JPH07123775A - センサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents
センサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路Info
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- JPH07123775A JPH07123775A JP5272506A JP27250693A JPH07123775A JP H07123775 A JPH07123775 A JP H07123775A JP 5272506 A JP5272506 A JP 5272506A JP 27250693 A JP27250693 A JP 27250693A JP H07123775 A JPH07123775 A JP H07123775A
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- brushless motor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価で簡単な構成で回転子位置信号を発生し
得るセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生
回路及び駆動回路を提供する。 【構成】 センサレスブラシレスモータの電機子巻線の
各対の相電圧同志を比較器により比較することにより、
各比較器よりセンサレスブラシレスモータの回転子位置
信号を得る。また、電機子巻線の各々にフィルタを接続
し、該フィルタの各対について該フィルタから得られる
相電圧同志を比較器により比較することにより、より正
確に回転子位置信号を得る。
得るセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生
回路及び駆動回路を提供する。 【構成】 センサレスブラシレスモータの電機子巻線の
各対の相電圧同志を比較器により比較することにより、
各比較器よりセンサレスブラシレスモータの回転子位置
信号を得る。また、電機子巻線の各々にフィルタを接続
し、該フィルタの各対について該フィルタから得られる
相電圧同志を比較器により比較することにより、より正
確に回転子位置信号を得る。
Description
【０００１】本発明はセンサレスブラシレスモータに関
し、特にセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号
発生回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路に
関する。
し、特にセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号
発生回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のブラシレスモータの駆動回路とし
ては、モータ駆動信号を発生するために用いられる回転
子位置信号を、回転子の周囲にそれを囲むように設けら
れた複数のホールセンサから得るようにしたものがあっ
た。しかし、この場合、ホールセンサからの線がモータ
から出るため配線が複雑となり、また回転子の周囲にホ
ールセンサを置くためモータの小型化が妨げられ、更に
ホールセンサは温度が高くなると壊れるおそれがあっ
た。
ては、モータ駆動信号を発生するために用いられる回転
子位置信号を、回転子の周囲にそれを囲むように設けら
れた複数のホールセンサから得るようにしたものがあっ
た。しかし、この場合、ホールセンサからの線がモータ
から出るため配線が複雑となり、また回転子の周囲にホ
ールセンサを置くためモータの小型化が妨げられ、更に
ホールセンサは温度が高くなると壊れるおそれがあっ
た。
【０００３】このような点から近年、ホールセンサ等の
センサを用いずに回転子位置信号を得るようにしたセン
サレスブラシレスモータが開発されており、その一例が
例えば特公昭第５８−２５０３８号公報に示されてい
る。このような従来技術においては、電機子巻線に誘起
される回転起電力を中性点電圧と比較して回転子位置を
検出するものであり、具体的には、該比較の結果得た信
号を位相や減衰率を適切に調整した積分回路等を通し、
それにより得た信号を再び比較して回転子位置信号を得
ている。
センサを用いずに回転子位置信号を得るようにしたセン
サレスブラシレスモータが開発されており、その一例が
例えば特公昭第５８−２５０３８号公報に示されてい
る。このような従来技術においては、電機子巻線に誘起
される回転起電力を中性点電圧と比較して回転子位置を
検出するものであり、具体的には、該比較の結果得た信
号を位相や減衰率を適切に調整した積分回路等を通し、
それにより得た信号を再び比較して回転子位置信号を得
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】上記特公昭に記載の
従来技術では、積分回路等を用いて複雑な処理を必要と
し、従って回路が複雑となるため、組み立て等が面倒と
なると共にコストが高くなった。
従来技術では、積分回路等を用いて複雑な処理を必要と
し、従って回路が複雑となるため、組み立て等が面倒と
なると共にコストが高くなった。
【０００５】
【発明の目的】本発明の目的は上記の従来技術の問題点
を解決し、安価で簡単な構成で回転子位置信号を発生し
得るセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生
