて
前記補正位相量だけ変化させるようにしたものである。

さらに補足すると、次のとおりである。

本発明は、従来の逆起電圧位置検出回路から得られる位
置検出信号の位相が巻線電流により変化する原因が、巻
線電流により位相が変化するモータ印加電圧上に位置検
出信号の位相があるためであることに鑑み、上記の位置
検出信号の位相に対して１巻線電流の大きさに応じた位
相補正を加えることによって、補正後の位置検出信号の
位相が、例えばモータ誘起電圧の位相上となるようにし
て、巻線電流の大きさで、その位相が、少なくとも連続
して変化しないようにしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係るブラシレス直流モータの各実施例を、各回
Ｉ参照して説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係るブラシレス直
流モータにおける制御回路の要部構成図。

第２図は、一般例示のブラシレス直流モータの構成図、
第３図は、第１図に示すものの各部波形図、第４図は、
同じく動作説明図である。

すなわち、まず、モータ端子電圧からフィルターとコン
パレータを用いて位置検出信号を得る形式に係るものの
第２図で１図示の交流電源１から整流回路２及び平滑コ
ンデンサ３より直流電圧Ｅ、を得て、インバータ４に供
給するものである。

このインバータ４は、トランジスタＴ　Ｒｌ〜ＴＲａ　
と還流ダイオードＤ１〜Ｄ８とから構成された１２０°
通電形のインバータであり、その交流出力電圧は直流電
圧Ｅｄの正電位側トランジスタＴ　Ｒｔ　−Ｔ　Ｒａの
通流期間（電気角１２０”）がパルス幅変調を受けてチ
ョッパ動作することにより制御されるものとしている。

また、トランジスタＴ　Ｒ４〜Ｔ　Ｒｅの共通エミッタ
端子と、還流ダイオードＤ４〜ＤＢとの共通アノード端
子１７１Ｊに、低抵抗Ｒｘ　が接続されているものであ
る。

５は、ブラシレス直流モータ本体に係る同期モータであ
り１回転子５−１と電機子巻線５−２とから構成され、
この電機子巻線５−２に流れる３相の巻線電流は、前記
の低抵抗Ｒ１にも流れ、この低抵抗Ｒ１の電圧降下とし
て、モータ電流ＩＬ（３相の巻線電流ＩＭを全波整流し
た電流）が検出できるものである。

同期モータ５の速度を制御するようにした制御回路は、
マイクロコンピュータ７、同期モータ５の回転子５−１
の磁極位置を検出する逆起電圧位置検出回路６、モータ
電流■ムを制御するチョッパ信号１０を作成する電流制
御部８、トランジスタＴ　Ｒ１〜ＴＲａに対するペース
ドライバ９から構成されるものである。

前記のマイクロコンピュータ７は、ＣＰＵ７−１、ＲＯ
Ｍ７−２．ＲＡＭ７−３．タイマー７−４などから構成
され、それぞれアドレスバス、データバス及びコントロ
ールバス（図示せず）によって接続されるものである。

そして、前記のＲＯＭ７−２には、同期モータ５を駆動
するのに必要な各種処理プログラム、例えば速度制御処
理に係るものなどが記憶されている。

一方、マイクロコンピュータ７には、前記逆起電圧位置
検出回路６の出力である位置検出信号ａ。

ｂ、ｃが入力され、またペースドライバ９へのドライブ
信号１１及び、電流制御部８への電流指令さ ＩＬＣが出力↓セ沓るものとしている。

前記の逆起電圧位置検出回路６は、電機子巻線５−２の
端子電圧Ｖ＾、Ｖａ、Ｖｃより、フィルタと 一回路Ｉコンパレータとを用いて、回転子位置に対応し
た位置検出信号ａ、ｂ、ｃ、を形成する回路である。

