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JP3307582B2 - Brushless motor drive circuit - Google Patents
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JP3307582B2 - Brushless motor drive circuit - Google Patents

Brushless motor drive circuit

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JP3307582B2
JP3307582B2 JP06089198A JP6089198A JP3307582B2 JP 3307582 B2 JP3307582 B2 JP 3307582B2 JP 06089198 A JP06089198 A JP 06089198A JP 6089198 A JP6089198 A JP 6089198A JP 3307582 B2 JP3307582 B2 JP 3307582B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、永久磁石界磁形
のブラシレスモータ駆動回路に関し、特に、界磁の磁極
位置センサを用いることなく、複数のブラシレスモータ
をセンサレスで駆動することができるブラシレスモータ
駆動回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet field type brushless motor drive circuit, and more particularly to a brushless motor capable of driving a plurality of brushless motors without using a magnetic field position sensor of a field. It relates to a drive circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】 従来、ブラシレスモータのセンサレス
駆動回路は、回転駆動中のブラシレスモータの電機子巻
線に生じる速度起電力と界磁の位置との相関に着目し
て、その速度起電力によりブラシレスモータの転流タイ
ミングを決定し、かかる転流タイミングに合わせてブラ
シレスモータを転流させることにより、ブラシレスモー
タをセンサレスで回転駆動させている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a sensorless drive circuit of a brushless motor focuses on a correlation between a speed electromotive force generated in an armature winding of a rotating brushless motor and a position of a field, and uses the speed electromotive force to perform a brushless motor. The commutation timing of the motor is determined, and the brushless motor is commutated in accordance with the commutation timing, whereby the brushless motor is rotationally driven without a sensor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】 この速度起電力は、
ブラシレスモータの電機子巻線電圧を利用して検出せざ
るを得ない。よって、1つのブラシレスモータ駆動回路
に複数のブラシレスモータを接続した場合、各ブラシレ
スモータの電機子巻線電圧を個別に検出することができ
ないので、各ブラシレスモータの速度起電力を検出し得
ず、その結果、ブラシレスモータの転流タイミングを決
定することができない。従って、かかる速度起電力に基
づいたブラシレスモータのセンサレス駆動回路では、1
つの回路に複数のブラシレスモータを接続して、これら
をセンサレスで回転駆動することができないという問題
点があった。
The speed electromotive force is:
It has to be detected using the armature winding voltage of the brushless motor. Therefore, when a plurality of brushless motors are connected to one brushless motor drive circuit, the armature winding voltage of each brushless motor cannot be detected individually, and the speed electromotive force of each brushless motor cannot be detected. As a result, the commutation timing of the brushless motor cannot be determined. Therefore, in a sensorless drive circuit of a brushless motor based on such a speed electromotive force, 1
There is a problem that a plurality of brushless motors cannot be connected to one circuit and driven to rotate without a sensor.

【0004】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、複数のブラシレスモータをセンサ
レスで回転駆動することができるブラシレスモータ駆動
回路を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a brushless motor drive circuit that can rotationally drive a plurality of brushless motors without a sensor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】 この目的を達成するた
めに請求項1記載のブラシレスモータ駆動回路は、ブラ
シレスモータの複数相の電機子巻線に直流電圧を順次通
電するための複数のスイッチング素子を有するインバー
タ回路と、そのインバータ回路の複数のスイッチング素
子をオンまたはオフさせて転流を行い、前記ブラシレス
モータを回転させる通電制御回路とを備え、更に、複数
のブラシレスモータを前記インバータ回路に接続する接
続回路と、その接続回路によって前記インバータ回路に
接続される前記複数のブラシレスモータの電機子巻線に
流れる電流を、少なくとも各通電相毎に1つにまとめて
電圧に変換して検出する電流検出回路と、その電流検出
回路の検出電圧に基づいて、前記複数のブラシレスモー
タの電機子巻線に流れる電流の合計値について1の転流
周期における第2の電流増加領域を検出して、その検出
したタイミングで前記通電制御回路へ転流指令を出力し
前記複数のブラシレスモータを転流させる転流指令回路
とを備えている。
In order to achieve this object, a brushless motor drive circuit according to claim 1 comprises a plurality of switching elements for sequentially supplying a DC voltage to a plurality of armature windings of a brushless motor. And an energization control circuit that turns on or off a plurality of switching elements of the inverter circuit to perform commutation and rotate the brushless motor, and further connects a plurality of brushless motors to the inverter circuit. And a current for converting a current flowing through the armature windings of the plurality of brushless motors connected to the inverter circuit by the connection circuit into at least one voltage for each energized phase and converting the current into a voltage. A plurality of brushless modes based on a detection circuit and a detection voltage of the current detection circuit.
Commutation of 1 for the total current flowing through the armature windings of the
Detecting the second current increase region in the cycle and detecting the same
And a commutation command circuit that outputs a commutation command to the energization control circuit at the specified timing and commutates the plurality of brushless motors.

【0006】ブラシレスモータが回転すると、モータの
界磁と通電中の電機子巻線との位置関係が変化する。こ
の変化にともなって、電機子巻線に流れる電流値も変化
する。請求項1記載のブラシレスモータ駆動回路は、か
かる電機子電流の変化に着目して転流タイミングを決定
することにより、ブラシレスモータのセンサレス駆動を
可能にしている。具体的には、図1に示すように、ブラ
シレスモータの駆動中に電機子巻線に通電を行うと、そ
の電機子巻線に流れる電流値は2度にわたって顕著な増
加を見せる(41,42)。よって、この2度目の顕著
な電流増加領域42(第2の電流増加領域)を検出して
転流タイミングを決定するのである。
When the brushless motor rotates, the positional relationship between the field of the motor and the energized armature winding changes. With this change, the value of the current flowing through the armature winding also changes. The brushless motor driving circuit according to the first aspect enables sensorless driving of the brushless motor by determining the commutation timing by paying attention to such a change in the armature current. Specifically, as shown in FIG. 1, when the armature winding is energized while the brushless motor is being driven, the value of the current flowing through the armature winding shows a remarkable increase twice (41, 42). ). Therefore, the commutation timing is determined by detecting the second remarkable current increase region 42 (second current increase region).

【0007】即ち、この請求項1記載のブラシレスモー
タ駆動回路によれば、接続回路によってインバータ回路
に接続された複数のブラシレスモータの電機子巻線に
は、通電制御回路によりインバータ回路のスイッチング
素子がオンされている間、電機子電流が流れる。全ブラ
シレスモータの電機子電流は、電流検出回路によって、
少なくとも各通電相毎に1つにまとめて電圧変換されて
検出され、その検出電圧に基づいて、転流指令回路によ
、複数のブラシレスモータの電機子巻線に流れる電流
の合計値について1の転流周期における第2の電流増加
領域の到来が検出される。この第2の電流増加領域の到
来するタイミングで、転流指令回路から転流指令が通電
制御回路へ出力され、その転流指令に基づいて、通電制
御回路によりインバータ回路のスイッチング素子がオン
又はオフされる。これによりブラシレスモータへの転流
が行われ、複数のブラシレスモータがセンサレスで駆動
される。
That is, according to the brushless motor driving circuit of the present invention, the switching elements of the inverter circuit are connected to the armature windings of the plurality of brushless motors connected to the inverter circuit by the connection circuit by the conduction control circuit. While being turned on, an armature current flows. The armature current of all brushless motors is
At least one voltage is converted into one for each energized phase and detected, and based on the detected voltage , the current flowing through the armature windings of the plurality of brushless motors by the commutation command circuit
The arrival of the second current increase region in one commutation cycle is detected for the total value of . A commutation command is output from the commutation command circuit to the conduction control circuit at the timing of the arrival of the second current increase region, and the switching element of the inverter circuit is turned on or off by the conduction control circuit based on the commutation command. Is done. As a result, commutation to the brushless motor is performed, and the plurality of brushless motors are driven without a sensor.

【0008】請求項2記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項1記載のブラシレスモータ駆動回路におい
て、前記転流指令回路は、前記電流検出回路の出力を平
均化する平均化回路と、前記電流検出回路の出力が前記
平均化回路の出力の所定倍となった場合に、前記通電制
御回路へ転流指令を出力する転流指令出力回路とを備え
ている。
According to a second aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to the first aspect, the commutation command circuit includes an averaging circuit for averaging the output of the current detection circuit, and the current detection circuit. A commutation command output circuit that outputs a commutation command to the energization control circuit when the output of the circuit becomes a predetermined multiple of the output of the averaging circuit.

【0009】請求項3記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項1記載のブラシレスモータ駆動回路におい
て、前記転流指令回路は、前記電流検出回路の瞬時出力
を抽出するサンプリング回路と、前記電流検出回路の出
力が前記サンプリング回路の抽出値の所定倍となった場
合に、前記通電制御回路へ転流指令を出力する転流指令
出力回路とを備えている。
According to a third aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to the first aspect, the commutation command circuit includes a sampling circuit for extracting an instantaneous output of the current detection circuit, and the current detection circuit. And a commutation command output circuit for outputting a commutation command to the energization control circuit when the output of the control circuit becomes a predetermined multiple of the extraction value of the sampling circuit.

【0010】請求項4記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項3記載のブラシレスモータ駆動回路におい
て、前記サンプリング回路による前記電流検出回路の瞬
時出力の抽出は、前記通電制御回路による転流動作毎に
行われるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to the third aspect, the sampling circuit extracts the instantaneous output of the current detection circuit every time a commutation operation is performed by the conduction control circuit. Is what is done.

【0011】請求項5記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項3または4に記載のブラシレスモータ駆動回
路において、前記サンプリング回路による前記電流検出
回路の瞬時出力の抽出は、第1の電機子電流増加領域後
であって第2の電機子電流増加領域前に行われるもので
ある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to the third or fourth aspect, the instantaneous output of the current detection circuit is extracted by the sampling circuit by increasing the first armature current. This is performed after the region and before the second armature current increase region.

【0012】請求項6記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項1から5のいずれかに記載のブラシレスモー
タ駆動回路において、前記通電制御回路によりオンされ
ている前記インバータ回路のスイッチング素子をチョッ
パ制御によってオンまたはオフさせるチョッパ制御回路
と、そのチョッパ制御回路による前記インバータ回路の
スイッチング素子のオン動作に同期して前記電流検出回
路の出力電圧を記憶すると共に、その記憶した電圧を前
記電流検出回路に代わって前記転流指令回路へ出力する
高調波除去回路と、前記チョッパ制御回路によるオンオ
フのデューティ比を変化させ前記複数のブラシレスモー
タの回転速度を変更する速度変更回路とを備えている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to any one of the first to fifth aspects, the switching element of the inverter circuit, which is turned on by the energization control circuit, is controlled by chopper control. A chopper control circuit for turning on or off, and storing an output voltage of the current detection circuit in synchronization with an on operation of the switching element of the inverter circuit by the chopper control circuit, and replacing the stored voltage with the current detection circuit. And a speed changing circuit for changing the on / off duty ratio of the chopper control circuit to change the rotation speed of the plurality of brushless motors.

【0013】請求項7記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項6記載のブラシレスモータ駆動回路におい
て、前記速度変更回路は、前記複数のブラシレスモータ
の目標速度を設定するためのものであり、前記転流指令
回路から出力される転流指令に基づいて前記ブラシレス
モータの実速度を検出する速度検出回路と、その速度検
出回路により検出された実速度と前記速度変更回路によ
り設定された目標速度とに基づいて、前記チョッパ制御
回路によるオンオフのデューティ比を変化させ、前記複
数のブラシレスモータの実速度を目標速度に補正する速
度補正回路とを備えている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to the sixth aspect, the speed changing circuit is for setting target speeds of the plurality of brushless motors. A speed detection circuit that detects an actual speed of the brushless motor based on a commutation command output from a flow command circuit; and a real speed detected by the speed detection circuit and a target speed set by the speed change circuit. A speed correction circuit that changes an on-off duty ratio of the chopper control circuit based on the actual speed of the plurality of brushless motors to a target speed.

【0014】この請求項7記載のブラシレスモータ駆動
回路によれば、請求項6記載のブラシレスモータ駆動回
路と同様に作用する上、ブラシレスモータの実速度は、
速度検出回路によって転流指令に基づいて検出される。
一方、ブラシレスモータの目標速度は、速度変更回路に
よって設定されている。これらの実速度及び目標速度は
速度補正回路へフィードバックされ、速度補正回路によ
り、両速度に基づいてチョッパ制御回路によるオンオフ
のデューティ比が変更されて、ブラシレスモータの実速
度が目標速度に補正される。
According to the brushless motor drive circuit of the present invention, the brushless motor operates in the same manner as the brushless motor drive circuit of the sixth embodiment, and the actual speed of the brushless motor is:
The speed is detected by the speed detection circuit based on the commutation command.
On the other hand, the target speed of the brushless motor is set by a speed changing circuit. The actual speed and the target speed are fed back to the speed correction circuit, and the speed correction circuit changes the on / off duty ratio of the chopper control circuit based on the two speeds, thereby correcting the actual speed of the brushless motor to the target speed. .

【0015】請求項8記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項2から7のいずれかに記載のブラシレスモー
タ駆動回路において、前記複数のブラシレスモータの始
動時に、その複数のブラシレスモータが始動トルクを発
生させるために充分な電圧を、前記平均化回路またはサ
ンプリング回路に代わって、前記転流指令出力回路へ出
力する始動補償回路を備えており、前記転流指令出力回
路は、前記電流検出回路または高調波除去回路の出力電
圧が前記始動補償回路の出力電圧の所定倍となった場合
に、前記通電制御回路へ転流指令を出力するものであ
る。
According to an eighth aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to any one of the second to seventh aspects, when the plurality of brushless motors are started, the plurality of brushless motors generate starting torque. A commutation command output circuit that outputs a sufficient voltage to the commutation command output circuit in place of the averaging circuit or the sampling circuit. When the output voltage of the wave removing circuit becomes a predetermined multiple of the output voltage of the starting compensation circuit, a commutation command is output to the energization control circuit.

【0016】請求項9記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項6または7に記載のブラシレスモータ駆動回
路において、前記チョッパ制御回路による前記インバー
タ回路のスイッチング素子のオンのデューティ比が所定
値未満から所定値以上になる毎に、前記複数のブラシレ
スモータが始動トルクを発生させるために充分な電圧
を、前記平均化回路またはサンプリング回路に代わっ
て、前記転流指令出力回路へ出力する始動補償回路を備
えており、前記転流指令出力回路は、前記高調波除去回
路の出力電圧が前記始動補償回路の出力電圧の所定倍と
なった場合に、前記通電制御回路へ転流指令を出力する
ものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to the sixth or seventh aspect, the on-duty ratio of the switching element of the inverter circuit by the chopper control circuit is less than a predetermined value. A start compensation circuit that outputs a voltage sufficient for the plurality of brushless motors to generate a start torque to the commutation command output circuit instead of the averaging circuit or the sampling circuit every time the value becomes equal to or more than the value. The commutation command output circuit outputs a commutation command to the energization control circuit when the output voltage of the harmonic elimination circuit becomes a predetermined multiple of the output voltage of the start compensation circuit. .

【0017】この請求項9記載のブラシレスモータ駆動
回路によれば、請求項6または7に記載のブラシレスモ
ータ駆動回路と同様に作用する上、チョッパ制御回路に
よるオンのデューティ比が所定値未満に下げられて、複
数のブラシレスモータが停止または低速回転となったと
しても、その後、かかるオンのデューティ比が所定値以
上に上げられると、始動補償回路から転流指令出力回路
へ、複数のブラシレスモータが始動トルクを発生させる
ために充分な電圧が出力される。よって、一旦、停止ま
たは低速回転にされた複数のブラシレスモータが的確に
再始動される。
According to the brushless motor driving circuit of the ninth aspect, the operation is the same as that of the brushless motor driving circuit of the sixth or seventh aspect, and the ON duty ratio of the chopper control circuit is reduced to less than a predetermined value. Therefore, even if the plurality of brushless motors stop or rotate at a low speed, if the ON duty ratio is increased to a predetermined value or more thereafter, the plurality of brushless motors are sent from the start compensation circuit to the commutation command output circuit. A voltage sufficient to generate the starting torque is output. Therefore, the plurality of brushless motors once stopped or rotated at a low speed are restarted accurately.

【0018】請求項10記載のブラシレスモータ駆動回
路は、請求項1から9のいずれかに記載のブラシレスモ
ータ駆動回路において、前記転流指令回路から前記通電
制御回路へ転流指令が出力される度に、その転流指令回
路へ出力される前記電流検出回路または高調波除去回路
の出力電圧を略ゼロボルトに擬制リセットするゼロリセ
ット回路を備えている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the brushless motor driving circuit according to any one of the first to ninth aspects, each time a commutation instruction is output from the commutation instruction circuit to the energization control circuit. And a zero reset circuit for artificially resetting the output voltage of the current detection circuit or the harmonic elimination circuit output to the commutation command circuit to approximately zero volts.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】 以下、本発明の好ましい実施例
について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施
例におけるブラシレスモータ駆動回路の動作原理につい
ては、特願平7−207665号に記載されているの
で、その説明は省略する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The principle of operation of the brushless motor drive circuit in this embodiment is described in Japanese Patent Application No. 7-207665, and a description thereof will be omitted.

【0020】図2は、本実施例におけるセンサレスDC
ブラシレスモータ駆動回路1の回路図である。このモー
タ駆動回路1は、室内ファン用の小型PMブラシレスモ
ータの他、負荷トルクの急変し得る搬送装置や、突風な
どによる外乱を受け易いエアコンの室外ファン用のブラ
シレスモータなどを可変速運転するためのセンサレス駆
動回路として使用される。本実施例における駆動対象の
ブラシレスモータ51は、永久磁石の界磁を回転子と
し、3相の電機子巻線を固定子とした、表面磁石形のブ
ラシレスモータである。なお、界磁を固定子に電機子巻
線を回転子にしたスリップリング付きモータや、埋め込
み磁石形のブラシレスモータ、更には、固定子を内側に
回転子を外側に配設したアウタロータモータにも、この
モータ駆動回路1を用いることができる。
FIG. 2 shows a sensorless DC according to this embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of a brushless motor drive circuit 1; This motor drive circuit 1 is used for variable-speed operation of a small PM brushless motor for an indoor fan, a transport device in which a load torque can change suddenly, and a brushless motor for an outdoor fan of an air conditioner that is easily affected by a gust or the like. As a sensorless drive circuit. The brushless motor 51 to be driven in the present embodiment is a surface magnet type brushless motor in which a field of a permanent magnet is a rotor and a three-phase armature winding is a stator. It should be noted that a motor with a slip ring in which an armature winding is a rotor with a field as a stator, a brushless motor of an embedded magnet type, and an outer rotor motor in which a stator is provided inside and a rotor is provided outside. This motor drive circuit 1 can be used.

【0021】このモータ駆動回路1には、インバータ回
路3に接続される接続回路52を介して、同一機種のブ
ラシレスモータ51が並列に5個接続されている。同一
機種のモータとは、速度起電力定数、トルク定数および
イナーシャが等しいモータをいう。1つのモータ駆動回
路1に接続されるブラシレスモータ51は、かかる同一
機種のブラシレスモータ51でなければならないが、同
一機種のブラシレスモータ51であれば、1つのモータ
駆動回路1に、2個以上のブラシレスモータ51を接続
することができる。なお、接続できるブラシレスモータ
51の数は、(インバータ回路3の最大出力電流)/
(ブラシレスモータ51の最大電流)で定められる。
The motor drive circuit 1 is connected with five brushless motors 51 of the same model in parallel via a connection circuit 52 connected to the inverter circuit 3. Motors of the same model are motors having the same speed electromotive force constant, torque constant, and inertia. The brushless motor 51 connected to one motor drive circuit 1 must be the brushless motor 51 of the same model, but if the brushless motor 51 of the same model, two or more brushless motors 51 A brushless motor 51 can be connected. The number of brushless motors 51 that can be connected is (maximum output current of the inverter circuit 3) /
(Maximum current of the brushless motor 51).

【0022】モータ駆動回路1の補助電源回路2は、3
0ボルトの直流電源50から安定した10ボルトの電圧
を生成し出力する回路である。補助電源回路2で生成さ
れた10ボルトの電圧は、始動補償回路7や転流指令回
路9などの各回路へ、駆動電圧として供給される。
The auxiliary power supply circuit 2 of the motor drive circuit 1
This is a circuit that generates and outputs a stable 10-volt voltage from a 0-volt DC power supply 50. The 10-volt voltage generated by the auxiliary power supply circuit 2 is supplied as a drive voltage to each circuit such as the start-up compensation circuit 7 and the commutation instruction circuit 9.

【0023】インバータ回路3は、複数(5個)のブラ
シレスモータ51の3相(U相、V相、W相)の電機子
巻線に、30ボルトの直流電圧を順次通電切替するため
の回路である。インバータ回路3の直流電源50のプラ
ス側入力端Pには、上アームトランジスタとしての3つ
のP−MOS電界効果トランジスタQu,Qv,Qwの
ソース端子が接続され、直流電源50のグランド側入力
端Nには、下アームトランジスタとしての3つのN−M
OS電界効果トランジスタQx,Qy,Qzのソース端
子が接続されて、これらにより3相の電機子巻線に対応
した3つのアームが形成されている。
The inverter circuit 3 is a circuit for sequentially switching 30-volt DC voltage to three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) armature windings of a plurality (five) of brushless motors 51. It is. The source terminals of three P-MOS field-effect transistors Qu, Qv, and Qw as upper arm transistors are connected to the positive input terminal P of the DC power supply 50 of the inverter circuit 3. Have three NMs as lower arm transistors
The source terminals of the OS field effect transistors Qx, Qy, and Qz are connected to form three arms corresponding to three-phase armature windings.

【0024】上アームトランジスタQu〜Qwは、ゲー
ト端子が10kΩの抵抗Ru1〜Rw1を介して分配回
路12の各出力u〜wとそれぞれ接続されており、分配
回路12の出力u〜wに応じてオンオフされるように構
成されている(図3(b)参照)。また、上アームトラ
ンジスタQu〜Qwのゲート・ソース間には、保護及び
ゲート電圧のフローティング防止用の47kΩの抵抗R
u2〜Rw2と、下アームトランジスタQx〜Qzのチ
ョッパ制御によるオン時に、その下アームトランジスタ
Qx〜Qzに対応する上アームトランジスタQu〜Qw
が、下アームトランジスタQx〜Qzと同時にオンする
ことを防止するための短絡防止用のコンデンサ(100
0pF)Cu〜Cwとが、それぞれ接続されている。
The upper arm transistors Qu-Qw have their gate terminals connected to the respective outputs u-w of the distribution circuit 12 via the resistances Ru1-Rw1 of 10 kΩ. It is configured to be turned on and off (see FIG. 3B). A 47 kΩ resistor R for protecting and preventing floating of the gate voltage is provided between the gates and sources of the upper arm transistors Qu to Qw.
u2 to Rw2 and the upper arm transistors Qu to Qw corresponding to the lower arm transistors Qx to Qz when the lower arm transistors Qx to Qz are turned on by chopper control.
Is connected to the lower arm transistors Qx to Qz to prevent them from turning on at the same time.
0pF) Cu to Cw are respectively connected.

【0025】一方、下アームトランジスタQx〜Qzの
ゲート端子は、1kΩの抵抗Rx1〜Rz1を介して分
配回路12の各出力x〜zとそれぞれ接続されるととも
に、チョッパドライバとしてのインバータIx〜Izを
介してチョッパ制御回路18の出力端に接続されてい
る。インバータIx〜Izは、エミッタ端子を直流電源
50のグランド側入力端Nに接続した(即ち、回路接地
した)オープンコレクタ形のNPN形デジタルトランジ
スタで構成されている。このため各下アームトランジス
タQx〜Qzは、分配回路12の出力x〜zとチョッパ
制御回路18の出力とに応じてオンオフされる。具体的
には、チョッパ制御回路18からロウ信号が出力されて
インバータIx〜Izのコレクタ・エミッタ間がオフ
し、かつ、分配回路12の出力x〜zからハイ信号が出
力された場合に、下アームトランジスタQx〜Qzはオ
ンされる。即ち、図3(a)(b)に図示するように、
下アームトランジスタQx〜Qzは、チョッパ制御回路
18の出力に応じて、チョッパ制御されるのである。
On the other hand, the gate terminals of the lower arm transistors Qx to Qz are respectively connected to the respective outputs x to z of the distribution circuit 12 via the resistors Rx1 to Rz1 of 1 k.OMEGA. It is connected to the output terminal of the chopper control circuit 18 via the terminal. Each of the inverters Ix to Iz is constituted by an open collector NPN digital transistor whose emitter terminal is connected to the ground-side input terminal N of the DC power supply 50 (that is, the circuit is grounded). Therefore, the lower arm transistors Qx to Qz are turned on and off according to the outputs x to z of the distribution circuit 12 and the output of the chopper control circuit 18. Specifically, when a low signal is output from the chopper control circuit 18 to turn off the collector and the emitter of the inverters Ix to Iz, and a high signal is output from the outputs x to z of the distribution circuit 12, The arm transistors Qx to Qz are turned on. That is, as shown in FIGS. 3A and 3B,
The lower arm transistors Qx to Qz are chopper-controlled according to the output of the chopper control circuit 18.

