Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4121277B2 - Brushless DC motor - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4121277B2 - Brushless DC motor - Google Patents

Brushless DC motor Download PDF

Info

Publication number
JP4121277B2
JP4121277B2 JP2002005009A JP2002005009A JP4121277B2 JP 4121277 B2 JP4121277 B2 JP 4121277B2 JP 2002005009 A JP2002005009 A JP 2002005009A JP 2002005009 A JP2002005009 A JP 2002005009A JP 4121277 B2 JP4121277 B2 JP 4121277B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
phase angle
drive
level
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002005009A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003209987A (en
Inventor
利博 内藤
Original Assignee
日本電産シバウラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産シバウラ株式会社 filed Critical 日本電産シバウラ株式会社
Priority to JP2002005009A priority Critical patent/JP4121277B2/en
Publication of JP2003209987A publication Critical patent/JP2003209987A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4121277B2 publication Critical patent/JP4121277B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の相巻線が装着されるステータおよび永久磁石が装着されるロータなどを備えたブラシレスDCモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の相巻線を有するステータ、永久磁石を有するロータ、このロータの回転位置を検知する検知器、複数のスイッチング素子のオン,オフにより各相巻線に対する通電を順次に行うスイッチング回路、およびこのスイッチング回路を駆動制御する駆動制御回路などを樹脂で覆って一体構成したブラシレスDCモータがある。
【0003】
上記駆動制御回路は、上記検知器の検知に基づく所定の位相角で各相巻線に対する所定期間幅の駆動信号を順次に生成する駆動信号生成部、この駆動信号生成部で生成される各駆動信号の所定期間幅において上記各スイッチング素子をオン,オフ駆動する駆動部などを備え、外部からの指令回転数(指令速度)に応じて駆動部のオン,オフ駆動のデューティを制御する。このデューティ制御により、ロータの回転数が指令回転数に設定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
相巻線に対する駆動信号の位相角(相巻線の通電タイミング)は、常に固定となっている。
このため、当該ブラシレスDCモータにかかる負荷が変動したり、回転数制御のためのデューティ制御値が大きく変化した場合に、運転効率が悪化したり、騒音が大きくなるなどの不具合を生じることがある。
【0005】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、負荷の変動やデューティ制御に影響を受けることなく、常に良好な効率でしかも低騒音の運転が可能な信頼性にすぐれたブラシレスDCモータを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明のブラシレスDCモータは、複数の相巻線を有するステータと、永久磁石を有するロータと、このロータの回転位置を検知する検知手段と、複数のスイッチング素子のオン,オフにより各相巻線に対する通電を行うスイッチング回路と、上記検知手段の検知に基づく所定の位相角で各相巻線に対する所定期間幅の駆動信号を順次に生成する生成手段と、この生成手段で生成される各駆動信号の所定期間幅において各スイッチング素子をオン,オフ駆動する駆動手段と、外部からの指令回転数に応じて上記駆動手段のオン,オフ駆動のデューティを制御する第1制御手段と、スイッチング回路に対する動作用電圧の供給路に設けられた電流制限用の抵抗器と、この抵抗器に生じる電圧および上記指令回転数に応じて上記生成手段で生成される各駆動信号の位相角を制御する第2制御手段と、を備えている。とくに、上記第2制御手段は、上記抵抗器に生じる電圧を積分する積分回路と、この積分回路の出力電圧を前記各相巻線の巻線または線形に対応する固有の定数に基づいてレベル変換するレベル変換部と、上記指令回転数の許容最大値を現時点の指令回転数で除算して補正値とする補正値算出部と、上記レベル変換部の出力電圧レベルと上記補正値とを乗算しその乗算結果に応じて上記各駆動信号の位相角を設定する位相角制御部とを備えている。
【0007】
請求項2に係る発明のブラシレスDCモータは、複数の相巻線を有するステータと、永久磁石を有するロータと、このロータの回転位置を検知する検知手段と、複数のスイッチング素子のオン,オフにより各相巻線に対する通電を順次に行うスイッチング回路と、このスイッチング回路を駆動制御する駆動制御回路と、スイッチング回路に対する動作用電圧の供給路に設けられた電流制限用の抵抗器とを一体構成したものであって、上記駆動制御回路は、上記検知手段の検知に基づく所定の位相角で各相巻線に対する所定期間幅の駆動信号を順次に生成する生成手段と、この生成手段で生成される各駆動信号の所定期間幅において各スイッチング素子をオン,オフ駆動する駆動手段と、外部からの指令回転数に応じて上記駆手段のオン,オフ駆動のデューティを制御する第1制御手段と、上記抵抗器に生じる電圧および上記指令回転数に応じて上記生成手段で生成される各駆動信号の位相角を制御する第2制御手段と、を備えている。とくに、上記第2制御手段は、上記抵抗器に生じる電圧を積分する積分回路と、この積分回路の出力電圧を前記各相巻線の巻線または線形に対応する固有の定数に基づいてレベル変換するレベル変換部と、このレベル変換部の出力電圧レベルを上記第1制御手段のデューティ制御値で除算しその除算結果に応じて上記各駆動信号の位相角を設定する位相角制御部とを備えている。
【0008】
【発明の実施の形態】
[1]以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。 図1に示すように、ブラシレスDCモータ1は、星形結線の相巻線Lu,Lv,Lwを有するステータ2、永久磁石を有するロータ3、このロータ3の回転位置を磁気的に検知する検知器たとえばホール素子H1,H2,H3、複数のスイッチング素子のオン,オフにより相巻線Lu,Lv,Lwに対する通電を順次に行うスイッチング回路4、このスイッチング回路4を駆動制御する駆動制御回路10、電流制限用の抵抗器5などを樹脂で覆って一体構成している。
【0009】
