JP5384908B2 - Brushless motor starting method and control device - Google Patents
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Description
この発明は、センサレスのブラシレスモータを起動させるためのブラシレスモータ起動方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a brushless motor starting method and a control device for starting a sensorless brushless motor.
従来、ブラシレスモータとして、ステータに対するマグネットロータの磁極位置(ロータ位置)を検出するためにセンサを使わず、その代わりにマグネットロータが回転するときにステータのコイルに誘起される電圧(誘起電圧)を検出し、その検出信号に基づいてモータの通電信号を生成する、すなわち「誘起駆動」を行うセンサレス駆動方式を採用したものが知られている。しかし、ステータのコイルに電圧が誘起されるのは、マグネットロータが回転している場合だけであり、ブラシレスモータの停止時には、マグネットロータが回転せず、コイルに誘起電圧が発生しないことから、ロータ位置の情報が得られない。このため、ブラシレスモータの起動時には、例えば、マグネットロータを強制的に回転させる「強制駆動」を行うようになっている。 Conventionally, as a brushless motor, a sensor is not used to detect the magnetic pole position (rotor position) of the magnet rotor with respect to the stator. Instead, the voltage (induced voltage) induced in the stator coil when the magnet rotor rotates is used. A sensorless drive system that detects and generates a motor energization signal based on the detection signal, that is, performs “induced drive” is known. However, the voltage is induced in the stator coil only when the magnet rotor is rotating. When the brushless motor is stopped, the magnet rotor does not rotate and no induced voltage is generated in the coil. I can't get location information. For this reason, at the time of starting the brushless motor, for example, “forced driving” for forcibly rotating the magnet rotor is performed.
ここで、下記の特許文献1には、ブラシレスモータを、強制駆動することなく、逆回転させることなく、適正に起動させることができる制御方法が記載されている。この制御方法は、3相4極のブラシレスモータを起動させるに際し、2つのコイルに所定時間通電を行い、その後にその通電を行った一方のコイル及び通電を行っていないコイルの2つのコイルに所定時間通電を行ってブラシレスモータのロータを所定位置に固定するようにしている。つまり、この制御方法では、ブラシレスモータの起動に際して、通電切り替えを2回行うようになっている。
通常、3相4極のブラシレスモータを起動させるに際し、2つのコイルに所定時間通電を行った場合、初期ロータ位置によっては、ロータに対して、コイルにより生じる力が均衡するデッドポイントが存在するので、通電切り替えを2度以上行う必要があるためである。
一方、特許文献2には、起動させるときに、同期モータ動作を行い、起動後にセンサレスブラシレスモータ動作を行う方法が記載されている。この方法によれば、第1励磁として、3相通電を行い、順次2相通電と3相通電を繰り返し行っている。
Here, the following
Normally, when starting up a three-phase, four-pole brushless motor, when two coils are energized for a predetermined time, depending on the initial rotor position, there is a dead point where the force generated by the coil is balanced against the rotor. This is because the energization switching needs to be performed twice or more.
On the other hand, Patent Document 2 describes a method of performing a synchronous motor operation when starting and performing a sensorless brushless motor operation after starting. According to this method, three-phase energization is performed as the first excitation, and two-phase energization and three-phase energization are sequentially repeated.
しかしながら、従来のブラシレスモータの起動方法には、次のような問題があった。
(1)特許文献1に記載の方法では、位置決めのための通電を行ったときに、マグネットロータのイナーシャが小さい場合には、マグネットロータの初期位置によっては、急激に加速されるため、停止したときに振動を発生し、その振動が収束するのに時間がかかる問題があった。ブラシレスモータが広く使用されている電機業界の製品では、起動時間の遅れが大きな問題とならないが、自動車業界においては、短い時間遅れにより、ドライバビリティが悪くなる問題があった。
また、特許文献1に記載の起動方法では、ブラシレスモータの起動時に、2つのコイルに通電を行うことでロータを特定位置に移動させ、その後に通電を行った一方のコイル及び通電を行っていないコイルの2つのコイルに通電を行うことから、2回の通電が必要になる分だけ起動時間が長くなる傾向があった。
However, the conventional method for starting a brushless motor has the following problems.