以上の構成Ｉもっブラシレス直流モータに対して、本発
明に係る構成としたブラシレス直流モータの一実施例を
、第１図、第３図及び第４図により、以下説明する。

第１図は、逆起電圧位置検出回路１２に位置検出信号補
正回路１３を付加した回路を示す、要部構成に係るもの
である。

すなわち、本実施例に係るものは、第２図の構成におい
て、他の逆起電圧位置検出回路１２に。

位置検出信号補正手段に係る位置検出信号補正回路１３
を付加したものを備えるようにして、その全体を構成す
るようにしたものであり、他は同様である。

この第１図において、インバータ４の出力である端子電
圧Ｖ＾、ＶＢ、Ｖｃは、逆起電圧位置検出回路１２に入
力され、それぞれ、２つのコンデンサＣ５＋　Ｃｓ、Ｃ
１ｌ　Ｃ！、Ｃｓ、Ｃ４と２つの抵抗Ｒｅ、　Ｒ？、Ｒ
２１Ｒ３、Ｒ４１Ｒｅとから成るフィルター回路１８−
３．１８−１．１８−２を通過し、フィルター通過電圧
ＶＡＦ、　ＶＢＦ、　ＶＣＦが作成されるものである。

これら３＋１１のフィルター通過電圧ＶＡＦＩ　Ｖ＋３
ｐ。

ＶＣＦより、抵抗Ｒｓ、　Ｒ９１ＲＩＯ及びバッファ１
７を用いて、中性点電圧ＶＮ　を作成し、この中性点電
圧ＶＮ　と前記のフィルター通過電圧ＶＡＦＩ　ＶＢＦ
ＩＶＣＦとを、それぞれコンパレータＣＰ−３，ＣＰ−
１，ＣＰ−２で比較し、位置検出信号ａｈ＋ｌ）ｈ＋Ｃ
ｈ　を作成する。

そして、前記のコンパレータＣＰ−１〜ＣＰ−３は、そ
れぞれ抵抗Ｒｓｚ＋　Ｒｔｚ＋　Ｒｔｓ＋　Ｒ１４！及
びＲ１１＋とＲｚｅを備えたヒステリシス特性を有した
コンパレータであり、兼ねて位置検出信号補正回路１３
の一部を成している。

しかして、この位置検出信号補正回路１３は、ら 更に、抵抗Ｒ１７とコンデンサＣ７とかに成ってモータ
電流工しの検出用の低抵抗Ｒ１の電圧を平均化する電流
平均化回路１９と、電流増幅器１４と。

符号反転器１５及びアナログスイッチ１６−１〜１６−
３とから構成されるものである。

ここで、前記の電流増幅器１４、符号反転器１５とは、
互いに符号の異なる。少なくとも一組の電流検出電圧を
出力する巻線電流検出回路に係るものであり、また、ア
ナログスイッチ１６−１〜１６−３は、各コンパレータ
の出力によって前記の符号の異なる電流検出電圧を切替
えるアナログスイッチに係るものである。

すなわち、前記アナログスイッチ１６−１〜１６−３に
は、面記電流増幅器１４の出力＋ＶＴＬと符号反転器１
５の出力−ＶＩＬとの２つの電圧が入力され、これらの
２つの電圧を切替えて前記ヒステリシス特性を有したコ
ンパレータＣＰ−１〜ＣＰ−３に伝えるものである。

ただし、同図では、アナログスイッチ１６−１〜１６−
３の動作は、各コンパレータの出力がＩＩ　ｉ　ｇ　ｈ
レベルのときに、電流増幅器１４の出力＋ＶＩＬがコン
パレータＣＰ−１〜ＣＰ−３側に伝えられるものグであ
り、Ｌｏｗレベルのときは、その逆としている。

次に、インバータ４の端子電圧Ｖａから位置検出信号ａ
、を作成する過程を例示として、第３図により、以下説
明する。

第３図は、既述のように、第１図の逆起電圧位置検出回
路１２の各部波形を示したもので、端子電圧ＶＢから、
三角波状の、さきに述べたフィルター通過電圧ＶＢＦが
得られる。

このフィルター通過電圧ＶＢＦは、コンパレータＣＰ−
１のマイナス入力端子に人力されることから、中性点電
圧ＶＮと、電流増幅器１４の出力＋ＶＩＬ及び符号反転
器１５の出力−ＶＩＬとより作成されたコンパレータＣ
Ｐ−１のプラス端子入力端子と比較されて、補正された
位置検出信号ａｈが得られるものである。