スイッチング回路4は、上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子の直列回路を三相分設けたもので、U相用の上流側スイッチング素子および下流側スイッチング素子としてトランジスタTu+とトランジスタTu−、V相用の上流側スイッチング素子および下流側スイッチング素子としてトランジスタTv+とトランジスタTv−、W相用の上流側スイッチング素子および下流側スイッチング素子としてトランジスタTw+とトランジスタTw−を備え、これらトランジスタにそれぞれダンパダイオードDを並列接続している。
【0010】
このスイッチング回路4に外部から動作用電圧(直流電圧)Vmが印加されるようになっている。そして、この動作用電圧Vmの供給路に、上記電流制限用の抵抗器5が挿接されている。抵抗器5は、過負荷時にスイッチング回路4に過大電流が流れるのを防ぐ働きをする。
【0011】
スイッチング回路4におけるトランジスタTu+,トランジスタTu−の相互接続点に、相巻線Luの非結線端が接続されている。トランジスタTv+,トランジスタTv−の相互接続点に、相巻線Lvの非結線端が接続されている。トランジスタTw+,トランジスタTw−の相互接続点に、相巻線Lwの非結線端が接続されている。
【0012】
上記駆動制御回路10には、外部から動作用電圧(直流5V電圧)Vccが印加されるとともに、ロータ3の回転数を電圧レベルで指令する回転数指令信号(速度指令信号ともいう)Vspおよび上記ホール素子H1,H2,H3の出力信号(回転位置検知信号)が入力される。回転数指令信号Vspは、当該ブラシレスDCモータ1が搭載される機器の制御部などから入力される。
【0013】
この駆動制御回路10はICロジック化されており、その要部を図2に示す。
図2において、11は駆動信号生成部で、ホール素子H1,H2,H3の検知に基づく所定の位相角で相巻線Lu,Lv,Lwに対する所定期間幅(高レベル期間)の駆動信号を順次に生成する。これら駆動信号が駆動部12に供給される。
【0014】
駆動部12は、各駆動信号の高レベル期間において、後述のパルス幅変調部13から供給されるパルス信号に応じてスイッチング回路4の各スイッチング素子をオン,オフ駆動する。
【0015】
13はパルス幅変調部(PMW)で、ここに上記回転数指令信号Vspが入力される。パルス幅変調部13は、回転数指令信号Vspの電圧を基準電圧とし、その基準電圧で三角波信号の電圧をチョッピングすることにより、基準電圧のレベルに応じてオン期間の幅(オン,オフデューティDu%)が変化するパルス信号を出力する。このパルス信号が上記駆動部12に供給される。
【0016】
このパルス幅変調部13により、指令回転数に応じて駆動部12のオン,オフ駆動のデューティDuを制御する第1制御手段が構成されている。
【0017】
14は積分回路で、抵抗器5に生じる電圧V0を積分する。この積分回路14の出力電圧V1がレベル変換部15に供給される。レベル変換部15は、積分回路14の出力電圧V1を相巻線Lu,Lv,Lwの例えば巻数や線径などに対応する固有の定数に基づいてレベル変換する。具体的には、出力電圧V1のレベルに定数を乗算し、その乗算結果(=V1×定数)に相当するレベルの電圧V2を出力する。この出力電圧V2が位相角制御部16に供給される。
【0018】
17は補正値算出部で、指令回転数の許容最大値(Vspmax)を現時点の指令回転数(Vsp)で除算することにより、上記駆動信号生成部11で生成される各駆動信号の位相角に対する補正値X(=Vspmax/Vsp)を求める。この補正値Xが上記位相角制御部16に供給される。
【0019】
位相角制御部16は、レベル変換部15の出力電圧V2のレベルと補正値Xとを乗算し、その乗算結果(=V2×X)に応じた大きさに、駆動信号生成部11で生成される各駆動信号の位相角を設定する。
【0020】
これら積分回路14、レベル変換部15、位相角制御部16、および補正値算出部17により、抵抗器5に生じる電圧V0および指令回転数Vspに応じて各駆動信号の位相角を制御する第2制御手段が構成されている。
【0021】
つぎに、上記の構成の作用を説明する。
スイッチング回路4および駆動制御回路10にそれぞれ動作用電圧Vm,Vccが印加されると、スイッチング回路4の各トランジスタがオン,オフ駆動され、相巻線Lu,Lv,Lwに順次に電流が流れる。この通電により相巻線Lu,Lv,Lwから磁界が発生し、その磁界とロータ3の永久磁石との相互作用により、ロータ3が回転する。
【0022】
このとき、ロータ3の回転位置がホール素子H1,H2,H3で検知され、その検知に基づく所定の位相角で相巻線Lu,Lv,Lwに対する各駆動信号が順次に生成される。これら駆動信号のそれぞれ高レベル期間において、各トランジスタがオン,オフ駆動される。そして、このオン,オフ駆動のデューティDuが回転数指令信号Vspに応じて制御される。これにより、ロータ3の回転数が回転数指令信号Vspに応じた指令回転数に設定される。
【0023】
一方、スイッチング回路4の動作に伴い、抵抗器5に電流Imが流れる。この電流Imは、当該ブラシレスDCモータ1にかかる負荷の大きさ、およびロータ3の回転数に応じて、変化する。
【0024】
この電流Imの変化は駆動制御回路10で検出されており、その検出結果に応じて、かつデューティ制御値Duの決定要素である指令回転数に応じて、上記各駆動信号の位相角つまり相巻線Lu,Lv,Lwの通電タイミングが制御される。
【0025】
このように、負荷の変動を抵抗器5に生じる電圧V0から検出し、かつデューティ制御値Duの決定要素である指令回転数を監視し、これら検出結果および監視結果に応じて各駆動信号の位相角を可変設定(最適値に設定)することにより、負荷の変動やデューティ制御に影響を受けることなく、常に良好な効率でしかも低騒音の運転が可能となる。
【0026】
しかも、これら制御機能を当該ブラシレスDCモータ1内にICロジック化して組み込む構成であるから、外部に制御回路を付加する必要がなく、よって構成の複雑化を回避できて、多様な機器への搭載が可能な汎用性にすぐれたものとなる。
【0027】
一般に、ブラシレスDCモータの電流検出抵抗(抵抗器5)はその多くがモータ駆動電源ラインに1個付いており、その抵抗に流れる電流には、PWM制御の場合、スイッチングオフ時の回生電流が流れない構造になっている。その為、電流検出抵抗で検出した電圧を積分して位相調整信号として使用する場合には、PWM制御のデューティ制御値Duが大きく変化した際に、位相調整信号が“巻線電流×Du”の電圧情報となってしまうという不具合を生じる。この不具合に対処するためには、デューティ制御値Duの変化に応じて、位相調整用の信号を調整する必要がある。
【0028】
本発明は、PWM制御のデューティ制御値Duが大きく変化した場合でも、完全に、最適な位相角調整信号を作成することを目的に、デューティ制御値Duの決定要素である回転数指令信号Vsp(指令回転数)を監視し、電流検出抵抗の電圧から作成される位相調整信号に対し、上記監視結果に応じた補正を加える構成を採用している。
【0029】
[2]第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態では、図3に示すように、駆動制御回路10から補正値算出部17が除去されるとともに、回転数指令信号Vspが位相角制御部16に供給される。
【0030】
位相角制御部16は、パルス幅変調部13で決定されるデューティ制御値Duを回転数指令信号Vspから把握し、レベル変換部15の出力電圧V2のレベルをその把握したデューティ制御値Duで除算し、その除算結果(=V2/Du)に応じた大きさに、駆動信号生成部11で生成される各駆動信号の位相角を設定する。
他の構成は第1の実施形態と同じである。
【0031】
このように、負荷の変動を抵抗器5に生じる電圧V0から検出し、かつデューティ制御値Duを回転数指令信号Vspから把握し、これら検出結果および把握結果に応じて各駆動信号の位相角を可変設定(最適値に設定)することにより、負荷の変動やデューティ制御に影響を受けることなく、常に良好な効率でしかも低騒音の運転が可能となる。