(1) In the method described in
Moreover, in the starting method of
(2)特許文献2に記載の起動方法は、ロータを特定位置に移動させるという技術的思想を有していない。しかし、第1励磁として、3相通電することが開示されている。仮に、ロータを特定位置に移動させる方法として、特許文献2に記載の3相通電を行ったとしても、次の問題がある。
すなわち、第1励磁として、3相通電を行った場合、第1励磁を2相通電で行った場合と比較して、デッドポイントの発生する確率を減少させることができる。
第1励磁が2相通電の場合には、図10に3相4極のアウターロータ型ブラシレスモータの初期状態として示すように、(A)〜(D)の場合には、ロータが回転するが、(E)及び(F)の場合には、デッドポイントとなり、ロータが回転できない。
第1励磁が3相通電の場合には、図9に3相4極のアウターロータ型ブラシレスモータの初期状態として示すように、(A)〜(E)の場合には、ロータが回転するが、(F)の場合には、デッドポイントとなり、ロータが回転できない。第1励磁を2相通電で行う方法と比較して、デッドポイントの発生する確率は減少するが、デッドポイントが完全に解消するわけではなく、最低2回の通電を必要とし、(1)と同じ問題があった。
(2) The starting method described in Patent Document 2 does not have the technical idea of moving the rotor to a specific position. However, three-phase energization is disclosed as the first excitation. Even if the three-phase energization described in Patent Document 2 is performed as a method of moving the rotor to a specific position, there are the following problems.
That is, when the three-phase energization is performed as the first excitation, the probability of occurrence of a dead point can be reduced compared to the case where the first excitation is performed by the two-phase energization.
When the first excitation is a two-phase energization, as shown in FIG. 10 as an initial state of a three-phase four-pole outer rotor brushless motor, the rotor rotates in the cases (A) to (D). In the case of (E) and (F), it becomes a dead point and the rotor cannot rotate.
When the first excitation is three-phase energization, as shown in FIG. 9 as an initial state of a three-phase four-pole outer rotor brushless motor, the rotor rotates in the cases (A) to (E). In the case of (F), it becomes a dead point and the rotor cannot rotate. Compared with the method in which the first excitation is performed with two-phase energization, the probability of occurrence of dead points is reduced, but the dead points are not completely eliminated, and at least two energizations are required. Had the same problem.
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブラシレスモータを確実に起動させると共に、起動時間の短縮を図ることを可能としたブラシレスモータ起動方法及び制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a brushless motor starting method and a control device capable of reliably starting a brushless motor and shortening the starting time. It is in.
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るブラシレスモータ起動方法及び制御装置は、次の構成を有している。
(1)3相のコイルを有するステータと、前記ステータに対応して設けられたマグネットロータとを備えたセンサレスのブラシレスモータを起動させるブラシレスモータ起動方法であって、前記ブラシレスモータの起動に際して、前記3相のコイルのうち3相のコイルに対して通電を行った後、前記3相のコイルのうち2相のコイルに対して強制的に通電を行う強制駆動が行われ、前記3相のコイルに対する通電のうち、2相の通電をPWM信号による異なるデューティで制御し、かつ前記デューティを漸次増加させること、を特徴とする。
The brushless motor starting method and control device according to the present invention made to solve the above problems have the following configuration.
(1) A brushless motor activation method for activating a sensorless brushless motor including a stator having a three-phase coil and a magnet rotor provided corresponding to the stator, and when the brushless motor is activated, after the energization to the three-phase coils of the three phases of coils, the forced driving is performed to perform forcibly energized to the coil of the two-phase of the coil of the three-phase, of the 3-phase Of the energization to the coil, the two-phase energization is controlled with different duty by the PWM signal, and the duty is gradually increased.
