JP5104319B2 - Electric motor drive control circuit and electric motor provided with the same - Google Patents
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Description
この発明は、電動モータの制御に関し、特に、電磁コイルへの供給電圧を変更可能とする技術に関する。 The present invention relates to control of an electric motor, and more particularly, to a technique that can change a supply voltage to an electromagnetic coil.
永久磁石と電磁コイルとを利用したモータとしては、例えば下記の特許文献1に記載されたブラシレスモータが知られている。
As a motor using a permanent magnet and an electromagnetic coil, for example, a brushless motor described in
ブラシレスモータの制御では、複数のスイッチングトランジスタで構成されたドライバ回路を用い、スイッチングトランジスタのオン/オフ制御によって電磁コイルに電圧が印加される。 In control of the brushless motor, a driver circuit composed of a plurality of switching transistors is used, and a voltage is applied to the electromagnetic coil by on / off control of the switching transistors.
ところで、モータに供給する供給電圧としては、モータの用途に応じて異なる電圧値が用いられる場合がある。従来は、供給電圧が異なる場合には、モータの駆動制御回路もそれに応じた専用の回路を用いなればならないという問題があった。そこで、従来から、供給電圧の変更に柔軟に対応可能なモータ制御技術が望まれていた。 By the way, as a supply voltage supplied to a motor, a different voltage value may be used according to the use of a motor. Conventionally, when the supply voltages are different, there has been a problem that the drive control circuit for the motor must use a dedicated circuit corresponding thereto. Therefore, conventionally, a motor control technique that can flexibly cope with a change in supply voltage has been desired.
本発明は、供給電圧の変更に柔軟に対応可能なモータ制御技術を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the motor control technique which can respond flexibly to the change of a supply voltage.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1] 電磁コイルを有する電動モータを制御する駆動制御回路であって、
外部から供給される供給電圧と前記電磁コイルとの間の接続をオン/オフするためのスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオン/オフによって前記電磁コイルに前記供給電圧を断続的に供給するドライバ回路と、
前記複数のスイッチング素子をオン/オフ制御するためのスイッチング信号を生成するスイッチング信号生成回路と、
前記供給電圧に応じた値を有する供給電圧指令値を前記スイッチング信号生成回路に供給する電圧設定部と、
を備え、
前記スイッチング信号生成回路は、前記供給電圧指令値に応じて前記スイッチング信号のパルス幅を調整することによって、前記電磁コイルに印加される実効電圧を調整する、駆動制御回路。
Application Example 1 A drive control circuit for controlling an electric motor having an electromagnetic coil,
A switching element for turning on / off a connection between a supply voltage supplied from the outside and the electromagnetic coil, and intermittently supplying the supply voltage to the electromagnetic coil by turning on / off the switching element; A driver circuit;
A switching signal generation circuit for generating a switching signal for on / off control of the plurality of switching elements;
A voltage setting unit that supplies a supply voltage command value having a value corresponding to the supply voltage to the switching signal generation circuit;
With
The switching signal generation circuit is a drive control circuit that adjusts an effective voltage applied to the electromagnetic coil by adjusting a pulse width of the switching signal according to the supply voltage command value.
この駆動制御回路によれば、スイッチング信号生成回路が、供給電圧指令値に応じてスイッチング信号のパルス幅を調整することによって電磁コイルに印加される実効電圧を調整するので、モータの供給電圧が変更されても同じ駆動制御回路を用いてモータを適切に制御可能である。 According to this drive control circuit, the switching signal generation circuit adjusts the effective voltage applied to the electromagnetic coil by adjusting the pulse width of the switching signal according to the supply voltage command value, so that the supply voltage of the motor is changed. However, the motor can be appropriately controlled using the same drive control circuit.
[適用例2] 適用例1記載の駆動制御回路であって、
前記スイッチング信号生成回路は、前記供給電圧の値に拘わらず、前記電磁コイルに印加される実効電圧が所定の一定値になるように前記スイッチング信号のパルス幅を調整する、駆動制御回路。
Application Example 2 A drive control circuit according to Application Example 1,
The switching signal generation circuit adjusts the pulse width of the switching signal so that the effective voltage applied to the electromagnetic coil becomes a predetermined constant value regardless of the value of the supply voltage.
この構成によれば、モータの供給電圧の値に拘わらず、所定の一定の出力でモータを駆動することができる。 According to this configuration, the motor can be driven with a predetermined constant output regardless of the value of the supply voltage of the motor.
[適用例3] 適用例1又は2記載の駆動制御回路であって、
前記スイッチング信号生成回路は、
周期的な波状の変化を示し、前記供給電圧の値に反比例した振幅を有する波形信号を生成する波形信号生成部と、
前記波形信号を利用したPWM制御を実行して、前記波形信号の変化と同じ実効値変化を示す前記スイッチング信号を生成するPWM制御回路と、
を含む、駆動制御回路。
Application Example 3 A drive control circuit according to Application Example 1 or 2,
The switching signal generation circuit includes:
A waveform signal generator that generates a waveform signal having an amplitude that is inversely proportional to the value of the supply voltage;
A PWM control circuit that performs PWM control using the waveform signal and generates the switching signal showing the same effective value change as the change of the waveform signal;
Including a drive control circuit.
この構成によれば、PWM制御に従ってモータを効率良く駆動しつつ、モータの供給電圧に応じて適切に制御可能である。 According to this configuration, it is possible to appropriately control the motor according to the supply voltage of the motor while efficiently driving the motor according to the PWM control.
[適用例4] 適用例3記載の駆動制御回路であって、
前記波形信号生成部は、前記波形信号を、前記電動モータに設けられた磁気センサの出力のアナログ的変化と比例した変化を示すとともに、前記供給電圧の値に反比例した振幅を有する信号として生成する、駆動制御回路。
Application Example 4 A drive control circuit according to Application Example 3,
The waveform signal generation unit generates the waveform signal as a signal that shows a change proportional to an analog change of an output of a magnetic sensor provided in the electric motor and has an amplitude inversely proportional to the value of the supply voltage. Drive control circuit.
この構成によれば、磁気センサの出力と供給電圧値とに基づいて供給電圧に応じた適切な波形信号を生成することができ、この波形信号に応じて適切なスイッチング信号を生成することができる。 According to this configuration, an appropriate waveform signal corresponding to the supply voltage can be generated based on the output of the magnetic sensor and the supply voltage value, and an appropriate switching signal can be generated according to the waveform signal. .
