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JP2008154385A - Motor drive device - Google Patents

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JP2008154385A
JP2008154385A JP2006340817A JP2006340817A JP2008154385A JP 2008154385 A JP2008154385 A JP 2008154385A JP 2006340817 A JP2006340817 A JP 2006340817A JP 2006340817 A JP2006340817 A JP 2006340817A JP 2008154385 A JP2008154385 A JP 2008154385A
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signal
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Masahiro Yasohara
正浩 八十原
Tomohiro Inoue
智寛 井上
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】モータ駆動時のトルクリップル、振動騒音を低減できる正弦波駆動を高効率で実現し、駆動速度の安定性能に優れるモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】モータを正弦波駆動するための波形信号を生成する波形生成器と、波形信号に基づく駆動電圧を駆動巻線に印加するインバータと、駆動巻線の誘起電圧に対する駆動電圧の進角値を設定する進角設定器とを備え、進角設定器は複数の進角値を設定し得るもので、駆動巻線に流れる正弦波状の駆動電流の位相が駆動巻線の誘起電圧の位相と概ね一致するように、複数の進角値のうち何れか一つの進角値を選択し設定する。
【選択図】図1
To provide a motor drive device that realizes sinusoidal drive capable of reducing torque ripple and vibration noise during motor drive with high efficiency, and is excellent in stability performance of drive speed.
A waveform generator that generates a waveform signal for driving a motor in a sine wave, an inverter that applies a drive voltage based on the waveform signal to a drive winding, and an advance angle of the drive voltage with respect to an induced voltage of the drive winding The advance angle setter is capable of setting a plurality of advance angle values, and the phase of the sinusoidal drive current flowing in the drive winding is the phase of the induced voltage of the drive winding. Is selected and set from among a plurality of advance values.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、例えば空調機器、燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機並びに複写機、プリンタ等の情報機器に使用されるブラシレスDCモータなどを駆動するのに好適なモータ駆動装置に関する。特に、モータ駆動時の速度安定性能に優れ、トルクリップル、振動、騒音を大幅に低減できる正弦波駆動を高効率で実現し、更にこれをモータに内蔵または一体化することで、上位機器が使用し易いモータ駆動装置の提供に関するものである。   The present invention relates to a motor drive device suitable for driving a brushless DC motor used in information equipment such as an air conditioner, a hot water heater equipped with a combustion fan motor, an air purifier, a copying machine, and a printer. In particular, high-speed sine wave drive with excellent speed stability performance when driving the motor, which can greatly reduce torque ripple, vibration, and noise, and high-efficiency built-in or integrated into the motor, used by higher-level equipment It is related with provision of the motor drive device which is easy to do.

例えば空調機器、給湯機、空気清浄機、複写機およびプリンタ等の電気機器に用いられる各種駆動用モータは、長寿命、高信頼性および速度制御の容易さなどの長所を活かして、ブラシレスDCモータ(以下、モータという)が用いられることが多い。   For example, various drive motors used in electrical equipment such as air conditioners, water heaters, air purifiers, copiers and printers are brushless DC motors, taking advantage of long life, high reliability and ease of speed control. (Hereinafter referred to as a motor) is often used.

従来、モータの駆動方式としては、モータの駆動巻線を矩形波状駆動波形によって駆動する矩形波駆動方式が広く採用されてきた。しかし近年、モータをより低トルクリップル、低振動および低騒音で駆動することへの要求が高まってきている。この要求に対応する駆動技術として、モータの駆動巻線を正弦波状駆動波形によって駆動する正弦波駆動方式が一般的になりつつある。   Conventionally, as a motor driving method, a rectangular wave driving method for driving a motor driving winding with a rectangular wave driving waveform has been widely adopted. In recent years, however, there has been an increasing demand for driving motors with lower torque ripple, lower vibration and lower noise. As a driving technique that meets this requirement, a sine wave driving system that drives a motor driving winding with a sine wave driving waveform is becoming common.

モータを正弦波駆動するための従来技術としては、例えば、日本特許公報第3232467号に記載のものがある。この従来技術では、モータの回転位置に応じてメモリー記憶された正弦波状の波形データを順次読み出す。そして、この波形データをパルス幅変調して、モータの駆動巻線に電力供給するためのインバータ回路の各スイッチ素子を制御することによって、モータを正弦波駆動する。   As a conventional technique for driving a motor in a sine wave, there is one described in Japanese Patent Publication No. 3322467, for example. In this prior art, sinusoidal waveform data stored in memory according to the rotational position of the motor are sequentially read out. Then, the waveform data is subjected to pulse width modulation, and the motor is driven in a sine wave by controlling each switch element of the inverter circuit for supplying power to the drive winding of the motor.

また特開2003−348874号公報に記載のものがある。この従来技術では、正弦波駆動技術を半導体集積回路により実現し、使用部品点数並びにコストを削減する。   Moreover, there exists a thing as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-348874. In this conventional technique, a sine wave driving technique is realized by a semiconductor integrated circuit, and the number of parts used and the cost are reduced.

また日本特許公報第3500328号に記載のものがある。この従来技術では、
モータの誘起電圧と駆動電圧との位相補正をモータの回転速度と負荷トルクに応じて絶えず行うことによって、モータを高効率駆動する。
Further, there is one described in Japanese Patent Publication No. 3500368. In this prior art,
The motor is driven with high efficiency by constantly performing phase correction between the induced voltage of the motor and the drive voltage in accordance with the rotational speed and load torque of the motor.

図8はこの種の従来技術におけるモータ駆動装置の回路構成図であり、図9は図8に示すモータ駆動装置の動作説明図である。   FIG. 8 is a circuit configuration diagram of this type of prior art motor driving device, and FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the motor driving device shown in FIG.

図8において、モータ501は、U相駆動巻線511、V相駆動巻線513およびW相駆動巻線515を有する。これら各駆動巻線511、513および515には、直流電源505からインバータ520を介して駆動電力が供給される。   In FIG. 8, motor 501 has U-phase drive winding 511, V-phase drive winding 513 and W-phase drive winding 515. Drive power is supplied from the DC power supply 505 to the drive windings 511, 513 and 515 via the inverter 520.

インバータ520は、モータ501の駆動巻線511、513および515を正側電源線路501に接続する正側スイッチ521、523および525を備える。また、インバータ520は、モータ501の駆動巻線511、513および515を負側電源線路502に接続する負側スイッチ522、524および526を備える。   Inverter 520 includes positive switches 521, 523, and 525 that connect drive windings 511, 513, and 515 of motor 501 to positive power supply line 501. The inverter 520 includes negative switches 522, 524, and 526 that connect the drive windings 511, 513, and 515 of the motor 501 to the negative power supply line 502.

制御器530は、波形生成器531およびパルス幅変調器532を備える。   The controller 530 includes a waveform generator 531 and a pulse width modulator 532.

速度制御器540は、上位器506からのモータ駆動速度の指令信号Srefに応じて
制御信号VSPをパルス幅変調器532に出力する。また、上位器506からの速度切替え信号HLに応じて速度制御器540のゲインが切替えられる。
The speed controller 540 outputs a control signal VSP to the pulse width modulator 532 in accordance with the motor drive speed command signal Sref from the host unit 506. Further, the gain of the speed controller 540 is switched according to the speed switching signal HL from the host unit 506.

モータ駆動装置500は、インバータ520、制御器530および速度制御器540から構成されている。   The motor driving device 500 includes an inverter 520, a controller 530, and a speed controller 540.

モータ501の回転位置信号CSに応じて波形生成器531が生成する正弦波状の波形信号WFが、パルス幅変調器532に入力される。パルス幅変調器532は、正弦波状の波形信号WFに基づき、パルス幅変調した制御信号UH、VH、WH、UL、VLおよびWLをインバータ520の各スイッチ素子521から526に対して出力する。各スイッチ素子521から526は、制御信号UH、VH、WH、UL、VLおよびWLによってそれぞれオンまたはオフ動作される。   A sinusoidal waveform signal WF generated by the waveform generator 531 according to the rotational position signal CS of the motor 501 is input to the pulse width modulator 532. The pulse width modulator 532 outputs the pulse width modulated control signals UH, VH, WH, UL, VL, and WL to the switch elements 521 to 526 of the inverter 520 based on the sinusoidal waveform signal WF. Each switch element 521 to 526 is turned on or off by control signals UH, VH, WH, UL, VL and WL, respectively.

ここで、制御信号UH、VHおよびWHは互いに電気角120度の位相差をもってパルス幅変調器532から出力される信号である。また制御信号UL、VL、WLも互いに電気角120度の位相差をもってパルス幅変調器532から出力される信号である。   Here, the control signals UH, VH and WH are signals output from the pulse width modulator 532 with a phase difference of 120 electrical degrees. The control signals UL, VL, WL are also signals output from the pulse width modulator 532 with a phase difference of 120 electrical degrees.

ここで、モータ501の駆動巻線のうち、インバータ520の出力Uに接続されるU相駆動巻線511に対する動作について、図9を用いて説明する。   Here, the operation for the U-phase drive winding 511 connected to the output U of the inverter 520 among the drive windings of the motor 501 will be described with reference to FIG.

図9において、三角波状の信号CYはパルス幅変調器532の内部に存在するPWMキャリア信号である。   In FIG. 9, a triangular wave signal CY is a PWM carrier signal present inside the pulse width modulator 532.

波形生成手段531がモータ501の回転位置信号CSに応じて生成する正弦波状の波形信号WFは、パルス幅変調器532によりキャリア信号CYと比較される。その比較結果に応じてインバータ520のスイッチ素子521および522は相補的にオン、オフされる。その結果、図9で示される駆動電圧Uがインバータ520から出力され、U相駆動巻線511に印加される。U相駆動巻線511にはU相駆動電流Iuが流れる。   A sinusoidal waveform signal WF generated by the waveform generation means 531 according to the rotational position signal CS of the motor 501 is compared with the carrier signal CY by the pulse width modulator 532. Depending on the comparison result, switch elements 521 and 522 of inverter 520 are turned on and off in a complementary manner. As a result, the drive voltage U shown in FIG. 9 is output from the inverter 520 and applied to the U-phase drive winding 511. A U-phase drive current Iu flows through the U-phase drive winding 511.

