JPS6327956B2 - - Google Patents
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- JPS6327956B2 JPS6327956B2 JP55154694A JP15469480A JPS6327956B2 JP S6327956 B2 JPS6327956 B2 JP S6327956B2 JP 55154694 A JP55154694 A JP 55154694A JP 15469480 A JP15469480 A JP 15469480A JP S6327956 B2 JPS6327956 B2 JP S6327956B2
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- JP
- Japan
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- signal
- motor
- rotation speed
- position detection
- circuit
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02P6/14—Electronic commutators
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、ブラシレスモートル速度制御回路に
係り、特に、制御ロスの少ないデジタル制御によ
るブラシレスモートル速度制御回路に関するもの
である。
係り、特に、制御ロスの少ないデジタル制御によ
るブラシレスモートル速度制御回路に関するもの
である。
速度制御の方法としては、アナログ制御とデジ
タル（PWM）制御とがあるが、前者は、その回
路制御ロスが大きく、パワートランジスタの発熱
が大で、かつ高価となる欠点があり、また後者に
おいては、その回路構成が複雑で、高価となる欠
点があつた。
タル（PWM）制御とがあるが、前者は、その回
路制御ロスが大きく、パワートランジスタの発熱
が大で、かつ高価となる欠点があり、また後者に
おいては、その回路構成が複雑で、高価となる欠
点があつた。
すなわち、従来のこの種のブラシレスモートル
の制御回路例においては、図示を省略するが、そ
の回転数の検出手段として、ブラシレスモートル
にTG（タコジエネレータ）を取り付け、その出
力信号を使用して、前者のアナログ制御の場合に
はこれを回転数に比例した直流電圧に変換し、当
該モートルコイルに流れる電流を増減していたの
で、TGが必要で、そのモートル構造が複雑とな
り、またモートルコイル電流を増減する複数のト
ランジスタの消費電力が大となつて、発熱が大き
くなると同時に、トランジスタの容量が大となり
高価になるなどの欠点があつたものである。
の制御回路例においては、図示を省略するが、そ
の回転数の検出手段として、ブラシレスモートル
にTG（タコジエネレータ）を取り付け、その出
力信号を使用して、前者のアナログ制御の場合に
はこれを回転数に比例した直流電圧に変換し、当
該モートルコイルに流れる電流を増減していたの
で、TGが必要で、そのモートル構造が複雑とな
り、またモートルコイル電流を増減する複数のト
ランジスタの消費電力が大となつて、発熱が大き
くなると同時に、トランジスタの容量が大となり
高価になるなどの欠点があつたものである。
また、後者のデジタル制御においても、前記同
様、TGなどの出力信号を使用して、複数のトラ
ンジスタ（後述の本発明の実施例におけるTr1〜
Tr3相当のもの）のON区間を回転数に応じて決
定させていたものであるが、TGのパルス数をき
わめて多くする必要があり（上記同様、後述の本
発明の実施例におけるｃ信号程度では、１回転に
数十回程度しかON―OFFを繰り返さないので、
トルク脈動が大となり、回転変動が大きくなる原
因となる。）、TGの構造が極めて複雑で高価とな
り、また回路構成も、Ｄ／Ａ変換、Ａ／Ｄ変換が
必要など、さらに複雑で高価となる欠点を有する
ものであつた。
様、TGなどの出力信号を使用して、複数のトラ
ンジスタ（後述の本発明の実施例におけるTr1〜
Tr3相当のもの）のON区間を回転数に応じて決
定させていたものであるが、TGのパルス数をき
わめて多くする必要があり（上記同様、後述の本
発明の実施例におけるｃ信号程度では、１回転に
数十回程度しかON―OFFを繰り返さないので、
トルク脈動が大となり、回転変動が大きくなる原
因となる。）、TGの構造が極めて複雑で高価とな