ここで、コンパレータＣＰ−１の、第３図に示すヒステ
リシス幅ΔＶＩＬは、次式により与えられる。

更に、上式のＶＩＬ（電流増幅器１４の出力）は。

モータ電流検出用低抵抗Ｒ１と電流増幅器１４のゲイン
Ｋ、及びモータ電流ＩＬの１１／、均値ＩＬとにより、
次式として与えられる。

Ｖｌｌ、＝Ｋ　−Ｒｓ・　丁し　　　　　　　　　・・
（２）この結果、モータ電流丁りが増加すると、このモ
ータ電流工しに比例してヒステリシス幅ΔＶｕ、が増加
する。

一方、ヒステリシス幅ΔＶＩＬの増加とともに、位置検
出信号は遅れ位相となり、補正位相量に係る遅れ角Δθ
は、フィルター通過電圧ＶＢＦを三角波として、その波
高値を、第３図図示のＶＴＰとすれば、高さをＶＴＰ、
底辺がπ／２の直角三角形と高さΔＶＩＬ／２．底辺が
Δθの同三角形との比較から１次式として得られるもの
である。

八　〇　＝□・　ΔＶｒｂ Ｖｔｐ 以上のように、第１図で示した本実施例に係るものでは
、逆起電圧位置検出回路を構成するコンパレータにヒス
テリシス特性を持たせ、そのヒステリシス幅を、モータ
電流に応じて比例的に変え。

位置検出信号の位相を遅らせることにより、モータ電流
増加による従来の位れ検出信号の位相進み現象を防ぐよ
うにしたものである。

次に、上記（３）式で与えられる遅れ角Δ０とモータ電
流工しとの関連について、第４図の動作説四回により説
明する。同図は、上述の補正位置検出信号によりブラシ
レス直流モータを運転した場合に得られる電圧ベクトル
図である。

補正位置検出信号の位相と等しい巻線電流ＩＭの位相を
モータ誘起電圧ＥＯ上に選ぶとすると、印加電圧Ｖと前
記誘起電圧Ｅｏどの位相差δは、次のように与えられる
。

Ｅｏ＋ｒＩＭ そして、巻線抵抗分子を無視して、ｔａｎ　Ｄ　＝　０
という近似を行えば、次式が得られる。

δ＝−・ＩＮ　　　　　　　　　　　・・（５）Ｅ ここに、に巳はモータ発電定数、Ｌは巻線インダクタン
スであり、（５）式で与えられる負荷角δと、（３）式
で与えられる遅れ角Δθとが等しい関係となるように、
位置検出信号補正回路の各定数と ／決定すれば、逆に第４図の電圧ベクトル図が得られる
ようにブラシレス直流モータを運転できるものである。

以上示した実施例では、増加するモータ電流エエ、とと
もに遅れ角ΔＯが増大するため、巻線電流ＩＮは、モー
タ誘起電圧Ｅｏの位相と同相もしくは、その近傍に常に
存在することになる。

次に、第５図、第６図により、他の実施例を説明する。

ここで、第５図は、他の実施例に係るブラシレス直流モ
ータにおける位置検出信号補正回路図、第６図は、その
動作説明図であり、本実施例に係るもののその他の構成
は、第１図と同様である。

しかして、さぎの実施例と異なる点は、遅れ角Δθをモ
ータ電流に比例して増加させるのではなく、従来の逆起
電圧位置検出回路においても生じていた現象、すなわち
、巻線電流増大とともに増と 加する制御進み角が、およそ３０”以上となる。迂−タ
が停止する現象を防ぐことに、その目的を限った場合に
適用できるように構成したものである。

第５図で、１３Ａは位置検出補正回路を示し、第１図と
同一符号は同等部分を示すものである。

すなわち、コンパレータｃｐ−ｉ〜ＣＰ−３＋７）出力
端子からプラス入力端子への帰還抵抗に係る抵抗ＲＩＺ
Ｉ　Ｒ１４，Ｒｔｅに直列にアナログスイッチ１６−４
．１６−５．１６−６を接続している。

これらのアナログスイッチ１６−４〜１６−６は、コン
パレータＣＰ−４の出力信号がＨｉｇｈレベルで、スイ
ッチオンの状態になるものとしている。

前記コンパレータＣＰ−４のプラス入力端子側には、モ
ータ電流工しの検出用の低抵抗Ｒ１の電圧を平均化する
電流平均化回路１９が接続されるものである。

そして、モータ電流平均値ＩＬが、後述する第６図に示
す切換え電流値であるＩＬＣＯ以上で、コンパレータＣ
Ｐ−４の出力信号がＨｉｇｈレベルとなるように、この
コンパレータＣＰ−４のマイナス入力端子に接続された
２つの抵抗ＲｘａとＲｔ９とが選定されているようにし
たものである。

