JPS627388A - 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
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- JPS627388A JPS627388A JP60145522A JP14552285A JPS627388A JP S627388 A JPS627388 A JP S627388A JP 60145522 A JP60145522 A JP 60145522A JP 14552285 A JP14552285 A JP 14552285A JP S627388 A JPS627388 A JP S627388A
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- current
- torque
- brushless motor
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-
- 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
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】
産業上の利用分野
本発明は、固定子１回転子３位置検出部、電子的整流子
部などを備えて、駆動コイルに流す電流を電子回路で切
換え制御するブラシレスモータ、特に、回転速度があま
り変化しないモータに効果のあるブラシレスモータの駆
動回路に関するものである。
部などを備えて、駆動コイルに流す電流を電子回路で切
換え制御するブラシレスモータ、特に、回転速度があま
り変化しないモータに効果のあるブラシレスモータの駆
動回路に関するものである。
従来の技術
近年、ブラシレスモータは、音響、映像機器。
その他多くの利用分野において広く用いられており、ま
た、そのほとんどが一定速度で回転するように制御され
ていることは周知のとおりである。
た、そのほとんどが一定速度で回転するように制御され
ていることは周知のとおりである。
そして、例えばビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等に使
用されるブラシレスモータには回転むらや振動が極めて
小さいものが要求されているため、従来より振動が少な
く、また充分になめらかに回転状態が得られるようなブ
ラシレスモータを提供すべく様々な手段が講じられてい
ることも周知のとおりである。原理的に直流モータの発
生トルクΦは、駆動コイルに流れる電流１．とトルクを
発生する駆動コイルに鎖交する磁束量Φ、により、ｎ相
の駆動コイルがある場合、次式のように表すことができ
る。
用されるブラシレスモータには回転むらや振動が極めて
小さいものが要求されているため、従来より振動が少な
く、また充分になめらかに回転状態が得られるようなブ
ラシレスモータを提供すべく様々な手段が講じられてい
ることも周知のとおりである。原理的に直流モータの発
生トルクΦは、駆動コイルに流れる電流１．とトルクを
発生する駆動コイルに鎖交する磁束量Φ、により、ｎ相
の駆動コイルがある場合、次式のように表すことができ
る。
ここでｄΦ、／ｄθは磁束量Φ、の微小角度による変化
量を示す。従って、モータの回転子と固定子の相対的な
位置関係にかかわらずに一定のトルクを発生させるため
には、前記発生トルクΦが一定値を示すものでなければ
ならない。
量を示す。従って、モータの回転子と固定子の相対的な
位置関係にかかわらずに一定のトルクを発生させるため
には、前記発生トルクΦが一定値を示すものでなければ
ならない。
しかしながら、従来のブラシレスモータにおいては複数
相の駆動コイルに流れる電流の総和が一定になるように
制御しているので、駆動コイルに流れる電流の波形を特
殊なものとしたり、あるいは界磁々界の磁界分布のパタ
ーンと駆動コイルに流れる電流の波形を特殊な関係のも
のと゛するような手段を講じないかぎり、トルクリップ
ルの発生を無くすることができず、また上記手段を適用
したとしても理想的な条件以外ではトルクリップルが発
生するので、回転子と固定子の相対的な位置関係にかか
わらずに一定のトルクを発生するブラシレスモータを構
成することは困難であった。
相の駆動コイルに流れる電流の総和が一定になるように
制御しているので、駆動コイルに流れる電流の波形を特
殊なものとしたり、あるいは界磁々界の磁界分布のパタ
ーンと駆動コイルに流れる電流の波形を特殊な関係のも
のと゛するような手段を講じないかぎり、トルクリップ
ルの発生を無くすることができず、また上記手段を適用