[適用例5] 適用例4記載の駆動制御回路であって、
前記供給電圧指令値は、前記供給電圧の値に反比例した値を有し、
前記波形信号生成部は、
前記電動モータに設けられた磁気センサの出力を示すセンサ出力値と前記供給電圧指令値とを乗算することによって、前記波形信号を生成する乗算部を備える、駆動制御回路。
Application Example 5 A drive control circuit according to Application Example 4,
The supply voltage command value has a value inversely proportional to the value of the supply voltage,
The waveform signal generator is
A drive control circuit comprising a multiplier that generates the waveform signal by multiplying a sensor output value indicating an output of a magnetic sensor provided in the electric motor by the supply voltage command value.
この構成によれば、センサ出力値と供給電圧指令値とを単に乗算するだけで、波形信号を生成することが可能である。 According to this configuration, it is possible to generate a waveform signal by simply multiplying the sensor output value and the supply voltage command value.
[適用例6] 適用例5記載の駆動制御回路であって、
前記乗算部は、
前記センサ出力値と、前記供給電圧指令値と、他の少なくとも1つの電圧指令値を乗算することによって前記波形信号を生成するための複数段の乗算器を有する、駆動制御回路。
Application Example 6 A drive control circuit according to Application Example 5,
The multiplier is
A drive control circuit comprising a multi-stage multiplier for generating the waveform signal by multiplying the sensor output value, the supply voltage command value, and at least one other voltage command value.
この構成によれば、他の少なくとも1つの電圧指令値を用いて、電磁コイルに印加される有効電圧を任意に制御することが可能である。 According to this configuration, it is possible to arbitrarily control the effective voltage applied to the electromagnetic coil using at least one other voltage command value.
[適用例7] 適用例1ないし6のいずれかに記載の駆動制御回路であって、
前記供給電圧設定部は、所定の複数の値の1つに前記供給電圧の値を指定可能に構成されている、駆動制御回路。
Application Example 7 The drive control circuit according to any one of Application Examples 1 to 6,
The drive voltage setting unit is configured to be able to designate the value of the supply voltage as one of a plurality of predetermined values.
[適用例8] 適用例1ないし6のいずれかに記載の駆動制御回路であって、
前記供給電圧設定部は、所定範囲の任意の値に前記供給電圧の値を指定可能に構成されている、駆動制御回路。
Application Example 8 The drive control circuit according to any one of Application Examples 1 to 6,
The drive control circuit, wherein the supply voltage setting unit is configured to be able to designate the value of the supply voltage as an arbitrary value within a predetermined range.
[適用例9] 電動モータであって、
複数の電磁コイルを有するコイル列と、
複数の永久磁石を有する磁石列と、
適用例1ないし8のいずれかに記載の駆動制御回路と、
を備える電動モータ。
Application Example 9 An electric motor,
A coil array having a plurality of electromagnetic coils;
A magnet array having a plurality of permanent magnets;
The drive control circuit according to any one of Application Examples 1 to 8,
An electric motor.
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電動モータ、電動モータの制御方法又は制御回路、それらを用いたアクチュエータ等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of an electric motor, an electric motor control method or control circuit, an actuator using the same, and the like.
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A.モータの構成と動作の概要:
B.駆動制御回路の構成と動作:
C.駆動制御回路の他の構成:
D.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order.
A. Overview of motor configuration and operation:
B. Configuration and operation of drive control circuit:
C. Other configurations of the drive control circuit:
D. Variations:
A.モータの構成と動作の概要:
図1(A),1(B)は、本発明の一実施例としての単相ブラシレスモータのモータ本体の構成を示す断面図である。このモータ本体100は、外形がそれぞれ略円筒状のステータ部10及びロータ部30を有している。ステータ部10は、略十字状に配列された4つのコイル11〜14と、2つのコイル11,12の間の中央の位置に配置された磁気センサ40とを有している。磁気センサ40は、ロータ部30の位置(すなわちモータの位相)を検出するためのものである。各コイル11〜14には、磁性体材料で形成された磁気ヨーク20が設けられている。この磁気ヨーク20は、いわゆるデッドロックポイント(始動不能点)を回避するために設けられている。コイル11〜14と磁気センサ40は、回路基板120(図1(B))の上に固定されている。回路基板120は、ケーシング102に固定されている。なお、ケーシング102の蓋は図示が省略されている。
A. Overview of motor configuration and operation:
1A and 1B are cross-sectional views showing the configuration of a motor body of a single-phase brushless motor as an embodiment of the present invention. The
ロータ部30は、4つの永久磁石31〜34を有しており、ロータ部30の中心軸が回転軸112を構成している。この回転軸112は、軸受け部114(図1(B))で支持されている。各磁石の磁化方向は、回転軸112から外側に放射状に向かう方向である。磁石31〜34の外周には、磁気ヨーク36が設けられている。但し、この磁気ヨーク36は省略してもよい。
The
図2は、磁石列とコイル列の位置関係、及び、磁気センサ出力とコイルの逆起電力波形との関係を示す説明図である。図2(A)に示すように、4つの磁石31〜34は、一定の磁極ピッチPmで配置されており、隣接する磁石同士が逆方向に磁化されている。また、コイル11〜14は、一定のピッチPcで配置されており、隣接するコイル同士が逆向きに励磁される。この例では、磁極ピッチPmはコイルピッチPcに等しく、電気角でπに相当する。なお、電気角の2πは、駆動信号の位相が2πだけ変化したときに移動する機械的な角度又は距離に対応づけられる。本実施例では、駆動信号の位相が2πだけ変化すると、ロータ部30が磁極ピッチPmの2倍だけ移動する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the magnet array and the coil array, and the relationship between the magnetic sensor output and the back electromotive force waveform of the coil. As shown in FIG. 2A, the four