【0032】
しかも、これら制御機能を当該ブラシレスDCモータ1内にICロジック化して組み込む構成であるから、外部に制御回路を付加する必要がなく、よって構成の複雑化を回避できて、多様な機器への搭載が可能な汎用性にすぐれたものとなる。
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【0033】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、負荷の変動やデューティ制御に影響を受けることなく、常に良好な効率でしかも低騒音の運転が可能な信頼性にすぐれたブラシレスDCモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】各実施形態の構成を示す図。
【図2】第1の実施形態おける駆動制御回路の要部の構成を示すブロック図。
【図3】第2の実施形態おける駆動制御回路の要部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…ブラシレスDCモータ、2…ステータ、Lu,Lv,Lw…相巻線、3…ロータ、H1,H2,H3…ホール素子(検知手段)、4…スイッチング回路、5…電流制限用の抵抗器、10…駆動制御回路、11…駆動信号生成部、12…駆動部、13…パルス幅変調部、14…積分回路、15…レベル変換部、16…位相角制御部、17…補正値算出部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brushless DC motor including a stator on which a plurality of phase windings are mounted, a rotor on which permanent magnets are mounted, and the like.
[0002]
[Prior art]
A stator having a plurality of phase windings, a rotor having permanent magnets, a detector for detecting the rotational position of the rotor, a switching circuit for sequentially energizing each phase winding by turning on and off the plurality of switching elements, and this There is a brushless DC motor in which a drive control circuit for driving and controlling a switching circuit is covered with a resin and integrated.
[0003]
The drive control circuit is configured to sequentially generate a drive signal having a predetermined period width for each phase winding at a predetermined phase angle based on detection by the detector, and each drive generated by the drive signal generation unit. A drive unit that drives the switching elements on and off in a predetermined period width of the signal is provided, and the on / off drive duty of the drive unit is controlled in accordance with an externally commanded rotation speed (command speed). By this duty control, the rotational speed of the rotor is set to the command rotational speed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The phase angle of the drive signal with respect to the phase winding (energization timing of the phase winding) is always fixed.
For this reason, when the load applied to the brushless DC motor fluctuates, or when the duty control value for the rotational speed control changes greatly, there may be a problem that the driving efficiency is deteriorated or noise is increased. .
[0005]
The present invention takes the above-mentioned circumstances into consideration, and the object of the present invention is excellent in reliability that can always be operated with good efficiency and low noise without being affected by load fluctuations and duty control. Another object is to provide a brushless DC motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A brushless DC motor according to a first aspect of the present invention includes a stator having a plurality of phase windings, a rotor having a permanent magnet, detection means for detecting the rotational position of the rotor, and on / off of a plurality of switching elements. A switching circuit for energizing each phase winding, generation means for sequentially generating a drive signal having a predetermined period width for each phase winding at a predetermined phase angle based on detection by the detection means, and generated by this generation means Driving means for turning on / off each switching element in a predetermined period width of each driving