回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路を提供
するにある。
を解決し、安価で簡単な構成で回転子位置信号を発生し
得るセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生
回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路を提供
するにある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明は、センサレス
ブラシレスモータの電機子巻線の各対の相電圧同志を比
較器により比較することにより、各比較器よりセンサレ
スブラシレスモータの回転子位置信号を得るようにした
ものである。また、電機子巻線の各々にフィルタを接続
し、該フィルタの各対について該フィルタから得られる
相電圧同志を比較器により比較することにより、より正
確に回転子位置信号を得るようにしたものである。
ブラシレスモータの電機子巻線の各対の相電圧同志を比
較器により比較することにより、各比較器よりセンサレ
スブラシレスモータの回転子位置信号を得るようにした
ものである。また、電機子巻線の各々にフィルタを接続
し、該フィルタの各対について該フィルタから得られる
相電圧同志を比較器により比較することにより、より正
確に回転子位置信号を得るようにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明においては、各電機子巻線の相電圧が、
駆動回路からの励磁電圧と回転起電力との重畳電圧であ
り、各相電圧のピーク値が回転子の所定の角位置に現
れ、従って電機子巻線の各対の相電圧間の差の電圧が回
転子位置信号に対応する位相角位置に現れる点に着目
し、電機子巻線の各対の相電圧を比較器で比較すること
でセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号を得る
ようにしたものである。また、各電機子巻線の相電圧を
それぞれフィルタ（ローパスフィルタ）を通した後、比
較器で比較することでより正確に回転子位置信号を得る
ようにしたものである。従って、回転子位置信号を得る
ために必要な回路構成は比較器（及びフィルタ）のみで
良く、回路構成を簡単にでき従って安価な回転子位置信
号発生回路が提供できる。
駆動回路からの励磁電圧と回転起電力との重畳電圧であ
り、各相電圧のピーク値が回転子の所定の角位置に現
れ、従って電機子巻線の各対の相電圧間の差の電圧が回
転子位置信号に対応する位相角位置に現れる点に着目
し、電機子巻線の各対の相電圧を比較器で比較すること
でセンサレスブラシレスモータの回転子位置信号を得る
ようにしたものである。また、各電機子巻線の相電圧を
それぞれフィルタ（ローパスフィルタ）を通した後、比
較器で比較することでより正確に回転子位置信号を得る
ようにしたものである。従って、回転子位置信号を得る
ために必要な回路構成は比較器（及びフィルタ）のみで
良く、回路構成を簡単にでき従って安価な回転子位置信
号発生回路が提供できる。
【０００８】
【実施例】本発明によるセンサレスブラシレスモータの
回転子位置信号発生回路及びセンサレスブラシレスモー
タの駆動回路の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例の構成を示す回路図であり、図
２は図１の各部における信号波形を示すタイミングチャ
ートである。尚、本実施例は典型例として３相のセンサ
レスブラシレスモータに本発明を適用したものである
が、本発明は相数に無関係に多相のセンサレスブラシレ
スモータに適用可能である。
回転子位置信号発生回路及びセンサレスブラシレスモー
タの駆動回路の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例の構成を示す回路図であり、図
２は図１の各部における信号波形を示すタイミングチャ
ートである。尚、本実施例は典型例として３相のセンサ
レスブラシレスモータに本発明を適用したものである
が、本発明は相数に無関係に多相のセンサレスブラシレ
スモータに適用可能である。
【０００９】図１において、ブラシレスモータ２の電機
子巻線３ｕ，３ｖ，３ｗはそれぞれ抵抗８ｕ，８ｖ，８
ｗを介してコンデンサ７ｕ，７ｖ，７ｗの一端に接続さ
れ、これらコンデンサの他端は接地されている。これら
抵抗８ｕ、８ｖ，８ｗとコンデンサ７ｕ，７ｖ，７ｗの
各組はそれぞれローパスフィルタ９ｕ，９ｖ，９ｗを構
成する。比較器６ａは抵抗８ｕとコンデンサ７ｕの接続
点に接続され、比較器６ｂは抵抗８ｖとコンデンサ７ｖ
の接続点に接続され、比較器６ｃは抵抗８ｗとコンデン
サ７ｗの接続点に接続されている。比較器６ａはコンデ
ンサ７ｕ，７ｗの一端の電圧を比較し、比較器６ｂはコ
ンデンサ７ｕ，７ｖの一端の電圧を比較し、比較器６ｃ
はコンデンサ７ｖ，７ｗの一端の電圧を比較する。比較
器６ａ，６ｂ，６ｃの出力電圧信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは
回転子の位置信号として制御回路５に与えられる。
子巻線３ｕ，３ｖ，３ｗはそれぞれ抵抗８ｕ，８ｖ，８
ｗを介してコンデンサ７ｕ，７ｖ，７ｗの一端に接続さ
れ、これらコンデンサの他端は接地されている。これら
抵抗８ｕ、８ｖ，８ｗとコンデンサ７ｕ，７ｖ，７ｗの
各組はそれぞれローパスフィルタ９ｕ，９ｖ，９ｗを構