4つのコイル11〜14のうち、第1と第3のコイル11,13は同一の位相の駆動信号で駆動され、第2と第4のコイル12,14は第1と第3のコイル11,13の駆動信号から180度(=π)だけ位相がずれた駆動信号で駆動される。通常の二相駆動は2つの相(A相とB相)の駆動信号の位相が90度(=π/2)ずれており、位相のずれが180度(=π)の場合は無い。また、モータの駆動方法において、位相が180度(=π)ずれた2つの駆動信号は、同じ位相であると見なされる場合が多い。従って、本実施例のモータにおける駆動方法は、単相駆動であると考えることができる。
Of the four
図2(A)は、モータ停止時における磁石31〜34とコイル11〜14の位置関係を示している。本実施例のモータでは、各コイル11〜14に設けられた磁気ヨーク20が、各コイルの中心よりもロータ部30の正転方向に若干ずれた位置に設けられている。従って、モータ停止時には、各コイルの磁気ヨーク20が磁石31〜34によって引きつけられ、磁気ヨーク20が各磁石31〜34の中心と向かい合う位置でロータ部30が停止する。この結果、各コイル11〜14の中心が、各磁石31〜34の中心からずれた位置でモータが停止することになる。また、この時、磁気センサ40も、隣接する磁石の境界から若干ずれた位置にある。この停止位置における位相はαである。位相αはゼロでは無い任意の値に設定可能である。例えば、位相αを、ゼロに近い小さな値(例えば約5度〜10度)に設定してもよく、あるいは、π/2の奇数倍に近い値(逆起電力のピーク位置の近傍)に設定してもよい。
FIG. 2A shows the positional relationship between the
図2(B)は、コイルに発生する逆起電力の波形の例を示しており、図2(C)は、磁気センサ40の出力波形の例を示している。磁気センサ40は、モータ運転時のコイルの逆起電力とほぼ相似形状のセンサ出力SSAを発生することができる。但し、磁気センサ40の出力SSAは、モータの停止時にも0でない値を示す(位相がπの整数倍のときを除く)。なお、コイルの逆起電力は、モータの回転数とともに上昇する傾向にあるが、波形形状はほぼ相似形状に保たれる。磁気センサ40としては、例えばホール効果を利用したホールICを採用することができる。この例では、センサ出力SSAと逆起電力Ecは、いずれも正弦波か、正弦波に近い波形である。後述するように、このモータの駆動制御回路は、センサ出力SSAを利用して、逆起電力Ecとほぼ相似波形の電圧を各コイル11〜14に印加する。
2B shows an example of the waveform of the counter electromotive force generated in the coil, and FIG. 2C shows an example of the output waveform of the
ところで、電動モータは、機械的エネルギと電気的エネルギとを相互に変換するエネルギ変換装置として機能するものである。そして、コイルの逆起電力は、電動モータの機械的エネルギが電気的エネルギに変換されたものである。従って、コイルに印加する電気的エネルギを機械的エネルギに変換する場合(すなわちモータを駆動する場合)には、逆起電力と相似波形の電圧を印加することによって、最も効率良くモータを駆動することが可能である。なお、「逆起電力と相似波形の電圧」は、逆起電力と逆向きの電流を発生する電圧を意味している。 By the way, the electric motor functions as an energy conversion device that mutually converts mechanical energy and electrical energy. The back electromotive force of the coil is obtained by converting the mechanical energy of the electric motor into electrical energy. Therefore, when the electrical energy applied to the coil is converted into mechanical energy (that is, when the motor is driven), the motor is driven most efficiently by applying a voltage having a waveform similar to the counter electromotive force. Is possible. The “voltage having a waveform similar to that of the counter electromotive force” means a voltage that generates a current in the opposite direction to the counter electromotive force.
B.駆動制御回路の構成と動作:
図3(A)は、本実施例のブラシレスモータの駆動制御回路の構成を示すブロック図である。駆動制御回路200は、CPU220と、駆動信号生成部240と、ドライバ回路250と、電源レギュレータ260と、供給電圧設定部270とを備えている。但し、CPU220を省略してもよい。CPU220を省略した場合には、本実施例で説明されているCPU220の機能は、他の回路(論理回路や不揮発性メモリ等)によって実現される。あるいは、CPU220の代わりに通信回路又はインタフェイス回路を設け、その回路で外部装置から各種の動作指示を受けて駆動制御回路200内部の回路要素に指示を転送するようにしてもよい。
B. Configuration and operation of drive control circuit:
FIG. 3A is a block diagram showing the configuration of the drive control circuit of the brushless motor of this embodiment. The
駆動制御回路200の電源端子202には、直流電圧である供給電圧VSUPが外部から供給されている。この供給電圧VSUPの値としては、種々の値を利用可能である。本実施例では、供給電圧VSUPとして、8V,10V,12V,14Vの4種類の値を利用可能であるものと仮定する。電源レギュレータ260は、この供給電圧VSUPから、所定の電圧値(例えば5V)を有する電源電圧VDDを生成して、駆動信号生成部240及びCPU220に供給する。
A
駆動信号生成部240は、モータ本体100内の磁気センサ40の出力信号SSAに基づいて、単相駆動信号DRVA1,DRVA2を生成してドライバ回路250に供給する回路である。本明細書では、駆動信号DRVA1,DRVA2を「スイッチング信号」とも呼び、駆動信号生成部240を「スイッチング信号生成回路」とも呼ぶ。ドライバ回路250は、駆動信号DRVA1,DRVA2に従ってモータ本体100内の電磁コイル11〜14を駆動する。なお、ドライバ回路250には、供給電圧VSUPがそのまま電源電圧として供給されている。
The drive
供給電圧設定部270は、電源端子202に供給される供給電圧VSUPの値をユーザが指定するための回路である。供給電圧設定部270は、指定された供給電圧VSUPの値に応じた値を有する供給電圧指令値Yaを、駆動信号生成部240に通知する。供給電圧設定部270は、ユーザが操作を行って供給電圧VSUPを指定可能な任意の操作部を備えるものとして構成することができる。例えば、供給電圧設定部270は、固定抵抗スイッチや、ディップスイッチ、可変抵抗、書き込み可能な不揮発性メモリなどの種々の電子部品を用いて実現可能である。あるいは、供給電圧設定部270として、電源端子202に供給される供給電圧VSUPの値を検出し、この検出値に応じて供給電圧指令値Yaを自動的に決定する回路を採用することも可能である。また、供給電圧設定部270を、I2Cバス等を用いた通信回路やインターフェース回路として構成し、外部装置から供給電圧指令値Yaを設定できるようにしてもよい。
The supply
図3(B)は、磁気センサ40の内部構成の一例を示している。この磁気センサ40は、ホール素子42と、バイアス調整部44と、ゲイン調整部46とを有している。ホール素子42は、磁束密度Xを測定する。バイアス調整部44はホール素子42の出力Xにバイアス値bを加算し、ゲイン調整部46はゲイン値aを乗ずる。磁気センサ40の出力SSA(=Y)は、例えば以下の式(1)又は式(2)で与えられる。
FIG. 3B shows an example of the internal configuration of the
Y=a・X+b …(1)
Y=a(X+b) …(2)
Y = a · X + b (1)
Y = a (X + b) (2)