り、また回路構成も、Ｄ／Ａ変換、Ａ／Ｄ変換が
必要など、さらに複雑で高価となる欠点を有する
ものであつた。
本発明は、上記のような従来技術に係るものの
欠点を解消し、簡単な構造で制御ロスの少ない、
デジタル制御に係るブラシレスモートル速度制御
回路の提供を、その目的とするものである。
欠点を解消し、簡単な構造で制御ロスの少ない、
デジタル制御に係るブラシレスモートル速度制御
回路の提供を、その目的とするものである。
本発明のブラシレスモートル速度制御回路の構
成は、位置検出素子よりの位置検出信号で、論理
回路により選択的に順次複数個のモートルコイル
に電流を流し、連続したトルクを発生させるごと
くなしたブラシレスモートルにおいて、上記位置
検出信号を使用してモートル回転数に比例した信
号を得るようにした回転数検出回路と、前記回転
数に比例した信号の周波数をＫ倍する（Ｋ＞１）
回路と、該周波数をＫ倍した信号の立上りエツジ
あるいは立下りエツジから一定幅のパルスを作
り、前記の周波数をＫ倍した信号と前記一定幅の
パルスとによりモートル回転数に対応した幅のパ
ルスを作成する論理回路とを有し、かつ前記のモ
ートル回転数に対応した幅のパルスを使用して、
複数個のモートルコイルに選択的に順次電流を流
す前記論理回路によりモートルに流す電流を所定
パルス幅間OFFにするごとく構成せしめたもの
である。
成は、位置検出素子よりの位置検出信号で、論理
回路により選択的に順次複数個のモートルコイル
に電流を流し、連続したトルクを発生させるごと
くなしたブラシレスモートルにおいて、上記位置
検出信号を使用してモートル回転数に比例した信
号を得るようにした回転数検出回路と、前記回転
数に比例した信号の周波数をＫ倍する（Ｋ＞１）
回路と、該周波数をＫ倍した信号の立上りエツジ
あるいは立下りエツジから一定幅のパルスを作
り、前記の周波数をＫ倍した信号と前記一定幅の
パルスとによりモートル回転数に対応した幅のパ
ルスを作成する論理回路とを有し、かつ前記のモ
ートル回転数に対応した幅のパルスを使用して、
複数個のモートルコイルに選択的に順次電流を流
す前記論理回路によりモートルに流す電流を所定
パルス幅間OFFにするごとく構成せしめたもの
である。
次に、本発明に係る実施例を各図を参照して説
明する。
明する。
ここで、第１図は、本発明の一実施例に係るも
のの速度制御回路図、第２図は、その動作波形説
明図、第３図は、その速度制御部分の動作説明波
形図である。
のの速度制御回路図、第２図は、その動作波形説
明図、第３図は、その速度制御部分の動作説明波
形図である。
まず、第１図において、H1〜H3は、位置検出
素子、A1〜A3は、増幅器、N1〜N6は、NAND
ゲート、I1〜I6は、インバータで、Ｍはモノマル
チ、NRはNORゲート、ANDはANNDゲート、
Ｋは、周波数逓倍器、W1〜W3は、モートルコイ
ル（以下、コイルという。）であり、Tr1〜Tr3は
トランジスタである。
素子、A1〜A3は、増幅器、N1〜N6は、NAND
ゲート、I1〜I6は、インバータで、Ｍはモノマル
チ、NRはNORゲート、ANDはANNDゲート、
Ｋは、周波数逓倍器、W1〜W3は、モートルコイ
ル（以下、コイルという。）であり、Tr1〜Tr3は
トランジスタである。
しかして、上記のNAND N4〜N6は回転数検
出回路に係るものであり、ＫはＫ倍（Ｋ＞１）す
る回路、モノマルチＭ，NORゲートNR，AND
ゲートANDは論理回路に係るものである。
出回路に係るものであり、ＫはＫ倍（Ｋ＞１）す
る回路、モノマルチＭ，NORゲートNR，AND
ゲートANDは論理回路に係るものである。
すなわち、H1〜H3は、たとえばホール素子な
どの、回転子の位置検出素子で、本実施例では３
ケのホール素子が電気的に120゜の間隔に、図示省
略のブラシレスモートルの２ロータの２マグネツ
トに対向させてあり、その出力波形は、第２図の
h1〜h3の位置検出信号で示すごとく、相互に120゜
位相がずれた、ほぼ正弦波状になつている。
どの、回転子の位置検出素子で、本実施例では３
ケのホール素子が電気的に120゜の間隔に、図示省
略のブラシレスモートルの２ロータの２マグネツ
トに対向させてあり、その出力波形は、第２図の
h1〜h3の位置検出信号で示すごとく、相互に120゜
位相がずれた、ほぼ正弦波状になつている。
増幅器A1〜A3は、ホール出力信号を増幅整形
する回路であつて、上記第２図の位置検出素子
H1〜H3の入力にたいし、a1〜a3信号のごとき矩
形波出力となるものである。
する回路であつて、上記第２図の位置検出素子
