JPS62166794A

JPS62166794A - ブラシレスモ−タ駆動制御装置

Info

Publication number: JPS62166794A
Application number: JP61008087A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakanishi; 中西　雄次
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1986-01-20
Filing date: 1986-01-20
Publication date: 1987-07-23
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPH0652996B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、ブラシレスモータ駆動制御装置に関する。

（ロ）従来の技術ブラシレスモータとしてマグネットロータの磁極位置を
ホール素子等で検知し、その検知信号に基づいてステー
タコイルに順次通電し、マグネットロータを回転させる
ものが知られている。このブラシレスモータを扇風機な
どに使用する場合、通電するステータコイルを切り換え
るときに電流の途切れる期間があると、駆動トルクにリ
ップルが生じてモータの筐体からの振動が扇風機などの
フレームに伝わり、騒音の原因になる。

そこで従来は、実公昭５９−１５２６９号公報などに見
られるように、ブラシレスモータ起動時には、ステータ
コイルに通電する期間を相互に一定の割合で重なりをも
たせることによって、起動トルクを向上させると共に、
上記のような騒音を軽減させていた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記従来方法では起動時の騒音は軽減で
きるが、定常運転時の騒音が改善されないという問題点
があった。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、常に振動や騒音の少ないブラシレスモータ駆
動制御装置を提供することを目的とし。

各ステータコイルへの通電時間の重なりを電気角で任意
に設定し、運転時は常に、マグネットロータの磁極位置
検知信号の時間間隔より上記設定された電気角に相当す
る通電型なり時間を算出してそれに応じて通電時間を制
御するようにしたものである。

（ホ）作用通電時間の一部を常時重ねることにより、駆動トルクの
リップルが小さくなって運転時の振動や騒音が低下する
。また、通電期間を重ねる電気角を任意に指定すること
により、特性にばらつきのある個々の製品に応じて、振
動や騒音の最も少ない状態が設定でき、さらに１通電重
なり時間を磁極位置検知信号より求めるので、正確な通
電制御が行なえる。

（へ）実施例以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るブラシレスモータ駆
動制御装置の回路構成図を示したものである。図におい
て、１は中性点非接地スター結線されたステータコイル
Ｕ、　Ｖ、すとマグネットロータ２およびその磁極位置
を検知するためのホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３より成る
ブラシレスモータである。０１〜Ｑ６は、上記各ステー
タコイルＵ、　Ｖ、　Ｗに所定のタイミングで順次通電
を行なうためのスイッチング用トランジスタ、３はそれ
ら各トランジスタ０１〜Ｑ６にベース電流を供給するド
ライブ回路、４は上記通電のために所定の制御信号をド
ライブ回路３に供給するマイクロコンピュータである。

また、５ｉｌｌは各ステータコイルＵ、■、すへの通電
期間の重なりを電気角で設定するスイッチ、５はマイク
ロコンピュータ４により設定された時間が経過するとタ
イムオーバ信号を出力するタイマ、６はホール素子Ｈ＋
、Ｈ２，ｌ１３からの磁極位置検知信号の時間間隔を測
定するカウンタである。

本実施例のブラシレスモータ駆動制御装置は、以上の構
成で次のように動作する。

この動作を示すフローチャートを第２図に、また、その
タイムチャートを第３図に示す。

ステータコイルＪＪ、Ｖ、　Ｗへの通電期間に一部重な
りをもたせるため、予め決められた４種の電気角（以下
、導通角という）より選択して通電期間の重なりの割合
を設定する。（以下余白）第１表第１表（ｂ）はこの導通角を示し、同図（ａ）に示すよ
うにスイッチＳＷを操作してその接点信号Ｌ　Ａ　Ｐ　
１、］、ＡＰ２を設定する。この導通角は、運転中に振
動や騒音が最も少なくなる値に設定するが、駆動する負
荷の大きさや製品個々の特性のばらつきにより一定の値
にならないので、実際には運転して実験により最適値を
求めるのがよい。次に、図示せぬ起動ボタンを押下する
とマイクロコンピュータ４の制御動作が開始する（第２
図処理１０）。

マイクロコンピュータ４は、まずドライブ回路３への制
御信号をオフに、タイマ５、カウンタ６をリセットする
など各部のイニシャライズを行なう（同図処理１１）。

次いで、スイッチＳＷの設定信号Ｌ　Ａ　ｒＪ　１、Ｌ
ＡＰ２を読み込み（同図処理１２）、タイマ５への時間
設定をゼロにする（同図処理１３）。

次にホール素子１１＋　、　ｔ（２−１１３からの磁極
位置検知信号Ｌｌｉ、Ｖｉ、Ｗｉを読み取る。いま、第
３図（ａ）〜（ｃ）に示すように起動時点の磁極位置検
知信号がそれぞれＵｉ　＝　”ＴＩ”、　Ｖｉ　＝　”
Ｌ”、Ｗｉ　＝　”Ｌ”　（以下、Ｕｉ・Ｖｉ・Ｗｉ＝
”Ｉｔ−Ｌ−Ｌ”のように示す）であったとすると（第
３図処理１４）、マイクロコンピュータ４は、トランジ
スタＱ１と０５をオンするようにドライブ回路３を制御
する（第２図処理１５、第３図（ｉ））。