(2)3相のコイルを有するステータと、前記ステータに対応して設けられたマグネットロータとを備えたセンサレスのブラシレスモータを起動させるブラシレスモータ制御装置であって、前記ブラシレスモータの起動に際して、前記3相のコイルのうち3相のコイルに対して通電を行った後、前記3相のコイルのうち2相のコイルに対して強制的に通電を行う強制駆動が行われ、前記3相のコイルに対する通電のうち、2相の通電をPWM信号による異なるデューティで制御し、かつ前記デューティを漸次増加させること、を特徴とする。 (2) A brushless motor control device that activates a sensorless brushless motor including a stator having a three-phase coil and a magnet rotor provided corresponding to the stator, and when the brushless motor is activated, after the energization to the three-phase coils of the three phases of coils, the forced driving is performed to perform forcibly energized to the coil of the two-phase of the coil of the three-phase, of the 3-phase Of the energization to the coil, the two-phase energization is controlled with different duty by the PWM signal, and the duty is gradually increased.
次に、上記構成を有する本発明のブラシレスモータの起動方法及び制御装置の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the brushless motor starting method and control device of the present invention having the above-described configuration will be described.
(1)本発明のブラシレスモータの起動方法及び制御装置によれば、3相のコイルを有するステータと、ステータに対応して設けられたマグネットロータとを備えたセンサレスのブラシレスモータを起動させるブラシレスモータ起動方法であって、ブラシレスモータの起動に際して、3相のコイルのうち3相のコイルに対して通電を行った後、3相のコイルのうち2相のコイルに対して強制的に通電を行う強制駆動が行われ、3相のコイルに対する通電のうち、2相の通電をPWM信号による異なるデューティで制御し、かつデューティを漸次増加させるので、イナーシャが小さなマグネットロータを使用する場合でも、マグネットロータを位置決め位置に移動させるのに、徐々に力を加えているため、マグネットロータに過分の速度を与えることがなく、停止したときの振動を少なくでき、停止までの時間を短くすることができる。また、3相通電のうち、2相通電をPWM信号による異なるデューティで制御するので、2相通電で発生する磁力に差が生じ、磁力のバランスがくずれるため、ロータがデッドポイント位置にある場合においても、ロータを回転させることができ、ロータを必ず所定の位置に停止させることができる。
(2)ここで、前記デューティを、漸次増加させているので、イナーシャが小さなロータの場合でも、ロータに少しずつ磁力を与えて回転させることができるため、ロータの振動を小さくすることができ、所定位置に停止させる時間を短くすることができる。
(1) According to the brushless motor activation method and control apparatus of the present invention, a brushless motor that activates a sensorless brushless motor including a stator having a three-phase coil and a magnet rotor provided corresponding to the stator. a starting method, upon activation of the brushless motor, after the energization to the three-phase coils of the three-phase coils, the forcibly energized to the coil of the two-phase of the three-phase coils Even when using a magnet rotor with a small inertia, the forced drive is performed and the two-phase energization is controlled with different duty by the PWM signal and the duty is gradually increased. Since a force is gradually applied to move the rotor to the positioning position, an excessive speed is applied to the magnet rotor. It is no, it is possible to reduce the vibration when stopping, it is possible to shorten the time to stop. In addition, among the three-phase energization, the two-phase energization is controlled with different duty by the PWM signal, so that a difference occurs in the magnetic force generated by the two-phase energization and the balance of the magnetic force is lost, so that the rotor is at the dead point position However, the rotor can be rotated, and the rotor can always be stopped at a predetermined position.
(2) Here, since the duty is gradually increased, even in the case of a rotor having a small inertia, the rotor can be rotated by giving a magnetic force little by little, so that the vibration of the rotor can be reduced. The time for stopping at a predetermined position can be shortened.