H1〜H3の入力にたいし、a1〜a3信号のごとき矩
形波出力となるものである。
また、NANDゲートN1〜N6、インバータI1〜
I6の出力部の波形は、第２図において、n1〜n3，
ｃ，b1〜b3，i1〜i3、の各信号で示すとおりであ
る。
I6の出力部の波形は、第２図において、n1〜n3，
ｃ，b1〜b3，i1〜i3、の各信号で示すとおりであ
る。
しかして、インバータI4〜I6の出力であるi1〜i3
信号は、第２図に示すように、電気的に、120゜毎
に“Ｈ”（ハイレベル）となるので、この“Ｈ”
の間トランジスタTr1〜Tr3が順次ONし、結局、
コイルW1〜W3に、120゜毎に順次電流を流し、ブ
ラシレスモートル（以下、モートルという。）を
連続回転させるものである。
信号は、第２図に示すように、電気的に、120゜毎
に“Ｈ”（ハイレベル）となるので、この“Ｈ”
の間トランジスタTr1〜Tr3が順次ONし、結局、
コイルW1〜W3に、120゜毎に順次電流を流し、ブ
ラシレスモートル（以下、モートルという。）を
連続回転させるものである。
NANDゲートN4〜N6は、ワイヤードOR接続
されている。
されている。
したがつて、第１図のＣ点の出力は、第２図の
ｃ信号のごとくなり、周波数は、モートルの回転
数に比例する信号となる。
ｃ信号のごとくなり、周波数は、モートルの回転
数に比例する信号となる。
周波数逓倍器Ｋは、前記ｃ信号をＫ倍する回路
であつて、たとえばPLL（フエーズ ロツクルー
プ）などが使用される。
であつて、たとえばPLL（フエーズ ロツクルー
プ）などが使用される。
第２図のｃ信号は、コイルW1〜W3の切換信号
であるi1〜i3信号に比して、それほど高くないの
で、これを充分高い周波数にし、Ｋ倍しないｃ信
号により得られる、各コイルの電流断続によるト
ルク変動、回転ムラなどへの影響を少なくするも
のである。
であるi1〜i3信号に比して、それほど高くないの
で、これを充分高い周波数にし、Ｋ倍しないｃ信
号により得られる、各コイルの電流断続によるト
ルク変動、回転ムラなどへの影響を少なくするも
のである。
上記Ｋ倍のＫの値は、モートルの回転数、ロー
タのイナーシヤなどにより適当に設定されるもの
であるがＫ＞１である。
タのイナーシヤなどにより適当に設定されるもの
であるがＫ＞１である。
また、モノマルチＭ、NORゲートNR、AND
ゲートANDの動作波形は、第３図に示すとおり
である。
ゲートANDの動作波形は、第３図に示すとおり
である。
すなわち、第３図の１は、回転数が一定（定常
状態）のときを示すものである。
状態）のときを示すものである。
そして、ｄ信号は、Ｋ倍された信号波形で、ｅ
信号はモノマルチＭの出力波形である。
信号はモノマルチＭの出力波形である。
モノマルチＭは、ｄ信号の立上り時に同期して
一定の幅を有するパルスを出力するので、ｄ，ｅ
信号のNORゲートNR出力波形はｆ信号となる。
一定の幅を有するパルスを出力するので、ｄ，ｅ
信号のNORゲートNR出力波形はｆ信号となる。
このNORゲートNRの出力ｆ信号とモノマル
チＭの出力ｅ信号とのAND出力がｇ信号である。
チＭの出力ｅ信号とのAND出力がｇ信号である。
このANDゲートANDは、ｄ信号の周波数がき
わめて低いとき、つまり回転数がきわめて低いと
きのｇ信号出力を出さないようにするためで、そ
の例を第３図の１に示したものである。
わめて低いとき、つまり回転数がきわめて低いと
きのｇ信号出力を出さないようにするためで、そ
の例を第３図の１に示したものである。
しかして、ｇ信号出力は、トランジスタTr4の
ベースに、またトランジスタTr4のコレクタは、
トランジスタTr1〜Tr3のベースに接続されてい
るので、第３図１のｇ信号の出力が“Ｈ”の間、
トランジスタTr4はONになり、これに従いトラ
ンジスタTr1〜Tr3はOFFとなる。
ベースに、またトランジスタTr4のコレクタは、
トランジスタTr1〜Tr3のベースに接続されてい
るので、第３図１のｇ信号の出力が“Ｈ”の間、
トランジスタTr4はONになり、これに従いトラ
ンジスタTr1〜Tr3はOFFとなる。
そして、トランジスタTr1〜Tr3は、電気的に
120゜ずつ交互にONしているので、結局、トラン
ジスタTr1〜Tr3内のONしている当該トランジス
タがOFFとなる。
120゜ずつ交互にONしているので、結局、トラン
ジスタTr1〜Tr3内のONしている当該トランジス
タがOFFとなる。
また、第３図の２は、上記の１にたいしてモー
トルの回転数が高くなつた場合での例で、ｄ信号