磁気センサ40のゲイン値aとバイアス値bは、CPU220によって磁気センサ40内に設定される。ゲイン値aとバイアス値bを適切な値に設定することによって、センサ出力SSAを好ましい波形形状に較正することが可能である。
The gain value a and the bias value b of the
図4は、ドライバ回路250の内部構成を示している。このドライバ回路250は、H型ブリッジ回路を構成する4つのトランジスタ251〜254を有している。上アームのトランジスタ251,253のゲート電極の前には、レベルシフタ311,313が設けられている。但し、レベルシフタは省略してもよい。ドライバ回路250のトランジスタ251〜254は、スイッチング信号として機能する駆動信号DRVA1,DRVA2に応じてオン/オフし、この結果、電磁コイル11〜14に供給電圧VSUPが断続的に供給される。符号IA1,IA2が付された矢印は、駆動信号DRVA1,DRVA2がHレベルの場合に流れる電流方向をそれぞれ示している。なお、ドライバ回路としては、複数のスイッチング素子で構成される種々の構成の回路を利用可能である。
FIG. 4 shows the internal configuration of the
図5は、駆動信号生成部240(図3(A))の内部構成と動作を示す説明図である。駆動信号生成部240は、基本クロック生成回路510と、1/N分周器520と、PWM部530と、正逆方向指示値レジスタ540と、乗算器550と、符号化部560と、AD変換部570と、供給電圧指令値レジスタ580と、励磁区間設定部590とを備えている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the internal configuration and operation of the drive signal generation unit 240 (FIG. 3A). The drive
基本クロック生成回路510は、所定の周波数を有するクロック信号PCLを発生する回路であり、例えばPLL回路で構成される。分周器520は、このクロック信号PCLの1/Nの周波数を有するクロック信号SDCを発生する。Nの値は所定の一定値に設定される。このNの値は、CPU220によって分周器520に設定される。PWM部530は、クロック信号PCL,SDCと、乗算器550から供給される乗算値Maと、正逆方向指示値レジスタ540から供給される正逆方向指示値RIと、符号化部560から供給される正負符号信号Paと、励磁区間設定部590から供給される励磁区間信号Eaとに応じて、単相駆動信号DRVA1,DRVA2を生成する。この動作については後述する。
The basic
正逆方向指示値レジスタ540内には、モータの回転方向を示す値RIがCPU220によって設定される。本実施例では、正逆方向指示値RIがLレベルのときにモータが正転し、Hレベルのときに逆転する。PWM部530に供給される他の信号Ma,Pa,Eaは以下のように決定される。
In the forward / reverse
磁気センサ40の出力SSAは、AD変換部570に供給される。このセンサ出力SSAのレンジは、例えばGND(接地電位)からVDD(電源電圧)までであり、その中位点(=VDD/2)が出力波形の中位点(正弦波の原点を通る点)である。AD変換部570は、このセンサ出力SSAをAD変換して、センサ出力のデジタル値を生成する。AD変換部570の出力のレンジは、例えばFFh〜0h(語尾の”h”は16進数であることを示す)であり、中央値80hがセンサ波形の中位点に相当する。
The output SSA of the
符号化部560は、AD変換後のセンサ出力値のレンジを変換するとともに、センサ出力値の中位点の値を0に設定する。この結果、符号化部560で生成されるセンサ出力値Xaは、正側の所定の範囲(例えば+127〜0)と負側の所定の範囲(例えば0〜−127)の値を取る。但し、符号化部560から乗算器560に供給されるのは、センサ出力値Xaの絶対値であり、その正負符号は正負符号信号PaとしてPWM部530に供給される。
The
供給電圧指令値レジスタ580は、供給電圧設定部270から供給された供給電圧指令値Yaを格納する。この供給電圧指令値Yaは、モータの印加電圧を調整する値として機能するものであり、例えば0〜1.0の値に設定可能である。Ya=0は印加電圧をゼロとすることを意味し、Ya=1.0は印加電圧を最大値とすることを意味する。但し、本実施例では、供給電圧指令値Yaは、所定の基準電圧値Vref(Vrefは0で無い値)を供給電圧値VSUPで除した値(Ya=Vref/VSUP)に設定されるので、指令値Yaは0でない値を採る。乗算器550は、符号化部560から出力されたセンサ出力値Xaと、供給電圧指令値Yaとを乗算して整数化し、その乗算値MaをPWM部530に供給する。
Supply voltage command value register 580 stores supply voltage command value Ya supplied from supply
図5(B)〜(E)は、乗算値Maが種々の値を取る場合におけるPWM部530の動作を示している。PWM部530は、クロック信号SDCの1周期の間に、デューティがMa/Nであるパルスを1つ発生させる回路である。すなわち、図5(B)〜(E)に示すように、乗算値Maが増加するに従って、駆動信号DRVA1,DRVA2のパルスのデューティ(すなわちパルス幅)が増加する。なお、第1の駆動信号DRVA1は、センサ出力SSAが正のときにのみパルスを発生する信号であり、第2の駆動信号DRVA2はセンサ出力SSAが正のときにのみパルスを発生する信号であるが、図5(B)〜(E)ではこれらを合わせて記載している。また、便宜上、第2の駆動信号DRVA2を負側のパルスとして描いている。
5B to 5E show the operation of the
前述したように、乗算値Maは、センサ出力SSAの絶対値Xaと供給電圧指令値Yaとの乗算結果であり、駆動信号DRVA1,DRVA2は、この乗算値Maに比例したパルス幅を有するスイッチング信号である。従って、駆動信号DRVA1,DRVA2のパルス幅は、供給電圧指令値Yaに比例したパルス幅を有するものとなる。また、電磁コイル11〜14に印加される実効電圧は、駆動信号DRVA1,DRVA2のパルス幅に比例する。従って、電磁コイル11〜14に印加される実効電圧は、供給電圧指令値Yaに比例した値となる。
As described above, the multiplication value Ma is a multiplication result of the absolute value Xa of the sensor output SSA and the supply voltage command value Ya, and the drive signals DRVA1 and DRVA2 are switching signals having a pulse width proportional to the multiplication value Ma. It is. Accordingly, the pulse widths of the drive signals DRVA1 and DRVA2 have a pulse width proportional to the supply voltage command value Ya. The effective voltage applied to the
図6は、供給電圧の調整を行わない場合と行った場合のモータ特性を比較して示している。ここで、「供給電圧の調整を行わない場合」とは、供給電圧指令値Yaを、供給電圧VSUPの値に拘わらずに1.0に維持する場合を意味する。一方、「供給電圧の調整を行った場合」とは、供給電圧指令値Yaを、供給電圧VSUPの値に応じて変更した場合を意味する。なお、モータ特性としては、コイルの抵抗Rと、実効電圧Veffと、実効電流Ieff(=Veff/R)と、供給電圧指令値Yaとが示されている。 FIG. 6 shows a comparison of motor characteristics when the supply voltage is not adjusted and when the supply voltage is not adjusted. Here, “when the supply voltage is not adjusted” means that the supply voltage command value Ya is maintained at 1.0 regardless of the value of the supply voltage VSUP. On the other hand, “when the supply voltage is adjusted” means when the supply voltage command value Ya is changed according to the value of the supply voltage VSUP. The motor characteristics include a coil resistance R, an effective voltage Veff, an effective current Ieff (= Veff / R), and a supply voltage command value Ya.
