JP3525622B2 - Control device for brushless motor - Google Patents
Control device for brushless motorInfo
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- JP3525622B2 JP3525622B2 JP11759096A JP11759096A JP3525622B2 JP 3525622 B2 JP3525622 B2 JP 3525622B2 JP 11759096 A JP11759096 A JP 11759096A JP 11759096 A JP11759096 A JP 11759096A JP 3525622 B2 JP3525622 B2 JP 3525622B2
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、空調機のコンプレ
ッサモータなどに使用されるブラシレスモータの制御装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a controller for a brushless motor used for a compressor motor of an air conditioner.
【0002】[0002]
【従来の技術】通常ブラシレスモータの運転には、その
回転子の磁極位置を検出するためのホール素子等の検出
器が必要である。しかしながら、例えばこのブラシレス
モータを空調機等のコンプレッサに用いようとする場
合、高温高圧条件下での使用となり、前記検出器の信頼
性が保証できないため、これらの検出器を用いることが
できない。2. Description of the Related Art Usually, a brushless motor is required to have a detector such as a Hall element for detecting the magnetic pole position of its rotor for operation. However, for example, when the brushless motor is used for a compressor such as an air conditioner, it is used under high temperature and high pressure conditions, and the reliability of the detector cannot be guaranteed. Therefore, these detectors cannot be used.
【0003】従ってこのような場合は、ホール素子等の
磁極位置検出器を用いず、電機子巻線に誘起される電圧
信号を検出し、それに基づいてモータの通電信号を生成
する方法が用いられている。Therefore, in such a case, a method is used in which a magnetic pole position detector such as a Hall element is not used, but a voltage signal induced in an armature winding is detected and a motor energization signal is generated based on the voltage signal. ing.
【0004】従来のこの種の技術としては、特開昭61
−88785号公報に記載されているものがある。以下
図面を用いて説明する。A conventional technique of this type is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-61.
Some are described in Japanese Patent Publication No.-88785. This will be described below with reference to the drawings.
【0005】図6に従来のブラシレスモータの制御装置
のブロック図の例を示す。ブラシレスモータ3の運転時
には、その固定子4の電機子巻線には回転速度に応じた
電圧信号が誘起される。回転子位置検出手段6はこの電
圧信号から回転子5の位置情報を含んだ回転子位置検出
信号を生成する。図7に回転子位置検出手段6が有する
アナログフィルタの位相特性を示す。FIG. 6 shows an example of a block diagram of a conventional controller for a brushless motor. During operation of the brushless motor 3, a voltage signal corresponding to the rotation speed is induced in the armature winding of the stator 4. The rotor position detecting means 6 generates a rotor position detection signal including position information of the rotor 5 from this voltage signal. FIG. 7 shows the phase characteristics of the analog filter included in the rotor position detecting means 6.
【0006】回転子位置検出手段6により得られた回転
子位置検出信号により通電信号生成手段7はスイッチン
グ手段2の各半導体スイッチング素子の通電信号を生成
する。The energization signal generation means 7 generates an energization signal for each semiconductor switching element of the switching means 2 based on the rotor position detection signal obtained by the rotor position detection means 6.
【0007】通電信号生成手段7により生成された通電
信号はPWM信号発生手段9から出力されるPWN信号
とパルス幅変調手段8により論理積がとられ、パルス幅
変調された通電信号によりスイッチング手段2の各半導
体スイッチング素子が駆動されブラシレスモータが駆動
される。The energizing signal generated by the energizing signal generating means 7 is ANDed with the PWN signal output from the PWM signal generating means 9 by the pulse width modulating means 8 and the switching means 2 is operated by the pulse width modulated energizing signal. The respective semiconductor switching elements are driven to drive the brushless motor.
【0008】また、起動時の動作を図6及び図8を用い
て説明する。図8においてTは周波数決定用のタイマ、
Bは図6における各半導体スイッチ2a〜2fの駆動パ
ターン、Mは回転子位置検出信号を示す。周波数決定用
タイマTのカウント値を序々に減らすことにより、運転
周波数を序々に高くするとともに各半導体スイッチング
素子の駆動パターンの切換えを一定時間繰り返して回転
磁界を発生させブラシレスモータ3の回転子5を序々に
回転させる。一定時間経過後、駆動パターン(2c−2
e)出力以降に回転子位置検出手段6により回転子位置
検出信号を検出したとき、先に示したように回転子位置
検出信号により生成される通電信号によりブラシレスモ
ータが運転されるモードに移行する。The operation at the time of starting will be described with reference to FIGS. 6 and 8. In FIG. 8, T is a timer for frequency determination,
B is a drive pattern of each semiconductor switch 2a to 2f in FIG. 6, and M is a rotor position detection signal. By gradually decreasing the count value of the frequency determining timer T, the operating frequency is gradually increased, and the switching of the drive pattern of each semiconductor switching element is repeated for a certain period of time to generate a rotating magnetic field so that the rotor 5 of the brushless motor 3 can be generated. Rotate gradually. After a certain period of time, the drive pattern (2c-2
e) When the rotor position detection signal is detected by the rotor position detection means 6 after the output, the brushless motor is switched to the operation mode by the energization signal generated by the rotor position detection signal as described above. .
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、回転子位置検出手段6が有するアナログ
フィルタの位相特性により、実際の回転子5の位置に対
し回転子位置検出信号の出力が時間的に進む或いは遅れ
るといったズレが生じ、これが運転周波数により変化す
るため周波数によっては最適な運転効率でブラシレスモ
ータ3を駆動することができないという課題を有してい
た。However, in the above-mentioned conventional configuration, the output of the rotor position detection signal is delayed with respect to the actual position of the rotor 5 due to the phase characteristic of the analog filter of the rotor position detection means 6. There is a problem that the brushless motor 3 cannot be driven with an optimum operating efficiency depending on the frequency because a deviation such as an advance or a delay occurs, which changes depending on the operating frequency.