【0026】なお、下アームトランジスタQx〜Qzの
ゲート・ソース間には、保護及びゲート電圧のフローテ
ィング防止用の5.6kΩの抵抗Rx2〜Rz2がそれ
ぞれ接続されている。また、各アームトランジスタQu
〜Qzのソース・ドレイン間には、各アームトランジス
タQu〜Qzのオンオフ時に、ブラシレスモータ51の
電機子巻線に生じる逆起電力作用に起因する電流を還流
させるためのフリーホイールダイオードDu〜Dzが、
それぞれ逆並列に接続されている。
Note that 5.6 kΩ resistors Rx2 to Rz2 for protection and prevention of gate voltage floating are connected between the gates and sources of the lower arm transistors Qx to Qz, respectively. In addition, each arm transistor Qu
Between the source and the drain of each of the arm transistors Qu to Qz, free wheel diodes Du to Dz for circulating a current caused by a back electromotive force generated in the armature winding of the brushless motor 51 when the arm transistors Qu to Qz are turned on and off. ,
Each is connected in anti-parallel.

【0027】電流検出回路4は、複数(5個)のブラシ
レスモータ51の電機子巻線に流れる電流をまとめて、
これを電圧に変換し、高調波除去回路13へ出力するた
めの回路である。この電流検出回路4は、直流電源50
のグランド側入力端Nとインバータ回路2との間に挿入
された0.1Ω(2W)のシャント抵抗Rsから構成さ
れている。5個のブラシレスモータ51の3相の電機子
電流は、フリーホイールダイオードDu〜Dzへの還流
電流を除いて、全てこのシャント抵抗Rsにより電圧変
換される。なお、図3(c)には、ブラシレスモータ5
1の通常運転時における電流検出回路4の出力電圧波形
が図示されている。
The current detection circuit 4 collects the currents flowing through the armature windings of the plurality (five) of the brushless motors 51,
This is a circuit for converting this into a voltage and outputting it to the harmonic elimination circuit 13. This current detection circuit 4 includes a DC power supply 50
And a shunt resistor Rs of 0.1Ω (2 W) inserted between the ground side input terminal N and the inverter circuit 2. All three-phase armature currents of the five brushless motors 51 are converted by the shunt resistor Rs except for the return currents to the freewheel diodes Du to Dz. FIG. 3C shows the brushless motor 5.
1 shows an output voltage waveform of the current detection circuit 4 during normal operation.

【0028】高調波除去回路13は、チョッパ制御回路
18によるチョッパ制御に同期して、インバータ回路3
の下アームトランジスタQx〜Qzがオンされている間
の電流検出回路4の出力電圧を記憶し、サンプリング回
路5および転流指令回路9へ出力するための回路であ
る。即ち、チョッパ制御による高調波成分を除去して、
電流検出回路4の出力電圧をサンプリング回路5及び転
流指令回路9へ出力するのである。高調波除去回路13
は、アナログスイッチAS1と、コンデンサC1と、そ
のコンデンサC1と共にRCローパスフィルタとして機
能する抵抗R3と、抵抗R4,R5及びオペアンプOP
1で構成された非反転増幅器とを備えている。
The harmonic elimination circuit 13 synchronizes with the chopper control by the chopper control circuit 18 to
Is a circuit for storing the output voltage of the current detection circuit 4 while the lower arm transistors Qx to Qz are on, and outputting the output voltage to the sampling circuit 5 and the commutation command circuit 9. In other words, harmonic components are removed by chopper control,
The output voltage of the current detection circuit 4 is output to the sampling circuit 5 and the commutation command circuit 9. Harmonic removal circuit 13
Represents an analog switch AS1, a capacitor C1, a resistor R3 that functions as an RC low-pass filter together with the capacitor C1, resistors R4, R5, and an operational amplifier OP.
1 and a non-inverting amplifier configured as described above.

【0029】アナログスイッチAS1の一方のチャネル
端子は、550Ωの抵抗R3を介して電流検出回路4の
出力端に接続され、他方のチャネル端子は、一端が回路
接地された0.1μFのコンデンサC1に接続されてい
る。また、アナログスイッチAS1のゲートは、インバ
ータIaを介してチョッパ制御回路18の出力端に接続
されており、チョッパ制御回路18からロウ信号が出力
されている間(チョッパ制御によりインバータ回路3の
下アームトランジスタQx〜Qzがオンされている
間)、アナログスイッチAS1がオンされるように構成
されている。よって、電流検出回路4の出力電圧は、チ
ョッパ制御回路18による下アームトランジスタQx〜
Qzのオン動作に同期して、コンデンサC1に記憶され
る。従って、抵抗R3及びコンデンサC1により構成さ
れるRCローパスフィルタと相まって、チョッパ制御に
よる高調波成分の除去された電流検出回路4の出力電圧
をコンデンサC1に記憶することができるのである。
One channel terminal of the analog switch AS1 is connected to the output terminal of the current detection circuit 4 via a 550Ω resistor R3, and the other channel terminal is connected to a 0.1 μF capacitor C1 whose one end is grounded. It is connected. The gate of the analog switch AS1 is connected to the output terminal of the chopper control circuit 18 via the inverter Ia, and while the row signal is output from the chopper control circuit 18 (the lower arm of the inverter circuit 3 is controlled by the chopper control). The analog switch AS1 is turned on while the transistors Qx to Qz are turned on. Therefore, the output voltage of the current detection circuit 4 is controlled by the lower arm transistors Qx to Qx by the chopper control circuit 18.
The data is stored in the capacitor C1 in synchronization with the ON operation of Qz. Therefore, in combination with the RC low-pass filter constituted by the resistor R3 and the capacitor C1, the output voltage of the current detection circuit 4 from which higher harmonic components have been removed by the chopper control can be stored in the capacitor C1.

【0030】なお、インバータIaは、エミッタ接地さ
れたオープンコレクタ形のNPN形デジタルトランジス
タで構成されており、1kΩのプルアップ抵抗R6を介
して、補助電源回路2の10ボルト出力に接続されてい
る。
The inverter Ia is constituted by an open collector type NPN type digital transistor whose emitter is grounded, and is connected to a 10 volt output of the auxiliary power supply circuit 2 via a 1 kΩ pull-up resistor R6. .

【0031】コンデンサC1の非接地端は、オペアンプ
OP1の非反転入力端に接続されている。このオペアン
プOP1は、抵抗R4,R5と共に、非反転増幅器を構
成している。抵抗R4の抵抗値は47kΩであり、抵抗
R5の抵抗値は10kΩであるので、コンデンサC1の
出力は、非反転増幅器OP1,R4,R5により、略
5.7倍に増幅されて、その出力端に接続されたサンプ
リング回路5及び転流指令回路9へ出力される。即ち、
電流検出回路4の出力電圧は、高調波除去回路13によ
り、高調波成分を除去された後、略5.7倍に増幅され
て、サンプリング回路5及び転流指令回路9へ出力され
る。図3(d)に、この高調波除去回路13の出力電圧
が図示されている。
The non-ground terminal of the capacitor C1 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. This operational amplifier OP1 forms a non-inverting amplifier together with the resistors R4 and R5. Since the resistance value of the resistor R4 is 47 kΩ and the resistance value of the resistor R5 is 10 kΩ, the output of the capacitor C1 is amplified by about 5.7 times by the non-inverting amplifiers OP1, R4 and R5, and its output terminal Is output to the sampling circuit 5 and the commutation command circuit 9 connected to That is,
The output voltage of the current detection circuit 4 is amplified by a factor of about 5.7 after the harmonic components are removed by the harmonic removal circuit 13 and output to the sampling circuit 5 and the commutation command circuit 9. FIG. 3D illustrates the output voltage of the harmonic elimination circuit 13.

【0032】なお、非反転増幅器OP1,R4,R5
は、電流検出回路4のシャント抵抗Rsの抵抗値を大き
くすることにより、削除することができる。例えば、シ
ャント抵抗Rsの抵抗値を現状の0.1Ωからその10
倍の1Ωにすると、電流検出回路4の出力電圧も10倍
にされる。よって、かかる場合には、非反転増幅器OP
1,R4,R5を介すことなく、コンデンサC1の出力
をサンプリング回路5及び転流指令回路9へ出力しても
良い。本実施例では、シャント抵抗Rsの温度上昇を抑
えるために、抵抗値の小さい抵抗Rsを使用している。
The non-inverting amplifiers OP1, R4, R5
Can be eliminated by increasing the resistance value of the shunt resistor Rs of the current detection circuit 4. For example, the resistance value of the shunt resistor Rs is increased
When the resistance is doubled to 1Ω, the output voltage of the current detection circuit 4 is also increased by a factor of ten. Therefore, in such a case, the non-inverting amplifier OP
The output of the capacitor C1 may be output to the sampling circuit 5 and the commutation command circuit 9 without passing through R1, R4, and R5. In this embodiment, a resistor Rs having a small resistance value is used to suppress a temperature rise of the shunt resistor Rs.

【0033】サンプリング回路5は、高調波除去回路1
3の出力電圧の瞬時値を記憶して、その瞬時値を増幅回
路6へ出力するための回路である。サンプリング回路5
は、アナログスイッチAS2と、コンデンサC2と、抵
抗R7,R8とを備えている。アナログスイッチAS2
の一方のチャネル端子は、高調波除去回路13の出力端
に接続され、他方のチャネル端子は、1kΩの抵抗R7
を介して、共に一端が回路接地された0.1μFのコン
デンサC2及び1MΩの抵抗R8に接続されている。ア
ナログスイッチAS2のゲートは、転流指令回路9の出
力端に接続されており、転流指令回路9からハイの転流
指令56が出力されている間(図3(g)参照)、アナ
ログスイッチAS2がオンされる。
The sampling circuit 5 includes the harmonic elimination circuit 1
3 is a circuit for storing the instantaneous value of the output voltage and outputting the instantaneous value to the amplifier circuit 6. Sampling circuit 5
Has an analog switch AS2, a capacitor C2, and resistors R7 and R8. Analog switch AS2
Is connected to the output terminal of the harmonic elimination circuit 13, and the other channel terminal is connected to a 1 kΩ resistor R7.
Are connected to a 0.1 μF capacitor C2 and a 1MΩ resistor R8, both ends of which are both circuit grounded. The gate of the analog switch AS2 is connected to the output terminal of the commutation command circuit 9, and while the high commutation command 56 is being output from the commutation command circuit 9 (see FIG. 3 (g)). AS2 is turned on.

【0034】コンデンサC2は、アナログスイッチAS
2のオン中に、抵抗R7を介して高調波除去回路13の
出力端と接続される。このコンデンサC2は、抵抗R7
と共にRCローパスフィルタを構成して、高調波除去回
路13で除去しきれない高調波成分を除去すると共に、
高調波除去回路13の出力電圧を記憶する。このコンデ
ンサC2の非接地端子には、抵抗R7を介したアナログ
スイッチAS2、抵抗R8、及び、増幅回路6のオペア
ンプOP2の非反転入力端が接続されるだけであり、し
かも、抵抗R8の抵抗値は1MΩと非常に大きいので、
コンデンサC2の電圧値はアナログスイッチAS2のオ
フ後も所定時間保持される。よって、コンデンサC2に
は、アナログスイッチAS2のオフ直前における高調波
除去回路13の電圧値(瞬時出力)が記憶されるのであ
る。
The capacitor C2 is connected to the analog switch AS
2 is connected to the output terminal of the harmonic elimination circuit 13 via the resistor R7 while the switch 2 is on. This capacitor C2 is connected to a resistor R7
Together with an RC low-pass filter to remove harmonic components that cannot be completely removed by the harmonic removal circuit 13,
The output voltage of the harmonic elimination circuit 13 is stored. The non-ground terminal of the capacitor C2 is connected only to the analog switch AS2 via the resistor R7, the resistor R8, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2 of the amplifier circuit 6, and the resistance value of the resistor R8. Is very large at 1MΩ,
The voltage value of the capacitor C2 is held for a predetermined time even after the analog switch AS2 is turned off. Therefore, the voltage value (instantaneous output) of the harmonic elimination circuit 13 immediately before the analog switch AS2 is turned off is stored in the capacitor C2.

【0035】なお、転流指令56は、後述するように、
高調波除去回路13の出力電圧が、増幅回路6により増
幅されたサンプリング回路5の出力電圧よりも大きくな
った場合に、転流指令回路9から出力される。このため
何らかの原因によって、サンプリング回路5のコンデン
サC2に大きな電圧値が保持されると、高調波除去回路
13の出力電圧が、増幅されたサンプリング回路5の出
力電圧より大きくなり得ず、転流指令56が発生不能と
なって、ブラシレスモータ51が停止してしまう。
The commutation command 56 is, as described later,
When the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 becomes higher than the output voltage of the sampling circuit 5 amplified by the amplification circuit 6, the output is output from the commutation command circuit 9. Therefore, if for some reason a large voltage value is held in the capacitor C2 of the sampling circuit 5, the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 cannot be higher than the amplified output voltage of the sampling circuit 5, and the commutation command 56 cannot be generated, and the brushless motor 51 stops.

【0036】しかし、サンプリング回路5のコンデンサ
C2には、抵抗R8が並列接続されているので、コンデ
ンサC2に蓄積された電荷は、わずかずつではあるが抵
抗R8によって徐々に放電され、その結果、コンデンサ
C2の電圧値も徐々に低下していく。よって、抵抗R8
をコンデンサC2に並列接続することにより、コンデン
サC2に大きな電圧値が保持されてしまった場合にも、
必ず転流指令56を再発生させることができ、ブラシレ
スモータ51を停止させてしまうことがない。
However, since the resistor R8 is connected in parallel to the capacitor C2 of the sampling circuit 5, the electric charge accumulated in the capacitor C2 is gradually discharged, though slightly, by the resistor R8. The voltage value of C2 also gradually decreases. Therefore, the resistance R8
Is connected in parallel to the capacitor C2, even if a large voltage value is held in the capacitor C2,
The commutation command 56 can always be regenerated, and the brushless motor 51 does not stop.

【0037】この抵抗R8の抵抗値は、コンデンサC2
の容量と、始動時におけるインバータ回路3の転流周波
数の下限値との関係で決定される。即ち、始動時におけ
る転流周波数の下限値を2Hz前後とする場合は、その
6倍の12Hzの周期より若干大きめの時定数を設定
し、略0.1秒前後の範囲となるように、抵抗R8の抵
抗値とコンデンサC2の容量とが決定される。本実施例
では、コンデンサC2の容量は0.1μFであるので、
抵抗R8の抵抗値は1MΩとされている。
The resistance value of the resistor R8 is determined by the value of the capacitor C2.
And the lower limit of the commutation frequency of the inverter circuit 3 at the time of startup. That is, when the lower limit value of the commutation frequency at the time of starting is about 2 Hz, a time constant slightly larger than the cycle of 12 Hz, which is six times that of the commutation frequency, is set. The resistance value of R8 and the capacitance of capacitor C2 are determined. In this embodiment, since the capacitance of the capacitor C2 is 0.1 μF,
The resistance value of the resistor R8 is 1 MΩ.

【0038】なお、増幅回路6のオペアンプOP2の品
種によっては、非反転入力端からグランドへ漏れ電流
(入力バイアス電流)が流れ出ることがある。かかる場
合には、その漏れ電流により、コンデンサC2の電圧値
が上昇してしまうので、即ち、記憶された高調波除去回
路13の電圧値である転流目標電圧が上昇方向に変化し
てしまうので、正常な転流動作を行わせることができな
くなってしまう。しかし、抵抗R8をコンデンサC2に
並列接続することにより、かかる漏れ電流を抵抗R8に
流すことができるので、コンデンサC2の電圧値の上昇
を防ぐことができ、かつ、コンデンサC2の電圧値は必
ず低下する方向に作用するので、コンデンサC2に高調
波除去回路13の出力電圧を維持させることができるの
である。
Note that, depending on the type of the operational amplifier OP2 of the amplifier circuit 6, a leakage current (input bias current) may flow from the non-inverting input terminal to the ground. In such a case, the voltage value of the capacitor C2 rises due to the leakage current, that is, the stored commutation target voltage which is the voltage value of the harmonic elimination circuit 13 changes in the rising direction. This makes it impossible to perform a normal commutation operation. However, by connecting the resistor R8 in parallel with the capacitor C2, such a leakage current can flow through the resistor R8, so that the voltage value of the capacitor C2 can be prevented from increasing, and the voltage value of the capacitor C2 always decreases. Therefore, the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 can be maintained in the capacitor C2.

【0039】増幅回路6は、サンプリング回路5によっ
て記憶された電圧値を増幅して、優先回路8へ出力する
回路である。増幅回路6は、オペアンプOP2と10k
Ωの2つの抵抗R9,R10とにより構成された非反転
増幅器と、その非反転増幅器の出力を1倍以下に低減す
る100kΩの可変抵抗VR1とを備えており、この可
変抵抗VR1の摺動子端から定常運転時の転流目標電圧
が出力される。
The amplifier circuit 6 amplifies the voltage value stored by the sampling circuit 5 and outputs the amplified voltage value to the priority circuit 8. The amplifier circuit 6 includes the operational amplifier OP2 and 10k
A non-inverting amplifier constituted by two resistors R9 and R10 of Ω, and a variable resistor VR1 of 100 kΩ for reducing the output of the non-inverting amplifier to 1 or less, and a slider of the variable resistor VR1 From the end, the commutation target voltage at the time of steady operation is output.

【0040】非反転増幅器のオペアンプOP2は、その
非反転入力端にサンプリング回路5の出力端であるコン
デンサC2が接続され、オペアンプOP2の出力端に
は、抵抗R9及び一端が回路接地された可変抵抗VR1
が接続されている。抵抗R9の他端は、オペアンプOP
2の反転入力端と抵抗R10の一端とに接続され、抵抗
R10の他端は回路接地されている。
The operational amplifier OP2 of the non-inverting amplifier has a non-inverting input terminal connected to a capacitor C2 which is an output terminal of the sampling circuit 5, and an output terminal of the operational amplifier OP2 having a resistor R9 and a variable resistor having one end grounded. VR1
Is connected. The other end of the resistor R9 is connected to an operational amplifier OP
2 and one end of a resistor R10, and the other end of the resistor R10 is grounded.

【0041】非反転増幅器の2つの抵抗R9,R10の
抵抗値は、いずれも同一の10kΩである。よって、サ
ンプリング回路5の出力は、この非反転増幅器OP2,
R9,R10により略2倍に増幅される。2倍に増幅さ
れたサンプリング回路5の出力は、可変抵抗VR1へ出
力され、可変抵抗VR1により1倍以下に低減されて、
優先回路8へ出力される。本実施例では、非反転増幅器
OP2,R9,R10により2倍に増幅されたサンプリ
ング回路5の出力は、可変抵抗VR1によって0.7倍
に低減される。よって、増幅回路6全体としてサンプリ
ング回路5の出力は、1.4倍に増幅されるのである。
図3(e)には、増幅回路6の出力電圧波形が図示され
ている。
The resistance values of the two resistors R9 and R10 of the non-inverting amplifier are both the same 10 kΩ. Therefore, the output of the sampling circuit 5 is supplied to the non-inverting amplifiers OP2 and OP2.
It is amplified approximately twice by R9 and R10. The output of the sampling circuit 5 that has been amplified by a factor of two is output to the variable resistor VR1, and is reduced to one or less by the variable resistor VR1.
Output to the priority circuit 8. In this embodiment, the output of the sampling circuit 5 that has been amplified twice by the non-inverting amplifiers OP2, R9, and R10 is reduced to 0.7 times by the variable resistor VR1. Therefore, the output of the sampling circuit 5 as a whole is amplified by a factor of 1.4.
FIG. 3E shows an output voltage waveform of the amplifier circuit 6.

【0042】なお、当然のことながら、可変抵抗VR1
の摺動子位置を調整することにより、増幅回路6全体の
増幅率も変更できるので、使用状況に合わせて、その増
幅率を変化させることができる。即ち、ブラシレスモー
タ51の常用運転領域で最もモータ効率が向上するよう
にチューニングすることができるのである。
It should be noted that the variable resistor VR1
By adjusting the position of the slider, the amplification factor of the entire amplification circuit 6 can be changed, so that the amplification factor can be changed in accordance with the use situation. That is, tuning can be performed so that the motor efficiency is most improved in the normal operation region of the brushless motor 51.

【0043】始動補償回路7は、ブラシレスモータ51
の始動時に、ブラシレスモータ51が充分な始動トルク
を発生できるようにするため、増幅されたサンプリング
回路5の出力に代わって、転流目標電圧を転流指令回路
9へ出力するための回路である。この始動補償回路7
は、チョッパ制御回路18の出力と連動して動作する。
即ち、チョッパ制御回路18から出力されるチョッパ制
御のデューティ比が、所定値未満の小さい値から所定値
以上に上げられた場合に、例えば、本実施例ではロウ出
力のデューティ比が約3.8%未満から約3.8%以上
にされた場合に、始動補償回路7から始動時の転流目標
電圧を優先回路8を介して転流指令回路9へ出力するの
である。なお、上記の約3.8%のデューティ比は、抵
抗R32(390Ω)及びR33(10kΩ)の分圧比
により定められる。
The starting compensation circuit 7 includes a brushless motor 51
Is a circuit for outputting a commutation target voltage to the commutation command circuit 9 in place of the amplified output of the sampling circuit 5 so that the brushless motor 51 can generate a sufficient starting torque at the time of starting. . This starting compensation circuit 7
Operates in conjunction with the output of the chopper control circuit 18.
That is, when the duty ratio of the chopper control output from the chopper control circuit 18 is increased from a small value less than the predetermined value to a predetermined value or more, for example, in this embodiment, the duty ratio of the row output is about 3.8. %, The starting compensation circuit 7 outputs the commutation target voltage at the time of starting to the commutation command circuit 9 via the priority circuit 8. The above-mentioned duty ratio of about 3.8% is determined by the voltage division ratio of the resistors R32 (390Ω) and R33 (10 kΩ).

【0044】始動補償回路7は、チョッパ制御回路18
の出力端に接続された100kΩの抵抗R31を備えて
おり、その抵抗R31の他端は、0.1μFのコンデン
サC11の一端とオペアンプOP11の反転入力端に接
続されている。コンデンサC11の他端は補助電源回路
2の10ボルト出力に接続されている。オペアンプOP
11の非反転入力端には、一端が補助電源回路2の10
ボルト出力に接続された390Ωの抵抗R32と、一端
が回路接地された10kΩの抵抗R33とが接続されて
いる。また、オペアンプOP11の出力端は、ダイオー
ドD11のアノードと、10μFの電解コンデンサC1
2のプラス側端子に接続されている。ダイオードD11
のカソードは補助電源回路2の10ボルト出力に接続さ
れ、一方、電解コンデンサC12のマイナス側端子は、
回路接地された100kΩの抵抗R34と、アノード接
地されたダイオードD12のカソード、及び、500k
Ωの可変抵抗VR2の一端に接続されている。可変抵抗
VR2の他端は100kΩの抵抗R35の一端に接続さ
れ、その抵抗R35の他端は、始動補償回路7の出力端
として、優先回路8の入力端であるダイオードD3のア
ノードに接続されている。
The starting compensation circuit 7 includes a chopper control circuit 18
Is provided with a 100-kΩ resistor R31, and the other end of the resistor R31 is connected to one end of a 0.1 μF capacitor C11 and an inverting input terminal of an operational amplifier OP11. The other end of the capacitor C11 is connected to the 10 volt output of the auxiliary power supply circuit 2. Operational amplifier OP
One non-inverting input terminal of the auxiliary power supply circuit
A 390Ω resistor R32 connected to the volt output and a 10kΩ resistor R33, one end of which is grounded, are connected. The output terminal of the operational amplifier OP11 is connected to the anode of the diode D11 and a 10 μF electrolytic capacitor C1.
2 is connected to the positive terminal. Diode D11
Is connected to the 10 volt output of the auxiliary power supply circuit 2, while the negative terminal of the electrolytic capacitor C12 is
100 kΩ resistor R34 grounded to the circuit, cathode of diode D12 grounded to the anode, and 500 kΩ
It is connected to one end of a variable resistor VR2 of Ω. The other end of the variable resistor VR2 is connected to one end of a 100 kΩ resistor R35, and the other end of the resistor R35 is connected to the anode of a diode D3 which is the input terminal of the priority circuit 8 as the output terminal of the starting compensation circuit 7. I have.

【0045】ここで、図4及び図5を参照して、始動補
償回路7の動作を説明する。速度設定回路16の可変抵
抗VR4の分圧比が低く設定されており(図4(a)
A)、チョッパ制御回路18のロウ出力のデューティ比
が約3.8%未満になっている場合には(図4(b)
A)、チョッパ制御回路18から出力されるチョッパパ
ルスは、始動補償回路7のローパスフィルタを構成する
コンデンサC11により吸収(抑圧)されるので、オペ
アンプOP11の反転入力端への入力電圧は、抵抗R3
2及びR33により非反転入力端へ入力される約9.6
2ボルト以上となっている(図4(c)A)。かかる場
合には、オペアンプOP11の出力電圧は0ボルトであ
る(図4(d)A)。よって、チョッパ制御回路18の
ロウ出力のデューティ比が約3.8%未満の状態では、
始動補償回路7からの出力電圧は0ボルトとなっている
(図4(e)A)。この状態では、ブラシレスモータ5
1は停止状態にある。
The operation of the starting compensation circuit 7 will now be described with reference to FIGS. The voltage dividing ratio of the variable resistor VR4 of the speed setting circuit 16 is set low (FIG. 4A)
A), when the duty ratio of the row output of the chopper control circuit 18 is less than about 3.8% (FIG. 4B)
A), since the chopper pulse output from the chopper control circuit 18 is absorbed (suppressed) by the capacitor C11 constituting the low-pass filter of the starting compensation circuit 7, the input voltage to the inverting input terminal of the operational amplifier OP11 is equal to the resistance R3.
2 and about 9.6 input to the non-inverting input terminal by R33
It is 2 volts or more (FIG. 4 (c) A). In such a case, the output voltage of the operational amplifier OP11 is 0 volt (FIG. 4D). Therefore, when the duty ratio of the row output of the chopper control circuit 18 is less than about 3.8%,
The output voltage from the starting compensation circuit 7 is 0 volt (FIG. 4 (e) A). In this state, the brushless motor 5
1 is in a stopped state.

