JPS6255398B2 - - Google Patents

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JPS6255398B2
JPS6255398B2 JP56148426A JP14842681A JPS6255398B2 JP S6255398 B2 JPS6255398 B2 JP S6255398B2 JP 56148426 A JP56148426 A JP 56148426A JP 14842681 A JP14842681 A JP 14842681A JP S6255398 B2 JPS6255398 B2 JP S6255398B2
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JP
Japan
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voltage
offset
operational amplifier
hall element
offset voltage
Prior art date
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Application number
JP56148426A
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English (en)
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JPS5851792A (ja
Inventor
Nobuyuki Oka
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Akai Electric Co Ltd
Original Assignee
Akai Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Akai Electric Co Ltd filed Critical Akai Electric Co Ltd
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Publication of JPS5851792A publication Critical patent/JPS5851792A/ja
Publication of JPS6255398B2 publication Critical patent/JPS6255398B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/34Modelling or simulation for control purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブラシレスモータの駆動回路に係り、
特にホール素子等の不平衡電圧(オフセツト電
圧)を有する位置センサー、およびオペアンプ等
のオフセツト電圧、オフセツト電流を有する増幅
器を使用したブラシレスモータの駆動回路におけ
るオフセツト電圧補償装置に関する。
第1図は従来から知られているホール素子、オ
ペアンプそしてパワートランジスタで構成された
プラシレスモータの駆動回路例である。なお、第
1図に示されたものは、オフセツト調整を有しな
い2相の場合のブラシレスモータの駆動回路例で
ある。図においてTはホール素子、A1はホール
素子Hからの出力電圧を入力とするオペアンプ、
Q1およびQ2はパワートランジスタ、Lはモー
タの駆動コイル、そしてR1,R2,R3,R4は抵抗
である。また端子Tには、サーボ回路からの制御
電圧が供給され、該制御電圧は上記のホール素子
Hに印加される。上記の端子Tに供給される制御
電圧は、モータの回転を周知の周波数発電機で検
出し、これをF−V変換して得た上記モータの回
転数に伴なつて変化する電圧である。上記のホー
ル素子Hは、電流を流すための一対の端子と、該
電流に対して直角をなす方向に生ずるホール電圧
を取り出すための一対の出力端子とを備えてお
り、該出力端子からはホール素子に対しての垂直
磁界の強さと電流の積に比例する出力電圧が取り
出される。また、ホール素子自体のオフセツト電
圧は、入力電圧にほぼ比例して直線的に変化す
る。いま一般的なオペアンプを考え、上記のホー
ル素子Hの一対の出力端子に生ずる出力電圧を
v1,v2とし、v1をオペアンプの反転入力端子
(−)に、またv2をオペアンプの非反転入力端子
(+)へ供給すると、該オペアンプの出力電圧v0
は、v0=R/R(v1−v2)となる。このオペアンプ