図6の例では、供給電圧VSUPは、8V,10V,12V,14Vの4種類の値のうちの1つが使用されるものと仮定している。また、モータの電磁コイルの抵抗Rは6.4Ωである。電圧調整を行わない場合には、電磁コイルに印加される実効電圧Veffは、供給電圧VSUPを√2で除した値に等しい。一方、電圧調整を行う場合には、電磁コイルに印加される実効電圧Veffは、供給電圧VSUPに供給電圧指令値Yaを乗じた値を√2で除した値に等しい。逆に言えば、供給電圧指令値Yaは、供給電圧VSUPで所定の基準電圧値Vref(ここでは8V)を除した値に設定される。例えば、供給電圧VSUPが8Vの場合には供給電圧指令値Yaは1.0となり、供給電圧VSUPが10Vの場合には供給電圧指令値Yaは0.8となる。このような電圧調整を行った場合には、電磁コイルに印加される実効電圧Veffの値は、供給電圧VSUPの値に拘わらず、常に5.7Vの一定値となる。従って、供給電圧VSUPとして任意の値を採用した場合にも、常に同じモータ特性でモータを動作させることが可能となる。 In the example of FIG. 6, it is assumed that the supply voltage VSUP is one of four values of 8V, 10V, 12V, and 14V. The resistance R of the electromagnetic coil of the motor is 6.4Ω. When voltage adjustment is not performed, the effective voltage Veff applied to the electromagnetic coil is equal to a value obtained by dividing the supply voltage VSUP by √2. On the other hand, when voltage adjustment is performed, the effective voltage Veff applied to the electromagnetic coil is equal to a value obtained by dividing the supply voltage VSUP by the supply voltage command value Ya and dividing by √2. In other words, the supply voltage command value Ya is set to a value obtained by dividing the supply voltage VSUP by a predetermined reference voltage value Vref (here, 8V). For example, when the supply voltage VSUP is 8V, the supply voltage command value Ya is 1.0, and when the supply voltage VSUP is 10V, the supply voltage command value Ya is 0.8. When such voltage adjustment is performed, the value of the effective voltage Veff applied to the electromagnetic coil is always a constant value of 5.7 V regardless of the value of the supply voltage VSUP. Therefore, even when an arbitrary value is adopted as the supply voltage VSUP, the motor can always be operated with the same motor characteristics.
なお、上述した基準電圧値Vrefとしては、同一のモータ及び同一の駆動制御回路に適用可能な供給電圧VSUPの範囲の中の任意の値を用いることができる。但し、基準電圧値Vrefとして、供給電圧VSUPの範囲の中の最小値を用いるようにすれば、実効電流Ieffを、その最小の電圧値に対応した値に維持できるので、コイルに過度の電流が流れることを防止できる。 As the reference voltage value Vref described above, any value within the range of the supply voltage VSUP applicable to the same motor and the same drive control circuit can be used. However, if the minimum value in the range of the supply voltage VSUP is used as the reference voltage value Vref, the effective current Ieff can be maintained at a value corresponding to the minimum voltage value. It can be prevented from flowing.
図7(A)〜(C)は、センサ出力の波形とPWM部530で生成される駆動信号の波形の対応関係を示す説明図である。図中、「Hiz」は電磁コイルを未励磁状態としたハイインピーダンス状態を意味している。図5で説明したように、駆動信号DRVA1,DRVA2はセンサ出力SSAのアナログ波形を利用したPWM制御によって生成される。従って、これらの駆動信号DRVA1,DRVA2を用いて、各コイルに、センサ出力SSAの変化と対応するレベル変化を示す実効電圧を供給することが可能である。
FIGS. 7A to 7C are explanatory diagrams illustrating a correspondence relationship between the waveform of the sensor output and the waveform of the drive signal generated by the
PWM部530は、さらに、励磁区間設定部590から供給される励磁区間信号Eaで示される励磁区間のみに駆動信号を出力し、励磁区間以外の区間(非励磁区間)では駆動信号を出力しないように構成されている。図7(C)は、励磁区間信号Eaによって励磁区間EPと非励磁区間NEPを設定した場合の駆動信号波形を示している。励磁区間EPでは図7(B)の駆動信号パルスがそのまま発生し、非励磁区間NEPでは駆動信号パルスが発生しない。このように、励磁区間EPと非励磁区間NEPを設定するようにすれば、逆起電力波形の中位点近傍(すなわち、センサ出力の中位点近傍)においてコイルを電圧を印加しないので、モータの効率をさらに向上させることが可能である。なお、励磁区間EPは、逆起電力波形のピークを中心としする対称な区間に設定されることが好ましく、非励磁区間NEPは、逆起電力波形の中位点(中心点)を中心とする対称な区間に設定されることが好ましい。なお、励磁区間設定部590は省略してもよい。
Further, the
図8は、PWM部530(図5)の内部構成の一例を示すブロック図である。PWM部530は、カウンタ531と、EXOR回路533と、駆動波形形成部535とを備えている。これらは以下のように動作する。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the PWM unit 530 (FIG. 5). The
図9は、モータ正転時のPWM部530の動作を示すタイミングチャートである。この図には、2つのクロック信号PCL,SDCと、正逆方向指示値RIと、励磁区間信号Eaと、乗算値Maと、正負符号信号Paと、カウンタ531内のカウント値CM1と、カウンタ531の出力S1と、EXOR回路533の出力S2と、駆動波形形成部535の出力信号DRVA1,DRVA2とが示されている。カウンタ531は、クロック信号SDCの1期間毎に、クロック信号PCLに同期してカウント値CM1を0までダウンカウントする動作を繰り返す。カウント値CM1の初期値は乗算値Maに設定される。なお、図9では、図示の便宜上、乗算値Maとして負の値も描かれているが、カウンタ531で使用されるのはその絶対値|Ma|である。カウンタ531の出力S1は、カウント値CM1が0で無い場合にはHレベルに設定され、カウント値CM1が0になるとLレベルに立ち下がる。
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the
EXOR回路533は、正負符号信号Paと正逆方向指示値RIとの排他的論理和を示す信号S2を出力する。モータが正転する場合には、正逆方向指示値RIがLレベルである。従って、EXOR回路533の出力S2は、正負符号信号Paと同じ信号となる。駆動波形形成部535は、カウンタ531の出力S1と、EXOR回路533の出力S2から、駆動信号DRVA1,DRVA2を生成する。すなわち、カウンタ531の出力S1のうち、EXOR回路533の出力S2がLレベルの期間の信号を第1の駆動信号DRVA1として出力し、出力S2がHレベルの期間の信号を第2の駆動信号DRVA2として出力する。なお、図9の右端部付近では、励磁区間信号EaがLレベルに立ち下がり、これによって非励磁区間NEPが設定されている。従って、この非励磁区間NEPでは、いずれの駆動信号DRVA1,DRVA2も出力されず、ハイインピーダンス状態に維持される。
The
図10は、モータ逆転時のPWM部530の動作を示すタイミングチャートである。モータ逆転時には、正逆方向指示値RIがHレベルに設定される。この結果、2つの駆動信号DRVA1,DRVA2が図9から入れ替わっており、この結果、モータが逆転することが理解できる。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the