したとしても理想的な条件以外ではトルクリップルが発
生するので、回転子と固定子の相対的な位置関係にかか
わらずに一定のトルクを発生するブラシレスモータを構
成することは困難であった。
以下図面を参照しながら、上述した従来のブラシレスモ
ータの駆動回路の一例について説明する。
ータの駆動回路の一例について説明する。
第６図は従来の３相のブラシレスモータの駆動回路のブ
ロック構成図を示すものである。第６図において、１．
２及び３は３相の駆動コイル、１１は前記３相の駆動コ
イルに対応して配設されている位置検出素子群の出力信
号を増幅する位置信号増幅部、１２は位置信号増幅部１
１の３相の出力及び回転方向指令信号（Ｅ Ｄ）に応じ
て駆動電流に比例した３相の電流を分配・供給する分配
部、１３ａはモータ電源Ｖイが接続されており、分配部
１２の３相の分配電流を増幅し、３相の駆動コイル１゜
２及び３に出力する駆動部である。１４ａは駆動電流の
総和を検出する抵抗であり片端は接地されている。１５
ａはトルク指令信号Ｖ２アと抵抗１４ａの接地されてい
ない一端の電圧を比較し、その差分に対応した電流を分
配部１２に供給するトルク指令部であり、モータ停止信
号（ＤＳ）により前記供給電流を零とすることができる
ように構成されている。
ロック構成図を示すものである。第６図において、１．
２及び３は３相の駆動コイル、１１は前記３相の駆動コ
イルに対応して配設されている位置検出素子群の出力信
号を増幅する位置信号増幅部、１２は位置信号増幅部１
１の３相の出力及び回転方向指令信号（Ｅ Ｄ）に応じ
て駆動電流に比例した３相の電流を分配・供給する分配
部、１３ａはモータ電源Ｖイが接続されており、分配部
１２の３相の分配電流を増幅し、３相の駆動コイル１゜
２及び３に出力する駆動部である。１４ａは駆動電流の
総和を検出する抵抗であり片端は接地されている。１５
ａはトルク指令信号Ｖ２アと抵抗１４ａの接地されてい
ない一端の電圧を比較し、その差分に対応した電流を分
配部１２に供給するトルク指令部であり、モータ停止信
号（ＤＳ）により前記供給電流を零とすることができる
ように構成されている。
以上のように構成されたブラシレスモータの駆動回路に
ついて、以下動作について説明する。
ついて、以下動作について説明する。
まず、位置信号増幅部１１は各駆動コイルと所定の位置
関係にある磁気感応素子（例えば、ホール素子）の出力
を増幅し、分配部１２に出力する。分配部１２はトルク
指令部１５ａから供給される電流を位置信号増幅部１１
の３相の出力に応じて分配し、駆動部１３ａに供給する
。駆動部１３ａは、分配された電流を増幅し、駆動コイ
ル１．２及び３に供給する。各駆動コイルに出力された
駆動電流は抵抗１４ａに流れ込むため、この抵抗の両端
の電位差を測定することにより、駆動電流の総和がわか
る。
関係にある磁気感応素子（例えば、ホール素子）の出力
を増幅し、分配部１２に出力する。分配部１２はトルク
指令部１５ａから供給される電流を位置信号増幅部１１
の３相の出力に応じて分配し、駆動部１３ａに供給する
。駆動部１３ａは、分配された電流を増幅し、駆動コイ
ル１．２及び３に供給する。各駆動コイルに出力された
駆動電流は抵抗１４ａに流れ込むため、この抵抗の両端
の電位差を測定することにより、駆動電流の総和がわか
る。
前記電位差とトルク指令信号（ＶＥ４）の差分に対応し
た電流がトルク指令部から分配部１２へ供給されるよう
に帰還制御されている。従って、ブラシレスモータはト
ルク指令ＶＥＴに応じた駆動電流が供給されるためトル
クを発生し、回転することになる。（例えば、［電子材
料Ｊ １９７４年６月号Ｐ９４〜Ｐ９６） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、駆動コイル１，２
及び３に流れる駆動電流がトルク指令■、アに応じて制
御されるように構成されているので、モータの発生トル
クΦには、モータの固定子に対する回転子の回転角に応
じてトルクリップルが現れる。このように、駆動コイル
１．２及び３に流れる駆動電流の総和が常に一定になる
ように帰還制御されている従来のブラシレスモータの駆
動回路では、一定トルクを発生させることは非常に困難
なのである。
た電流がトルク指令部から分配部１２へ供給されるよう
に帰還制御されている。従って、ブラシレスモータはト
ルク指令ＶＥＴに応じた駆動電流が供給されるためトル
クを発生し、回転することになる。（例えば、［電子材
料Ｊ １９７４年６月号Ｐ９４〜Ｐ９６） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、駆動コイル１，２