【0046】かかる状態から速度設定回路16の可変抵
抗VR4の分圧比を大きくして(図4(a)B)、チョ
ッパ制御回路18のロウ出力のデューティ比を約3.8
%以上に上げると(図4(b)B)、始動補償回路7の
コンデンサC11の放電が充電に追従できなくなり、オ
ペアンプOP11の反転入力端への入力電圧が約9.6
2ボルト以下に下がる(図4(c)B)。その結果、オ
ペアンプOP11の非反転入力端への入力電圧の方が反
転入力端への入力電圧より高くなり、オペアンプOP1
1の出力電圧が0ボルトから約8.5ボルトへ上昇する
(図4(d)B)。ここで約8.5ボルトとは、オペア
ンプの特性上定まる出力電圧の限界値である(オペアン
プは特性により電源電圧の1.5ボルト以下までしか出
力できず、本実施例ではオペアンプOP11の電源電圧
は10ボルトであるので、10ボルト−1.5ボルト=
8.5ボルトだからである。なお、上記1.5ボルトの
値は、オペアンプの種類によって当然に異なるものであ
る)。
In this state, the voltage dividing ratio of the variable resistor VR4 of the speed setting circuit 16 is increased (FIG. 4A), and the duty ratio of the row output of the chopper control circuit 18 is set to about 3.8.
% (B in FIG. 4B), the discharge of the capacitor C11 of the starting compensation circuit 7 cannot follow the charge, and the input voltage to the inverting input terminal of the operational amplifier OP11 becomes about 9.6.
The voltage drops to 2 volts or less (FIG. 4C). As a result, the input voltage to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP11 becomes higher than the input voltage to the inverting input terminal, and the operational amplifier OP1
1 rises from 0 volts to about 8.5 volts (FIG. 4 (d) B). Here, about 8.5 volts is the limit value of the output voltage determined by the characteristics of the operational amplifier (the operational amplifier can output only up to 1.5 volts of the power supply voltage or less due to the characteristics. Is 10 volts, so 10 volts−1.5 volts =
It is 8.5 volts. The value of 1.5 volts naturally depends on the type of the operational amplifier.)

【0047】オペアンプOP11の出力電圧が約8.5
ボルトとなると、コンデンサC12及び抵抗R34で構
成される微分回路に約8.5ボルトの電圧が印加され
る。このため始動補償回路7からは、可変抵抗VR2及
び抵抗R35を介して、その電圧降下分を差し引いた
8.5ボルト弱の電圧値から時間の経過とともに徐々に
逓減する微分パルス状の電圧波が優先回路8へ出力され
る(図4(e)B)。なお、コンデンサC12の容量が
10μF、抵抗R34の抵抗値が100kΩであるの
で、この電圧波は1秒後(10μF×100kΩ=1
s)には、その尖頭値の約37%にまで低減する。
The output voltage of the operational amplifier OP11 is about 8.5
When the voltage reaches volts, a voltage of about 8.5 volts is applied to a differentiating circuit composed of the capacitor C12 and the resistor R34. For this reason, a differential pulse-like voltage wave that gradually decreases as time elapses from a voltage value of slightly less than 8.5 volts by subtracting the voltage drop from the starting compensation circuit 7 through the variable resistor VR2 and the resistor R35. It is output to the priority circuit 8 (FIG. 4 (e) B). Since the capacitance of the capacitor C12 is 10 μF and the resistance of the resistor R34 is 100 kΩ, this voltage wave is generated after one second (10 μF × 100 kΩ = 1).
In s), it is reduced to about 37% of its peak value.

【0048】優先回路8へ出力された始動補償回路7の
出力電圧は、転流目標電圧として転流指令回路9へ出力
される。よって、ブラシレスモータ51の始動時の転流
目標電圧が高く設定されるので、複数のブラシレスモー
タ51の始動時に、始動トルクを発生させるために充分
な電機子電流が流れ(図4(f)B)、複数のブラシレ
スモータ51が的確に始動される。
The output voltage of starting compensation circuit 7 output to priority circuit 8 is output to commutation command circuit 9 as a commutation target voltage. Therefore, since the commutation target voltage at the time of starting the brushless motor 51 is set high, at the time of starting the plurality of brushless motors 51, an armature current sufficient to generate a starting torque flows (FIG. 4 (f) B). ), The plurality of brushless motors 51 are started accurately.

【0049】一方、ブラシレスモータ51の回転中に速
度設定回路16の可変抵抗VR4の分圧比が下げられる
と(図5(a))、チョッパ制御回路18のロウ出力の
デューティ比の下降とともに、ブラシレスモータ51へ
印加される電圧の実効の値も下降して、ブラシレスモー
タ51が減速されていく。そして、チョッパ制御回路1
8のロウ出力のデューティ比が約3.8%未満に下がる
と(図5(b))、始動補償回路7のコンデンサC3の
充電が放電に追従できなくなって、オペアンプOP11
の反転入力端への入力電圧が非反転入力端への入力電圧
である9.62ボルト以上に上昇し(図5(c))、オ
ペアンプOP11の出力電圧が約8.5ボルトから0ボ
ルトへ下降する(図5(d))。オペアンプOP11の
出力電圧が0ボルトとなると、コンデンサC12に充電
されていた電荷は、ダイオードD12及びオペアンプO
P11を介して急速に放電され、初期状態に復帰する。
On the other hand, if the voltage dividing ratio of the variable resistor VR4 of the speed setting circuit 16 is reduced during the rotation of the brushless motor 51 (FIG. 5A), the brushless brushless motor 51 and the brushless motor decrease in duty ratio of the row output. The effective value of the voltage applied to the motor 51 also decreases, and the brushless motor 51 is decelerated. And the chopper control circuit 1
When the duty ratio of the row output of No. 8 falls below about 3.8% (FIG. 5B), the charging of the capacitor C3 of the starting compensation circuit 7 cannot follow the discharging, and the operational amplifier OP11
The input voltage to the inverting input terminal of FIG. 1 rises to 9.62 volts or more, which is the input voltage to the non-inverting input terminal (FIG. 5C), and the output voltage of the operational amplifier OP11 changes from approximately 8.5 volts to 0 volts. It descends (FIG. 5D). When the output voltage of the operational amplifier OP11 becomes 0 volt, the electric charge stored in the capacitor C12 is changed to the diode D12 and the operational amplifier O11.
It is rapidly discharged through P11 and returns to the initial state.

【0050】この状態から、再度、速度設定回路16の
可変抵抗VR4の分圧比が上げられ(図5(a))、チ
ョッパ制御回路18のロウ出力のデューティ比が約3.
8%以上になると(図5(b))、オペアンプOP11
の反転入力端への入力電圧が9.62ボルト以下に下が
り(図5(c))、オペアンプOP11の出力電圧が約
8.5ボルトに上昇する(図5(d))。この結果、放
電されたコンデンサC12が再充電されるまで、始動補
償回路7から微分パルス状の電圧波が再び出力される
(図5(e))。
From this state, the voltage division ratio of the variable resistor VR4 of the speed setting circuit 16 is increased again (FIG. 5A), and the duty ratio of the row output of the chopper control circuit 18 is about 3.
When it exceeds 8% (FIG. 5B), the operational amplifier OP11
, The input voltage to the inverting input terminal drops to 9.62 volts or less (FIG. 5C), and the output voltage of the operational amplifier OP11 rises to about 8.5 volts (FIG. 5D). As a result, until the discharged capacitor C12 is recharged, a voltage pulse in the form of a differential pulse is output again from the starting compensation circuit 7 (FIG. 5 (e)).

【0051】なお、ブラシレスモータ51の駆動中に直
流電源50がオフされた場合、コンデンサC12に充電
されていた電荷は、ダイオードD11及びD12を介し
て急速に放電され、初期状態に復帰する。よって、直流
電源50を、そのオフ直後に再度オンした場合にも、始
動補償回路7を正常に動作させて、ブラシレスモータ5
1を円滑に始動することができるのである。
When the DC power supply 50 is turned off during the operation of the brushless motor 51, the charge stored in the capacitor C12 is rapidly discharged through the diodes D11 and D12, and returns to the initial state. Therefore, even when the DC power supply 50 is turned on immediately after the power is turned off, the start-up compensation circuit 7 is normally operated, and the brushless motor 5 is operated.
1 can be started smoothly.

【0052】このように本実施例の始動補償回路7で
は、速度設定回路16の可変抵抗VR4の分圧比が下げ
られて、駆動中の複数のブラシレスモータ51が停止若
しくは低速回転になったとしても、その後、可変抵抗V
R4の分圧比を上げることにより、始動補償回路7から
複数のブラシレスモータ51の始動に充分な転流目標電
圧を出力することができる。よって、かかる場合にも複
数のブラシレスモータ51を的確に始動することができ
るのである。このように始動補償回路7は、速度設定回
路16の可変抵抗VR4による速度設定に連動して動作
するように構成されている。
As described above, in the starting compensation circuit 7 of the present embodiment, even if the voltage dividing ratio of the variable resistor VR4 of the speed setting circuit 16 is reduced and the plurality of brushless motors 51 being driven stop or rotate at a low speed. , Then the variable resistor V
By increasing the voltage division ratio of R4, a commutation target voltage sufficient for starting the plurality of brushless motors 51 can be output from the start compensation circuit 7. Therefore, even in such a case, the plurality of brushless motors 51 can be started accurately. Thus, the start compensation circuit 7 is configured to operate in conjunction with the speed setting by the variable resistor VR4 of the speed setting circuit 16.

【0053】優先回路8は、増幅回路6によって増幅さ
れたサンプリング回路5の出力、即ち、定常運転時にお
ける転流目標電圧と、始動補償回路7の出力、即ち、始
動時における転流目標電圧とのうち、大きい方の出力電
圧を転流指令回路9へ出力するための回路であり、ダイ
オードD3により構成されている。このダイオードD3
は、そのアノードが始動補償回路7の出力端と接続さ
れ、カソードが増幅回路6の出力端、及び、転流指令回
路9の1つの入力端であるコンパレータCP1の反転入
力端に接続されている。よって、優先回路8により、増
幅回路6と始動補償回路7とのうち大きい方の出力電圧
が、転流目標電圧として転流指令回路9へ出力されるの
である。
The priority circuit 8 outputs the output of the sampling circuit 5 amplified by the amplifier circuit 6, that is, the commutation target voltage at the time of steady operation, and the output of the starting compensation circuit 7, that is, the commutation target voltage at the time of starting. Is a circuit for outputting the larger output voltage to the commutation command circuit 9, and is constituted by a diode D3. This diode D3
Has its anode connected to the output terminal of the starting compensation circuit 7, its cathode connected to the output terminal of the amplifier circuit 6, and the inverting input terminal of the comparator CP 1 which is one input terminal of the commutation command circuit 9. . Therefore, the higher output voltage of the amplifier circuit 6 and the starting compensation circuit 7 is output to the commutation command circuit 9 as the commutation target voltage by the priority circuit 8.

【0054】転流指令回路9は、ブラシレスモータ51
の転流指令56を計数回路11、サンプリング回路5、
及び、ゼロリセット回路10へ出力するための回路であ
り、主に、コンパレータCP1と、単安定マルチバイブ
レータMM1とから構成されている。コンパレータCP
1の反転入力端は優先回路8の出力端と接続され、一
方、非反転入力端は抵抗R16を介して高調波除去回路
13の出力端と接続されている。また、コンパレータC
P1の出力端は、単安定マルチバイブレータMM1の入
力端Aに接続され、転流指令を発する単安定マルチバイ
ブレータMM1の出力端Qは、計数回路11の入力端C
K、サンプリング回路5及びゼロリセット回路10の両
アナログスイッチAS2,AS3のゲートに接続されて
いる。
The commutation command circuit 9 includes a brushless motor 51
Of the commutation command 56 of the counting circuit 11, the sampling circuit 5,
And a circuit for outputting to the zero reset circuit 10. The circuit mainly includes a comparator CP1 and a monostable multivibrator MM1. Comparator CP
1 is connected to the output terminal of the priority circuit 8, while the non-inverting input terminal is connected to the output terminal of the harmonic elimination circuit 13 via the resistor R16. Further, the comparator C
The output terminal of P1 is connected to the input terminal A of the monostable multivibrator MM1.
K, the sampling circuit 5 and the zero reset circuit 10 are connected to the gates of both analog switches AS2 and AS3.

【0055】また、転流指令回路9はダイオードD4を
備えており、そのダイオードD4のアノードはサンプル
時期補正回路19の出力端に接続され、そのカソードは
100kΩの可変抵抗VR3の一端に接続されている。
可変抵抗VR3の他端は、10kΩの抵抗R15の一端
に接続され、抵抗R15の他端は、0.1μFのコンデ
ンサC5の一端と単安定マルチバイブレータMM1とに
接続されている。また、コンデンサC5の他端も単安定
マルチバイブレータMM1に接続されている。
The commutation command circuit 9 includes a diode D4, the anode of which is connected to the output terminal of the sampling timing correction circuit 19, and the cathode of which is connected to one end of a 100 kΩ variable resistor VR3. I have.
The other end of the variable resistor VR3 is connected to one end of a 10 kΩ resistor R15, and the other end of the resistor R15 is connected to one end of a 0.1 μF capacitor C5 and the monostable multivibrator MM1. The other end of the capacitor C5 is also connected to the monostable multivibrator MM1.

【0056】転流指令回路9では、コンパレータCP1
によって、高調波除去回路13の出力電圧と優先回路8
の出力電圧との大小が比較される。比較の結果、高調波
除去回路13の出力電圧が優先回路8の出力電圧より大
きくなると、図3(f)に図示するように、コンパレー
タCP1の出力端からハイ信号55が単安定マルチバイ
ブレータMM1の入力端Aへ出力される。この結果、図
3(g)に図示するように、単安定マルチバイブレータ
MM1の出力端Qから計数回路11へ、ワンショットの
ハイ信号(転流指令56)が出力される。なお、この転
流指令56は、サンプリング回路5及びゼロリセット回
路10のアナログスイッチAS2,AS3のゲートへも
同時に出力され、ハイの間、両スイッチAS2,AS3
をオン状態にする。
In the commutation command circuit 9, the comparator CP1
The output voltage of the harmonic elimination circuit 13 and the priority circuit 8
The magnitude of the output voltage is compared with the magnitude of the output voltage. As a result of the comparison, when the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 becomes larger than the output voltage of the priority circuit 8, as shown in FIG. 3F, the high signal 55 is output from the output terminal of the comparator CP1 to the monostable multivibrator MM1. Output to input terminal A. As a result, a one-shot high signal (commutation command 56) is output from the output terminal Q of the monostable multivibrator MM1 to the counting circuit 11, as shown in FIG. The commutation command 56 is also output to the gates of the analog switches AS2 and AS3 of the sampling circuit 5 and the zero reset circuit 10 at the same time.
Is turned on.

【0057】サンプリング回路5には、アナログスイッ
チAS2のオフ直前における高調波除去回路13の瞬時
出力が保持される。このアナログスイッチAS2は、ハ
イの転流指令56が出力されている間オンされるので、
サンプリング回路5には、転流指令56の立ち下がり時
のタイミングで高調波除去回路13の瞬時出力が保持さ
れることになる。よって、サンプリング回路5による瞬
時出力の抽出タイミングは、転流指令56のパルス幅に
よって決定されるのである。
The sampling circuit 5 holds the instantaneous output of the harmonic elimination circuit 13 immediately before the analog switch AS2 is turned off. Since the analog switch AS2 is turned on while the high commutation command 56 is output,
The sampling circuit 5 holds the instantaneous output of the harmonic removal circuit 13 at the timing when the commutation command 56 falls. Therefore, the timing of extracting the instantaneous output by the sampling circuit 5 is determined by the pulse width of the commutation command 56.

【0058】このため転流指令56のパルス幅は、その
パルスの終了位置が、図1(b)に図示される第1の電
流増加領域41と第2の電流増加領域42との中間に位
置するように設定される。即ち、第1及び第2の電流増
加領域41,42以外の領域で、サンプリング回路5に
よる抽出が行われるように転流指令56のパルス幅が設
定されるのである。
For this reason, the pulse width of the commutation command 56 is such that the end position of the pulse is located between the first current increasing region 41 and the second current increasing region 42 shown in FIG. Is set to That is, the pulse width of the commutation command 56 is set so that sampling by the sampling circuit 5 is performed in regions other than the first and second current increasing regions 41 and 42.

【0059】この理由は、第1の電流増加領域41の電
流値は、ブラシレスモータ51の電機子巻線への印加電
圧とモータの回転による速度起電力との差、及び、電機
子インピーダンスとにより定まり、特に、電流上昇率は
電機子インピーダンスの時定数により一義的に定まるも
のであって、モータの発生トルクにより定まる電流値及
び上昇率ではないからである。また、第2の電流増加領
域42の電流値は、ブラシレスモータ51の電機子巻線
への印加電圧とモータの回転による速度起電力との差、
及び、電機子インピーダンス中の抵抗成分とによりおお
むね定まり、モータの発生トルクに殆ど寄与しない電流
値だからである。
The reason for this is that the current value of the first current increasing region 41 depends on the difference between the voltage applied to the armature winding of the brushless motor 51 and the speed electromotive force due to the rotation of the motor, and the armature impedance. This is because, in particular, the current increase rate is uniquely determined by the time constant of the armature impedance, and is not the current value and the increase rate determined by the generated torque of the motor. Further, the current value of the second current increasing region 42 is a difference between the voltage applied to the armature winding of the brushless motor 51 and the speed electromotive force due to the rotation of the motor,
This is because the current value is substantially determined by the resistance component in the armature impedance and hardly contributes to the generated torque of the motor.

【0060】よって、第1及び第2の電流増加領域4
1,42の電流値を基準にしては、負荷に応じた発生ト
ルクを維持するための適切な転流タイミングを決定する
ことはできない。言い換えれば、第1及び第2の電流増
加領域41,42以外の領域における電流値を基準にす
れば、適切な転流タイミングを決定することができるの
である。従って、かかる第1及び第2の電流増加領域4
1,42以外の領域で、サンプリング回路5による抽出
が行われるように転流指令56のパルス幅が設定され
る。
Therefore, the first and second current increasing regions 4
It is not possible to determine an appropriate commutation timing for maintaining the generated torque according to the load based on the current values of 1, 42. In other words, an appropriate commutation timing can be determined based on current values in regions other than the first and second current increasing regions 41 and 42. Therefore, the first and second current increasing regions 4
The pulse width of the commutation command 56 is set so that the sampling circuit 5 performs extraction in an area other than the areas 1 and 42.

【0061】具体的には、転流指令56のパルスが第1
及び第2の電流増加領域41,42以外の領域で終了す
るように、転流指令56の最短パルス幅は、ブラシレス
モータ51の電機子インピーダンスにより定まるLR時
定数(τ)の3乃至10倍以上の時間(3τ〜10τ
秒)とされる。サンプリング回路5のサンプル保持動作
時において、高調波除去回路13の瞬時出力が大略飽和
傾向を示し、終値の95%以上となる時間的余裕を考慮
したものである。また、転流指令56の最長パルス幅
は、ブラシレスモータ51の最速回転時における転流周
期(T)の2/3倍の時間(2/3×T秒)とされる。
これは、実験により、最速回転時における第2の電流増
加領域42の幅を1/3×Tと設定したからである
((1−1/3)×T=2/3×T)。
Specifically, the pulse of the commutation command 56 is the first
And the shortest pulse width of the commutation command 56 is 3 to 10 times or more the LR time constant (τ) determined by the armature impedance of the brushless motor 51 so as to end in an area other than the second current increasing areas 41 and 42. Time (3τ to 10τ)
Seconds). At the time of the sample holding operation of the sampling circuit 5, the instantaneous output of the harmonic elimination circuit 13 shows a tendency to be substantially saturated, and a time margin of 95% or more of the final value is considered. Further, the longest pulse width of the commutation command 56 is set to a time (2 / 3 × T seconds) which is / times the commutation period (T) when the brushless motor 51 rotates at the highest speed.
This is because the width of the second current increasing region 42 at the time of the highest rotation was set to 1/3 × T by an experiment ((1-1 / 3) × T = 2/3 × T).

【0062】ところで、前記したように、可変抵抗VR
3及び抵抗R15には、ダイオードD4を介して、サン
プル時期補正回路19の出力電圧が印加される。
As described above, the variable resistor VR
The output voltage of the sample timing correction circuit 19 is applied to the resistor 3 and the resistor R15 via the diode D4.

【0063】このサンプル時期補正回路19は、ブラシ
レスモータ51の回転速度に応じて、転流指令回路9か
ら出力される転流指令56のパルス幅を変化させ、サン
プリング回路5によるサンプル時期(瞬時出力の抽出時
期)を適切なタイミングに補正するためのものである。
サンプル時期補正回路19は、コンパレータCP4と、
そのコンパレータCP4の出力端に接続された1kΩの
プルアップ抵抗R43とから構成されている。コンパレ
ータCP4の非反転入力端は速度検出回路15の出力端
に接続され、反転入力端はノコギリ波生成回路14の出
力端に接続されている。また、コンパレータCP4の出
力端は転流指令回路9のダイオードD4のアノードに接
続されている。よって、図6に示すように、サンプル時
期補正回路19からは、速度検出回路15の出力電圧6
1がノコギリ波生成回路14の出力電圧62より高い場
合に10ボルトの電圧が出力され、逆に、速度検出回路
15の出力電圧61がノコギリ波生成回路14の出力電
圧62より低い場合に0ボルトの電圧が出力される。
The sampling time correction circuit 19 changes the pulse width of the commutation command 56 output from the commutation command circuit 9 according to the rotation speed of the brushless motor 51, and changes the sampling time (instantaneous output) (Extraction time) is corrected to an appropriate timing.
The sample timing correction circuit 19 includes a comparator CP4,
It comprises a 1 kΩ pull-up resistor R43 connected to the output terminal of the comparator CP4. The non-inverting input terminal of the comparator CP4 is connected to the output terminal of the speed detection circuit 15, and the inverting input terminal is connected to the output terminal of the sawtooth wave generation circuit 14. The output terminal of the comparator CP4 is connected to the anode of the diode D4 of the commutation command circuit 9. Therefore, as shown in FIG. 6, the output voltage 6 of the speed detection circuit 15 is output from the sampling time correction circuit 19.
When 1 is higher than the output voltage 62 of the sawtooth wave generation circuit 14, a voltage of 10 volts is output. Conversely, when the output voltage 61 of the speed detection circuit 15 is lower than the output voltage 62 of the sawtooth wave generation circuit 14, 0 volt is output. Is output.

【0064】後述するが、速度検出回路15はブラシレ
スモータ51の回転速度に応じた電圧61を出力する。
即ち、ブラシレスモータ51が高速で回転している場合
には高い電圧を出力し、低速で回転している場合には低
い電圧を出力する。一方、ノコギリ波生成回路14は、
約20kHzの一定周期で変化するノコギリ波状の電圧
62を出力する。従って、サンプル時期補正回路19の
出力電圧は、速度検出回路15の出力電圧に応じて、そ
のデューティ比が変化する矩形波となる。図6に示すよ
うに、かかる矩形波のデューティ比はブラシレスモータ
51の回転速度が速いほど大きくなり、ブラシレスモー
タ51の回転速度が遅いほど小さくなる。このためサン
プル時期補正回路19より出力され、ダイオードD4を
介して可変抵抗VR3及び抵抗R15に印加される電圧
の実効の値は、かかる矩形波のデューティ比に応じて変
化する。
As will be described later, the speed detection circuit 15 outputs a voltage 61 corresponding to the rotation speed of the brushless motor 51.
That is, a high voltage is output when the brushless motor 51 is rotating at a high speed, and a low voltage is output when the brushless motor 51 is rotating at a low speed. On the other hand, the sawtooth wave generation circuit 14
A sawtooth voltage 62 that changes at a constant cycle of about 20 kHz is output. Therefore, the output voltage of the sample timing correction circuit 19 is a rectangular wave whose duty ratio changes according to the output voltage of the speed detection circuit 15. As shown in FIG. 6, the duty ratio of the rectangular wave increases as the rotation speed of the brushless motor 51 increases, and decreases as the rotation speed of the brushless motor 51 decreases. Therefore, the effective value of the voltage output from the sampling timing correction circuit 19 and applied to the variable resistor VR3 and the resistor R15 via the diode D4 changes according to the duty ratio of the rectangular wave.