次いで、タイマ５をスタートさせる（同図処理１６）。

タイマ５は設定された時間になるとタイムオーバ信号を
出力するものであり、設定値がゼロのときはスタート指
令を与えると同時にタイムオーバ信号が返送される。こ
のタイムオーバ信号を検知すると（第２図処理１７）、
　　トランジスタ０５をオフするよう制御する（第２図
処理１８、第３図（ｂ　）　）。但し。

起動初期においてはすでにオフしているのでいま変化し
ない。

ステータコイルＵ、　Ｖ、すの通電方向を第１図のよう
に■〜■で示すと、このときの通電方向は第３図（ｊ）
に示すように（２となって、マグネットロータ２が回転
を始める。

一方、マイクロコンピュータ４は、ここでカウンタ６の
計数時間Ｔｄを読み込む。カウンタ６は磁極位置検知信
号Ｕｉの立ち上がりからＷｉの立ち下がりまでの時間を
カウントするものであるが、この磁極位置検知信号Ｗｉ
とＵｉをまだ検知しない起動直後はＴｄ＝Ｏを示してい
る（第３図処理１９）。マイクロコンピュータ４は、計
数時間Ｔｄより後述する計算式に基づいて前記導通角に
相当する導通時間ＴＱを求めるが、いまＴｄ＝０なので
ＴＱ＝０になる（第３図処理２０）。次いで、この導通
時間ＴＱをタイマ５に設定する（同図処理２１）ａ　こ
のときも、処理１３においてタイマ５にすでにゼロが設
定されているので、その設定値は変化しない。

マグネットロータ２が回転すると、第３図（ａ）〜（ｃ
）に示すように磁極位置検知信号Ｕｉ、　Ｖｉ、　Ｗｉ
が変化する。マイクロコンピュータ４は、この変化を検
知すると（第３図処理２２）、処理１４に戻る（同図処
理２２）。

第３図の例で、次に磁極位置検知信号Ｕｉ・Ｖｉ−Ｗｉ
＝”Ｈ・１１・Ｌｌ＋を検知すると（同図処理１４）、
前記と同様にトランジスタ０２と０６をオンし、トラン
ジスタＱ１をオフする（同図処理２３〜２６）。

ここで、すでにオンされているトランジスタ０６を再び
オン制御するのは、いまの磁極位置検知信号の状態から
起動される場合にも所定の通電ができるようにするため
である。このとき、通電方向は第３図（ｊ）に示すよう
に■になり、マグネットロータ２がさらに回転する。

これにより、変化する次の磁極位置検知信号Ｕｉ。

Ｖｉ、　Ｉｌｉを検知すると（第２図処理２２）、再び
処理１４に戻る。このとき、第３図（ａ）〜（ｃ）に示
すように磁極位置検知信号は、Ｕｉ−Ｖｉ−ＩＪｉ＝”
Ｌｌｌ化′″となり（第２図処理１４）、前記と同様に
トランジスタ０２と０４をオンし、Ｑ６をオフする（同
図２７〜３０）。

このように磁極位置検知信号Ｕ１、Ｖｉ、Ｗｉが変化す
るごとにステータコイルＵ、　Ｖ、　Ｗへの通電方向が
順次切り換えられ（第３図（ａ）〜（ｊ）、第２図処理
３１〜３４まで参照）、マグネットロータが半回転する
。マグネットロータ２が半回転すると、磁極位置検知信
号Ｕｉ、　Ｖｉ、　Ｗｉは１周期を終えて最初の信号パ
ターンを出力するので、上記通電制御が繰り返され、マ
グネットロータ２が連続回転する。

この過程において、磁極位置検知信号ＩＪｉ、　Ｖｉ。

Ｗｌが１１・し・１１″から”トＬ−Ｌ”に変化すると
き、カウンタ６はこの間の時間を測定し、測定時間Ｔｄ
を出力する。

この測定時間Ｔｃｌは、次に磁極位置検知信号がＵｉ・
Ｖｉ−Ｗｉ＝”ＩＩ・Ｌ−Ｌ”になったとき、処理１９
ニおいて。

マイクロコンピュータ４により読み込まれる。

ところで、第４図（ｄ）〜（ｆ）に示すように１例えば
トランジスタ０１をオンする期間をＴＱ待時間きのばす
と、ステータコイルＵ、　Ｖ＝　Ｗへの通電は■と■が
Ｔ１時間だけ重なるようになる。このように各トランジ
スタ０１〜０６のオン期間をＴＱ待時間きのばして各通
電が一部重なるようにすることができる。