及び３に流れる駆動電流がトルク指令■、アに応じて制
御されるように構成されているので、モータの発生トル
クΦには、モータの固定子に対する回転子の回転角に応
じてトルクリップルが現れる。このように、駆動コイル
１．２及び３に流れる駆動電流の総和が常に一定になる
ように帰還制御されている従来のブラシレスモータの駆
動回路では、一定トルクを発生させることは非常に困難
なのである。
本発明は、前述したような問題点のないブラシレスモー
タの駆動回路を提供することを目的とするものである。
タの駆動回路を提供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
前記問題点を解決するために本発明のブラシレスモータ
の駆動回路は、ｎ相の駆動コイルに流れる駆動電流を検
出するｎ個の電流検出手段と、各相の駆動コイルに誘起
する逆起電圧を用いてトルク係数波形を検出するｎ個の
トルク係数波形検出手段と、各々対応する雨検出手段の
積を得るｎ個の乗算器と、全乗算器出力を加算する加算
器と、加算器出力が所定の値となるように駆動電流を制
御する制御手段を備えたものである。
の駆動回路は、ｎ相の駆動コイルに流れる駆動電流を検
出するｎ個の電流検出手段と、各相の駆動コイルに誘起
する逆起電圧を用いてトルク係数波形を検出するｎ個の
トルク係数波形検出手段と、各々対応する雨検出手段の
積を得るｎ個の乗算器と、全乗算器出力を加算する加算
器と、加算器出力が所定の値となるように駆動電流を制
御する制御手段を備えたものである。
作用
本発明は上記した構成によって、従来のように駆動電流
がトルク指令信号に応じて制御されるものと違い、トル
ク係数及び回転速度に比例して各駆動コイルに誘起する
逆起電圧と、各駆動コイルに流れる電流に比例した信号
と、回転速度に比例した信号を用いて各相のトルク係数
波形を検出するようにしているので、どのような構造１
着磁波形をもつブラシレスモータでも常に一定のトルク
を発生することができる。
がトルク指令信号に応じて制御されるものと違い、トル
ク係数及び回転速度に比例して各駆動コイルに誘起する
逆起電圧と、各駆動コイルに流れる電流に比例した信号
と、回転速度に比例した信号を用いて各相のトルク係数
波形を検出するようにしているので、どのような構造１
着磁波形をもつブラシレスモータでも常に一定のトルク
を発生することができる。
実施例
以下本発明の一実施例のブラシレスモータの駆動回路に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、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おけるブラシレスモータの
駆動回路のブロック構成図を示すものである。第１図に
おいて、１．２及び３は３相の駆動コイル、１１は前記
３相の駆動コイルに対応して配置されている３個の位置
検出素子の出力を増幅する位置信号増幅部、１２は位置
信号増幅部１１の３相の出力及び回転方向−指令信号（
Ｅ Ｄ）に応じて駆動電流に比例した３相の電流を分配
・供給する分配部、１３は分配部１２の３相の分配電流
を増幅し、３相の駆動コイル１． ２． ３に駆動電流
１１＋ｌＺ及びｉ、を出力する駆動部であり、また、各
相の駆動電流に比例（例えば１ ／１０００）する電流
’ Ｍｅ！Ｉｎ １ＨＣ１Ｚｒ １ＭＣ３３も出力
する。１４は３相の駆動コイル１，２．及び３の共通に
接続されている一端と各他端間の電圧と、前記駆動部１
３より各駆動コイル１，２．３に出力される駆動電流に
比例した電流Ｉ ＭＣＩＩ＋−’ Ｃ３２，Ｉ ＨＣ
ｌ２と、Ｓ端子よ Ｎ り入力される回転速度に比例する信号とで発生トルクを
検出し、所定の比率で出力するトルク検出部、１５はト
ルク検出部出力とトルク指令信号（ＶＥ？）と比較し、
その差分に応じた電流を分配部１２へ供給するトルク指
令部である。また、トルク指令部１５はモータ停止信号
（ＤＳ）により分配部１２に供給する電流を零とするこ
とができるように構成されている。
駆動回路のブロック構成図を示すものである。第１図に
おいて、１．２及び３は３相の駆動コイル、１１は前記
３相の駆動コイルに対応して配置されている３個の位置
検出素子の出力を増幅する位置信号増幅部、１２は位置
信号増幅部１１の３相の出力及び回転方向−指令信号（
Ｅ Ｄ）に応じて駆動電流に比例した３相の電流を分配
・供給する分配部、１３は分配部１２の３相の分配電流
を増幅し、３相の駆動コイル１． ２． ３に駆動電流
１１＋ｌＺ及びｉ、を出力する駆動部であり、また、各
相の駆動電流に比例（例えば１ ／１０００）する電流
’ Ｍｅ！Ｉｎ １ＨＣ１Ｚｒ １ＭＣ３３も出力