【0065】単安定マルチバイブレータMM1から出力
される転流指令56のパルス幅は、可変抵抗VR3及び
抵抗R15に印加される電圧値が大きくなると短くな
り、逆に、印加される電圧値が小さくなると長くなる。
このためブラシレスモータ51の回転速度が速くなる
と、サンプル時期補正回路19から出力される矩形波の
デューティ比が大きくなって、可変抵抗VR3に印加さ
れる電圧の実効の値が大きくなり、転流指令56のパル
ス幅が短くなる。逆に、ブラシレスモータ51の回転速
度が遅くなると、サンプル時期補正回路19から出力さ
れる矩形波のデューティ比が小さくなって、可変抵抗V
R3に印加される電圧の実効の値が小さくなり、転流指
令56のパルス幅も長くなる。このように、サンプル時
期補正回路19により、ブラシレスモータ51の回転速
度に追従して、転流指令56のパルス幅が大小し、サン
プリング回路5による瞬時出力の抽出タイミングが適切
な位置に自動修正されるのである。よって、転流指令5
6のパルス幅の設定範囲の自由度が増し、その設定を容
易に行うことができる。なお、転流指令56のパルス幅
は、ブラシレスモータ51の最速回転時において、その
転流周期(T)の1/2倍(1/2T)となるように設
定することが最も好ましい。
The pulse width of the commutation command 56 output from the monostable multivibrator MM1 decreases as the voltage value applied to the variable resistor VR3 and the resistor R15 increases, and conversely, decreases as the applied voltage value decreases. become longer.
Therefore, when the rotation speed of the brushless motor 51 increases, the duty ratio of the rectangular wave output from the sampling timing correction circuit 19 increases, the effective value of the voltage applied to the variable resistor VR3 increases, and the commutation command The pulse width of 56 becomes shorter. Conversely, when the rotation speed of the brushless motor 51 decreases, the duty ratio of the rectangular wave output from the sampling timing correction circuit 19 decreases, and the variable resistance V
The effective value of the voltage applied to R3 decreases, and the pulse width of commutation command 56 also increases. In this way, the sampling timing correction circuit 19 follows the rotation speed of the brushless motor 51, the pulse width of the commutation command 56 is increased or decreased, and the instantaneous output extraction timing by the sampling circuit 5 is automatically corrected to an appropriate position. Because Therefore, commutation command 5
6, the degree of freedom of the setting range of the pulse width is increased, and the setting can be easily performed. It is most preferable that the pulse width of the commutation command 56 be set to be 倍 times (1 / T) of the commutation period (T) when the brushless motor 51 rotates at the highest speed.

【0066】ゼロリセット回路10は、転流指令回路9
から出力される転流指令56毎に、高調波除去回路13
の出力電圧を0ボルトに擬制リセットするための回路で
あり、10kΩの抵抗R16と、180pFのコンデン
サC6と、アナログスイッチAS3とから構成されてい
る。抵抗R16の一端は高調波除去回路13の出力端に
接続され、その抵抗R16の他端は、回路接地されたコ
ンデンサC6の一端に接続されて、RCローパスフィル
タを構成している。このRCローパスフィルタにより、
チョッパ制御に伴って発生する静電移行(誘導)ノイズ
や電磁ノイズの他、高調波除去回路13で除去しきれな
かった高調波成分がさらに除去される。
The zero reset circuit 10 includes a commutation command circuit 9
For each commutation command 56 output from the
Is a circuit for artificially resetting the output voltage to 0 volts, and includes a resistor R16 of 10 kΩ, a capacitor C6 of 180 pF, and an analog switch AS3. One end of the resistor R16 is connected to the output end of the harmonic elimination circuit 13, and the other end of the resistor R16 is connected to one end of a capacitor C6 that is grounded to form an RC low-pass filter. With this RC low pass filter,
In addition to electrostatic transfer (induction) noise and electromagnetic noise generated by the chopper control, harmonic components that cannot be completely removed by the harmonic removal circuit 13 are further removed.

【0067】また、抵抗R16の他端、即ち、前記した
RCローパスフィルタの出力端は、アナログスイッチA
S3の一方のチャネル端子と、転流指令回路9の1つの
入力端であるコンパレータCP1の非反転入力端とに接
続されている。アナログスイッチAS3の他方のチャネ
ル端子は回路接地されており、また、アナログスイッチ
AS3のゲートは転流指令回路9の出力端と接続されて
いる。このため転流指令回路9からハイの転流指令56
が出力されると、その転流指令56によって、アナログ
スイッチAS3がオンされて、転流指令回路9のコンパ
レータCP1の非反転入力端が回路接地され、0ボルト
に擬制リセットされるのである。
The other end of the resistor R16, that is, the output end of the RC low-pass filter is connected to the analog switch A.
It is connected to one channel terminal of S3 and one input terminal of the commutation command circuit 9 which is a non-inverting input terminal of the comparator CP1. The other channel terminal of the analog switch AS3 is grounded, and the gate of the analog switch AS3 is connected to the output terminal of the commutation command circuit 9. For this reason, the high commutation command 56 from the commutation command circuit 9
Is output, the analog switch AS3 is turned on by the commutation command 56, the non-inverting input terminal of the comparator CP1 of the commutation command circuit 9 is grounded, and the voltage is reset to 0 volt.

【0068】計数回路11は、転流指令回路9から出力
される転流指令56の立ち上がり毎にカウントされる6
進カウンタCT(TC4017とクリア回路)により構
成されている。カウンタCTの入力端CKには、転流指
令回路9の出力端が接続されており、カウンタCTの出
力端0〜5は、分配回路12の各オアゲートORu〜O
Rzに、カウンタCTの出力端6〜9は、ダイオードD
5〜D8を介してクリア端子CLRに、それぞれ接続さ
れている。なお、クリア端子CLRには、他端が回路接
地されたノイズ防止用のコンデンサC7およびプルダウ
ン抵抗R17が接続されている。転流指令回路9からカ
ウンタCTの入力端CKへ立ち上がり信号が入力される
と、かかる信号の入力毎に、出力端0、出力端1、・・
・、出力端5、出力端0の順に、カウンタCTからハイ
信号が出力される。
The counting circuit 11 counts each time the commutation command 56 output from the commutation command circuit 9 rises.
It comprises a binary counter CT (TC4017 and clear circuit). The output terminal of the commutation command circuit 9 is connected to the input terminal CK of the counter CT, and the output terminals 0 to 5 of the counter CT are connected to the respective OR gates ORu to Ou of the distribution circuit 12.
The output terminals 6 to 9 of the counter CT are connected to a diode D
The terminals are connected to the clear terminal CLR through 5 to D8, respectively. The clear terminal CLR is connected to a capacitor C7 for noise prevention and a pull-down resistor R17 whose other end is grounded to the circuit. When a rising signal is input from the commutation command circuit 9 to the input terminal CK of the counter CT, the output terminal 0, the output terminal 1,...
A high signal is output from the counter CT in the order of the output terminal 5 and the output terminal 0.

【0069】分配回路12は、計数回路11からの出力
をインバータ回路3へ分配して出力するための回路であ
り、6個のオアゲートORu〜ORzと、3個のインバ
ータIu〜Iwとを備えている。各インバータIu〜I
wは、エミッタ端子を回路接地したオープンコレクタ形
のNPN形デジタルトランジスタで構成され、高耐圧と
されている。なお、各インバータIu〜Iwを、デジタ
ルトランジスタに代えて、ソース端子を回路接地したN
−MOS電界効果トランジスタで構成するようにしても
良い。また、必要に応じてフォトカプラなどを用いて構
成しても良い。
The distribution circuit 12 is a circuit for distributing the output from the counting circuit 11 to the inverter circuit 3 and outputting the same. The distribution circuit 12 includes six OR gates ORu to ORz and three inverters Iu to Iw. I have. Inverters Iu to I
w is an open collector type NPN type digital transistor whose emitter terminal is grounded to a circuit, and has a high withstand voltage. It should be noted that each of the inverters Iu to Iw is replaced with a digital transistor, and the source terminal is connected to a circuit grounded N.
-It may be constituted by a MOS field effect transistor. Moreover, you may comprise using a photocoupler etc. as needed.

【0070】分配回路12のオアゲートORuの入力端
は、カウンタCTの出力端0,1と接続され、その出力
端はインバータIuの入力端に接続されている。オアゲ
ートORvの入力端は、カウンタCTの出力端2,3と
接続され、その出力端はインバータIvの入力端に接続
されている。オアゲートORwの入力端は、カウンタC
Tの出力端4,5と接続され、その出力端はインバータ
Iwの入力端に接続されている。オアゲートORxの入
力端はカウンタCTの出力端3,4と接続され、オアゲ
ートORyの入力端はカウンタCTの出力端5,0と接
続され、更に、オアゲートORzの入力端はカウンタC
Tの出力端1,2と接続されている。インバータIu〜
IwおよびオアゲートORx〜ORzの出力端は、イン
バータ回路3の各電界効果トランジスタQu〜Qzのゲ
ート端子に接続された抵抗R1u〜R1zに接続されて
いる。図7は、かかる分配回路12の入出力の関係と、
その関係に対応したブラシレスモータ51の3相(U
相、V相、Z相)の電機子巻線に流れる電流方向を示し
ている。
The input terminal of the OR gate ORu of the distribution circuit 12 is connected to the output terminals 0 and 1 of the counter CT, and the output terminal is connected to the input terminal of the inverter Iu. The input terminal of the OR gate ORv is connected to the output terminals 2 and 3 of the counter CT, and the output terminal is connected to the input terminal of the inverter Iv. The input terminal of the OR gate ORw is a counter C
It is connected to the output terminals 4 and 5 of T, and its output terminal is connected to the input terminal of the inverter Iw. The input terminal of the OR gate ORx is connected to the output terminals 3 and 4 of the counter CT, the input terminal of the OR gate ORy is connected to the output terminals 5 and 0 of the counter CT, and the input terminal of the OR gate ORz is connected to the counter C
It is connected to the output terminals 1 and 2 of T. Inverter Iu ~
The output terminals of Iw and the OR gates ORx to ORz are connected to resistors R1u to R1z connected to the gate terminals of the field effect transistors Qu to Qz of the inverter circuit 3. FIG. 7 shows the relationship between the input and output of the distribution circuit 12, and
The three phases (U
(Phase, V-phase, Z-phase).

【0071】速度検出回路15は、転流指令回路9から
出力される転流指令56に基づいてブラシレスモータ5
1の転流周期を検出し、その転流周期からブラシレスモ
ータ51の回転速度を検出する回路である。検出された
速度は電圧値に換算され、速度補正回路17及びサンプ
ル時期補正回路19へ出力される。なお、回路上、速度
検出回路15へは転流指令56の反転出力(Qバー)が
入力される。これは転流指令回路9の単安定マルチバイ
ブレータMM1のドライブ能力を考慮したものである。
よって、かかるドライブ能力に支障がない場合には、単
安定マルチバイブレータMM1の出力端Qを速度検出回
路15へ入力しても良い。即ち、単安定マルチバイブレ
ータMM1の単パルス出力動作毎に、後述の単安定マル
チバイブレータMM2が単パルスを出力するように構成
しても良い。
The speed detection circuit 15 receives the commutation command 56 output from the commutation command circuit 9 and
1 is a circuit for detecting a commutation period of one and detecting the rotation speed of the brushless motor 51 from the commutation period. The detected speed is converted into a voltage value and output to the speed correction circuit 17 and the sample timing correction circuit 19. In addition, an inverted output (Q bar) of the commutation command 56 is input to the speed detection circuit 15 on the circuit. This takes into account the drive capability of the monostable multivibrator MM1 of the commutation command circuit 9.
Therefore, the output terminal Q of the monostable multivibrator MM <b> 1 may be input to the speed detection circuit 15 when there is no problem in the drive capability. That is, the monostable multivibrator MM2 described later may be configured to output a single pulse for each single pulse output operation of the monostable multivibrator MM1.

【0072】速度検出回路15は、単安定マルチバイブ
レータMM2を備えており、その単安定マルチバイブレ
ータMM2の入力端Aは、転流指令回路9の単安定マル
チバイブレータMM1の出力端Qバーに接続されてい
る。また、単安定マルチバイブレータMM2には、一端
が補助電源回路2の10ボルト出力に接続された50k
Ωの抵抗R36と、その抵抗R36の他端と単安定マル
チバイブレータMM2とに接続された0.1μFのコン
デンサC13とが接続されている。更に、単安定マルチ
バイブレータMM2の出力端Qは、100kΩの抵抗R
37の一端に接続され、その抵抗R37の他端は、マイ
ナス側端子が回路接地された10μFの電解コンデンサ
C14のプラス側端子と、バッファを形成するオペアン
プOP12の入力端に接続されている。オペアンプOP
12の出力端は、速度検出回路15の出力端として、速
度補正回路17及びサンプル時期補正回路19と接続さ
れている。
The speed detecting circuit 15 has a monostable multivibrator MM2. The input terminal A of the monostable multivibrator MM2 is connected to the output terminal Q bar of the monostable multivibrator MM1 of the commutation command circuit 9. ing. The monostable multivibrator MM2 has one end connected to a 10-volt output of the auxiliary power supply circuit 2 and a 50 k output terminal.
The resistor R36 of Ω, the other end of the resistor R36 and the 0.1 μF capacitor C13 connected to the monostable multivibrator MM2 are connected. Further, the output terminal Q of the monostable multivibrator MM2 has a resistance R of 100 kΩ.
The other end of the resistor R37 is connected to a plus terminal of a 10 μF electrolytic capacitor C14 whose minus terminal is grounded to the circuit and an input terminal of an operational amplifier OP12 forming a buffer. Operational amplifier OP
The output terminal 12 is connected to a speed correction circuit 17 and a sample timing correction circuit 19 as an output terminal of the speed detection circuit 15.

【0073】転流指令56の立ち下がり毎に、転流指令
回路9の単安定マルチバイブレータMM1の出力端Qバ
ーからハイパルスが出力され(図8(b))、その立ち
上がりのタイミングで、速度検出回路15の単安定マル
チバイブレータMM2の出力端Qからワンショットのハ
イパルス58が出力される(図8(c))。かかるハイ
パルス58は、抵抗R37及びコンデンサC14とで構
成されるRC平均化回路によって平均化され、その平均
化された電圧値が抵抗R37とコンデンサC14との接
続端に現れる。
Each time the commutation command 56 falls, a high pulse is output from the output terminal Q bar of the monostable multivibrator MM1 of the commutation command circuit 9 (FIG. 8 (b)). A one-shot high pulse 58 is output from the output terminal Q of the monostable multivibrator MM2 of the circuit 15 (FIG. 8C). The high pulse 58 is averaged by an RC averaging circuit including the resistor R37 and the capacitor C14, and the averaged voltage value appears at a connection end between the resistor R37 and the capacitor C14.

【0074】ところで、単安定マルチバイブレータMM
2に接続される抵抗R36及びコンデンサC13は固定
であるので、かかるハイパルス58の幅は一定である。
また、ハイパルス58は転流指令56毎に出力される。
よって、転流指令56の発生周期が短いほど、即ちブラ
シレスモータ51の回転速度が速いほど、コンデンサC
14の端子間電圧は高くなり(図8(c)B)、逆に、
転流指令56の発生周期が長いほど、即ちブラシレスモ
ータ51の回転速度が遅いほど、コンデンサC14の端
子間電圧は低くなる(図8(c)A)。このようにブラ
シレスモータ51の回転速度は、コンデンサC14の端
子間電圧として検出されるのである。
Incidentally, the monostable multivibrator MM
Since the resistor R36 and the capacitor C13 connected to 2 are fixed, the width of the high pulse 58 is constant.
The high pulse 58 is output for each commutation command 56.
Therefore, the shorter the generation cycle of the commutation command 56, that is, the higher the rotation speed of the brushless motor 51, the more the capacitor C
The voltage between the terminals 14 becomes higher (B in FIG. 8 (c)).
The longer the generation cycle of the commutation command 56, that is, the lower the rotation speed of the brushless motor 51, the lower the voltage between the terminals of the capacitor C14 (FIG. 8 (c) A). Thus, the rotation speed of the brushless motor 51 is detected as a voltage between terminals of the capacitor C14.

【0075】なお、RC平均化回路の出力インピーダン
ス(R37)は100kΩと比較的大きいので、オペア
ンプOP12により構成されるバッファを介して、低出
力インピーダンス化し、速度補正回路17及びサンプル
時期補正回路19へ出力している。このため速度検出回
路15におけるRC平均化演算誤差を生ずることなく、
平均化結果を複数の回路(速度補正回路17及びサンプ
ル時期補正回路19)へ伝送することができるのであ
る。
Since the output impedance (R37) of the RC averaging circuit is relatively large at 100 kΩ, the output impedance is reduced via the buffer constituted by the operational amplifier OP12, and the output impedance is reduced to the speed correction circuit 17 and the sample timing correction circuit 19. Output. Therefore, without causing an RC averaging calculation error in the speed detection circuit 15,
The averaging result can be transmitted to a plurality of circuits (speed correction circuit 17 and sample timing correction circuit 19).

【0076】速度設定回路16は、ブラシレスモータ5
1の始動及び停止、更には回転速度を設定するための回
路である。速度設定回路16は、補助電源回路2の10
ボルト出力に接続された2.2kΩの抵抗R41と、回
路接地された560Ωの抵抗R42と、両抵抗R41,
R42間に接続された5kΩの可変抵抗VR4とを備え
ている。この可変抵抗VR4の摺動子端から回転速度の
目標電圧が出力される。即ち、可変抵抗VR4の摺動子
位置を変更することにより、ブラシレスモータ51を始
動あるいは停止し、更にはその回転速度を変更すること
ができるのである。
The speed setting circuit 16 includes the brushless motor 5
1 is a circuit for starting and stopping, and for setting a rotation speed. The speed setting circuit 16 is connected to the auxiliary power supply circuit 2.
A 2.2 kΩ resistor R41 connected to the volt output, a 560Ω resistor R42 grounded to the circuit, and both resistors R41,
And a variable resistor VR4 of 5 kΩ connected between R42. A target voltage of the rotation speed is output from a slider end of the variable resistor VR4. That is, by changing the position of the slider of the variable resistor VR4, the brushless motor 51 can be started or stopped, and further its rotation speed can be changed.

【0077】可変抵抗VR4の摺動子端には、10kΩ
の抵抗R40および10μFの電解コンデンサC16で
構成される一次遅れ回路が接続されている。このコンデ
ンサC16のマイナス側端子は回路接地されており、プ
ラス側端子は抵抗R40と共に、速度補正回路17に接
続されている。
The slider end of the variable resistor VR4 has a resistance of 10 kΩ.
A first-order delay circuit composed of a resistor R40 and a 10 μF electrolytic capacitor C16 is connected. The negative terminal of the capacitor C16 is grounded, and the positive terminal thereof is connected to the speed correction circuit 17 together with the resistor R40.

【0078】回転速度の目標電圧を設定する可変抵抗V
R4の摺動子位置がユーザーにより急激に変更される
と、ブラシレスモータ51に流れる電流が急変し、転流
タイミングが不安定になったり、ブラシレスモータ51
に過電流が流れる等の問題が生じてしまう。しかし、こ
の速度設定回路16では、目標電圧は抵抗R40及びコ
ンデンサC16で構成される一次遅れ回路を介して出力
されるので、かかる場合にも、目標電圧を緩やかに変更
することができ、上記問題点の発生を回避することがで
きる。従って、可変抵抗VR4の摺動子位置の急変時に
おいても、ブラシレスモータ51の回転速度を徐々に変
更して、円滑に駆動することができる。
Variable resistance V for setting target voltage of rotation speed
If the slider position of R4 is suddenly changed by the user, the current flowing through the brushless motor 51 changes abruptly, so that the commutation timing becomes unstable or the brushless motor 51
In such a case, a problem such as an overcurrent may flow. However, in the speed setting circuit 16, the target voltage is output through the primary delay circuit including the resistor R40 and the capacitor C16. Therefore, even in such a case, the target voltage can be changed gently. The occurrence of points can be avoided. Therefore, even when the position of the slider of the variable resistor VR4 changes abruptly, the rotation speed of the brushless motor 51 can be gradually changed and the brushless motor 51 can be driven smoothly.

【0079】速度補正回路17は、速度設定回路16で
設定された目標速度の電圧値と、速度検出回路15によ
り検出された実速度の電圧値とを比較して、補正すべき
操作量をチョッパ制御回路18へ出力するためのもので
ある。この速度補正回路17により、速度設定回路16
で設定された目標速度でブラシレスモータ51を回転す
ることができるのである。
The speed correction circuit 17 compares the voltage value of the target speed set by the speed setting circuit 16 with the voltage value of the actual speed detected by the speed detection circuit 15, and determines the operation amount to be corrected by the chopper. This is for outputting to the control circuit 18. The speed correction circuit 17 allows the speed setting circuit 16
The brushless motor 51 can be rotated at the target speed set in the above.

【0080】速度補正回路17はオペアンプOP13を
備えており、そのオペアンプOP13の非反転入力端は
速度設定回路16の出力端に、反転入力端は5kΩの抵
抗R38を介して速度検出回路15の出力端に、それぞ
れ接続されている。また、オペアンプOP13の反転入
力端は50kΩの抵抗R39及び0.1μFの積分コン
デンサC15の一端に接続され、これらの抵抗R39及
びコンデンサC15の他端はオペアンプOP13の出力
端に接続されている。更に、オペアンプOP13の出力
端は、速度補正回路17の出力端として、チョッパ制御
回路18のコンパレータCP3の反転入力端に接続され
ている。
The speed correction circuit 17 has an operational amplifier OP13. The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP13 is connected to the output terminal of the speed setting circuit 16, and the inverting input terminal of the operational amplifier OP13 is connected to the output of the speed detecting circuit 15 via a 5 kΩ resistor R38. Each end is connected. The inverting input terminal of the operational amplifier OP13 is connected to a resistor R39 of 50 kΩ and one end of an integrating capacitor C15 of 0.1 μF. The other ends of the resistor R39 and the capacitor C15 are connected to the output terminal of the operational amplifier OP13. Further, the output terminal of the operational amplifier OP13 is connected to the inverting input terminal of the comparator CP3 of the chopper control circuit 18 as the output terminal of the speed correction circuit 17.

【0081】速度補正回路17のオペアンプOP13
は、抵抗R38,R39と共に、速度設定回路16の出
力に対し、非反転増幅器を構成している。オペアンプO
P13の非反転入力端への入力電圧、即ち、速度設定回
路16の出力電圧をV1とし、一方、オペアンプOP1
3の反転入力端に接続された抵抗R38の他端の電圧、
即ち、速度検出回路15の出力電圧をV2とすると、2
つの抵抗R38,R39の抵抗値はそれぞれ5kΩおよ
び50kΩであるので、オペアンプOP13の出力電圧
oは、Vo=V1+50/5×(V1−V2)=V1+10
(V1−V2)となる。
The operational amplifier OP13 of the speed correction circuit 17
Constitutes a non-inverting amplifier for the output of the speed setting circuit 16 together with the resistors R38 and R39. Operational amplifier O
Input voltage to the noninverting input of P13, i.e., the output voltage of the speed setting circuit 16 and V 1, whereas, the operational amplifier OP1
3, the voltage at the other end of the resistor R38 connected to the inverting input terminal of
That is, assuming that the output voltage of the speed detection circuit 15 is V 2 , 2
Since One of the resistors R38, the resistance value of R39 is respectively 5kΩ and 50kohm, the output voltage V o of the operational amplifier OP13 is, V o = V 1 + 50 /5 × (V 1 -V 2) = V 1 +10
(V 1 −V 2 ).

【0082】この速度補正回路17の出力電圧は、チョ
ッパ制御回路18のコンパレータCP3の反転入力端へ
出力される。一方、後述するように、コンパレータCP
3の非反転入力端へは、ノコギリ波生成回路14から一
定周期で発振するノコギリ波が出力される。よって、速
度設定回路16の目標電圧V1の方が速度検出回路15
の検出電圧V2より高い場合には、チョッパ制御回路1
8から出力される矩形波のロウ出力のデューティ比が大
きくなって、ブラシレスモータ51へ印加される電圧の
実効の値が増加し、ブラシレスモータ51の回転速度が
上昇方向へ修正される。逆に、速度設定回路16の目標
電圧V1の方が速度検出回路15の検出電圧V2より低い
場合には、チョッパ制御回路18から出力される矩形波
のロウ出力のデューティ比が小さくなって、ブラシレス
モータ51へ印加される電圧の実効の値が減少し、ブラ
シレスモータ51の回転速度が下降方向へ修正されるの
である。なお、積分コンデンサC15によって、制御系
の安定性が図られている。
The output voltage of the speed correction circuit 17 is output to the inverting input terminal of the comparator CP3 of the chopper control circuit 18. On the other hand, as described later, the comparator CP
The sawtooth wave generating circuit 14 outputs a sawtooth wave oscillating at a constant period to the non-inverting input terminal of No. Therefore, the target voltage V 1 of the speed setting circuit 16 is higher than the speed detection circuit 15.
In the case of higher than the detection voltage V 2 is chopper control circuit 1
The duty ratio of the row output of the rectangular wave output from 8 increases, the effective value of the voltage applied to the brushless motor 51 increases, and the rotational speed of the brushless motor 51 is corrected in the upward direction. Conversely, when the target voltage V 1 of the speed setting circuit 16 is lower than the detection voltage V 2 of the speed detection circuit 15, the duty ratio of the row output of the rectangular wave output from the chopper control circuit 18 decreases. Thus, the effective value of the voltage applied to the brushless motor 51 is reduced, and the rotation speed of the brushless motor 51 is corrected in the downward direction. In addition, the stability of the control system is achieved by the integration capacitor C15.

【0083】ノコギリ波生成回路14は、一定周波数
(本回路では約20kHz)のノコギリ波62を生成す
るための回路である(図6参照)。生成されたノコギリ
波はチョッパ制御回路18およびサンプル時期補正回路
19へ出力される。
The sawtooth wave generating circuit 14 is a circuit for generating a sawtooth wave 62 having a constant frequency (about 20 kHz in the present circuit) (see FIG. 6). The generated sawtooth wave is output to chopper control circuit 18 and sample timing correction circuit 19.