以上の構成の位置検出信号補正回路１３Ａでは、モータ
電流平均値ＩしがＩＬＣＧ以上のときにのみ、アナログ
スイッチ１６−４〜１６−６がオン状態となることで、
コンパレータＣＰ−１〜ＣＰ−３がヒステリシス特性を
有するコンパレータとして動作するものである。

この場合、そのヒステリシス幅は、さきに第１図に示し
た実施例とは異なり、モータ電流ＩＬに依存しない一定
の値となるため、補正位相量に係る遅れ角Δθも一定と
なる。そして、その一定のヒステリシス幅は、予め選択
しうるものである。

更に、モータ電流平均値下しかＩＬＯＧのときに、制御
進み角γが０度となるように、上記ヒステリシス幅を選
べば、モータ電流平均値ＩＬと制御進み角γの関係は、
第６図に示したものとなる。

すなわち、モータ電流ＩＬと共に増加する制御進み角γ
は、Ｔム＝ＩＬｃＧにおいて０度となる。

そして、モータ電流平均値下しがＩ　＋、ｃ　ｃになる
前の制御進み角γが、およそ３０°以下となるように、
下記ＩＬＣＧを選定すれば、第５図に示した簡単な回路
を、従来の逆起電圧位置検出回路に付加するのみで、モ
ータが停止する巻線電流の値の増大が可能であり、ブラ
シレス直流モータとしての負荷に対する運転範囲の拡大
が図れるものである。

また、一層の運転範囲の拡大を図るには、更にモータ電
流■しが増加したときに、一定のヒステリシス幅を段階
的に切替えて、大きい遅れ角ΔＯとなるような構成とし
て、第６図の破線で示したものとすればよい。

次に、更に、本発明に係る別の実施例につき。

第７図ないし第９図を参照して説明する。

ここで、第７図は、本発明の別の実施例に係るブラシレ
ス直流モータにおける逆起電圧位置検出回路及びマイク
ロコンピュータの構成図、第８図は、その各部波形図、
第９図は、その処理過程の説明図である。

図で、第１．２．５図と同一符号は同等部分を示し、１
２Ａは逆起電圧位置検出回路、７Ａはマイクロコンピュ
ータ、７Ａ−１はＣＰＵ、７Ａ−２はＲＯＭ、７Ａ−３
はＲＡＭ、７Ａ−４はタイマーであり、ａ、ｂ、ｃは補
正前の位置検出信号である。

そして、ＲＯＭ７Ａ−２は、さきの同期モータ５を駆動
するのに必要な各種プログラム、例えば速度制御処理に
係るものなどが記憶されているとともに、逆起″重圧位
置検出回路Ｌ２Ａからの位置検出信号ａ、ｂ、ｃの位相
を補正するための補正位相量算出処理に係る遅れ時間Δ
ｔを算出するΔし算出プログラム７Ａ−２ａ、すなわち
、補正された位置検出信号ａ　ｈ＋　ｂ　ｈ＋　ｃ　ｈ
が作成される処理に係るものなどが記憶されているもの
であり。

また、ＲＡＭ７Ａ−３には、上記Δを算出プログラム７
Ａ−２ａの実行にあたって必要なデータを一時記憶する
ための領域として、６０”時間格納領域７Ａ−３ａと、
６０°毎電流指令値格納領域７Ａ−３ｂとが設けられて
いるものである。

さらに、ＣＰＵ７Ａ−１は、演算機能を有し。

セ モータに流れる電流に係る量とげ−９定数との少なくと
も掛算を含む演算により、補正位相量を求めるように構
成されたものであって、少なくとも、これらにより、補
正された位置検出信号を作成する位置検出信号補正手段
を構成するものである。

しかして、本実施例に係るものの他の構成部分は、第２
図に示したものと同等構成のものである。

すなわち、本実施例が、さきに、第１，５図により示し
た２つの実施例と異なる主なる点は、そのマイクロコン
ピュータ７Ａのソフトウェア処理により補正された位置
検出信号を作成するようにしたものである。