signal, first control means for controlling the duty of on / off driving of the driving means in accordance with an externally designated rotational speed, A current limiting resistor provided in the operation voltage supply path for the switching circuit, and the voltage generated in the resistor and the generation according to the command rotational speed And it includes a second control means for controlling the phase angle of the drive signals generated by the stage, a. In particular, the second control means includes an integrating circuit for integrating the voltage generated in the resistor, and level conversion of the output voltage of the integrating circuit based on a winding or a linear constant of each phase winding. Level conversion unit, a correction value calculation unit that divides the allowable maximum value of the command rotation number by the current command rotation number to obtain a correction value, and the output voltage level of the level conversion unit and the correction value are multiplied. A phase angle control unit that sets the phase angle of each of the drive signals according to the multiplication result.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, a brushless DC motor includes a stator having a plurality of phase windings, a rotor having a permanent magnet, detection means for detecting the rotational position of the rotor, and on / off of a plurality of switching elements. A switching circuit that sequentially energizes each phase winding, a drive control circuit that drives and controls the switching circuit, and a current limiting resistor provided in an operation voltage supply path for the switching circuit are integrally configured. The drive control circuit is configured to generate a drive signal having a predetermined period width for each phase winding at a predetermined phase angle based on detection by the detection unit, and a generation unit that generates the drive signal. Driving means for turning on / off each switching element in a predetermined period width of each driving signal, and turning on / off the driving means in accordance with an externally commanded rotational speed First control means for controlling the duty of movement, and second control means for controlling the phase angle of each drive signal generated by the generating means in accordance with the voltage generated in the resistor and the command rotational speed. ing. In particular, the second control means includes an integrating circuit for integrating the voltage generated in the resistor, and level conversion of the output voltage of the integrating circuit based on a winding or a linear constant of each phase winding. And a phase angle control unit that divides the output voltage level of the level conversion unit by the duty control value of the first control means and sets the phase angle of each drive signal according to the division result. ing.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[1] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a brushless DC motor 1 includes a stator 2 having phase windings Lu, Lv, and Lw in a star connection, a rotor 3 having permanent magnets, and a detection for magnetically detecting the rotational position of the rotor 3. For example, Hall elements H1, H2, H3, a switching circuit 4 for sequentially energizing the phase windings Lu, Lv, Lw by turning on and off the plurality of switching elements, and a drive control circuit 10 for driving and controlling the switching circuit 4. The current limiting resistor 5 and the like are covered with a resin so as to be integrated.