する。１４は３相の駆動コイル１，２．及び３の共通に
接続されている一端と各他端間の電圧と、前記駆動部１
３より各駆動コイル１，２．３に出力される駆動電流に
比例した電流Ｉ ＭＣＩＩ＋−’ Ｃ３２，Ｉ ＨＣ
ｌ２と、Ｓ端子よ Ｎ り入力される回転速度に比例する信号とで発生トルクを
検出し、所定の比率で出力するトルク検出部、１５はト
ルク検出部出力とトルク指令信号（ＶＥ？）と比較し、
その差分に応じた電流を分配部１２へ供給するトルク指
令部である。また、トルク指令部１５はモータ停止信号
（ＤＳ）により分配部１２に供給する電流を零とするこ
とができるように構成されている。
以上のように構成されたブラシレスモータの駆動回路に
ついて、以下第２図、第３図、第４図及び第５図を用い
て説明する。
ついて、以下第２図、第３図、第４図及び第５図を用い
て説明する。
まず、第２図は、駆動コイルに流れる駆動電流の電流検
出回路２０を示すものであって、ＰＮＰトランジスタ２
１ａと２１ｂは各々のベース、エミッタ端子が接続され
るミラー接続となっておりエミッタ端子にはモータ電源
Ｖイが接続され、コレクタ電流が所定の比率（例えば、
１０００対１）となるように構成されている。同様にＮ
ＰＮトランジスタ２２ａと２２ｂも各々のベース、エミ
ッタ端子がミラー接続されており、エミッタ端子は接地
され、コレクタ電流は前記所定の比率となるように構成
されている。トランジスタ２１ａと２２ａのコレクタは
接続され、１相の駆動コイルに駆動電流ｉＭｃを供給す
る。また、トランジスタ２１ｂと２２ｂのコレクタも接
続することにより前記駆動電流ｉＭｃに比例した電流ｆ
ｎｃｓが得られＭＣ５端子より出力される。すなわち
、電流ｉ、４゜は となる。ここで、ｉ＋ｃは駆動電流、ｎは所定の比であ
る。
出回路２０を示すものであって、ＰＮＰトランジスタ２
１ａと２１ｂは各々のベース、エミッタ端子が接続され
るミラー接続となっておりエミッタ端子にはモータ電源
Ｖイが接続され、コレクタ電流が所定の比率（例えば、
１０００対１）となるように構成されている。同様にＮ
ＰＮトランジスタ２２ａと２２ｂも各々のベース、エミ
ッタ端子がミラー接続されており、エミッタ端子は接地
され、コレクタ電流は前記所定の比率となるように構成
されている。トランジスタ２１ａと２２ａのコレクタは
接続され、１相の駆動コイルに駆動電流ｉＭｃを供給す
る。また、トランジスタ２１ｂと２２ｂのコレクタも接
続することにより前記駆動電流ｉＭｃに比例した電流ｆ
ｎｃｓが得られＭＣ５端子より出力される。すなわち
、電流ｉ、４゜は となる。ここで、ｉ＋ｃは駆動電流、ｎは所定の比であ
る。
第３図は、トルク検出部１４に含まれるトルク係数波形
検出回路２９である。電圧−電流変換器３ｏにより、例
えば駆動コイル１の両端子間型圧を電流ｉ、に変換出力
され、減算回路３３により駆動コイル１の抵抗による電
圧降下分に対応する電流ｉｖ。
検出回路２９である。電圧−電流変換器３ｏにより、例
えば駆動コイル１の両端子間型圧を電流ｉ、に変換出力
され、減算回路３３により駆動コイル１の抵抗による電
圧降下分に対応する電流ｉｖ。
を減算することにより逆起電圧に比例した電流ｉｌｌ！
＋が得られる。電流ｉ ＨＥＭを除算器３１でＳ端子よ
り入力される速度に比例した信号に、・Ｎで除算するこ
とにより、モータの回転速度に無関係でトルク係数波形
に比例する信号ｉｒｗが得られる。
＋が得られる。電流ｉ ＨＥＭを除算器３１でＳ端子よ
り入力される速度に比例した信号に、・Ｎで除算するこ
とにより、モータの回転速度に無関係でトルク係数波形
に比例する信号ｉｒｗが得られる。
また、信号ＩＶＤは電流検出回路２０で得られた出力ｉ
、ｌｃｓと駆動コイルの抵抗値によって決定される補
正信号（ＫにＣ）を乗算器３２で乗算することにより得
られる。すなわち、トルク係数波形ヰ★出回路２９の出
力ｉｔｗは Ｌｗ＝ （ｇ＋ａ＋ Ｈｃｖａ＋Ｒｍ ｉｗｃ）−１
１，ｌｃｓ ・Ｋｃｃ）／ （Ｋ、 −Ｎ）と表さ
れる。ここで、ｇｓ＋は電圧−電流変換器３０の変換係
数、■１は逆起電圧、Ｒ１は駆動コイルの抵抗値、ＫＧ
Ｃは補正定数、Ｋ、は定数、Ｎは回転数である。（３）
式右辺第１項が発生トルクに寄与する項であるから、第
２項を零とするようにＫＧＣを選ぶことにより式（３）
は式（３）°のように表すことここで、Ｋｔはモータの
トルク係数である。
、ｌｃｓと駆動コイルの抵抗値によって決定される補
正信号（ＫにＣ）を乗算器３２で乗算することにより得
られる。すなわち、トルク係数波形ヰ★出回路２９の出
力ｉｔｗは Ｌｗ＝ （ｇ＋ａ＋ Ｈｃｖａ＋Ｒｍ ｉｗｃ）−１
１，ｌｃｓ ・Ｋｃｃ）／ （Ｋ、 −Ｎ）と表さ
れる。ここで、ｇｓ＋は電圧−電流変換器３０の変換係