【0084】ノコギリ波生成回路14は、コンパレータ
CP2を備えており、そのコンパレータCP2の非反転
入力端には、100kΩの抵抗R19と、220kΩの
抵抗R20と、ダイオードD9のアノードとが接続され
ている。抵抗R20の他端は回路接地され、抵抗R19
の他端は、補助電源回路2の10ボルト出力に接続され
ている。また、ダイオードD9のカソードは、他端が補
助電源回路2の10ボルト出力に接続された1kΩの抵
抗R18と、コンパレータCP2の出力端と、82kΩ
の抵抗R21と、ダイオードD10のカソードとに接続
されている。抵抗R21の他端及びダイオードD10の
アノードは、他の一端が回路接地された180pFのコ
ンデンサC8、及び、コンパレータCP2の反転入力端
に接続されている。コンパレータCP2の反転入力端
は、ノコギリ波生成回路14の出力端として、チョッパ
制御回路18およびサンプル時期補正回路19と接続さ
れている。即ち、コンパレータCP2の反転入力端に印
加される約20kHzのノコギリ波62が、チョッパ制
御回路18およびサンプル時期補正回路19へ出力され
るのである。
The sawtooth wave generation circuit 14 includes a comparator CP2. A non-inverting input terminal of the comparator CP2 is connected to a resistor R19 of 100 kΩ, a resistor R20 of 220 kΩ, and an anode of a diode D9. . The other end of the resistor R20 is grounded, and the resistor R19
Is connected to the 10 volt output of the auxiliary power supply circuit 2. The cathode of the diode D9 is connected to a resistor R18 of 1 kΩ whose other end is connected to the 10-volt output of the auxiliary power supply circuit 2, an output terminal of the comparator CP2, and an output terminal of 82 kΩ.
And the cathode of the diode D10. The other end of the resistor R21 and the anode of the diode D10 are connected to a 180-pF capacitor C8, the other end of which is grounded, and the inverting input terminal of the comparator CP2. An inverting input terminal of the comparator CP2 is connected to a chopper control circuit 18 and a sample timing correction circuit 19 as an output terminal of the sawtooth wave generation circuit 14. That is, the sawtooth wave 62 of about 20 kHz applied to the inverting input terminal of the comparator CP2 is output to the chopper control circuit 18 and the sample timing correction circuit 19.

【0085】チョッパ制御回路18は、チョッパ状の矩
形波をインバータ回路3の下アームトランジスタQx〜
Qzへ出力して、ブラシレスモータ51をチョッパ制御
するための回路である。チョッパ制御回路18から出力
される矩形波のデューティ比を制御することにより、即
ち、パルス幅変調することにより、ブラシレスモータ5
1に印加される実効の電圧が制御され、ブラシレスモー
タ51の可変速運転が行われるのである。
The chopper control circuit 18 converts the chopper-shaped rectangular wave into the lower arm transistors Qx to Qx of the inverter circuit 3.
This is a circuit for outputting to Qz to control the brushless motor 51 by chopper control. The brushless motor 5 is controlled by controlling the duty ratio of the rectangular wave output from the chopper control circuit 18, that is, by performing pulse width modulation.
1, the effective voltage applied to the brushless motor 51 is controlled, and the variable speed operation of the brushless motor 51 is performed.

【0086】このチョッパ制御回路18はコンパレータ
CP3を備えており、その非反転入力端はノコギリ波生
成回路14の出力端に、また、反転入力端は速度補正回
路17の出力端に、それぞれ接続されている。コンパレ
ータCP3の出力端は、1kΩのプルアップ抵抗R25
を介して補助電源回路2の10ボルト出力に接続される
とともに、チョッパ制御回路18の出力端として、イン
バータIa,Ix〜Izの入力端と、始動補償回路7の
入力端とに接続されている。
The chopper control circuit 18 has a comparator CP 3, the non-inverting input terminal of which is connected to the output terminal of the sawtooth wave generating circuit 14, and the inverting input terminal of which is connected to the output terminal of the speed correction circuit 17. ing. The output terminal of the comparator CP3 is a 1 kΩ pull-up resistor R25.
And the output terminals of the chopper control circuit 18 are connected to the input terminals of the inverters Ia, Ix to Iz and the input terminal of the starting compensation circuit 7. .

【0087】チョッパ制御回路18からは、ノコギリ波
生成回路14から出力されるノコギリ波の周波数と同
じ、約20kHzの矩形波が出力される。この矩形波の
デューティ比は、速度設定回路16の可変抵抗VR4の
摺動子位置と、速度検出回路15により検出されたブラ
シレスモータ51の回転速度とにより決定される。矩形
波のロウ出力のデューティ比が大きくなるほど、ブラシ
レスモータ51が高速で回転されるのである。
The chopper control circuit 18 outputs a rectangular wave of about 20 kHz, which is the same as the frequency of the sawtooth wave output from the sawtooth wave generation circuit 14. The duty ratio of this rectangular wave is determined by the position of the slider of the variable resistor VR4 of the speed setting circuit 16 and the rotation speed of the brushless motor 51 detected by the speed detection circuit 15. As the duty ratio of the rectangular wave row output increases, the brushless motor 51 rotates at a higher speed.

【0088】次に、上記のように構成されたブラシレス
モータ駆動回路1の動作を説明する。直流電源50から
30ボルトの直流電圧が印加されると、補助電源回路2
から各回路へ10ボルトの安定化した電圧が供給され
る。補助電源回路2から10ボルトの駆動電圧をうけた
計数回路11は、出力端0〜5から例えば「10000
0」の信号を、分配回路12に対して出力する。これを
うけた分配回路12は、「uvwxyz」の出力として
「011010」をインバータ回路3へ出力する(図7
参照)。インバータ回路3では、かかる信号により、上
アームトランジスタQuがオンされるとともに、下アー
ムトランジスタQyがチョッパ制御回路18から出力さ
れるチョッパ状の矩形波に基づいてオンオフされる。こ
の結果、ブラシレスモータ51の電機子巻線のU相から
V相へ電機子電流が流れ、複数のブラシレスモータ51
の駆動が開始される。なお、この電機子電流は、下アー
ムトランジスタQyがオンの時に増加し、オフの時に減
少する略三角波状の脈動(高調波成分)を伴ったものと
なる。
Next, the operation of the brushless motor drive circuit 1 configured as described above will be described. When a DC voltage of 30 volts is applied from the DC power supply 50, the auxiliary power supply circuit 2
Supplies a stabilized voltage of 10 volts to each circuit. The counting circuit 11 receiving the driving voltage of 10 volts from the auxiliary power supply circuit 2 outputs, for example, “10000” from the output terminals 0 to 5.
A signal “0” is output to the distribution circuit 12. Upon receiving this, the distribution circuit 12 outputs “011010” to the inverter circuit 3 as the output of “uvwxyz” (FIG. 7).
reference). In the inverter circuit 3, the upper arm transistor Qu is turned on by such a signal, and the lower arm transistor Qy is turned on and off based on the chopper-shaped rectangular wave output from the chopper control circuit 18. As a result, an armature current flows from the U-phase to the V-phase of the armature winding of the brushless motor 51, and the plurality of brushless motors 51
Is started. The armature current is accompanied by a substantially triangular pulsation (harmonic component) that increases when the lower arm transistor Qy is on and decreases when the lower arm transistor Qy is off.

【0089】複数のブラシレスモータ51に流された電
機子電流は、電流検出回路4のシャント抵抗Rsによっ
てまとめて検出され、電圧変換されて、高調波除去回路
13へ出力される。この電流検出回路4の出力電圧は、
高調波除去回路13によって、チョッパ制御回路18の
出力に同期して、インバータ回路3の下アームトランジ
スタQyがオンされている間にコンデンサC1に記憶さ
れる。このようにチョッパ制御に同期して電流検出回路
4の出力電圧を記憶することにより、チョッパ制御によ
る高調波成分が除去される。コンデンサC1に記憶され
た電流検出回路4の出力電圧は、略5.7倍に増幅され
て、抵抗R16及びコンデンサC6で構成されるRCロ
ーパスフィルタを更に介して、転流指令回路9のコンパ
レータCP1の非反転入力端へ出力される。
The armature currents flowing through the plurality of brushless motors 51 are collectively detected by the shunt resistor Rs of the current detection circuit 4, converted into a voltage, and output to the harmonic elimination circuit 13. The output voltage of the current detection circuit 4 is
The harmonic removal circuit 13 stores the data in the capacitor C1 in synchronization with the output of the chopper control circuit 18 while the lower arm transistor Qy of the inverter circuit 3 is on. By storing the output voltage of the current detection circuit 4 in synchronization with the chopper control in this way, harmonic components due to the chopper control are removed. The output voltage of the current detection circuit 4 stored in the capacitor C1 is amplified by a factor of about 5.7, and further passed through an RC low-pass filter including a resistor R16 and a capacitor C6. Is output to the non-inverting input terminal.

【0090】一方、始動補償回路7では、チョッパ制御
回路18から出力される矩形波のロウ出力のデューティ
比が所定値以上(例えば約3.8%以上)に達すると
(図4(b)B)、オペアンプOP11の出力電圧が0
ボルトから約8.5ボルトへ急上昇する(図4(d)
B)。このオペアンプOP11の出力電圧の上昇によ
り、コンデンサC12及び抵抗R34により構成される
微分回路が作動し、8.5ボルト弱の電圧値から徐々に
下降する微分パルス状の電圧が優先回路8へ出力される
(図4(e)B)。
On the other hand, in the starting compensation circuit 7, when the duty ratio of the row output of the rectangular wave output from the chopper control circuit 18 reaches a predetermined value or more (for example, about 3.8% or more) (FIG. 4B). ), The output voltage of the operational amplifier OP11 is 0
It rises sharply from the bolt to about 8.5 volts (Fig. 4 (d)
B). Due to the increase of the output voltage of the operational amplifier OP11, a differentiating circuit constituted by the capacitor C12 and the resistor R34 operates, and a differential pulse-like voltage gradually falling from a voltage value of slightly less than 8.5 volts is output to the priority circuit 8. (FIG. 4 (e) B).

【0091】優先回路8へは、始動補償回路7の出力の
他に、増幅回路6により増幅されたサンプリング回路5
の電圧も出力される。しかし、転流指令が未だ1度も発
せられていない状態では、サンプリング回路5のサンプ
ル動作は行われておらず、出力電圧は0ボルトである。
よって、優先回路8により、始動補償回路7の出力がサ
ンプリング回路5の出力より優先され、転流指令回路9
のコンパレータCP1の反転入力端へ出力される。
To the priority circuit 8, in addition to the output of the starting compensation circuit 7, the sampling circuit 5 amplified by the amplifier circuit 6
Is also output. However, when the commutation command has not been issued yet, the sampling operation of the sampling circuit 5 is not performed, and the output voltage is 0 volt.
Therefore, the priority circuit 8 gives priority to the output of the starting compensation circuit 7 over the output of the sampling circuit 5 and the commutation command circuit 9
To the inverting input terminal of the comparator CP1.

【0092】転流指令回路9では、コンパレータCP1
により、高調波除去回路13の出力電圧と、優先回路8
を介して出力された始動補償回路7の出力電圧とが比較
される。比較の結果、高調波除去回路13の出力電圧が
始動補償回路7の出力電圧より大きくなるまで、転流指
令56の出力が待機される。この転流指令56の出力が
待機される間、電機子巻線の同じ相(例えばU相からV
相)への通電が継続されるので、複数のブラシレスモー
タ51へ始動トルクを発生させるために充分な電機子電
流が供給され、複数のブラシレスモータ51の界磁回転
子が徐々に回転を開始する。
In the commutation command circuit 9, the comparator CP1
Thus, the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 and the priority circuit 8
Is compared with the output voltage of the starting compensation circuit 7 output through As a result of the comparison, the output of the commutation command 56 is on standby until the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 becomes higher than the output voltage of the starting compensation circuit 7. While the output of the commutation command 56 is on standby, the same phase of the armature winding (for example, U-phase to V-phase)
Phase), the armature current sufficient to generate the starting torque to the plurality of brushless motors 51 is supplied, and the field rotors of the plurality of brushless motors 51 gradually start rotating. .

【0093】界磁の回転にともなって、ブラシレスモー
タ51の電機子電流の値は変化する。電機子電流値の変
化は、電流検出回路4のシャント抵抗Rsによって検出
され、チョッパ制御回路18の出力に同期して、高調波
除去回路13に記憶される。記憶された電流検出回路4
の出力電圧は、高調波除去回路13内にて略5.7倍に
増幅され、ゼロリセット回路10を介して転流指令回路
9のコンパレータCP1の非反転入力端へ出力される。
この結果、高調波除去回路13の出力電圧が始動補償回
路7の出力電圧より大となると、転流指令回路9のコン
パレータCP1からハイ信号55が出力され、単安定マ
ルチバイブレータMM1からワンショットの転流指令5
6が計数回路11へ出力される。
The value of the armature current of the brushless motor 51 changes with the rotation of the field. The change in the armature current value is detected by the shunt resistor Rs of the current detection circuit 4 and stored in the harmonic removal circuit 13 in synchronization with the output of the chopper control circuit 18. Stored current detection circuit 4
Is amplified approximately 5.7 times in the harmonic elimination circuit 13 and output to the non-inverting input terminal of the comparator CP1 of the commutation command circuit 9 via the zero reset circuit 10.
As a result, when the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 becomes higher than the output voltage of the start compensation circuit 7, the high signal 55 is output from the comparator CP1 of the commutation command circuit 9, and the one-shot multivibrator MM1 outputs the one-shot Flow command 5
6 is output to the counting circuit 11.

【0094】転流指令56を入力した計数回路11のカ
ウンタCTは、転流指令56のパルスの立ち上がりに応
動して出力端0〜5の出力状態を更新し、分配回路12
へ出力する。例えば、転流指令前の出力端0〜5の出力
状態が「100000」であれば、転流指令56によっ
て、「010000」に更新される(図7参照)。この
結果、分配回路12の「uvwxyz」の各出力は「0
11001」となり、インバータ回路3のオンされてい
た電界効果トランジスタQu,Qyに代わって、電界効
果トランジスタQu,Qzがオンされ、U相からV相へ
流されていたブラシレスモータ51の電機子電流がU相
からW相へ転流される。
The counter CT of the counting circuit 11 to which the commutation command 56 has been input updates the output state of the output terminals 0 to 5 in response to the rise of the pulse of the commutation command 56, and
Output to For example, if the output state of the output terminals 0 to 5 before the commutation command is “100000”, the output is updated to “010000” by the commutation command 56 (see FIG. 7). As a result, each output of “uvwxyz” of the distribution circuit 12 becomes “0”.
11001 ", and the field effect transistors Qu and Qz are turned on in place of the field effect transistors Qu and Qy that were turned on in the inverter circuit 3, and the armature current of the brushless motor 51 flowing from the U phase to the V phase is reduced. It is commutated from the U phase to the W phase.

【0095】一方、転流指令回路9から出力される転流
指令56は、計数回路11のみならず、サンプリング回
路5及びゼロリセット回路10へも出力され、両回路
5,10のアナログスイッチAS2,AS3をオンさせ
る。
On the other hand, the commutation command 56 output from the commutation command circuit 9 is output not only to the counting circuit 11 but also to the sampling circuit 5 and the zero reset circuit 10, and the analog switches AS2 and Turn on AS3.

【0096】ゼロリセット回路10のアナログスイッチ
AS3がオンされると、高調波除去回路13の出力電圧
が0ボルトに擬制リセットされる。これによりコンパレ
ータCP1の非反転入力端への出力電圧が、その反転入
力端への出力電圧より確実に低くされるので、転流指令
回路9のコンパレータCP1の出力がハイからロウに切
り替えられ、単一パルス55を生じる(図3(f))。
よって、前記単一パルス55に応動した転流指令回路9
の単安定マルチバイブレータMM1は、サンプル時期補
正回路15のハイ出力のデューティ比と、可変抵抗VR
3、抵抗R15及びコンデンサC5で定まる所定時間が
経過すると、その出力をハイからロウへ切り替えて、次
の転流指令56の発生待機状態へ移行する。
When the analog switch AS3 of the zero reset circuit 10 is turned on, the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 is reset to 0 volt. This ensures that the output voltage of the comparator CP1 to the non-inverting input terminal is lower than the output voltage to the inverting input terminal, so that the output of the comparator CP1 of the commutation command circuit 9 is switched from high to low, A pulse 55 is generated (FIG. 3 (f)).
Therefore, the commutation command circuit 9 responding to the single pulse 55
The monostable multivibrator MM1 of the first embodiment has a high output duty ratio of the sample timing correction circuit 15 and a variable resistor VR.
3. When a predetermined time determined by the resistor R15 and the capacitor C5 elapses, the output is switched from high to low, and the state shifts to a state in which the next commutation command 56 is generated.

【0097】一方、サンプリング回路5は、転流指令5
6によりアナログスイッチAS2がオンされると、高調
波除去回路13の出力端と接続され、その高調波除去回
路13の出力電圧が、抵抗R7及びコンデンサC2で構
成されるRCローパスフィルタのコンデンサC2に入力
される。この状態から転流指令56がハイからロウへ切
り替わると、アナログスイッチAS2がオフされるが、
このオフ直前における高調波除去回路13の電圧値(瞬
時出力)が、コンデンサC2に記憶される。記憶された
電圧値(瞬時出力)は、増幅回路6により略1.4倍に
増幅され、優先回路8へ出力される。なお、前記したよ
うに、転流指令56は、第1及び第2の電流増加領域4
1,42の中間領域でハイからロウへ切り替わるので、
その中間領域における電流検出回路4の瞬時出力が、高
調波除去回路13を介して、サンプリング回路5により
抽出されるのである。
On the other hand, the sampling circuit 5
6, when the analog switch AS2 is turned on, the analog switch AS2 is connected to the output terminal of the harmonic elimination circuit 13, and the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 is applied to the capacitor C2 of the RC low-pass filter including the resistor R7 and the capacitor C2. Is entered. When the commutation command 56 switches from high to low from this state, the analog switch AS2 is turned off.
The voltage value (instantaneous output) of the harmonic elimination circuit 13 immediately before turning off is stored in the capacitor C2. The stored voltage value (instantaneous output) is amplified by about 1.4 times by the amplifier circuit 6 and output to the priority circuit 8. Note that, as described above, the commutation command 56 is transmitted to the first and second current increasing regions 4.
Since it switches from high to low in the middle area of 1,42,
The instantaneous output of the current detection circuit 4 in the intermediate region is extracted by the sampling circuit 5 via the harmonic removal circuit 13.

【0098】ところで、図4(e)Bに図示するよう
に、始動補償回路7の出力電圧は、8.5ボルト弱の電
圧値から時間の経過とともに負の勾配を有して徐々に逓
減する。一方、サンプリング回路5の出力電圧は、電流
検出回路4によって検出された電機子電流の瞬時値であ
るので、ブラシレスモータ51の始動後徐々に(段階的
に)上昇していく。即ち、増幅されたサンプリング回路
5の出力電圧は、電機子電流の通電開始後、時間の経過
とともに徐々に離散的に上昇する。
By the way, as shown in FIG. 4 (e) B, the output voltage of the starting compensation circuit 7 gradually decreases with a lapse of time from a voltage value of slightly less than 8.5 volts with a negative gradient. . On the other hand, since the output voltage of the sampling circuit 5 is the instantaneous value of the armature current detected by the current detection circuit 4, the output voltage gradually (stepwise) increases after the start of the brushless motor 51. That is, the amplified output voltage of the sampling circuit 5 gradually increases discretely with the passage of time after the start of the passage of the armature current.

【0099】優先回路8は、この増幅されたサンプリン
グ回路5の出力電圧と始動補償回路7の出力電圧とのう
ち、大きい方の出力電圧を転流指令回路9へ出力する。
よって、優先回路8の出力は、ある時点を境にして、始
動補償回路7の出力電圧から、増幅されたサンプリング
回路5の出力電圧へと切り替わる。そして、この切替以
降は、増幅されたサンプリング回路5の出力電圧が、優
先回路8の出力電圧(即ち、転流目標電圧)として、継
続して転流指令回路9へ出力されるのである。
The priority circuit 8 outputs the larger one of the amplified output voltage of the sampling circuit 5 and the output voltage of the starting compensation circuit 7 to the commutation command circuit 9.
Therefore, the output of the priority circuit 8 switches from the output voltage of the starting compensation circuit 7 to the amplified output voltage of the sampling circuit 5 at a certain point in time. After this switching, the amplified output voltage of the sampling circuit 5 is continuously output to the commutation command circuit 9 as the output voltage of the priority circuit 8 (that is, the commutation target voltage).

【0100】転流指令回路9のコンパレータCP1は、
高調波除去回路13の出力電圧がサンプリング回路5の
出力電圧の1.4倍以上となると、単安定マルチバイブ
レータMM1へハイ信号55を出力する(図3
(f))。その結果、転流指令回路9からワンショット
の転流指令56が計数回路11(及び、サンプリング回
路5、ゼロリセット回路10)へ出力され(図3
(g))、計数回路11、分配回路12及びインバータ
回路3によって、複数のブラシレスモータ51の転流が
行われる。そして、この転流が継続されることにより、
複数のブラシレスモータ51が回転されるのである。
The comparator CP1 of the commutation command circuit 9
When the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 becomes 1.4 times or more the output voltage of the sampling circuit 5, a high signal 55 is output to the monostable multivibrator MM1 (FIG. 3).
(F)). As a result, a one-shot commutation command 56 is output from the commutation command circuit 9 to the counting circuit 11 (and the sampling circuit 5 and the zero reset circuit 10) (FIG. 3).
(G)) The commutation of the plurality of brushless motors 51 is performed by the counting circuit 11, the distribution circuit 12, and the inverter circuit 3. And by continuing this commutation,
The plurality of brushless motors 51 are rotated.

【0101】また、転流指令回路9からは転流指令56
の反転出力(Qバー出力)が速度検出回路15へ出力さ
れる(図8)。速度検出回路15では、この反転出力の
立ち上がり毎に単安定マルチバイブレータMM2から一
定時間幅のワンショットのハイパルス58が出力され、
このハイパルス58が抵抗R37及びコンデンサC14
のRC平均化回路によって平均化される(図8
(c))。ハイパルス58は転流指令毎に出力されるの
で、転流周期が短いほど、即ち、ブラシレスモータ51
の回転速度が速いほど、平均化された電圧値(コンデン
サC14の端子間電圧値)は高くなる。よって、この平
均化されたコンデンサC14の端子間電圧がブラシレス
モータ51の実速度情報として、バッファOP12を介
して、速度補正回路17及びサンプル時期補正回路19
へ出力される(フィードバックされる)。
The commutation command 56 is transmitted from the commutation command circuit 9.
(Q bar output) is output to the speed detection circuit 15 (FIG. 8). In the speed detection circuit 15, a one-shot high pulse 58 having a fixed time width is output from the monostable multivibrator MM2 every time the inverted output rises.
The high pulse 58 is supplied to the resistor R37 and the capacitor C14.
(FIG. 8)
(C)). Since the high pulse 58 is output for each commutation command, the shorter the commutation cycle, that is, the brushless motor 51
The higher the rotation speed of is, the higher the averaged voltage value (the voltage value between the terminals of the capacitor C14). Therefore, the averaged voltage between the terminals of the capacitor C14 is used as the actual speed information of the brushless motor 51 via the buffer OP12 via the speed correction circuit 17 and the sample timing correction circuit 19.
Output (feedback).

【0102】速度補正回路17へは、この速度検出回路
15から出力された実速度情報としての電圧値の他に、
速度設定回路16で設定された目標速度情報としての電
圧値が出力される。速度補正回路17では両電圧値が比
較増幅され、その増幅結果が操作量としてチョッパ制御
回路18へ出力される。前述したように、目標速度の電
圧値をV1、実速度の電圧値をV2とすると、速度補正回
路17からは、Vo=V1+10(V1−V2)の電圧Vo
が、チョッパ制御回路18のコンパレータCP3の反転
入力端へ出力される。
[0102] In addition to the voltage value as the actual speed information output from the speed detection circuit 15, the speed correction circuit 17
The voltage value as the target speed information set by the speed setting circuit 16 is output. The speed correction circuit 17 compares and amplifies the two voltage values, and outputs the amplified result to the chopper control circuit 18 as an operation amount. As described above, V 1 the voltage value of the target speed, when the voltage value of the actual speed is V 2, from the speed correction circuit 17, V o = V 1 +10 voltage V o of (V 1 -V 2)
Is output to the inverting input terminal of the comparator CP3 of the chopper control circuit 18.