図11は、励磁区間設定部590の内部構成と動作を示す説明図である。励磁区間設定部590は、電子可変抵抗器592と、電圧比較器594,596と、OR回路598とを有している。電子可変抵抗器592の抵抗値Rvは、CPU220によって設定される。電子可変抵抗器592の両端の電圧V1,V2は、電圧比較器594,596の一方の入力端子に与えられている。電圧比較器594,596の他方の入力端子には、センサ出力SSAが供給されている。電圧比較器594,596の出力信号Sp,Snは、OR回路598に入力されている。OR回路598の出力は、励磁区間と非励磁区間とを区別するための励磁区間信号Eaである。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the internal configuration and operation of the excitation
図11(B)は、励磁区間設定部590の動作を示している。電子可変抵抗器592の両端電圧V1,V2は、抵抗値Rvを調整することによって変更される。具体的には、両端電圧V1,V2は、電圧レンジの中央値(=VDD/2)からの差分が等しい値に設定される。センサ出力SSAが第1の電圧V1よりも高い場合には第1の電圧比較器594の出力SpがHレベルとなり、一方、センサ出力SSAが第2の電圧V2よりも低い場合には第2の電圧比較器596の出力SnがHレベルとなる。励磁区間信号Eaは、これらの出力信号Sp,Snの論理和を取った信号である。従って、図11(B)の下部に示すように、励磁区間信号Eaは、励磁区間EPと非励磁区間NEPとを示す信号として使用することができる。励磁区間EPと非励磁区間NEPの設定は、CPU220が可変抵抗値Rvを調整することによって行なわれる。
FIG. 11B shows the operation of the excitation
以上のように、本実施例のモータでは、ユーザが供給電圧設定部270に供給電圧VSUPの値を指定することができるので、任意の供給電圧VSUPを用いてモータを同一の特性で動作させることが可能である。そのため、ファンモータ等のモータの製造メーカ側としては、同電力容量のモータでは、部品類の共通化により部品管理/部品調達が一元管理でき、製造工程の共通化により生産性が向上し、結果的に低価格化を容易に実現できる効果が得られる。また、モータを利用して設計する側では、使用電圧の異なった設置場所において使用される複数のモータを共通化し、駆動電圧に応じた設定をすることで調達の一元化及び生産性を向上させることができ、結果的に低価格化を容易に実現できる効果が得られる。モータを利用して設計する側では、更にモータの仕様電圧内で仕様回転数外の回転数(停止〜仕様最大回転数)までの任意回転数制御をシステム上で容易に実現できる。
As described above, in the motor of the present embodiment, the user can specify the value of the supply voltage VSUP in the supply
C.駆動制御回路の他の構成:
図12は、駆動信号生成部の他の構成を示す説明図である。この駆動信号生成部240aは、図5に示した回路240に、乗算器551と、印加電圧指令値レジスタ581と、印加電圧設定部271とを追加した構成を有している。印加電圧設定部271は、印加電圧指令値Zaを設定する回路である。印加電圧指令値Zaは、例えば、モータの動作中に、電磁コイルに印加すべき有効電圧を変更するために使用することができる。また、印加電圧設定部271の具体的な回路構成としては、供給電圧設定部270と同様なものを採用することが可能である。印加電圧指令値Zaは、印加電圧設定部271から印加電圧指令値レジスタ581に供給されて保持される。乗算器551は、設定電圧指令値Yaと印加電圧指令値Zaとを乗算して、その乗算値(Ya×Za)を乗算器550に供給する。乗算器550は、この値(Ya×Za)とセンサ出力値Xaとを乗算して、乗算器Ma(=Xa×Ya×Za)をPWM部530に供給する。
C. Other configurations of the drive control circuit:
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating another configuration of the drive signal generation unit. The drive
このように、乗算器を2段に設けるようにすれば、2つの指令値Ya,Zaを用いて電磁コイルに印加される有効電圧を制御することが可能である。例えば、第1の指令値Yaを、製造メーカ用の仕様電圧設定用の指令値として使用し、一方、第2の指令値Zaを、モータを用いたシステムの組み立てメーカが電圧を可変制御するための指令値として使用することが可能である。なお、乗算器を3段以上用い、3つ以上の指令値を用いることができように回路を構成することも可能である。すなわち、PWM制御の対象となる乗算値Maを算出するための乗算部は、1つの乗算器で構成されたものでもよく、あるいは、複数個の乗算器を多段に構成したものでもよい。 Thus, if the multipliers are provided in two stages, the effective voltage applied to the electromagnetic coil can be controlled using the two command values Ya and Za. For example, the first command value Ya is used as a command value for setting the specification voltage for the manufacturer, while the second command value Za is used to variably control the voltage by the assembly manufacturer of the system using the motor. It can be used as a command value. It is also possible to configure the circuit so that three or more multipliers can be used and three or more command values can be used. That is, the multiplication unit for calculating the multiplication value Ma to be subjected to PWM control may be configured by one multiplier, or may be configured by a plurality of multipliers.
D.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
D1.変形例1:
スイッチング信号を生成する回路としては、図5に示した駆動信号生成部240の構成以外の種々の回路構成を採用することが可能である。例えば、センサ出力と基準三角波とを比較することによってPWM制御を行う回路を利用してもよい。また、PWM制御以外の方法でスイッチング信号を生成するようにしてもよい。一般に、スイッチング信号生成回路としては、供給電圧に応じてスイッチング信号のパルス幅を調整することによって、電磁コイルに印加される実効電圧を調整する種々の回路を採用することが可能である。
D1. Modification 1:
As a circuit for generating the switching signal, various circuit configurations other than the configuration of the drive
上記実施例における駆動制御回路では、図6で説明したように、供給電圧VSUPの値に拘わらず、電磁コイルに印加される実効電圧が所定の一定値になるようにスイッチング信号DRVA1,DRVA2のパルス幅が調整されていた。但し、供給電圧VSUPの値が異なる場合に、電磁コイルに印加される実効電圧も異なる値になるように(換言すれば、モータ出力が異なる値となるように)してもよい。このような構成は、例えば、異なる供給電圧VSUPに応じて予め設定された異なる実効電圧が得られるように、供給電圧設定部270が供給電圧指令値Yaの値を決定することによって実現可能である。
In the drive control circuit in the above embodiment, as described in FIG. 6, the pulses of the switching signals DRVA1 and DRVA2 are set so that the effective voltage applied to the electromagnetic coil becomes a predetermined constant value regardless of the value of the supply voltage VSUP. The width was adjusted. However, when the value of the supply voltage VSUP is different, the effective voltage applied to the electromagnetic coil may be different (in other words, the motor output is different). Such a configuration can be realized by, for example, the supply
D2.変形例2:
上記実施例では、供給電圧VSUPとして複数の所定の値(8V,10V,12V,14V)のいずれかを選択できるものとしていたが、この代わりに、所定範囲の任意の値に供給電圧VSUPを設定できるようにしても良い。
D2. Modification 2:
In the above embodiment, one of a plurality of predetermined values (8V, 10V, 12V, 14V) can be selected as the supply voltage VSUP. Instead, the supply voltage VSUP is set to an arbitrary value within a predetermined range. You may be able to do it.