数、■１は逆起電圧、Ｒ１は駆動コイルの抵抗値、ＫＧ
Ｃは補正定数、Ｋ、は定数、Ｎは回転数である。（３）
式右辺第１項が発生トルクに寄与する項であるから、第
２項を零とするようにＫＧＣを選ぶことにより式（３）
は式（３）°のように表すことここで、Ｋｔはモータの
トルク係数である。
次に、第４図はトルク検出部１４に含まれるトルク合成
回路と、トルク指令部１５の一部を示す図である。式（
３）°よりトルク係数波形検出回路出力ｉｙｗはモータ
のトルク係数に比例するため、信号ｉＴいと、対応する
相の駆動電流に比例する信号１ｓｃｓの積を得ることに
より、各相の発生トルクに比例した信号を得ることがで
きる。従って、第４図のように、各相ごとに乗算器４０
．’ ４１及び４２比より対応するトルク係数波形検出
回路出力ｉｙ−と電流検出回路出力ｉ Ｍｃｓの積を電
流ｊｌ、１９＋ｉ＋ｏとして出力し、抵抗４３に流し込
むことにより、各相の発生トルクを加算した信号、すな
わち、モータの発生トルクΦに比例した信号ＶｙＨが得
られる。信号ＶｔＷとトルク指令信号■。の差を電圧−
電流変換器４４で電流に変換し、分配部１２へ供給する
トルク指令電流ｉＥｃを出力する。この関係を式で表す
とトルク指令電流ｉｉｅは １Ｅｃ＝ ｇ＋ａｚ ・（ＶＥＴ Ｖｔｗ）−ｇａｚ
’ （Ｖｔｙ （ｉｅ＋ Ｌ＋ ｉＩｏ） ・Ｒ４
ｉ）＝ｇｍｚ ・（Ｖｔｔ （ｉｔｗ＋ ・ ｉ
Ｍｃｓｌ＋ ｉｔｗｚ ・ ｉｌ、１ｃｓｚ” ｉｔ
ｗ３ ・ １ｘｃｓａ）・ Ｋ１ ・ Ｒ４３） ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（４）となる。ここで、ｇ、は電圧−電流
変換器４４の電圧−電流変換係数、ＶＥＴはトルク指令
信号電圧、１ＭＣ３Ｉ＋ １ＭＣ３Ｚ＋ ’ ＭＣ
３１は各相の電流ヰ★出回路の出力信号、’ＴＷＩ ＋
’ＴＷ２ ＊ １ＴＷ３は各相のトルク係数波形
検出回路の出力信号、Ｋ１は係数、Ｒ４３は抵抗４３の
抵抗値である。すなわち、発生トルクに比例する信号Ｖ
Ｔ、４がトルク指令信号ＶＥアと一致するように帰還制
御されているため、本実施例の駆動回路を用いたブラシ
レスモータは一定のトルクを発生して回転する。
回路と、トルク指令部１５の一部を示す図である。式（
３）°よりトルク係数波形検出回路出力ｉｙｗはモータ
のトルク係数に比例するため、信号ｉＴいと、対応する
相の駆動電流に比例する信号１ｓｃｓの積を得ることに
より、各相の発生トルクに比例した信号を得ることがで
きる。従って、第４図のように、各相ごとに乗算器４０
．’ ４１及び４２比より対応するトルク係数波形検出
回路出力ｉｙ−と電流検出回路出力ｉ Ｍｃｓの積を電
流ｊｌ、１９＋ｉ＋ｏとして出力し、抵抗４３に流し込
むことにより、各相の発生トルクを加算した信号、すな
わち、モータの発生トルクΦに比例した信号ＶｙＨが得
られる。信号ＶｔＷとトルク指令信号■。の差を電圧−
電流変換器４４で電流に変換し、分配部１２へ供給する
トルク指令電流ｉＥｃを出力する。この関係を式で表す
とトルク指令電流ｉｉｅは １Ｅｃ＝ ｇ＋ａｚ ・（ＶＥＴ Ｖｔｗ）−ｇａｚ
’ （Ｖｔｙ （ｉｅ＋ Ｌ＋ ｉＩｏ） ・Ｒ４
ｉ）＝ｇｍｚ ・（Ｖｔｔ （ｉｔｗ＋ ・ ｉ
Ｍｃｓｌ＋ ｉｔｗｚ ・ ｉｌ、１ｃｓｚ” ｉｔ
ｗ３ ・ １ｘｃｓａ）・ Ｋ１ ・ Ｒ４３） ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（４）となる。ここで、ｇ、は電圧−電流
変換器４４の電圧−電流変換係数、ＶＥＴはトルク指令
信号電圧、１ＭＣ３Ｉ＋ １ＭＣ３Ｚ＋ ’ ＭＣ
３１は各相の電流ヰ★出回路の出力信号、’ＴＷＩ ＋
’ＴＷ２ ＊ １ＴＷ３は各相のトルク係数波形
検出回路の出力信号、Ｋ１は係数、Ｒ４３は抵抗４３の
抵抗値である。すなわち、発生トルクに比例する信号Ｖ
Ｔ、４がトルク指令信号ＶＥアと一致するように帰還制
御されているため、本実施例の駆動回路を用いたブラシ
レスモータは一定のトルクを発生して回転する。
第５図は、本実施例のブラシレスモータの駆動回路の制
御ブロック図である。第５図において、５１は第４図に
おける電圧−電流変換器４４の電圧−電流交換係数ｇ−
ｚ、５２ａ、５２ｂ、５３ｃは第１図における分配部１
２及び駆動部１３を示しており、各々入力は電圧−電流
変換器４４の出力信号ｉｔｃ、出力は電流検出回路出力
’ １１ＣＳｌ＋ ’ Ｃ３Ｚ＋ ’ ＭＣ５：
ｌであＨ す、Ｋ、、Ｋｂ、Ｋｃは分配器１２の分配比率、ｈｕｅ
は駆動部１３の電流増幅率である。５３ａ、５３ｂ。
御ブロック図である。第５図において、５１は第４図に
おける電圧−電流変換器４４の電圧−電流交換係数ｇ−