駆動電圧Uは、瞬時的には直流電源505の正側電圧と負側電圧との間を交互に変化する電圧であるが、パルス幅変調の原理から平均値的には波形信号WFに応じた正弦波状の電圧となる。したがって、U相駆動巻線511にはU相の波形信号WFと同様の正弦波状の電圧が印加される。   The drive voltage U is a voltage that alternately changes between the positive side voltage and the negative side voltage of the DC power supply 505 instantaneously, but the average value corresponds to the waveform signal WF from the principle of pulse width modulation. It becomes a sinusoidal voltage. Therefore, the U-phase drive winding 511 is applied with a sinusoidal voltage similar to the U-phase waveform signal WF.

V相駆動巻線513およびW相駆動巻線515に対しても、U相駆動巻線511と同様にして、インバータ520からそれぞれ駆動電圧Vおよび駆動電圧Wによって正弦波状の電圧が印加される。   Similarly to the U-phase drive winding 511, sinusoidal voltages are applied to the V-phase drive winding 513 and the W-phase drive winding 515 by the drive voltage V and the drive voltage W, respectively.

ここで、各相駆動巻線511、513および515に印加される駆動電圧U、VおよびWは、互いに電気角120度の位相差を有する。すなわち、V相駆動巻線513に関しては、U相の波形信号WFと互いに電気角120度の位相差をもつ正弦波状のV相の波形信号と、キャリア信号CYとの比較結果に応じて、インバータ520のスイッチ素子523および524が相補的にオン、オフされる。   Here, the drive voltages U, V and W applied to the respective phase drive windings 511, 513 and 515 have a phase difference of an electrical angle of 120 degrees. That is, with respect to the V-phase drive winding 513, an inverter is selected according to the comparison result between the U-phase waveform signal WF and the sinusoidal V-phase waveform signal having a phase difference of 120 degrees and the carrier signal CY. 520 switch elements 523 and 524 are complementarily turned on and off.

また、W相駆動巻線515に関しては、U相の波形信号およびV相の波形信号と互いに電気角120度ずつ位相差をもつ正弦波状のW相の波形信号とキャリア信号CYとの比較結果に応じて、インバータ520のスイッチ素子525および526が相補的にオン、オフされる。   For the W-phase drive winding 515, a comparison result between the U-phase waveform signal and the V-phase waveform signal and the carrier signal CY is a sinusoidal W-phase waveform signal having a phase difference of 120 degrees from each other. Accordingly, switch elements 525 and 526 of inverter 520 are complementarily turned on and off.

以上のようにして、各相駆動巻線511、513および515に正弦波状の電圧が印加
され、モータ501は正弦波駆動される。
As described above, sinusoidal voltages are applied to the respective phase drive windings 511, 513, and 515, and the motor 501 is sinusoidally driven.

ここで上位器506は、たとえばマイクロコンピュータやDSP、PLD、FPGAなどで構成される。   Here, the host device 506 is constituted by, for example, a microcomputer, a DSP, a PLD, an FPGA, or the like.

上位器506はモータの駆動速度を定める指令信号Srefを速度制御器540に出力し、速度制御器540はモータの実際の駆動速度と指令信号Srefの示す速度との差(速度偏差)に所定のゲインを乗じ、この速度偏差が小さくまたはゼロとなるように制御信号VSPをパルス幅変調器532に出力する。パルス幅変調器532は制御信号VSPに対応した大きさ(波高値)の正弦波駆動電圧を各相駆動巻線511、513および515に印加する。これによりモータ501の速度制御が行われる。   The host unit 506 outputs a command signal Sref for determining the driving speed of the motor to the speed controller 540, and the speed controller 540 determines a difference (speed deviation) between the actual driving speed of the motor and the speed indicated by the command signal Sref. The gain is multiplied, and the control signal VSP is output to the pulse width modulator 532 so that the speed deviation is small or zero. The pulse width modulator 532 applies a sine wave drive voltage having a magnitude (crest value) corresponding to the control signal VSP to each phase drive winding 511, 513 and 515. Thereby, the speed control of the motor 501 is performed.

また、上位器506の速度切替え信号HLは、指令信号Srefと連動してHレベルまたはLレベルとなる信号であり、例えば指令信号Srefが速いモータ駆動速度に対する指令である場合はHレベル、遅いモータ駆動速度に対する指令である場合はLレベルとなる信号である。   The speed switching signal HL of the host unit 506 is a signal that becomes H level or L level in conjunction with the command signal Sref. For example, when the command signal Sref is a command for a high motor driving speed, the speed switching signal HL is H level and slow motor In the case of a command for the driving speed, the signal is a L level.

速度切替え信号HLは、速度制御器540において上記の速度偏差に乗じるゲインを切替える信号として使用され、モータの駆動速度が速い場合および遅い場合のそれぞれにおいて、速度制御ゲインを最適化し、低速から高速まで安定した速度制御性を得るためのものである。   The speed switching signal HL is used as a signal for switching the gain by which the speed deviation is multiplied in the speed controller 540, and optimizes the speed control gain when the motor driving speed is fast and slow, from low speed to high speed. This is to obtain stable speed controllability.

このような速度ゲインを切替えて速度制御性を安定化する技術は、特開平6−261576号公報に示されている。
特許第3232467号公報 特開2003−348874号公報 特許第3500328号公報 特開平6−261576号公報
A technique for stabilizing speed controllability by switching such speed gain is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-261576.
Japanese Patent No. 3322467 JP 2003-348874 A Japanese Patent No. 3500348 JP-A-6-261576

しかしながら上記した従来技術によるモータ駆動装置500は、モータ501を高効率駆動し、かつその駆動速度を安定化することが難しいという課題を有している。   However, the above-described conventional motor driving device 500 has a problem that it is difficult to drive the motor 501 with high efficiency and to stabilize the driving speed.

モータを高効率で駆動するには、駆動巻線に流れる駆動電流の位相と誘起電圧の位相とを一致させることが必要である。   In order to drive the motor with high efficiency, it is necessary to match the phase of the drive current flowing in the drive winding with the phase of the induced voltage.

駆動巻線に流れる駆動電流は、駆動巻線に印加される駆動電圧から誘起電圧を差し引いた電圧を、駆動巻線のインピーダンスで除した値となる。ここで駆動巻線のインピーダンスはインダクタンス成分を有している。このため駆動電流の位相は駆動電圧の位相よりも遅れる。したがって、モータを高効率で駆動するためには、駆動電圧に対する駆動電流の位相遅れを考慮し、誘起電圧の位相と駆動電流の位相が一致するように、駆動電圧の位相を進めること(いわゆる進角)が必要である。   The drive current flowing in the drive winding is a value obtained by dividing the voltage obtained by subtracting the induced voltage from the drive voltage applied to the drive winding by the impedance of the drive winding. Here, the impedance of the drive winding has an inductance component. For this reason, the phase of the drive current is delayed from the phase of the drive voltage. Therefore, in order to drive the motor with high efficiency, the phase of the drive voltage is advanced so that the phase of the induced voltage and the phase of the drive current match in consideration of the phase delay of the drive current with respect to the drive voltage (so-called advancement). Corner) is required.

図8に示した従来技術によるモータ駆動装置は、各相駆動巻線511、513および515に印加する駆動電圧は正弦波状で、その大きさを制御信号VSPにより制御して速度制御できるものの、その位相を進めることができない。   In the motor drive device according to the prior art shown in FIG. 8, the drive voltage applied to each phase drive winding 511, 513 and 515 is sinusoidal, and the speed can be controlled by controlling the magnitude by the control signal VSP. The phase cannot be advanced.

その結果、図9に示すように例えば駆動巻線511の誘起電圧Uemfとこれに流れる駆動電流Iuとの位相を一致させることができず、モータの駆動効率が低下するという課
題を有している。
As a result, as shown in FIG. 9, for example, the phase of the induced voltage Uemf of the drive winding 511 and the drive current Iu flowing therethrough cannot be matched, and there is a problem that the drive efficiency of the motor decreases. .

これを改善するものとして、引用文献3に示した日本特許公報第3500328号では、モータの実際の駆動速度および負荷トルクに応じて駆動電圧の位相を進める技術が開示されている。しかしこの技術は、モータをある程度の高効率で駆動することはできるものの、モータの駆動速度や負荷トルクによって駆動電圧の位相を絶えず補正しているため、この補正によってモータのトルク特性が絶えず変化し、これに伴いモータの駆動速度も不安定になり易いという課題を有している。   In order to improve this, Japanese Patent Publication No. 3500368 shown in Cited Document 3 discloses a technique for advancing the phase of the drive voltage in accordance with the actual drive speed and load torque of the motor. However, although this technology can drive the motor with a certain degree of high efficiency, the phase of the driving voltage is constantly corrected by the motor driving speed and load torque, so this correction constantly changes the torque characteristics of the motor. As a result, there is a problem that the driving speed of the motor tends to become unstable.

上記課題を解決するために本発明のモータ駆動装置は、可動子および駆動巻線を有するモータと、前記モータを正弦波駆動するための波形信号を生成する波形生成器と、前記波形信号に基づく駆動電圧を前記駆動巻線に印加するインバータと、前記駆動巻線の誘起電圧に対する前記駆動電圧の位相進み角度である進角値を設定する進角設定器とを備え、前記進角設定器は複数の進角値を設定し得るものであり、前記駆動巻線に流れる正弦波状の駆動電流の位相が前記駆動巻線の誘起電圧の位相と概ね一致するように、前記進角設定器は、前記複数の進角値のうち何れか一つの進角値を選択して設定するように構成したものである。   In order to solve the above-described problems, a motor drive device according to the present invention is based on a motor having a mover and a drive winding, a waveform generator that generates a waveform signal for driving the motor in a sine wave, and the waveform signal. An inverter that applies a drive voltage to the drive winding; and an advance angle setter that sets an advance value that is a phase advance angle of the drive voltage with respect to an induced voltage of the drive winding; A plurality of advance angle values can be set, and the advance angle setter is set so that the phase of the sinusoidal drive current flowing in the drive winding substantially matches the phase of the induced voltage of the drive winding. One of the plurality of advance values is selected and set.

