JPS63114586A - 三相dcブラシレスモ−タの制動方法 - Google Patents

三相dcブラシレスモ−タの制動方法

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JPS63114586A
JPS63114586A JP61257851A JP25785186A JPS63114586A JP S63114586 A JPS63114586 A JP S63114586A JP 61257851 A JP61257851 A JP 61257851A JP 25785186 A JP25785186 A JP 25785186A JP S63114586 A JPS63114586 A JP S63114586A
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JP
Japan
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phase
gate
signal
braking
rotor
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JP61257851A
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English (en)
Inventor
Akira Akami
赤見 晃
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Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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    • 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
    • H02P6/24Arrangements for stopping

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】 [産業上の利用分野] 本発明は、三相DCブラシレスモータの制動方法とその
回路とに関する。
[従来の技術とその問題点] 従来、三相DCブラシレスモータの電気的制動方法の一
つとして、回生制動がある。この制動方法は、モータの
回転により発生するエネルギーを電源に戻す方法である
が、電源側に回生エネルギーを吸収する負荷がない場合
には、回生が不能となる。他の制動方法として、発電制
動がある。この方法は、モータを発電機として動作させ
、回転の機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、こ
れを抵抗器内で熱として消費させる方法である。この方
法では、制動をかける時にり区−又はパワー・スイッチ
ング素子を用いて、回路を前記抵抗器に切換える必要が
あり、また、この切換のタイミングが難しいという問題
点があった。
本発明は、以上のような問題点のない三相DCブラシレ
スモータの制動方法を促供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段1 本発明は、上記の目的を達成するために、三相DCブラ
シレスモータの各相の固定子巻線に、回転子の回転時の
電流の位相から電気角120度遅れた位相の電流を流す
ことにより、これを制動するようにしたものである。
[作 用] 各相の固定子巻線に供給された電流は、回転子の回転時
の電流の位相から電気角120度遅れた位相であるため
、固定子巻線が発生する磁束の方向が、回転子のla極
の方向と一致し、回転回転子の回転を制動することがで
きる。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明の制動方法を適用するモータの断面図
である。三相DCブラシレスモータ1の回転子3は、N
極5とS極7との二極からなる。この回転子3の周囲に
は、固定子9が配されている。この固定子9には、U相
巻線11、V相巻線13及びW相巻線15の三つの巻線
が時計回りに120度等配され、U相巻線11とV相巻
線13との間、V相巻線13とW相巻線15との間及び
W相巻線15とU相巻線11との間には、それぞれ突J
i17.19.21が館記回転子3に向けて設けられて
いる。また、固定子3の位置を検出するために、突極1
1と固定子3との空隙のU相巻線11寄りには、ホール
素子等からなる位置検出器23が、突極19と固定子3
との空隙のV相巻線13寄りには、同様の位置検出器2
5が、突極21と固定子3との空隙のW相巻線15寄り
には、同様の位置検出器27が、それぞれ配されている
。なお、各相の巻線の一端は一点で接続され、星形接続
となっている。同図は、回転子3のN極5が位置検出器
23.25の近傍にあり、そのS極7が位置検出器27
の近傍にあるときの状態を示している。
回転子3を時計回り(以下CWという。)方向に回転さ
せる場合には、同図(a)に示すように、U相巻線11
及びV相巻線13を順次通るように電流を供給する。こ
のとき、突極17から突極21に至る磁束と、突極17
から突極19に至る磁束とが発生するから、突極17の
位置にN極が立ち、回転子3がCW向回転る。逆に、回
転子3を反時計回り(以下CCWという。)方向に回転
させる場合には、同図(b)に示すように、V相巻線1
3及びW相巻線15を順次通るように電流を供給する。
このとき、突極19から突極17に至る磁束と、突極1
9から突極21に至る磁束とが発生するから、突極19
の位置にN極が立ち、回転子3がCCW回転する。回転
子3が、同図に示した位置と異なる位置に回転したとき
でも、各相の巻線電流の方向を変化させることにより、
回転子3の回転につれて、N極を固定子9に立てる位置
を回転させるようにして、回転を持続させることができ