[0009]
The switching circuit 4 is provided with a series circuit of upstream switching elements and downstream switching elements corresponding to three phases. As an upstream switching element and a downstream switching element for the U phase, the transistor Tu +, the transistor Tu−, and the V phase are used. Transistor Tv + and transistor Tv− as upstream switching elements and downstream switching elements, and transistor Tw + and transistor Tw− as upstream switching elements and downstream switching elements for the W phase, and a damper diode D in parallel with each of these transistors. Connected.
[0010]
An operating voltage (DC voltage) Vm is applied to the switching circuit 4 from the outside. The current limiting resistor 5 is inserted into the supply path of the operating voltage Vm. The resistor 5 functions to prevent an excessive current from flowing through the switching circuit 4 during an overload.
[0011]
A non-connected end of the phase winding Lu is connected to an interconnection point between the transistor Tu + and the transistor Tu− in the switching circuit 4. The non-connection end of the phase winding Lv is connected to an interconnection point between the transistor Tv + and the transistor Tv−. The non-connection end of the phase winding Lw is connected to the interconnection point between the transistor Tw + and the transistor Tw−.
[0012]
An operating voltage (DC 5V voltage) Vcc is applied to the drive control circuit 10 from the outside, and a rotational speed command signal (also referred to as a speed command signal) Vsp for commanding the rotational speed of the rotor 3 at a voltage level and the above-mentioned Output signals (rotational position detection signals) of the hall elements H1, H2, and H3 are input. The rotation speed command signal Vsp is input from a control unit or the like of a device on which the brushless DC motor 1 is mounted.
[0013]
This drive control circuit 10 is made into an IC logic, and its main part is shown in FIG.
In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a drive signal generator, which sequentially applies drive signals having a predetermined period width (high level period) to the phase windings Lu, Lv, Lw at a predetermined phase angle based on detection of the Hall elements H1, H2, H3. To generate. These drive signals are supplied to the drive unit 12.
[0014]
The driving unit 12 drives each switching element of the switching circuit 4 on and off in accordance with a pulse signal supplied from a pulse width modulation unit 13 described later in a high level period of each driving signal.
[0015]
Reference numeral 13 denotes a pulse width modulation unit (PMW), to which the rotational speed command signal Vsp is input. The pulse width modulation unit 13 uses the voltage of the rotation speed command signal Vsp as a reference voltage, and chops the voltage of the triangular wave signal with the reference voltage, so that the width of the ON period (ON, OFF duty Du) according to the level of the reference voltage. %) Is output. This pulse signal is supplied to the driving unit 12.
[0016]
The pulse width modulator 13 constitutes first control means for controlling the duty Du of the on / off drive of the drive unit 12 according to the command rotational speed.