【0010】また、ブラシレスモータ3の起動時にアナ
ログフィルタの位相特性により実際の回転子5の位置に
対し、回転子位置検出信号の位相が進み、駆動パターン
(2c−2e)出力時に回転子位置検出信号を検出する
ことができず、起動不良になることがあるという課題を
有していた。Further, the phase of the rotor position detection signal advances with respect to the actual position of the rotor 5 due to the phase characteristic of the analog filter when the brushless motor 3 is started, and the rotor position is detected when the drive pattern (2c-2e) is output. There is a problem that a signal may not be detected and a startup failure may occur.
【0011】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、回転子位置検出手段が有するアナログフィ
ルタの位相特性による通電位相のズレを補正し、運転効
率の良いブラシレスモータの制御装置を提供することを
目的とする。The present invention is to solve such a conventional problem, and to correct the deviation of the energization phase due to the phase characteristic of the analog filter included in the rotor position detecting means, and to provide a brushless motor control device with good operation efficiency. The purpose is to provide.
【0012】また、回転子位置検出信号に対するブラシ
レスモータの電流位相を制御し、ブラシレスモータの起
動不良をなくし信頼性の高いシステムを構築することを
目的とする。Another object of the present invention is to control the current phase of the brushless motor with respect to the rotor position detection signal to eliminate the start-up failure of the brushless motor and to construct a highly reliable system.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、回転子位置検出手段が有するアナログフィ
ルタの位相特性による通電位相のズレを補正する第1の
通電信号補正手段を設けるものである。In order to solve the above problems, the present invention provides first energization signal correction means for correcting the deviation of the energization phase due to the phase characteristics of the analog filter of the rotor position detection means. Is.
【0014】上記第1の通電信号補正手段によって、運
転周波数によらず常に最適な通電位相でブラシレスモー
タを運転することが可能となり、ブラシレスモータの最
適な効率運転が可能となる。The first energization signal correction means makes it possible to always operate the brushless motor at an optimum energization phase regardless of the operating frequency, and to achieve optimum efficiency operation of the brushless motor.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、複数相
の電機子巻線を有する固定子と複数極の永久磁石を有す
る回転子より構成されるブラシレスモータと、複数の半
導体スイッチング素子及び整流素子からなるスイッチン
グ手段と、アナログフィルタを有しブラシレスモータの
電機子巻線に誘起される電圧信号を検出するとともに、
この電圧信号を回転子位置検出信号に変換する回転子位
置検出手段と、回転子位置検出信号からスイッチング手
段の各半導体スイッチング素子の通電信号を生成する通
電信号生成手段と、ブラシレスモータの運転周波数に相
関し、アナログフィルタの位相特性により発生する前記
通電信号の出力タイミングのズレを補正する第1の通電
信号補正手段を設けるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 is a brushless motor including a stator having a plurality of phases of armature windings and a rotor having a plurality of poles of permanent magnets, and a plurality of semiconductor switching elements. And a switching means composed of a rectifying element, and having an analog filter to detect the voltage signal induced in the armature winding of the brushless motor,
Rotor position detecting means for converting this voltage signal into a rotor position detecting signal, energizing signal generating means for generating an energizing signal of each semiconductor switching element of the switching means from the rotor position detecting signal, and an operating frequency of the brushless motor There is provided a first energization signal correction means that correlates and corrects a deviation in the output timing of the energization signal generated by the phase characteristics of the analog filter.
【0016】そしてこの構成によれば回転子位置検出手
段が有するアナログフィルタの位相特性による通電位相
のズレを補正することができ、周波数に関係なく常に最
適な通電タイミングによりブラシレスモータの運転を行
うことができる。According to this structure, the deviation of the energization phase due to the phase characteristics of the analog filter of the rotor position detecting means can be corrected, and the brushless motor can always be operated at the optimum energization timing regardless of the frequency. You can
【0017】請求項2に記載の発明は、複数相の電機子
巻線を有する固定子と複数極の永久磁石を有する回転子
より構成されるブラシレスモータと、複数の半導体スイ
ッチング素子及び整流素子からなるスイッチング手段
と、アナログフィルタを有しブラシレスモータの電機子
巻線に誘起される電圧信号を検出するとともに、この電
圧信号を回転子位置検出信号に変換する回転子位置検出
手段と、回転子位置検出信号からスイッチング手段の各
半導体スイッチング素子の通電信号を生成する通電信号
生成手段と、ブラシレスモータの運転周波数を変化させ
る時には脱調耐量が増加するように通電信号の出力タイ
ミングを補正する第2の通電信号補正手段を設けるもの
である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a brushless motor including a stator having a plurality of phases of armature windings and a rotor having a plurality of poles of permanent magnets, and a plurality of semiconductor switching elements and rectifying elements. And a rotor position detecting means for detecting a voltage signal induced in an armature winding of a brushless motor having an analog filter and converting the voltage signal into a rotor position detecting signal, and a rotor position. A second energization signal generating means for generating an energization signal for each semiconductor switching element of the switching means from the detection signal, and a second timing for correcting the output timing of the energization signal so that the step-out tolerance increases when the operating frequency of the brushless motor is changed. An energization signal correction means is provided.
【0018】そしてこの構成によればブラシレスモータ
を脱調させることなく運転周波数を変化させることがで
きる。According to this structure, the operating frequency can be changed without stepping out the brushless motor.
