KR100546518B1 - Controller For Brushless DC motor, Control Method, Control Program And Recording Media - Google Patents
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Abstract
소비 전력의 저감을 도모하면서, 무브러시 DC 모터의 시동을 확실하게 행하게 한다. It is possible to surely start the brushless DC motor while reducing the power consumption.
무브러시 DC 모터의 시동시에 무브러시 DC 모터의 회전자를 정지 상태에서 소정 시간 보유 지지하기 위한 위치 보유 지지 전류를 공급하고, 위치 보유 지지 전류의 공급 정지 후에, 이미 공급된 위치 보유 지지 전류를 환류시켜, 환류 유로를 흐르는 위치 보유 지지 전류에 의해 회전자가 상기 정지 상태로 보유 지지되어 있는 상태에서 시동 전류를 공급한다. At start-up of the brushless DC motor, a position holding current is supplied for holding the rotor of the brushless DC motor in a stopped state for a predetermined time, and after stopping supply of the position holding current, the already held position holding current is supplied. By refluxing, the starting current is supplied while the rotor is held in the stopped state by the position holding current flowing through the reflux flow path.
교류 전원부, 인버터부, 무브러시 DC 모터, 위치 검출 회로, AC/DC 변환부AC power supply, inverter, brushless DC motor, position detection circuit, AC / DC converter
Description
도1은 실시 형태의 무브러시 DC 모터 제어 장치의 개요 구성 블럭도. 1 is a schematic configuration block diagram of a brushless DC motor control device of an embodiment;
도2는 통상 구동시의 타이밍 차트. 2 is a timing chart during normal driving.
도3은 제1 실시 형태의 시동 제어시의 타이밍 차트. Fig. 3 is a timing chart at the start control of the first embodiment.
도4는 제1 실시 형태의 시동 제어시의 처리 흐름도. Fig. 4 is a flowchart of processing at the start control of the first embodiment.
도5는 환류 전류의 설명도. 5 is an explanatory diagram of a reflux current.
도6은 제1 실시 형태의 시동 제어시의 타이밍 차트. Fig. 6 is a timing chart at the start control of the first embodiment.
도7은 제2 실시 형태의 시동 제어시의 처리 흐름도. Fig. 7 is a flowchart of processing at the start control of the second embodiment.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 교류 전원부(시동 전류 공급부)1: AC power supply part (starting current supply part)
2 : AC/DC 변환부(시동 전류 공급부)2: AC / DC converter (starting current supply)
3 : 인버터부(시동 전류 공급부, 회전자 위치 보유 지지부)3: inverter part (starting current supply part, rotor position holding part)
4 : 무브러시 DC 모터4: brushless DC motor
5 : 위치 검출 회로5: position detection circuit
6 : 제어 회로(회전자 위치 보유 지지부, 환류 유로 형성부)6: control circuit (rotor position holding part, reflux flow path forming part)
7 : 구동 회로(회전자 위치 보유 지지부, 환류 유로 형성부) 7: drive circuit (rotor position holding part, reflux flow path forming part)
100 : 무브러시 DC 모터 제어 시스템100: Brushless DC Motor Control System
TU, TV, TW, TX, TY, TZ : 트랜지스터(환류 유로 형성부) TU, TV, TW, TX, TY, TZ: Transistor (reflux flow path forming section)
DU, DV, DW, DX, DY, DZ : 다이오드(환류 유로 형성부)DU, DV, DW, DX, DY, DZ: Diode (reflux flow path forming part)
본 발명은 무브러시 DC 모터 제어 장치, 제어 방법, 제어 프로그램 및 기록 매체에 관한 것으로, 특히 공기 조화기의 압축기 등에 이용되는 무브러시 DC 모터의 시동 전류의 저감 및 시동 확률의 향상을 도모하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a brushless DC motor control apparatus, a control method, a control program and a recording medium, and more particularly, to a technique for reducing the starting current and improving the starting probability of a brushless DC motor used in a compressor of an air conditioner. It is about.
종래의 무브러시 DC 모터 제어 장치는, 예를 들어 일본 특허 공개 평9-327194호 공보에 개시되어 있다. A conventional brushless DC motor control apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-327194.