以下、本発明のブラシレスモータの起動方法及び制御装置を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
この実施形態では、エンジンの冷却装置用ウォータポンプ又は燃料ポンプに使用されるブラシレスモータの起動方法及び制御装置について説明する。図1に、ウォータポンプ又は燃料ポンプで使用されるブラシレスモータ11とそのコントローラ10の構成を電気回路図により示す。コントローラ10は、制御回路12と駆動回路13とを含む。この実施形態で、ブラシレスモータ11は、3相4極のセンサレスタイプのものであり、駆動回路13には3相駆動方式の回路が採用されている。ブラシレスモータ11は、3相(U相、V相、W相)のコイル14A,14B,14Cを含むステータ14と、4極のアウターロータであるマグネットロータ15とを備える。ブラシレスモータ11は、センサレスタイプであることから、ステータ14に対するマグネットロータ15の磁極位置(ロータ位置)を検出するために、ホール素子を使わずに、ステータ14の各相のコイル14A〜14Cで生じる誘起電圧を利用するようになっている。そして、マグネットロータ15が回転するときに、各相のコイル14A〜14Cで発生する誘起電圧に基づいてロータ位置を検出し、その検出されるロータ位置に基づいて通電対象となる各相のコイル14A〜14Cを決定する「誘起駆動」を行うようになっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a most preferred embodiment embodying a brushless motor starting method and a control device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In this embodiment, a brushless motor activation method and a control device used for an engine cooling device water pump or a fuel pump will be described. FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the configuration of a
図1に示すように、駆動回路13は、スイッチング素子としてのPNP形の第1、第3及び第5のトランジスタTr1,Tr3,Tr5、並びに、NPN形の第2、第4及び第6のトランジスタTr2,Tr4,Tr6をそれぞれ3相ブリッジ接続して構成される。第1、第3及び第5のトランジスタTr1,Tr3,Tr5のエミッタはそれぞれ電源(+B)接続され、第2、第4及び第6のトランジスタTr2,Tr4,Tr6のエミッタはそれぞれ接地される。ブラシレスモータ11の各相のコイル14A〜14Cの一端子
は互いに共通接続点に接続され、各他端子は第1及び第2のトランジスタTr1,Tr2の共通接続点、第3及び第4のトランジスタTr3,Tr4の共通接続点、並びに第5及び第6のトランジスタTr5,Tr6の共通接続点にそれぞれ接続される。各トランジスタTr1〜Tr6のベースは制御回路12に接続される。制御回路12の両端子は、それぞれ電源(+B)に接続され、接地される。この実施形態で、制御回路12はカスタムICにより構成される。
As shown in FIG. 1, the
この実施形態のブラシレスモータ11は、センサレスタイプであることから、停止時には各相のコイル14A〜14Cで誘起電圧は発生しない。そこで、この実施形態では、ブラシレスモータ11の起動に際して、3相のコイル14A〜14Cのうち2相のコイルに対して所定の通電順序により強制的に通電を行うことでマグネットロータ15を回転させる「強制駆動」が行われる。しかしながら、起動時にロータ位置を無視して各相のコイル14A〜14Cに所定の通電順序により強制的に通電を始めても、マグネットロータ15が回転したり回転しなかったりすることがある。このため、ブラシレスモータ11が起動できたり、起動できなかったり、あるいは、起動完了までに必要以上に時間がかかったりすることとなる。そこで、この実施形態では、ブラシレスモータ11の起動に際して、所定の「起動制御」を実行して、各相のコイル14A〜14Cに対する通電を行うことにより、ブラシレスモータ11のロータを定位置に移動させた後、「強制駆動」をさせるようになっている。この「強制駆動」により所定の誘起電圧が発生した後は、上記した「誘起駆動」に切り替えるようになっている。
Since the
ここで、「誘起駆動」について詳しく説明する。図2に、誘起駆動時に制御回路12により実行される各相通電タイミングと各相コイル端子電圧変化をタイムチャートにより示す。制御回路12は、駆動回路13の各トランジスタTr1〜Tr6のベース(ゲート)に対する通電を制御することにより、U相、V相及びW相の各コイル14A〜14Cに対する通電を制御する。図2において、「UH,VH,WH」はそれぞれU相、V相、W相をハイレベルとするHi側ゲートを示し、「UL,VL,WL」はそれぞれU相、V相、W相をロウレベルとするLow側ゲートを示す。図2に示すように、Hi側ゲート及びLow側ゲートの通電を制御することにより、U相、V相及びW相の各コイル14A〜14Cが通電され、各相にコイル端子電圧が生じることが分かる。
Here, the “induced drive” will be described in detail. FIG. 2 is a time chart showing each phase energization timing and each phase coil terminal voltage change executed by the