成する。比較器６ａは抵抗８ｕとコンデンサ７ｕの接続
点に接続され、比較器６ｂは抵抗８ｖとコンデンサ７ｖ
の接続点に接続され、比較器６ｃは抵抗８ｗとコンデン
サ７ｗの接続点に接続されている。比較器６ａはコンデ
ンサ７ｕ，７ｗの一端の電圧を比較し、比較器６ｂはコ
ンデンサ７ｕ，７ｖの一端の電圧を比較し、比較器６ｃ
はコンデンサ７ｖ，７ｗの一端の電圧を比較する。比較
器６ａ，６ｂ，６ｃの出力電圧信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは
回転子の位置信号として制御回路５に与えられる。
【００１０】制御回路５は、タイマ５０、起動用回転子
位置信号発生回路５２、スイッチング信号発生回路５
４、タイマにより制御されるリレー５６、該リレーに応
動しスイッチング信号発生回路５４に接続された接点５
８ａ，５８ｂ，５８ｃを有する。起動用回転子信号発生
回路５２はタイマ５０の制御の下でモータ２の起動後所
定時間の間、起動用回転子位置信号を発生してリレーの
接点５８ａ，５８ｂ，５８ｃを介してスイッチング信号
発生回路５４に与える。リレー５６は、タイマ５０の制
御の下でモータ２の起動後の所定時間の間は接点５８
ａ，５８ｂ，５８ｃを起動用回転子位置信号発生回路５
２側へ接続し、所定時間経過後は接点５８ａ，５８ｂ，
５８ｃを比較器６ａ，６ｂ，６ｃ側へ接続する。従っ
て、スイッチング信号発生回路５４は、起動後の所定時
間の間は起動用回転子位置信号発生回路５２からの起動
用回転子位置信号に基づき、所定時間経過後は比較器６
ａ，６ｂ，６ｃからの回転子位置信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ
に基づきスイッチング信号を発生する。これらスイッチ
ング信号は、半導体コミュテーション回路１の各制御電
極付き半導体スイッチング素子、例えばトランジスタ１
０ｕ，１０ｖ，１０ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに与え
られる。各トランジスタ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗ，１２
ｕ，１２ｖ，１２ｗにはそれぞれ並列にフリーホイール
ダイオード２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ，２２ｕ，２２ｖ，
２２ｗが接続されている。これら６個のトランジスタは
３相ブリッジ接続されている。 トランジスタ１０ｕ，１
２ｕは電機子巻線３ｕへの励磁信号発生用、トランジス
タ１０ｖ，１２ｖは電機子巻線３ｖへの励磁信号発生
用、トランジスタ１０ｗ，１２ｗは電機子巻線３ｗへの
励磁信号発生用である。制御回路５における半導体コミ
ュテーション回路１へのスイッチング信号を発生するた
めの構成は公知のものでよく従ってその詳細な説明は省
略する。ここで、起動用回転子位置信号発生回路５２
は、起動時より時間が経過するに従いデューティ比は同
じで周波数の高くなる起動用回転子位置信号（図２の
（ｇ），（ｈ），（ｉ）と同様の波形）を出力する。該
起動用回転子位置信号のデューティ比は回転子位置信号
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃと同じで、その周波数は、好ましく
は、所定時間経過時には同期速度での回転子位置信号の
周波数とほぼ同じとなる。
位置信号発生回路５２、スイッチング信号発生回路５
４、タイマにより制御されるリレー５６、該リレーに応
動しスイッチング信号発生回路５４に接続された接点５
８ａ，５８ｂ，５８ｃを有する。起動用回転子信号発生
回路５２はタイマ５０の制御の下でモータ２の起動後所
定時間の間、起動用回転子位置信号を発生してリレーの
接点５８ａ，５８ｂ，５８ｃを介してスイッチング信号
発生回路５４に与える。リレー５６は、タイマ５０の制
御の下でモータ２の起動後の所定時間の間は接点５８
ａ，５８ｂ，５８ｃを起動用回転子位置信号発生回路５
２側へ接続し、所定時間経過後は接点５８ａ，５８ｂ，
５８ｃを比較器６ａ，６ｂ，６ｃ側へ接続する。従っ
て、スイッチング信号発生回路５４は、起動後の所定時
間の間は起動用回転子位置信号発生回路５２からの起動
用回転子位置信号に基づき、所定時間経過後は比較器６
ａ，６ｂ，６ｃからの回転子位置信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ
に基づきスイッチング信号を発生する。これらスイッチ
ング信号は、半導体コミュテーション回路１の各制御電
極付き半導体スイッチング素子、例えばトランジスタ１
０ｕ，１０ｖ，１０ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに与え
られる。各トランジスタ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗ，１２
ｕ，１２ｖ，１２ｗにはそれぞれ並列にフリーホイール
ダイオード２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ，２２ｕ，２２ｖ，
２２ｗが接続されている。これら６個のトランジスタは
３相ブリッジ接続されている。 トランジスタ１０ｕ，１
２ｕは電機子巻線３ｕへの励磁信号発生用、トランジス
タ１０ｖ，１２ｖは電機子巻線３ｖへの励磁信号発生
用、トランジスタ１０ｗ，１２ｗは電機子巻線３ｗへの
励磁信号発生用である。制御回路５における半導体コミ
ュテーション回路１へのスイッチング信号を発生するた