また進角設定器は、モータの駆動速度の指令値に応じて進角値を選択して設定するように構成したものである。   The advance angle setting unit is configured to select and set the advance value in accordance with the command value of the motor driving speed.

また、波形生成器とインバータと進角設定器の一部または全部を半導体集積回路にて形成し、モータに内蔵または一体化したものである。   Further, a part or all of the waveform generator, the inverter, and the advance angle setting device are formed by a semiconductor integrated circuit, and are built in or integrated with the motor.

本発明は上記構成により、モータを低トルクリップル、低騒音、低振動で正弦波駆動することに加えて、駆動巻線の誘起電圧と駆動電流の位相を概略一致させて高効率駆動も実現し、更に進角設定器により一つの進角値を選択して設定することでトルク特性が安定し、モータの駆動速度も安定化するという効果を奏する。   According to the present invention, in addition to driving the motor with a sinusoidal wave with low torque ripple, low noise, and low vibration, high-efficiency driving is realized by roughly matching the phases of the induced voltage and driving current of the drive winding. Further, by selecting and setting one advance value by the advance angle setting device, the torque characteristics are stabilized, and the driving speed of the motor is also stabilized.

また、モータの駆動速度の指令値に応じて最適な進角値を選択して設定することで、低速から高速までの幅広い速度範囲でモータを高効率かつ安定した速度で駆動することが可能となる。このことは、プリンタやPPCなどの拡大縮小機能や空調機器などの風量調整など、モータの駆動速度を比較的広範囲で可変して使用する用途には好適な効果となる。   In addition, by selecting and setting the optimum advance value according to the command value of the motor drive speed, it is possible to drive the motor at a high efficiency and a stable speed in a wide speed range from low speed to high speed. Become. This is an advantageous effect for applications in which the motor drive speed is varied over a relatively wide range, such as an enlargement / reduction function such as a printer or PPC, or an air volume adjustment of an air conditioner.

また、波形生成器、インバータおよび進角設定器からなるモータ駆動装置をモータに内蔵または一体化することで、小型で機器に組み込み易くなり、上位機器が速度安定性に優れ、かつ低振動、低騒音な正弦波駆動モータによる高効率駆動系を容易に構築することできる。   In addition, a motor drive unit consisting of a waveform generator, inverter, and advance angle setting device is built in or integrated into the motor, making it compact and easy to incorporate into equipment, and high-order equipment with excellent speed stability, low vibration, and low It is possible to easily construct a high-efficiency drive system using a noise sine wave drive motor.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1におけるモータ駆動装置の回路構成図、図2、図3および図4は図1に示すモータ駆動装置の動作説明図である。   FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a motor drive device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2, 3 and 4 are operation explanatory views of the motor drive device shown in FIG.

図1において、本実施の形態のモータ駆動装置100は、インバータ20、制御器30、速度制御器40および進角設定器60を含む。   In FIG. 1, the motor drive device 100 of the present embodiment includes an inverter 20, a controller 30, a speed controller 40, and an advance angle setter 60.

モータ駆動装置100は、プリント配線板(図示せず)上に形成され、モータ1を構成する可動子(図示せず)および駆動巻線11、13および15と共に、モータ1に内蔵または一体化される。   The motor drive device 100 is formed on a printed wiring board (not shown), and is built in or integrated with the motor 1 together with a mover (not shown) and drive windings 11, 13 and 15 that constitute the motor 1. The

また、モータ駆動装置100は、モータ制御端子10および11を備える。制御端子10にはモータの駆動速度を定める指令信号Srefが上位器6から入力され、制御端子11には指令信号Srefと連動して動作する速度切替え信号HLが入力される。上位器6は、モータ1およびモータ駆動装置100が搭載される機器に備えられ、マイクロコンピュータあるいはDSP、PLD、FPGAなどで構成される。   The motor driving device 100 includes motor control terminals 10 and 11. A command signal Sref that determines the driving speed of the motor is input from the host device 6 to the control terminal 10, and a speed switching signal HL that operates in conjunction with the command signal Sref is input to the control terminal 11. The host device 6 is provided in a device on which the motor 1 and the motor driving device 100 are mounted, and is constituted by a microcomputer, DSP, PLD, FPGA, or the like.

インバータ20は、モータ1の複数相(3相)の駆動巻線11、13および15を正側電源線路101に電気的に接続する正側スイッチ素子21、23および25を備える。また、インバータ20は、複数相の駆動巻線11、13および15を負側電源線路102に電気的に接続する負側スイッチ素子22、24および26を備える。   The inverter 20 includes positive-side switch elements 21, 23, and 25 that electrically connect multiple-phase (three-phase) drive windings 11, 13, and 15 of the motor 1 to the positive-side power line 101. The inverter 20 includes negative-side switch elements 22, 24, and 26 that electrically connect the multiple-phase drive windings 11, 13, and 15 to the negative-side power supply line 102.

進角設定器60は、内部に異なる値の進角値PS1およびPS2を持ち、速度切替え信号HLによって何れかの進角値を選択して設定し、ここで設定された位相進角信号PSを制御器30に出力する、
制御器30は波形生成器31を含む。波形生成器31は、正側または負側スイッチ素子21から26のオン期間とオフ期間の比率信号を駆動巻線11、13および15の波形信号として出力する。また、その波形信号の位相は位相進角信号PSにより制御される。
The advance angle setter 60 has advance values PS1 and PS2 having different values therein, and selects and sets one of the advance values by the speed switching signal HL, and sets the phase advance signal PS set here. Output to the controller 30;
The controller 30 includes a waveform generator 31. The waveform generator 31 outputs a ratio signal between the ON period and the OFF period of the positive side or negative side switching elements 21 to 26 as a waveform signal of the drive windings 11, 13, and 15. The phase of the waveform signal is controlled by the phase advance signal PS.

制御器30は、波形信号に応じて正側または負側スイッチ素子21から26のオン期間とオフ期間の比率信号をインバータ20に出力する。これにより、インバータ20は、インバータ20の正側および負側スイッチ素子21から26が制御器30からの制御信号に基づきオンまたはオフ動作され、各相の駆動巻線11、13および15を正弦波状の交番電流で駆動する。   The controller 30 outputs to the inverter 20 a ratio signal between the ON period and the OFF period of the positive side or negative side switching elements 21 to 26 according to the waveform signal. Thus, in the inverter 20, the positive side and negative side switching elements 21 to 26 of the inverter 20 are turned on or off based on the control signal from the controller 30, and the drive windings 11, 13 and 15 of each phase are sine-wave shaped. Drive with alternating current.

図1を用いて、本実施の形態1のモータ駆動装置の構成についてさらに詳細に説明を加える。図1において、モータ1にはインバータ20を介して直流電源5が接続される。より具体的には、直流電源5の正側電源線路101に正側スイッチ素子21の第1端子に接続される。正側スイッチ素子21の第2端子は負側スイッチ素子22の第1端子が接続される。負側スイッチ素子22の第2端子は直流電源5の負側電源線路102に接続される。正側スイッチ素子21と負側スイッチ素子22の共通接続点、すなわち正側スイッチ素子21の第2端子と負側スイッチ素子22の第1端子との接続点にモータ1のU相駆動巻線11の第1端が接続される。   The configuration of the motor drive apparatus according to the first embodiment will be described in further detail with reference to FIG. In FIG. 1, a DC power source 5 is connected to the motor 1 via an inverter 20. More specifically, the positive power supply line 101 of the DC power supply 5 is connected to the first terminal of the positive switch element 21. The second terminal of the positive switch element 21 is connected to the first terminal of the negative switch element 22. The second terminal of the negative side switch element 22 is connected to the negative side power source line 102 of the DC power source 5. The U-phase drive winding 11 of the motor 1 is connected to a common connection point between the positive side switch element 21 and the negative side switch element 22, that is, a connection point between the second terminal of the positive side switch element 21 and the first terminal of the negative side switch element 22. Are connected at their first ends.

同様に、正側電源線路101に正側スイッチ素子23の第1端子が接続される。正側スイッチ素子23の第2端子は負側スイッチ素子24の第1端子に接続される。負側スイッチ素子24の第2端子は負側電源線路102に接続される。正側スイッチ素子23と負側スイッチ素子24の共通接続点、すなわち正側スイッチ素子23の第2端子と負側スイッチ素子24の第1端子との接続点にモータ1のV相駆動巻線13の第1端が接続される。   Similarly, the first terminal of the positive switch element 23 is connected to the positive power supply line 101. The second terminal of the positive switch element 23 is connected to the first terminal of the negative switch element 24. A second terminal of the negative switch element 24 is connected to the negative power supply line 102. The V-phase drive winding 13 of the motor 1 is connected to a common connection point between the positive side switch element 23 and the negative side switch element 24, that is, a connection point between the second terminal of the positive side switch element 23 and the first terminal of the negative side switch element 24. Are connected at their first ends.

同様に、正側電源線路101に正側スイッチ素子25の第1端子が接続される。正側スイッチ素子25の第2端子は負側スイッチ素子26の第1端子に接続される。負側スイッチ素子26の第2端子は負側電源線路102に接続される。正側スイッチ素子25と負側スイッチ素子26の共通接続点、すなわち正側スイッチ素子25の第2端子と負側スイッチ素子26の第1端子との接続点にモータ1のW相駆動巻線15の第1端が接続される。   Similarly, the first terminal of the positive switch element 25 is connected to the positive power supply line 101. The second terminal of the positive switch element 25 is connected to the first terminal of the negative switch element 26. A second terminal of the negative switch element 26 is connected to the negative power supply line 102. The W-phase drive winding 15 of the motor 1 is connected to a common connection point between the positive side switch element 25 and the negative side switch element 26, that is, a connection point between the second terminal of the positive side switch element 25 and the first terminal of the negative side switch element 26. Are connected at their first ends.