【0019】請求項3に記載の発明は請求項1記載の発
明に加え、ブラシレスモータの回転子の位置にかかわら
ずスイッチング手段の各半導体スイッチの駆動信号を出
力する駆動信号出力手段と、駆動信号で各半導体スイッ
チング素子を駆動することにより、固定子に回転磁界を
発生させて強制的に前記ブラシレスモータを運転する起
動モードから回転子位置検出信号より生成した通電信号
により各半導体スイッチング素子を駆動しブラシレスモ
ータを運転する回転子位置検出運転モードへの移行時
に、アナログフィルタの位相特性により発生する通電タ
イミングのズレを補正するために回転子位置検出信号に
対するブラシレスモータの電流位相を制御する電流位相
制御手段を設けるものである。According to a third aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, drive signal output means for outputting a drive signal for each semiconductor switch of the switching means regardless of the position of the rotor of the brushless motor, and the drive signal. By driving each semiconductor switching element with, the semiconductor switching element is driven by the energization signal generated from the rotor position detection signal from the start mode in which the rotating magnetic field is generated in the stator to forcibly operate the brushless motor. Current phase control that controls the current phase of the brushless motor with respect to the rotor position detection signal in order to correct the deviation of the energization timing caused by the phase characteristics of the analog filter when shifting to the rotor position detection operation mode that drives the brushless motor. Means are provided.
【0020】そしてこの構成によればブラシレスモータ
が起動モードから回転子位置検出運転モードへ移行する
時に脱調などによる起動不良の不具合をなくすことがで
きる。With this configuration, it is possible to eliminate the problem of start-up failure due to step-out or the like when the brushless motor shifts from the start-up mode to the rotor position detection operation mode.
【0021】[0021]
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0022】(実施例1)図1において、1は一般交流
電源を整流ブリッジ回路等により整流することにより構
成される直流電源、2は複数個のバイポーラトランジス
タ等の半導体スイッチング素子及びダイオード等の整流
素子からなるスイッチング手段、3はブラシレスモータ
であり、複数相の電機子巻線から成る固定子4及び複数
極の永久磁石から成る回転子5により構成される。(Embodiment 1) In FIG. 1, 1 is a direct current power source constructed by rectifying a general alternating current power source by a rectifying bridge circuit or the like, 2 is rectification of semiconductor switching elements such as a plurality of bipolar transistors and diodes. The switching means 3 composed of elements is a brushless motor, and is composed of a stator 4 composed of armature windings of a plurality of phases and a rotor 5 composed of permanent magnets of a plurality of poles.
【0023】また、6は固定子4の電機子巻線に誘起さ
れる逆起電圧から回転子5の位置検出信号を生成する回
転子位置検出手段、7は回転子5の位置信号よりスイッ
チング手段2の各半導体スイッチの通電信号を生成する
通電信号生成手段、10は通電信号の出力を所定時間進
める或いは遅らせる第1の通電信号補正手段、9は運転
周波数に応じたオン/オフ比のPWM信号を発生するP
WM信号発生手段、8は通電信号とPWM信号の論理積
をとるパルス幅変調手段である。Further, 6 is a rotor position detecting means for generating a position detection signal of the rotor 5 from the counter electromotive voltage induced in the armature winding of the stator 4, and 7 is a switching means from the position signal of the rotor 5. 2. Energization signal generating means for generating the energization signal of each semiconductor switch, 10 is first energization signal correction means for advancing or delaying the output of the energization signal for a predetermined time, and 9 is a PWM signal having an on / off ratio according to the operating frequency. To generate P
The WM signal generation means 8 is a pulse width modulation means for taking the logical product of the energization signal and the PWM signal.
【0024】以上のように構成されたブラシレスモータ
の制御装置について、運転効率を向上させる手法につい
て説明する。A method for improving the operation efficiency of the brushless motor control device configured as described above will be described.
【0025】ブラシレスモータ3の運転時には、その固
定子4の電機子巻線には回転速度に応じた電圧信号が誘
起される。回転子位置検出手段6はこの電圧信号から回
転子5の位置情報を含んだ回転子位置検出信号を生成す
る。この際回転子位置検出手段6に含まれるアナログフ
ィルタの位相特性により実際の回転子5の位置に対して
回転子位置検出信号の出力が時間的に進む或いは遅れる
といったズレが生じ、これが運転周波数に依存して変化
する。During operation of the brushless motor 3, a voltage signal corresponding to the rotation speed is induced in the armature winding of the stator 4. The rotor position detecting means 6 generates a rotor position detection signal including position information of the rotor 5 from this voltage signal. At this time, due to the phase characteristics of the analog filter included in the rotor position detecting means 6, a deviation such that the output of the rotor position detection signal advances or is delayed with respect to the actual position of the rotor 5 occurs, which causes a difference in the operating frequency. Change depending.
【0026】回転子位置検出手段6により得られた回転
子位置検出信号により通電信号生成手段7はスイッチン
グ手段2の各半導体スイッチング素子の通電信号を生成
する。The energization signal generation means 7 generates an energization signal for each semiconductor switching element of the switching means 2 based on the rotor position detection signal obtained by the rotor position detection means 6.
【0027】この通電信号は先に示したように回転子位
置検出手段6に含まれるアナログフィルタの位相特性に
よる誤差を含み、これが運転周波数によって変化するた
め周波数によっては最も効率の良い運転状態の位相から
ズレる場合が生じる。This energization signal contains an error due to the phase characteristic of the analog filter included in the rotor position detecting means 6 as described above, and this error changes depending on the operating frequency, so that the phase in the most efficient operating state may vary depending on the frequency. There may be a deviation from the.