の 出力電圧v0は、パワートランジスタに供給され、
該パワートランジスタを介した電流がモータの駆
動コイルに供給される。而して、第1図に示され
たブラシレスモータの駆動回路において、負荷ト
ルクが大きくなつた場合には、端子Tからホール
素子Hに供給される制御電圧も大きくなり、オペ
アンプA1の出力も大きくなつてモータの駆動コ
イルLに供給される電流は増加する方向にある。
逆に負荷トルクが小さい場合には、ホール素子H
に供給される上記の制御電圧が小さくなり、オペ
アンプA1の出力が小さくなつてモータの駆動コ
イルLに供給される電流は減少する方向にある。
上記の端子Tに供給される制御電圧は、上記した
如く負荷トルクの変動に対して、常にモータの中
心回転周波数に追従すべく向きに加えられる。
上記した第1図に示された回路において、ホー
ル素子Hのオフセツト電圧、およびオペアンプA
1のオフセツト電圧、オフセツト電流が及ぼす駆
動コイルLの端子間電圧への影響は、近似的に次
式で示される。
OSI=(R/R)(VOS1+VOS2)+R2・IOS(1) ただし、上記の(1)式において、 VOS1:ホール素子のオフセツト電圧 VOS2:オペアンプのオフセツト電圧 IOS:オペアンプのオフセツト電流 VOSI:増幅後のオフセツト電圧 であり、回路中においてR1=R3、R2=R4とす
る。
一般に、ホール素子Hの出力電圧は微少である
ため、オペアンプA1の増幅率(R/R)が大きい 場合は、コイルLの端子間電圧のオフセツト電圧
への影響が大きくなるものである。そして、コイ
ルLの端子間電圧にオフセツトが生ずると、これ
がモータの回転速度に比例したトルク・リツプル
となり、該オフセツト電圧が増大するに従つてワ
ウ・フラツタが劣化するものである。上記したオ
フセツト電圧によつてワウ・フラツタが劣化する
のを防止するために、従来においては次に示す方
法によりオフセツト調整を行なつていた。
(1) オフセツト調整端子を有するオペアンプを使
用する場合 この場合は、各相のオペアンプのオフセツト
調整端子にそれぞれ可変抵抗器を接続し、それ
ぞれ個々にオフセツト調整を行なつていた。
(2) オフセツト調整端子を有しないオペアンプを
使用する場合 この場合は、第2図に示すように可変抵抗器
VRによりオフセツト調整を行なつていた。な
お、第2図も第1図と同様に2相の場合を示し
てあり、オフセツト調整は各相ごとに行なう必
要があつた。
しかし、上記した従来の方法によりオフセツト
調整を行なうものにおいては、以下に示す欠点が
ある。
(1) 各相ごとに、可変抵抗器を調整することによ
りオフセツト調整を行なう必要がある。
(2) ホール素子のオフセツト電圧は、ホール素子
への入力電流の大小によつて変化するため、モ
ータを定速制御して使用する場合には、負荷ト
ルクの大きさにより入力電流が変動し、ホール
素子自体のオフセツト電圧も変化する。
従つて、無負荷状態でコイル端子間のオフセ
ツト電圧を零になるように調整しても、使用状
態の負荷に対してはオフセツト調整をした意味
がない。逆に使用状態の負荷を予め想定して
(ホール素子に一定の電圧または電流を印加し
ておく)、可変抵抗器を調整する方法も考えら
れるが、この場合は、予めホール素子に印加す
べき一定の電圧値または電流値の設定が非常に
困難である。
(3) オフセツト電圧は微少であるため、調整に際
しては多くの手間を必要とする。
更に上記した以外に、調整者が熟練者でない場
合には多くの時間を要するとともに誤調整も生ず
る、素子自体の経時変化が大きい等の欠点があ
る。
本発明は、上記した従来技術でのオフセツト調
整における欠点を解消するためになされたもので
あり、負荷トルクの大小ならびにドリフト等に係
りなく、モータを駆動するコイルの端子間電圧の
オフセツト電圧を、無調整により零付近になるよ
うに補償するブラシレスモータの駆動回路におけ
るオフセツト電圧補償装置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よる実施例
について説明する。
本発明の所期の目的を達成するための構成とし
ては2種類考えられるが、まずはそのブロツク構
成を第3図ならびに第4図に示し説明する。第3
図ならびに第4図において、端子T1にはホール
素子の出力電圧が供給され、端子T2にはモータ
の駆動コイルの端子間電圧が出力される。1は増
幅器であり、その利得をAとする。フイードバツ
ク系に介在された2はローパスフイルタ、3は増
幅器でその利得をBとする。上記のローパスフイ
ルタ2および増幅器3はそれぞれ個別のブロツク
として示されているが、これを1つにまとめてア
クテイブ・ローパスフイルタとして構成してよい
ことは言うまでもない。なお、後述する実施例と