U相駆動巻線11の第2端、V相駆動巻線13の第2端およびW相駆動巻線15の第2端は、互いに接続され中性点を構成している。   The second end of the U-phase drive winding 11, the second end of the V-phase drive winding 13, and the second end of the W-phase drive winding 15 are connected to each other to form a neutral point.

制御器30は、正側スイッチ素子21、23および25のそれぞれをオンまたはオフ動作させる制御信号UH、VHおよびWHを、正側スイッチ素子21、23および25のそれぞれの第3端子に対して出力する。また、制御器30は、負側スイッチ素子22、24および26のそれぞれをオンまたはオフ動作させる制御信号UL、VLおよびWLを、負側スイッチ素子22、24および26のそれぞれの第3端子に対して出力する。   The controller 30 outputs control signals UH, VH, and WH for turning on or off the positive-side switch elements 21, 23, and 25 to the third terminals of the positive-side switch elements 21, 23, and 25, respectively. To do. Further, the controller 30 sends control signals UL, VL and WL for turning on or off each of the negative side switch elements 22, 24 and 26 to the third terminals of the negative side switch elements 22, 24 and 26, respectively. Output.

制御器30は、波形生成器31の他に、さらにパルス幅変調器32を含む。波形生成器31は、駆動巻線11、13および15の駆動電流波形が概略正弦波状となるように波形信号WFをパルス幅変調器32に対して出力する。   In addition to the waveform generator 31, the controller 30 further includes a pulse width modulator 32. The waveform generator 31 outputs a waveform signal WF to the pulse width modulator 32 so that the drive current waveforms of the drive windings 11, 13 and 15 are approximately sinusoidal.

上位器6は指令信号Srefおよび切替え信号HLを出力する。これらの各信号はモータ駆動装置100のモータ制御端子10および11に入力され、さらに速度制御器40に入力される。また、切替え信号HLは進角設定器60にも入力される。   The host device 6 outputs a command signal Sref and a switching signal HL. Each of these signals is input to the motor control terminals 10 and 11 of the motor driving apparatus 100 and further input to the speed controller 40. The switching signal HL is also input to the advance angle setting device 60.

速度制御器40は、モータの実際の駆動速度と指令信号Srefが示す速度との差(速度偏差)に所定のゲインを乗じた信号を制御信号VSPとしてパルス幅変調器32に出力する。また、上記ゲインは切替え信号HLによって制御される。   The speed controller 40 outputs a signal obtained by multiplying a difference (speed deviation) between the actual driving speed of the motor and the speed indicated by the command signal Sref by a predetermined gain to the pulse width modulator 32 as a control signal VSP. The gain is controlled by the switching signal HL.

パルス幅変調器32は、波形信号WFと制御信号VSPとを掛け合わせた後、キャリア信号CYと比較することによってパルス幅変調を行う。そのパルス幅変調の結果を、制御器30の制御信号UH、VH、WH、UL、VLおよびWLとして、インバータ20に対して出力する。   The pulse width modulator 32 performs pulse width modulation by multiplying the waveform signal WF and the control signal VSP and then comparing them with the carrier signal CY. The result of the pulse width modulation is output to inverter 20 as control signals UH, VH, WH, UL, VL and WL of controller 30.

進角設定器60は、内部に持つ異なる値の進角値PS1およびPS2のうち、何れかの進角値を切替え信号HLによって選択して設定し、ここで設定された進角値を位相進角信号PSとして出力する。位相進角信号PSは、制御器30に入力され、さらに波形生成器31に入力される。   The advance angle setting unit 60 selects and sets one of the advance value PS1 and PS2 having different values by the switching signal HL, and sets the advance value set here as the phase advance value. Output as a corner signal PS. The phase advance signal PS is input to the controller 30 and further input to the waveform generator 31.

波形生成器31は、上記した波形信号WFの位相を、位相進角信号PSに応じて進め、パルス幅変調器32に対して出力する。   The waveform generator 31 advances the phase of the waveform signal WF described above according to the phase advance signal PS and outputs it to the pulse width modulator 32.

以上のように構成された本実施の形態1におけるモータ駆動装置100について、次にその動作を説明する。   Next, the operation of the motor driving apparatus 100 according to the first embodiment configured as described above will be described.

図2は図1に示す本実施の形態1におけるモータ駆動装置100の動作説明図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the motor driving apparatus 100 according to the first embodiment shown in FIG.

図2において、三角波状の信号CYはパルス幅変調器32の内部に存在するPWMキャリア信号である。通常、キャリア信号CYは、モータ1の回転による電気角周期よりも十分に高い周波数に設定されるが、図2においては説明の便宜上、比較的低い周波数で記している。   In FIG. 2, a triangular wave signal CY is a PWM carrier signal existing inside the pulse width modulator 32. Usually, the carrier signal CY is set to a frequency sufficiently higher than the electrical angular period due to the rotation of the motor 1, but in FIG. 2, it is shown at a relatively low frequency for convenience of explanation.

波形生成器31は、モータ1の回転位置に応じて正弦波状の波形信号WFを生成する。その正弦波状の波形信号WFが、パルス幅変調器32によってキャリア信号CYと電圧比較され、波形信号WFに応じてパルス幅が変化するパルス幅変調信号(PWM信号)が生成される。そして、そのパルス幅変調信号に応じてインバータ20の正側スイッチ素子21と負側スイッチ素子22のうちいずれかをオン、オフする。その結果、図2で示される駆動電圧Uがインバータ20から出力され、U相駆動巻線11に印加される。   The waveform generator 31 generates a sinusoidal waveform signal WF according to the rotational position of the motor 1. The sinusoidal waveform signal WF is voltage-compared with the carrier signal CY by the pulse width modulator 32, and a pulse width modulation signal (PWM signal) whose pulse width changes according to the waveform signal WF is generated. Then, either the positive side switch element 21 or the negative side switch element 22 of the inverter 20 is turned on or off according to the pulse width modulation signal. As a result, the drive voltage U shown in FIG. 2 is output from the inverter 20 and applied to the U-phase drive winding 11.

駆動電圧Uは、瞬時的には直流電源5の正側電圧と負側電圧との間を交互に変化する電圧であるが、パルス幅変調の原理から、平均値的には波形信号WFに応じた正弦波状の電圧となり、U相駆動巻線11には波形信号WFと同様の正弦波状の電圧が印加される。   The driving voltage U is a voltage that instantaneously alternates between a positive side voltage and a negative side voltage of the DC power supply 5, but in accordance with the principle of pulse width modulation, the average value depends on the waveform signal WF. A sinusoidal voltage similar to the waveform signal WF is applied to the U-phase drive winding 11.

上記の説明においては、U相駆動巻線11について説明してきたが、V相駆動巻線13およびW相駆動巻線15に対しても、U相駆動巻線11と同様にして、それぞれインバータ20からの駆動電圧Vおよび駆動電圧Wにより正弦波状の電圧が印加される。   In the above description, the U-phase drive winding 11 has been described, but the V-phase drive winding 13 and the W-phase drive winding 15 are also respectively connected to the inverter 20 in the same manner as the U-phase drive winding 11. A sinusoidal voltage is applied by the drive voltage V and the drive voltage W.

ここで、各相駆動巻線11、13および15に印加される各相駆動電圧U、VおよびWは互いに電気角120度の位相差を有する。これは、V相駆動巻線13に対しては、U相の波形信号WFと互いに電気角120度の位相差をもつ正弦波状のV相の波形信号と、キャリア信号CYとの比較結果に応じて、インバータ20のスイッチ素子23および24をオン、オフ動作することで実現される。また、W相駆動巻線15に対しては、U相の波形信号およびV相の波形信号と互いに電気角120度ずつ位相差をもつ正弦波状のW相の波形信号とキャリア信号CYとの比較結果に応じて、インバータ20のスイッチ素子25および26をオン、オフ動作することで実現される。   Here, the phase drive voltages U, V, and W applied to the phase drive windings 11, 13, and 15 have a phase difference of an electrical angle of 120 degrees. This corresponds to a comparison result between the U-phase waveform signal WF and the sinusoidal V-phase waveform signal having a phase difference of 120 degrees with respect to the V-phase drive winding 13 and the carrier signal CY. Thus, the switching elements 23 and 24 of the inverter 20 are turned on and off. For the W-phase driving winding 15, a comparison between the U-phase waveform signal and the V-phase waveform signal and the carrier signal CY is a sinusoidal W-phase waveform signal having a phase difference of 120 degrees from each other. Depending on the result, the switching elements 25 and 26 of the inverter 20 are turned on and off.

以上のようにして、各駆動巻線11、13および15に正弦波状の電圧が印加され、各駆動巻線11、13および15は正弦波状の交番電流にて駆動される。   As described above, sinusoidal voltages are applied to the drive windings 11, 13 and 15, and the drive windings 11, 13 and 15 are driven by sinusoidal alternating current.

ここで、進角設定器60が出力する位相進角信号PSによって各駆動巻線11、13および15に印加される正弦波状の電圧の位相が制御される動作について、図3を用いて説明する。説明の便宜上、U相について説明するが、V相およびW相についても同様である。   Here, the operation in which the phase of the sinusoidal voltage applied to each of the drive windings 11, 13 and 15 is controlled by the phase advance signal PS output from the advance angle setting device 60 will be described with reference to FIG. . For convenience of explanation, the U phase will be described, but the same applies to the V phase and the W phase.

進角設定器60から出力される位相進角信号PSは、波形生成器31に入力される。波形生成器31は、モータ1の可動子位置に応じて生成される波形信号WFの位相を、位相進角信号PSに応じて進め、パルス幅変調器32に対して出力する。   The phase advance signal PS output from the advance angle setter 60 is input to the waveform generator 31. The waveform generator 31 advances the phase of the waveform signal WF generated according to the mover position of the motor 1 according to the phase advance signal PS and outputs it to the pulse width modulator 32.

ここで、モータの可動子位置検出には、ブラシレスDCモータの場合、ホール効果を利用したホールセンサーを用いる方法や、駆動巻線に発生する誘起電圧あるいは駆動巻線電流を利用する方法などがある。   Here, in the case of a brushless DC motor, there are a method of using a Hall sensor using the Hall effect, a method of using an induced voltage or a drive winding current generated in the drive winding, etc. .