一方、上記測定時間Ｔｄは、同図（ａ）〜（ｃ）に示す
ように電気角６０°に相当する時間なので、第１表（ｃ
）に示すように、所望の導通角に応じた時間ＴＱを測定
時間Ｔｄから算出することができる。

さて、マイクロコンピュータ４は、測定時間Ｔｄを読み
込むと（第２図処理１９）、第１表に示すように。

スイッチ５Ｉ１１で指定されている導通角に対応した時
間ＴＱを第１表（ｃ）に示す計算式より求める（第２図
処理２０）。求めた時間ＴＱをタイマ５に設定する（同
図処理２１）。

タイマ５に時間ＴＱが設定すると、その後のトランジス
タＱｌ〜０６をオフするタイミングが時間ＴΩだけ引き
のばされる。例えば、第３図（ａ）〜（ｃ）において、
Ｔｄ＋を検出すると、第２図処理２３でトランジスタ０
６と０２をオンした後、タイマ５がスタートされ（処理
２４）、時間ＴＱ、だけ経過してタイムオーバ信号を検
知してから（同図処理２５）、トランジスタ０１をオフ
するようになり（同図処理２６）、第３図（ｄ）に示す
ようにトランジスタＱ１のオン時間がＴＱだけのばされ
る。

第３図では磁極位置検知信号Ｕ１、Ｖｉ、　Ｗｉの周期
は一定に図示したが、実際の起動時には、徐々に回転速
度が定常速度まで上昇するので、この周期もある一定の
値まで徐々に短かくなる。しかし。

時間Ｔｄの測定と時間ＴＱの設定はマグネットロータの
半回転ごとに行なうので、常にその時間の回転速度に応
じた一定の導通角が設定されることになる。また、定常
回転数に達してからも一定の導通角で運転される。

以上のように、本実施例のブラシレスモータ駆動制御装
置は、製品側々の特性に応じて、各ステータコイルへの
通電期間の重なりを電気角で任意に選択して設定し、マ
グネットロータの磁極位置検知信号の時間間隔より、設
定された電気角に相当する通電型なり時間を算出し、そ
の時間に基づいて通電期間を制御している。

これにより、ステータコイルへの通電電流が途切れるこ
とがなく、駆動コイルのリップルが減少するので、ブラ
シレスモータ筐体の振動が製品のフレームに伝わり発生
する騒音が低下する。

なお、本実施例では電気角６０°の時間Ｔｄを磁極位置
検知イコ号Ｕｉ、　Ｖｊ、すｉの１周期に１回測定する
ようにしたが、それらの各信号の変化点をそれぞれ６区
間ｄ１す定し、より細かく導通角ＴＱを設定してもよい
。また、通電期間へ制御をマイクロコンピュータ４によ
らず、ハードウェア回路で実現することも可能であるこ
とは言う迄もない。

（ト）発明の効果以上のように本発明によれば、起動時および定常運転時
におけるステータコイルへの通電期間を一部重なるよう
にしたので、ステータコイルに通電が途切れる期間がな
くなり、駆動コイルに生じるリップルが低下して振動や
騒音が：減少すると共に、その−都電なる電気角を製品
側々の特性のばらつきに応して任意に設定できるように
したので機種の如何によらず、常に低騒音でブラシレス
モータを運転できるようになる。

【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モータ駆動
制御装置の回路構成図、第２図はその動作を示すフロー
チャート、第３図はそのタイムチャート、第４図は導通
角の説明図である。１・・・　ブラシレスモータ、２・・・マグネットロー
タ、３・・・　ドライブ回路、４　・・マイクロコンピ
ュータ、５・・・タイマ、６・・・カウンタ、１（Ｉ〜
１１３　　・・・ホール素子、Ｕ、Ｖ、Ｗ・・・ステー
タコイル、０１〜Ｑ６・・・　トランジスタ、Ｓｖ・・
スイッチ。一一−−）手続補正書輸幻昭和６１年２月１７日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　検知素子で検知するマグネットロータの磁極位
置検知信号が変化するごとに、スイッチング素子の１つ
をオンし、他の１つをオフすることにより、各ステータ
コイルに所定の方向と順序で順次通電して回転させるブ
ラシレスモータ駆動制御装置において、設定された電気
角に相当する通電重なり時間を上記磁極位置検知信号の
時間間隔に基づいて算出し、上記各スイッチング素子を
オフするタイミングを上記通電重なり時間だけ遅らせる
ことを特徴とするブラシレスモータ駆動制御装置。
（２）　特許請求の範囲第１項記載において、前記通電
重なり時間を任意に設定し得る設定手段を設けたことを
特徴とするブラシレスモータ駆動制御装置。