しての第5図〜第8図においては、第3図ならび
に第4図に示された点線内はオペアンプで構成さ
れている。
いま、第3図ならびに第4図の構成のものにお
いて、各変数を以下のように定めて考察してみ
る。
OS1:ホール素子のオフセツト電圧 VOS2:オペアンプのオフセツト電圧 VSOI:増幅後のオフセツト電圧 VOSO:コイルの端子間電圧のオフセツト電圧 A:ホール素子の電圧増幅利得 B:復帰ループの利得 第3図に示した構成のものにおいて、コイルの
端子間電圧のオフセツト電圧VOSOは次式で示さ
れる。
OSO=VOSI/1+B=A/1+B(VOS1+VOS
2
)(2) ただし、上記の(2)式において VOSI=A(VOS1+VOS2) (3) は、オフセツト電圧に対する補償回路がない場合
のコイルの端子間電圧のオフセツト電圧である。
従つて、第3図の構成からなるオフセツト電圧補
償回路により、コイルの端子間電圧のオフセツト
電圧は、1/1+Bに減少される。
また、第4図に示した構成のものにおいては、
コイル端子間電圧のオフセツト電圧VOSOは次式
で示される。
OSO=A(VOS1+VOS2−BVOSO) ∴VOSO=A/1+A・B(VOS1+VOS2)(3) ただし、上記の(3)式において A(VOS1+VOS2)=VOSI は、オフセツト電圧に対する補償回路がない場合
のコイルの端子間電圧のオフセツト電圧である。
従つて、第4図の構成からなるオフセツト電圧補
償回路により、コイルの端子間電圧のオフセツト
電圧は、1/1+A・Bに減少される。
上記した(2)、(3)式とも、帰還ループの利得Bを
十分に大きくとることにより、コイルの端子間電
圧のオフセツト電圧VOSOを、十分に減少させる
ことが可能である。
而して、第5図、第6図、第7図は、上記の第
3図に示した構成からなる実施回路例である。な
お、各図ともそれぞれ1相の回路についてのみ示
してある。第5図に示すものは、バツフアーを必
要とする場合の回路例である。図中の点線で囲ま
れたFはアクテイブ・ローパスフイルタであり、
A2はオペアンプ、4はフイルタ・コンデンサで
ある。上記のフイルタ・コンデンサ4に並列に接
続された5はツエナーダイオードであり、上記の
フイルタ・コンデンサ4の端子間電圧を最小限に
押えるためのものである。バツフアーは利得1の
オペアンプA3で構成されており、上記のアクテ
イブ・ローパスフイルタFからの出力は、オペア
ンプA1の非反転入力端子(+)へ帰還されてい
る。
ここで、上記したツエナーダイオード5を介在
させた理由について、更に詳細に説明する。
第3図ならびに第4図に示した構成からなる回
路において、オフセツト電圧補償回路の結果を大
きくした場合を考える。オフセツト電圧に対する
補償効果を大きくするために、フイードバツク系
の利得を大きくすると、補償電圧のリツプル分が
大きくなり、十分に補償することができなくな
る。そこで、ローパスフイルタの時定数を大きく
して、上記のリツプル分を小さくしようとする
と、今度はモータの起動時に補償電圧が定常状態
(零付近)に落ち着くまでに時間がかかるという
問題が生ずる。このために、上記したツエナーダ
イオード5等をフイルタ・コンデンサ4に並列に
接続し、該フイルタ・コンデンサ4の端子間電圧
を最小限に押えるようにしてある。
第6図に示すものは、バツフアーを必要としな
い場合の回路例であり、第5図中のバツフアー
(オペアンプA3)を除いては、構成は第5図に
示したものと全く同様であり、バツフアーを介在
させなくても上記と同様の効果が得られているも
のである。第7図に示すものも、バツフアーを必
要としない場合の回路例である。第6図に示した
ものと比較して、フイルタ・コンデンサ4に互い
に逆並列接続されたシリコンダイオード6を並列
に接続する点が異なり、その他の構成は第6図に
示したものと同様である。このように、オフセツ
ト電圧補償回路により、コイル端子間のオフセツ
ト電圧は零付近に補償されるため、ツエナーダイ
オードの代りに、シリコンダイオードの順方向バ
イアス電圧VFを利用することもできる。
第8図は、第4図に示した構成からなる実施回
路例であり、この場合も1相の回路についてのみ
示してある。バツフアー(利得1のオペアンプA
3で構成される)を使用し、フイルタ・コンデン
サ4には並列に上記したシリコンダイオード6が
接続され、アクテイブ・ローパスフイルタFから
の出力は、オペアンプA1の反転入力端子(−)
へ帰還される。
上記した第5図〜第8図に示した実施回路例で
は、いずれもフイルタ・コンデンサ4に並列にツ
エナーダイオード5またはシリコンダイオード6
が接続された構成となつており、ローパスフイル
タの時定数を大きくした場合でも、短時間のうち
に補償電圧を定常状態にもつておくことができ