めの構成は公知のものでよく従ってその詳細な説明は省
略する。ここで、起動用回転子位置信号発生回路５２
は、起動時より時間が経過するに従いデューティ比は同
じで周波数の高くなる起動用回転子位置信号（図２の
（ｇ），（ｈ），（ｉ）と同様の波形）を出力する。該
起動用回転子位置信号のデューティ比は回転子位置信号
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃと同じで、その周波数は、好ましく
は、所定時間経過時には同期速度での回転子位置信号の
周波数とほぼ同じとなる。
【００１１】次に、本実施例の動作を図２を参照して説
明する。起動時においては、制御回路５のタイマ５０
は、図示しない起動スイッチに応答して所定時間の間接
点５８ａ，５８ｂ，５８ｃを起動用回転子位置信号発生
回路５２側に接続すると共に、起動用回転子位置信号発
生回路５２より起動用回転子位置信号を発生させる。従
って、起動用回転子位置信号は接点５８ａ，５８ｂ，５
８ｃを介してスイッチング信号発生回路５４に与えら
れ、それによりスイッチング信号発生回路５４は起動用
回転子位置信号に対応するデューティ比及び周波数のス
イッチング信号を半導体コミュテーション回路１に与え
ブラシレスモータ２を起動する。ここで所定時間とは好
ましくはモータ２が同期速度に達するに必要な時間であ
り、デューティ比とはモータ２が同期速度で回転するに
必要なデューティ比である。モータ２の起動後所定時間
経過すると、タイマ５０の制御により接点５８ａ，５８
ｂ，５８ｃは比較器６ａ，６ｂ，６ｃ側に接続されると
共に起動用回転子位置信号発生回路５２の出力は停止さ
れ、代わりに比較器６ａ，６ｂ，６ｃからの回転子位置
信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが接点５８ａ，５８ｂ，５８ｃを
介してスイッチング信号発生回路５４に与えられる。従
って、スイッチング信号発生回路５４は回転子位置信号
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに基づきスイッチング信号を半導体コ
ミュテーション回路１に与える。従って、モータ２の起
動後所定時間経過すると、コミュテーション回路１への
スイッチング信号は回転子位置信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに
対応したものとなる。
明する。起動時においては、制御回路５のタイマ５０
は、図示しない起動スイッチに応答して所定時間の間接
点５８ａ，５８ｂ，５８ｃを起動用回転子位置信号発生
回路５２側に接続すると共に、起動用回転子位置信号発
生回路５２より起動用回転子位置信号を発生させる。従
って、起動用回転子位置信号は接点５８ａ，５８ｂ，５
８ｃを介してスイッチング信号発生回路５４に与えら
れ、それによりスイッチング信号発生回路５４は起動用
回転子位置信号に対応するデューティ比及び周波数のス
イッチング信号を半導体コミュテーション回路１に与え
ブラシレスモータ２を起動する。ここで所定時間とは好
ましくはモータ２が同期速度に達するに必要な時間であ
り、デューティ比とはモータ２が同期速度で回転するに
必要なデューティ比である。モータ２の起動後所定時間
経過すると、タイマ５０の制御により接点５８ａ，５８
ｂ，５８ｃは比較器６ａ，６ｂ，６ｃ側に接続されると
共に起動用回転子位置信号発生回路５２の出力は停止さ
れ、代わりに比較器６ａ，６ｂ，６ｃからの回転子位置
信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが接点５８ａ，５８ｂ，５８ｃを
介してスイッチング信号発生回路５４に与えられる。従
って、スイッチング信号発生回路５４は回転子位置信号
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに基づきスイッチング信号を半導体コ
ミュテーション回路１に与える。従って、モータ２の起
動後所定時間経過すると、コミュテーション回路１への
スイッチング信号は回転子位置信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに
対応したものとなる。
【００１２】以下に、スイッチング信号発生回路５４が
発生するスイッチング信号について説明する。モータ２
が起動されると、その回転中において電機子巻線３ｕ、
３ｖ，３ｗに現れる相電圧Ｕ，Ｖ，Ｗの各波形は図２の
（ａ），（ｂ），（ｃ）のようになる。ここで、これら
相電圧波形の特徴を例えば相電圧Ｕを例として説明す
る。 まず、期間ｔ１〜ｔ２に現れるパルス状の電圧は
Ｕ相に対応するトランジスタ１２ｕがオフしたことによ
り発生した電圧であり、期間ｔ２〜ｔ３の徐々に増加す
る電圧はＵ相の電機子巻線３ｕが回転子４の磁極に接近
することにより誘起される逆起電力であり、期間ｔ３〜
ｔ６はＵ相のトランジスタ１０ｕがオンしたことにより
半導体コミュテーション回路１より印加される電圧であ
る。時刻ｔ６においてトランジスタ１０ｕがオフされる
と時刻ｔ６〜ｔ７において負側のパルス電圧が現れる。
期間ｔ７〜ｔ８に現れる徐々に減少する電圧はＵ相の電
機子巻線３ｕが回転子４の磁極から離れることにより誘
起される逆起電力である。ここで、期間ｔ１〜ｔ２のパ
ルス電圧のピーク値及び時刻ｔ３付近での逆起電力のピ
ーク値は共に、期間ｔ３〜ｔ６でのトランジスタ１０ｕ
のオンによる印加電圧値Ｖｕｍをわずかに超えた値とな
る。また、期間ｔ６〜ｔ７のパルス電圧の負のピーク値