る。すなわち、磁束が回転子3に固定されるように、各
相の巻線に電流を供給する。
さて、以上のようにして、CW向回転はCCW回転して
いる回転子3を制動するには、次のようにする。すなわ
ち、同図(C)に示すように、W相巻線15及びU相巻
線11を順次通るように電流を供給する。このとき、突
極21から突極19に至る磁束と、突極21から突極1
7に至る磁束とが発生するから、突極21の位置にN極
が立ち、回転子3が制動を受ける。回転子3が、慣性に
より、同図に示した位置と異なる位置に回転したときで
も、各相の巻線電流の方向を変化させることにより、回
転子3の回転につれて、N極を固定子9に立てる位置を
回転させるようにして、回転子3を完全に停止させるこ
とができる。
この制動方法をさらに詳細に説明する。
第2図は、本発明の制動方法を前図に示したモータに適
用するための主回路の回路図である。
各相の巻線11.13.15には、インバータ29から
、次の・、ようにして電流が供給される。すなわち、イ
ンバータ29の端子31及び端子33は、端子31を正
極性として図示しない直流電源に接続される。
この端子31には、35.37.39の三つのPNPト
ランジスタの各エミッタが接続される。これらのPNP
I−ランジスタ35.37.39の各コレクタは、これ
らと対をなす三つのNPNトランジスタ41.43.4
5の各コレクタに接続点47.49.51にて接続され
る。さらに、これらのNPNトランジスタ41.43.
45の各エミッタは前記の端子33に接続される。以上
のトランジスタを保護するために、PNPトランジスタ
35.37.39の各エミッタ・コレクタ間には、ダイ
オード53.55゜57が、トランジスタのエミッタ側
にカソードを向けて並列に接続され、NPNトランジス
タ41゜43、45の各エミッタ・コレクタ間には、ダ
イオード59.61.63が、トランジスタのコレクタ
側にカソードを向けて並列に接続される。PNPトラン
ジスタ35.37.39の各ベースには、端子65、6
6、67からベース信号83.82.旧が、インバータ
6B、 69.70を介して入力され、NPNトランジ
スタ41.43.45の各ベースには、端子71゜72
、73からベース信号L3. L2.11が、インバー
タ74.75.76を介して入力される。U相巻線11
、V相巻線13及びW相巻!215は、それぞれ前記接
続点47.49.51に接続され、電流が供給される。
第3図は、前回の主回路にベース信号を供給するための
制御回路の回路図である。前記位置検出323.25.
27は、それぞれコンパレータ 101、 103. 
105に接続され、これらのコンパレータは、それぞれ
位置検出信号)II、 112.113を出力する。こ
れらの位置検出信号lit、 H2,83は、対応する
位置検出器の近傍に、回転子3のNff15があるとき
にl」レベルとなり、S極7があるとぎにLレベルとな
る信号であって、それぞれANDゲート107の第1の
入力端子及びANDゲート117の第1のパノノ端子、
ANDゲート109の第1の入力端子及びANDゲート
 111の第1の入力端子、ANDゲート113の第1
の入力端子及びANDゲート 115の第1の入力端子
に入力される。一方、端子119から入力される正反転
信号C誓すは、前記ANDゲート109. 113゜1
17の第2の入力端子に直接入力され、また、前記AN
Dゲート 107. 111. 115の第2の入力端
子にインバータ 121を介した信号CWとして入力さ
れる。ANDゲート 107の出力及びANDゲート1
09の出力、ANDゲート 111の出力及びANDゲ
ート 113の出力並びに、ANDゲート 115の出
力及びANDゲート 117の出力は、それぞれ二人力
ORゲート 123. 125. 127の入力端子に
入力され、各ORゲート123. 125゜127は、
信号J1. J2. J3を出力する。以上の正逆転回
路128によって、前記位置検出信号旧。
H2,H3は、信号J1. J2. J3に変換される
これらの信号J1. J2. ’J3は、それぞれAN
Dゲー1− 131の第1の入力端子及びANDゲーゲ
ー137の第1の入力端子、ANDゲート129の第1
の入力端子及びANDゲート 135の第1の入力端子
、ANDゲート 133の第1の入力端子及びANDゲ
ート 139の第1の入力端子に入力される。一方、端
子141から入力されるブレーキ信号BRは、ゲート 
143によって、前記端子119から入力される正反転
信号CWbとエフ−スフルーシブORがとられて信号B
bとなる。この信号Bbは、前記ANDゲート 129
. 133. 137の第2の入力端子に直接入力され
るとともに、インバータ 145を介して信号Bとなっ
て、前記ANDゲー1〜131. 135. 139の
第2の入力端子に入力される。ANDゲート 129の
出力及びANDゲート 131の出力、ANDゲート 
133の出力及びANDゲート 135の出力並びに、
ANDゲート 137の出力及びANDゲー1〜139
の出力は、それぞれ二人力ORゲート147. 149
. 151の入力端子に入力され、各ORゲート 14
7゜149、 151は、信号に1.に2.に3を出力
する。以上の制動回路152によって、前記信@Jl、
 、J2゜J3は、信@に1.に2.に3に変換される
これらの信号に1.に2.に3は、それぞれ三入力AN
Dゲート 157の第1の入力端子及び二人力ANDゲ
ート159の第1の入力端子、三入力ANDゲート 1
55の第1の入力端子及び二人力ANDゲー1−163
の第1の入力端子、三入力ANDゲート 153の第1
の入力端子及び二人力ANDゲート 161の第1の入
力9η(子に入力される。
また、信号に1. K2. K3は、それぞれインバー
タ165、 167、 169によって反転される。こ
れらの反転信号は、それぞれ三入力ANDゲー1〜15
3の第2の入力端子及び二人力ANDゲート 163の