る。なお、上記の実施例における位置センサーと
してのホール素子は、光または磁気センサーでも
よく、また増幅器としてはオペアンプに限定され
るものではなくトランジスタアンプで構成しても
よい。
以上記載した如く本発明によれば、ホール素子
等の位置センサーと、該位置センサーからの出力
をオペアンプ等の増幅器で増幅する手段と、モー
タの駆動コイルに駆動電流を供給するパワートラ
ンジスタとを備えてなるブラシレスモータの駆動
回路において、上記モータの各相のコイル端子電
圧をローパスフイルタに通して直流成分を取り出
すとともに、上記直流成分を増幅した後に上記オ
ペアンプ等の増幅器にネガテイブ・フイードバツ
クするようになし、更に上記ローパスフイルタを
構成するフイルタ・コンデンサの端子間電圧を最
小に押えるため、該フイルタ・コンデンサに並列
にツエナーダイオードまたはシリコンダイオード
を接続する構成となしたので、ホール素子やオペ
アンプ等により生ずる各相のコイル端子間電圧の
オフセツト電圧を無調整により零付近になるよう
に補償することのできるブラシレスモータの駆動
回路におけるオフセツト電圧補償装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来におけるオフセツト調整を有しな
いモータ駆動回路の一例、第2図は従来における
可変抵抗器によりオフセツト調整を行なうように
したモータ駆動回路の一例、第3図ならびに第4
図は本発明による装置のブロツク構成図、第5
図、第6図、第7図は第3図に示す構成からなる
実施回路例、第8図は第4図に示す構成からなる
実施回路例である。 H:ホール素子、A1:オペアンプ、Q1,Q
2:パワートランジスタ、L:駆動コイル、F:
アクテイブ・ローパスフイルタ、A2:オペアン
プ、4:フイルタ・コンデンサ、5:ツエナーダ
イオード、6:シリコンダイオード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ホール素子等の位置センサーと、該位置セン
    サーからの出力をオペアンプ等の増幅器で増幅す
    る手段と、モータの駆動コイルに駆動電流を供給
    するパワートランジスタとを備えてなるブラシレ
    スモータの駆動回路において、上記モータの各相
    のコイル端子電圧をローパスフイルタに通して直
    流成分を取り出すとともに、上記直流成分を増幅
    した後に上記オペアンプ等の増幅器にネガテイ
    ブ・フイードバツクするようになし、更に上記ロ
    ーパスフイルタを構成するフイルタ・コンデンサ
    の端子間電圧を最小に押えるため、該フイルタ・
    コンデンサに並列にツエナーダイオードまたはシ
    リコンダイオードを接続したことを特徴とするブ
    ラシレスモータの駆動回路におけるオフセツト電
    圧補償装置。
JP56148426A 1981-09-19 1981-09-19 ブラシレスモ−タの駆動回路におけるオフセツト電圧補償装置 Granted JPS5851792A (ja)

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JP56148426A JPS5851792A (ja) 1981-09-19 1981-09-19 ブラシレスモ−タの駆動回路におけるオフセツト電圧補償装置

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Publication Number Publication Date
JPS5851792A JPS5851792A (ja) 1983-03-26
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ID=15452526

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JP (1) JPS5851792A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02130405U (ja) * 1989-03-31 1990-10-26

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02130405U (ja) * 1989-03-31 1990-10-26

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JPS5851792A (ja) 1983-03-26

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