【0028】そこで通電信号調整手段10により、通電
信号の出力を運転周波数に応じて一定時間進める或いは
遅らせるといった時間的な補正を行い、運転周波数に関
係なく常に最適な運転効率を実現するタイミングで出力
する。Therefore, the energization signal adjusting means 10 performs temporal correction such that the output of the energization signal is advanced or delayed for a certain period of time according to the operating frequency, and is output at a timing that always realizes optimum operating efficiency regardless of the operating frequency. To do.
【0029】通電信号調整手段10により、補正された
通電信号はPWM信号発生手段9から出力されるPWM
信号とパルス幅変調手段8により論理積がとられ、パル
ス幅変調された通電信号によりスイッチング手段2の各
半導体スイッチング素子が駆動されブラシレスモータが
最適な運転効率で駆動される。The energization signal corrected by the energization signal adjusting means 10 is output from the PWM signal generating means 9 in PWM.
A logical product of the signal and the pulse width modulation means 8 is obtained, and each semiconductor switching element of the switching means 2 is driven by the pulse width modulated energization signal, and the brushless motor is driven with optimum operating efficiency.
【0030】図2は図1のブロック図の具体的な構成を
示す図で、図1と同一のもの、もしくは同一の働きをす
るものには同一の符号を付している。FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the block diagram of FIG. 1, and the same components as those in FIG. 1 or those having the same functions are designated by the same reference numerals.
【0031】同図において、1〜5は図1と全く同様で
ある。6は回転子位置検出手段で3つのアナログフィル
タ回路11,12,13と合成比較回路14,15,1
6により構成される。7〜10も図1と同様の機能を有
し論理回路或いはマイクロコンピュータ等を用いて構成
される。In the figure, 1 to 5 are exactly the same as in FIG. Reference numeral 6 denotes a rotor position detecting means, which includes three analog filter circuits 11, 12, 13 and a combination comparing circuit 14, 15, 1.
It is composed of 6. 7 to 10 have the same functions as those in FIG. 1 and are configured by using a logic circuit or a microcomputer.
【0032】以下、詳細について説明する。ブラシレス
モータ3が運転中には固定子4の電機子巻線に電圧信号
が誘起される。この電圧信号は回転子位置検出手段6の
アナログフィルタ回路11〜13により積分され、さら
に合成比較回路14〜16にて3相の積分された電圧信
号より回転子5の位置情報を含む信号に変換される。The details will be described below. When the brushless motor 3 is in operation, a voltage signal is induced in the armature winding of the stator 4. This voltage signal is integrated by the analog filter circuits 11 to 13 of the rotor position detecting means 6, and further converted into a signal including the position information of the rotor 5 from the integrated three-phase voltage signal in the combining and comparing circuits 14 to 16. To be done.
【0033】この際、アナログフィルタ回路11〜13
は図7に示す位相特性を有するため、ブラシレスモータ
の運転周波数により回転子位置検出手段6の出力が変化
する。At this time, the analog filter circuits 11 to 13
Has the phase characteristic shown in FIG. 7, the output of the rotor position detecting means 6 changes depending on the operating frequency of the brushless motor.
【0034】この結果、通電信号生成手段7により生成
されるスイッチング手段2の各半導体スイッチング素子
の通電信号の出力タイミングも運転周波数により変化
し、実際の回転子5の位置に対応した最適な通電信号を
得ることができない。As a result, the output timing of the energization signal of each semiconductor switching element of the switching means 2 generated by the energization signal generation means 7 also changes according to the operating frequency, and the optimum energization signal corresponding to the actual position of the rotor 5 is obtained. Can't get
【0035】そこで第1の通電信号補正手段10により
前述したアナログフィルタ回路11〜13の位相特性に
より生じる回転子位置検出信号に対する通電信号の出力
の時間的な進み或いは遅れを補正することにより、実際
の回転子5の位置に適した最適な通電タイミングでスイ
ッチング手段2の各半導体スイッチング素子を駆動する
ことができる。Therefore, the first energization signal correcting means 10 corrects the time advance or delay of the output of the energization signal with respect to the rotor position detection signal caused by the phase characteristics of the analog filter circuits 11 to 13 described above. Each semiconductor switching element of the switching means 2 can be driven at the optimum energization timing suitable for the position of the rotor 5.
【0036】上記に示したようにアナログフィルタ回路
11〜13の位相特性により生じる回転子位置検出信号
に対する通電位相のズレを補正することにより、運転効
率の高いブラシレスモータの制御装置を実現することが
できる。As described above, by correcting the deviation of the energization phase with respect to the rotor position detection signal caused by the phase characteristics of the analog filter circuits 11 to 13, it is possible to realize a controller for a brushless motor with high operating efficiency. it can.
【0037】(実施例2)図3において、1は一般交流
電源を整流ブリッジ回路等により整流することにより構
成される直流電源、2は複数個のバイポーラトランジス
タ等の半導体スイッチング素子及びダイオード等の整流
素子からなるスイッチング手段、3はブラシレスモータ
であり、複数相の電機子巻線から成る固定子4及び複数
極の永久磁石から成る回転子5により構成される。(Embodiment 2) In FIG. 3, reference numeral 1 is a DC power supply constructed by rectifying a general AC power supply by a rectifying bridge circuit, and 2 is rectification of semiconductor switching elements such as a plurality of bipolar transistors and diodes. The switching means 3 composed of elements is a brushless motor, and is composed of a stator 4 composed of armature windings of a plurality of phases and a rotor 5 composed of permanent magnets of a plurality of poles.