ｚ、５２ａ、５２ｂ、５３ｃは第１図における分配部１
２及び駆動部１３を示しており、各々入力は電圧−電流
変換器４４の出力信号ｉｔｃ、出力は電流検出回路出力
’ １１ＣＳｌ＋ ’ Ｃ３Ｚ＋ ’ ＭＣ５：
ｌであＨ す、Ｋ、、Ｋｂ、Ｋｃは分配器１２の分配比率、ｈｕｅ
は駆動部１３の電流増幅率である。５３ａ、５３ｂ。
５３ｃは第４図における乗算器４０．４１．４２の係数
であり、電流検出回路１ＭＣ３ｌ＋ ’ ＨＣ３Ｚｒ
’ ＦＩＣ５３と各々対応するトルク係数波形検出
回路出力１ＴＷＩ＋ｉｔｗ□＋ｉＴＷ：ｌの積を得て、
信号１８．１９＋ｉ、。を出力する。５４は、抵抗４３
の抵抗値であり、信号’＠＋ ’？＋ ｉＩ。の合
計電流を入力とすることにより、モータの発生トルクΦ
に比例した信号ＶｔＷを得る。
であり、電流検出回路１ＭＣ３ｌ＋ ’ ＨＣ３Ｚｒ
’ ＦＩＣ５３と各々対応するトルク係数波形検出
回路出力１ＴＷＩ＋ｉｔｗ□＋ｉＴＷ：ｌの積を得て、
信号１８．１９＋ｉ、。を出力する。５４は、抵抗４３
の抵抗値であり、信号’＠＋ ’？＋ ｉＩ。の合
計電流を入力とすることにより、モータの発生トルクΦ
に比例した信号ＶｔＷを得る。
従って、この制御ブロック図において、トルク指令信号
からモータの発生トルクに比例する信号■Ｔｌ、、まで
の伝達関数Ｇは式（５）で表される。
からモータの発生トルクに比例する信号■Ｔｌ、、まで
の伝達関数Ｇは式（５）で表される。
Ｖａｔ １ ＋ ｈｔａ ・Ｋｔ（Ｋｉ ｓ ｔｗ
＋ ＋従って、 １＜（ｈｔ、 ・ Ｋ Ｉ ＣＫａ ｆ ｔ
ｗ＋ ＋ Ｋｂ ｉ ｔｗｚ＋ Ｋｃ
ｉ ｔｖｔ ） ・Ｒｎ：＋−−−（６）であれば弐
（５）は Ｇ＝１ となり、モータの発生トルクΦは、トルク指令信号ｖｔ
−ｒに対して追従し、トルクリップルは無くなる。
＋ ＋従って、 １＜（ｈｔ、 ・ Ｋ Ｉ ＣＫａ ｆ ｔ
ｗ＋ ＋ Ｋｂ ｉ ｔｗｚ＋ Ｋｃ
ｉ ｔｖｔ ） ・Ｒｎ：＋−−−（６）であれば弐
（５）は Ｇ＝１ となり、モータの発生トルクΦは、トルク指令信号ｖｔ
−ｒに対して追従し、トルクリップルは無くなる。
以上のように本実施例によれば、各々の駆動トランジス
タとミラー接続された電流検出用トランジスタにより駆
動電流に比例した信号を得る電流検出回路群と各駆動コ
イルの両端子間の電圧を用いてトルク係数波形に比例し
た信号を得るトルク係数波形検出回路群を設け、前記雨
検出回路群の出力を各相ごとに乗算し、その乗算出力を
加算し、トルク指令信号に一致するように駆動電流を変
調するトルク指令部を設けることにより、本発明の駆動
回路を用いたブラシレスモータは回転子と固定子の相対
的な位置関係にかかわらずに一定のトルクを発生させる
ことができる。
タとミラー接続された電流検出用トランジスタにより駆
動電流に比例した信号を得る電流検出回路群と各駆動コ
イルの両端子間の電圧を用いてトルク係数波形に比例し
た信号を得るトルク係数波形検出回路群を設け、前記雨
検出回路群の出力を各相ごとに乗算し、その乗算出力を
加算し、トルク指令信号に一致するように駆動電流を変
調するトルク指令部を設けることにより、本発明の駆動
回路を用いたブラシレスモータは回転子と固定子の相対
的な位置関係にかかわらずに一定のトルクを発生させる
ことができる。
なお、本実施例においてトルク係数波形検出回路は電圧
−電流変換器を用いて電流による演算処理を行うとした
が、これに限定されることはなく駆動コイルの端子間電
圧よりトルク波形を演算検出する方法であればなんでも
よく、公知の手段を用いることができる。さらに、回転
速度が一定であるブラシレスモータであれば、回転数Ｎ
を定数とすることができるため除算器３１を省略するこ
とも可能である。
−電流変換器を用いて電流による演算処理を行うとした
が、これに限定されることはなく駆動コイルの端子間電
圧よりトルク波形を演算検出する方法であればなんでも
よく、公知の手段を用いることができる。さらに、回転
速度が一定であるブラシレスモータであれば、回転数Ｎ
を定数とすることができるため除算器３１を省略するこ
とも可能である。
また、本発明においては、モータ構造の変更を要さず、
駆動電流検出回路、逆起電力検出回路等を同一のシリコ
ンチップ上に集積化することが容易であり、本発明を簡
単に実施することが可能である。
駆動電流検出回路、逆起電力検出回路等を同一のシリコ
ンチップ上に集積化することが容易であり、本発明を簡
単に実施することが可能である。
また、本実施例においては、駆動コイルは３相としたが
、複数相であればよい。また、駆動コイルに鎖交する磁
束を検出しているため、回転子の磁極分布は特に正弦波
や台形波に制限されることなく自由な分布態様のものを