일본 특허 공개 평9-327194호 공보에 기재된 무브러시 DC 모터 제어 장치는, 홀 소자 등의 자극 위치 검출 소자를 사용하지 않고 회전자의 위치를 알기 위해, 무브러시 DC 모터의 비통전상(비통전 전기자 코일)에 발생하는 유기 전압을 이용하여 회전자의 위치를 검출하고, 이러한 방식으로 검출한 위치 검출을 바탕으로 하여 무브러시 DC 모터의 전기자 코일 전류의 통전을 스위칭하고 있다. 또한, 이 무브러시 DC 모터의 기동 개시시에는 회전자가 정지하고 있기 때문에 유기 전압이 발생하지 않으므로, 회전자의 위치 검출을 행할 수 없어 동기 운전 등을 행할 필요가 있다. The brushless DC motor control device described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-327194 discloses a non-electrical phase (non-electric armature) of a brushless DC motor in order to know the position of the rotor without using magnetic pole position detecting elements such as hall elements. The position of the rotor is detected using the induced voltage generated in the coil), and the energization of the armature coil current of the brushless DC motor is switched based on the position detection detected in this manner. In addition, since the rotor is stopped at the start of the start of the brushless DC motor, no induced voltage is generated. Therefore, the position detection of the rotor cannot be performed and it is necessary to perform synchronous operation or the like.
보다 구체적으로는, 상기 종래의 무브러시 DC 모터 제어 장치는 교류 전원을 AC/DC 변환부에서 소정의 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원을 인버터부의 스위칭 소자로 스위칭하여 무브러시 DC 모터의 전기자 코일에 공급한다. More specifically, the conventional brushless DC motor control device converts an AC power source into a predetermined DC power source in an AC / DC converter, and switches the DC power source to a switching element of the inverter unit to armature coils of the brushless DC motor. To feed.
이 무브러시 DC 모터를 제어하는 경우, 위치 검출 회로를 설치하고, 위치 검출 회로는 무브러시 DC 모터의 단자 전압과 기준 레벨을 비교하여, 이 비교 결과의 위치 검출 신호를 제어 회로(마이크로 컴퓨터)에 출력한다. In the case of controlling this brushless DC motor, a position detecting circuit is provided, and the position detecting circuit compares the terminal voltage of the brushless DC motor with a reference level, and transmits the position detecting signal of the comparison result to the control circuit (microcomputer). Output
이에 의해, 제어 회로는 입력된 위치 검출 신호를 디지털 처리하고, 무브러시 DC 모터의 전기자 코일 전류의 통전을 스위칭하는 구동 신호(PWM 신호)를 무브러시 DC 모터의 구동 회로에 출력하여, 인버터부의 스위칭 소자를 구동하고 있었다. As a result, the control circuit digitally processes the input position detection signal and outputs a drive signal (PWM signal) for switching the armature coil current of the brushless DC motor to the drive circuit of the brushless DC motor, thereby switching the inverter unit. The device was driving.
그런데, 상기 종래의 무브러시 DC 모터를 로터리 압축기에 적용하는 경우에는, 로터리 압축기의 정지 후 잠시 동안은, 무브러시 DC 모터에의 통전을 정지하면, 로터리 압축기 내의 압력에 의해 무브러시 DC 모터가 역회전되어 버릴 가능성이 있다. By the way, in the case where the conventional brushless DC motor is applied to a rotary compressor, when the energization of the brushless DC motor is stopped for a while after the rotary compressor is stopped, the brushless DC motor is reversed by the pressure in the rotary compressor. It may rotate.
따라서, 재시동시에 회전자의 통전상을 파악하기 위해, 회전자의 정지 위치를 보유 지지하기 위한 위치 보유 지지 전류를 무브러시 DC 모터에 공급한 경우에, 소비 전력 저감을 위해 위치 보유 지지 전류의 공급을 정지하면, 무브러시 DC 모터가 역회전되어 회전자 위치가 어긋나 버린다는 문제점이 있었다. Therefore, in order to grasp the energized state of the rotor at restart, when the position holding current for holding the stop position of the rotor is supplied to the brushless DC motor, the position holding current is reduced to reduce power consumption. When the supply is stopped, there is a problem that the brushless DC motor is rotated in reverse and the rotor position is shifted.
또한, 이 회전자 위치가 어긋나 버리는 것을 방지하기 위해, 무브러시 DC 모터의 시동시에 위치 보유 지지 전류의 공급을 계속한 상태에서, 시동 전류 공급으로 이행하는 경우에는 인버터를 구성하는 직렬로 접속된 CM0S 구조의 트랜지스터가 쌍방 모두 온 상태가 되는 타이밍이 발생하는 경우가 있고, 그와 같은 경우에는 소위 관통 전류가 흘러 트랜지스터를 파괴하거나, 혹은 보호 회로가 동작하여 시동에 실패하거나 하게 된다. In addition, in order to prevent this rotor position shifting, when supplying a position holding current at the time of starting of a brushless DC motor, and shifting to starting current supply, it is connected in series which comprises an inverter. The timing at which both the transistors of the CM0S structure are turned on sometimes occurs. In such a case, a so-called through current flows to destroy the transistor, or the protection circuit operates to fail to start.