第2の入力端子、三入力ANDゲート 157の第2の
入力端子及び二人力ANDゲート 161の第2の入力
端子、三入力ANDゲート155の第2の入力端子及び
二人力ANDゲート159の第2の入力端子に入力され
る。二人力ANDゲート 159. 161. 163
の出力は、それぞれ三入力ANDゲート 153. 1
55. 157の第3の入力端子に直接入力されるとと
もに、インバータ 171、 173. 175を介し
て前記ベース信号L1. L2゜L3として、端子73
.72.71から主回路のNPNトランジスタに供給さ
れる。一方、三入力ANDゲート153. 155. 
157の出力は、それぞれバッファ 177、 179
. 181を介して前記ベース信号口、 82.83と
して、端子67、66、65から主回路のPNPトラン
ジスタに供給される。以上のベース信号生成回路182
によって、前記信号kl、 k2. k3は、信号L1
. L2. L3及び旧、 82.83に変換される。
第4図は、端子119から入力される正反転信号CWb
と端子141から入力されるブレーキ信号BRとが、と
もにLレベルであり、回転子3がCW回転をするときの
制御回路の各部の波形を示すタイミング・チャートであ
る。回転子3が一回転する間に、信号口、 H2,H3
は、順次モード1〜6の六つの状態をとる。正反転信号
CWbがLレベルであるから、正反転回路128におい
て、ANDゲート 107. 111. 115が開か
れ、ANDゲート 109. 113. 117が閉じ
られる。したがって、Jl−111,J2=H2,J3
=H3となる。また、ブレーキ信号BRのレベルが正反
転信号cwbのレベルと一致しているから、信号Bbが
Lレベルとなり、信号BffiHレベルとなる。したが
って、制動回路152において、ANDゲート 129
. 133、 137が閉じられ、ANDゲート131
. 135゜139が開かれて、に1=J1.に2= 
J2.に3=J3となる。すなわち、ベース信号生成回
路182によって生成される信@11. L2. L3
は、それぞれモード2及び3、モード6及び1、モード
4及び5のみLレベルとなり、信号口、 82.83は
、それぞれモード5及び6、モード3及び4、モード1
及び2のみHレベルとなる。
したがって、前記の主回路において、モード1.2.3
,4.5.6の順に、それぞれPNPトランジスタ35
及びNPNトランジスタ43、PNPトランジスタ35
及びNPNトランジスタ45、PNPトランジスタ37
及びNPNトランジスタ45、PNPトランジスタ37
及びNPNトランジスタ41、PNPトランジスタ39
及びNPNトランジスタ41、PNPトランジスタ39
及びNPNトランジスタ43がONになる。第5図は、
各モードでの各相の巻線に流れる電流とその電流によっ
て発生する磁束の様子を示している。
同図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 、
 (e)及び(f)は、それぞれモード1.2,3.4
.5及び6の状態を示し、回転子3がCW回転すること
を示している。
第6図は、前記正反転信号CHbがLレベルであって、
以上のようにCW回転しているときに、前記ブレーキ信
号BRが、Hレベルになったときの制御回路の各部の波
形を示すタイミング・チャートである。正反転信号C1
4bがLレベルであるから、正反転回路128において
、前記同様にJ1=H1,J2=l+2. J3=11
3となる。しかしながら、ブレーキ信号BRのレベルが
正反転信号CWbのレベルと一致しなくなるから、信@
BbがHレベルとなり、信号BがLレベルとなる。した
がって、制動回路152において、ANDゲート 12
9゜133、 137が開かれ、ANDグー1〜131
. 135゜139が閉じられて、に1=J2. K2
=J3. K3=J1となる。すなわち、ベース信号生
成回路182によって生成される信号L1. L2. 
L3は、それぞれモード4及び5、モード2及び3、モ
ード6及び1のみLレベルどなり、信号口、 82. 
)13は、それぞれモード1及び2、モード5及び6、
モード3及び4のみHレベルとなって、いづれも第4図
に示した波形より位相が電気角120度遅れた波形とな
る。
したがって、前記の主回路に33いて、モード1.2.
3.4,5.6の順に、それぞれPNPトランジスタ3
9及びNPNトランジスタ41、PNPトランジスタ3
9及びNPNトランジスタ43、PNPトランジスタ3
5及びNPNトランジスタ43、PNPトランジスタ3
5及びNPNトランジスタ45、PNPトランジスタ3
7及びNPNl−ランジスタ45、PNPトランジスタ
37及びNPNトランジスタ41がONになる。第7図
は、各モードでの各相の巻線に流れる電流とその電流に
よって発生する磁束の様子を示している。
同図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 、
 (e)及び(f)は、それぞれモード1.2.3.4
.5及び6の状態を示し、回転子3の回転が各モードに
おいて制動されることを示している。
第8図は、正反転信号C1がトルベルであり、ブレーキ
信号8Rがトルベルであって、回転子3がCCW回転を
するときのil 1311回路の各部の波形を示すタイ
ミング・チャートである。回転子3が一回転する闇に、
信号旧、 +12. H3は、順次モード1,6.5.
4,3.2の六つの状態をとる。正反転信@Cl1lb
がトルベルであるから、正反転回路128において、A
NDゲート107゜111、 115が閉じられ、AN
Dゲート 109. 113、 117が開かれる。し
たがって、J1=l+2. J2−113. J3=1
11となる。また、ブレーキ信号BRのレベルが正反転
信号CWbのレベルと一致していないから、信号Bbが
トルベルとなり、信号Bがトルベルとなる。したがって
、制動回路152において、ANDゲート129. 1