【0038】また、6は固定子4の電機子巻線に誘起さ
れる逆起電圧から回転子5の位置検出信号を生成する回
転子位置検出手段、7は回転子5の位置信号よりスイッ
チング手段2の各半導体スイッチの通電信号を生成する
通電信号生成手段、10は通電信号の出力を所定時間進
める或いは遅らせる第2の通電信号補正手段、9は運転
周波数に応じたオン/オフ比のPWM信号を発生するP
WM信号発生手段、8は通電信号とPWM信号の論理積
をとるパルス幅変調手段である。Further, 6 is a rotor position detecting means for generating a position detecting signal of the rotor 5 from the counter electromotive voltage induced in the armature winding of the stator 4, and 7 is a switching means from the position signal of the rotor 5. 2. Energization signal generating means for generating an energization signal for each semiconductor switch, 10 is second energization signal correction means for advancing or delaying the output of the energization signal for a predetermined time, and 9 is a PWM signal having an on / off ratio according to the operating frequency. To generate P
The WM signal generation means 8 is a pulse width modulation means for taking the logical product of the energization signal and the PWM signal.
【0039】以上のように構成されたブラシレスモータ
の制御装置について、運転周波数変更時のブラシレスモ
ータ3の脱調トルクを向上させる手法について説明す
る。A method for improving the step-out torque of the brushless motor 3 at the time of changing the operating frequency in the brushless motor control device configured as described above will be described.
【0040】ブラシレスモータ3の安定運転時には、そ
の固定子4の電機子巻線に誘起される電圧信号から回転
子位置検出手段6により回転子5の位相情報を得、さら
に通電信号生成手段7によりスイッチング手段2の各ス
イッチング素子を駆動する通電信号が得られ、これによ
りブラシレスモータが安定運転を続ける。During stable operation of the brushless motor 3, the rotor position detection means 6 obtains phase information of the rotor 5 from the voltage signal induced in the armature winding of the stator 4, and the energization signal generation means 7 further An energization signal for driving each switching element of the switching means 2 is obtained, and thereby the brushless motor continues stable operation.
【0041】運転周波数を変化させるとき、負荷の重さ
によっては周波数変化時に位相特性が変化し、特に位相
が進む時ブラシレスモータ3が脱調に至る場合が生じ
る。When the operating frequency is changed, the phase characteristic changes when the frequency changes depending on the weight of the load, and in particular, when the phase advances, the brushless motor 3 may be out of step.
【0042】そこで、回転子位置検出手段6により検出
された回転子5の位置情報から得られる通電信号を第2
の通電信号補正手段17により周波数の変化時のみブラ
シレスモータ3の脱調耐量が増加するように通電信号の
出力タイミングを回転子位置検出信号に対して進ませる
或いは遅らせるといった時間的な補正を行い、周波数が
安定した後は通電信号の補正を解除し、通常の運転状態
に戻す。Then, the energization signal obtained from the position information of the rotor 5 detected by the rotor position detecting means 6 is set to the second value.
The energization signal correction means 17 performs time correction such as advancing or delaying the output timing of the energization signal with respect to the rotor position detection signal so that the step-out tolerance of the brushless motor 3 increases only when the frequency changes. After the frequency stabilizes, the correction of the energization signal is canceled and the normal operating condition is restored.
【0043】この結果、従来よりも周波数変化に対して
脱調トルクを増加されることができ、より信頼性の高い
システムを提供することができる。As a result, the step-out torque can be increased with respect to the frequency change, and a more reliable system can be provided as compared with the conventional case.
【0044】(実施例3)図4において、1は一般交流
電源を整流ブリッジ回路等により整流することにより構
成される直流電源、2は複数個のバイポーラトランジス
タ等の半導体スイッチング素子及びダイオード等の整流
素子からなるスイッチング手段、3はブラシレスモータ
であり、複数相の電機子巻線から成る固定子4及び複数
極の永久磁石から成る回転子5により構成される。(Embodiment 3) In FIG. 4, 1 is a DC power supply constructed by rectifying a general AC power supply by a rectifying bridge circuit, and 2 is rectification of semiconductor switching elements such as a plurality of bipolar transistors and diodes. The switching means 3 composed of elements is a brushless motor, and is composed of a stator 4 composed of armature windings of a plurality of phases and a rotor 5 composed of permanent magnets of a plurality of poles.
【0045】また、6は固定子4の電機子巻線に誘起さ
れる逆起電圧から回転子5の位置検出信号を生成する回
転子位置検出手段、7は回転子5の位置信号よりスイッ
チング手段2の各半導体スイッチの通電信号を生成する
通電信号生成手段、10は通電信号の出力を所定時間進
める或いは遅らせる第2の通電信号補正手段、9は運転
周波数に応じたオン/オフ比のPWM信号を発生するP
WM信号発生手段、8は通電信号とPWM信号の論理積
をとるパルス幅変調手段である。Further, 6 is a rotor position detecting means for generating a position detecting signal of the rotor 5 from the counter electromotive voltage induced in the armature winding of the stator 4, and 7 is a switching means from the position signal of the rotor 5. 2. Energization signal generating means for generating an energization signal for each semiconductor switch, 10 is second energization signal correction means for advancing or delaying the output of the energization signal for a predetermined time, and 9 is a PWM signal having an on / off ratio according to the operating frequency. To generate P
The WM signal generation means 8 is a pulse width modulation means for taking the logical product of the energization signal and the PWM signal.
【0046】18はブラシレスモータ3の回転子5の位
置に関わらずスイッチング手段2の各半導体スイッチン
グ素子の駆動信号を出力する駆動信号出力手段、また1
9はブラシレスモータ3の起動時に電流位相の制御を行
う電流位相制御手段である。Reference numeral 18 is a drive signal output means for outputting a drive signal for each semiconductor switching element of the switching means 2 regardless of the position of the rotor 5 of the brushless motor 3, and 1
Reference numeral 9 is a current phase control means for controlling the current phase when the brushless motor 3 is started.
