JP4314686B2 - Motor drive control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動制御装置に係り、より詳しくは、円周状に配置された複数のコイルに発生する磁界を該円周に沿って回転させ、この磁界の回転に伴って回転体を回転させるモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、モータ駆動制御装置は、円周状に配置された複数のコイルに発生する磁界を該円周に沿って回転させ、これにより、回転体を回転させるようにしている。この時、低速回転中は、磁界の位相と回転体の回転位相とはさほどずれないが、回転体の回転速度が速くなるに従って、磁界の回転位相と回転体の回転位相とが、ずれるようになる。このずれが大きすぎると、磁界の回転に回転体の回転が追従できず(脱調)、回転体が停止し易い。そして、このように、回転体の回転が停止すると、再度、回転体を低速な状態から高速の状態に徐々に速度を上げるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように、回転体の回転位相が磁界の位相より大きくずれてしまうと、回転体の回転が停止してしまうので、再度回転体を低速な状態から高速な状態に速度を上げなければならず、制御が複雑になってしまう。
【0004】
本発明は、上記事実に鑑みなされたもので、回転体の回転位相が磁界の位相とずれていても、回転体が停止する前にずれを調整することの可能なモータ駆動制御装置を提案することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため請求項1記載の発明は、円周状に配置された複数のコイルに発生する磁界が該円周に沿って回転するための、連続する複数の所定時間各々毎に該複数のコイルに選択的に電流を供給する予め定められた組合せに基づいて、所定時間毎に前記複数のコイルに選択的に電流を供給する供給手段と、前記供給手段により電流が供給されて複数のコイルに発生する磁界の回転に伴って回転する回転体の回転位相と該磁界の位相とがずれているか否かを検出する検出手段と、前記検出手段により回転体の回転位相と磁界の位相とがずれていることが検出された場合、前記ずれが小さくなるように、該ずれていることが検出された所定時間の次の所定時間に対応する組合せを修正する修正手段とを備え、前記修正手段は、前記回転体の回転が加速中の場合には、前記検出手段によりずれていることが検出された所定時間に対応する前記組合せを少なくとも次の所定時間まで維持し、前記回転体の回転が減速中の場合には、前記検出手段によりずれていることが検出された前記所定時間の次の所定時間に対応する組合せを該次の所定時間よりも先の所定時間に対応する組合せに変更するものである。
【0006】
供給手段は、所定の組み合わせに基づいて、所定時間毎に前記複数のコイルに選択的に電流を供給する。なお、この組合せは、円周状に配置された複数のコイルに発生する磁界が該円周に沿って回転するための、連続する複数の所定時間各々毎に該複数のコイルに選択的に電流を供給する予め定められた組合せである。検出手段は、供給手段により電流が供給されて複数のコイルに発生する磁界の回転に伴って回転する回転体の回転位相と該磁界の位相とがずれているか否かを検出する。
【0007】
修正手段は、検出手段により回転体の回転位相と磁界の位相とがずれていることが検出された場合、ずれが小さくなるように、該ずれていることが検出された所定時間の次の所定時間に対応する組合せを修正する。例えば、修正手段は、回転体の回転が加速中の場合には、検出手段により前記ずれていることが検出された所定時間に対応する組合せを少なくとも次の所定時間まで維持し、回転体の回転が減速中の場合には、検出手段により前記ずれていることが検出された所定時間の次の所定時間に対応する組合せを該次の所定時間よりも先の所定時間に対応する組合せに変更する。
【0008】
このように、回転体の回転位相と磁界の位相とがずれていることが検出された場合、ずれが小さくなるように、ずれていることが検出された所定時間の次の所定時間に対応する組合せを修正するので、回転体が停止する前にずれを調整することが出来る。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0010】
図1に示すように、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置は、コンピュータなどを含んで構成されたパルスコントローラ12を備えている。パルスコントローラ12には、後述するコイル電圧を検出する回路を備えたモータ駆動回路14が接続されている。モータ駆動回路14には、U相、V相、及びW相の3相を備えた3相モータ16が接続されている。なお、相数は3に限定されない。
【0011】
モータ駆動回路14は、図2に示すように、パスルコントローラ12に信号線S1、S2、S3を介して接続され、3相モータ16のU相、V相、W相、及びCOMに接続された駆動回路18を備えている。また、モータ駆動回路14は、入力側がU相及びCOMに接続され、且つ、出力側がパスルコントローラ12に接続されたコンパレータ22、入力側がV相及びCOMに接続され、且つ、出力側がパスルコントローラ12に接続されたコンパレータ22に、及び、入力側がW相及びCOMに接続され、且つ、出力側はパスルコントローラ12に接続されたコンパレータ22を備えている。
【0012】
3相モータ16は、図3(A)に示すように円周状に配置された6個のコイルを備えたステータ24を備えている。なお、6個のコイルの内、対面するコイル(U−U′、V−V′、W−W′)が接続され、合計3相となっている。また、3相モータ16は、マグネットを備えたロータ26を備えている。なお、3相モータ16は、ブラシレスでありセンサレスである。
【0013】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【0014】
最初に、3相モータ16の一般的な作用を説明する。3相のうちの2つの相を電源及びグランドに接続するが、電源及びグランドに接続する2つの相の組合せ(モード)を所定時間ごとに変化させる。これにより、データ24の各相に順にS極、N極に磁界が発生し、この磁界が、上記円周状に回転し、この回転する磁界に伴って、ロータ26が回転する。即ち、具体的には、例えば、表1に示すように、ステータ24の各相のコイルに発生する磁界が円周状に沿って回転するための、連続する複数の所定時間各々ごとに、3相のコイルに選択的に電流を供給するための組合せ(モード)が予め定められている。