図1における位置検出信号CSは、これらいずれかの方法で検出された信号であり、波形生成器31は、この信号CSに基づく位相を基準位相タイミングとして波形信号WFを生成する。なお、位置検出信号CSは、可動子に組み込まれたマグネットの磁極位置を検出するものであるため、駆動巻線が発生する誘起電圧との位相関係は一義的に定まったものとなる。本実施の形態においては、図3に示すように、基準位相タイミングを駆動巻線11に発生する誘起電圧Uemfのゼロクロスタイミングとしている。   The position detection signal CS in FIG. 1 is a signal detected by any one of these methods, and the waveform generator 31 generates the waveform signal WF using the phase based on the signal CS as a reference phase timing. Since the position detection signal CS detects the magnetic pole position of the magnet incorporated in the mover, the phase relationship with the induced voltage generated by the drive winding is uniquely determined. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the reference phase timing is the zero cross timing of the induced voltage Uemf generated in the drive winding 11.

波形生成器31は、上記基準位相タイミングに応じて生成される波形信号WFの位相を、位相進角信号PSに応じて進め、パルス幅変調器32に対して出力する。これにより、U相駆動巻線11には、位相が位相進角信号PSによって制御可能な正弦波状の駆動電圧を印加することができる。   The waveform generator 31 advances the phase of the waveform signal WF generated according to the reference phase timing in accordance with the phase advance signal PS and outputs it to the pulse width modulator 32. As a result, a sinusoidal drive voltage whose phase can be controlled by the phase advance signal PS can be applied to the U-phase drive winding 11.

位相進角信号PSは、モータ1の高効率駆動を可能とする。これは、駆動巻線が有するインダクタンス成分により発生する位相遅れ、すなわち駆動電圧Uの平均値(波形信号WFに相当)に対する駆動電流Iuの位相遅れが見込まれる分、進角設定器60により進角値つまり位相進角信号PSを設定し、波形信号WFの位相を進めて駆動巻線の誘起電圧U
emfと駆動電流Iuとの位相差を概ねゼロとすることで実現される。このことは、上記説明したU相駆動巻線11だけではなく、V相駆動巻線13およびW相駆動巻線15についても同様である。
The phase advance signal PS enables the motor 1 to be driven with high efficiency. This is because the advance angle setter 60 advances the phase delay caused by the inductance component of the drive winding, that is, the phase delay of the drive current Iu with respect to the average value of the drive voltage U (corresponding to the waveform signal WF). The value, that is, the phase advance signal PS is set, the phase of the waveform signal WF is advanced, and the induced voltage U of the drive winding
This is realized by setting the phase difference between emf and the drive current Iu to approximately zero. This applies not only to the U-phase drive winding 11 described above but also to the V-phase drive winding 13 and the W-phase drive winding 15.

また、進角設定器60により設定される位相進角信号PSは、一定の進角値PS1またはPS2に定められるため、モータの速度や負荷の状態によって進角値が絶えず変化することはなく、モータのトルク特性が安定し、その駆動速度も安定する。   Further, since the phase advance signal PS set by the advance angle setter 60 is set to a constant advance value PS1 or PS2, the advance value does not constantly change depending on the motor speed or load state. The torque characteristics of the motor are stabilized, and the driving speed is also stabilized.

一方、速度制御器40から入力される制御信号VSPによって各駆動巻線11、13および15に印加される正弦波状の電圧の大きさが制御される。これについても図3を用いてU相に関して説明を加えるが、V相およびW相についても同様である。   On the other hand, the magnitude of the sinusoidal voltage applied to each of the drive windings 11, 13 and 15 is controlled by the control signal VSP input from the speed controller 40. This will also be described with respect to the U phase using FIG. 3, but the same applies to the V phase and the W phase.

速度制御器40から出力される制御信号VSPはパルス幅変調器32に入力される。パルス幅変調器32は、波形生成器31が出力する正弦波状の波形信号WFの大きさ(波高値)を制御信号VSPに対応させてキャリア信号CYと比較し、パルス幅変調を行う。これにより、U相駆動巻線11には、大きさが制御信号VSPによって制御可能な正弦波状の駆動電圧を印加することができる。   A control signal VSP output from the speed controller 40 is input to the pulse width modulator 32. The pulse width modulator 32 performs pulse width modulation by comparing the magnitude (peak value) of the sinusoidal waveform signal WF output from the waveform generator 31 with the carrier signal CY in correspondence with the control signal VSP. Thereby, a sinusoidal drive voltage whose magnitude can be controlled by the control signal VSP can be applied to the U-phase drive winding 11.

ここで、ここまでの動作説明の内容について整理する。   Here, the contents of the operation explanation so far are organized.

制御器30に含まれる波形生成器31の波形信号WFに応じて、各駆動巻線11、13および15は正弦波状の交番電流で駆動される。これにより、モータを低トルクリップル、低騒音、低振動で駆動できる。   In response to the waveform signal WF of the waveform generator 31 included in the controller 30, the drive windings 11, 13 and 15 are driven with a sinusoidal alternating current. As a result, the motor can be driven with low torque ripple, low noise, and low vibration.

また波形生成器31は、進角設定器60の位相進角信号PSに応じて波形信号WFの位相を進める。これにより、各駆動巻線の誘起電圧と駆動電流との位相差が概ねゼロとなるように、位相進角信号PSを適切に設定することでモータを高効率駆動できる。このとき位相進角信号PSは、一定の進角値PS1またはPS2に定められるため、モータの速度や負荷の状態によって進角値が絶えず変化することはなく、モータのトルク特性が安定し、その駆動速度も安定する。   Further, the waveform generator 31 advances the phase of the waveform signal WF in accordance with the phase advance signal PS from the advance angle setter 60. As a result, the motor can be driven with high efficiency by appropriately setting the phase advance signal PS so that the phase difference between the induced voltage and the drive current of each drive winding becomes substantially zero. At this time, since the phase advance signal PS is set to a constant advance value PS1 or PS2, the advance value does not constantly change depending on the speed or load state of the motor, and the torque characteristic of the motor is stabilized. The driving speed is also stabilized.

また制御器30に含まれるパルス幅変調器32は、波形信号WFの大きさ(波高値)を制御信号VSPに対応させてキャリア信号CYと比較し、パルス幅変調を行う。これにより、制御信号VSPに応じて各駆動巻線への印加電圧の大きさが制御でき、モータの速度の可変や調整ができる。   The pulse width modulator 32 included in the controller 30 performs pulse width modulation by comparing the magnitude (wave height value) of the waveform signal WF with the carrier signal CY in correspondence with the control signal VSP. Thereby, the magnitude of the voltage applied to each drive winding can be controlled in accordance with the control signal VSP, and the speed of the motor can be varied or adjusted.

以上が、ここまでの動作説明内容の整理である。   The above is the arrangement of the explanation of the operation so far.

以下、上位器6が制御端子10および11を介してモータ駆動装置100に出力する指令信号Srefおよび速度切替え信号HLによる動作について説明する。   Hereinafter, operations by the command signal Sref and the speed switching signal HL output from the host device 6 to the motor drive device 100 via the control terminals 10 and 11 will be described.

先ず指令信号Srefは、上位器6がモータ1を所望の速度で駆動するための速度指令信号である。指令信号Srefは、速度制御器40に入力される。速度制御器40は、信号Srefと図示しないモータ1の速度検出信号との差つまり速度偏差を検出し、これに適切なゲインを乗じて制御信号VSPを出力するように動作する。このとき速度制御器40は、上記速度偏差が小さくまたはゼロになるように、制御信号VSPを加減してモータ1の速度を調整する。これにより、上位器6は指令信号Srefを操作することでモータ1の速度を所望の値に設定することができる。   First, the command signal Sref is a speed command signal for the host device 6 to drive the motor 1 at a desired speed. The command signal Sref is input to the speed controller 40. The speed controller 40 detects a difference between the signal Sref and a speed detection signal of the motor 1 (not shown), that is, a speed deviation, and multiplies the difference by an appropriate gain to output a control signal VSP. At this time, the speed controller 40 adjusts the speed of the motor 1 by adjusting the control signal VSP so that the speed deviation is small or zero. Thereby, the host device 6 can set the speed of the motor 1 to a desired value by operating the command signal Sref.

次に速度切替え信号HLは、上位器6が上記指令信号Srefと連動して出力する信号
であり、指令信号Srefによるモータ1の設定速度の大きさに応じて段階的に状態が変化する信号で、例えば指令信号Srefがモータ1を高速領域で駆動する設定である場合はHレベルとなり、逆に低速領域で駆動する設定である場合はLレベルとなる信号である。
Next, the speed switching signal HL is a signal that the host unit 6 outputs in conjunction with the command signal Sref, and is a signal whose state changes stepwise according to the set speed of the motor 1 by the command signal Sref. For example, when the command signal Sref is set to drive the motor 1 in the high speed region, the signal is at the H level.

速度切替え信号HLは、速度制御器40および進角設定器60に入力される。   The speed switching signal HL is input to the speed controller 40 and the advance angle setter 60.

速度制御器40は、切替え信号HLにより上述した速度偏差に乗じるゲインを切替え、上位器6が指令信号Srefによりモータ1の駆動速度を変化させた場合においても、速度制御性能を確保するように動作する。   The speed controller 40 switches the gain by which the above-described speed deviation is multiplied by the switching signal HL, and operates so as to ensure the speed control performance even when the host unit 6 changes the driving speed of the motor 1 by the command signal Sref. To do.

進角制御器60は、切替え信号HLにより進角値を切替え、上位器6が指令信号Srefによりモータ1の駆動速度を変化させた場合においても、正弦波状交番電流による高効率駆動を確保するように動作する。   The advance controller 60 switches the advance value by the switching signal HL, and ensures high-efficiency driving by the sinusoidal alternating current even when the host 6 changes the driving speed of the motor 1 by the command signal Sref. To work.

このことについて、以下説明を加える。   This will be described below.