図3に、U相、V相及びW相の各相のコイル14A〜14Cの端子電圧の変化をタイムチャートにより示す。このチャートから分かるように、各相のコイル14A〜14Cは、「120°通電」と「60°非通電」を交互に受ける。図3において、時刻t1で、非通電に切り替えられると、最初にパルス状電圧として正の逆起電力が生じ、その後に誘起電圧が増加する。次に、時刻t2で、通電に切り替えられてから、時刻t3で非通電に切り替えられるまでの間で、正の定電圧により推移する。そして、時刻t3で、非通電に切り替えられると、パルス状電圧として負の逆起電力が生じ、その後に誘起電圧が減少する。そして、時刻t4で、通電に切り替えられると、負の定電圧により推移する。制御回路12は、逆起電圧の後に生じる誘起電圧を利用してロータ位置を検出するようになっている。制御回路12は、上記のように検出されるロータ位置に基づいてU相、V相及びW相の各相のコイル14A〜14Cに対する通電を制御する。つまり、制御回路12は、各相のコイル14A〜14Cに対する通電を順次切り替えることにより、マグネットロータ15を回転させると共に、各相のコイル14A〜14Cに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を検出する。そして、制御回路12は、検出されたロータ位置に基づいて各相のコイル14A〜14Cに対する通電を制御する。このようにして「誘起駆動」が行われる。
FIG. 3 is a time chart showing changes in the terminal voltages of the
図4に、ステータ14に対するマグネットロータ15の停止位置(初期位置)が、ブラシレスモータ11の起動に好都合な場合につき、通電相の変化と、ステータ14に対するマグネットロータ15の磁極位置(ロータ位置)の変化を概念図により示す。
図5に、ステータ14に対するマグネットロータ15の停止位置(初期位置)が、ブラシレスモータ11の起動に不都合な場合につき、通電相の変化と、ステータ14に対するマグネットロータ15の磁極位置(ロータ位置)の変化を概念図により示す。
図9に、マグネットロータ15の初期位置につき考えられる全てのパターンを概念図により示す。図9(A)〜(F)に示すように、初期位置は「パターン1」〜「パターン6」の6つある。
4, the stop position of the
In FIG. 5, when the stop position (initial position) of the
FIG. 9 is a conceptual diagram showing all possible patterns for the initial position of the
初期位置が、図9の(A)〜(E)の場合には、図4の(A)に示すように、W相とV相がN極となるように通電し、U相がS極となるように通電することにより、マグネットロータ15を図4の(A)の位置まで回転させ、図4の(A)の位置に位置決めすることができる。図4及び図5においては、N極となるW相とV相を濃い網掛けで表し、S極となるU相を薄い網掛けで表している。
この位置決めのための3相通電は、本実施例では、32m秒通電している。誘起駆動時の各切り替えにおける通電時間は、0.1m秒のオーダーであるから、それと比較して、かなり長い時間通電している。このように、長く通電することにより、図9の(A)〜(E)の場合には、32m秒後には、全て図4の(A)の位置に位置決めされる。
次に、図4の(B)に示すように、強制駆動のための2相通電を行う。W相がN極となるように通電し、U相がS極となるように通電する。強制駆動のための2相通電は、本実施例では、16m秒通電している。これにより、図4の(A)の位置に位置決めされているマグネットロータ15が、正回転方向(反時計回り方向)に15度回転して、(B)に示す位置となる。これにより、誘起電圧が発生し、(C)からは通常の誘起駆動に切り替えられる。「W→V」、「U→V」、「U→W」、「V→W」、「V→U」、「W→U」という所定の通電順序で通電相を切り替えることにより、ブラシレスモータ11を誘起駆動させるようになっている。
When the initial positions are (A) to (E) in FIG. 9, as shown in FIG. 4 (A), energization is performed so that the W phase and the V phase are N poles, and the U phase is the S poles. The
In this embodiment, the three-phase energization for positioning is energized for 32 milliseconds. Since the energization time in each switching at the time of induction driving is on the order of 0.1 msec, energization is performed for a considerably longer time than that. Thus, by energizing for a long time, in the case of (A) to (E) in FIG. 9 , the positioning is all performed at the position of (A) in FIG. 4 after 32 milliseconds.