그래서, 본 발명의 목적은 소비 전력의 저감을 도모하면서, 무브러시 DC 모터의 시동을 확실하게 행하게 하는 것이 가능한 무브러시 DC 모터 제어 장치, 제어 방법, 제어 프로그램 및 기록 매체를 제공하는 데 있다. It is therefore an object of the present invention to provide a brushless DC motor control apparatus, a control method, a control program, and a recording medium capable of reliably starting a brushless DC motor while reducing power consumption.
상기 과제를 해결하기 위해, 무브러시 DC 모터 제어 장치는 무브러시 DC 모터의 시동시에 상기 무브러시 DC 모터의 회전자를 정지 상태에서 소정 시간 보유 지지하기 위한 위치 보유 지지 전류를 공급하는 회전자 위치 보유 지지부와, 상기 위치 보유 지지 전류의 공급 정지 후에, 이미 공급된 상기 위치 보유 지지 전류를 환류시키는 환류 유로를 형성하는 환류 유로 형성부와, 상기 환류 유로를 흐르는 상기 위치 보유 지지 전류에 의해 상기 회전자가 상기 정지 상태로 보유 지지되어 있는 상태에서 시동 전류를 공급하는 시동 전류 공급부를 구비한 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the brushless DC motor control device is a rotor position for supplying a position holding current for holding the rotor of the brushless DC motor for a predetermined time in a stopped state at the start of the brushless DC motor. The rotation by the holding flow path forming portion which forms a reflux flow path for refluxing the supplied position holding current after the supply stop of the position holding current, and the position holding current flowing through the return flow path. And a starting current supply unit for supplying a starting current in a state where the self is held in the stopped state.
상기 구성에 따르면, 회전자 위치 보유 지지부는 무브러시 DC 모터의 시동시에 상기 무브러시 DC 모터의 회전자를 정지 상태에서 소정 시간 보유 지지하기 위한 위치 보유 지지 전류를 무브러시 DC 모터에 공급한다. According to the above configuration, the rotor position holding part supplies a position holding current to the brushless DC motor for holding the rotor of the brushless DC motor for a predetermined time at the start of the brushless DC motor.
환류 유로 형성부는 위치 보유 지지 전류의 공급 정지 후에, 이미 공급된 위 치 보유 지지 전류를 환류시키는 환류 유로를 형성한다. The reflux flow path forming portion forms a reflux flow path for refluxing the already supplied position holding current after the supply stop of the position holding current.
그리고, 시동 전류 공급부는 환류 유로를 흐르는 위치 보유 지지 전류에 의해 회전자가 정지 상태로 보유 지지되어 있는 상태에서 시동 전류를 공급한다. And the starting current supply part supplies a starting current in the state in which the rotor is hold | maintained by the position holding current which flows through a reflux flow path.
이 경우에 있어서, 상기 무브러시 DC 모터는 삼상(三相) 제어이며, 상기 회전자 위치 보유 지지부는 제1 상에서 상기 회전자를 정지 상태에서 보유 지지하기 위해 상기 위치 보유 지지 전류로서의 제1 보유 지지 전류를 공급하는 제1 회전자 위치 보유 지지부와, 상기 제1 상과는 다른 제2 상에서 상기 회전자를 정지 상태에서 보유 지지하기 위해 상기 위치 보유 지지 전류로서의 제2 보유 지지 전류를 공급하는 제2 회전자 위치 보유 지지부를 구비하도록 해도 좋다. In this case, the brushless DC motor is three-phase control, and the rotor position holding portion holds a first holding as the position holding current to hold the rotor in a stationary state in a first phase. A first rotor position holding portion for supplying current and a second holding current as the position holding current for holding the rotor in a stationary state on a second phase different from the first phase; A rotor position holding part may be provided.
또한, 위치 보유 지지시의 실효 전압은 소비 전력 저감을 위해 시동시의 실효 전압보다도 낮게 설정되어 있도록 해도 좋다. In addition, the effective voltage at the time of position holding may be set lower than the effective voltage at the start-up in order to reduce power consumption.
또한, 위치 보유 지지시의 실효 전압은 듀티 제어에 의해 설정되도록 해도 좋다. In addition, the effective voltage at the time of position holding may be set by duty control.