【0015】
【表1】
+:電源に接続されていることを示す
−:グランドに接続されていることを示す
【0016】
このように、各相を選択的に電源及びグランドに接続するために、信号線S1、S2、S3に、表2に示すように、信号を出力する。
【0017】
【表2】
L 信号を出力していない
H 信号を出力している
【0018】
ここで、例えば、U相について着目する。モード5、0では、U相を電源に接続する。よって、U相とCOMとの間の電圧は図4符号合Aに示すように、+になる。なお、この電圧は、コンパレータ22からの出力により判定できる。即ち、コンパレータ22は、U相の電圧がCOMの電圧より大きい場合に信号を出力する。モード1では、U相を電源及びグランドに接続していない。即ち、解放状態にする。これにより、図4符号Bに示すように、U相とCOMとの間の電圧は徐々に小さくなる(+〜−)。モード2、3では、U相をグランドに接続させる。よって、図4符号Cに示すようにU相とCOMとの間の電圧は−(モード5、0とは逆向きの電圧が印加される)になる。
【0019】
以上を、表1に示したモードに従ってV相及びW相についても同様に電流を供給する。これにより、3相モータ16のステータ24の各相には、磁極が発生し、この磁極が円周状に回転する。よって、例えば、ステータ24のU相位置における駆動位相は、図5(A)の符号100に示すように変化し、ロータ26のU相位置に対応する回転位相も、符号100と一致する。よって、コンパレータの出力も、図5(B)に示すように、開放状態の時J1、J2、J3に状態変化が発生する。
【0020】
しかし、負荷などにより、回転位相(図5符号200参照)が、駆動位相100に対して遅れる場合がある。この場合、U相のモード1の時(解放状態の時)、本来は、図4符合Bのように、U相とCOMとの間の電圧は+〜−に徐々に下がるはずであるが、回転位相が図5Dの状態となるので、スタータ24のU相には、ロータ26の磁界が作用して、U相に起電力が発生し、図4、符号Eに示すように、U相とCOMとの間の電圧が+側の値となる。また、U相のモード4の時(解放状態の時)、本来は、図4符号FのようにU相とCOMとの間の電圧は徐々に−〜+に上がるはずであるが、回転位相が図5符号Gの状態であるので、ステータのU相にはロータ26の磁界が作用して、U相に起電力が発生して、図4符号Hに示すように、U相とCOMとの間の電圧が−側の値となる。よって、コンパレータの出力は、図5(C)に示すように、開放状態の時J1、J2、J3には状態変化が発生しない。
【0021】
よって、解放状態の時のU相とCOMとの間の電圧の状態(コンパレータ出力)から、モータ26の回転位相が駆動位相に対し遅れているか否かを判定することが出来る。なお、同様にV相及びW相についても同じことが言える。
【0022】
本実施の形態では以上の原理を用いて、ずれが検出された場合、モータの回転を停止させずにずれを修正している。
【0023】
即ち、モータの回転の指示が合った場合、モータ駆動制御装置は、図6に示した制御ルーチンを実行する。即ち、ステップ32で、本ルーチンで使用する、6つのモードを実行した回数を識別する変数C、及び各モードを識別する変数Mを0に初期化する。
【0024】
ステップ34で、表1に示すように、モードMに対応して定まるコイルに電流を供給する。
【0025】
ステップ36で、所定時間Tが経過したか否かを判断する。所定時間T経過した場合に、ステップ38で、モードMに対応して定まる開放コイルコンパレータ出力を選択し、この出力がモードMに対応して定まる状態か否かを判断することにより、ロータ26の回転位相が駆動位相に対して遅れているか否かを判断する。ロータ26の回転位相が駆動位相に対して遅れていないと判定された場合(ステップ38Y)、ステップ40で、変数Mを1インクリメントし、ステップ42で、変数MがM0(本実施の形態では6)か否かを判断する。変数MがM0の場合には、表1に示した6つのモードを連続して実行したことになる。
【0026】
ステップ44で、変数Cを1インクリメントするとともに変数Mを0に初期化する。ステップ46で変数CがC1(ロータ26の回転速度が中速になるための回数)か否かを判断することにより、3相モータ16のロータ26の回転速度が低速〜中速になったか否かを判断する。ロータ26の回転速度が中速になったと判定された場合には、ステップ50で所定時間Tを一定時間T1引いた値を所定時間Tとして設定して、ステップ34に戻る。
【0027】
一方、ステップ46で、ロータ26の回転速度が中速でないと判定された場合には、ステップ48で変数CがC2(ロータ26の回転速度が高速になるための回数)か否かを判断することにより、ロータ26が高速になったか否かを判断する。ロータ26の回転速度が高速になった場合には、ステップ52で、所定時間Tを一定時間T2減算した値を所定時間Tとして設定して、ステップ34に戻る。なお、ステップ48で、変数CがC2でないと判定された場合には、そのままステップ34に戻る。
【0028】
以上の様に、モード0〜5をC1回実行すると、ロータ26の回転速度が低速から中速に移行し、モード0〜5の実行回数がC2になった場合、ロータ26の回転速度が中速〜高速となる。
【0029】
このように、ロータ26の回転速度が徐々に速くなると、ロータ26の回転位相が駆動位相より遅くなる場合がある。このように、ロータ26の回転位相が駆動位相に対して遅くなった場合には、ステップ38が否定判定され、ステップ36に戻って所定時間T経過するのを待つ。従って、モードMに対応して定まるコイルに電流が供給され、所定時間T経過したか否かを判断する。即ち、ステップ38が肯定判定されれば、本来は、ステップ40で変数Mが1インクリメントされるので、次のモードに移行するはずであるが、上記の様にロータ26の回転位相が駆動位相より遅れた場合(ステップ38否定判定)、次のモードに移行せず、現在のモードを維持するようにしている。これにより、回転体の回転位相も駆動位相に近づけることが出来る。即ち、回転位相が駆動位相に対して遅れた場合、ロータ26が停止する前にずれを調整することができる。
【0030】
ここで、U相について着目して更に説明する。U相において、モード0〜モード1に切り替わった場合には、U相は解放状態となるので、U相とCOMとの間の電圧は、図7(A)、符号Hに示すように徐々に小さくなる。このように、U相とCOMとの間の電圧が徐々に小さくなると、コンパレータ22からの出力はハイ状態からロウ状態となる。従って、モード2に移行する直前P1において、コンパレータ20からの出力がロウ状態となっている場合には、正常な状態と判定し、次のモードに移行する。