まず速度制御器40は、上述の通り、指令信号Srefとモータの速度検出信号との差つまり速度偏差に適切なゲインを乗じて制御信号VSPを出力する。   First, as described above, the speed controller 40 outputs the control signal VSP by multiplying the difference between the command signal Sref and the motor speed detection signal, that is, the speed deviation, by an appropriate gain.

ここで、上記速度偏差に乗じるゲインは、モータの速度制御を安定に行うために適切に設定する必要があることは周知の通りである。   Here, as is well known, the gain multiplied by the speed deviation needs to be set appropriately in order to stably control the speed of the motor.

一般にモータの速度が変わると負荷点や回路の動作点が変わる。   Generally, when the motor speed changes, the load point and the circuit operating point change.

従って上位器6からの指令信号Srefによりモータ1の駆動速度が変化した場合、これに伴い速度偏差に乗じるゲインを設定し直すことが、モータの速度制御性能の安定維持に必要である。   Therefore, when the driving speed of the motor 1 is changed by the command signal Sref from the host device 6, it is necessary to reset the gain to be multiplied by the speed deviation in order to stably maintain the speed control performance of the motor.

切替え信号HLは、上記したように、指令信号Srefがモータ1を高速領域で駆動する設定である場合はHレベルとなり、逆に低速領域で駆動する設定である場合はLレベルとなる信号である。この切替え信号HLの出力の状態により、速度制御器40は指令信号Srefが設定しようとしているモータ1の駆動速度が高速領域であるか低速領域であるかを判別でき、それぞれの速度領域に適したゲイン設定に切替えることができる。これにより、モータ1の駆動速度を変化させた場合においても、モータ1の速度制御性能を維持することが可能となる。   As described above, the switching signal HL is a signal that is at the H level when the command signal Sref is set to drive the motor 1 in the high speed region, and is at the L level when the command signal Sref is set to drive in the low speed region. . Depending on the output state of the switching signal HL, the speed controller 40 can determine whether the driving speed of the motor 1 to be set by the command signal Sref is a high speed region or a low speed region, and is suitable for each speed region. It can be switched to gain setting. Thereby, even when the driving speed of the motor 1 is changed, the speed control performance of the motor 1 can be maintained.

一方、進角設定器60は、駆動巻線の誘起電圧と駆動電流との位相が概ね一致して高効率でモータ1が駆動されるように、波形信号WFの位相を進めるための位相進角信号PSを設定する。   On the other hand, the advance angle setter 60 is a phase advance angle for advancing the phase of the waveform signal WF so that the phase of the induced voltage of the drive winding and the drive current are substantially matched and the motor 1 is driven with high efficiency. The signal PS is set.

ここで、モータ1を効率よく駆動するためには、位相進角信号PSを適切に設定することが必要であることは既に述べた通りである。   Here, as described above, in order to drive the motor 1 efficiently, it is necessary to appropriately set the phase advance signal PS.

一般にモータの速度を変えた場合、駆動巻線のインダクタンス成分によるインピーダンスや誘起電圧の大きさや負荷の大きさなどが変化し、駆動巻線への駆動電圧に対する駆動電流の位相遅れの状態が変化する。つまり一つの速度でモータが高効率駆動されていても、別の速度になると駆動巻線の誘起電圧と駆動電流との間に位相差が発生し、高効率駆動できなくなる。   In general, when the motor speed is changed, the impedance, induced voltage, and load due to the inductance component of the drive winding change, and the phase delay state of the drive current with respect to the drive voltage applied to the drive winding changes. . In other words, even if the motor is driven with high efficiency at one speed, a phase difference occurs between the induced voltage of the drive winding and the drive current at another speed, making it impossible to drive with high efficiency.

従って上位器6からの指令信号Srefによりモータ1の駆動速度が変化した場合、これに伴い位相進角信号PSを設定し直すことが、モータの正弦波状交番電流による高効率駆動の維持に必要である。   Therefore, when the drive speed of the motor 1 is changed by the command signal Sref from the host unit 6, it is necessary to maintain the high-efficiency drive by the sinusoidal alternating current of the motor to reset the phase advance signal PS accordingly. is there.

進角設定器60は、図1に示す通り、その内部に異なる値の進角値PS1およびPS2をもち、これらの進角値のうち何れかを切替え信号HLによって選択して設定し、位相進角信号PSとして出力できるように構成されている。   As shown in FIG. 1, the advance angle setter 60 has advance values PS1 and PS2 having different values therein, and selects and sets any one of these advance values by the switching signal HL, and the phase advance value is set. It can be output as a corner signal PS.

また上記の通り、切替え信号HLの出力の状態により、指令信号Srefが設定しようとしているモータ1の駆動速度が、高速領域であるか低速領域であるかを判別できるため、それぞれの速度領域において進角値PS1とPS2の何れかを適切に選択することができ、モータ1の高効率駆動が可能になる。   Further, as described above, since the driving speed of the motor 1 to be set by the command signal Sref can be determined according to the output state of the switching signal HL, it is determined whether the driving speed is a high speed area or a low speed area. Any one of the angular values PS1 and PS2 can be appropriately selected, and the motor 1 can be driven with high efficiency.

これについて、図4を用いて更に説明を加える。   This will be further described with reference to FIG.

図4において、モータを高速で駆動する場合、進角設定器60は切替え信号HLにより位相進角信号PSとして進角値PS1を選択し設定している。信号PSが進角値PS1に設定されると、前述の波形生成器31により駆動波形信号WFは進角値PS1に応じた位相だけ進角され、誘起電圧Uemfと駆動電流Iuとの位相を概ね一致させる。なお進角値PS1は、モータの高速駆動時に誘起電圧Uemfと駆動電流Iuとの位相が概ね一致するように予め定めた値としている。   In FIG. 4, when the motor is driven at high speed, the advance angle setting unit 60 selects and sets the advance value PS1 as the phase advance signal PS by the switching signal HL. When the signal PS is set to the advance value PS1, the drive waveform signal WF is advanced by the phase corresponding to the advance value PS1 by the waveform generator 31, and the phase between the induced voltage Uemf and the drive current Iu is approximately set. Match. The advance value PS1 is set to a predetermined value so that the phases of the induced voltage Uemf and the drive current Iu substantially coincide when the motor is driven at high speed.

またモータを低速で駆動する場合、進角設定器60は切替え信号HLにより位相進角信号PSとして進角値PS2を選択し設定している。信号PSが進角値PS2に設定されると、前述の波形生成器31により駆動波形信号WFは進角値PS2に応じた位相たけ進角され、誘起電圧Uemfと駆動電流Iuとの位相を概ね一致させる。なお進角値PS2は、モータの低速駆動時に誘起電圧Uemfと駆動電流Iuとの位相が概ね一致するように予め定めた値としている。   When the motor is driven at a low speed, the advance angle setting device 60 selects and sets the advance value PS2 as the phase advance signal PS by the switching signal HL. When the signal PS is set to the advance value PS2, the drive waveform signal WF is advanced by the phase corresponding to the advance value PS2 by the waveform generator 31, and the phase between the induced voltage Uemf and the drive current Iu is approximately set. Match. The advance value PS2 is set to a predetermined value so that the phases of the induced voltage Uemf and the drive current Iu are substantially matched when the motor is driven at a low speed.

このように、低速駆動から高速駆動まで指令信号Srefによりモータの駆動速度を変化させる場合においても、進角設定器60によりそれぞれの駆動速度で進角値を適切に選択し設定することで常に高効率駆動の実現が可能になる。   As described above, even when the motor drive speed is changed by the command signal Sref from the low speed drive to the high speed drive, the advance angle setter 60 appropriately selects and sets the advance angle value at each drive speed to always increase the motor drive speed. Efficient driving can be realized.

また、進角設定器60により設定される進角値は、モータ駆動速度の高速領域および低速領域の各範囲内で進角値PS1またはPS2に固定して設定されるため、モータの速度や負荷の状態によって絶えず進角値が変化することはない。従ってトルク特性が安定し、モータの駆動速度も安定する。   Further, since the advance value set by the advance angle setting device 60 is fixed and set to the advance value PS1 or PS2 in each range of the high speed region and the low speed region of the motor drive speed, the motor speed and load The advance angle value does not constantly change depending on the state of. Accordingly, the torque characteristics are stabilized and the driving speed of the motor is also stabilized.

また更に前述の速度制御器40の作用が加わることで、より高精度な速度安定制御が実現できる。   Further, by adding the action of the speed controller 40 described above, more accurate speed stable control can be realized.

なお、本実施の形態においては、説明を簡単にするため、切替え信号HLは、指令信号Srefがモータ1を高速領域で駆動する設定である場合はHレベルとなり、逆に低速領域で駆動する設定である場合はLレベルとなる信号として説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、更に信号Srefが中速領域で駆動する設定である場合はMレベルを出力するようにしても構わないし、更に細かく信号Srefの設定速度領域を区切って、信号HLを細かくレベル分けして出力しても構わない。無論、信号HLは1bitである必要もなく、信号Srefの設定速度領域を細かく区切る場合は、2bit以上の論理出力としても構わない。そしてこの細分化に伴い、進角設定器60の内部の進角値もPS1、PS2のみでなく、更に多くの進角値を選択し得る構成としても構わない。   In the present embodiment, for simplicity of explanation, the switching signal HL is set to H level when the command signal Sref is set to drive the motor 1 in the high speed region, and conversely, is set to drive in the low speed region. However, the present invention is not limited to this. For example, if the signal Sref is set to be driven in the medium speed region, the M level may be output, and the signal HL is further divided into levels by further dividing the set speed region of the signal Sref. It doesn't matter. Of course, the signal HL need not be 1 bit, and when the set speed region of the signal Sref is finely divided, it may be a logical output of 2 bits or more. With this subdivision, the advance value in the advance angle setting device 60 may be selected not only from PS1 and PS2, but also from a larger number of advance values.