또한, 무브러시 DC 모터의 제어 방법은 무브러시 DC 모터의 시동시에 상기 무브러시 DC 모터의 회전자를 정지 상태에서 소정 시간 보유 지지하기 위한 위치 보유 지지 전류를 공급하는 회전자 위치 보유 지지 과정과, 상기 위치 보유 지지 전류의 공급 정지 후에, 이미 공급된 상기 위치 보유 지지 전류를 환류시키는 환류 유로를 형성하는 환류 유로 형성 과정과, 상기 환류 유로를 흐르는 상기 위치 보유 지지 전류에 의해 상기 회전자가 상기 정지 상태로 보유 지지되어 있는 상태에서 시동 전류를 공급하는 시동 전류 공급 과정을 구비한 것을 특징으로 한다. In addition, the control method of the brushless DC motor includes a rotor position holding step of supplying a position holding current for holding the rotor of the brushless DC motor in a stopped state for a predetermined time at the start of the brushless DC motor; And a reflux flow path forming step of forming a reflux flow path for refluxing the already supplied position holding current after the supply of the position holding current is stopped, and the rotor is stopped by the position holding current flowing through the reflux flow path. And a startup current supply process for supplying a startup current in a state held in the state.
이 경우에 있어서, 회전자 위치 보유 지지 과정은 제1 상에서 회전자를 정지 상태에서 보유 지지하기 위해 위치 보유 지지 전류로서의 제1 보유 지지 전류를 공급하는 제1 회전자 위치 보유 지지 과정과, 제1 상과는 다른 제2 상에서 회전자를 정지 상태에서 보유 지지하기 위해 위치 보유 지지 전류로서의 제2 보유 지지 전류를 공급하는 제2 회전자 위치 보유 지지 과정을 구비하도록 해도 좋다. In this case, the rotor position holding process includes a first rotor position holding process for supplying a first holding current as position holding current to hold the rotor in a stationary state on the first phase, and a first holding position holding process. A second rotor position holding step of supplying a second holding current as the position holding current for holding the rotor in a stationary state in a second phase different from the phase may be provided.
또한, 위치 보유 지지시의 실효 전압은 소비 전력 저감을 위해 시동시의 실효 전압보다도 낮게 설정되어 있도록 해도 좋다. In addition, the effective voltage at the time of position holding may be set lower than the effective voltage at the start-up in order to reduce power consumption.
또한, 위치 보유 지지시의 실효 전압은 듀티 제어에 의해 설정되는 듀티비에 의해 설정되도록 해도 좋다. In addition, the effective voltage at the time of position holding may be set by the duty ratio set by duty control.
또한, 컴퓨터에 의해 무브러시 DC 모터를 제어하기 위한 제어 프로그램은 무브러시 DC 모터의 시동시에 상기 무브러시 DC 모터의 회전자를 정지 상태에서 소정 시간 보유 지지하기 위한 위치 보유 지지 전류를 공급시키고, 상기 위치 보유 지지 전류의 공급 정지 후에, 이미 공급된 상기 위치 보유 지지 전류를 환류시키는 환류 유로를 형성시키고, 상기 환류 유로를 흐르는 상기 위치 보유 지지 전류에 의해 상기 회전자가 상기 정지 상태로 보유 지지되어 있는 상태에서 시동 전류를 공급시키는 것을 특징으로 한다. In addition, the control program for controlling the brushless DC motor by the computer supplies a position holding current for holding the rotor of the brushless DC motor in the stopped state for a predetermined time at the start of the brushless DC motor, After the supply of the position holding current is stopped, a reflux flow path for refluxing the already supplied position holding current is formed, and the rotor is held in the stopped state by the position holding current flowing through the reflux flow path. It is characterized by supplying a starting current in the state.
이 경우에 있어서, 위치 보유 지지 전류를 공급시킬 때, 제1 상에서 상기 회전자를 정지 상태에서 보유 지지하기 위해 상기 위치 보유 지지 전류로서의 제1 보유 지지 전류를 공급시키고, 상기 제1 상과는 다른 제2 상에서 상기 회전자를 정지 상태에서 보유 지지하기 위해 상기 위치 보유 지지 전류로서의 제2 보유 지지 전류 를 공급시키도록 해도 좋다. In this case, when the position holding current is supplied, a first holding current as the position holding current is supplied to hold the rotor in a stationary state in a first phase, and different from the first phase. The second holding current as the position holding current may be supplied to hold the rotor in a stationary state in a second phase.