【0031】
一方、U相においてモード4の場合には解放状態となり、図4で符号Fに示すようにU相とCOMとの間の電圧は−〜+へ徐々に増加するはずである。よって、モード5への切り替え直前におけるコンパレータ26の出力はハイ状態となるはずである。しかし、前述したように負荷などにより、図7(C)に示すように、モード5への切替直前P2において、コンパレータ22の出力がロウ状態であれば、回転体の回転位相が駆動位相に対して遅れていると判定することができる。そこで、次のモード5に移行せず現在のモード4で維持する。これにより、回転位相が駆動位相に近づいて、上記ズレを小さくすることが出来る。
【0032】
以上説明した例はロータ26が加速中の場合である。ロータ26が減速中の場合も、上記と同様に処理するが、相異する点は、ロータ26の回転位相が駆動位相に対して進んでいると判定された場合に、次の所定時間における組合せを、通常の順番の所定時間より先の所定時間、例えば、次の次の所定時間に対応する組合せに進める点である。
【0033】
以上説明した実施の形態では、電流を供給する6個のコイル側をステータとするモータを例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、逆に6個のコイル側をロータとするモータにも適応することが出来る。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、回転体の回転位相と磁界の位相とがずれて行く場合、このずれが小さくなるように、ずれていることが検出された所定時間の次の所定時間に対応する組合せを修正するので、回転体が停止する前にずれを調整することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態のモータ駆動制御装置のブロック図である。
【図2】モータ駆動回路の詳細図である。
【図3】搬送モータの構成を示し、(A)はステータを示し、(B)はロータを示す図である。
【図4】U相とCOMとの間の電圧波形を示した図である。
【図5】本実施の形態のタイミングチャートであり、(A)は、回転位相と駆動位相との関係を示し、(B)は、正常時のコンパレータ出力を示し、(C)は、回転位相が駆動位相に対して遅れた時のコンパレータ出力を示したグラフである。
【図6】本実施の形態に係る制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図7】本実施の形態の制御結果の一例を示すグラフであり、(A)はU相の電圧を示し、(B)は回転位相が駆動位相に対して遅れた時のコンパレータ出力を示し、(C)はコンパレータ出力を示し、(D)はモードを示したグラフである。
【符号の説明】
14 モータ駆動回路(供給手段)
22 コンパレータ(検出手段)
12 パスルコントローラ(修正手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor drive control device, and more specifically, rotates a magnetic field generated in a plurality of circumferentially arranged coils along the circumference and rotates the rotating body along with the rotation of the magnetic field. The present invention relates to a motor drive control device that controls driving of a motor to be driven.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a motor drive control device rotates magnetic fields generated in a plurality of circumferentially arranged coils along the circumference, thereby rotating a rotating body. At this time, during low-speed rotation, the phase of the magnetic field and the rotational phase of the rotating body do not deviate much, but as the rotational speed of the rotating body increases, the rotational phase of the magnetic field and the rotational phase of the rotating body deviate. Become. If this deviation is too large, the rotation of the rotating body cannot follow the rotation of the magnetic field (step out), and the rotating body tends to stop. In this manner, when the rotation of the rotating body stops, the rotating body is gradually increased from a low speed state to a high speed state again.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, if the rotation phase of the rotating body deviates greatly from the phase of the magnetic field, the rotation of the rotating body stops, so the speed of the rotating body must be increased again from a low speed state to a high speed state. , Control becomes complicated.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described facts, and proposes a motor drive control device capable of adjusting the deviation before the rotating body stops even if the rotating phase of the rotating body is deviated from the phase of the magnetic field. For the purpose.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in