Next, as shown in FIG. 4B, two-phase energization for forced driving is performed. Energization is performed so that the W phase becomes the N pole, and energization is performed so that the U phase becomes the S pole. The two-phase energization for forced driving is energized for 16 msec in this embodiment. As a result, the
これに対し、ブラシレスモータ11が停止状態にあるとき、ステータ14に対してマグネットロータ15が、図9の(F)に示すような初期位置にある場合には、図5(A)に示すように、W相とV相がN極となるように通電し、U相がS極となるように通電しても、マグネットロータ15のN極が、ステータ側のN極を構成するW相とV相の境界にあり、マグネットロータ15のS極が、ステータ側のS極を構成するU相に対向しているため、互いの反発力が均衡しており、マグネットロータ15は回転しない。そのため、図4の(B)に示す正規の位置決め位置と異なる図5の(A)の位置に留まる。
次に、図5の(B)に示すように、強制駆動のための2相通電を行う。W相がN極となるように通電し、U相がS極となるように通電する。強制駆動のための2相通電は、本実施例では、16m秒通電している。
しかしながら、図5の(A)の位置に位置決めされているマグネットロータ15は、強制駆動が通電されると、逆転方向(時計回り方向)に回転する。これにより、正規の誘起電圧は発生せず、通常の誘起駆動に切り替えることができない。すなわち、32m秒+16m秒を費やしても、誘起駆動に切り替えることができず問題である。
また、位置決め駆動したときに、マグネットロータ15のイナーシャが小さい場合には、マグネットロータ15が、停止位置でいつまでも振動し続けるため、すばやく誘起駆動に変更することができず、問題である。
On the other hand, when the
Next, as shown in FIG. 5B, two-phase energization for forced driving is performed. Energization is performed so that the W phase becomes the N pole, and energization is performed so that the U phase becomes the S pole. The two-phase energization for forced driving is energized for 16 msec in this embodiment.
However, the
In addition, when the inertia of the
本実施例では、上記問題を解決するために、マグネットロータ15を位置決めするための3相通電において、V相をN極とするための通電のデューティと、W相をN極とするための通電のデューティとを異なる値としている。また、位置決めのための3相通電において、V相をN極とするための通電のデューティと、W相をN極とするための通電のデューティを漸次増加するように制御している。以下、それらについて説明する。
図8に通電パターンを示す。横軸が時間的経過を示し、縦軸が通電するコイルを示している。横軸の長さは、正確な時間を表していない。
T1が位置決めのための起動制御パターンである。T2のうち、最初のT2のみは駆動制御パターンである。その後のT3〜T7、元に戻ってのT2〜T7は、誘起駆動のパターンである。本実施例においては、起動制御パターンT1は32m秒であり、駆動制御パターンT2(最初のみ)は16m秒であり、誘起駆動のT2〜T7は各々が0.1m秒のオーダーである。
In this embodiment, in order to solve the above problem, in the three-phase energization for positioning the
FIG. 8 shows an energization pattern. The horizontal axis indicates the time course, and the vertical axis indicates the coil that is energized. The length of the horizontal axis does not represent the exact time.