D3.変形例3:
上記実施例ではアナログ磁気センサを利用していたが、アナログ磁気センサの代わりに、多値のアナログ的出力を有するデジタル磁気センサを使用してもよい。アナログ磁気センサも多値出力を有するデジタル磁気センサも、アナログ的変化を示す出力信号を有する点で共通している。なお、本明細書において、「アナログ的変化を示す出力信号」とは、オン/オフの2値出力ではなく、3値以上の多数レベルを有するデジタル出力信号と、アナログ出力信号との両方を包含する広い意味で使用されている。また、磁気センサの代わりに、他の位置センサを用いてアナログ的変化を示す出力信号を生成することも可能である。
D3. Modification 3:
In the above embodiment, an analog magnetic sensor is used, but a digital magnetic sensor having a multi-valued analog output may be used instead of the analog magnetic sensor. An analog magnetic sensor and a digital magnetic sensor having a multi-value output are common in that they have an output signal indicating an analog change. In this specification, “an output signal indicating an analog change” includes both a digital output signal having multiple levels of three or more and an analog output signal, not an on / off binary output. Used in a broad sense. Moreover, it is also possible to generate an output signal indicating an analog change by using another position sensor instead of the magnetic sensor.
D4.変形例4:
本発明は、上記実施例で説明した単相ブラシレスモータに限らず、任意の相数及び極数のモータに適用することが可能である。
D4. Modification 4:
The present invention is not limited to the single-phase brushless motor described in the above embodiment, and can be applied to a motor having any number of phases and poles.
D5.変形例5:
本発明は、ファンモータ、時計(針駆動)、ドラム式洗濯機(単一回転)、ジェットコースタ、振動モータなどの種々の装置のモータに適用可能である。本発明をファンモータに適用した場合には、種々の効果(低消費電力、低振動、低騒音、低回転ムラ、低発熱、高寿命)が特に顕著である。このようなファンモータは、例えば、デジタル表示装置や、車載機器、燃料電池式パソコン、燃料電池式デジタルカメラ、燃料電池式ビデオカメラ、燃料電池式携帯電話などの燃料電池使用機器、プロジェクタ等の各種装置のファンモータとして使用することができる。本発明のモータは、さらに、各種の家電機器や電子機器のモータとしても利用可能である。例えば、光記憶装置や、磁気記憶装置、ポリゴンミラー駆動装置等において、本発明によるモータをスピンドルモータとして使用することが可能である。また、本発明によるモータは、移動体やロボット用のモータとしても利用可能である。
D5. Modification 5:
The present invention is applicable to motors of various devices such as a fan motor, a timepiece (hand drive), a drum-type washing machine (single rotation), a roller coaster, and a vibration motor. When the present invention is applied to a fan motor, various effects (low power consumption, low vibration, low noise, low rotation unevenness, low heat generation, long life) are particularly remarkable. Such fan motors are, for example, various devices such as digital display devices, in-vehicle devices, fuel cell computers, fuel cell digital cameras, fuel cell video cameras, fuel cell mobile phones, and other fuel cell equipment. It can be used as a fan motor for the device. The motor of the present invention can also be used as a motor for various home appliances and electronic devices. For example, the motor according to the present invention can be used as a spindle motor in an optical storage device, a magnetic storage device, a polygon mirror drive device, or the like. The motor according to the present invention can also be used as a motor for a moving body or a robot.
図13は、本発明の実施例によるモータを利用したプロジェクタを示す説明図である。このプロジェクタ600は、赤、緑、青の3色の色光を発光する3つの光源610R、610G、610Bと、これらの3色の色光をそれぞれ変調する3つの液晶ライトバルブ640R、640G、640Bと、変調された3色の色光を合成するクロスダイクロイックプリズム650と、合成された3色の色光をスクリーンSCに投写する投写レンズ系660と、プロジェクタ内部を冷却するための冷却ファン670と、プロジェクタ600の全体を制御する制御部680と、を備えている。冷却ファン670を駆動するモータとしては、上述した各種のブラシレスモータを利用することができる。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a projector using a motor according to an embodiment of the present invention. The
図14(A)〜(C)は、本発明の実施例によるモータを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。図14(A)は携帯電話700の外観を示しており、図14(B)は、内部構成の例を示している。携帯電話700は、携帯電話700の動作を制御するMPU710と、ファン720と、燃料電池730とを備えている。燃料電池730は、MPU710やファン720に電源を供給する。ファン720は、燃料電池730への空気供給のために携帯電話700の外から内部へ送風するため、或いは、燃料電池730で生成される水分を携帯電話700の内部から外に排出するためのものである。なお、ファン720を図14(C)のようにMPU710の上に配置して、MPU710を冷却するようにしてもよい。ファン720を駆動するモータとしては、上述した各種のブラシレスモータを利用することができる。
14A to 14C are explanatory views showing a fuel cell type mobile phone using a motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 14A shows the appearance of the
図15は、本発明の実施例によるモータ/発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車(電動アシスト自転車)を示す説明図である。この自転車800は、前輪にモータ810が設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路820と充電池830とが設けられている。モータ810は、充電池830からの電力を利用して前輪を駆動することによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモータ810で回生された電力が充電池830に充電される。制御回路820は、モータの駆動と回生とを制御する回路である。このモータ810としては、上述した各種のブラシレスモータを利用することが可能である。
FIG. 15 is an explanatory view showing an electric bicycle (electric assist bicycle) as an example of a moving body using a motor / generator according to an embodiment of the present invention. In this
図16は、本発明の実施例によるモータを利用したロボットの一例を示す説明図である。このロボット900は、第1と第2のアーム910,920と、モータ930とを有している。このモータ930は、被駆動部材としての第2のアーム920を水平回転させる際に使用される。このモータ930としては、上述した各種のブラシレスモータを利用することが可能である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of a robot using a motor according to an embodiment of the present invention. The
10…ステータ部
11〜14…電磁コイル
20…磁気ヨーク
30…ロータ部
31〜34…永久磁石
36…磁気ヨーク
40…磁気センサ
42…ホール素子
44…バイアス調整部
46…ゲイン調整部
100…モータ本体
102…ケーシング
112…回転軸
114…部
120…回路基板
200…駆動制御回路
202…電源端子
220…CPU
240…駆動信号生成部
250…ドライバ回路
251〜254…スイッチングトランジスタ
260…電源レギュレータ
270…供給電圧設定部
311,313…レベルシフタ
510…基本クロック生成回路
520…分周器
530…PWM部
531…カウンタ
533…EXOR回路
535…駆動波形形成部
540…正逆方向指示値レジスタ
550…乗算器
551…乗算器
560…乗算器
560…符号化部
570…AD変換部
580…供給電圧指令値レジスタ
581…印加電圧指令値レジスタ
590…励磁区間設定部
592…電子可変抵抗器
594,596…電圧比較器
598…OR回路
600…プロジェクタ
610R,610G,610B…光源
640R,640G,640B…液晶ライトバルブ
650…クロスダイクロイックプリズム
660…投写レンズ系
670…冷却ファン
680…制御部
700…携帯電話
710…MPU
720…ファン
730…燃料電池
800…電動自転車(電動アシスト自転車)
810…モータ
820…制御回路
830…充電池
900…ロボット
910…アーム
920…アーム
930…モータ
DESCRIPTION OF
240 ... Drive
720 ...
810:
Claims (10)
外部から供給される供給電圧と前記電磁コイルとの間の接続をオン/オフするためのスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオン/オフによって前記電磁コイルに前記供給電圧を断続的に供給するドライバ回路と、
前記スイッチング素子をオン/オフ制御するためのスイッチング信号を生成するスイッチング信号生成回路と、
前記供給電圧に応じた値を有する供給電圧指令値を前記スイッチング信号生成回路に供給する供給電圧設定部と、
を備え、
前記スイッチング信号生成回路は、
周期的な波状の変化を示し、前記供給電圧の値に反比例した振幅を有する波形信号を生成する波形信号生成部と、
前記波形信号を利用したPWM制御を実行して、前記波形信号の変化と同じ実効値変化を示す前記スイッチング信号を生成するPWM制御回路と、
を含み、
前記供給電圧指令値に応じて前記スイッチング信号のパルス幅を調整することによって、前記電磁コイルに印加される実効電圧を調整する、駆動制御回路。 A drive control circuit for controlling an electric motor having an electromagnetic coil,
A switching element for turning on / off a connection between a supply voltage supplied from the outside and the electromagnetic coil, and intermittently supplying the supply voltage to the electromagnetic coil by turning on / off the switching element; A driver circuit;
A switching signal generation circuit for generating a switching signal for on / off control of the switching element;
A supply voltage setting unit for supplying a supply voltage command value having a value corresponding to the supply voltage to the switching signal generation circuit;
With
The switching signal generation circuit includes :
A waveform signal generator that generates a waveform signal having an amplitude that is inversely proportional to the value of the supply voltage;
A PWM control circuit that performs PWM control using the waveform signal and generates the switching signal showing the same effective value change as the change of the waveform signal;
Including
A drive control circuit that adjusts an effective voltage applied to the electromagnetic coil by adjusting a pulse width of the switching signal in accordance with the supply voltage command value.
前記スイッチング信号生成回路は、前記供給電圧の値に拘わらず、前記電磁コイルに印加される実効電圧が所定の一定値になるように前記スイッチング信号のパルス幅を調整する、駆動制御回路。 The drive control circuit according to claim 1,
The switching signal generation circuit adjusts the pulse width of the switching signal so that the effective voltage applied to the electromagnetic coil becomes a predetermined constant value regardless of the value of the supply voltage.
前記波形信号生成部は、前記波形信号を、前記電動モータに設けられた磁気センサの出力のアナログ的変化と比例した変化を示すとともに、前記供給電圧の値に反比例した振幅を有する信号として生成する、駆動制御回路。 The drive control circuit according to claim 1 or 2 ,
The waveform signal generation unit generates the waveform signal as a signal that shows a change proportional to an analog change of an output of a magnetic sensor provided in the electric motor and has an amplitude inversely proportional to the value of the supply voltage. Drive control circuit.
前記供給電圧指令値は、前記供給電圧の値に反比例した値を有し、
前記波形信号生成部は、
前記電動モータに設けられた磁気センサの出力を示すセンサ出力値と前記供給電圧指令値とを乗算することによって、前記波形信号を生成する乗算部を備える、駆動制御回路。 The drive control circuit according to claim 3 ,
The supply voltage command value has a value inversely proportional to the value of the supply voltage,
The waveform signal generator is
A drive control circuit comprising a multiplier that generates the waveform signal by multiplying a sensor output value indicating an output of a magnetic sensor provided in the electric motor by the supply voltage command value.
前記乗算部は、
前記センサ出力値と、前記供給電圧指令値と、他の少なくとも1つの電圧指令値を乗算することによって前記波形信号を生成するための複数段の乗算器を有する、駆動制御回路。 The drive control circuit according to claim 4 ,
The multiplier is
A drive control circuit comprising a multi-stage multiplier for generating the waveform signal by multiplying the sensor output value, the supply voltage command value, and at least one other voltage command value.
前記供給電圧設定部は、所定の複数の値の1つに前記供給電圧の値を指定可能に構成されている、駆動制御回路。 A drive control circuit according to any one of claims 1 to 5 ,
The drive voltage setting unit is configured to be able to designate the value of the supply voltage as one of a plurality of predetermined values.
前記供給電圧設定部は、所定範囲の任意の値に前記供給電圧の値を指定可能に構成されている、駆動制御回路。 A drive control circuit according to any one of claims 1 to 5 ,
The drive control circuit, wherein the supply voltage setting unit is configured to be able to designate the value of the supply voltage as an arbitrary value within a predetermined range.
複数の電磁コイルを有するコイル列と、
複数の永久磁石を有する磁石列と、
請求項1ないし7のいずれかに記載の駆動制御回路と、
を備える電動モータ。 An electric motor,
A coil array having a plurality of electromagnetic coils;
A magnet array having a plurality of permanent magnets;
A drive control circuit according to any one of claims 1 to 7 ,
An electric motor.
前記電動モータによって駆動される被駆動部材と、
を備える装置。 An electric motor according to claim 8 ,
A driven member driven by the electric motor;
A device comprising:
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