また、第７図の１２Ａは既述のように逆起電圧位置検出
回路であり、第１図に示した逆起電圧位置検出回路１２
と異なるのは、フィルター回路１８−４〜１８−６とコ
ンパレータＣＰ−５〜ＣＰ−７とに係る構成である。

すなわち、さぎの第１図のフィルター回路１８−１〜１
８−３につき１例えば同１８−１に対して、フィルター
回路１８−４は、抵抗Ｒ２０，Ｒ２１、コンデンサＣ８
から成る低域通過型フィルターとしたもので、それらの
出力であるフィルター通過電圧ＶＡＦ〜ＶＣＦには、直
ｄε成分ＶＮ　を含んでいるものである。また、第７図
のコンパレータＣＰ−５〜ＣＰ−７は、抵抗を用いての
ヒステリシス特性を、持たないコンパレータとしたもの
である。

このコンパレータＣＰ−５〜ＣＰ−７の出力である、図
示のａ、ｂ、ｃは、位相補正を受けない位置検出信号で
、マイクロコンピュータ７Ａに入力後、マイクロコンピ
ュータ７Ａのソフトウェア処理により補正された位置検
出信号ａｈ＋ｂｈ＋ａｈが作成されるものとしたもので
ある。

第８図は、端子電圧Ｖａから位置検出信号ａｈを得るま
での波形を示したものである。

上述のように、フィルター通過電圧ＶＢＦは、直流成分
ＶＮ　を含むが、この直流成分ＶＮは、同じく中性点電
圧ＶＮの直流成分であり１位置検出信号ａには、その直
流成分の影響は取り除かれるものである。そして、位置
検出信号ａからΔＬの時間遅れとなる補正された位置検
出信号ａｈ　をマイクロコンピュータ７Ａで作成するも
のである。

次に、第９図により、上記の補正位相量に係る遅れ時間
Δｔをマイクロコンピュータ７Ａで算出する過程、すな
わち、Δを算出プログラム７Ａ−２ａを以下に説明する
。

第８図に示した遅れ時間Δを算出の基本は、すでに、さ
きの実施例で示したように、補正された位置検出信号に
よるブラシレス直流モータ運転の結果、電圧ベクトル図
が第４図となるようにΔｔを決定しようとするもので、
角度で与えられた、さきの（５）式の負荷角δに対応し
た、その時点におけるインバータ出力周波数に対する時
間としてΔｔを算出するものである。更に、（５）式、
すな丁。

に、モータ電流ＩＬを得るために、マイクロコンピュー
タ７Ａから電流制御部８（第２図参照）に出力される電
流指令値ＩＬＣを用いているものである。

第９図において、Δし算出プログラム７Ａ−２ａは、処
理（１）ないし処理（ｍ）の３つの処理に分けられ、一
連の処理は、インバータ４の転流周期である６０″毎に
実行されるものとしている。

処理（１）においては、あらかじめマイクロコンピュー
タ７Ａに内蔵のタイマー７Ａ−４を用いて測定され、６
０’時間格納領域７　Ａ　−３ａに記憶されている６０
°毎の時間データｔｏ−ｔａよリインバータ出力周波数
の１周期の時間Ｔを求める。

処理（ＩＩ）においては、過去１周期にわたって６０°
毎に出力し、６０’毎電流指令値格納領域７Ａ−３ｂに
記憶されている電流指令値ＩＬＯ〜Ｉムδより平均の電
流指令ｊ値１ムｃを算出する。す次に、処理（ＩＩＩ）
においては、以上二つの処理で得られたＴとＩＬＣより
次式に従ってΔｔを算出する。

２π　　ｋｅ 上式において、ｋは、モータ電流ＩＬから巻線電流ＩＮ
への換算係数であり、Ｌとｋｃは、すでに（５）式で示
した巻線インダクタンスとモータ発電定数である。

そして、（６）式において、（）内が、（５）式に示し
た負荷角δに対応するものである。

以上の処理の結果、６０°毎に得られる遅れ時間ΔＬに
対して、位置検出装置信号ａ、ｂ、ｃのそれぞれの立ち
上がり、または立ち上がり時点よりタイマー７Ａ−４を
用いてΔｔの時間経過後が補正された位置検出信号ａｈ
、ｂｈ＋　Ｃｈ　となる。

