JPH05168278A - Three-phase dc brushless motor - Google Patents
Three-phase dc brushless motorInfo
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- Protection Of Generators And Motors (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インバ−タ部のスイッ
チング素子を回転子磁極位置に基づいて制御し、電機子
巻線の電流および相を切換える三相DCブラシレスモ−
タに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a three-phase DC brushless motor which controls a switching element of an inverter based on a rotor magnetic pole position to switch a current and a phase of an armature winding.
It is about data.
【0002】[0002]
【従来の技術および発明の背景】従来の三相DCブラシ
レスモ−タは、図2に示す構成を持つ。この図で符号1
0は直流電源、12はトランジスタ三相ブリッジ回路か
らなるインバ−タ部、14は回転子、16(16a、1
6b、16c)は固定子である三相電機子巻線である。
回転子は永久磁石を内蔵するクロ−ポ−ル形またはくし
形の塊状回転子であり、界磁となるものである。2. Description of the Related Art A conventional three-phase DC brushless motor has a structure shown in FIG. Reference numeral 1 in this figure
Reference numeral 0 is a DC power source, 12 is an inverter unit composed of a transistor three-phase bridge circuit, 14 is a rotor, 16 (16a, 1
6b and 16c) are three-phase armature windings that are stators.
The rotor is a block-shaped or comb-shaped lumped rotor having a built-in permanent magnet and serves as a field.
【0003】インバ−タ部12は、電源10の+側に接
続された3個の入力側スイッチング素子としてのトラン
ジスタTr1,Tr2,Tr3と、電源10の−側に接続され
た3個の出力側スイッチング素子としてのトランジスタ
Tr4,Tr5,Tr6とを持つ。各トランジスタTr1〜Tr6
には逆並列にフライホイ−リング用のダイオ−ドD1〜
D6 が接続されている。The inverter section 12 has three transistors T r1 , T r2 , T r3 as input side switching elements connected to the + side of the power source 10 and three transistors connected to the − side of the power source 10. And transistors T r4 , T r5 , and T r6 as switching elements on the output side. Each transistor T r1 to T r6
In reverse parallel, the diode for flywheel D 1 ~
D 6 is connected.
【0004】対をなすトランジスタTr1とTr4、Tr2と
Tr5、Tr3とTr6の接続点は、3相電機子巻線16a〜
16cの一端に接続されている。各巻線16a〜16c
の他端は相互に接続され、結局スタ−接続の電機子巻線
16が形成される。The connection points of the paired transistors T r1 and T r4 , T r2 and T r5 , and T r3 and T r6 are three-phase armature windings 16a to 16a.
It is connected to one end of 16c. Each winding 16a-16c
The other ends of are connected to each other, and finally a star-connected armature winding 16 is formed.
【0005】18は回転子磁極位置検出器であり、回転
子14に直結された永久磁石板20と、これを囲むよう
に等間隔に配置された3つの磁気センサ22と、これら
センサ22の出力に基づいて回転子14の磁極位置を判
別する分配器24とを有する。A rotor magnetic pole position detector 18 includes a permanent magnet plate 20 directly connected to the rotor 14, three magnetic sensors 22 arranged at equal intervals so as to surround the permanent magnet plate 20, and outputs of these sensors 22. And a distributor 24 that determines the magnetic pole position of the rotor 14 based on.
【0006】26は制御部であり、分配器24が出力す
る回転子磁極位置を示す信号に基づいて、トランジスタ
Tr1〜Tr3を選択的にオン・オフすると共に、速度指令
に基づいてトランジスタTr4〜Tr6を選択的にチョッピ
ング制御する。ここに外部の機器から供給される速度指
令1V1 と、制御部26からフィ−ドバックされる速度
信号Vとの差(V1 −V)=V2 が、速度指令2V2 と
して制御部26に入力される。A control unit 26 selectively turns on / off the transistors T r1 to T r3 based on a signal indicating the rotor magnetic pole position output from the distributor 24, and also based on the speed command, the transistor T r1. selectively chopping control the r4 ~T r6. The difference (V 1 −V) = V 2 between the speed command 1V 1 supplied from an external device and the speed signal V fed back from the control unit 26 is supplied to the control unit 26 as the speed command 2V 2. Is entered.
【0007】この制御部26は、ドライバ28、30に
よって入力側トランジスタTr1〜Tr3と、出力側トラン
ジスタTr4〜Tr6とを別々に制御する。すなわち入力側
トランジスタTr1〜Tr3は、所定の回転子磁極位置の範
囲内ではオンまたはオフ状態に保持されるようにオン・
オフ制御される。出力側トランジスタTr4〜Tr6は速度
指令2V2 に対応したデュ−ティ−比となるように、例
えばPWM(パルス幅制御)方式によりチョッピング制
御される。The control unit 26 controls the input side transistors T r1 to T r3 and the output side transistors T r4 to T r6 separately by the drivers 28 and 30. That is, the input side transistors T r1 to T r3 are turned on / off so as to be kept on or off within a predetermined rotor magnetic pole position range.