以上のように本実施の形態のモータ駆動装置においては、制御器30に含まれる波形生成器31の波形信号WFに応じて、各駆動巻線11、13および15は正弦波状の交番電流で駆動され、モータを低トルクリップル、低騒音、低振動で駆動できる。加えて、進角設定器60の位相進角信号PSに応じて波形信号WFの位相を進め、各駆動巻線の誘起電圧と駆動電流との位相差を概ね一致させてモータを高効率駆動できる。このとき位相進角信号PSは、一定の進角値PS1またはPS2に定められるため、モータの速度や負荷の状態によって進角値が絶えず変化することはなく、モータのトルク特性が安定し、その駆動速度も安定する。   As described above, in the motor drive device of the present embodiment, each of the drive windings 11, 13 and 15 is driven by a sinusoidal alternating current according to the waveform signal WF of the waveform generator 31 included in the controller 30. The motor can be driven with low torque ripple, low noise, and low vibration. In addition, the phase of the waveform signal WF is advanced in accordance with the phase advance signal PS of the advance angle setter 60, and the motor can be driven with high efficiency by substantially matching the phase difference between the induced voltage and the drive current of each drive winding. . At this time, since the phase advance signal PS is set to a constant advance value PS1 or PS2, the advance value does not constantly change depending on the motor speed or load state, and the torque characteristic of the motor is stabilized. The driving speed is also stabilized.

また、上位器6が指令信号Srefによりモータの駆動速度を低速から高速まで変化させる場合においても、進角設定器60が切替え信号HLによりそれぞれの駆動速度で進角値を適切に選択し設定することで、常に高効率駆動の実現が可能になる。このとき、進角設定器60により設定される進角値つまり位相進角信号PSは、モータ駆動速度の高速領域および低速領域の各範囲内で進角値PS1またはPS2に固定して設定されるため、モータの速度や負荷の状態により進角値が絶えず変化することはなく、モータのトルク特性が安定し、その駆動速度も安定する。   Further, even when the host device 6 changes the motor driving speed from the low speed to the high speed by the command signal Sref, the advance angle setting device 60 appropriately selects and sets the advance value at each driving speed by the switching signal HL. This makes it possible to always achieve high-efficiency driving. At this time, the advance value, that is, the phase advance signal PS set by the advance angle setter 60 is fixedly set to the advance value PS1 or PS2 within each range of the high speed region and the low speed region of the motor drive speed. Therefore, the advance value does not constantly change depending on the motor speed and the load state, the torque characteristics of the motor are stabilized, and the driving speed is also stabilized.

また、速度制御器40は、上位器6が指令信号Srefによりモータ1の駆動速度を変化させた場合、切替え信号HLにより速度偏差に乗じるゲインを切替えて速度制御性能を確保する。この速度制御器40の作用が加わることで、更に高精度な速度安定制御が実現できる。   Further, when the host unit 6 changes the driving speed of the motor 1 by the command signal Sref, the speed controller 40 switches the gain multiplied by the speed deviation by the switching signal HL to ensure the speed control performance. By adding the action of the speed controller 40, more accurate speed stable control can be realized.

また、モータを高効率で正弦波駆動するための波形生成器31、インバータ20および進角設定器60をモータ1に内蔵または一体化することで、小型で上位機器に組み込み易く、使い勝手が良くなる。つまり、速度安定性に優れかつ高効率かつ低トルクリップル、低騒音、低振動な正弦波駆動は、モータ1に内蔵または一体化されるモータ駆動装置100において自己完結される。これにより、上位器6からは、指令信号Sref、切替え信号HLをモータ制御装置100に入力するだけで、高効率正弦波駆動によりモータ1を自在かつ高精度に速度制御できる。そして上位機器の正弦波駆動モータによる速度安定性に優れた高効率駆動系の構築を容易にすることできる。   Further, by incorporating or integrating the waveform generator 31, the inverter 20 and the advance angle setting device 60 for driving the motor with a sine wave with high efficiency into the motor 1, it is small in size and easy to incorporate into a host device, and is easy to use. . That is, the sine wave drive having excellent speed stability, high efficiency, low torque ripple, low noise, and low vibration is self-contained in the motor drive device 100 built in or integrated in the motor 1. As a result, the motor 1 can freely and precisely control the speed of the motor 1 by high-efficiency sine wave drive only by inputting the command signal Sref and the switching signal HL from the host device 6 to the motor control device 100. And it is possible to easily construct a high-efficiency drive system with excellent speed stability by the sine wave drive motor of the host device.

なお、上位器6から入力される信号SrefおよびHLは、アナログ電圧信号、PWM(パルス幅変調)信号、周波数信号、論理信号あるいは通信による信号のいずれの形式の信号であっても構わない。   Note that the signals Sref and HL input from the host device 6 may be analog voltage signals, PWM (pulse width modulation) signals, frequency signals, logic signals, or communication signals.

図5は本発明の実施例2におけるモータ駆動装置の動作波形図である。   FIG. 5 is an operation waveform diagram of the motor drive device according to the second embodiment of the present invention.

インバータ20から出力される駆動電圧Uの平均値(波形信号WFに相当)は、正弦波状の波形に限る必要はなく、結果としてモータ1の各相駆動巻線11、13および15の第1端同士の間の電圧、または各相駆動巻線11、13および15の第1端と中性点との間の電圧が正弦波状であれば、モータ1を正弦波駆動することは可能である。   The average value (corresponding to the waveform signal WF) of the drive voltage U output from the inverter 20 need not be limited to a sinusoidal waveform, and as a result, the first end of each phase drive winding 11, 13 and 15 of the motor 1. If the voltage between each other or the voltage between the first end of each phase drive winding 11, 13 and 15 and the neutral point is sinusoidal, the motor 1 can be sinusoidally driven.

例えば、図5に示すような波形信号WFをパルス幅変調してインバータ20から駆動電圧Uを出力しても構わない。   For example, the waveform voltage WF as shown in FIG. 5 may be subjected to pulse width modulation and the drive voltage U may be output from the inverter 20.

この場合、各相駆動巻線11、13および15の第1端と中性点との間は、図5に示す波形Fのような正弦波状の波形となり、モータは先の実施の形態1と同様、正弦波駆動される。   In this case, a sinusoidal waveform such as the waveform F shown in FIG. 5 is formed between the first end of each phase drive winding 11, 13, and 15 and the neutral point, and the motor is the same as in the first embodiment. Similarly, it is driven by a sine wave.

図5に示すような波形信号WFを用いた場合においても、上記実施の形態1に示したものと同様の効果が得られる。   Even when the waveform signal WF as shown in FIG. 5 is used, the same effect as that shown in the first embodiment can be obtained.

図6は本発明の実施例3におけるモータ駆動装置の回路構成図である。   FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the motor drive device according to the third embodiment of the present invention.

図6において、図1に示した実施の形態1と異なる部分は、上位器6からの指令信号Sref、制御端子10、速度検出器40を廃して、その替わりに制御信号VSP、制御端子7を設け、上位器6からの制御信号VSPが制御端子7を介して制御器30に含まれるパルス変調器32に入力される構成としたことであり、その他については図1に示した実施の形態1におけるモータ駆動装置の回路構成図と同じである。   In FIG. 6, the difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that the command signal Sref, the control terminal 10 and the speed detector 40 from the host unit 6 are eliminated, and instead the control signal VSP and the control terminal 7 are replaced. Provided that the control signal VSP from the host unit 6 is input to the pulse modulator 32 included in the controller 30 via the control terminal 7, and the rest is the first embodiment shown in FIG. It is the same as the circuit block diagram of the motor drive device.

図6に示すような構成とした場合、速度制御器40がないため、モータ駆動装置がより簡素化される。この場合、上位器6でサーボ演算などを行わない限り厳密な速度制御は行われないが、基本的には指令信号Srefと同様に上位器6からの制御信号VSPによってモータの駆動速度が設定可能で、制御信号VSPと連動して速度切替え信号HLを操作することで、上記実施の形態1に示したものと同様の効果が得られる。   In the case of the configuration as shown in FIG. 6, since the speed controller 40 is not provided, the motor driving device is further simplified. In this case, strict speed control is not performed unless the servo calculation or the like is performed by the host device 6, but basically the motor drive speed can be set by the control signal VSP from the host device 6 in the same manner as the command signal Sref. By operating the speed switching signal HL in conjunction with the control signal VSP, the same effect as that shown in the first embodiment can be obtained.

なお、上位器6から入力される制御信号VSPは、アナログ電圧信号、PWM(パルス幅変調)信号、周波数信号、論理信号あるいは通信による信号のいずれの形式の信号であっても構わない。   Note that the control signal VSP input from the host unit 6 may be an analog voltage signal, a PWM (pulse width modulation) signal, a frequency signal, a logic signal, or a signal by communication.

図7は本発明の実施例4におけるモータ駆動装置の回路構成図である。   FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the motor drive device according to the fourth embodiment of the present invention.

図7において、図6に示した実施の形態3と異なる部分は、上位器6からの速度切替え信号HL、制御端子11を廃して、新たにレベル判定器70を設け、上位器6からの制御信号VSPが、モータを高速領域で駆動するレベルの信号か低速領域で駆動するレベルの信号かをレベル判定器70により判定し、その判定信号を切替え信号HLとして進角設定器60に入力する構成としたことであり、その他については図6に示した実施の形態3におけるモータ駆動装置の回路構成図と同じである。   In FIG. 7, the difference from the third embodiment shown in FIG. 6 is that the speed switching signal HL and the control terminal 11 from the host unit 6 are eliminated, and a new level determination unit 70 is provided. A configuration in which the level determination unit 70 determines whether the signal VSP is a signal for driving the motor in the high speed region or a signal for driving in the low speed region, and the determination signal is input to the advance angle setting unit 60 as the switching signal HL. The rest is the same as the circuit configuration diagram of the motor drive device according to the third embodiment shown in FIG.