[0017]
An integrating circuit 14 integrates the voltage V0 generated in the resistor 5. The output voltage V1 of the integration circuit 14 is supplied to the level conversion unit 15. The level converter 15 converts the level of the output voltage V1 of the integrating circuit 14 based on a specific constant corresponding to, for example, the number of turns and the wire diameter of the phase windings Lu, Lv, and Lw. Specifically, the level of the output voltage V1 is multiplied by a constant, and a voltage V2 of a level corresponding to the multiplication result (= V1 × constant) is output. This output voltage V2 is supplied to the phase angle controller 16.
[0018]
Reference numeral 17 denotes a correction value calculation unit, which divides the allowable maximum value (Vspmax) of the command rotational speed by the current command rotational speed (Vsp), and thereby with respect to the phase angle of each drive signal generated by the drive signal generation unit 11. A correction value X (= Vspmax / Vsp) is obtained. The correction value X is supplied to the phase angle control unit 16.
[0019]
The phase angle control unit 16 multiplies the level of the output voltage V2 of the level conversion unit 15 by the correction value X, and is generated by the drive signal generation unit 11 to a magnitude corresponding to the multiplication result (= V2 × X). The phase angle of each drive signal is set.
[0020]
The integration circuit 14, the level conversion unit 15, the phase angle control unit 16, and the correction value calculation unit 17 control the phase angle of each drive signal according to the voltage V0 generated in the resistor 5 and the command rotational speed Vsp. Control means is configured.
[0021]
Next, the operation of the above configuration will be described.
When the operating voltages Vm and Vcc are applied to the switching circuit 4 and the drive control circuit 10, respectively, the transistors of the switching circuit 4 are turned on and off, and currents flow sequentially through the phase windings Lu, Lv, and Lw. This energization generates a magnetic field from the phase windings Lu, Lv, and Lw, and the rotor 3 rotates due to the interaction between the magnetic field and the permanent magnet of the rotor 3.
[0022]
At this time, the rotational position of the rotor 3 is detected by the Hall elements H1, H2, and H3, and drive signals for the phase windings Lu, Lv, and Lw are sequentially generated at a predetermined phase angle based on the detection. Each transistor is driven on and off during the high level period of these drive signals. The on / off driving duty Du is controlled in accordance with the rotational speed command signal Vsp. Thereby, the rotation speed of the rotor 3 is set to the command rotation speed according to the rotation speed command signal Vsp.
[0023]
On the other hand, the current Im flows through the resistor 5 with the operation of the switching circuit 4. This current Im varies depending on the magnitude of the load applied to the brushless DC motor 1 and the rotational speed of the rotor 3.
[0024]
The change in the current Im is detected by the drive control circuit 10, and the phase angle of each of the drive signals, that is, the phase winding, is determined according to the detection result and according to the command rotational speed which is the determining factor of the duty control value Du. The energization timing of the lines Lu, Lv, Lw is controlled.
[0025]
In this way, the load fluctuation is detected from the voltage V0 generated in the resistor 5, and the command rotational speed which is a determining factor of the duty control value Du is monitored, and the phase of each drive signal is determined according to these detection results and monitoring results. By variably setting the angle (set to an optimum value), it is possible to always operate with good efficiency and low noise without being affected by load fluctuations and duty control.
[0026]
In addition, since these control functions are incorporated into the brushless DC motor 1 as IC logic, there is no need to add a control circuit to the outside. The versatility is possible.
[0027]
In general, most of the current detection resistors (resistors 5) of the brushless DC motor are attached to the motor drive power supply line. In the case of PWM control, a regenerative current at the time of switching off flows in the current flowing through the resistor. It has no structure. Therefore, when the voltage detected by the current detection resistor is integrated and used as a phase adjustment signal, when the duty control value Du of the PWM control changes greatly, the phase adjustment signal is “winding current × Du”. This causes a problem of voltage information. In order to cope with this problem, it is necessary to adjust the signal for phase adjustment according to the change of the duty control value Du.
[0028]
In the present invention, even when the duty control value Du of PWM control changes greatly, the rotational speed command signal Vsp (determining factor of the duty control value Du) is used for the purpose of completely creating an optimum phase angle adjustment signal. (Command rotation speed) is monitored, and a configuration is applied in which a phase adjustment signal created from the voltage of the current detection resistor is corrected according to the monitoring result.
[0029]
[2] A second embodiment will be described.
In the second embodiment, as shown in FIG. 3, the correction value calculation unit 17 is removed from the drive control circuit 10, and the rotation speed command signal Vsp is supplied to the phase angle control unit 16.