【0103】チョッパ制御回路18のコンパレータCP
3の非反転入力端へは、ノコギリ波生成回路14から一
定周期で発振するノコギリ波が出力されている。よっ
て、速度設定回路16の目標電圧V1が速度検出回路1
5の検出電圧V2より高い場合には(V1>V2)、チョ
ッパ制御回路18から出力される矩形波のロウ出力のデ
ューティ比が大きくなって、ブラシレスモータ51へ印
加される電圧の実効の値が増加し、その回転速度が上昇
方向へ修正される。逆に、速度設定回路16の目標電圧
1が速度検出回路15の検出電圧V2より低い場合には
(V1<V2)、チョッパ制御回路18から出力される矩
形波のロウ出力のデューティ比が小さくなって、ブラシ
レスモータ51へ印加される電圧の実効の値が減少し、
その回転速度が下降方向へ修正される。このように複数
のブラシレスモータ51の実回転速度は、フィードバッ
クされ、目標速度に一致するように修正されていくので
ある。
Comparator CP of chopper control circuit 18
A sawtooth wave oscillating at a constant period is output from the sawtooth wave generating circuit 14 to the non-inverting input terminal 3. Therefore, the target voltage V 1 is the speed detection circuit of the speed setting circuit 16 1
When 5 higher than the detection voltage V 2 of (V 1> V 2), chopper control circuit 18 increases the duty ratio of the low output of the rectangular wave output from the effective voltage applied to the brushless motor 51 Is increased, and the rotation speed is corrected in the upward direction. Conversely, if the target voltage V 1 of the speed setting circuit 16 is lower than the detection voltage V 2 of the speed detection circuit 15 (V 1 <V 2 ), the duty of the rectangular wave row output output from the chopper control circuit 18 The ratio becomes smaller, the effective value of the voltage applied to the brushless motor 51 decreases,
The rotation speed is corrected in the downward direction. As described above, the actual rotation speeds of the plurality of brushless motors 51 are fed back and corrected so as to match the target speed.

【0104】以上説明したように、ブラシレスモータ5
1の電機子電流が、サンプリング回路5により保持され
た瞬時値の1.4倍以上となると、転流指令56が出力
される。サンプリング回路5による抽出は、第1及び第
2の電流増加領域41,42の中間の領域で行われるの
で、転流指令56は第2の電流増加領域42において出
力され、この領域42でブラシレスモータ51の転流が
行われる。よって、このブラシレスモータ駆動回路1に
より、ホール素子やシャフトエンコーダなどの回転子磁
極位置センサを用いることなく、複数のブラシレスモー
タ51を円滑に駆動することができる。
As described above, the brushless motor 5
When the armature current 1 becomes 1.4 times or more the instantaneous value held by the sampling circuit 5, a commutation command 56 is output. Since the extraction by the sampling circuit 5 is performed in the area between the first and second current increasing areas 41 and 42, the commutation command 56 is output in the second current increasing area 42, and the brushless motor 51 commutation is performed. Therefore, the brushless motor drive circuit 1 can smoothly drive the plurality of brushless motors 51 without using a rotor magnetic pole position sensor such as a Hall element or a shaft encoder.

【0105】特に、本実施例のモータ駆動回路1では、
ブラシレスモータ51の実速度情報をフィードバックし
て、ユーザーにより設定された目標速度と比較し、その
差に応じて、ブラシレスモータ51に印加される実効の
電圧を変化させている。このため複数のブラシレスモー
タ51を絶えず目標と一致する速度で回転させることが
できるのである。
In particular, in the motor drive circuit 1 of the present embodiment,
The actual speed information of the brushless motor 51 is fed back, compared with the target speed set by the user, and the effective voltage applied to the brushless motor 51 is changed according to the difference. Therefore, the plurality of brushless motors 51 can be constantly rotated at a speed matching the target.

【0106】このブラシレスモータ51へ印加される実
効の電圧はパルス幅変調(PWM)制御によって変更さ
れ、このパルス幅変調制御を行うためにチョッパ制御が
用いられる。チョッパ制御には高調波成分が伴うが、か
かる高調波成分は、ローパスフィルタにより平均化して
除去するのではなく、高調波除去回路13をチョッパ制
御に同期して動作させ除去している。よって、チョッパ
制御のデューティ比が小さい場合にも、電機子電流を正
しい値に保ったまま検出することができるので、デュー
ティ比の小さい低速運転時においても、適切なタイミン
グで転流動作を行わせることができる。従って、デュー
ティ比が約3.8%〜100%の全域において、複数の
ブラシレスモータ51を可変速運転させることができ
る。
The effective voltage applied to the brushless motor 51 is changed by pulse width modulation (PWM) control, and chopper control is used to perform the pulse width modulation control. Harmonic components accompany the chopper control, but the harmonic components are not removed by averaging with a low-pass filter but are removed by operating the harmonic removing circuit 13 in synchronization with the chopper control. Therefore, even when the duty ratio of the chopper control is small, the detection can be performed while the armature current is kept at a correct value. be able to. Accordingly, the plurality of brushless motors 51 can be operated at a variable speed in the entire range where the duty ratio is about 3.8% to 100%.

【0107】また、転流動作毎に電流検出回路4の瞬時
出力をサンプリング回路5により抽出し、その瞬時値に
基づいて転流動作を行うようにしているので、負荷トル
クの急変時においても、転流タイミングが迅速に調節さ
れ、適切な転流動作を行うことができる。
Further, the instantaneous output of the current detection circuit 4 is extracted by the sampling circuit 5 for each commutation operation, and the commutation operation is performed based on the instantaneous value. The commutation timing is quickly adjusted, and an appropriate commutation operation can be performed.

【0108】次に、図面を参照して、前記した第1実施
例の変形例を説明する。図9は、第2実施例におけるブ
ラシレスモータ駆動回路100である。この第2実施例
のブラシレスモータ駆動回路100は、前記した第1実
施例のブラシレスモータ駆動回路1から、速度情報をフ
ィードバックして実速度を目標速度に補正するための速
度検出回路15、速度補正回路17およびサンプル時期
補正回路19を削除し、若干の変更を加えたものであ
る。特に、始動補償回路107、転流指令回路109、
PWMチョッパ制御回路114に変更が加えられてい
る。なお、前記した第1実施例と同一の部分には同一の
番号を付し、その説明は省略する。
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 shows a brushless motor drive circuit 100 according to the second embodiment. The brushless motor driving circuit 100 according to the second embodiment includes a speed detection circuit 15 for correcting the actual speed to the target speed by feeding back speed information from the brushless motor driving circuit 1 according to the first embodiment. The circuit 17 and the sample timing correction circuit 19 are deleted and slightly modified. In particular, the starting compensation circuit 107, the commutation command circuit 109,
Changes have been made to the PWM chopper control circuit 114. The same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0109】始動補償回路107は、複数のブラシレス
モータ51の始動時に、ブラシレスモータ51が充分な
始動トルクを発生できるようにするため、増幅されたサ
ンプリング回路5の出力に代わって、転流目標電圧を転
流指令回路109へ出力するための回路である。この始
動補償回路107は、PWMチョッパ制御回路114と
連動して動作する。即ち、PWMチョッパ制御回路11
4によるチョッパ制御のデューティ比が、所定値未満の
小さい値から所定値以上に上げられた場合に、例えば、
デューティ比が3%未満から3%以上にされた場合に、
転流目標電圧を優先回路8を介して転流指令回路109
へ出力するのである。
The start compensation circuit 107 replaces the amplified output of the sampling circuit 5 with a commutation target voltage so that the brushless motor 51 can generate a sufficient start torque when the plurality of brushless motors 51 start. Is output to the commutation command circuit 109. The start compensation circuit 107 operates in conjunction with the PWM chopper control circuit 114. That is, the PWM chopper control circuit 11
When the duty ratio of the chopper control according to 4 is increased from a small value less than a predetermined value to a predetermined value or more, for example,
When the duty ratio is increased from less than 3% to more than 3%,
The commutation target voltage is transferred to the commutation command circuit 109 via the priority circuit 8.
Output to

【0110】始動補償回路107は、PWMチョッパ制
御回路114の出力端にカソード接続されたダイオード
D101を備えており、そのダイオードD101のアノ
ードは、9ボルトのツェナーダイオードZD100のア
ノードに接続されている。ツェナーダイオードZD10
0のカソードは、0.1μFのコンデンサC103、及
び、56kΩの抵抗R111の一端と、トランジスタQ
101のベース端子とに接続されている。トランジスタ
Q101のエミッタ端子は、コンデンサC103及び抵
抗R111の他端と、補助電源回路2の10ボルト出力
とに接続されている。また、トランジスタQ101のコ
レクタ端子は、回路接地された1kΩの抵抗R112
と、10μFの電解コンデンサC104のプラス側端子
に接続されており、その電解コンデンサC104のマイ
ナス側端子は、回路接地された100kΩの抵抗R11
3と、アノード接地されたダイオードD102のカソー
ド、及び、500kΩの可変抵抗VR102の一端に接
続されている。可変抵抗VR102の他端は150kΩ
の抵抗R114の一端に接続され、その抵抗R114の
他端は、始動補償回路107の出力端として、優先回路
8の入力端であるダイオードD3のアノードに接続され
ている。
The starting compensation circuit 107 includes a diode D101 which is cathode-connected to the output terminal of the PWM chopper control circuit 114, and the anode of the diode D101 is connected to the anode of a 9-volt zener diode ZD100. Zener diode ZD10
0 is connected to one end of a capacitor C103 of 0.1 μF and one end of a resistor R111 of 56 kΩ,
101 is connected to the base terminal. The emitter terminal of the transistor Q101 is connected to the other end of the capacitor C103 and the resistor R111, and to the 10 volt output of the auxiliary power supply circuit 2. The collector terminal of the transistor Q101 is connected to a circuit grounded 1 kΩ resistor R112.
Is connected to the plus side terminal of a 10 μF electrolytic capacitor C104, and the minus side terminal of the electrolytic capacitor C104 is connected to a circuit grounded 100 kΩ
3, a cathode of a diode D102 whose anode is grounded, and one end of a variable resistor VR102 of 500 kΩ. The other end of the variable resistor VR102 is 150 kΩ
The other end of the resistor R114 is connected to the anode of the diode D3, which is the input terminal of the priority circuit 8, as the output terminal of the starting compensation circuit 107.

【0111】この始動補償回路107によれば、PWM
チョッパ制御回路114の可変抵抗VR104の分圧比
が所定値未満(例えば、3%未満)に下げられて、駆動
されていた複数のブラシレスモータ51が、一旦停止し
たり、若しくは、低速回転になったとしても、その後、
再度、可変抵抗VR104の分圧比が所定値以上(例え
ば、3%以上)に上げられると、始動補償回路107か
らブラシレスモータ51の始動に充分な転流目標電圧が
出力されるので、複数のブラシレスモータ51が的確に
始動されるのである。このように始動補償回路107
は、PWMチョッパ制御回路114に連動して動作す
る。
According to the starting compensation circuit 107, the PWM
The voltage dividing ratio of the variable resistor VR104 of the chopper control circuit 114 is reduced to less than a predetermined value (for example, less than 3%), and the plurality of driven brushless motors 51 temporarily stop or rotate at a low speed. And then
When the voltage division ratio of the variable resistor VR 104 is increased again to a predetermined value or more (for example, 3% or more), a commutation target voltage sufficient for starting the brushless motor 51 is output from the start compensation circuit 107. The motor 51 is started properly. Thus, the starting compensation circuit 107
Operate in conjunction with the PWM chopper control circuit 114.

【0112】転流指令回路109は、ブラシレスモータ
51の転流指令を計数回路11のみならず、サンプリン
グ回路5及びゼロリセット回路10へ出力するための回
路であり、主に、コンパレータCP101と、単安定マ
ルチバイブレータMM100とから構成されている。コ
ンパレータCP101の反転入力端は優先回路8の出力
端と接続され、一方、非反転入力端は抵抗R16を介し
て高調波除去回路13の出力端と接続されている。ま
た、コンパレータCP101の出力端は、単安定マルチ
バイブレータMM100の入力端Aに接続され、転流指
令を発する単安定マルチバイブレータMM100の出力
端Qは、計数回路11の入力端CK、サンプリング回路
5及びゼロリセット回路10の両アナログスイッチAS
2,AS3のゲートに接続されている。
The commutation command circuit 109 is a circuit for outputting a commutation command of the brushless motor 51 not only to the counting circuit 11 but also to the sampling circuit 5 and the zero reset circuit 10. And a stable multivibrator MM100. The inverting input terminal of the comparator CP101 is connected to the output terminal of the priority circuit 8, while the non-inverting input terminal is connected to the output terminal of the harmonic elimination circuit 13 via the resistor R16. The output terminal of the comparator CP101 is connected to the input terminal A of the monostable multivibrator MM100. Both analog switches AS of the zero reset circuit 10
2, AS3.

【0113】また、転流指令回路109はダイオードD
104を備えており、そのダイオードD104のアノー
ドはインバータIaの出力端に接続され、そのカソード
は100kΩの可変抵抗VR103の一端に接続されて
いる。可変抵抗VR103の他端は、10kΩの抵抗R
115の一端に接続され、抵抗R115の他端は、0.
1μFのコンデンサC105の一端と単安定マルチバイ
ブレータMM100とに接続されている。また、コンデ
ンサC105の他端も、単安定マルチバイブレータMM
100に接続されている。
The commutation command circuit 109 is provided with a diode D
The diode D104 has an anode connected to an output terminal of the inverter Ia, and a cathode connected to one end of a 100 kΩ variable resistor VR103. The other end of the variable resistor VR103 is a resistor R of 10 kΩ.
115 is connected to one end of the resistor R115.
It is connected to one end of a 1 μF capacitor C105 and the monostable multivibrator MM100. The other end of the capacitor C105 is also connected to the monostable multivibrator MM.
100.

【0114】転流指令回路109では、コンパレータC
P101によって、高調波除去回路13の出力電圧と優
先回路8の出力電圧との大小が比較される。比較の結
果、高調波除去回路13の出力電圧が優先回路8の出力
電圧より大きくなると、コンパレータCP101の出力
端からハイ信号が単安定マルチバイブレータMM100
の入力端Aへ出力される。この結果、単安定マルチバイ
ブレータMM100の出力端Qから計数回路11へ、ワ
ンショットのハイ信号(転流指令)が出力される。な
お、この転流指令は、サンプリング回路5及びゼロリセ
ット回路10のアナログスイッチAS2,AS3のゲー
トへも同時に出力され、ハイの間、両スイッチAS2,
AS3をオン状態にする。
In the commutation command circuit 109, the comparator C
By P101, the magnitude of the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 and the magnitude of the output voltage of the priority circuit 8 are compared. As a result of the comparison, when the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 becomes higher than the output voltage of the priority circuit 8, a high signal is output from the output terminal of the comparator CP101 to the monostable multivibrator MM100.
Is output to the input terminal A. As a result, a one-shot high signal (commutation command) is output from the output terminal Q of the monostable multivibrator MM100 to the counting circuit 11. This commutation command is also output to the gates of the analog switches AS2 and AS3 of the sampling circuit 5 and the zero reset circuit 10 at the same time.
AS3 is turned on.

【0115】第1実施例の場合と同様に、サンプリング
回路5には、アナログスイッチAS2のオフ直前におけ
る高調波除去回路13の瞬時出力が保持される。このア
ナログスイッチAS2は、ハイの転流指令が出力されて
いる間オンされるので、サンプリング回路5には、転流
指令の立ち下がり時のタイミングで高調波除去回路13
の瞬時出力が保持されることになる。よって、サンプリ
ング回路5による瞬時出力の抽出タイミングは、転流指
令のパルス幅によって決定されるのである。
As in the case of the first embodiment, the sampling circuit 5 holds the instantaneous output of the harmonic elimination circuit 13 immediately before the analog switch AS2 is turned off. Since the analog switch AS2 is turned on while the high commutation command is being output, the sampling circuit 5 supplies the harmonic removal circuit 13
Will be retained. Therefore, the timing at which the sampling circuit 5 extracts the instantaneous output is determined by the pulse width of the commutation command.

【0116】このため転流指令のパルス幅は、そのパル
スの終了位置が、図1(b)に図示される第1の電流増
加領域41と第2の電流増加領域42との中間に位置す
るように設定される。即ち、第1及び第2の電流増加領
域41,42以外の領域で、サンプリング回路5による
抽出が行われるように転流指令のパルス幅が設定される
のである。
Therefore, the pulse width of the commutation command is such that the end position of the pulse is located between the first current increasing region 41 and the second current increasing region 42 shown in FIG. 1B. It is set as follows. That is, the pulse width of the commutation command is set so that sampling by the sampling circuit 5 is performed in regions other than the first and second current increasing regions 41 and 42.

【0117】前記したように、可変抵抗VR103及び
抵抗R115には、ダイオードD104を介して、PW
Mチョッパ制御回路114の出力電圧がインバータIa
により反転されて印加される。よって、チョッパ制御の
デューティ比の変化に応じて、その印加電圧の実効値も
変化する。従って、単安定マルチバイブレータMM10
0から出力される転流指令のパルス幅は、可変抵抗VR
103及び抵抗R115に印加される電圧値が大きくな
ると短くなり、逆に、印加される電圧値が小さくなると
長くなる。
As described above, the PW is connected to the variable resistor VR103 and the resistor R115 via the diode D104.
The output voltage of the M chopper control circuit 114 is the inverter Ia
And applied. Therefore, the effective value of the applied voltage changes according to the change of the duty ratio of the chopper control. Therefore, the monostable multivibrator MM10
The pulse width of the commutation command output from 0 is variable resistor VR
When the voltage value applied to the resistor 103 and the resistor R115 increases, the voltage decreases, and conversely, when the voltage value decreases, the voltage decreases.

【0118】このためPWMチョッパ制御回路114か
ら出力されるパルスのデューティ比が大きくなって、複
数のブラシレスモータ51及び可変抵抗VR103に印
加される電圧の実効の値が大きくなると、ブラシレスモ
ータ51の回転速度が速くなるとともに、転流指令のパ
ルス幅も短くなる。逆に、PWMチョッパ制御回路11
4から出力されるパルスのデューティ比が小さくなっ
て、複数のブラシレスモータ51及び可変抵抗VR10
3に印加される電圧の実効の値が小さくなると、ブラシ
レスモータ51の回転速度が遅くなるとともに、転流指
令のパルス幅も長くなる。このように、この転流指令回
路109によれば、チョッパ制御による可変速運転に追
従して、転流指令のパルス幅が(サンプリング回路5に
よる瞬時出力の抽出タイミングが)、適切な位置に自動
修正されるのである。
For this reason, when the duty ratio of the pulse output from the PWM chopper control circuit 114 increases and the effective value of the voltage applied to the plurality of brushless motors 51 and the variable resistor VR103 increases, the rotation of the brushless motor 51 increases. As the speed increases, the pulse width of the commutation command also decreases. Conversely, the PWM chopper control circuit 11
4, the duty ratio of the pulse output from the plurality of brushless motors 51 and the variable resistors VR10
When the effective value of the voltage applied to 3 decreases, the rotation speed of brushless motor 51 decreases and the pulse width of the commutation command also increases. As described above, according to the commutation command circuit 109, the pulse width of the commutation command (the timing of extracting the instantaneous output by the sampling circuit 5) automatically follows the variable speed operation by the chopper control. It will be corrected.

【0119】PWMチョッパ制御回路114は、チョッ
パ状の矩形波をインバータ回路3の下アームトランジス
タQx〜Qzへ出力して、複数のブラシレスモータ51
をチョッパ制御するための回路である。このPWMチョ
ッパ制御回路114から出力される矩形波のデューティ
比を制御することにより、ブラシレスモータ51に印加
される実効の電圧が制御され、ブラシレスモータ51の
可変速運転が行われるのである。
The PWM chopper control circuit 114 outputs a chopper-shaped rectangular wave to the lower arm transistors Qx to Qz of the inverter circuit 3 and outputs a plurality of brushless motors 51.
Is a circuit for chopper control. By controlling the duty ratio of the rectangular wave output from the PWM chopper control circuit 114, the effective voltage applied to the brushless motor 51 is controlled, and the variable speed operation of the brushless motor 51 is performed.

【0120】PWMチョッパ制御回路114は、コンパ
レータCP102を備えており、そのコンパレータCP
102の非反転入力端には、100kΩの抵抗R119
と、220kΩの抵抗R120と、ダイオードD109
のアノードとが接続されている。抵抗R120の他端は
回路接地され、抵抗R119の他端は、補助電源回路2
の10ボルト出力に接続されている。また、ダイオード
D109のカソードは、他端が補助電源回路2の10ボ
ルト出力に接続された1kΩの抵抗R118と、コンパ
レータCP102の出力端と、82kΩの抵抗R121
と、ダイオードD110のカソードとに接続されてい
る。抵抗R121の他端及びダイオードD110のアノ
ードは、回路接地された180pFのコンデンサC10
8、及び、コンパレータCP102の反転入力端に接続
されている。
The PWM chopper control circuit 114 has a comparator CP102.
A non-inverting input terminal 102 has a resistor R119 of 100 kΩ.
And a resistor R120 of 220 kΩ and a diode D109.
Is connected to the anode. The other end of the resistor R120 is grounded, and the other end of the resistor R119 is connected to the auxiliary power circuit 2
10 volt output. The cathode of the diode D109 has a resistor R118 of 1 kΩ connected at the other end to the 10 volt output of the auxiliary power supply circuit 2, an output terminal of the comparator CP102, and a resistor R121 of 82 kΩ.
And the cathode of the diode D110. The other end of the resistor R121 and the anode of the diode D110 are connected to a 180 pF capacitor C10 grounded to the circuit.
8 and the inverting input terminal of the comparator CP102.

【0121】コンパレータCP102の反転入力端は、
この他に、コンパレータCP103の非反転入力端に接
続されている。一方、コンパレータCP103の反転入
力端は、マイナス側端子が回路接地された10μFの電
解コンデンサC109のプラス側端子と、10kΩの抵
抗R122に接続されている。抵抗R122の他端は、
5kΩの可変抵抗VR104の摺動子に接続され、可変
抵抗VR104の一端は、他端が補助電源回路2の10
ボルト出力に接続された2.2kΩの抵抗R123に接
続され、その他端は、回路接地された560Ωの抵抗R
124に接続されている。更に、コンパレータCP10
3の出力端は、1kΩのプルアップ抵抗R125を介し
て補助電源回路2の10ボルト出力に接続されるととも
に、PWMチョッパ制御回路114の出力端として、イ
ンバータIa,Ix〜Izの入力端と、始動補償回路1
07の入力端とに接続されている。
The inverting input terminal of the comparator CP102 is
In addition, it is connected to the non-inverting input terminal of the comparator CP103. On the other hand, the inverting input terminal of the comparator CP103 is connected to the plus terminal of the 10 μF electrolytic capacitor C109 whose minus terminal is grounded to the circuit and the resistor R122 of 10 kΩ. The other end of the resistor R122 is
One end of the variable resistor VR104 is connected to the slider of the 5kΩ variable resistor VR104.
The other end is connected to a 2.2 kΩ resistor R123 connected to the volt output, and the other end is connected to a circuit grounded 560Ω resistor R123.
124. Further, the comparator CP10
3 is connected to the 10 volt output of the auxiliary power supply circuit 2 via a 1 kΩ pull-up resistor R125, and as the output terminal of the PWM chopper control circuit 114, the input terminals of the inverters Ia, Ix to Iz; Start compensation circuit 1
07 is connected to the input terminal.

【0122】このPWMチョッパ制御回路114から
は、約20kHzの矩形波が出力される。その矩形波の
デューティ比は、可変抵抗VR104の摺動子位置を変
更することにより変更される。なお、可変抵抗VR10
4の摺動子位置が急変された場合にも、コンデンサC1
09の作用によって、PWMチョッパ制御回路114か
ら出力される矩形波のデューティ比は、急変することな
く、徐々に変更されていく。従って、かかる摺動子位置
の急変時においても、ブラシレスモータ51の回転速度
は徐々に変更され、円滑に駆動される。
This PWM chopper control circuit 114 outputs a rectangular wave of about 20 kHz. The duty ratio of the rectangular wave is changed by changing the position of the slider of the variable resistor VR104. Note that the variable resistor VR10
When the position of the slider 4 is suddenly changed, the capacitor C1
By the operation of 09, the duty ratio of the rectangular wave output from the PWM chopper control circuit 114 is gradually changed without sudden change. Therefore, even at the time of such a sudden change in the slider position, the rotation speed of the brushless motor 51 is gradually changed, and the brushless motor 51 is driven smoothly.

【0123】図10は、第3実施例におけるブラシレス
モータ駆動回路200である。第1及び第2実施例のブ
ラシレスモータ駆動回路1,100では、高調波除去回
路13の出力電圧の瞬時値をサンプリング回路5により
抽出し、高調波除去回路13の出力電圧がその抽出値の
略1.4倍になった場合に、転流指令回路9,109か
ら転流指令を出力するようにしていた。これに対し、第
3実施例のブラシレスモータ駆動回路200は、高調波
除去回路13の出力電圧を平均化し、高調波除去回路1
3の出力電圧がその平均化された電圧の略1.4倍とな
った場合に、転流指令回路209から転流指令を出力す
るようにしたものである。このように回路を構成するこ
とにより、回路コストを低減して、複数のブラシレスモ
ータ51を駆動することができるのである。以下、第2
実施例のブラシレスモータ駆動回路100と同一の部分
には同一の符号を付して、その説明を省略し、異なる部
分のみ説明する。
FIG. 10 shows a brushless motor drive circuit 200 according to the third embodiment. In the brushless motor driving circuits 1 and 100 of the first and second embodiments, the sampling circuit 5 extracts the instantaneous value of the output voltage of the harmonic elimination circuit 13, and the output voltage of the harmonic elimination circuit 13 is substantially equal to the extracted value. The commutation command is output from the commutation command circuits 9 and 109 when the power becomes 1.4 times. On the other hand, the brushless motor drive circuit 200 of the third embodiment averages the output voltage of the
The commutation command is output from the commutation command circuit 209 when the output voltage of No. 3 becomes approximately 1.4 times the averaged voltage. By configuring the circuit in this manner, the plurality of brushless motors 51 can be driven while reducing the circuit cost. Hereinafter, the second
The same parts as those of the brushless motor drive circuit 100 of the embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described.