用いることができる。
、複数相であればよい。また、駆動コイルに鎖交する磁
束を検出しているため、回転子の磁極分布は特に正弦波
や台形波に制限されることなく自由な分布態様のものを
用いることができる。
発明の効果
以上のように本発明は、ｎ相の駆動コイルに流れる駆動
電流を検出するｎ個の電流検出手段と、各駆動コイルに
誘起する逆起電圧を用いてモータのトルク係数波形を検
出するｎ個のトルク係数波形検出手段と、前記雨検出手
段の出力の積を得るｎ個の乗算器と、前記全乗算器出力
を加算する加算器と、前記加算器出力が所定の値となる
ように駆動電流を制御する制御手段を備えることにより
、モータの回転子と固定子との相対位置にかかわらずに
一定のトルクを発生することができるため、本発明の駆
動回路を用いたブラシレスモータは本質的にトルクリッ
プルがなくなり既述した従来のブラシレスモータにおけ
る欠点が良好に解消される。
電流を検出するｎ個の電流検出手段と、各駆動コイルに
誘起する逆起電圧を用いてモータのトルク係数波形を検
出するｎ個のトルク係数波形検出手段と、前記雨検出手
段の出力の積を得るｎ個の乗算器と、前記全乗算器出力
を加算する加算器と、前記加算器出力が所定の値となる
ように駆動電流を制御する制御手段を備えることにより
、モータの回転子と固定子との相対位置にかかわらずに
一定のトルクを発生することができるため、本発明の駆
動回路を用いたブラシレスモータは本質的にトルクリッ
プルがなくなり既述した従来のブラシレスモータにおけ
る欠点が良好に解消される。
第１図は本発明の実施例におけるブラシレスモータの駆
動回路のブロック構成図、第２図は電流検出回路の説明
に必要な回路の構成を示す図、第３図はトルク係数波形
検出回路の説明に用いるブロックの構成を示す図、第４
図はトルク検出部に含まれるトルク合成部とトルク指令
部の一部の動作説明に必要なブロックの構成を示す図、
第５図は実施例における駆動回路のブロック図、第６図
は従来のブラシレスモータの駆動回路のブロックの構成
を示す図である。 １．２．３・・・・・・駆動コイル、１１・・・・・・
位置信号増幅部、１２・・・・・・分配部、１３・・・
・・・駆動部、１４・・・・・・トルク検出部、１５・
・・・・・トルク指令部。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名１．２．３
−Ｊｉ！動コイル ！！−位ｇｔＪｔ号増％郁 Ｉ４−トルク検出部 ｔＳ−一トルク指令郁 第２図 第３図 第４図 句 りさ
動回路のブロック構成図、第２図は電流検出回路の説明
に必要な回路の構成を示す図、第３図はトルク係数波形
検出回路の説明に用いるブロックの構成を示す図、第４
図はトルク検出部に含まれるトルク合成部とトルク指令
部の一部の動作説明に必要なブロックの構成を示す図、
第５図は実施例における駆動回路のブロック図、第６図
は従来のブラシレスモータの駆動回路のブロックの構成
を示す図である。 １．２．３・・・・・・駆動コイル、１１・・・・・・
位置信号増幅部、１２・・・・・・分配部、１３・・・
・・・駆動部、１４・・・・・・トルク検出部、１５・
・・・・・トルク指令部。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名１．２．３
−Ｊｉ！動コイル ！！−位ｇｔＪｔ号増％郁 Ｉ４−トルク検出部 ｔＳ−一トルク指令郁 第２図 第３図 第４図 句 りさ
Claims (3)
- （１） ｎ（ｎは２以上の整数）相の駆動コイルに流れ
る駆動電流を検出するｎ個の電流検出手段と、前記各駆
動コイルに誘起する逆起電圧を用いてモータのトルク係
数波形を検出するｎ個のトルク係数波形検出手段と、前
記各電流検出手段の出力と、各々の電流検出手段に対応
する相のトルク係数波形検出手段の出力の積を得るｎ個
の乗算器と、前記全乗算器出力を加算する加算器と、前
記加算器出力が所定の値となるように駆動電流を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とするブラシレスモー
タの駆動回路。 - （２） 電流検出手段は、駆動トランジスタとミラー接
続された電流検出用トランジスタを用いることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）記載のブラシレスモータの
駆動回路。 - （３） トルク係数波形検出手段は、各駆動コイルの端
子間電圧と、各々の相に対応する電流検出手段出力と、
回転速度に比例する信号とにより演算処理するように構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