[0006]
The supply means selectively supplies current to the plurality of coils every predetermined time based on a predetermined combination. In this combination, the magnetic fields generated in the plurality of coils arranged in the circumference are rotated along the circumference, and the current is selectively applied to the coils at a plurality of consecutive predetermined times. Is a predetermined combination for supplying. The detecting means detects whether or not the rotation phase of the rotating body rotating with the rotation of the magnetic field generated in the plurality of coils when the current is supplied by the supplying means is shifted from the phase of the magnetic field.
[0007]
When the detecting means detects that the rotational phase of the rotating body and the phase of the magnetic field are deviated, the correcting means is set to a predetermined time next to a predetermined time when the deviation is detected so that the deviation is reduced. Correct the combination corresponding to the time. For example, when the rotation of the rotating body is accelerating, the correcting means maintains the combination corresponding to the predetermined time detected by the detecting means until at least the next predetermined time to rotate the rotating body. When the vehicle is decelerating, the combination corresponding to the predetermined time next to the predetermined time detected by the detecting means is changed to the combination corresponding to the predetermined time before the next predetermined time. .
[0008]
As described above, when it is detected that the rotational phase of the rotating body and the phase of the magnetic field are deviated, the deviation corresponds to a predetermined time next to the predetermined time when the deviation is detected so that the deviation becomes small. Since the combination is corrected, the deviation can be adjusted before the rotating body stops.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0010]
As shown in FIG. 1, the motor drive control device according to the present embodiment includes a
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
As shown in FIG. 3A, the three-
[0013]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0014]
First, the general operation of the three-
[0015]
[Table 1]
+: Indicates that the power supply is connected-: Indicates that the power supply is connected to the ground [0016]
Thus, in order to selectively connect each phase to the power supply and the ground, signals are output to the signal lines S1, S2, and S3 as shown in Table 2.