【0124】第1低減回路205は、高調波除去回路1
3の出力電圧を1/2倍に低減(0.5倍に分圧)し
て、転流指令回路209へ出力するための回路であり、
10kΩの2つの抵抗R215,R216と、180p
FのコンデンサC206とから構成されている。抵抗R
216の一端は高調波除去回路13の出力端に接続さ
れ、その他端は回路接地されたコンデンサC206の一
端に接続されて、RCローパスフィルタを構成してい
る。このRCローパスフィルタにより、チョッパ制御に
伴って発生する静電移行(誘導)ノイズや電磁ノイズの
他、高調波除去回路13で除去しきれなかった高調波成
分が除去される。また、抵抗R216の他端には、転流
指令回路209のコンパレータCP201の非反転入力
端と、もう一つの抵抗R215の一端とが接続されてい
る。抵抗R215の他端は回路接地されており、2つの
抵抗R215,R216の抵抗値は共に10kΩである
ので、高調波除去回路13の出力電圧は、両抵抗R21
5,R216により、1/2倍に低減されて転流指令回
路209へ出力される。
The first reduction circuit 205 includes the harmonic elimination circuit 1
3 is a circuit for reducing the output voltage of No. 3 to 1/2 (divided by 0.5) and outputting it to the commutation command circuit 209.
Two resistors R215 and R216 of 10 kΩ and 180p
And an F capacitor C206. Resistance R
One end of 216 is connected to the output end of the harmonic elimination circuit 13, and the other end is connected to one end of a capacitor C206 that is grounded to form an RC low-pass filter. This RC low-pass filter removes electrostatic transfer (induction) noise and electromagnetic noise generated by chopper control, as well as harmonic components that cannot be completely removed by the harmonic removal circuit 13. The other end of the resistor R216 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator CP201 of the commutation command circuit 209 and one end of another resistor R215. The other end of the resistor R215 is grounded, and the resistance values of the two resistors R215 and R216 are both 10 kΩ.
5, R216, and is output to the commutation instruction circuit 209 after being reduced by half.

【0125】平均化回路206は、高調波除去回路13
の出力電圧を平均化して、第2低減回路208へ出力す
るための回路である。高調波除去回路13の出力端に接
続された10kΩの抵抗R213と、その抵抗R213
の他端にマイナス側端子が接続された100μFの電解
コンデンサC204との積分回路で構成されている。ま
た、コンデンサC204のプラス側端子は、回路接地さ
れた1kΩの抵抗R212に接続されている。この平均
化回路206は、後述する始動補償回路720と一部の
構成を共有しており、この点においても回路コストの低
減が図られている。
The averaging circuit 206 includes the harmonic elimination circuit 13
This is a circuit for averaging the output voltage of the second and outputting the averaged voltage to the second reduction circuit 208. A 10 kΩ resistor R213 connected to the output terminal of the harmonic elimination circuit 13;
And an integration circuit with a 100 .mu.F electrolytic capacitor C204 having a minus terminal connected to the other end. The positive terminal of the capacitor C204 is connected to a 1-kΩ resistor R212 grounded to the circuit. The averaging circuit 206 shares a part of the configuration with a start compensation circuit 720 described later, and the circuit cost is reduced in this respect as well.

【0126】始動補償回路207は、ブラシレスモータ
51の始動時に、複数のブラシレスモータ51が充分な
始動トルクを発生できるようにするため、平均化回路2
06の出力に代わって、転流目標電圧を転流指令回路2
09へ出力するための回路である。この始動補償回路2
07は、PWMチョッパ制御回路114と連動して動作
する。即ち、PWMチョッパ制御回路114によるチョ
ッパ制御のデューティ比が、所定値未満の小さい値から
所定値以上に上げられた場合に、例えば、デューティ比
が3%未満から3%以上にされた場合に、転流目標電圧
を転流指令回路209へ出力するのである。
The start compensating circuit 207 includes an averaging circuit 2 for enabling the plurality of brushless motors 51 to generate a sufficient starting torque when the brushless motor 51 is started.
06, the commutation target voltage is set to the commutation command circuit 2
This is a circuit for outputting to the circuit 09. This starting compensation circuit 2
07 operates in conjunction with the PWM chopper control circuit 114. That is, when the duty ratio of the chopper control by the PWM chopper control circuit 114 is increased from a small value less than a predetermined value to a predetermined value or more, for example, when the duty ratio is increased from less than 3% to 3% or more, The commutation target voltage is output to the commutation command circuit 209.

【0127】始動補償回路207は、PWMチョッパ制
御回路114の出力端にカソード接続されたダイオード
D201を備えており、そのダイオードD201のアノ
ードは、9ボルトのツェナーダイオードZD200のア
ノードに接続されている。ツェナーダイオードZD20
0のカソードは、0.1μFのコンデンサC203、及
び、56kΩの抵抗R211の一端と、トランジスタQ
201のベース端子とに接続されている。トランジスタ
Q201のエミッタ端子は、コンデンサC203及び抵
抗R211の他端と、補助電源回路2の10ボルト出力
とに接続されている。また、トランジスタQ201のコ
レクタ端子は、回路接地された1kΩの抵抗R212
と、100μFの電解コンデンサC204のプラス側端
子に接続されており、その電解コンデンサC204のマ
イナス側端子は、他端が回路接地された100kΩの可
変抵抗VR202と、10kΩの抵抗R213の一端と
に接続されている。
The starting compensation circuit 207 includes a diode D201 which is cathode-connected to the output terminal of the PWM chopper control circuit 114, and the anode of the diode D201 is connected to the anode of a 9-volt zener diode ZD200. Zener diode ZD20
0 is connected to one end of a capacitor C203 of 0.1 μF and one end of a resistor R211 of 56 kΩ,
201 is connected to the base terminal. The emitter terminal of the transistor Q201 is connected to the other end of the capacitor C203 and the resistor R211 and the 10 volt output of the auxiliary power supply circuit 2. The collector terminal of the transistor Q201 is connected to a circuit grounded 1 kΩ resistor R212.
And the negative terminal of the 100 μF electrolytic capacitor C204. The negative terminal of the electrolytic capacitor C204 is connected to one end of a 100 kΩ variable resistor VR202 whose other end is grounded and one end of a 10 kΩ resistor R213. Have been.

【0128】可変抵抗VR202は始動補償回路207
の一部を構成する一方、それ自体で、平均化回路206
及び始動補償回路207の出力電圧を低減する第2低減
回路208を構成している。可変抵抗VR202の摺動
子端は第2低減回路208の出力端として転流指令回路
209のコンパレータCP201の反転入力端に接続さ
れている。このように始動補償回路207は、第2低減
回路208を内包し、かつ、平均化回路206の一部
(C204,R212)を共有して構成されるので、そ
の分、回路コストを安価にすることができる。
The variable resistor VR 202 is connected to the starting compensation circuit 207
While itself forms an averaging circuit 206
And a second reduction circuit 208 for reducing the output voltage of the starting compensation circuit 207. The slider end of the variable resistor VR202 is connected to the inverting input terminal of the comparator CP201 of the commutation command circuit 209 as the output terminal of the second reduction circuit 208. As described above, the start compensation circuit 207 includes the second reduction circuit 208 and shares a part (C204, R212) of the averaging circuit 206, so that the circuit cost is reduced accordingly. be able to.

【0129】なお、可変抵抗VR202の摺動子位置を
調整することにより、平均化回路206及び始動補償回
路207の出力電圧の低減率を変更することができる。
よって、当然のことながら、かかる摺動子位置を調整す
ることにより、使用状況に合わせて、即ち、ブラシレス
モータ51の常用運転領域で最もモータ効率が向上する
ように、ブラシレスモータ駆動回路200をチューニン
グすることができるのである。本実施例では、第2低減
回路208により平均化回路206及び始動補償回路2
07の出力電圧が0.7倍に低減(分圧)されるよう
に、可変抵抗VR202の摺動子位置が調節されてい
る。
By adjusting the position of the slider of the variable resistor VR202, the reduction rate of the output voltage of the averaging circuit 206 and the starting compensation circuit 207 can be changed.
Therefore, it is a matter of course that the brushless motor drive circuit 200 is tuned by adjusting the position of the slider in accordance with the use condition, that is, so as to maximize the motor efficiency in the normal operation region of the brushless motor 51. You can do it. In the present embodiment, the averaging circuit 206 and the starting compensation circuit 2
The position of the slider of the variable resistor VR202 is adjusted so that the output voltage of the variable resistor 07 is reduced (divided) by 0.7 times.

【0130】転流指令回路209は、ブラシレスモータ
51の転流指令を計数回路11、及び、ゼロリセット回
路210へ出力するための回路である。この転流指令回
路209は、コンパレータCP201と、単安定マルチ
バイブレータMM200と、その単安定マルチバイブレ
ータMM200から出力されるワンショットパルス(転
流指令)のパルス幅を設定するための0.1μFのコン
デンサC205及び100kΩの可変抵抗VR203と
を備えている。コンパレータCP201の非反転入力端
は第1低減回路205の出力端と接続され、反転入力端
は第2低減回路208の出力端である可変抵抗VR20
2の摺動子端と接続されている。また、コンパレータC
P201の出力端は単安定マルチバイブレータMM20
0の入力端Aに接続され、単安定マルチバイブレータM
M200の出力端Qは、計数回路11の入力端CKと、
ゼロリセット回路210のアナログスイッチAS203
のゲートとに接続されている。
The commutation command circuit 209 is a circuit for outputting a commutation command of the brushless motor 51 to the counting circuit 11 and the zero reset circuit 210. The commutation command circuit 209 includes a comparator CP201, a monostable multivibrator MM200, and a 0.1 μF capacitor for setting a pulse width of a one-shot pulse (commutation command) output from the monostable multivibrator MM200. C205 and a variable resistor VR203 of 100 kΩ. The non-inverting input terminal of the comparator CP201 is connected to the output terminal of the first reduction circuit 205, and the inverting input terminal is the variable resistor VR20 which is the output terminal of the second reduction circuit 208.
2 is connected to the end of the slider. Further, the comparator C
The output terminal of P201 is a monostable multivibrator MM20.
0 is connected to the input terminal A, and the monostable multivibrator M
The output terminal Q of M200 is connected to the input terminal CK of the counting circuit 11,
Analog switch AS203 of zero reset circuit 210
Connected to the gate.

【0131】転流指令回路209では、コンパレータC
P201によって、第1低減回路205の出力電圧と第
2低減回路208の出力電圧との大小が比較される。比
較の結果、第1低減回路205の出力電圧が第2低減回
路208の出力電圧より大きくなると、コンパレータC
P201の出力端からハイ信号が単安定マルチバイブレ
ータMM200の入力端Aへ出力される。この結果、単
安定マルチバイブレータMM200の出力端Qから計数
回路11へ、ワンショットのハイ信号(転流指令)が出
力される。なお、この転流指令は、ゼロリセット回路2
10のアナログスイッチAS203のゲートへも出力さ
れ、ハイの間、そのアナログスイッチAS203をオン
状態にする。
In the commutation command circuit 209, the comparator C
By P201, the magnitudes of the output voltage of the first reduction circuit 205 and the output voltage of the second reduction circuit 208 are compared. As a result of the comparison, when the output voltage of the first reduction circuit 205 becomes higher than the output voltage of the second reduction circuit 208, the comparator C
A high signal is output from the output terminal of P201 to the input terminal A of the monostable multivibrator MM200. As a result, a one-shot high signal (commutation command) is output from the output terminal Q of the monostable multivibrator MM200 to the counting circuit 11. This commutation command is transmitted to the zero reset circuit 2
The signal is also output to the gate of the ten analog switches AS203, and while high, the analog switches AS203 are turned on.

【0132】ゼロリセット回路210は、転流指令回路
209から出力される転流指令毎に、第1低減回路20
5の出力電圧を0ボルトに擬制リセットするための回路
であり、アナログスイッチAS203により構成されて
いる。アナログスイッチAS203の一方のチャネル端
子は、第1低減回路205の出力端と転流指令回路20
9のコンパレータCP201の非反転入力端とに接続さ
れている。一方、アナログスイッチAS203の他方の
チャネル端子は回路接地されており、アナログスイッチ
AS203のゲートは転流指令回路209の出力端と接
続されている。このため転流指令回路209からハイの
転流指令が出力されると、その転流指令によって、 ア
ナログスイッチAS203がオンされて、第1低減回路
205の出力電圧が0ボルトに擬制リセットされる。
The zero reset circuit 210 is provided for each commutation command output from the commutation command circuit 209.
5 is a circuit for artificially resetting the output voltage at 0 to 0 volt, and is constituted by an analog switch AS203. One channel terminal of the analog switch AS203 is connected to the output terminal of the first reduction circuit 205 and the commutation command circuit 20.
9 of the comparator CP201. On the other hand, the other channel terminal of the analog switch AS203 is grounded, and the gate of the analog switch AS203 is connected to the output terminal of the commutation command circuit 209. Therefore, when a high commutation command is output from the commutation command circuit 209, the analog switch AS203 is turned on by the commutation command, and the output voltage of the first reduction circuit 205 is reset to 0 volts.

【0133】図11及び図12に、分配回路の変形例を
図示する。従来技術の欄で説明したように、従来は回転
中のモータの電機子巻線に生じる速度起電力と界磁の位
置の相関に着目して、該速度起電力によりモータの転流
タイミングを決定していたので、ブラシレスモータ51
の3相の電機子巻線を180度通電することはできなか
った。しかし、本実施例のブラシレスモータ駆動回路
1,100,200は、電機子電流の変化に着目して、
複数のブラシレスモータ51をセンサレス駆動している
ので、180度通電することが可能である。120度通
電に代えて、180度通電を行うことにより、ブラシレ
スモータ51の回転速度及び出力を向上することができ
る。
FIGS. 11 and 12 show modified examples of the distribution circuit. As described in the section of the prior art, conventionally, the commutation timing of the motor is determined by focusing on the correlation between the speed electromotive force generated in the armature winding of the rotating motor and the position of the field. Brushless motor 51
The three-phase armature winding could not be energized by 180 degrees. However, the brushless motor drive circuits 1, 100, and 200 of the present embodiment focus on changes in the armature current,
Since the plurality of brushless motors 51 are driven sensorlessly, it is possible to energize 180 degrees. By performing the 180-degree energization instead of the 120-degree energization, the rotation speed and output of the brushless motor 51 can be improved.

【0134】そこで、図11に、180度通電を行う場
合の分配回路30の回路図を示すとともに、図12に、
その分配回路30の各出力時におけるブラシレスモータ
51の電機子巻線に流れる電流方向の関係を示す。な
お、図11の分配回路30における各抵抗の抵抗値は、
いずれも10kΩであり、各コンデンサの容量は、いず
れも1000pFである。また、分配回路は、120度
通電、若しくは、180度通電に固定されるのではな
く、ブラシレスモータ51の駆動状況に合わせて、分配
回路の出力を120度通電と180度通電とで切り替え
られるように構成しても良い。このような構成はマイク
ロコンピュータにより極めて容易に実現することができ
る。
Therefore, FIG. 11 shows a circuit diagram of the distribution circuit 30 in the case where 180-degree conduction is performed, and FIG.
The relationship of the direction of the current flowing through the armature winding of the brushless motor 51 at each output of the distribution circuit 30 is shown. The resistance value of each resistor in the distribution circuit 30 of FIG.
Each was 10 kΩ, and the capacitance of each capacitor was 1000 pF. Also, the distribution circuit is not fixed to 120-degree conduction or 180-degree conduction, but the output of the distribution circuit can be switched between 120-degree conduction and 180-degree conduction in accordance with the driving state of the brushless motor 51. May be configured. Such a configuration can be realized very easily by a microcomputer.

【0135】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。
The present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Can easily be inferred.

【0136】例えば、第2第3実施例のブラシレスモー
タ駆動回路100,200では、PWMチョッパ制御回
路114によりブラシレスモータ51に印加される実効
の電圧値を変化させ、複数のブラシレスモータ51につ
いて可変速運転ができるように構成した。しかし、回路
コストを低減するために、PWMチョッパ制御回路11
4を削除して、ブラシレスモータ駆動回路を構成するよ
うにしても良い。かかる場合には、PWMチョッパ制御
回路114とともに、高調波除去回路13およびチョッ
パドライバIa,Ix〜Izを削除することができ、加
えて、PWMチョッパ制御回路114に連動させて動作
させていた始動補償回路107,207を電源投入時に
のみ動作するように簡略化することができるので、この
点においても回路コストを低減することができるのであ
る。
For example, in the brushless motor drive circuits 100 and 200 of the second and third embodiments, the effective voltage value applied to the brushless motor 51 is changed by the PWM chopper control circuit 114, and the variable speed of the plurality of brushless motors 51 is changed. It was configured to be able to drive. However, in order to reduce the circuit cost, the PWM chopper control circuit 11
4 may be deleted to form a brushless motor drive circuit. In such a case, the harmonic elimination circuit 13 and the chopper drivers Ia, Ix to Iz can be eliminated together with the PWM chopper control circuit 114, and in addition, the starting compensation which is operated in conjunction with the PWM chopper control circuit 114 Since the circuits 107 and 207 can be simplified so as to operate only when the power is turned on, the circuit cost can be reduced in this respect as well.

【0137】また、ブラシレスモータ駆動回路1,10
0,200では、電流検出回路4を構成するシャント抵
抗Rsは、DCリンクのグランド側ラインに挿入され、
1個のシャント抵抗Rsにより3相全ての電機子電流を
検出するように構成した。しかし、電機子電流を検出で
きる電流検出回路であれば、DCリンクのグランド側ラ
イン以外の他の位置に設けるようにしても良いし、3相
の電機子電流を個別に検出できるように、3個の電流検
出回路をそれぞれ別個に設けるようにしても良い。
The brushless motor driving circuits 1 and 10
At 0 and 200, the shunt resistor Rs constituting the current detection circuit 4 is inserted into the ground line of the DC link,
The configuration is such that armature currents in all three phases are detected by one shunt resistor Rs. However, if the current detection circuit can detect the armature current, it may be provided at a position other than the ground line of the DC link. The current detection circuits may be separately provided.

【0138】第1第2実施例のブラシレスモータ駆動回
路1,100では、サンプリング回路5による高調波除
去回路13の瞬時出力の検出は、負荷トルクの急変に迅
速に対応するため、各転流指令毎に行われた。しかし、
必ずしもこれに限られるものではなく、複数回の転流指
令毎に1回ずつ、高調波除去回路13の瞬時出力の検出
を行うようにしても良い。本実施例のように、3相の電
機子巻線を備えたブラシレスモータ51では、3回また
は6回の転流指令毎に1回ずつ、かかる検出を行うよう
にしても良い。
In the brushless motor driving circuits 1 and 100 of the first and second embodiments, the detection of the instantaneous output of the harmonic elimination circuit 13 by the sampling circuit 5 is performed in order to quickly respond to a sudden change in load torque. Everything was done. But,
The present invention is not limited to this, and the instantaneous output of the harmonic elimination circuit 13 may be detected once for each of a plurality of commutation commands. In the brushless motor 51 provided with the three-phase armature winding as in the present embodiment, such detection may be performed once every three or six commutation instructions.

【0139】本実施例では、消費電力の低減のために、
チョッパ制御の行われる下アームトランジスタQx〜Q
zのみならず、上アームトランジスタQu〜Qwについ
ても、電界効果トランジスタが使用された。しかし、チ
ョッパ制御の行われない上アームトランジスタQu〜Q
wについては、高速動作が要求されないので、回路のコ
ストダウンと部品の入手容易性を向上させるために、電
界効果トランジスタに代えて、接合形PNPトランジス
タを使用するようにしても良い。また、下アームトラン
ジスタQx〜Qzに代えて、上アームトランジスタQu
〜Qwでチョッパ制御するように構成しても良い。更
に、上下アームトランジスタQu〜Qzの両方でチョッ
パ制御するように構成しても良い。
In this embodiment, in order to reduce power consumption,
Lower arm transistors Qx to Q for which chopper control is performed
A field-effect transistor was used not only for z but also for the upper arm transistors Qu to Qw. However, the upper arm transistors Qu to Q in which chopper control is not performed
As for w, since high-speed operation is not required, a junction PNP transistor may be used instead of a field-effect transistor in order to reduce the cost of the circuit and improve the availability of parts. Also, instead of the lower arm transistors Qx to Qz, the upper arm transistor Qu
Alternatively, a configuration may be adopted in which chopper control is performed with Qw. Further, the chopper control may be performed by both the upper and lower arm transistors Qu to Qz.

【0140】本実施例と同様の原理構成を、A/Dコン
バータとマイクロコンピュータやデジタルシグナルプロ
セッサの組み合わせ、または、A/Dコンバータ内蔵の
マイクロコンピュータとソフトウエアとを用いて構成し
ても良い。
A principle configuration similar to that of the present embodiment may be configured by using a combination of an A / D converter and a microcomputer or a digital signal processor, or using a microcomputer and software having an A / D converter.

【0141】[0141]

【発明の効果】 請求項1記載のブラシレスモータ駆動
回路によれば、電流検出回路によって、複数のブラシレ
スモータの電機子電流が、少なくとも各通電相毎に1つ
まとめて電圧に変換されて検出される。転流指令回路
により、その検出電圧に基づいて、複数のブラシレスモ
ータの電機子巻線に流れる電流の合計値について1の転
流周期における第2の電流増加領域の到来が検出され、
この第2の電流増加領域の到来するタイミングで転流指
令が出力され、複数のブラシレスモータの転流が行われ
る。よって、かかるブラシレスモータ駆動回路によれ
ば、複数のブラシレスモータをセンサレスで回転(駆
動)することができるという効果がある。
According to the brushless motor drive circuit according to the first aspect, the current detection circuit causes the armature current of the plurality of brushless motors to be at least one for each energized phase.
Collectively Ru is detected is converted to a voltage to. Based on the detected voltage, a plurality of brushless
Of the current flowing through the armature winding of the motor
Arrival of the second current increase region in the flow cycle is detected,
A commutation command is output at the timing when the second current increase region arrives, and commutation of a plurality of brushless motors is performed. Therefore, according to such a brushless motor drive circuit, there is an effect that a plurality of brushless motors can be rotated (driven) without a sensor.

【0142】請求項2記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項1記載のブラシレスモータ駆動回路の
奏する効果に加え、電流検出回路の出力電圧は、平均化
回路によって平均化される一方、その平均化回路の出力
電圧と比較される。比較の結果、電流検出回路の出力電
圧が平均化回路の出力電圧の所定倍となると、転流指令
出力回路から転流指令が出力されて、複数のブラシレス
モータの転流が行われる。このように電流検出回路の出
力電圧を単に平均化して、転流タイミングを決定してい
るので、かかるブラシレスモータ駆動回路のコストを安
価にすることができるという効果がある。
According to the brushless motor drive circuit of the second aspect, in addition to the effect of the brushless motor drive circuit of the first aspect, the output voltage of the current detection circuit is averaged by the averaging circuit. This is compared with the output voltage of the averaging circuit. As a result of the comparison, when the output voltage of the current detection circuit becomes a predetermined multiple of the output voltage of the averaging circuit, a commutation command is output from the commutation command output circuit, and commutation of the plurality of brushless motors is performed. Since the commutation timing is determined simply by averaging the output voltage of the current detection circuit, the cost of the brushless motor drive circuit can be reduced.

【0143】請求項3記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項1記載のブラシレスモータ駆動回路の
奏する効果に加え、サンプリング回路により電流検出回
路の瞬時出力が抽出され、その抽出値に基づいて、転流
指令が出力される。よって、負荷トルクが急変する場合
にも、その急変はサンプリング回路により瞬時に抽出さ
れるので、転流指令の発生タイミングが迅速に調節され
る。従って、負荷トルクが急変する環境下においても、
適切なタイミングで転流動作を行うことができ、ブラシ
レスモータを安定して駆動することができるという効果
がある。
According to the brushless motor driving circuit of the third aspect, in addition to the effect of the brushless motor driving circuit of the first aspect, an instantaneous output of the current detection circuit is extracted by the sampling circuit, and based on the extracted value. , A commutation command is output. Therefore, even when the load torque suddenly changes, the sudden change is instantaneously extracted by the sampling circuit, so that the generation timing of the commutation command is quickly adjusted. Therefore, even in an environment where the load torque changes suddenly,
The commutation operation can be performed at an appropriate timing, and there is an effect that the brushless motor can be driven stably.

【0144】請求項4記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項3記載のブラシレスモータ駆動回路の
奏する効果に加え、サンプリング回路による瞬時出力の
抽出は転流動作毎に行われる。よって、負荷トルクの急
変時に、一層迅速に転流指令の発生タイミングを調節す
ることができるという効果がある。
According to the brushless motor driving circuit of the fourth aspect, in addition to the effect of the brushless motor driving circuit of the third aspect, extraction of the instantaneous output by the sampling circuit is performed for each commutation operation. Therefore, there is an effect that the generation timing of the commutation command can be more quickly adjusted when the load torque suddenly changes.

【0145】請求項5記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項3または4に記載のブラシレスモータ
駆動回路の奏する効果に加え、サンプリング回路による
瞬時出力の抽出は、第1の(電機子)電流増加領域後で
あって第2の(電機子)電流増加領域前に行われるの
で、サンプリング回路によって、ブラシレスモータの発
生トルクに直接寄与する電機子電流の瞬時出力を抽出す
ることができる。よって、この瞬時出力に基づいて転流
指令を発生することにより、適切なタイミングで転流動
作を行うことができ、ブラシレスモータを安定して駆動
することができるという効果がある。
According to the brushless motor driving circuit according to the fifth aspect, in addition to the effect of the brushless motor driving circuit according to the third or fourth aspect, the instantaneous output by the sampling circuit is extracted by the first (armature). Since the operation is performed after the current increasing region and before the second (armature) current increasing region, the sampling circuit can extract the instantaneous output of the armature current that directly contributes to the torque generated by the brushless motor. Therefore, by generating a commutation command based on this instantaneous output, the commutation operation can be performed at an appropriate timing, and there is an effect that the brushless motor can be driven stably.