の周波数が高くなつた場合であるが、モノマルチ
Ｍのｅ信号の幅は一定なので、ｇ信号の“Ｈ”区
間、つまり、コイルに流れる電流のOFF区間の
間が長くなり、回転数を低下させる。
トルの回転数が高くなつた場合での例で、ｄ信号
の周波数が高くなつた場合であるが、モノマルチ
Ｍのｅ信号の幅は一定なので、ｇ信号の“Ｈ”区
間、つまり、コイルに流れる電流のOFF区間の
間が長くなり、回転数を低下させる。
さらに、第３図の３は、逆に回転数が低くなつ
た場合で、上記の２と逆の動作をして、回転数を
上昇させるように働くものであり、したがつてモ
ートルの回転数を一定に保つ働きをするものであ
る。
た場合で、上記の２と逆の動作をして、回転数を
上昇させるように働くものであり、したがつてモ
ートルの回転数を一定に保つ働きをするものであ
る。
そして、第３図の４は、さらに回転数が低くな
つた場合である。
つた場合である。
すなわち、第３図の４のｇ信号は、回転数が極
端に小さい、すなわちモートルの起動の過程にお
いては“Ｌ”（ロウレベル）となり、コイルに流
れる電流をOFFとしないので、立上り特性が損
なわれることがないなどの特徴を有するものであ
る。
端に小さい、すなわちモートルの起動の過程にお
いては“Ｌ”（ロウレベル）となり、コイルに流
れる電流をOFFとしないので、立上り特性が損
なわれることがないなどの特徴を有するものであ
る。
上記により、本発明に係る上述の実施例によれ
ば、位置検出用に使用していた信号を、回転数検
出信号に使用するので、さきに述べた従来例と異
なり、TGが不要であつて、モートルの構造、回
路共に簡単になり、また前記の回転数検出信号を
Ｋ倍して、充分高い周波数に変換してあるので、
周波数のきわめて高いTGと同等の効果が得られ
るから、トルク変動、回転変動の少ない制御が、
安価に実現できるものである。
ば、位置検出用に使用していた信号を、回転数検
出信号に使用するので、さきに述べた従来例と異
なり、TGが不要であつて、モートルの構造、回
路共に簡単になり、また前記の回転数検出信号を
Ｋ倍して、充分高い周波数に変換してあるので、
周波数のきわめて高いTGと同等の効果が得られ
るから、トルク変動、回転変動の少ない制御が、
安価に実現できるものである。
また、上記のＫ倍の値は、回路的に、自由に変
更可能なので、TGのようにパルス数変更が必要
な場合、再製作の必要もないものである。
更可能なので、TGのようにパルス数変更が必要
な場合、再製作の必要もないものである。
さらに、起動時は、ON―OFF制御は行わない
ので、立上り（起動）特性の良いものとなる。
ので、立上り（起動）特性の良いものとなる。
一方、ON―OFF制御方式のため、トランジス
タに流れる電流は、OFF期間の幅で増減してい
るので、トランジスタによるパワー損失が少な
く、また発熱も少なく、さらに容量も小さくする
ことができ、安価であつて効率のよい制御が可能
なものである。
タに流れる電流は、OFF期間の幅で増減してい
るので、トランジスタによるパワー損失が少な
く、また発熱も少なく、さらに容量も小さくする
ことができ、安価であつて効率のよい制御が可能
なものである。
このように、上記実施例によれば、冒頭に述べ
た従来技術に係るものの欠点を解消し、きわめて
簡単な構造、構成により、効率のよい安価なブラ
シレスモートルの速度制御回路が実現できるもの
である。
た従来技術に係るものの欠点を解消し、きわめて
簡単な構造、構成により、効率のよい安価なブラ
シレスモートルの速度制御回路が実現できるもの
である。
なお、上記の実施例においては、３個の位置検
出素子を用い、少なくとも２個以上の位置検出信
号を使用するようにしたものであるが、これは１
個の位置検出素子、あるいは任意複数の位置検出
素子を用いて、その位置検出信号を使用するよう
にすることができるものである。
出素子を用い、少なくとも２個以上の位置検出信
号を使用するようにしたものであるが、これは１
個の位置検出素子、あるいは任意複数の位置検出
素子を用いて、その位置検出信号を使用するよう
にすることができるものである。
また、さきのモノマルチＭは、ｄ信号の立上り
時に同期して一定の幅を有するパルスを出力する
ようにしてもよいものである。
時に同期して一定の幅を有するパルスを出力する
ようにしてもよいものである。
上述したところをも総合して、本発明によると
きは、きわめて簡単な構成にして、ブラシレスモ
ートル特性を損なうことなしに、ロスの少ない、
立上りのよいブラシレスモートル速度制御回路を
所期できるものであつて、すぐれた効果を奏する