[0030]
The phase angle control unit 16 grasps the duty control value Du determined by the pulse width modulation unit 13 from the rotational speed command signal Vsp, and divides the level of the output voltage V2 of the level conversion unit 15 by the grasped duty control value Du. Then, the phase angle of each drive signal generated by the drive signal generation unit 11 is set to a magnitude according to the division result (= V2 / Du).
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0031]
As described above, the load variation is detected from the voltage V0 generated in the resistor 5, and the duty control value Du is determined from the rotation speed command signal Vsp. The phase angle of each drive signal is determined according to the detection result and the determination result. By making the variable setting (set to the optimum value), it is possible to always operate with good efficiency and low noise without being affected by load fluctuations and duty control.
[0032]
In addition, since these control functions are incorporated into the brushless DC motor 1 as IC logic, there is no need to add a control circuit to the outside. The versatility is possible.
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not change a summary.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a brushless DC motor excellent in reliability capable of always operating with good efficiency and low noise without being affected by load fluctuations and duty control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of each embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of the drive control circuit in the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a drive control circuit according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brushless DC motor, 2 ... Stator, Lu, Lv, Lw ... Phase winding, 3 ... Rotor, H1, H2, H3 ... Hall element (detection means), 4 ... Switching circuit, 5 ... Resistor for current limitation DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Drive control circuit, 11 ... Drive signal generation part, 12 ... Drive part, 13 ... Pulse width modulation part, 14 ... Integration circuit, 15 ... Level conversion part, 16 ... Phase angle control part, 17 ... Correction value calculation part

Claims (2)

複数の相巻線を有するステータと、
永久磁石を有するロータと、
前記ロータの回転位置を検知する検知手段と、
複数のスイッチング素子のオン,オフにより前記各相巻線に対する通電を行うスイッチング回路と、
前記検知手段の検知に基づく所定の位相角で、前記各相巻線に対する所定期間幅の駆動信号を順次に生成する生成手段と、
前記生成手段で生成される各駆動信号の所定期間幅において前記各スイッチング素子をオン,オフ駆動する駆動手段と、
外部からの指令回転数に応じて、前記駆動手段のオン,オフ駆動のデューティを制御する第1制御手段と、
前記スイッチング回路に対する動作用電圧の供給路に設けられた電流制限用の抵抗器と、
前記抵抗器に生じる電圧および前記指令回転数に応じて、前記生成手段で生成される各駆動信号の位相角を制御する第2制御手段と、
を具備し
前記第2制御手段は、前記抵抗器に生じる電圧を積分する積分回路と、この積分回路の出力電圧を前記各相巻線の巻線または線形に対応する固有の定数に基づいてレベル変換するレベル変換部と、前記指令回転数の許容最大値を現時点の指令回転数で除算して補正値とする補正値算出部と、前記レベル変換部の出力電圧レベルと前記補正値とを乗算しその乗算結果に応じて前記各駆動信号の位相角を設定する位相角制御部とを備えている、
ことを特徴とするブラシレスDCモータ。
A stator having a plurality of phase windings;
A rotor having permanent magnets;
Detecting means for detecting the rotational position of the rotor;
A switching circuit for energizing each phase winding by turning on and off a plurality of switching elements;
Generating means for sequentially generating a driving signal having a predetermined period width for each phase winding at a predetermined phase angle based on detection by the detecting means;
Driving means for driving each switching element on and off in a predetermined period width of each driving signal generated by the generating means;
First control means for controlling the on / off drive duty of the drive means in accordance with an externally commanded rotational speed;
A current limiting resistor provided in an operating voltage supply path for the switching circuit;
Second control means for controlling the phase angle of each drive signal generated by the generating means according to the voltage generated in the resistor and the command rotational speed;
Equipped with,
The second control means includes an integration circuit that integrates the voltage generated in the resistor, and a level that converts the level of the output voltage of the integration circuit based on a winding of each phase winding or a specific constant corresponding to the linearity. A conversion unit, a correction value calculation unit that obtains a correction value by dividing the allowable maximum value of the command rotation number by a current command rotation number, and the output voltage level of the level conversion unit multiplied by the correction value. A phase angle control unit that sets the phase angle of each drive signal according to the result,
A brushless DC motor characterized by that.