Controlled off. The output side transistors T r4 to T r6 are chopping-controlled by, for example, a PWM (pulse width control) method so as to have a duty ratio corresponding to the speed command 2V 2 .
【0008】ここにオン・オフ制御あるいはチョッピン
グ制御されるトランジスタTr1〜Tr6は、回転子磁極位
置の変化によって順番に変わるのは勿論である。この結
果電機子巻線16は回転磁界を発生させ、回転子14を
回転させるものである。Of course, the transistors T r1 to T r6 which are on / off controlled or chopped are sequentially changed according to the change of the rotor magnetic pole position. As a result, the armature winding 16 generates a rotating magnetic field to rotate the rotor 14.
【0009】[0009]
【従来技術の問題点】このように構成されるモ−タにお
いて、回転子14に外力が加って強制的に逆転される場
合がありうる。例えば空調機器の外部ユニットの送風フ
ァン駆動用にこのモ−タを使用した場合には、外気の風
がこのファンを逆方向に駆動してモ−タを逆転させるこ
とが起こる。この逆転によりモ−タは発電機として機能
し、電機子巻線16に逆極性の誘起電圧を発生する。2. Description of the Related Art In a motor constructed as described above, an external force may be applied to the rotor 14 to forcibly reverse the rotor. For example, when this motor is used to drive a blower fan of an external unit of an air conditioner, the wind of the outside air drives the fan in the opposite direction to reverse the motor. By this reversal, the motor functions as a generator and generates an induced voltage of opposite polarity in the armature winding 16.
【0010】この時にチョッピング制御される側のトラ
ンジスタTr4〜Tr6が全てオフあるいはオフに近い状態
であると、例えばトランジスタTr1がオンの時には、誘
起電圧により巻線16aに電流i1 が流れ、この電流i
1 は巻線16bと16cの電流i2 、i3 に分かれてダ
イオ−ドD2 、D3 に流れるように還流する。At this time, if all the transistors T r4 to T r6 on the chopping controlled side are off or in a state close to off, for example, when the transistor T r1 is on, a current i 1 flows through the winding 16a due to an induced voltage. , This current i
1 is divided into currents i 2 and i 3 of the windings 16b and 16c, and is refluxed so as to flow to the diodes D 2 and D 3 .
【0011】オン・オフ制御されるトランジスタTr1〜
Tr3は、オン期間が重ならないように回転子磁極位置に
同期して順番にオンとなるように制御されているからで
ある。この誘起電圧が大きいと、ダイオ−ドD1 〜D3
あるいはトランジスタTr1〜Tr3を破壊するおそれがあ
った。On / off controlled transistors T r1 ~
This is because T r3 is controlled so as to be sequentially turned on in synchronization with the rotor magnetic pole position so that the on periods do not overlap. If this induced voltage is large, the diodes D 1 to D 3
Alternatively, the transistors T r1 to T r3 may be destroyed.
【0012】また前記のような経路で電流i1 、i2 、
i3 が流れている時にトランジスタTr1がオフになる
と、このオフになる瞬間に巻線16の誘導成分によりこ
の電流i1 に相当する電流がダイオ−ドD4 を通して電
源10から流れることになり、巻線16による回生エネ
ルギ−がダイオ−ドD4 を通して放出される。このため
電池10の両極間電圧が急上昇し、トランジスタTr1〜
Tr6やダイオ−ドD1 〜D6 を破損するおそれが生じ得
る。Further, the currents i 1 , i 2 ,
If the transistor T r1 is turned off while i 3 is flowing, a current corresponding to this current i 1 will flow from the power source 10 through the diode D 4 due to the inductive component of the winding 16 at the moment of turning off. , The energy regenerated by the winding 16 is released through the diode D 4 . Therefore bipolar voltage of the battery 10 rapidly increases, transistor T r1 ~
There is a possibility that T r6 and the diodes D 1 to D 6 may be damaged.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みなされたものであり、モ−タが外力により逆転
された場合に、インバ−タ部のスイッチング素子等が破
損されるのを防止することができる三相DCブラシレス
モ−タを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the switching element and the like of the inverter part from being damaged when the motor is reversed by an external force. It is an object of the present invention to provide a three-phase DC brushless motor which can be prevented.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的
は、スイッチング素子を三相ブリッジ接続して構成した
インバ−タ部と、回転子磁極位置検出器と、回転子磁極
位置に対応して所定のスイッチング素子をチョッピング
あるいはオン・オフ制御する制御部とを備え、回転子磁
極位置に基づいて電機子巻線の電流および相を切換える
三相DCブラシレスモ−タにおいて、速度指令が速度0
近傍の一定速度範囲内であることを判別してストップ信
号を出力する指令速度判別手段を備え、前記ストップ信
号に基づいて前記制御部は前記インバータ部の全てのス
イッチング素子をオフにすることを特徴とする三相DC
ブラシレスモ−タとを備えることを特徴とする三相DC
ブラシレスモ−タにより達成される。According to the present invention, this object corresponds to an inverter portion constituted by connecting three-phase bridges of switching elements, a rotor magnetic pole position detector, and a rotor magnetic pole position. A three-phase DC brushless motor that switches the current and the phase of the armature winding based on the rotor magnetic pole position, and the speed command is zero speed.
It is characterized in that it comprises command speed discrimination means for discriminating that it is within a constant speed range in the vicinity and outputting a stop signal, and based on the stop signal, the control unit turns off all switching elements of the inverter unit. And three-phase DC
A three-phase DC having a brushless motor
Achieved by a brushless motor.
【0015】[0015]
【実施例】図1は本発明の一実施例の構成図である。こ
の図においては前記図2と同一部分に同一符号を付した
ので、その説明は繰り返さない。1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
【0016】この図で前記図2のものと異なるのは、速
度設定器50と比較器52とを備える点である。速度設
定器50は速度0を含み速度0近傍の一定速度範囲V0
を設定する。比較器52は速度指令1V1 をこのV0 と
比較し、|V1 |<V0 であることを判別してストップ
信号Sを出力する。この速度指令1V1 に代えて速度指
令2V2 をV0 と比較してもよい。2 is different from that of FIG. 2 in that a speed setter 50 and a comparator 52 are provided. The speed setter 50 includes a speed 0 and has a constant speed range V 0 near the speed 0.
To set. The comparator 52 compares the speed command 1V 1 with this V 0 , determines that | V 1 | <V 0 , and outputs the stop signal S. Instead of this speed command 1V 1 , the speed command 2V 2 may be compared with V 0 .
【0017】制御部26はこのストップ信号Sが出力さ
れると、全てのトランジスタTr1〜Tr6を同時にオフに
するように各ドライバ28、30に信号を出力する。こ
の結果全てのトランジスタTr1〜Tr6は完全にオフとな
り、インバ−タ部12は保護される。When the stop signal S is output, the control unit 26 outputs a signal to the drivers 28 and 30 so as to turn off all the transistors T r1 to T r6 at the same time. As a result, all the transistors T r1 to T r6 are completely turned off, and the inverter section 12 is protected.
【0018】本発明は速度指令1V1 が速度0近傍の一
定速度範囲0〜V0 になると、全てのトランジスタTr1
〜Tr6をオフにするものであり、これを入力側のトラン
ジスタTr1〜Tr3のみをオフにしたのでは所期の目的は
達成できない。なぜなら制御部26が速度指令2V2 に
基づいて正転方向に回転させるように信号をドライバ3
0に出力している時には、電源10の両電極電圧が急激
に増大するからである。その理由は次の通りである。According to the present invention, when the speed command 1V 1 is in the constant speed range 0 to V 0 near the speed 0, all the transistors T r1.
.About.T r6 is turned off, and the intended purpose cannot be achieved by turning off only the transistors T r1 to T r3 on the input side. This is because the control unit 26 sends a signal to the driver 3 so as to rotate it in the forward rotation direction based on the speed command 2V 2.
This is because the voltage of both electrodes of the power supply 10 rapidly increases when the output voltage is 0. The reason is as follows.
【0019】この時にはトランジスタTr4〜Tr6のいず
れかがチョッピングしているから、例えばトランジスタ
Tr4がチョッピングしているとすればこれがオンの瞬間
に流れた電流i1 は次のオフの瞬間にはフライホイール
用ダイオードD4 を通って環流することになる。この間
も他の巻線16b、16cの電流i2 、i3 はダイオー
ドD5 、D6 を介して電源10の負極から流出している
から、電源10の両電極間電圧が急増することになる。
このためトランジスタTr1〜Tr6やダイオードD1 〜D
6 を破壊するおそれが生じるからである。At this time, since any of the transistors T r4 to T r6 is chopping, for example, if the transistor T r4 is chopping, the current i 1 flowing at the moment when it is turned on is at the next moment when it is turned off. Will flow back through the flywheel diode D 4 . During this time, the currents i 2 and i 3 of the other windings 16b and 16c are flowing out from the negative electrode of the power source 10 via the diodes D 5 and D 6 , so that the voltage between both electrodes of the power source 10 rapidly increases. ..