及び時刻ｔ８付近での逆起電力の負のピーク値は共に、
期間ｔ６〜ｔ１０でのトランジスタ１０ｕのオフによる
電圧値０Ｖをわずかに下まわる値となる。他の相の電圧
波形も同様な波形を有する。
発生するスイッチング信号について説明する。モータ２
が起動されると、その回転中において電機子巻線３ｕ、
３ｖ，３ｗに現れる相電圧Ｕ，Ｖ，Ｗの各波形は図２の
（ａ），（ｂ），（ｃ）のようになる。ここで、これら
相電圧波形の特徴を例えば相電圧Ｕを例として説明す
る。 まず、期間ｔ１〜ｔ２に現れるパルス状の電圧は
Ｕ相に対応するトランジスタ１２ｕがオフしたことによ
り発生した電圧であり、期間ｔ２〜ｔ３の徐々に増加す
る電圧はＵ相の電機子巻線３ｕが回転子４の磁極に接近
することにより誘起される逆起電力であり、期間ｔ３〜
ｔ６はＵ相のトランジスタ１０ｕがオンしたことにより
半導体コミュテーション回路１より印加される電圧であ
る。時刻ｔ６においてトランジスタ１０ｕがオフされる
と時刻ｔ６〜ｔ７において負側のパルス電圧が現れる。
期間ｔ７〜ｔ８に現れる徐々に減少する電圧はＵ相の電
機子巻線３ｕが回転子４の磁極から離れることにより誘
起される逆起電力である。ここで、期間ｔ１〜ｔ２のパ
ルス電圧のピーク値及び時刻ｔ３付近での逆起電力のピ
ーク値は共に、期間ｔ３〜ｔ６でのトランジスタ１０ｕ
のオンによる印加電圧値Ｖｕｍをわずかに超えた値とな
る。また、期間ｔ６〜ｔ７のパルス電圧の負のピーク値
及び時刻ｔ８付近での逆起電力の負のピーク値は共に、
期間ｔ６〜ｔ１０でのトランジスタ１０ｕのオフによる
電圧値０Ｖをわずかに下まわる値となる。他の相の電圧
波形も同様な波形を有する。
【００１３】このような各電機子巻線に現れた各相電圧
Ｕ，Ｖ，Ｗは対応するフィルタ９ｕ，９ｖ，９ｗを介し
て対応する比較器６ａ，６ｂ，６ｃに与えられる。フィ
ルタ９ｕ，９ｖ，９ｗを通った各相電圧、即ち各フィル
タ９ｕ，９ｖ，９ｗの出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは図２
の（ｄ），（ｅ），（ｆ）のようになる。即ち、例えば
Ｕ相の相電圧に関しては、期間ｔ１〜ｔ２のパルス電圧
のピーク値は電圧Ｖｕｍ未満となり、期間ｔ６〜ｔ７の
パルス電圧のピーク値は電圧値０Ｖを超える値となる
が、時刻ｔ３付近での逆起電力の正のピーク値は電圧Ｖ
ｕｍを超えた値であり、時刻ｔ８付近での逆起電力の負
のピーク値は電圧値０Ｖ未満である。尚、各フィルタの
時定数は、このようにパルス電圧の正及び負のピーク値
を大きく減少し、逆起電力部の正及び負のピーク値を僅
かに減少するように設定されている。従って、各フィル
タ９ｕ，９ｖ，９ｗの出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの正及
び負のピーク値は回転子の所定の角位置に対応してい
る。
Ｕ，Ｖ，Ｗは対応するフィルタ９ｕ，９ｖ，９ｗを介し
て対応する比較器６ａ，６ｂ，６ｃに与えられる。フィ
ルタ９ｕ，９ｖ，９ｗを通った各相電圧、即ち各フィル
タ９ｕ，９ｖ，９ｗの出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは図２
の（ｄ），（ｅ），（ｆ）のようになる。即ち、例えば
Ｕ相の相電圧に関しては、期間ｔ１〜ｔ２のパルス電圧
のピーク値は電圧Ｖｕｍ未満となり、期間ｔ６〜ｔ７の
パルス電圧のピーク値は電圧値０Ｖを超える値となる
が、時刻ｔ３付近での逆起電力の正のピーク値は電圧Ｖ
ｕｍを超えた値であり、時刻ｔ８付近での逆起電力の負
のピーク値は電圧値０Ｖ未満である。尚、各フィルタの
時定数は、このようにパルス電圧の正及び負のピーク値
を大きく減少し、逆起電力部の正及び負のピーク値を僅
かに減少するように設定されている。従って、各フィル
タ９ｕ，９ｖ，９ｗの出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの正及
び負のピーク値は回転子の所定の角位置に対応してい
る。
【００１４】これらフィルタ９ｕ，９ｖ，９ｗの出力電
圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが対応する比較器６ａ，６ｂ，６ｃ
に与えられると、各比較器６ａ，６ｂ，６ｃは対応する
出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの差（Ｖｕ−Ｖｗ），（Ｖｖ
−Ｖｕ），（Ｖｗ−Ｖｖ）を求め出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，
Ｖｃ（図２の（ｇ），（ｈ），（ｉ））としてそれぞれ
出力する。即ち、例えば、比較器６ａにおいては、フィ
ルタ９ｕ，９ｗの出力電圧Ｖｕ、Ｖｗの差を求めること
で図２の（ｇ）に示す出力電圧Ｖａが得られる。これ
は、上記したように、フィルタ９ｕの出力電圧Ｖｕ（図
２の（ｄ））が、例えば、時刻ｔ３、ｔ１１付近等で正
のピークとなり、時刻ｔ８付近等で負のピークとなり、
またフィルタ９ｗの出力電圧Ｖｗ（図２の（ｄ）の点
線）が時刻ｔ９付近等で正のピークとなり、時刻ｔ５，
ｔ１２付近等で負のピークとなるため、出力電圧Ｖｕと
Ｖｗとの差として得られる電圧が時刻ｔ３からｔ８等に
おいてハイレベル、時刻ｔ８〜ｔ１１等においてローレ
ベルとなるからである。他の比較器６ｂ，６ｃの出力電
圧Ｖｂ，Ｖｃも同様にして図２の（ｈ），（ｉ）に示す
波形となる。こうして得られた比較器６ａ，６ｂ，６ｃ
の出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃはそれぞれ回転子の所定の
角位置に対応し、モータ２の回転子位置信号となる。こ
れら比較器６ａ，６ｂ，６ｃの出力電圧は、制御回路５
において接点５８ａ，５８ｂ，５８ｃを介してスイッチ
ング信号発生回路５４に与えられ、上記のように該発生
回路５４はこれら回転子位置信号に基づきスイッチング
信号を発生する。従って、コミュテーション回路１のト
ランジスタ１０ｕ，１２ｕ，１０ｖ，１２ｖ，１０ｗ，
１２ｗの出力電圧はそれぞれ図２の（ｊ）〜（ｏ）のよ
うになる。
圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが対応する比較器６ａ，６ｂ，６ｃ
に与えられると、各比較器６ａ，６ｂ，６ｃは対応する
出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの差（Ｖｕ−Ｖｗ），（Ｖｖ
−Ｖｕ），（Ｖｗ−Ｖｖ）を求め出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，
Ｖｃ（図２の（ｇ），（ｈ），（ｉ））としてそれぞれ
出力する。即ち、例えば、比較器６ａにおいては、フィ
ルタ９ｕ，９ｗの出力電圧Ｖｕ、Ｖｗの差を求めること
で図２の（ｇ）に示す出力電圧Ｖａが得られる。これ
は、上記したように、フィルタ９ｕの出力電圧Ｖｕ（図
２の（ｄ））が、例えば、時刻ｔ３、ｔ１１付近等で正
のピークとなり、時刻ｔ８付近等で負のピークとなり、
またフィルタ９ｗの出力電圧Ｖｗ（図２の（ｄ）の点
線）が時刻ｔ９付近等で正のピークとなり、時刻ｔ５，
ｔ１２付近等で負のピークとなるため、出力電圧Ｖｕと
Ｖｗとの差として得られる電圧が時刻ｔ３からｔ８等に
おいてハイレベル、時刻ｔ８〜ｔ１１等においてローレ
ベルとなるからである。他の比較器６ｂ，６ｃの出力電
圧Ｖｂ，Ｖｃも同様にして図２の（ｈ），（ｉ）に示す
波形となる。こうして得られた比較器６ａ，６ｂ，６ｃ
の出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃはそれぞれ回転子の所定の
角位置に対応し、モータ２の回転子位置信号となる。こ
れら比較器６ａ，６ｂ，６ｃの出力電圧は、制御回路５
において接点５８ａ，５８ｂ，５８ｃを介してスイッチ
ング信号発生回路５４に与えられ、上記のように該発生
回路５４はこれら回転子位置信号に基づきスイッチング
信号を発生する。従って、コミュテーション回路１のト
ランジスタ１０ｕ，１２ｕ，１０ｖ，１２ｖ，１０ｗ，
１２ｗの出力電圧はそれぞれ図２の（ｊ）〜（ｏ）のよ
うになる。
【００１５】従って、本実施例においては、起動後所定
時間の間は起動用回転子位置信号発生回路５２からの起
動用回転子位置信号に基づくスイッチング信号発生回路
５４からのスイッチング信号によりコミュテーション回
路１が制御されてモータ２は駆動され、起動後所定時間
経過すると、回転子位置信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに基づく
スイッチング信号発生回路５４からのスイッチング信号
によりコミュテーション回路１が制御されモータ２が駆
動される。従って、起動後所定時間経過すると、モータ
２は逆起電力（回転起電力）に同期して発生された回転
子位置信号に従い制御されるため、同期はずれを起こす
ことなく安定に所定の同期速度で定常運転されることと
なる。
時間の間は起動用回転子位置信号発生回路５２からの起
動用回転子位置信号に基づくスイッチング信号発生回路
５４からのスイッチング信号によりコミュテーション回
路１が制御されてモータ２は駆動され、起動後所定時間
経過すると、回転子位置信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに基づく
スイッチング信号発生回路５４からのスイッチング信号
によりコミュテーション回路１が制御されモータ２が駆
動される。従って、起動後所定時間経過すると、モータ
２は逆起電力（回転起電力）に同期して発生された回転
子位置信号に従い制御されるため、同期はずれを起こす
ことなく安定に所定の同期速度で定常運転されることと
なる。
【００１６】このような状態でモータ２の負荷変動等に
よりモータ２の速度が変化した場合、例えば速度が同期
速度より遅くなった場合について図３を参照して説明す
る。図３において、実線は同期速度での状態、点線は同
期速度より遅い状態を示す。例えば、モータが同期速度
で定常運転している状態において、モータ速度が減少す
ると各相電圧Ｕ、Ｖ，Ｗ、例えば相電圧Ｕは図３の
（ａ）に示すように変化し、従って対応するフィルタ９
ｕ，９ｖ，９ｗの各出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、例えば
Ｖｕも図３の（ｂ）に示すように変化する。従って、各
比較器６ａ，６ｂ，６ｃからの各回転子位置信号Ｖａ，
Ｖｂ，Ｖｃ、例えばＶａも図３の（ｄ）に示すようにそ
の立ち上がり位相が遅れると共に、そのデューティも長
くなる。従って、モータ２の回転速度は増加し同期速度
にすみやかに復帰する。速度が同期速度より増加した場
合も同様にしてすみやかに同期速度に復帰される。
よりモータ２の速度が変化した場合、例えば速度が同期
速度より遅くなった場合について図３を参照して説明す
る。図３において、実線は同期速度での状態、点線は同
期速度より遅い状態を示す。例えば、モータが同期速度
で定常運転している状態において、モータ速度が減少す
ると各相電圧Ｕ、Ｖ，Ｗ、例えば相電圧Ｕは図３の
（ａ）に示すように変化し、従って対応するフィルタ９
ｕ，９ｖ，９ｗの各出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、例えば
Ｖｕも図３の（ｂ）に示すように変化する。従って、各
比較器６ａ，６ｂ，６ｃからの各回転子位置信号Ｖａ，
Ｖｂ，Ｖｃ、例えばＶａも図３の（ｄ）に示すようにそ
の立ち上がり位相が遅れると共に、そのデューティも長
くなる。従って、モータ２の回転速度は増加し同期速度
にすみやかに復帰する。速度が同期速度より増加した場
合も同様にしてすみやかに同期速度に復帰される。
【００１７】上記実施例では、タイマ５０を用い、起動
後所定時間の間は起動用回転子位置信号発生回路５２か
らの起動用回転子位置信号を、起動後所定時間経過する
と比較器６ａ，６ｂ，６ｃからの回転子位置信号をスイ
ッチング信号発生回路５４に与えるようにしたが、タイ
マの代わりにモータ２の速度検出手段を設け、起動後モ
ータの速度が同期速度に達するまでの間は起動用回転子
位置信号発生回路５２からの起動用回転子位置信号を、
同期速度に達すると比較器６ａ，６ｂ，６ｃからの回転
子位置信号をスイッチング信号発生回路５４に与えるよ
うにしても良い。
後所定時間の間は起動用回転子位置信号発生回路５２か
らの起動用回転子位置信号を、起動後所定時間経過する
と比較器６ａ，６ｂ，６ｃからの回転子位置信号をスイ
ッチング信号発生回路５４に与えるようにしたが、タイ
マの代わりにモータ２の速度検出手段を設け、起動後モ
ータの速度が同期速度に達するまでの間は起動用回転子
位置信号発生回路５２からの起動用回転子位置信号を、
同期速度に達すると比較器６ａ，６ｂ，６ｃからの回転
子位置信号をスイッチング信号発生回路５４に与えるよ
うにしても良い。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明においてはセンサ
レスブラシレスモータの電機子巻線の各対の相電圧同志
を好ましくはフィルタを介して比較器により比較するこ
とにより、各比較器よりセンサレスブラシレスモータの
回転子位置信号を得るようにしているため、より正確に
回転子位置信号が得らると共に、回転子位置信号を得る
ために必要な回路構成は比較器（及びフィルタ）のみで
良いため回路構成を簡単にでき従って安価な回転子位置
信号発生回路が提供できる。
レスブラシレスモータの電機子巻線の各対の相電圧同志
を好ましくはフィルタを介して比較器により比較するこ
とにより、各比較器よりセンサレスブラシレスモータの
回転子位置信号を得るようにしているため、より正確に
回転子位置信号が得らると共に、回転子位置信号を得る
ために必要な回路構成は比較器（及びフィルタ）のみで
良いため回路構成を簡単にでき従って安価な回転子位置
信号発生回路が提供できる。
【図１】 本発明の実施例によるセンサレスブラシレス
モータの回転子位置信号発生回路及び駆動回路の構成を
示す回路図である。
モータの回転子位置信号発生回路及び駆動回路の構成を
示す回路図である。
【図２】 図１の実施例の回路の各部における信号波形
を示すタイミングチャートである。
を示すタイミングチャートである。
【図３】 図１の実施例において、モータの回転速度が
変動した際の動作を説明するための信号波形を示すタイ
ミングチャートである。
変動した際の動作を説明するための信号波形を示すタイ
ミングチャートである。
１ コミュテーション回路 ２ センサレスブラシレスモータ ３ｕ，３ｖ，３ｗ 電機子巻線 ４ 回転子 ５ 制御回路 ６ａ，６ｂ，６ｃ 比較器 ９ｕ，９ｖ，９ｗ ローパスフィルタ １０ｕ，１０ｖ，１０ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ ト
ランジスタ ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ，２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ フ
リーホイールダイオード
ランジスタ ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ，２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ フ
リーホイールダイオード
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の半導体スイッチング素子を電機子
巻線に対して多相ブリッジ接続した半導体コミュテーシ
ョン回路を有するセンサレスブラシレスモータの駆動回
路において、 上記モータの電機子巻線に対応して設けられ、該電機子
巻線の各対の相電圧同志を比較して上記センサレスブラ
シレスモータの回転子位置信号を得る比較器（６ａ，６
ｂ，６ｃ）と、 該比較器からの回転子位置信号（Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ）に
基づき上記半導体コミュテーション回路（１）へのスイ
ッチング信号を発生するスイッチング信号発生回路
（５）とを有することを特徴とするセンサレスブラシレ
スモータの駆動回路。 - 【請求項２】 複数の半導体スイッチング素子を電機子
巻線に対して多相ブリッジ接続した半導体コミュテーシ
ョン回路を有するセンサレスブラシレスモータの駆動回
路において、 上記各電機子巻線に接続されたフィルタ（９ｕ，９ｖ，
９ｗ）と、 上記各フィルタに対応して設けられ、該電機子巻線の各
対の相電圧同志を比較して上記センサレスブラシレスモ
ータの回転子位置信号を得る比較器（６ａ，６ｂ，６
ｃ）と、 該比較器からの回転子位置信号に基づき上記半導体コミ
ュテーション回路へのスイッチング信号を発生するスイ
ッチング信号発生回路とを有することを特徴とするセン
サレスブラシレスモータの駆動回路。 - 【請求項３】 上記フィルタはローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項１のセンサレスブラシレスモー
タの駆動回路。 - 【請求項４】 多相センサレスブラシレスモータの回転
子位置信号発生回路において、上記モータの電機子巻線
に対応して該電機子巻線の各対の相電圧同志を比較する
比較器（６ａ，６ｂ，６ｃ）を設け、該比較器の出力か
ら上記センサレスブラシレスモータの回転子位置信号を
得ることを特徴とする多相センサレスブラシレスモータ
の回転子位置信号発生回路。 - 【請求項５】 多相センサレスブラシレスモータの回転
子位置信号発生回路において、 上記各電機子巻線に接続されたフィルタ（９ｕ，９ｖ，
９ｗ）と、 上記各フィルタに対応して設けられ、該電機子巻線の各
対の相電圧同志を比較して上記センサレスブラシレスモ
ータの回転子位置信号を得る比較器（６ａ，６ｂ，６
ｃ）と、を有することを特徴とする多相センサレスブラ
シレスモータの回転子位置信号発生回路。 - 【請求項６】 上記フィルタはローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項５のセンサレスブラシレスモー
タの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5272506A JPH07123775A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | センサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5272506A JPH07123775A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | センサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07123775A true JPH07123775A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17514856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5272506A Pending JPH07123775A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | センサレスブラシレスモータの回転子位置信号発生回路及びセンサレスブラシレスモータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07123775A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5726549A (en) * | 1995-02-10 | 1998-03-10 | Nippondenso Co., Ltd. | Sensor-less control apparatus for permanent magnet synchronous motor |
| US5903129A (en) * | 1995-02-10 | 1999-05-11 | Denso Corporation | Method and apparatus for sensor-less control of permanent magnet synchronous motor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01126192A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Toshiba Corp | ブラシレスモータの駆動装置 |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP5272506A patent/JPH07123775A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01126192A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Toshiba Corp | ブラシレスモータの駆動装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5726549A (en) * | 1995-02-10 | 1998-03-10 | Nippondenso Co., Ltd. | Sensor-less control apparatus for permanent magnet synchronous motor |
| US5903129A (en) * | 1995-02-10 | 1999-05-11 | Denso Corporation | Method and apparatus for sensor-less control of permanent magnet synchronous motor |
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