【0047】以上のように構成されたブラシレスモータ
の制御装置について、ブラシレスモータ3の起動不良を
なくす手法について説明する。With respect to the brushless motor control device configured as described above, a method for eliminating the starting failure of the brushless motor 3 will be described.
【0048】起動時、ブラシレスモータは静止している
ため固定子4の電機子巻線には電圧信号が発生していな
い。従って、回転子位置検出信号が発生するまで外部よ
り強制的に駆動を行う。At start-up, the brushless motor is stationary, so that no voltage signal is generated in the armature winding of the stator 4. Therefore, the drive is externally forcibly performed until the rotor position detection signal is generated.
【0049】即ち、駆動信号出力手段18によりスイッ
チング手段2の各半導体スイッチング素子を低周波で駆
動することにより、固定子4の電機子巻線より低周波の
回転磁界が発生する。回転子5は回転磁界に引っ張られ
て起動をはじめ序々に回転速度は大きくなり、固定子4
の電機子巻線には電圧信号が誘起される。That is, by driving each semiconductor switching element of the switching means 2 at a low frequency by the drive signal output means 18, a low frequency rotating magnetic field is generated from the armature winding of the stator 4. The rotor 5 is pulled by the rotating magnetic field and starts to start, and the rotation speed gradually increases.
A voltage signal is induced in the armature winding of.
【0050】一定時間経過後、駆動信号出力手段18の
駆動信号による運転から、回転子位置検出信号から生成
される通電信号によるブラシレスモータ3の運転へ運転
モードが切り替わる。この時、図7に示す回転子位置検
出手段6のアナログフィルタの位相特性により、起動時
等の低周波数時には位相が進むため、回転子位置検出信
号が図8に示すような駆動パターン(2c−2e)出力
以前に検出され、起動不良になる場合が生じる。After a certain period of time, the operation mode is switched from the operation by the drive signal of the drive signal output means 18 to the operation of the brushless motor 3 by the energization signal generated from the rotor position detection signal. At this time, due to the phase characteristics of the analog filter of the rotor position detecting means 6 shown in FIG. 7, the phase advances at a low frequency such as at start-up, so that the rotor position detection signal has a drive pattern (2c−) as shown in FIG. 2e) It may be detected before the output, resulting in a startup failure.
【0051】そこでこのような起動不良をなくすために
電流位相制御手段19により回転子位置検出手段6のア
ナログフィルタの位相特性により生ずる通電タイミング
のズレを補正するために回転子位置検出信号に対し、ブ
ラシレスモータ3の電流位相を制御する。Therefore, in order to eliminate such a start-up failure, the current phase control means 19 corrects the deviation of the energization timing caused by the phase characteristic of the analog filter of the rotor position detection means 6 with respect to the rotor position detection signal. The current phase of the brushless motor 3 is controlled.
【0052】以下図5を用いて具体的な手法について説
明する。図5においてTは周波数決定用のタイマ、Dは
遅延時間作成用タイマであり、これにより電流位相を進
める或いは遅延させることができる。また、Bは図4に
おける各半導体スイッチ2a〜2fの駆動パターン、M
は回転子位置検出信号を示す。A specific method will be described below with reference to FIG. In FIG. 5, T is a frequency determining timer, and D is a delay time creating timer, which can advance or delay the current phase. B is a drive pattern of each semiconductor switch 2a to 2f in FIG.
Indicates a rotor position detection signal.
【0053】通常は周波数決定用タイマTがカウント次
第、駆動パターンを切換えるが、図5では遅延時間作成
用タイマのカウントが終了後、駆動パターンの切換を行
っており、これにより駆動信号出力手段18の駆動信号
による回転磁界に対し通電信号の出力タイミングを一定
時間遅延させている。Normally, the drive pattern is switched as soon as the frequency determining timer T counts, but in FIG. 5, the drive pattern is switched after the count of the delay time creating timer is completed, whereby the drive signal output means 18 is provided. The output timing of the energization signal is delayed for a certain period of time with respect to the rotating magnetic field generated by the drive signal.
【0054】このような手順で駆動パターンを切換え、
一定時間経過後、回転磁界による強制的な運転から回転
子位置検出信号により生成される通電信号による運転に
切換わる時、即ち駆動パターン(2c−2e)の出力時
のみ遅延時間作成用タイマによる通電信号の遅延を行わ
ないようにする。The drive pattern is switched in this procedure,
After a certain time has passed, the delay time generation timer energizes only when the forced magnetic field operation is switched to the energization signal generated by the rotor position detection signal, that is, when the drive pattern (2c-2e) is output. Do not delay the signal.
【0055】その結果、回転子位置検出信号に対し電流
位相を進めることができ、回転子位置検出信号を検出す
るのに必要な時間的な余裕aを大きくすることができ、
起動不良をなくすことができる。As a result, the current phase can be advanced with respect to the rotor position detection signal, and the time margin a necessary for detecting the rotor position detection signal can be increased,
Start-up failure can be eliminated.
【0056】以上の手順により起動に対して非常に信頼
性の高いシステムを構築することができる。With the above procedure, it is possible to construct a system having a very high reliability for activation.
【0057】尚、図1〜図4に示す本実施例の装置は、
スイッチング手段2の各半導体スイッチング素子の通電
信号にPWM信号によるパルス幅変調をかけているが、
パルス幅変調を行わない場合にも適用できることは言う
までもない。The apparatus of this embodiment shown in FIGS.
Although the pulse width modulation by the PWM signal is applied to the energization signal of each semiconductor switching element of the switching means 2,
It goes without saying that the present invention can also be applied to the case where pulse width modulation is not performed.