Therefore, the transistors T r1 to T r6 and the diodes D 1 to D are
This is because there is a risk of destroying 6 .
【0020】以上の実施例では出力側のトランジスタT
r4〜Tr6をチョッピング制御することにより電機子巻線
16の電流を制御してモ−タトルクを制御している。し
かし電源10の電圧を可変とし出力側トランジスタTr4
〜Tr6を入力側と同時にオン・オフ制御することも可能
である。本発明はこのようなものも包含する。またスイ
ッチング素子はトランジスタTr1〜Tr6に代えて、サイ
リスタなど他の素子を用いてもよいのは勿論である。In the above embodiment, the output side transistor T
By chopping control r4 through T r6 by controlling the current in the armature winding 16 mode - controls the Tatoruku. However, the voltage of the power supply 10 is made variable and the output side transistor T r4
It is also possible to control ON / OFF of ~ T r6 at the same time as the input side. The present invention also includes such a thing. The switching element instead of the transistor T r1 through T r6, the may be other elements such as a thyristor as a matter of course.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明は以上のように、速度指令が速度
0近傍になった時に全てのスイッチング素子をオフにす
るものであるから、外力により回転子が逆転する時に電
機子巻線に発生する誘起電流は電源を充電する方向に流
れるだけになる。このため、逆転時の誘起電流によるス
イッチング素子等の破損を防止してインバ−タ部を保護
することができる。As described above, according to the present invention, all the switching elements are turned off when the speed command is close to the speed of 0. Therefore, when the rotor is reversely rotated by an external force, it is generated in the armature winding. The induced current that flows only flows in the direction of charging the power supply. Therefore, it is possible to prevent the switching element and the like from being damaged by the induced current at the time of reverse rotation and protect the inverter section.
【図1】本発明の一実施例の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】従来装置の構成図FIG. 2 is a block diagram of a conventional device
10 直流電源 12 インバ−タ部 14 回転子 16 電機子巻線 18 回転子磁極位置検出器 26 制御部 50 設定器 52 指令速度判別手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 DC power supply 12 Inverter unit 14 Rotor 16 Armature winding 18 Rotor magnetic pole position detector 26 Control unit 50 Setter 52 Command speed discrimination means
Claims (1)
て構成したインバ−タ部と、回転子磁極位置検出器と、
回転子磁極位置に対応して所定のスイッチング素子をチ
ョッピングあるいはオン・オフ制御する制御部とを備
え、回転子磁極位置に基づいて電機子巻線の電流および
相を切換える三相DCブラシレスモ−タにおいて、速度
指令が速度0近傍の一定速度範囲内であることを判別し
てストップ信号を出力する指令速度判別手段を備え、前
記ストップ信号に基づいて前記制御部は前記インバータ
部の全てのスイッチング素子をオフにすることを特徴と
する三相DCブラシレスモ−タ。1. An inverter unit comprising switching elements connected in three-phase bridge, a rotor magnetic pole position detector,
A three-phase DC brushless motor having a controller for chopping or on / off controlling a predetermined switching element corresponding to the rotor magnetic pole position and switching the current and phase of the armature winding based on the rotor magnetic pole position. In the above, a command speed discriminating means for discriminating that the speed command is within a constant speed range near a speed of 0 and outputting a stop signal is provided, and the control unit is based on the stop signal, and the control unit controls all switching elements of the inverter unit. A three-phase DC brushless motor characterized by turning off.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35074991A JP3239150B2 (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Three-phase DC brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35074991A JP3239150B2 (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Three-phase DC brushless motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05168278A true JPH05168278A (en) | 1993-07-02 |
JP3239150B2 JP3239150B2 (en) | 2001-12-17 |
Family
ID=18412606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35074991A Expired - Fee Related JP3239150B2 (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Three-phase DC brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3239150B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014155381A (en) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Asmo Co Ltd | Rotor, and brushless motor |
US9577496B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-02-21 | Asmo Co., Ltd. | Rotor and brushless motor with rotation position detection |
US9673669B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-06-06 | Asmo Co., Ltd. | Brushless motor and rotor |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP35074991A patent/JP3239150B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9577496B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-02-21 | Asmo Co., Ltd. | Rotor and brushless motor with rotation position detection |
US9673669B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-06-06 | Asmo Co., Ltd. | Brushless motor and rotor |
JP2014155381A (en) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Asmo Co Ltd | Rotor, and brushless motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3239150B2 (en) | 2001-12-17 |
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