すなわち、以上により１位置検出信号検出手段は、演算
機能を有し、モータに流れる電流に係る量とモータ定数
との、少なくとも掛算を含む演算により補正位相量を求
めるように構成したものである。

以」二、第９図に示した実施例に係るものでは、（６）
式によりΔｔを算出した例であるが、巻線抵抗を考慮し
、また、ｔａｒ＋０−＝０の近似を行わずに、（４）式
に対応して、次の（７）式の計算式に従いΔしを算出し
てもよいものである。

２？ＣＥｏ＋ｒ−ｋＩ＋、ｃ このようにして、マイクロコンピュータ７Ａのソフトウ
ェア処理により補正された位置検出信号を作成する場合
では、演算の自由度が増し、正しく巻線電流位相を誘起
電圧位相に合わせることができる。

更に、逆起電圧位置検出回路１２Ａは、従来の回路でよ
く、特に、補正された位置検出信号を得るための回路部
品を必要としない効果をもつものである。

以上に示したマイクロコンピュータ７Ａによるソフトウ
ェア処理で補正された位置検出信号を作成するのに、位
相補正量に係る遅れ時間ΔＬを算出する電流指令値を用
いたが、モータ電流■しをＡ／Ｄ変換器を介してマイク
ロコンピュータに取り込み、実際に流れるモータ電流工
しを用いてもよい。この場合、インバータは、既述のｉ
ｉ流制御型である必要はなく、電圧制御型にも適用でき
ることは明らかである。

また、以上の実施例では、巻線電流Ｉｓの３相全波整流
した電流をモータ電流ＩＬ　として説明したが、巻線型
Ｊεを直接、検出するようにしてもよいものである。

上述したところにより、従来の逆起電圧位置検出回路の
位置検出信号が、巻線電流増加と共に進み位相となり、
モータ誘起電圧Ｅｏの位相からの１粍 ザ４か゛大きくなって効率低下をもたらし、また極端な
場合、位置検出不能となってモータが停止していたのに
対し、本発明に係る実施例によれば。

巻線電流に係る量を用いて上記の位置検出信号に補正を
加えることにより、巻線電流によって、その位置検出信
号の位相が、少なくとも、連続的に変化しないようにし
たことから、上述のモータ停止現象が無くなり、このこ
とから、巻線電流の増大化、言い換えればブラシレス直
流モータとして運転可能な負荷範囲の拡大が図れる効果
を有するものである。