또한, 위치 보유 지지시의 실효 전압은 소비 전력 저감을 위해 시동시의 실효 전압보다도 낮게 설정시키도록 해도 좋다. In addition, the effective voltage at the time of position holding may be set lower than the effective voltage at the start-up in order to reduce power consumption.
또한, 상기 각 제어 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하도록 해도 좋다. Alternatively, the above control programs may be recorded in a computer-readable recording medium.
다음에 본 발명이 적합한 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, preferred embodiment of this invention is described with reference to drawings.
[1] 제1 실시 형태[1] first embodiment
도1은 실시 형태의 무브러시 DC 모터 제어 장치의 개요 구성 블럭도이다. 1 is a schematic configuration block diagram of a brushless DC motor control device of an embodiment.
무브러시 DC 모터 제어 시스템(100)은, 크게 구별하면, 교류 전원(1), AC/DC 변환부(2), 인버터부(3), 무브러시 DC 모터(4), 위치 검출 회로(5), 제어 회로(6) 및 구동 회로(7)를 구비하고 있다. The brushless DC motor control system 100 can be broadly divided into an
교류 전원부(1)는 무브러시 DC 모터 제어 시스템(100)에 교류 전원을 공급한다. The AC
AC/DC 변환부(2)는 공급된 교류 전원을 교류/직류 변환하여 인버터부(3)에 공급한다. The AC /
인버터부(3)는 스위칭 소자로서, 트랜지스터(TU, TV, TW, TX, TY, TZ)를 구비하고, 제어 회로(6) 및 구동 회로(7)의 제어 하에서 AC/DC 변환부(2)로부터 공급된 직류 전원을 삼상 구동 전원으로 변환하여 무브러시 DC 모터(4)에 공급한다. The inverter section 3 is provided with transistors TU, TV, TW, TX, TY, TZ as switching elements, and under the control of the
무브러시 DC 모터(4)는 인버터부(3)로부터의 삼상 구동 전원의 공급을 받아 구동된다. The
위치 검출 회로(5)는 삼상 구동 전원의 공급 상태를 검출하고, 무브러시 DC 모터(4)의 도시하지 않은 회전자 위치를 검출하여 제어 회로(6)에 통지한다. The
제어 회로(6)는, 소위 마이크로 컴퓨터로 하여 구성되어 있고, 도시하지 않은 마이크로 프로세서 유닛이 도시하지 않은 ROM에 저장된 제어 프로그램도 기초로 하여, 도시하지 않은 RAM에 일시적으로 각종 데이터를 저장할 수 있는, 위치 검출 회로(5)로부터 통지된 회전자 위치를 기초로 하여 구동 회로(7)를 거쳐서 무브러시 DC 모터(4)의 구동 제어를 행한다. The
구동 회로(7)는 제어 회로(6)의 제어 하에서, 인버터부(3)를 구성하는 트랜지스터(TU, TV, TW, TX, TY, TZ)의 온/오프 제어를 행한다. The
우선, 구체적인 시동 제어의 설명에 앞서, 무브러시 DC 모터 제어 시스템(100)의 무브러시 DC 모터(4)의 통상 구동시의 개요 동작을 설명한다. First, the outline operation | movement at the time of normal driving of the
무브러시 DC 모터 제어 시스템(100)은 교류 전원부(1)로부터 공급된 교류 전원을 AC/DC 변환부(2)에서 소정의 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원을 인버터부(3)의 트랜지스터(TU, TV, TW, TX, TY, TZ)를 적절하게 스위칭하여 무브러시 DC 모터(4)의 전기자 코일에 공급한다. The brushless DC motor control system 100 converts the AC power supplied from the AC
이와 병행하여 위치 검출 회로(5)는 무브러시 모터(4)의 단자 전압(초핑된 유기 전압)과 기준 레벨을 비교하여, 이 비교 결과를 위치 검출 신호로서 제어 회로(6)에 출력한다. In parallel with this, the
제어 회로(6)는 입력된 위치 검출 신호를 디지털 처리하고, 무브러시 모터(4)의 전기자 코일 전류의 통전을 스위칭하는 구동 신호(PWM 신호)를 구동 회 로(7)에 출력하고, 인버터부(3)의 트랜지스터(TU, TV, TW, TX, TY, TZ)를 구동한다. 이에 의해, 무브러시 DC 모터(4)가 원하는 회전수로 회전 구동되게 된다. The
도2는 통상 구동시의 타이밍 차트이다. 2 is a timing chart during normal driving.