複数の相巻線を有するステータと、
永久磁石を有するロータと、
前記ロータの回転位置を検知する検知手段と、
複数のスイッチング素子のオン,オフにより前記各相巻線に対する通電を行うスイッチング回路と、
前記検知手段の検知に基づく所定の位相角で、前記各相巻線に対する所定期間幅の駆動信号を順次に生成する生成手段と、
前記生成手段で生成される各駆動信号の所定期間幅において前記各スイッチング素子をオン,オフ駆動する駆動手段と、
外部からの指令回転数に応じて、前記駆動手段のオン,オフ駆動のデューティを制御する第1制御手段と、
前記スイッチング回路に対する動作用電圧の供給路に設けられた電流制限用の抵抗器と、
前記抵抗器に生じる電圧および前記指令回転数に応じて、前記生成手段で生成される各駆動信号の位相角を制御する第2制御手段と、
を具備し
前記第2制御手段は、前記抵抗器に生じる電圧を積分する積分回路と、この積分回路の出力電圧を前記各相巻線の巻線または線形に対応する固有の定数に基づいてレベル変換するレベル変換部と、このレベル変換部の出力電圧レベルを前記第1制御手段のデューティ制御値で除算しその除算結果に応じて前記各駆動信号の位相角を設定する位相角制御部とを備えている、
ことを特徴とするブラシレスDCモータ。
A stator having a plurality of phase windings;
A rotor having permanent magnets;
Detecting means for detecting the rotational position of the rotor;
A switching circuit for energizing each phase winding by turning on and off a plurality of switching elements;
Generating means for sequentially generating a driving signal having a predetermined period width for each phase winding at a predetermined phase angle based on detection by the detecting means;
Driving means for driving each switching element on and off in a predetermined period width of each driving signal generated by the generating means;
First control means for controlling the on / off drive duty of the drive means in accordance with an externally commanded rotational speed;
A current limiting resistor provided in an operating voltage supply path for the switching circuit;
Second control means for controlling the phase angle of each drive signal generated by the generating means according to the voltage generated in the resistor and the command rotational speed;
Equipped with,
The second control means includes an integration circuit that integrates the voltage generated in the resistor, and a level that converts the level of the output voltage of the integration circuit based on a winding of each phase winding or a specific constant corresponding to the linearity. A conversion unit; and a phase angle control unit that divides the output voltage level of the level conversion unit by the duty control value of the first control unit and sets the phase angle of each drive signal according to the division result. ,
A brushless DC motor characterized by that.
JP2002005009A 2002-01-11 2002-01-11 Brushless DC motor Expired - Fee Related JP4121277B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002005009A JP4121277B2 (en) 2002-01-11 2002-01-11 Brushless DC motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002005009A JP4121277B2 (en) 2002-01-11 2002-01-11 Brushless DC motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003209987A JP2003209987A (en) 2003-07-25
JP4121277B2 true JP4121277B2 (en) 2008-07-23

Family

ID=27644175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002005009A Expired - Fee Related JP4121277B2 (en) 2002-01-11 2002-01-11 Brushless DC motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4121277B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003209987A (en) 2003-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7541760B2 (en) Method capable of controlling brushless DC motor
US6940239B2 (en) Motor driving device and motor driving method
US7402975B2 (en) Motor drive device and drive method
US10348228B1 (en) Motor driving circuit and method thereof
JP2002199778A (en) Motor drive
JP2011114995A (en) Drive circuit for motor and motor equipped with the same
US11088646B2 (en) Motor driving control device and motor driving control method
TW202110073A (en) Motor driving circuit and method thereof
US6388405B2 (en) Electronically-commutated motor
JP2007110778A (en) Motor driving apparatus and driving method
KR20120086255A (en) Motor system and motor control circuit
CN1736020B (en) Motor-driven equipment, motors driven by the same equipment, and devices using the same motor
JP4055372B2 (en) Motor drive device
JP4121277B2 (en) Brushless DC motor
US5825145A (en) Quiet commutation circuit for an electric motor
JP2009247089A (en) Method of controlling inverters for brushless motors and device using the same
JP4465988B2 (en) Motor drive device
JP2004088907A (en) Motor drive
JP4170479B2 (en) DC motor current detection control device and electric apparatus equipped with the device
JP2792122B2 (en) Drive device for variable reluctance motor
KR20000049658A (en) Multi Phase bipolar Parallel Winding brushless motor & Controller
JP4695924B2 (en) Motor drive device
JP4619109B2 (en) PWM signal generation circuit
JP3131157B2 (en) Drive circuit for brushless DC motor
JP2009219222A (en) Motor drive device and semiconductor integrated circuit device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071225

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080408

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080428

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110509

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4121277

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120509

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130509

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees