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JPH0260493A - Dc brushless motor - Google Patents

Dc brushless motor

Info

Publication number
JPH0260493A
JPH0260493A JP63182446A JP18244688A JPH0260493A JP H0260493 A JPH0260493 A JP H0260493A JP 63182446 A JP63182446 A JP 63182446A JP 18244688 A JP18244688 A JP 18244688A JP H0260493 A JPH0260493 A JP H0260493A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
inverter
brushless motor
terminal voltage
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63182446A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Mori
真人 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP63182446A priority Critical patent/JPH0260493A/en
Publication of JPH0260493A publication Critical patent/JPH0260493A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency of drive and controllability by a method wherein the terminal voltage of each phase armature winding and neutral-point voltage are compared, to output a square wave, and the square wave is phase- shifted to produce a rotor-position detecting signal. CONSTITUTION:A DC brushless motor 2 is driven through an inverter 1 from a DC power 12. A plural resistor group 5 are connected in parallel among each phase terminal of said motor 2 and a neutral point, and winding terminal voltage acquired by dividing each phase terminal voltage is input to comparator 7a-7c through semiconductor analog switches 6a-6c. The rectangular wave output of the selected compared neutral-point potential is delayed at an electrical angle 30 deg. by a phase shifting means 8, and changed into a position detecting signal. A first logical operation means 9 preparing the input selecting signals of said switches 6a-6c in response to the position detecting signal and a second logical operation means 10 preparing the drive signal of the inverter 1 are provided. Accordingly, the DC brushless motor is supplied with power through the inverter 1 driven by a driver circuit 11.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流ブラシレスモータに係す、特に電機子
巻線の誘起電圧を利用して回転子の位置検出を行なう直
流ブラシレスモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a DC brushless motor, and more particularly to a DC brushless motor that detects the position of a rotor using the induced voltage of an armature winding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第7図は例えば特開昭54−136615号公報に記載
された従来の直流ブラシレスモータである。
FIG. 7 shows a conventional DC brushless motor described in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-136615.

図において、(1)は直流を疑似三相交流に変換するイ
ンバータであシ、三相フルブリッジ接続された6個のス
イッチング素子(第1図の例ではサイリスク)と各スイ
ッチング素子に並列に接続された環流ダイオードから成
っている。(2)は同期電動機構造を有する直流ブラシ
レスモータでアリ、三相の電機子巻線(3)および永久
磁石回転子(4)から成る。
In the figure, (1) is an inverter that converts direct current to pseudo three-phase alternating current, and is connected in parallel to six switching elements connected in a three-phase full bridge (Sirisk in the example in figure 1) and each switching element. It consists of a freewheeling diode. (2) is a DC brushless motor with a synchronous motor structure, consisting of a three-phase armature winding (3) and a permanent magnet rotor (4).

(Ijはローパスフィルタであり、各相部に直列に接続
された2 (vAの抵抗とその中の1個の抵抗に並列に
接続されたコンデンサより成る。
(Ij is a low-pass filter, consisting of a 2 (vA) resistor connected in series to each phase section and a capacitor connected in parallel to one of the resistors.

各相の電機子端子電圧と中性点電圧はローパスフィルタ
鰻を介してコンパレータ(14a)〜(14c)の入力
に接続されている。論理回路(I埼はコンパレータ(1
4a)〜(14c)の比較結果を入力とし、インバータ
(1)の制御信号を作成する。tiのはスイッチング素
子駆動回路であり、論理回路α9の出力に応じてインバ
ータ(1)のスイッチング素子を0N10FF制御する
よう構成されている。
The armature terminal voltage and neutral point voltage of each phase are connected to inputs of comparators (14a) to (14c) via low-pass filters. Logic circuit (I is a comparator (1)
The comparison results of 4a) to (14c) are input to create a control signal for the inverter (1). ti is a switching element drive circuit, which is configured to perform 0N10FF control of the switching element of the inverter (1) according to the output of the logic circuit α9.

次に動作について第8図を用いて説明する。Next, the operation will be explained using FIG. 8.

第8図は第7図に示した直流ブラシレスモータの動作波
形を表わすタイミング図である。
FIG. 8 is a timing diagram showing operating waveforms of the DC brushless motor shown in FIG. 7.

第8図において、彌はインバータ(1)の1相の出力波
形を示す。
In FIG. 8, the dot indicates the output waveform of one phase of the inverter (1).

この波形にはスイッチング素子の切り換わシ時に生じる
転流スパイクが含まれる。Qυはこの駆動波形により回
転子(4)が回転した場合電機子巻線(3)に誘起され
る電圧波形である。電機子巻線(3)の端子で観測され
る電圧波形はこれらが合成されたものとなり、(ハ)の
ようになる。この端子電圧波形はローパスフィルタα罎
を通過して(ハ)のような波形になる。(23a) 〜
(23c)は各相の端子電圧、  (23a)は中性点
電圧がローパスフィルタ03を通過した波形である。こ
のローパスフィルタα騰のしゃ新局波数はインバータの
出力基本周波数に対して十分低く設定されており、端子
電圧波形はほぼ正弦波状になり位相は90゛遅れる。(
23a)〜(23c )の各々と(23d)の波形をコ
ンパレータ04)で比較し波形整形した結果は(24a
)〜(24c)に示すような波形となる。この120°
ずつ位相の異なった矩形波より論理回路α9はインバー
タ(1)のスイッチング素子の駆動信号(25a) 〜
(25f)を作成する。(25a)〜(25c )は6
個のスイッチング素子のうち上アームに用いられている
3個の、駆動信号、  (25CL)〜(25f)は下
アームに用いられている3個の駆動信号である。この駆
動信号に基づきスイッチング素子駆動回路(II)はイ
ンバータ(1)のスイッチング素子を駆動し、再び■に
示す電圧波形が直流ブラシレスモータ(2)に印加され
てモータは回転を続ける。
This waveform includes commutation spikes that occur when switching elements switch. Qυ is a voltage waveform induced in the armature winding (3) when the rotor (4) rotates with this drive waveform. The voltage waveform observed at the terminal of the armature winding (3) is a combination of these, and is as shown in (c). This terminal voltage waveform passes through a low-pass filter α and becomes a waveform as shown in (c). (23a) ~
(23c) is the terminal voltage of each phase, and (23a) is the waveform of the neutral point voltage passed through the low-pass filter 03. The switching frequency of this low-pass filter α rise is set sufficiently low with respect to the output fundamental frequency of the inverter, and the terminal voltage waveform becomes approximately sinusoidal and the phase is delayed by 90°. (
The waveforms of each of 23a) to (23c) and (23d) are compared with comparator 04) and the result of waveform shaping is (24a).
) to (24c). This 120°
From the rectangular waves with different phases, the logic circuit α9 generates a drive signal (25a) for the switching element of the inverter (1).
(25f) is created. (25a) to (25c) are 6
Of the switching elements, three drive signals are used for the upper arm, and (25CL) to (25f) are three drive signals used for the lower arm. Based on this drive signal, the switching element drive circuit (II) drives the switching element of the inverter (1), and the voltage waveform shown in (2) is again applied to the DC brushless motor (2), so that the motor continues to rotate.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の直流ブラシレスモータは以上のように構成されて
いるので巻線の誘起電圧が中性点電位を交差する時点よ
りこれを検出する時点はフィルタにより90°遅れるだ
め1回転子の回転変動により交差する位相が頻繁に変わ
る場合これに即応した検出ができず位置検出が不正確に
なり、モータの駆動効率が低下する。
Conventional DC brushless motors are configured as described above, so the time at which the induced voltage of the winding crosses the neutral point potential is delayed by 90 degrees due to the filter, but the crossing occurs due to rotational fluctuations of the single rotor. If the phase of the motor changes frequently, detection cannot be performed in a timely manner, resulting in inaccurate position detection and reduced motor drive efficiency.

また、誘起電圧とインバータ出力電圧が合成された波形
に対してローパスフィルタを通しているのでインバータ
出力電圧の位相によって位置検出信号の位相が影響を受
け、特にスイッチング素子の切り換わり時に生じる転流
スパイク電圧に大きな影響を受けることが知られており
、同様に位置検出が不正確になり、モータの駆動効率お
よび制御性が低下する。
In addition, since the waveform that is the combination of the induced voltage and the inverter output voltage is passed through a low-pass filter, the phase of the position detection signal is affected by the phase of the inverter output voltage, and in particular, the commutation spike voltage that occurs when switching elements changes. This is known to be significantly affected, as well as resulting in inaccurate position detection and reduced motor drive efficiency and controllability.

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので2回転子の回転変動による交差位相の変化をよシ
速く検出可能とし、インバータ自身の出力電圧によって
位置検出位相が影響を受けないようにして正確な位置検
出を可能とし、モータの駆動効率および制御性を向上し
た直流ブラシレスモータを得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to more quickly detect changes in the cross phase due to rotation fluctuations of the two rotors, and the position detection phase is not affected by the output voltage of the inverter itself. The object of the present invention is to obtain a DC brushless motor that enables accurate position detection and improves drive efficiency and controllability of the motor.

〔課題を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

この発明に係る直流ブラシレスモータは、インバータ、
このインバータによって駆動される電動機、この電動機
の各相電機子巻線の端子電圧と中性点電圧を比較して、
上記インバータのスイッチング素子の転流スパイク発生
後の上記各相電機子巻線が上記インバータから開放され
ている区間に極性が反転する方形波を出力し、この方形
波を移相して回転子位置検出信号にするとともに、この
回転位置検出信号から上記電機子巻線の付勢状態と開放
状態を区別する信号を発生する第1の論理演算手段を含
む回転子位置検出信号発生手段、上記回転子位置検出信
号から上記インバータの制御信号を作る第2の論理演算
手段を備えたものである。
The DC brushless motor according to the present invention includes an inverter,
Compare the terminal voltage of the motor driven by this inverter, the terminal voltage of each phase armature winding of this motor, and the neutral point voltage.
After commutation spikes occur in the switching elements of the inverter, each phase armature winding outputs a square wave whose polarity is inverted in the section where it is open from the inverter, and this square wave is phase-shifted to position the rotor. a rotor position detection signal generating means including a first logic operation means for generating a detection signal and a signal for distinguishing between an energized state and an open state of the armature winding from the rotational position detection signal; The apparatus is equipped with a second logic operation means for generating a control signal for the inverter from the position detection signal.

また、電動機各相電機子巻線の出力端にフィルタ回路を
設けフイルタリングされた端子電圧と中性点電圧を比較
する方法もある。
Another method is to provide a filter circuit at the output end of the armature winding of each phase of the motor and compare the filtered terminal voltage with the neutral point voltage.

〔作用〕[Effect]

この発明における直流ブラシレスモータは、インバータ
のスイッチング素子の転流スパイク発生後の各相電機子
巻線がインバータから開放された状態と上記転流スパイ
クを含む付勢状態を区別する信号に自らが発生しそれに
基づいて1回転子位置信号を発生するものであるから、
転流スパイクの影響を無くシ9回転子位置信号検出の位
相遅れを少なくするものである。
The DC brushless motor of the present invention generates a signal that distinguishes between a state in which each phase armature winding is disconnected from the inverter after commutation spikes occur in the switching elements of the inverter, and an energized state that includes the commutation spikes. Based on this, a single rotor position signal is generated.
This eliminates the influence of commutation spikes and reduces the phase delay in rotor position signal detection.

壕だ、各相電機子巻線の端子電圧をフィルタリングする
ことにより、PWMのような高調波を含むインバータ駆
動方式の場合でも、高調波の影響を受けることなく安定
な位置検出を可能にする。
By filtering the terminal voltage of each phase armature winding, stable position detection is possible without being affected by harmonics, even in the case of an inverter drive system that includes harmonics, such as PWM.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

実施例について図面を用いて説明すると、第1図におい
て、(1)はインバータ、(2)は直流ブラシレスモー
タであり、その基本構造は第4図において説明した従来
例と同一である(ただし、インバータのスイッチング素
子の例としてバイポーラトランジスタを示している)。
An example will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, (1) is an inverter, and (2) is a DC brushless motor, the basic structure of which is the same as the conventional example explained in FIG. (A bipolar transistor is shown as an example of an inverter switching element.)

(5)は直流ブラシレスモータ(2)の各相端子と中性
点間に並列に、複数個接続された抵抗群であり、各相端
子電圧を分圧している。(6a)〜(6C)は抵抗群(
5)により分圧された巻線端子電圧を一方の入力としコ
ンパレータ(7a)〜(7c)の出力を他方の入力とし
て、これらを選択して出力する半導体アナログスイッチ
である。コンパレータ(7a)〜(7C)は前記半導体
アナログスイッチ(6a)〜(6C)によって選択され
た出力と電機子巻線(3)の中性点電位を比較し、結果
を矩形波にて出力する。(8)はこのコンパレータ(7
a)〜(7C)の出力を電気角30°遅延する移相手段
であり。
(5) is a group of resistors connected in parallel between each phase terminal and the neutral point of the DC brushless motor (2), and divides each phase terminal voltage. (6a) to (6C) are resistance groups (
It is a semiconductor analog switch that uses the winding terminal voltage divided by 5) as one input, and the outputs of the comparators (7a) to (7c) as the other input, and selects and outputs these. Comparators (7a) to (7C) compare the output selected by the semiconductor analog switches (6a) to (6C) with the neutral point potential of the armature winding (3), and output the results in the form of a rectangular wave. . (8) is this comparator (7
It is a phase shift means for delaying the outputs of a) to (7C) by 30 electrical degrees.

これが位置検出信号となる。(9)はこの位置検出信号
に応じて前記半導体アナログスイッチ(6a)〜(6C
)の入力選択信号を作成する第1の論理演算手段、 Q
lは同じく位置検出信号に応じて前記インバータ(1)
のスイッチング素子の駆動信号を作成する第2の論理演
算手段である。0υは第2の論理演算手段Qlの出力に
基づきインバータ(1)のスイッチング素子を駆動する
駆動回路である。α2は直流電源であp、インバータ(
1)を介して直流ブラシレスモータに電力を供給する。
This becomes the position detection signal. (9) responds to this position detection signal to the semiconductor analog switches (6a) to (6C).
) first logical operation means for creating an input selection signal of Q
Similarly, l is the inverter (1) according to the position detection signal.
This is second logic operation means for creating a drive signal for the switching element. 0υ is a drive circuit that drives the switching element of the inverter (1) based on the output of the second logical calculation means Ql. α2 is a DC power supply p, an inverter (
1) Supplies power to a DC brushless motor via.

αeは抵抗群(5)、半導体アナログスイッチ(6a)
 〜(6c) 、  コンパレータ(7a)〜(7c)
、移相手段(8)、及び第1の論理演算手段からなる回
転子位置信号発生手段である。
αe is resistance group (5), semiconductor analog switch (6a)
~(6c), Comparator (7a) ~(7c)
, a phase shifting means (8), and a first logical operation means.

次に動作について第2図を用いて説明する。Next, the operation will be explained using FIG. 2.

第2図はこの発明による直流ブラシレスモータの制御装
置の動作波形を表わすタイミング図である。第2図にお
いて、橢〜(1)は第8図で示した従来例の動作波形と
同様である。
FIG. 2 is a timing diagram showing operating waveforms of the DC brushless motor control device according to the present invention. In FIG. 2, waveforms (1) to (1) are similar to the operating waveforms of the conventional example shown in FIG.

端子電圧波形(ハ)は抵抗群(5)を通過して分圧され
るが、波形は変化しない。今、仮りに半導体アナログス
イッチ(6a)〜(6C)が区間T1 で分圧された端
子電圧波形を選択していたとすると、その出力はこの間
にコンパレータ出力波形(7)に示すように反転する。
The terminal voltage waveform (c) passes through the resistor group (5) and is divided, but the waveform does not change. Now, if the semiconductor analog switches (6a) to (6C) select the divided terminal voltage waveform in the interval T1, their outputs are inverted during this period as shown in the comparator output waveform (7).

区間T2 で選択をコンパレータ(7a)〜(7c)の
出力に切り換えると正帰還がかかった形になり、コンパ
レータ(7a)〜(7C)はその出力状態を保持する。
When the selection is switched to the outputs of the comparators (7a) to (7c) in the interval T2, positive feedback is applied, and the comparators (7a) to (7C) maintain their output states.

さらにその後1区間T6で再び分圧された端子電圧波形
を選択したとすると、再びこの区間内で出力は反転する
。すなわち、半導体アナログスイッチ(6a)〜(6C
)が各相にインバータ(11の出力が印加されていると
きは、コンパレータ(7a)〜(7c)の出力を選択し
、電機子巻線端子が開放されているときは端子電圧波形
を選択するように制御したとするとコンパレータ(7a
)〜(7C)のうち1相の非反転入力波形は翰のように
なシ出力は(至)のようになる。コンパレータ(7a)
〜(7C)の出力波形を移相手段(8)により電気角3
0°遅延した波形を(51a) 〜(31c)に示す。
Furthermore, if the divided terminal voltage waveform is selected again in one section T6, the output is inverted again within this section. That is, semiconductor analog switches (6a) to (6C
) selects the output of the comparators (7a) to (7c) when the output of the inverter (11) is applied to each phase, and selects the terminal voltage waveform when the armature winding terminal is open. If it is controlled as follows, the comparator (7a
) to (7C), the non-inverted input waveform of one phase looks like a wire, and the output looks like (to). Comparator (7a)
The output waveform of ~(7C) is converted to an electrical angle of 3 by the phase shifting means (8).
Waveforms delayed by 0° are shown in (51a) to (31c).

波形(31a)〜(31c)をもとに第1の論理演算手
段(9)は(32a)〜(32c)のような、半導体ア
ナログスイッチ(6a)〜(6c)の選択信号を作成す
る。波形が1−H」レベルのときは分圧された巻線端子
電圧を選択し。
Based on the waveforms (31a) to (31c), the first logic operation means (9) creates selection signals for the semiconductor analog switches (6a) to (6c), such as (32a) to (32c). When the waveform is at the 1-H level, select the divided winding terminal voltage.

rLJレベルのときはコンパレータ(7a)〜(7c)
の出力を選択する。
When at rLJ level, comparators (7a) to (7c)
Select the output of

第3図に論理演算手段(9)の回路の一例を示す。FIG. 3 shows an example of the circuit of the logic operation means (9).

例えば波形(32a)を得るには波形(51a)と(3
11))の排他的論理和四をとり、転流スパイクが消滅
する時間分の遅延を得るためには抵抗、コンデンサおよ
びダイオードから成る遅延回路0υを介し反転器(6)
で波形整形すればよい。波形(62b)と(32c)も
同様に得られる。
For example, to obtain waveform (32a), waveform (51a) and (3
11)) In order to obtain a delay for the time required for the commutation spike to disappear, the inverter (6) is
You can reshape the waveform with . Waveforms (62b) and (32c) are similarly obtained.

第2図に戻って、入力選択信号(52a)〜(32c)
によって選択された入力は各相にインバータ(1)の出
力が印加されている区間はコンパレータ(7a)〜(7
C)の出力、電機子巻線端子が開放されている区間は分
圧された電機子巻線端子電圧になっており前記の仮定に
矛盾しない。
Returning to FIG. 2, input selection signals (52a) to (32c)
The input selected by is connected to the comparators (7a) to (7
In the output of C), the section where the armature winding terminal is open is the divided armature winding terminal voltage, which does not contradict the above assumption.

また波形(31a)〜(51c)より第2の論理演算回
路a1は(55a) 〜(33f)のようなインバータ
fl)のスイッチング素子の駆動信号を作成する。(5
5a )〜(35c )は上アームのスイッチング素子
、  (XSa)〜(s3f)は下アームのスイッチン
グ素子を駆動する信号波形であり、「H」レベルのとき
素子はON。
Further, from the waveforms (31a) to (51c), the second logical operation circuit a1 creates drive signals for the switching elements of the inverter fl) such as (55a) to (33f). (5
5a) to (35c) are the signal waveforms that drive the switching elements of the upper arm, and (XSa) to (s3f) are the signal waveforms that drive the switching elements of the lower arm, and the elements are turned on when the level is "H".

rLJレベルのときOFFであることを示している。It shows that it is OFF when it is at rLJ level.

第4図に第2の論理演算手段01の回路構成の一例を示
す。
FIG. 4 shows an example of the circuit configuration of the second logic operation means 01.

例えば波形(+5a)を得るには波形(31b)の論理
を反転器(至)で反転し、この出力と(51a)の論理
積@尋をとればよい。波形(s3b)〜(ssr)も同
様にして得られる。
For example, to obtain the waveform (+5a), the logic of the waveform (31b) may be inverted with an inverter (to), and the logical product of this output and (51a) may be taken. Waveforms (s3b) to (ssr) are obtained in the same manner.

第5図はこの発明の他の実施例を示す直流ブラシレスモ
ータの回路構成図であり、αηは直流ブラシレスモータ
(2)の各相端子と中性点間に並列に接続された抵抗と
その中の1つの抵抗と並列に接続されたフィルタ回路で
あり、各相端子電圧を分圧し、かつフィルタリングして
いる。このフィルタ回路のしゃ断層波数は、PWM波形
のキャリア周波数に対しては十分な減衰量を持ち、イン
1<−タの出力基本周波数に対しては位相遅れのないよ
うに設定する。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a DC brushless motor showing another embodiment of the present invention, where αη represents a resistor connected in parallel between each phase terminal and the neutral point of the DC brushless motor (2), and This is a filter circuit connected in parallel with one resistor, which divides and filters each phase terminal voltage. The cutoff layer wave number of this filter circuit is set so as to have sufficient attenuation with respect to the carrier frequency of the PWM waveform, and to have no phase lag with respect to the output fundamental frequency of the inverter.

第6図は第5図の直流ブラシレスモータの制御装置の動
作波形を表わすタイミング図であり、第6図の■〜(ハ
)は第2図で示した動作波形に対応する波形であるが、
PWM方式のインバータを用いて駆動した場合について
示している。これらが合成された端子電圧波形がフィル
タ回路αηを通過した波形が(至)で、PWM信号によ
る高調波はほぼ除去され、t23以降の波形は第2図と
同じである。
FIG. 6 is a timing diagram showing the operating waveforms of the control device for the DC brushless motor shown in FIG. 5, and ① to (c) in FIG.
A case where the drive is performed using a PWM type inverter is shown. The waveform obtained by combining these terminal voltage waveforms and passing through the filter circuit αη is (to), the harmonics caused by the PWM signal are almost removed, and the waveforms after t23 are the same as those shown in FIG.

なお、上記二つの実施例ではインバータ(1)のスイッ
チング素子としてバイポーラトランジスタを示しだが、
MOS−FET、IGBTなど他(7)、Xイツチング
素子を用いても良い。また第1ないし第2の論理演算手
段の例として、論理演算素子等を用いてハードウェアに
て構成した回路を示したが、マイコン等を用いてソフト
ウェアにより実現することも可能であり、上記実施例と
同様の効果が得られるものである。
In addition, in the above two embodiments, a bipolar transistor is shown as the switching element of the inverter (1), but
In addition to MOS-FETs and IGBTs (7), X switching elements may also be used. In addition, as an example of the first and second logic operation means, a circuit configured with hardware using logic operation elements etc. is shown, but it is also possible to realize it with software using a microcomputer etc., and the above implementation is possible. The same effect as the example can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明はインバータ、このインバータによって駆動さ
れる電動機、この電動機の各相電機子巻線の端子電圧と
中性点電圧を比較して、上記インバータのスイッチング
素子の転流スパイク発生後の上記各相電機子巻線が上記
インバータから開放されている区間に極性が反転する方
形波を出力し。
This invention compares the terminal voltage and neutral point voltage of an inverter, an electric motor driven by this inverter, and each phase armature winding of this motor, and calculates the voltage of each phase after a commutation spike occurs in a switching element of the inverter. A square wave with inverted polarity is output in the section where the armature winding is open from the inverter.

この方形波を移相して回転子位置検出信号にするととも
に、この回転子位置検出信号から上記電機子巻線の付勢
状態と開放状態を区別する信号を発生する第1の論理演
算手段を含む回転子位置検出信号発生手段、上記回転子
位置検出信号から上記インバータの制御信号を作る第2
の論理演算手段を備えた構成としたので位置検出信号を
得るのにインバータ自身が出力している電圧の影響を除
くことができる位置検出精度が向上すると共に遅延を小
さくしたので回転子の回転変動によって電機子巻線端子
電圧と中性点電位との交差位相が変化してもより早く変
化に追従した位置検出信号が得られ位置検出精度が向上
し、ひいてはモータ駆動効率、制御性が向上する効果が
得られる。
A first logic operation means for phase-shifting this square wave to make a rotor position detection signal, and generating a signal for distinguishing between an energized state and an open state of the armature winding from this rotor position detection signal. a second rotor position detection signal generating means for generating a control signal for the inverter from the rotor position detection signal;
Since the configuration is equipped with a logic operation means, the influence of the voltage output by the inverter itself can be removed to obtain the position detection signal.The position detection accuracy is improved, and the delay is reduced, so the rotational fluctuation of the rotor is reduced. Even if the cross phase between the armature winding terminal voltage and the neutral point potential changes, a position detection signal that more quickly follows the change can be obtained, improving position detection accuracy and, in turn, improving motor drive efficiency and controllability. Effects can be obtained.

また、各相電機子巻線の出力端にフィルタ回路を設けフ
イルタリングされた端子電圧と中性点電圧を比較する方
法により、インバータがPWM方式の駆動波形であって
もフィルタ回路によシキャリア分が除去されるため、安
定して回転子の位置検出ができるという効果を奏する。
In addition, by providing a filter circuit at the output end of each phase armature winding and comparing the filtered terminal voltage with the neutral point voltage, even if the inverter uses a PWM drive waveform, the filter circuit provides a carrier. This has the effect of stably detecting the position of the rotor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例による直流ブラシレスモー
タを示す回路構成図、第2図はこの発明の一実施例によ
る直流ブラシレスモータの制御装置の動作波形を示すタ
イミング図、第3図は第1の論理演算手段の一実施例を
示す回路図、第4図は第2の論理演算手段の一実施例を
示す回路図。 第5図はこの発明の他の実施例による直流ブラシレスモ
ータを示す回路構成図、第6図は同制御装置の動作波形
を示すタイミング図、第7図は従来の直流ブラシレスモ
ータを示す回路構成図、第8図は従来の直流ブラシレス
モータの制御装置の動作波形を示すタイミング図である
。 図において、(1)はインバータ、(2)は電動機、(
3)は電機子巻線、(9)は第1の論理演算手段、OI
は第2の論理演算手段、 (USは回転子位置信号発生
手段。 αηはフィルタ回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a DC brushless motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing diagram showing operating waveforms of a DC brushless motor control device according to an embodiment of the invention, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the first logic operation means, and FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the second logic operation means. FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a DC brushless motor according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a timing diagram showing operating waveforms of the control device, and FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a conventional DC brushless motor. , FIG. 8 is a timing diagram showing operating waveforms of a conventional DC brushless motor control device. In the figure, (1) is an inverter, (2) is an electric motor, (
3) is the armature winding, (9) is the first logic operation means, OI
(US is rotor position signal generating means. αη is a filter circuit. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) インバータ、このインバータによつて駆動され
る電動機、この電動機の各相電機子巻線の端子電圧と中
性点電圧を比較して、上記インバータのスイツチング素
子の転流スパイク発生後の上記各相電機子巻線が上記イ
ンバータから開放されている区間に極性が反転する方形
波を出力し、この方形波を移相して回転子位置検出信号
にするとともに、この回転子位置検出信号から上記電機
子巻線の付勢状態と開放状態を区別する信号を発生する
第1の論理演算手段を含む回転子位置検出信号発生手段
、上記回転子位置検出信号から上記インバータの制御信
号を作る第2の論理演算手段を備えた直流ブラシレスモ
ータ。
(1) Compare the terminal voltages and neutral point voltages of the inverter, the motor driven by this inverter, and the armature windings of each phase of this motor, and determine the A square wave with inverted polarity is output in the section where each phase armature winding is open from the inverter, and this square wave is phase-shifted to become a rotor position detection signal, and from this rotor position detection signal. Rotor position detection signal generation means including a first logic operation means for generating a signal to distinguish between an energized state and an open state of the armature winding; A DC brushless motor equipped with two logical calculation means.
(2) 電動機各相電機子巻線の出力端にフイルタ回路
を設けフイルタリングされた端子電圧と中性点電圧を比
較することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の直
流ブラシレスモータ。
(2) A DC brushless motor according to claim 1, characterized in that a filter circuit is provided at the output end of the armature winding of each phase of the motor, and the filtered terminal voltage and neutral point voltage are compared.
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