33. 137が開かれ、ANDゲート 111. 1
35. 139が閉じられて、に1=J2. K2−J
3. K3=J1となる。すなわち、ベース信号生成回
路182によって生成される信号L1. L2.13は
、それぞれモード1及び6、モード5及び4、モード3
及び2のみし、レベルとなり、信号旧、 82.83は
、それぞれモード4及び3、モード2及び1、モード6
及び5のみトルベルとなる。
したがって、前記の主回路において、モード1.6.5
.4,3.2の順に、それぞれPNPトランジスタ37
及びNPNトランジスタ45、PNPトランジスタ35
及びNPNトランジスタ45、PNPトランジスタ35
及びNPNトランジスタ43、PNPトランジスタ39
及びNPNトランジスタ43、PNPトランジスタ39
及びNPNトランジスタ41、PNPトランジスタ37
及びNPNトランジスタ41がONになる。第9図は、
各モードでの各相の巻線に流れる電流とその電流によっ
て発生する磁束の様子を示している。
同図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 、
 (e)及び(f)は、それぞれモード1.6.5,4
.3及び2の状態を示し、回転子3がCCW回転するこ
とを示している。
第10図は、前記正反転信@cIAbがトルベルであっ
て、以上のようにCCW回転しているときに、前記ブレ
ーキ信号BRが、トルベルになったときの制御回路の各
部の波形を示すタイミング・チャートである。正反転信
号CWbがトルベルであるから、正反転回路128にお
いて、前記同様にJ1=112. J2=H3,J3=
H1となる。しかしながら、ブレーキ信号BRのレベル
が正反転信号CWbのレベルと一致するようになるから
、信号Bbがしレベルとなり、信号Bがトルベルとなる
。したがって、制動回路152において、ANDゲート
 129. 133. 137が閉じられ、ANDゲー
ト 131. 135. 139が開かれて、に1=J
1゜に2=J2. K3=J3となる。すなわち、ベー
ス信号生成回路182によって生成される信号L1. 
L2゜L3は、それぞれモード5及び4、モード3及び
2、モード1及び6のみトルベルとなり、信号旧、 8
2. H3は、それぞれモード2及び1、モード6及び
5、モード4及び3のみトルベルとなって、いづれも第
8図に示した波形より位相が電気角120度遅れた波形
となる。
したがって、前記の主回路において、モード1.6.5
,4.3.2の順に、それぞれPNPトランジスタ3つ
及びNPNトランジスタ41、PNPトランジスタ37
及びNPNI−ランジスタ41、PNPトランジスタ3
7及びN P N l−ランジスタ45、PNPトラン
ジスタ35及びNPNI−ランジスタ45、PNPトラ
ンジスタ35及びNPNトランジスタ43、PNPトラ
ンジスタ39及びNPNI−ランジスタ43がONにな
る。第11図は、各モードでの各相の巻線に流れる電流
とその電流によって発生する磁束の様子を示している。
同図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 、
 (e)及び(f)は、それぞれモード1.6.5,4
.3及び2の状態を示し、回転子3の回転が各モードに
おいて制動されることを示している。
なお、制動時の前記信号Ll、 12. L3又は81
゜H2,83をのパルス幅を変調することにより、各相
の巻線に、パルス幅変調された電流を流すようにすれば
、制動のききがたを調整することができる。このとき、
負荷に応じてパルス幅を変えてもよいし、また、時間を
おって徐々にパルス幅を大きくすることにより、徐々に
制動を強くすることもできる。
[発明の効果] 以上に詳細に説明したように、本発明の方法によれば、
三相DCブラシレスモータの各相の固定子巻線に、回転
子の回転時の電流の位相から電気角120度遅れた位相
の電流を流すことにより、これを制動するようにしてい
るため、従来の回生制動と比較して、特に制動のためだ
けにパワー素子を用いる必要がなく、簡単な制御回路に
より制動を行なうことができる三相DCブラシレスモー
タの制動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制動方法の一実施例を適用するモータ
のCW回転時、CCW回転時及び制動時の状態を示す断
面図、第2図は本発明の制動方法を前図のモータに適用
するための主回路の回路図、第3図は前図の主回路にベ
ース信号を供給するための制御回路の回路図、第4図は
モータがCW回転をするときの制御回路の各部の波形を
示すタイミング・チャート、第5図はCW回転時の各モ
ードのモータの状態を示1断面図、第6図はモータがC
W回転をしているときに制動する場合の制御回路の各部
の波形を示すタイミング・チャート、第7図はCW回転
時に制動する場合の各モードのモータの状態を示す断面
図、第8図はモータがCCW回転をするときの制御回路
の各部の波形を示すタイミング・チャート、第9図はC
CW回転時の各モードのモータの状態を示す断面図、第
10図はモータがCCW回転をしているとぎに制動する
揚台の制御回路の各部の波形を示すタイミング・チャー
ト、第11図はCCW回転時に制動する場合の各モード
のモータの状態を示す断面図である。 符号の説明 1・・・三相DCブラシレスモータ、3・・・回転子、
9・・・固定子、11・・・U相巻線、13・・・V相
巻線、15・・・W相巻線、17.19.21・・・突
極、23.25.27・・・位置検出器、29・・・イ
ンバータ回路、35.37.39・・・P N P I
−ランジスタ、41.43.45・・・NPNトランジ
スタ、128・・・正逆転回路、152・・・制動回路
、182・・・ベース信号生成回路。 特許出願人   株式会社芝浦製作所 代理人 弁理士 蔦 1)璋 子 ほか1名123.4
561 第6図    時間 第8図    栴間 第10図    博闇