のブラシレスモータの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145522A JPH0732623B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ブラシレスモ−タの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145522A JPH0732623B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ブラシレスモ−タの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627388A true JPS627388A (ja) | 1987-01-14 |
| JPH0732623B2 JPH0732623B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=15387168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145522A Expired - Lifetime JPH0732623B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ブラシレスモ−タの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732623B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04251590A (ja) * | 1991-01-08 | 1992-09-07 | Toyota Motor Corp | ブラシレスモータのための電気制御装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4883323A (ja) * | 1972-02-15 | 1973-11-07 | ||
| JPS4899255A (ja) * | 1972-03-30 | 1973-12-15 | ||
| JPS505811A (ja) * | 1973-05-21 | 1975-01-22 | ||
| JPS57177293A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-30 | Victor Co Of Japan Ltd | Drive circuit for dc brushless motor |
| JPS60131089A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Pioneer Electronic Corp | 直流モ−タ装置 |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP60145522A patent/JPH0732623B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4883323A (ja) * | 1972-02-15 | 1973-11-07 | ||
| JPS4899255A (ja) * | 1972-03-30 | 1973-12-15 | ||
| JPS505811A (ja) * | 1973-05-21 | 1975-01-22 | ||
| JPS57177293A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-30 | Victor Co Of Japan Ltd | Drive circuit for dc brushless motor |
| JPS60131089A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Pioneer Electronic Corp | 直流モ−タ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04251590A (ja) * | 1991-01-08 | 1992-09-07 | Toyota Motor Corp | ブラシレスモータのための電気制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0732623B2 (ja) | 1995-04-10 |
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