[0017]
[Table 2]
The H signal that is not outputting the L signal is output. [0018]
Here, for example, attention is focused on the U phase. In
[0019]
In the same manner, the current is supplied also to the V phase and the W phase according to the modes shown in Table 1. Thereby, a magnetic pole is generated in each phase of the
[0020]
However, the rotational phase (see
[0021]
Therefore, it is possible to determine whether or not the rotational phase of the
[0022]
In this embodiment, using the above principle, when a deviation is detected, the deviation is corrected without stopping the rotation of the motor.
[0023]
That is, when the motor rotation instruction is correct, the motor drive control device executes the control routine shown in FIG. That is, in
[0024]
In
[0025]
In
[0026]
In
[0027]
On the other hand, if it is determined in
[0028]
As described above, when
[0029]
As described above, when the rotational speed of the
[0030]
Here, the U phase will be further described by paying attention. When the mode is switched from
[0031]
On the other hand, in the case of
[0032]
The example described above is a case where the
[0033]
In the above-described embodiment, the description has been given by taking the motor having the six coil sides for supplying current as a stator as an example. However, the present invention is not limited to this, and conversely, the six coil sides are arranged on the rotor. It can be applied to the motor.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the rotational phase of the rotating body and the phase of the magnetic field shift, the shift corresponds to a predetermined time next to the predetermined time when the shift is detected so that the shift is reduced. Since the combination to be corrected is corrected, there is an effect that the deviation can be adjusted before the rotating body stops.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a motor drive control device of an embodiment.
FIG. 2 is a detailed diagram of a motor drive circuit.
3A and 3B show a configuration of a transport motor, where FIG. 3A shows a stator and FIG. 3B shows a rotor.
FIG. 4 is a diagram illustrating a voltage waveform between a U phase and COM.
FIG. 5 is a timing chart of the present embodiment, where (A) shows the relationship between the rotational phase and the drive phase, (B) shows the comparator output in the normal state, and (C) shows the rotational phase. 6 is a graph showing a comparator output when is delayed with respect to the drive phase.
FIG. 6 is a flowchart showing a control routine according to the present embodiment.
7A and 7B are graphs showing an example of a control result of the present embodiment, where FIG. 7A shows a U-phase voltage, and FIG. 7B shows a comparator output when the rotation phase is delayed with respect to the drive phase. (C) shows the comparator output, and (D) is a graph showing the mode.
[Explanation of symbols]
14 Motor drive circuit (supply means)
22 Comparator (detection means)
12 Pulse controller (correction means)
Claims (1)
前記供給手段により電流が供給されて複数のコイルに発生する磁界の回転に伴って回転する回転体の回転位相と該磁界の位相とがずれているか否かを検出する検出手段と、
前記検出手段により回転体の回転位相と磁界の位相とがずれていることが検出された場合、前記ずれが小さくなるように、該ずれていることが検出された所定時間の次の所定時間に対応する組合せを修正する修正手段とを備え、
前記修正手段は、
前記回転体の回転が加速中の場合には、前記検出手段によりずれていることが検出された所定時間に対応する前記組合せを少なくとも次の所定時間まで維持し、
前記回転体の回転が減速中の場合には、前記検出手段によりずれていることが検出された前記所定時間の次の所定時間に対応する組合せを該次の所定時間よりも先の所定時間に対応する組合せに変更するモータ駆動制御装置。A magnetic field generated in a plurality of circumferentially arranged coils is rotated in advance along the circumference so that a current is selectively supplied to the plurality of coils at each of a plurality of consecutive predetermined times. Supply means for selectively supplying current to the plurality of coils every predetermined time based on the combination
Detecting means for detecting whether or not the rotation phase of the rotating body rotating with the rotation of the magnetic field generated in the plurality of coils when current is supplied by the supply means is shifted from the phase of the magnetic field;
When it is detected by the detecting means that the rotational phase of the rotating body and the phase of the magnetic field are deviated, the deviation is detected at a predetermined time next to the predetermined time so as to reduce the deviation. and a correction means for correcting the corresponding combination,
The correcting means is
When the rotation of the rotating body is accelerating, the combination corresponding to the predetermined time detected as being shifted by the detecting means is maintained at least until the next predetermined time,
When the rotation of the rotating body is decelerating, a combination corresponding to a predetermined time next to the predetermined time that is detected to be shifted by the detecting means is set to a predetermined time before the next predetermined time. Motor drive control device that changes to the corresponding combination .
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