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、三相DCブラシレスモータの各相の固定子巻線に、
    回転子の回転時の電流の位相から電気角120度遅れた
    位相の電流を流すことを特徴とする三相DCブラシレス
    モータの制動方法。 2、回転子の回転時に流す電流の位相から電気角120
    度遅れた位相の電流が、パルス幅変調された電流である
    特許請求の範囲第1項に記載の三相DCブラシレスモー
    タの制動方法。
JP61257851A 1986-10-29 1986-10-29 三相dcブラシレスモ−タの制動方法 Pending JPS63114586A (ja)

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JP61257851A JPS63114586A (ja) 1986-10-29 1986-10-29 三相dcブラシレスモ−タの制動方法

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JP61257851A JPS63114586A (ja) 1986-10-29 1986-10-29 三相dcブラシレスモ−タの制動方法

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JP61257851A Pending JPS63114586A (ja) 1986-10-29 1986-10-29 三相dcブラシレスモ−タの制動方法

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JP (1) JPS63114586A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02131391A (ja) * 1988-11-05 1990-05-21 Nippon Densan Corp ブレーキ制御装置
JPH0690591A (ja) * 1992-09-05 1994-03-29 Shinano Kenshi Kk ブラシレスモータ
CN102664550A (zh) * 2012-04-23 2012-09-12 黑龙江大学 直接驱动桥式逆变实验电路

Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5358609A (en) * 1976-11-06 1978-05-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Lead-lag controlling brush angle for dc brushless motor
JPS59162785A (ja) * 1983-03-07 1984-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機による位置決め装置

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