【0058】[0058]
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
1に記載の発明は、ブラシレスモータと、複数の半導体
スイッチング素子及び整流素子からなるスイッチング手
段と、アナログフィルタを有し前記ブラシレスモータの
電機子巻線に誘起される電圧信号を検出するとともに、
この電圧信号を回転子位置検出信号に変換する回転子位
置検出手段と、回転子位置検出信号からスイッチング手
段の各半導体スイッチング素子の通電信号を生成する通
電信号生成手段と、ブラシレスモータの運転周波数に相
関し、アナログフィルタの位相特性により発生する通電
信号の出力タイミングのズレを補正する第1の通電信号
補正手段を設けるものである。As is apparent from the above-described embodiment, the invention according to claim 1 has a brushless motor, a switching means including a plurality of semiconductor switching elements and a rectifying element, and an analog filter. While detecting the voltage signal induced in the armature winding,
Rotor position detecting means for converting this voltage signal into a rotor position detecting signal, energizing signal generating means for generating an energizing signal of each semiconductor switching element of the switching means from the rotor position detecting signal, and an operating frequency of the brushless motor A first energization signal correction unit that correlates and corrects a deviation in the output timing of the energization signal generated by the phase characteristics of the analog filter is provided.
【0059】この構成によればブラシレスモータの運転
中、アナログフィルタの位相特性により生じる通電信号
の出力タイミングのズレを補正することにより周波数に
よらず常に最適な効率運転が可能となり、空調機全体と
して消費電力の低減が実現できるという効果を奏する。According to this configuration, during the operation of the brushless motor, by correcting the deviation of the output timing of the energization signal caused by the phase characteristics of the analog filter, it is possible to always perform the optimum efficiency operation regardless of the frequency, and the air conditioner as a whole. This has the effect of reducing power consumption.
【0060】請求項2に記載の発明はブラシレスモータ
と、複数の半導体スイッチング素子及び整流素子からな
るスイッチング手段と、アナログフィルタを有しブラシ
レスモータの電機子巻線に誘起される電圧信号を検出す
るとともに、この電圧信号を回転子位置検出信号に変換
する回転子位置検出手段と、回転子位置検出信号からス
イッチング手段の各半導体スイッチング素子の通電信号
を生成する通電信号生成手段と、ブラシレスモータの運
転周波数を変化させる時には脱調耐量が増加するように
通電信号の出力タイミングを補正する第2の通電信号補
正手段を設けるものである。The invention described in claim 2 has a brushless motor, a switching means including a plurality of semiconductor switching elements and a rectifying element, and an analog filter to detect a voltage signal induced in an armature winding of the brushless motor. At the same time, a rotor position detecting means for converting this voltage signal into a rotor position detecting signal, an energizing signal generating means for generating an energizing signal for each semiconductor switching element of the switching means from the rotor position detecting signal, and a brushless motor operation. A second energization signal correction means is provided to correct the output timing of the energization signal so that the step-out tolerance increases when the frequency is changed.
【0061】この構成によればブラシレスモータを脱調
させることなく運転周波数を変化させることができ、よ
り信頼性の高いシステムの構築が実現できるという効果
を奏する。According to this structure, the operating frequency can be changed without stepping out the brushless motor, and the system having higher reliability can be constructed.
【0062】請求項3に記載の発明は請求項1記載の発
明に加え、ブラシレスモータの回転子の位置にかかわら
ずスイッチング手段の各半導体スイッチの駆動信号を出
力する駆動信号出力手段と、駆動信号で各半導体スイッ
チを駆動することにより、固定子に回転磁界を発生させ
て強制的にブラシレスモータを運転する起動モードから
回転子位置検出信号より生成した通電信号により各半導
体スイッチング素子を駆動しブラシレスモータを運転す
る回転子位置検出運転モードへの移行時に、アナログフ
ィルタの位相特性により発生する通電タイミングのズレ
を補正するために回転子位置検出信号に対するブラシレ
スモータの電流位相を制御する電流位相制御手段を設け
るものである。According to a third aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, a drive signal output means for outputting a drive signal of each semiconductor switch of the switching means regardless of the position of the rotor of the brushless motor, and a drive signal. Each semiconductor switch is driven by the energization signal generated from the rotor position detection signal from the start mode in which the rotating magnetic field is generated in the stator to drive the brushless motor forcibly by driving each semiconductor switch with the brushless motor. At the time of shifting to the rotor position detection operation mode, the current phase control means for controlling the current phase of the brushless motor with respect to the rotor position detection signal in order to correct the deviation of the energization timing generated by the phase characteristics of the analog filter It is provided.
【0063】この構成によればブラシレスモータが起動
モードから回転子位置検出運転モードへ移行する時に脱
調による起動不良の不具合をなくすことができる。信頼
性の高いシステムの構築が実現できるという効果を奏す
る。With this configuration, it is possible to eliminate the problem of start-up failure due to step-out when the brushless motor shifts from the start-up mode to the rotor position detection operation mode. The effect is that a highly reliable system can be constructed.
【図1】本発明の一実施例を示すブラシレスモータの制
御装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a controller for a brushless motor showing an embodiment of the present invention.
【図2】同一実施例のブラシレスモータの制御装置の構
成図FIG. 2 is a block diagram of a controller for a brushless motor of the same embodiment.
【図3】本発明の他の実施例を示すブラシレスモータの
制御装置のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a brushless motor control device according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例を示すブラシレスモータの
制御装置のブロック図FIG. 4 is a block diagram of a brushless motor control device according to another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施例におけるブラシレスモータ
の起動チャートFIG. 5 is a start chart of a brushless motor according to another embodiment of the present invention.
【図6】従来例を示すブラシレスモータの制御装置のブ
ロック図FIG. 6 is a block diagram of a conventional brushless motor control device.