発明ということができる。
きは、きわめて簡単な構成にして、ブラシレスモ
ートル特性を損なうことなしに、ロスの少ない、
立上りのよいブラシレスモートル速度制御回路を
所期できるものであつて、すぐれた効果を奏する
発明ということができる。
第１図は、本発明の一実施例に係るものの速度
制御回路図、第２図は、その動作波形説明図、第
３図は、その速度制御部分の動作説明波形図であ
る。 H1〜H3…位置検出素子、A1〜A3…増幅器、
N1〜N6…NANDゲート、I1〜I6…インバータ、
Ｍ…モノマルチ、NR…NORゲート、AND…
ANDゲート、Ｋ…周波数逓倍器、Tr1〜Tr4…ト
ランジスタ、W1〜W3…モートルコイル。
制御回路図、第２図は、その動作波形説明図、第
３図は、その速度制御部分の動作説明波形図であ
る。 H1〜H3…位置検出素子、A1〜A3…増幅器、
N1〜N6…NANDゲート、I1〜I6…インバータ、
Ｍ…モノマルチ、NR…NORゲート、AND…
ANDゲート、Ｋ…周波数逓倍器、Tr1〜Tr4…ト
ランジスタ、W1〜W3…モートルコイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 位置検出素子よりの位置検出信号で、論理回
路により選択的に順次複数個のモートルコイルに
電流を流し、連続したトルクを発生させるごとく
なしたブラシレスモートルにおいて、上記位置検
出信号を使用してモートル回転数に比例した信号
を得るようにした回転数検出回路と、前記回転数
に比例した信号の周波数をＫ倍する（Ｋ＞１）回
路と、該周波数をＫ倍した信号の立上りエツジあ
るいは立下りエツジから一定幅のパルスを作り、
前記の周波数をＫ倍した信号と前記一定幅のパル
スとによりモートル回転数に対応した幅のパルス
を作成する論理回路とを有し、かつ前記のモート
ル回転数に対応した幅のパルスを使用して、複数
個のモートルコイルに選択的に順次電流を流す前
記論理回路によりモートルに流す電流を所定パル
ス幅間OFFにするごとく構成せしめたことを特
徴とするブラシレスモートル速度制御回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
位置検出素子が複数個で、少なくとも２個以上の
位置検出信号を使用するものであるブラシレスモ
ートル速度制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55154694A JPS5780281A (en) | 1980-11-05 | 1980-11-05 | Control circuit for speed of brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55154694A JPS5780281A (en) | 1980-11-05 | 1980-11-05 | Control circuit for speed of brushless motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5780281A JPS5780281A (en) | 1982-05-19 |
| JPS6327956B2 true JPS6327956B2 (ja) | 1988-06-06 |
Family
ID=15589893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55154694A Granted JPS5780281A (en) | 1980-11-05 | 1980-11-05 | Control circuit for speed of brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5780281A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0646238Y2 (ja) * | 1984-06-11 | 1994-11-24 | 愛知電機株式会社 | ブラシレスモータの速度制御装置 |
-
1980
- 1980-11-05 JP JP55154694A patent/JPS5780281A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5780281A (en) | 1982-05-19 |
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