도2에 도시한 바와 같이, 제어 회로(6)는 시각 t1에 있어서, 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TY)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TW)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TW)를 거쳐 펄스 폭 변조[PWM : 예를 들어, 듀티비 50(%)]되면서, VW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TY)를 거쳐, AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다. As shown in Fig. 2, the
마찬가지로 시각 t2에 이르면, 제어 회로(6)는 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TU)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TY)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TU)를 거쳐서 UV상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TY)를 거쳐 펄스 폭 변조(PWM)되면서, AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다. Similarly, when the time t2 is reached, the
또한 시각 t3에 이르면, 제어 회로(6)는 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TZ)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TU)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TU)를 거쳐 펄스 폭 변조(PWM)되면서, UW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TZ)를 거쳐 AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다. Further, when the time t3 is reached, the
또한, 시각 t4에 이르면, 제어 회로(6)는 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TV)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TZ)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TV)를 거쳐 VW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TZ)를 거쳐 펄스 폭 변조(PWM)되면서, AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다. Moreover, when the time t4 is reached, the
또한 시각 t5에 이르면, 제어 회로(6)는 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TX)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TV)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TV)를 거쳐 펄스 폭 변조(PWM)되면서, UV상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TX)를 거쳐 AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다. Further, when the time t5 is reached, the
또한, 시각 t6에 이르면, 제어 회로(6)는 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TW)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TX)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TW)를 거쳐서 UW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TX)를 거쳐 펄스 폭 변조(PWM)되면서, AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 되어, 무브러시 DC 모터(4) 구동의 1 사이클이 종료된다. Moreover, when the time t6 is reached, the
그리고, 시각 t7에 있어서 구동 회로(7)를 거쳐서 다시 트랜지스터(TY)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TW)를 PWM 구동하고, 이하, 같은 처리를 반복하여 무브러시 DC 모터(4)의 구동 제어를 행한다. Then, at time t7, the transistor TY is turned on again through the driving
다음에 무브러시 DC 모터(4)의 시동 제어에 대해 설명한다. Next, start control of the
도3은, 제1 실시 형태의 시동 제어시의 타이밍 차트이다. 또한, 도4는 제1 실시 형태의 시동 제어시의 처리 흐름도이다. 3 is a timing chart at the start control of the first embodiment. 4 is a process flowchart at the start control of the first embodiment.
도3에 도시한 바와 같이, 제어 회로(6)는 시각 t11에 있어서, 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TY)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TW)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TW)를 거쳐서 회전자 위치 고정시의 펄스 폭 변조[PWM : 예를 들어, 듀티비 25 (%)]를 행하면서, VW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TY)를 거쳐 AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다. 이에 의해, 무브러시 DC 모터(4)의 회전자는 소정 위치에 고정된다(스텝 S1). As shown in Fig. 3, the
그리고, 시각 t12에 이르면, 제어 회로(6)는 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TY)를 온 상태대로 하고, 트랜지스터(TW)를 오프 상태로 한다. 이에 의해 다이오드(DZ)가 도통 상태가 되어, 환류 전류가 트랜지스터(TY)를 거쳐 VW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 고정 위치에 보유 지지한다(스텝 S2). When the time t12 is reached, the
그 후, 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흐르는 환류 전류는, 도5에 도시한 바와 같이 모터 코일의 저항 성분에 의해 감소하기 시작한다. Thereafter, the reflux current flowing through the coil of the
그래서, 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흐르는 환류 전류가 회전자를 고정 위치에 보유 지지 가능한 최저 전류 Imin에 이르는 시각 TLIM보다 전의 시각 t13에 이르면, 제어 회로(6)는 무브러시 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TZ)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TU)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TU)를 거쳐 펄스 폭 변조(PWM)되면 서, UW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TZ)를 거쳐 AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다(스텝 S3). Thus, when the reflux current flowing through the coil of the
그 후, 회전자의 위치 검출이 행해져 무브러시 DC 모터(34)는, 통상 구동으로 이행하여 시각 t13 이후는, 도2의 시각 t3 이후와 같은 통상 구동 운전으로 이행하게 된다(스텝 S4). Thereafter, the position detection of the rotor is performed, and the brushless DC motor 34 shifts to normal driving, and after time t13, the brushless DC motor 34 shifts to the normal driving operation as shown after time t3 in FIG. 2 (step S4).