図7に示す構成とした場合、レベル判定器70により切替え信号HLがモータ駆動装置100の内部で生成されるため、上位器6から速度切替え信号HLを出力しなくとも、上記実施の形態1および3に示したものと同様の効果が得られる。この場合、上位器6の制御負荷を軽減できる、また上位器6とモータ駆動装置100とのインターフェイスを簡素化できるという効果も得られる。   In the case of the configuration shown in FIG. 7, since the switching signal HL is generated inside the motor drive device 100 by the level determination unit 70, the first embodiment and the first embodiment can be obtained without outputting the speed switching signal HL from the host unit 6. The same effect as shown in 3 can be obtained. In this case, it is possible to reduce the control load on the host device 6 and to simplify the interface between the host device 6 and the motor driving device 100.

本発明のモータの駆動装置は、モータを低トルクリップル、低騒音、低振動で正弦波駆動することに加えて、駆動巻線の誘起電圧と駆動電流の位相を概略一致させて高効率駆動も実現し、更に進角設定器により一つの進角値を選択して設定することでトルク特性が安定し、モータの駆動速度も安定化するという効果を奏する。また、モータの駆動速度の指令値に応じて最適な進角値を選択して設定することで、低速から高速までの幅広い速度範囲でモータを高効率かつ安定した速度で駆動することが可能となる。また、波形生成器、インバータおよび進角設定器からなるモータ駆動装置をモータに内蔵または一体化することで、小型で機器に組み込み易くなり、上位機器が速度安定性に優れ、かつ低振動、低騒音な正弦波駆動モータによる高効率駆動系を容易に構築することできる。   In addition to driving the motor with a low torque ripple, low noise, and low vibration, the motor drive device of the present invention can also drive a high efficiency drive by roughly matching the phases of the induced voltage and drive current of the drive winding. Further, by selecting and setting one advance value by the advance angle setting device, the torque characteristics are stabilized and the driving speed of the motor is also stabilized. In addition, by selecting and setting the optimum advance value according to the command value of the motor drive speed, it is possible to drive the motor at a high efficiency and a stable speed in a wide speed range from low speed to high speed. Become. In addition, a motor drive unit consisting of a waveform generator, inverter, and advance angle setting device is built in or integrated into the motor, making it compact and easy to incorporate into equipment, and high-order equipment with excellent speed stability, low vibration, and low It is possible to easily construct a high-efficiency drive system using a noise sine wave drive motor.

したがって、低振動低騒音かつ高効率が要求され、風量制御のために速度の可変速範囲の広い空調機器用のファンモータ駆動や燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機、冷蔵庫、洗濯機などの家電機器、あるいは、低振動低騒音かつ高効率に加えて、拡大縮小機能などのための広可変速制御への対応や低回転むらなどの速度安定性能が要求されるプリンタ、PPC、複写機、スキャナー、ファックス、またはこれらの複合機器、また、ハードディスク、光メディア機器などの情報機器などに使用されるモータの駆動に好適である。   Therefore, low vibration, low noise, and high efficiency are required, and water heaters, air purifiers, refrigerators, washing machines equipped with fan motor drives and combustion fan motors for air conditioners with a wide variable speed range for air volume control. Home appliances such as printers, or printers, PPCs that require low-vibration, low-noise, high-efficiency, wide-variable speed control for enlargement / reduction functions, etc. It is suitable for driving a motor used in a copying machine, a scanner, a fax machine, or a combination of these, or information equipment such as a hard disk or optical media equipment.

本発明の実施の形態1におけるモータ駆動装置の回路構成図1 is a circuit configuration diagram of a motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示すモータ駆動装置の動作説明図Operation explanatory diagram of the motor drive device shown in FIG. 図1に示すモータ駆動装置において、位相進角信号により駆動巻線に印加される正弦波状の電圧の位相が制御される場合の動作説明図In the motor drive device shown in FIG. 1, an operation explanatory diagram when the phase of the sinusoidal voltage applied to the drive winding is controlled by the phase advance signal. 図1に示すモータ駆動装置において、モータ駆動速度に応じて進角値を設定して高効率駆動される様子を示す動作説明図In the motor drive device shown in FIG. 1, an operation explanatory diagram showing a state in which the advance angle value is set according to the motor drive speed and high-efficiency driving is performed. 本発明の実施の形態2における動作波形図Operation waveform diagram in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態3におけるモータ駆動装置の回路構成図The circuit block diagram of the motor drive device in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態4におけるモータ駆動装置の回路構成図The circuit block diagram of the motor drive device in Embodiment 4 of this invention 従来技術のモータの駆動装置における回路構成図Circuit configuration diagram of prior art motor drive device 図8に示すモータ駆動装置の動作説明図Operation explanatory diagram of the motor drive device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 モータ
11、13、15 駆動巻線
5 直流電源
6 上位器
20 インバータ
21、23、25 正側スイッチ素子
22、24、26 負側スイッチ素子
30 制御器
31 波形生成器
32 パルス幅変調器
40 速度制御器
60 進角設定器
70 レベル判定器
100 モータ駆動装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 11, 13, 15 Drive winding 5 DC power supply 6 Host device 20 Inverter 21, 23, 25 Positive side switch element 22, 24, 26 Negative side switch element 30 Controller 31 Waveform generator 32 Pulse width modulator 40 Speed Controller 60 Advance angle setting device 70 Level determination device 100 Motor drive device

Claims (3)

可動子および駆動巻線を有するモータと、前記モータを正弦波駆動するための波形信号を生成する波形生成器と、前記波形信号に基づく駆動電圧を前記駆動巻線に印加するインバータと、前記駆動巻線の誘起電圧に対する前記駆動電圧の位相進み角度である進角値を設定する進角設定器とを備え、前記進角設定器は複数の進角値を設定し得るものであり、前記駆動巻線に流れる正弦波状の駆動電流の位相が前記駆動巻線の誘起電圧の位相と概ね一致するように、前記進角設定器は、前記複数の進角値のうち何れか一つの進角値を選択して設定するモータ駆動装置。 A motor having a mover and a drive winding, a waveform generator for generating a waveform signal for driving the motor in a sine wave, an inverter for applying a drive voltage based on the waveform signal to the drive winding, and the drive An advance angle setter that sets an advance angle value that is a phase advance angle of the drive voltage with respect to the induced voltage of the winding, and the advance angle setter can set a plurality of advance angle values, and the drive The advance angle setter is one of the advance values so that the phase of the sinusoidal drive current flowing in the winding substantially matches the phase of the induced voltage of the drive winding. A motor drive device that selects and sets. 進角設定器は、モータの駆動速度の指令値に応じて進角値を選択して設定する請求項1に記載のモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 1, wherein the advance angle setter selects and sets an advance value in accordance with a command value of the motor drive speed. 波形生成器とインバータと進角設定器の一部または全部を半導体集積回路にて形成し、モータに内蔵または一体化した請求項1または2に記載のモータ駆動装置。 3. The motor driving device according to claim 1, wherein a part or all of the waveform generator, the inverter, and the advance angle setting device are formed by a semiconductor integrated circuit and are built in or integrated in the motor.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102082533A (en) * 2009-11-30 2011-06-01 日本电产芝浦株式会社 Motor driving circuit and motor equipped with the motor driving circuit
JP2012070626A (en) * 2011-11-21 2012-04-05 Nidec Techno Motor Holdings Corp Drive circuit for motor and motor with drive circuit
CN102624298A (en) * 2011-01-25 2012-08-01 日本电产高科电机控股公司 Motor
US8274248B2 (en) 2009-01-30 2012-09-25 Rohm Co., Ltd. Rotation speed detection circuit and motor driver apparatus having the same
JP2012210059A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Fujitsu General Ltd Motor control device
CN103444071A (en) * 2011-04-28 2013-12-11 松下电器产业株式会社 Motor driving method, motor driving device, and brushless motor
JP2017108629A (en) * 2012-04-16 2017-06-15 株式会社ミツバ Brushless windshield wiper motor
JP2018102128A (en) * 2018-03-14 2018-06-28 株式会社デンソー Wiper control device
JP2020137273A (en) * 2019-02-20 2020-08-31 ミネベアミツミ株式会社 Fan motor, electronic apparatus, and motor control method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003200363A (en) * 2001-12-26 2003-07-15 Makita Corp Battery type power tool
JP2005218261A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Nidec Shibaura Corp Motor drive

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003200363A (en) * 2001-12-26 2003-07-15 Makita Corp Battery type power tool
JP2005218261A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Nidec Shibaura Corp Motor drive

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8274248B2 (en) 2009-01-30 2012-09-25 Rohm Co., Ltd. Rotation speed detection circuit and motor driver apparatus having the same
CN102082533A (en) * 2009-11-30 2011-06-01 日本电产芝浦株式会社 Motor driving circuit and motor equipped with the motor driving circuit
JP2011114995A (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Nidec Shibaura Corp Drive circuit for motor and motor equipped with the same
KR101245081B1 (en) * 2009-11-30 2013-03-18 니폰 덴산 시바우라 가부시키가이샤 Driving circuit apparatus for motor
CN102624298A (en) * 2011-01-25 2012-08-01 日本电产高科电机控股公司 Motor
JP2012157135A (en) * 2011-01-25 2012-08-16 Nidec Techno Motor Corp Control device for motor
JP2012210059A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Fujitsu General Ltd Motor control device
CN103444071A (en) * 2011-04-28 2013-12-11 松下电器产业株式会社 Motor driving method, motor driving device, and brushless motor
US9225273B2 (en) 2011-04-28 2015-12-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Motor drive method, motor drive device, and brushless motor
JP2012070626A (en) * 2011-11-21 2012-04-05 Nidec Techno Motor Holdings Corp Drive circuit for motor and motor with drive circuit
JP2017108629A (en) * 2012-04-16 2017-06-15 株式会社ミツバ Brushless windshield wiper motor
US9923494B2 (en) 2012-04-16 2018-03-20 Mitsuba Corporation Brushless motor and wiper apparatus
JP2018102128A (en) * 2018-03-14 2018-06-28 株式会社デンソー Wiper control device
JP2020137273A (en) * 2019-02-20 2020-08-31 ミネベアミツミ株式会社 Fan motor, electronic apparatus, and motor control method
JP7315337B2 (en) 2019-02-20 2023-07-26 ミネベアミツミ株式会社 FAN MOTOR, ELECTRONIC DEVICE, AND MOTOR CONTROL METHOD

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