T1 is an activation control pattern for positioning. Of T2, only the first T2 is a drive control pattern. Subsequent T3 to T7 and the return to T2 to T7 are induced drive patterns. In this embodiment, the activation control pattern T1 is 32 milliseconds, the drive control pattern T2 (only the first) is 16 milliseconds, and the induction driving T2 to T7 are each in the order of 0.1 milliseconds.
T1のパターンの拡大図(図8のA部拡大図)を図6に示す。V相への通電は、PWM制御により、デューティをB1〜B6へと6段階で増加させている。また、W相への通電は、PWM制御により、デューティをC1〜C6へと6段階で増加させている。ここで、C1=B1、C2=B2、・・・C6=B6である。
図8において、T2〜T7の制御パターンも一部でPWM制御しているが、それらのPWM制御は、常に一定のデューティであり、漸次増加することは行っていない。
図6のように位置決め制御パターンを与えることにより、イナーシャが小さなマグネットロータを使用する場合でも、ブラシレスモータを位置決め位置に移動させるのに、徐々に力を加えているため、停止したときの振動を少なくでき、停止までの時間を短くすることができる。すなわち、デューティを徐々に増加させることにより、マグネットロータ15の振動の発生を減少させることができ、所定位置に停止するまでの時間を短縮することができる。本実施例の特徴は、起動時の位置決め制御パターンT1のみ、マグネットロータ15に与えるトルクを徐変していることにある。
FIG. 6 shows an enlarged view of the T1 pattern (an enlarged view of a portion A in FIG. 8). In the energization to the V phase, the duty is increased in six steps from B1 to B6 by PWM control. Further, in the energization to the W phase, the duty is increased in six stages from C1 to C6 by PWM control. Here, C1 = B1, C2 = B2,... C6 = B6.
In FIG. 8, some of the control patterns from T2 to T7 are also subjected to PWM control. However, these PWM controls always have a constant duty and are not gradually increased.
By giving a positioning control pattern as shown in FIG. 6, even when using a magnet rotor with a small inertia, a force is gradually applied to move the brushless motor to the positioning position. It can be reduced and the time to stop can be shortened. That is, by gradually increasing the duty, the occurrence of vibration of the
また、別な実施例の位置決め制御パターンT1を図7に示す。V相への通電は、PWM制御により、デューティをB1〜B6へと6段階で増加させている。また、W相への通電は、PWM制御により、デューティをC1〜C6へと6段階で増加させている。ここで、C1のデューティは、B1のデューティより大きく、C2のデューティは、B2のデューティより大きい。以下、C5まで同様である。C6、B6は共に、最大デューティであり、同じ大きさである。
図7のように位置決め制御パターンを与えることにより、2相通電で発生する磁力に差が生じ、磁力のバランスがくずれるため、ロータがデッドポイント位置にある場合においても、ロータを回転させることができ、ロータを必ず所定の位置に停止させることができる。
FIG. 7 shows a positioning control pattern T1 of another embodiment. In the energization to the V phase, the duty is increased in six steps from B1 to B6 by PWM control. Further, in the energization to the W phase, the duty is increased in six stages from C1 to C6 by PWM control. Here, the duty of C1 is larger than the duty of B1, and the duty of C2 is larger than the duty of B2. The same applies to C5 below. C6 and B6 are both the maximum duty and the same size.
By giving a positioning control pattern as shown in FIG. 7, a difference occurs in the magnetic force generated by the two-phase energization and the balance of the magnetic force is lost. Therefore, even when the rotor is at the dead point position, the rotor can be rotated. The rotor can always be stopped at a predetermined position.