이상의 설명과 같이, 본 제1 실시 형태에 따르면, 회전자의 위치를 보유 지지하는 데 필요한 전류가 환류 전류로서 흐르고 있는 동안에, 시동 제어로 이행하고 있으므로, 회전자의 위치 어긋남을 일으키는 일 없이, 확실한 시동을 행할 수 있다. 또한, 회전자의 위치 고정시에 인버터부를 구성하는 CM0S 구조의 트랜지스터를 관통 전류가 흐르는 일이 없으므로, 트랜지스터의 파괴 혹은 트랜지스터의 보호 회로가 동작하여 시동할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다. As described above, according to the first embodiment, while the current required to hold the position of the rotor flows as the reflux current, the control is shifted to the start control, so that the positional deviation of the rotor is not caused. You can start up. In addition, since the through current does not flow through the transistor of the CM0S structure constituting the inverter unit when the rotor is fixed in position, it is possible to prevent the transistor from being destroyed or the transistor's protective circuit from starting and failing to start.
이 경우에 있어서, 회전자의 위치 고정을 행할 때의 PWM 제어에 있어서는, 시동시의 PWM 제어에 있어서의 듀티비보다도 작은 듀티비로 제어를 행하고 있기 때문에, 소비 전력도 저감할 수 있다. In this case, in the PWM control at the time of fixing the position of the rotor, since the control is performed at a duty ratio smaller than the duty ratio in the PWM control at start-up, power consumption can also be reduced.
[2] 제2 실시 형태 [2] second embodiment
이상의 제1 실시 형태에 있어서는, 회전자의 위치 고정 처리는 1도밖에 행하고 있지 않았지만, 간혹 회전자가 고정자의 위치 관계에 있어서, 역학적으로 안정된 위치에 정지하고 있는 경우, 시동 제어를 행해도 시동을 할 수 없는 경우(시동을 할 수 없는 통전상)가 생긴다. In the above first embodiment, the position fixing process of the rotor has been performed by only one degree. However, in the case where the rotor is stopped at a mechanically stable position due to the positional relationship of the stator, even if the start control is performed, the starting can be started. When not able to start (energization which cannot start) occurs.
그래서, 본 제2 실시 형태는 보다 확실하게 무브러시 DC 모터의 시동을 행하 기 위해, 통전상의 다른 복수의 위치에 회전자를 고정하도록 한 실시 형태이다. Thus, the second embodiment is an embodiment in which the rotor is fixed to a plurality of different positions in the energization in order to start the brushless DC motor more reliably.
도6은, 제2 실시 형태의 시동 제어시의 타이밍 차트이다. 또한, 도7은 제2 실시 형태의 시동 제어시의 처리 흐름도이다. Fig. 6 is a timing chart at the start control of the second embodiment. 7 is a process flowchart at the start control of 2nd Embodiment.
도6에 도시한 바와 같이, 제어 회로(6)는 시각 t21에 있어서, 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TY)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TW)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TW)를 거쳐서 회전자 위치 고정시의 펄스 폭 변조[PWM : 예를 들어 듀티비 5(%)]를 행하면서, VW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TY)를 거쳐 AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다. 이에 의해, 무브러시 DC 모터(4)의 회전자는 제1 소정 위치에 고정되거나, 혹은 회전자가 고정자와의 위치 관계에 있어서 역학적으로 안정되기는 하지만 시동할 수 없는(회전할 수 없는) 위치에 정지한 그대로의 상태가 된다(스텝 S11). As shown in Fig. 6, the
그리고 시각 t22에 이르면, 제어 회로(6)는 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TU)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TY)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은, 트랜지스터(TU)를 거쳐서 UV상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TY)를 거쳐 펄스 폭 변조[PWM : 예를 들어, 듀티비 5(%)]되면서, AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다. When the time t22 is reached, the
이에 의해, 무브러시 DC 모터(4)의 회전자는 제2 소정 위치에 고정되게 된다(스텝 S12). 즉, 스텝 S11의 단계에서 회전자가 고정자와의 위치 관계에 있어 서 역학적으로 안정되기는 하지만 시동할 수 없는(회전할 수 없는) 위치에 정지한 경우라도, 여기서 시동 가능한 위치에의 고정이 완료되게 된다. Thereby, the rotor of the
그리고, 시각 t23에 이르면, 제어 회로(6)는 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TU)를 온 상태대로 하고, 트랜지스터(TY)를 오프 상태로 한다. 이에 의해, 다이오드(DV)가 도통 상태가 되고, 환류 전류가 트랜지스터(TU)를 거쳐서 UV상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 고정 위치에 보유 지지한다(스텝 S13). When the time t23 is reached, the
그 후, 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흐르는 환류 전류는, 도5에 도시한 바와 같이 모터 코일의 저항 성분에 의해 감소하기 시작한다. Thereafter, the reflux current flowing through the coil of the
그래서, 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흐르는 환류 전류의 전압이, 회전자를 고정 위치에 보유 지지 가능한 최저 전류 Imin에 이르는 시각 TLIM보다 전의 시각 t24에 이르면, 제어 회로(6)는 무브러시 구동 회로(7)를 거쳐서 트랜지스터(TV)를 온 상태로 하고, 트랜지스터(TZ)를 PWM 구동한다. 이에 의해, AC/DC 변환부(2)로부터 인버터부(3)에 공급된 직류 전원은 트랜지스터(TV)를 거쳐 VW상에 상당하는 무브러시 DC 모터(4)의 코일을 흘러, 회전자를 구동하면서 트랜지스터(TZ)를 거쳐 펄스 폭 변조(PWM)되면서, AC/DC 변환부(2)로 복귀하게 된다(스텝 S14). Therefore, when the voltage of the reflux current flowing through the coil of the
그 후, 위치 검출이 행해져 무브러시 DC 모터(34)는 통상 구동으로 이행하여, 시각 t24 이후는 도2의 시각 t4 이후와 같은 통상 구동 운전으로 이행하게 된다(스텝 S15). Thereafter, position detection is performed, and the brushless DC motor 34 shifts to normal driving, and after time t24, shifts to normal driving operation as shown after time t4 in FIG. 2 (step S15).