更には、補正後、位置検出信号の位相をモータ誘起電圧
位相に合わせることが可能なため、等しい巻線電流に対
しては、出力トルクの増大が図れ、また等しいトルクに
対しては、巻線電流は少なくてよく、効率の向上が図れ
る効果を有するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の逆起電圧位置検出回路のもつ欠
点を無くシ、負荷増大による位置検出信号の位相変化を
防止して、高効率を図るとともに、位置検出不能となっ
てモータが停止することの無い位置検出手段を備えたブ
ラシレス直流モータを提供することができるものであっ
て、優れた効果を奏する発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るブラシレス直流モー
タにおける制御回路の要部構成図、第２図は、一般例示
のブラシレス直流モータの構成図。 第３図は、第１図に示すものの各部波形図、第４図は、
同じく動作説明図、第５図は、本発明の他の実施例に係
るブラシレス直流モータにおける位置検出信号補正回路
図、第６図は、その動作説明図、第７図は、本発明の別
の実施例に係るブラシレス直流モータにおける逆起電圧
位置検出回路及びマイクロコンピュータの構成図、第８
図は、その各部波形図、第９図は、その処理過程説明図
、第１０図は、従来の逆起電圧位置検出によりブラシレ
ス直流モータを逆転した場合の電圧ベクトル図である６ １・・交流電源、２・・整流回路、３・・平滑コンデン
サ、４・・・インバータ、５・・・同期モータ、６，１
２゜１．２Ａ・・逆起電圧位置検出回路、７，７Ａ・・
・マイクロコンピュータ、７−１．７Ａ−１・・・ＣＰ
Ｕ、７−２　、７　Ａ　−２・＝　ＲＯＭ、７　Ａ　−
２ａ−Δを算出プログラム、７−３．７Ａ−３・・・Ｒ
ＡＭ、７Ａ−３ａ　−６０’時間格納領域、７Ａ−３ｂ
−６０゜毎電流指令値格納領域、７−４．７Ａ−４・・
・タイマー、８・・電流制御部、９・・・ペースドライ
バー、１０・・チョッパ信号、１１・・ドライブ信号、
１３゜１３Ａ・・・位置検出信号補正回路、１４・・・
電流増幅器、１５・・・符号反転器、１６−１〜１６−
６・・・アナログスイッチ、１７・・バッファ、１８−
１〜１８−６・・・フィルタ回路、１９・・・電流平均
化回路。 ＣＰ−１〜ＣＰ−７・・・コンパレータ、Ｔ　Ｒ１〜Ｔ
Ｒａ・・トランジスタ、Ｄｚ〜Ｄ６・・・還流ダイオー
ド、Ｒｒ・・低抵抗、Ｒ２−Ｒ１９・・・抵抗、０１〜
ｃ７・・・コンデンサ、Ｅｏ・・・モータ誘起電圧、■
・・・印加電圧、ｒｒｓ・・・抵抗降下電圧、ＸＩＭ・
・・リアクタンス降下電圧、ＰＳ・・・位置検出信号位
相、ＩＮ・・・巻線電流。 γ・・・制御進み角、Ｅ４・・・直流電圧、工し・・・
モータ電流、ａ、ｂ、ｃ−位置検出信号、ａｈ、　ｂｈ
。 ｃｈ・・・補正された位置検出信号、Δし・・・位相補
正量、ＩＬＣ・・・電流指令、Ｖ＾〜Ｖｃ・・・端子電
圧、ＶＡＦ。 ＶＩ３ＦＩＶＣＦ・・・フィルタ通過電圧、ＶＮ・・・
中性点電圧。 ＋　Ｖ　Ｉ　Ｌ・・・電流増幅器の出力、　ＶＩＬ・・
・符号反転器の出力、ΔＶ　目、・・・ヒステリシス幅
、ＫＥ・・・モータ発電定数、■、・・・巻線インダク
タンス、δ・・・負荷角、八〇・・・遅れ角、ＩＣＯ〜
ＩＣ５・・・電流指令値。 代理人　弁理士　福田幸作　　　１ （ほか１名）　　− 早　２　図 第　３　国 ＝ ４θ 第　４　口 １幻　４　　と１゜ 奉　５　口 第　６　口 モ−ｙｔ　流ｑｓ　１ｒＩＩＬ 早　７　　日 第　８　口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．モータ端子電圧からフイルターとコンパレータとを
   用いて位置検出信号を得る形式のブラシレス直流モータ
   において、モータに流れる電流に係る量により決定され
   る補正位相量を作成する位置検出信号補正手段を備え、
   上記位置検出信号の位相を前記モータに流れる電流に係
   る量に応じて前記補正位相量だけ変化させるようにした
   ことを特徴とするブラシレス直流モータ。
2. ２．特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、コンパ
   レータは、ヒステリシス特性を有したコンパレータであ
   り、位置検出信号補正手段は、前記コンパレータと互い
   に符号の異なる、少なくとも一組の電流検出電圧を出力
   する巻線電流検出回路と、位置検出信号によつて前記の
   符号の異なる電流検出電圧を切替えるアナログスイツチ
   とから構成され、上記コンパレータのヒステリシス幅を
   前記電流検出電圧によつて変化させ、補正位相量を作成
   するようにしたものであるブラシレス直流モータ。
3. ３．特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、位置検
   出信号補正手段は、演算機能を有し、モータに流れる電
   流に係る量とモータ定数との、少なくとも掛算を含む演
   算により補正位相量を求めるように構成したものである
   ブラシレス直流モータ。
4. ４．特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、インバ
   ータによりブラシレス直流モータを制御するようにし、
   そのインバータは、電流制御形であり、モータに流れる
   電流に係る量は、モータに流れる電流に対する電流指令
   値であるようにしたものであるブラスレス直流モータ。
5. ５．特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、モータ
   に流れる電流に係る量と補正位相量とが比例関係にある
   ようにしたものであるブラシレス直流モータ。
6. ６．特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、モータ
   に流れる電流に係る量の一定の大きさの範囲に対して一
   つの補正位相量を決定するようにしたものであるブラシ
   レス直流モータ。