【図7】従来例における回転子位置検出手段が有するア
ナログフィルタの位相特性図FIG. 7 is a phase characteristic diagram of an analog filter included in the rotor position detecting means in the conventional example.
【図8】従来例におけるブラシレスモータの起動チャー
トFIG. 8 is a starting chart of a brushless motor in a conventional example.
1 直流電源 2 スイッチング手段 2a〜2f 半導体スイッチ 3 ブラシレスモータ 4 固定子 5 回転子 6 回転子位置検出手段 7 通電信号生成手段 8 パルス幅変調手段 9 PWM信号発生手段 10 第1の通電信号補正手段 11〜13 アナログフィルタ回路 14〜16 合成比較回路 17 第2の通電信号補正手段 18 駆動信号出力手段 19 電流位相制御手段 1 DC power supply 2 Switching means 2a to 2f semiconductor switch 3 brushless motor 4 stator 5 rotor 6 Rotor position detection means 7 Energization signal generation means 8 Pulse width modulation means 9 PWM signal generating means 10 First energization signal correction means 11-13 Analog filter circuit 14-16 Synthetic comparison circuit 17 Second energization signal correction means 18 Drive signal output means 19 Current phase control means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/18
Claims (3)
極の永久磁石を有する回転子より構成されるブラシレス
モータと、複数の半導体スイッチング素子及び整流素子
からなるスイッチング手段と、アナログフィルタを有し
前記ブラシレスモータの電機子巻線に誘起される電圧信
号を検出するとともに、この電圧信号を回転子位置検出
信号に変換する回転子位置検出手段と、前記回転子位置
検出信号から前記スイッチング手段の各半導体スイッチ
ング素子の通電信号を生成する通電信号生成手段と、前
記ブラシレスモータの運転周波数に相関し、前記アナロ
グフィルタの位相特性により発生する前記通電信号の出
力タイミングのズレを補正する第1の通電信号補正手段
を設けたブラシレスモータの制御装置。1. A brushless motor comprising a stator having a plurality of phases of armature windings and a rotor having a plurality of poles of permanent magnets, a switching means including a plurality of semiconductor switching elements and a rectifying element, and an analog filter. A rotor position detecting means for detecting a voltage signal induced in the armature winding of the brushless motor and converting the voltage signal into a rotor position detection signal; and the switching from the rotor position detection signal. A first energization signal generating means for generating an energization signal of each semiconductor switching element of the means, and a first correction for correlating with an operating frequency of the brushless motor and for correcting an output timing deviation of the energization signal generated by a phase characteristic of the analog filter. A brushless motor control device provided with the energization signal correction means.
極の永久磁石を有する回転子より構成されるブラシレス
モータと、複数の半導体スイッチング素子及び整流素子
からなるスイッチング手段と、アナログフィルタを有し
前記ブラシレスモータの電機子巻線に誘起される電圧信
号を検出するとともに、この電圧信号を回転子位置検出
信号に変換する回転子位置検出手段と、前記回転子位置
検出信号から前記スイッチング手段の各半導体スイッチ
ング素子の通電信号を生成する通電信号生成手段と、前
記ブラシレスモータの運転周波数を変化させる時には脱
調耐量が増加するように通電信号の出力タイミングを補
正する第2の通電信号補正手段を設けたブラシレスモー
タの制御装置。2. A brushless motor comprising a stator having a plurality of phases of armature windings and a rotor having a plurality of poles of permanent magnets, a switching means including a plurality of semiconductor switching elements and a rectifying element, and an analog filter. A rotor position detecting means for detecting a voltage signal induced in the armature winding of the brushless motor and converting the voltage signal into a rotor position detection signal; and the switching from the rotor position detection signal. Means for generating energization signals for each semiconductor switching element, and second energization signal correction for correcting the output timing of the energization signals so that the step-out tolerance increases when the operating frequency of the brushless motor is changed. Controller for brushless motor provided with means.
らずスイッチング手段の各半導体スイッチング素子の駆
動信号を出力する駆動信号出力手段と、前記駆動信号で
前記各半導体スイッチング素子を駆動することにより、
固定子に回転磁界を発生させて前記ブラシレスモータを
運転する起動モードから、回転子位置検出信号より生成
した通電信号により前記各半導体スイッチング素子を駆
動し前記ブラシレスモータを運転する回転子位置検出運
転モードへの移行時に、アナログフィルタの位相特性に
より発生する通電タイミングのズレを補正するために前
記回転子位置検出信号に対する前記ブラシレスモータの
電流位相を制御する電流位相制御手段を設けた請求項1
記載のブラシレスモータの制御装置。3. A drive signal output means for outputting a drive signal for each semiconductor switching element of the switching means irrespective of the position of the rotor of the brushless motor, and for driving each semiconductor switching element by the drive signal,
From a start mode in which a rotating magnetic field is generated in the stator to drive the brushless motor, a rotor position detection operation mode in which the semiconductor switching elements are driven by the energization signal generated from the rotor position detection signal to drive the brushless motor. The current phase control means for controlling the current phase of the brushless motor with respect to the rotor position detection signal is provided in order to correct the deviation of the energization timing caused by the phase characteristic of the analog filter at the time of transition to (1).
A controller for the brushless motor described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11759096A JP3525622B2 (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Control device for brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11759096A JP3525622B2 (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Control device for brushless motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09308289A JPH09308289A (en) | 1997-11-28 |
JP3525622B2 true JP3525622B2 (en) | 2004-05-10 |
Family
ID=14715591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11759096A Expired - Fee Related JP3525622B2 (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Control device for brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3525622B2 (en) |
-
1996
- 1996-05-13 JP JP11759096A patent/JP3525622B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH09308289A (en) | 1997-11-28 |
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