【0146】請求項6記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項1から5のいずれかに記載のブラシレ
スモータ駆動回路の奏する効果に加え、ブラシレスモー
タへの駆動電圧の印加は、チョッパ制御回路によるチョ
ッパ制御により行われており、そのチョッパ制御のデュ
ーティ比を変更することによりブラシレスモータに印加
される実効の電圧を可変することができる。チョッパ制
御のデューティ比は、速度変更回路により変更すること
ができるので、かかる速度変更回路を操作することによ
り、ブラシレスモータをセンサレスで可変速駆動するこ
とができるという効果がある。しかも、高調波除去回路
は、チョッパ制御回路によるインバータ回路のスイッチ
ング素子のオン動作に同期して電流検出回路の出力電圧
を記憶するので、チョッパ制御に伴う高調波成分を除去
して、電圧に変換された電機子電流を検出することがで
きる。転流指令は、この高調波除去回路の出力電圧に基
づいて出力されるので、チョッパ制御の影響を受けるこ
となく、適切なタイミングで転流動作を行うことがで
き、センサレスでブラシレスモータを駆動することがで
きるという効果がある。
According to the brushless motor drive circuit of the sixth aspect, in addition to the effects of the brushless motor drive circuit of the first aspect, the application of the drive voltage to the brushless motor is performed by a chopper control circuit. The effective voltage applied to the brushless motor can be varied by changing the duty ratio of the chopper control. Since the duty ratio of the chopper control can be changed by the speed changing circuit, there is an effect that the brushless motor can be driven at a variable speed without the sensor by operating the speed changing circuit. In addition, the harmonic elimination circuit stores the output voltage of the current detection circuit in synchronization with the ON operation of the switching element of the inverter circuit by the chopper control circuit, so that harmonic components accompanying the chopper control are eliminated and converted to a voltage. The detected armature current can be detected. Since the commutation command is output based on the output voltage of the harmonic elimination circuit, the commutation operation can be performed at an appropriate timing without being affected by the chopper control, and the brushless motor is driven without a sensor. There is an effect that can be.

【0147】請求項7記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項6記載のブラシレスモータ駆動回路の
奏する効果に加え、ブラシレスモータの実速度は、転流
指令に基づいて速度検出回路により検出され、速度補正
回路へフィードバックされる。ブラシレスモータの目標
速度は、速度変更回路に設定されており、この目標速度
も速度補正回路へ出力されている。速度補正回路では、
ブラシレスモータの実速度が目標速度と一致するよう
に、両速度に基づいてチョッパ制御回路によるチョッパ
制御のデューティ比が変更される。よって、ブラシレス
モータを所望の速度(目標速度)で駆動することができ
るという効果がある。
According to the brushless motor drive circuit of the seventh aspect, in addition to the effect of the brushless motor drive circuit of the sixth aspect, the actual speed of the brushless motor is detected by the speed detection circuit based on the commutation command. Is fed back to the speed correction circuit. The target speed of the brushless motor is set in a speed change circuit, and this target speed is also output to the speed correction circuit. In the speed correction circuit,
The duty ratio of the chopper control by the chopper control circuit is changed based on the two speeds so that the actual speed of the brushless motor matches the target speed. Therefore, there is an effect that the brushless motor can be driven at a desired speed (target speed).

【0148】請求項8記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項2から7のいずれかに記載のブラシレ
スモータ駆動回路の奏する効果に加え、ブラシレスモー
タの始動時には、複数のブラシレスモータの始動トルク
を発生させるために充分な電圧が、始動補償回路から転
流指令出力回路へ出力される。よって、複数のブラシレ
スモータの始動時においても、始動トルクを発生させる
ために充分な電機子電流を流すことができるので、複数
のブラシレスモータを的確に始動することができるとい
う効果がある。
According to the brushless motor driving circuit according to the eighth aspect, in addition to the effects of the brushless motor driving circuit according to any one of the second to seventh aspects, when starting the brushless motor, the starting torque of the plurality of brushless motors is increased. Is output from the start compensation circuit to the commutation command output circuit. Therefore, even when a plurality of brushless motors are started, a sufficient armature current can be supplied to generate a starting torque, so that the plurality of brushless motors can be started accurately.

【0149】請求項9記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項6または7に記載のブラシレスモータ
駆動回路の奏する効果に加え、チョッパ制御回路による
オンのデューティ比が所定値未満に下げられて、複数の
ブラシレスモータが停止または低速回転となったとして
も、その後、かかるオンのデューティ比が所定値以上に
上げられると、始動補償回路から転流指令出力回路へ、
始動トルクを発生させるために充分な電圧が出力され
る。よって、チョッパ制御のオンのデューティ比が所定
値未満に下げられた後の再始動時においても、始動トル
クを発生させるために充分な電機子電流を流すことがで
きるので、複数のブラシレスモータを的確に再始動する
ことができるという効果がある。
According to the brushless motor drive circuit of the ninth aspect, in addition to the effect of the brushless motor drive circuit of the sixth or seventh aspect, the ON duty ratio of the chopper control circuit is reduced to less than a predetermined value. Even if the plurality of brushless motors are stopped or rotated at a low speed, thereafter, when the ON duty ratio is increased to a predetermined value or more, the start compensation circuit to the commutation command output circuit
A voltage sufficient to generate the starting torque is output. Therefore, even at the time of restart after the ON duty ratio of the chopper control is reduced to a value less than the predetermined value, a sufficient armature current can be supplied to generate the starting torque. There is an effect that it can be restarted.

【0150】請求項10記載のブラシレスモータ駆動回
路によれば、請求項1から9のいずれかに記載のブラシ
レスモータ駆動回路の奏する効果に加え、転流指令は、
電流検出回路または高調波除去回路の出力電圧が、平均
化回路またはサンプリング回路の出力電圧の所定倍とな
った場合に出力される。ゼロリセット回路により、電流
検出回路または高調波除去回路の出力電圧は、転流指令
毎に略ゼロボルトに擬制リセットされ、平均化回路また
はサンプリング回路の出力電圧より小とされる。よっ
て、電機子電流の微小な無負荷時等においても、ゼロ点
を明確にして転流指令を確実にリセットすることができ
るので、転流指令の多重発生や異常なほどの長時間の出
力を防止して、安定したセンサレス運転を実現すること
ができるという効果がある。
According to the brushless motor driving circuit of the tenth aspect, in addition to the effect of the brushless motor driving circuit of the first aspect, the commutation command is
This signal is output when the output voltage of the current detection circuit or the harmonic elimination circuit becomes a predetermined multiple of the output voltage of the averaging circuit or the sampling circuit. By the zero reset circuit, the output voltage of the current detection circuit or the harmonic elimination circuit is virtually reset to approximately zero volts for each commutation command, and is made smaller than the output voltage of the averaging circuit or the sampling circuit. Therefore, even in the case of a small no-load of the armature current, the zero point can be clearly defined and the commutation command can be reset without fail. Thus, there is an effect that stable sensorless operation can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 (a)は、ブラシレスモータの電機子巻線の
1相に流れる電流波形を示した図であり、(b)は、
(a)の電流波形の1ブロックを拡大して示した図であ
る。
1A is a diagram showing a current waveform flowing in one phase of an armature winding of a brushless motor, and FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of one block of the current waveform of FIG.

【図2】 本発明の一実施例であるブラシレスモータ駆
動回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a brushless motor drive circuit according to one embodiment of the present invention.

【図3】 ブラシレスモータの定常運転時における各回
路の出力電圧波形の関係を示した図である。(a)は、
PWMチョッパ制御回路の出力電圧波形を示した図であ
り、(b)は、インバータ回路の各トランジスタのオン
動作を示した図であり、(c)は、電流検出回路の出力
電圧波形を示した図であり、(d)は、高調波除去回路
の出力電圧波形を示した図であり、(e)は、増幅回路
の出力電圧波形を示した図であり、(f)は、転流指令
回路のコンパレータの出力電圧波形を示した図であり、
(g)は、転流指令回路の出力電圧波形を示した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between output voltage waveforms of each circuit during a steady operation of the brushless motor. (A)
It is the figure which showed the output voltage waveform of the PWM chopper control circuit, (b) was the figure which showed the ON operation | movement of each transistor of the inverter circuit, (c) showed the output voltage waveform of the current detection circuit. It is a figure, (d) is a figure showing the output voltage waveform of the harmonic elimination circuit, (e) is a figure showing the output voltage waveform of the amplifier circuit, (f) is a commutation command FIG. 3 is a diagram showing an output voltage waveform of a comparator of the circuit;
(G) is a diagram showing an output voltage waveform of the commutation command circuit.

【図4】 ブラシレスモータの始動時における速度設定
回路の可変抵抗の分圧比と、各回路の出力電圧波形との
関係を示した図である。(a)は、速度設定回路の可変
抵抗の分圧比の変化の様子を示した図であり、(b)
は、PWMチョッパ制御回路の出力電圧波形を部分的に
拡大して示した図であり、(c)は、始動補償回路のオ
ペアンプに入力される電圧波形を示した図であり、
(d)は、始動補償回路のオペアンプの出力電圧波形を
示した図であり、(e)は、始動補償回路の出力電圧波
形を示した図であり、(f)は、電流検出回路の出力電
圧波形を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a voltage dividing ratio of a variable resistor of a speed setting circuit at the time of starting a brushless motor and an output voltage waveform of each circuit. (A) is a figure which shows the mode of change of the voltage division ratio of the variable resistor of a speed setting circuit, (b)
FIG. 3 is a partially enlarged view of an output voltage waveform of a PWM chopper control circuit, and FIG. 3C is a view illustrating a voltage waveform input to an operational amplifier of a start compensation circuit;
(D) is a diagram showing an output voltage waveform of the operational amplifier of the start compensation circuit, (e) is a diagram showing an output voltage waveform of the start compensation circuit, and (f) is an output of the current detection circuit. FIG. 3 is a diagram illustrating a voltage waveform.

【図5】 ブラシレスモータの駆動時から停止時、及
び、停止時から始動時における速度設定回路の可変抵抗
の分圧比と、各回路の出力電圧波形との関係を示した図
である。(a)は、速度設定回路の可変抵抗の分圧比の
変化の様子を示した図であり、(b)は、PWMチョッ
パ制御回路の出力電圧波形を部分的に拡大して示した図
であり、(c)は、始動補償回路のオペアンプに入力さ
れる電圧波形を示した図であり、(d)は、始動補償回
路のオペアンプの出力電圧波形を示した図であり、
(e)は、始動補償回路の出力電圧波形を示した図であ
り、(f)は、電流検出回路の出力電圧波形を示した図
である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a voltage dividing ratio of a variable resistor of a speed setting circuit and an output voltage waveform of each circuit when the brushless motor is driven from a stop to a stop and from a stop to a start. (A) is a diagram showing a state of a change in a voltage dividing ratio of a variable resistor of a speed setting circuit, and (b) is a diagram showing a partially enlarged output voltage waveform of a PWM chopper control circuit. , (C) is a diagram showing a voltage waveform input to the operational amplifier of the starting compensation circuit, (d) is a diagram showing an output voltage waveform of the operational amplifier of the starting compensation circuit,
(E) is a diagram showing an output voltage waveform of the starting compensation circuit, and (f) is a diagram showing an output voltage waveform of the current detection circuit.

【図6】 速度検出回路、ノコギリ波生成回路およびサ
ンプル時期補正回路の各出力電圧波形の関係を示した図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between output voltage waveforms of a speed detection circuit, a sawtooth wave generation circuit, and a sample timing correction circuit.

【図7】 計数回路の出力と分配回路の出力との関係、
及び、そのときのブラシレスモータの電機子巻線に流れ
る電流方向の関係を表した図である。
FIG. 7 shows the relationship between the output of the counting circuit and the output of the distribution circuit,
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between directions of current flowing through an armature winding of the brushless motor at that time.

【図8】 (a)は、転流指令回路の単安定マルチバイ
ブレータのQ出力の電圧波形を示した図であり、(b)
は、転流指令回路の単安定マルチバイブレータのQバー
出力の電圧波形を示した図であり、(c)は、速度検出
回路の単安定マルチバイブレータのQ出力の電圧波形と
コンデンサC14の端子間電圧との関係を示した図であ
る。
8A is a diagram showing a voltage waveform of a Q output of a monostable multivibrator of a commutation command circuit, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a voltage waveform of a Q bar output of a monostable multivibrator of a commutation command circuit, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship with a voltage.

【図9】 第2実施例のブラシレスモータ駆動回路の回
路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of a brushless motor drive circuit according to a second embodiment.

【図10】 第3実施例のブラシレスモータ駆動回路の
回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram of a brushless motor drive circuit according to a third embodiment.

【図11】 分配回路の変形例を示した180度通電を
行う分配回路の回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of a distribution circuit that performs a 180-degree conduction, showing a modification of the distribution circuit.

【図12】 計数回路の出力と180度通電を行う分配
回路の出力との関係、及び、そのときのブラシレスモー
タの電機子巻線に流れる電流方向の関係を表した図であ
る。
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between an output of a counting circuit and an output of a distribution circuit that performs 180-degree conduction, and a relationship of a direction of a current flowing through an armature winding of the brushless motor at that time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブラシレスモータ駆動回路 2 補助電源回路 3 インバータ回路 4 電流検出回路 5 サンプリング回路(転流指令回路
の一部) 6 増幅回路 7 始動補償回路 8 優先回路 9 転流指令回路(転流指令回路の一
部、転流指令出力回路) 10 ゼロリセット回路 11 計数回路(通電制御回路の一部) 12,30 分配回路(通電制御回路の一部) 13 高調波除去回路 14 ノコギリ波生成回路(チョッパ制
御回路の一部) 15 速度検出回路 16 速度設定回路(速度変更回路) 17 速度補正回路 18 チョッパ制御回路(チョッパ制御
回路の一部) 19 サンプル時期補正回路 41 電機子電流の第1の増加領域 42 電機子電流の第2の増加領域 50 直流電源 51 ブラシレスモータ 52 接続回路 56 転流指令 100 ブラシレスモータ駆動回路 107 始動補償回路 109 転流指令回路(転流指令回路の一
部、転流指令出力回路) 114 PWMチョッパ制御回路(チョッ
パ制御回路の一部) VR104 可変抵抗(速度変更回路) 200 ブラシレスモータ駆動回路 205 第1低減回路(転流指令回路の一
部) 206 平均化回路(転流指令回路の一
部) 207 始動補償回路 208 第2低減回路(転流指令回路の一
部) 209 転流指令回路(転流指令回路の一
部、転流指令出力回路) 210 ゼロリセット回路
REFERENCE SIGNS LIST 1 brushless motor drive circuit 2 auxiliary power supply circuit 3 inverter circuit 4 current detection circuit 5 sampling circuit (part of commutation command circuit) 6 amplifier circuit 7 start compensation circuit 8 priority circuit 9 commutation command circuit (one of commutation command circuits) Part, commutation command output circuit) 10 Zero reset circuit 11 Count circuit (part of conduction control circuit) 12, 30 Distribution circuit (part of conduction control circuit) 13 Harmonic elimination circuit 14 Sawtooth wave generation circuit (chopper control circuit) 15) Speed detection circuit 16 Speed setting circuit (speed change circuit) 17 Speed correction circuit 18 Chopper control circuit (part of chopper control circuit) 19 Sample timing correction circuit 41 First increase area of armature current 42 Electric machine Second increase area of the slave current 50 DC power supply 51 Brushless motor 52 Connection circuit 56 Commutation command 100 Brushless motor drive Circuit 107 Start compensation circuit 109 Commutation command circuit (part of commutation command circuit, commutation command output circuit) 114 PWM chopper control circuit (part of chopper control circuit) VR104 Variable resistor (speed change circuit) 200 Brushless motor drive Circuit 205 First reduction circuit (part of commutation instruction circuit) 206 Averaging circuit (part of commutation instruction circuit) 207 Start compensation circuit 208 Second reduction circuit (part of commutation instruction circuit) 209 Commutation instruction Circuit (part of commutation command circuit, commutation command output circuit) 210 Zero reset circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/04 H02P 7/74 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/04 H02P 7/74

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ブラシレスモータの複数相の電機子巻線
に直流電圧を順次通電するための複数のスイッチング素
子を有するインバータ回路と、そのインバータ回路の複
数のスイッチング素子をオンまたはオフさせて転流を行
い、前記ブラシレスモータを回転させる通電制御回路と
を備えたブラシレスモータ駆動回路において、 複数のブラシレスモータを前記インバータ回路に接続す
る接続回路と、 その接続回路によって前記インバータ回路に接続される
前記複数のブラシレスモータの電機子巻線に流れる電流
、少なくとも各通電相毎に1つにまとめて電圧に変換
して検出する電流検出回路と、 その電流検出回路の検出電圧に基づいて、前記複数のブ
ラシレスモータの電機子巻線に流れる電流の合計値につ
いて1の転流周期における第2の電流増加領域を検出し
て、その検出したタイミングで前記通電制御回路へ転流
指令を出力し前記複数のブラシレスモータを転流させる
転流指令回路とを備えていることを特徴とするブラシレ
スモータ駆動回路。
1. An inverter circuit having a plurality of switching elements for sequentially supplying a DC voltage to a plurality of phase armature windings of a brushless motor, and commutation by turning on or off the plurality of switching elements of the inverter circuit. A brushless motor drive circuit comprising: an energization control circuit that rotates the brushless motor; a connection circuit that connects a plurality of brushless motors to the inverter circuit; and a connection circuit that is connected to the inverter circuit by the connection circuit. A current detection circuit that converts a current flowing through the armature winding of the brushless motor into a voltage at least once for each energized phase and detects the voltage, and based on the detection voltages of the current detection circuit , B
The total value of the current flowing through the armature winding of the
To detect a second current increase region in one commutation cycle.
And a commutation command circuit for outputting a commutation command to the power supply control circuit at the detected timing and commutating the plurality of brushless motors.
【請求項2】 前記転流指令回路は、前記電流検出回路
の出力を平均化する平均化回路と、 前記電流検出回路の出力が前記平均化回路の出力の所定
倍となった場合に、前記通電制御回路へ転流指令を出力
する転流指令出力回路とを備えていることを特徴とする
請求項1記載のブラシレスモータ駆動回路。
2. The circuit according to claim 1, wherein the commutation command circuit includes an averaging circuit for averaging an output of the current detection circuit, and when an output of the current detection circuit becomes a predetermined multiple of an output of the averaging circuit. 2. A brushless motor drive circuit according to claim 1, further comprising: a commutation command output circuit that outputs a commutation command to the power supply control circuit.
【請求項3】 前記転流指令回路は、前記電流検出回路
の瞬時出力を抽出するサンプリング回路と、 前記電流検出回路の出力が前記サンプリング回路の抽出
値の所定倍となった場合に、前記通電制御回路へ転流指
令を出力する転流指令出力回路とを備えていることを特
徴とする請求項1記載のブラシレスモータ駆動回路。
3. The commutation command circuit includes: a sampling circuit for extracting an instantaneous output of the current detection circuit; and a current supply circuit when the output of the current detection circuit becomes a predetermined multiple of an extraction value of the sampling circuit. 2. A brushless motor drive circuit according to claim 1, further comprising a commutation command output circuit for outputting a commutation command to a control circuit.
【請求項4】 前記サンプリング回路による前記電流検
出回路の瞬時出力の抽出は、前記通電制御回路による転
流動作毎に行われることを特徴とする請求項3記載のブ
ラシレスモータ駆動回路。
4. The brushless motor drive circuit according to claim 3, wherein the instantaneous output of the current detection circuit is extracted by the sampling circuit every commutation operation by the conduction control circuit.
【請求項5】 前記サンプリング回路による前記電流検
出回路の瞬時出力の抽出は、第1の電機子電流増加領域
後であって第2の電機子電流増加領域前に行われること
を特徴とする請求項3または4に記載のブラシレスモー
タ駆動回路。
5. An extraction of the instantaneous output of the current detection circuit by the sampling circuit is performed after the first armature current increase region and before the second armature current increase region. Item 5. A brushless motor drive circuit according to item 3 or 4.
【請求項6】 前記通電制御回路によりオンされている
前記インバータ回路のスイッチング素子をチョッパ制御
によってオンまたはオフさせるチョッパ制御回路と、 そのチョッパ制御回路による前記インバータ回路のスイ
ッチング素子のオン動作に同期して前記電流検出回路の
出力電圧を記憶すると共に、その記憶した電圧を前記電
流検出回路に代わって前記転流指令回路へ出力する高調
波除去回路と、 前記チョッパ制御回路によるオンオフのデューティ比を
変化させ前記複数のブラシレスモータの回転速度を変更
する速度変更回路とを備えていることを特徴とする請求
項1から5のいずれかに記載のブラシレスモータ駆動回
路。
6. A chopper control circuit for turning on or off a switching element of the inverter circuit turned on by the energization control circuit by chopper control, and synchronizing with an on operation of the switching element of the inverter circuit by the chopper control circuit. A harmonic removal circuit that outputs the stored voltage to the commutation command circuit in place of the current detection circuit, and changes an on / off duty ratio by the chopper control circuit. 6. A brushless motor drive circuit according to claim 1, further comprising a speed changing circuit for changing the rotation speed of said plurality of brushless motors.
【請求項7】 前記速度変更回路は、前記複数のブラシ
レスモータの目標速度を設定するためのものであり、 前記転流指令回路から出力される転流指令に基づいて前
記ブラシレスモータの実速度を検出する速度検出回路
と、 その速度検出回路により検出された実速度と前記速度変
更回路により設定された目標速度とに基づいて、前記チ
ョッパ制御回路によるオンオフのデューティ比を変化さ
せ、前記複数のブラシレスモータの実速度を目標速度に
補正する速度補正回路とを備えていることを特徴とする
請求項6記載のブラシレスモータ駆動回路。
7. The speed change circuit is for setting a target speed of the plurality of brushless motors, and determines an actual speed of the brushless motor based on a commutation command output from the commutation command circuit. A speed detection circuit for detecting, and a duty ratio of on / off by the chopper control circuit is changed based on an actual speed detected by the speed detection circuit and a target speed set by the speed change circuit. 7. The brushless motor drive circuit according to claim 6, further comprising a speed correction circuit for correcting an actual speed of the motor to a target speed.
【請求項8】 前記複数のブラシレスモータの始動時
に、その複数のブラシレスモータが始動トルクを発生さ
せるために充分な電圧を、前記平均化回路またはサンプ
リング回路に代わって、前記転流指令出力回路へ出力す
る始動補償回路を備えており、 前記転流指令出力回路は、前記電流検出回路または高調
波除去回路の出力電圧が前記始動補償回路の出力電圧の
所定倍となった場合に、前記通電制御回路へ転流指令を
出力するものであることを特徴とする請求項2から7の
いずれかに記載のブラシレスモータ駆動回路。
8. When the plurality of brushless motors are started, a voltage sufficient for the plurality of brushless motors to generate starting torque is supplied to the commutation command output circuit instead of the averaging circuit or the sampling circuit. A commutation control output circuit, wherein the commutation command output circuit controls the energization control when an output voltage of the current detection circuit or the harmonic elimination circuit becomes a predetermined multiple of an output voltage of the start compensation circuit. 8. The brushless motor driving circuit according to claim 2, wherein the circuit outputs a commutation command to the circuit.
【請求項9】 前記チョッパ制御回路による前記インバ
ータ回路のスイッチング素子のオンのデューティ比が所
定値未満から所定値以上になる毎に、前記複数のブラシ
レスモータが始動トルクを発生させるために充分な電圧
を、前記平均化回路またはサンプリング回路に代わっ
て、前記転流指令出力回路へ出力する始動補償回路を備
えており、 前記転流指令出力回路は、前記高調波除去回路の出力電
圧が前記始動補償回路の出力電圧の所定倍となった場合
に、前記通電制御回路へ転流指令を出力するものである
ことを特徴とする請求項6又は7に記載のブラシレスモ
ータ駆動回路。
9. A voltage sufficient for the plurality of brushless motors to generate a starting torque each time the chopper control circuit turns on a duty ratio of a switching element of the inverter circuit from a predetermined value to a predetermined value or more. Is provided in place of the averaging circuit or the sampling circuit to the commutation command output circuit. The commutation command output circuit is configured so that the output voltage of the harmonic elimination circuit is the start compensation. 8. The brushless motor drive circuit according to claim 6, wherein a commutation command is output to the energization control circuit when the output voltage of the circuit becomes a predetermined multiple.
【請求項10】 前記転流指令回路から前記通電制御回
路へ転流指令が出力される度に、その転流指令回路へ出
力される前記電流検出回路または高調波除去回路の出力
電圧を略ゼロボルトに擬制リセットするゼロリセット回
路を備えていることを特徴とする請求項1から9のいず
れかに記載のブラシレスモータ駆動回路。
10. Every time a commutation command is output from the commutation command circuit to the energization control circuit, the output voltage of the current detection circuit or the harmonic elimination circuit output to the commutation command circuit is reduced to approximately zero volts. 10. The brushless motor drive circuit according to claim 1, further comprising a zero reset circuit for performing a virtual reset.
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