이상의 설명과 같이, 본 제2 실시 형태에 따르면, 확실하게 회전자를 소정의 위치에 보유 지지하고, 또한 회전자의 위치를 보유 지지하는 데 필요한 전류가 환류 전류로서 흐르고 있는 동안에 시동 제어로 이행하고 있으므로, 회전자의 위치 어긋남을 일으키는 일 없이, 확실한 시동을 행할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태와 같이 회전자의 위치 고정시에 인버터부를 구성하는 CM0S 구조의 트랜지스터를 관통 전류가 흐르는 일이 없으므로, 트랜지스터의 파괴 혹은 트랜지스터의 보호 회로가 동작하여 시동할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다. As described above, according to the second embodiment, it is ensured that the rotor is securely held at a predetermined position, and further, the current required to hold the rotor position is shifted to the start control while the current flows as the reflux current. Therefore, reliable start can be performed without causing the position shift of the rotor. Further, as in the first embodiment, since the through current does not flow through the transistor of the CM0S structure constituting the inverter unit when the rotor is fixed in position, the transistor is prevented from being broken or the protective circuit of the transistor is prevented from starting up. can do.
이 경우에 있어서도, 회전자의 위치 고정을 행할 때의 PWM 제어에 있어서는, 통상 구동시의 PW 제어에 있어서의 듀티비보다도 작은 듀티비로 제어를 행하고 있으므로, 소비 전력도 저감할 수 있다. Also in this case, in PWM control at the time of fixing the position of the rotor, since the control is performed at a duty ratio smaller than the duty ratio in the PW control during normal driving, power consumption can also be reduced.
[3] 실시 형태의 변형예 [3] Modification of Embodiment
이상의 설명에 있어서는, 무브러시 DC 모터를 공기 조화 장치의 압축기에 이용하는 경우를 예로 들었지만, 이에 한정되는 일 없이 무브러시 DC 모터를 이용한 시동 제어가 필요한 여러 가지 기기, 예를 들어 팬 모터용 모터 등에 적용하는 것도 가능하다. In the above description, the case where a brushless DC motor is used for the compressor of the air conditioner has been exemplified, but the present invention is not limited thereto, but is applied to various devices that require start control using a brushless DC motor, for example, a fan motor motor. It is also possible.
이상의 설명에 있어서는, 제어 회로를 구성하는 ROM에 제어용 프로그램을 기억시켜 처리를 행하고 있었지만, 하드 디스크, 림버블 기록 매체, IC 카드 등의 기록 매체에 제어 프로그램을 기억시켜 판독하여 실행시키거나, 인터넷 등의 네트워크를 거쳐서 제어 프로그램을 다운로드하여 실행시키도록 구성하는 것도 가능하다. In the above description, the control program is stored in a ROM constituting the control circuit, and the processing is performed. However, the control program is stored in a recording medium such as a hard disk, a removable recording medium, an IC card, read out and executed, or the like. It is also possible to configure the control program to be downloaded and executed via a network of.
본 발명에 따르면, 소비 전력의 저감을 도모하면서, 무브러시 DC 모터의 시 동을 확실하게 행하게 할 수 있다. According to the present invention, it is possible to reliably start the brushless DC motor while reducing the power consumption.
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