以上詳細に説明したように、本実施例のブラシレスモータ起動方法及び制御装置によれば、3相のコイルを有するステータ14と、ステータ14に対応して設けられた4極のマグネットロータ15とを備えたセンサレスのブラシレスモータ11を起動させる3相4極のブラシレスモータ起動方法または制御装置であって、ブラシレスモータ11の起動に際して、3相のコイルのうち3相のコイルに対して通電を行い、3相通電のうち、2相の通電をPWM信号による漸次増加するデューティで制御するので、イナーシャが小さなマグネットロータを使用する場合でも、マグネットロータを位置決め位置に移動させるのに、徐々に力を加えているため、マグネットロータに過分の速度を与えることがなく、停止したときの振動を少なくでき、停止までの時間を短くすることができる。
また、本実施例のブラシレスモータ起動方法及び制御装置によれば、3相のコイルを有するステータ14、ステータ14に対応して設けられた4極のマグネットロータ15を備えたセンサレスのブラシレスモータ11を起動させる3相4極のブラシレスモータ起動方法または制御装置であって、ブラシレスモータ11の起動に際して、3相のコイルのうち3相のコイルに対して通電を行い、3相通電のうち、2相通電をPWM信号による異なるデューティで制御するので、2相通電で発生する磁力に差が生じ、磁力のバランスがくずれるため、ロータがデッドポイント位置にある場合においても、ロータを回転させることができ、ロータを必ず所定の位置に停止させることができる。
As described above in detail, according to the brushless motor starting method and the control device of the present embodiment, the
Further, according to the brushless motor starting method and the control device of the present embodiment, the
本発明は、上記実施例の他に様々な応用が可能である。
例えば、本実施例では、アウターロータ型について説明したが、インナーロータ型でも同様である。
また、本実施例では、3相4極タイプについて説明したが、より多極のマグネットロータを使用しても同様である。
The present invention can be applied to various applications in addition to the above embodiments.
For example, in the present embodiment, the outer rotor type has been described, but the same applies to the inner rotor type.
In this embodiment, the three-phase four-pole type has been described, but the same applies even when a multi-pole magnet rotor is used.
11 ブラシレスモータ
12 制御回路
13 駆動回路
14 ステータ
15 マグネットロータ
T1 位置決め制御パターン
11
Claims (2)
前記ブラシレスモータの起動に際して、前記3相のコイルのうち3相のコイルに対して通電を行った後、前記3相のコイルのうち2相のコイルに対して強制的に通電を行う強制駆動が行われ、
前記3相のコイルに対する通電のうち、2相の通電をPWM信号による異なるデューティで制御し、かつ前記デューティを漸次増加させること、を特徴とするブラシレスモータ起動方法。 A brushless motor starting method for starting a sensorless brushless motor including a stator having a three-phase coil and a magnet rotor provided corresponding to the stator,
Wherein upon activation of the brushless motor, after the energization to the three-phase coils among the coils of the three phases, the forced driving of performing forcibly energized to the coil of the two-phase of the coil of the 3-phase Is done,
2. A brushless motor starting method comprising: controlling energization of two phases among energizations of the three-phase coils with different duties according to a PWM signal, and gradually increasing the duty.
前記ブラシレスモータの起動に際して、前記3相のコイルのうち3相のコイルに対して通電を行った後、前記3相のコイルのうち2相のコイルに対して強制的に通電を行う強制駆動が行われ、
前記3相のコイルに対する通電のうち、2相の通電をPWM信号による異なるデューティで制御し、かつ前記デューティを漸次増加させること、を特徴とするブラシレスモータ制御装置。 A brushless motor control device for starting a sensorless brushless motor including a stator having a three-phase coil and a magnet rotor provided corresponding to the stator,
Wherein upon activation of the brushless motor, after the energization to the three-phase coils among the coils of the three phases, the forced driving of performing forcibly energized to the coil of the two-phase of the coil of the 3-phase Is done,
A brushless motor control device, wherein, among energizations to the three-phase coils, two-phase energizations are controlled with different duties according to PWM signals, and the duty is gradually increased.
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