JPH0720391B2 - Controller for three-phase brushless motor - Google Patents
Controller for three-phase brushless motorInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、永久磁石のロータを有する三相ブラシレスモ
ータ(以下モータと略す。)を半周期120゜通電によっ
て駆動する為の制御装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for driving a three-phase brushless motor (hereinafter abbreviated as a motor) having a permanent magnet rotor by energizing a half cycle of 120 °. Is.
従来、この種のモータを駆動する為の制御装置は大別す
ると、モータ内に該モータのロータの位置を検出する手
段を施し、該手段によって得られる信号を適宜に処理す
ることによって上記モータを駆動するものと、モータの
固定子巻線に生ずる誘起電圧を利用し、該誘起電圧を含
む信号を適宜処理することによって該モータを駆動する
ものとが提案されている。Conventionally, a control device for driving a motor of this type is roughly divided into a means for detecting a position of a rotor of the motor in the motor, and the motor obtained by appropriately processing a signal obtained by the means. It has been proposed to drive the motor and to drive the motor by utilizing an induced voltage generated in a stator winding of the motor and appropriately processing a signal including the induced voltage.
前者においては一般的にホール素子3個が120゜もしく
は60゜ピッチでモータ内に装着され、モータのロータの
磁極を検出する様にされており、制御装置は該ホール素
子の送出する原位置検出信号を処理する様に構成されて
いる。In the former, generally three Hall elements are mounted in the motor at 120 ° or 60 ° pitch to detect the magnetic pole of the rotor of the motor, and the control device detects the original position sent by the Hall element. It is configured to process the signal.
該制御装置の一例を第23図にブロック図として示す。An example of the control device is shown as a block diagram in FIG.
1dは位置検出回路、3dは解読回路、4は三相インバータ
回路、5fは位置検出用のホール素子が装着されたモータ
を表わす。1d is a position detection circuit, 3d is a decoding circuit, 4 is a three-phase inverter circuit, and 5f is a motor equipped with a Hall element for position detection.
本図において、ホール素子の送出する原位置検出信号Iu
3、Iv3、Iw3の各信号は位置検出回路に入力され、通
常、論理化された位置検出信号Ju3、Jv3、Jw3に各々変
換される。In this figure, the original position detection signal Iu sent by the Hall element
The signals 3 , 3 , Iv 3 , and Iw 3 are input to the position detection circuit, and are normally converted to the logicalized position detection signals Ju 3 , Jv 3 , and Jw 3 , respectively.
該位置検出信号Ju3、Jv3、Jw3は解読回路3dに入力さ
れ、解読回路3dは入力される位置検出信号Ju3、Jv3、Jw
3に呼応して三相インバータ回路4の通電制御素子を駆
動する駆動信号U、V、W、X、Y、Zを送出する。The position detection signals Ju 3 , Jv 3 , Jw 3 are input to the decoding circuit 3d, and the decoding circuit 3d is input to the position detection signals Ju 3 , Jv 3 , Jw.
In response to 3 , drive signals U, V, W, X, Y and Z for driving the energization control elements of the three-phase inverter circuit 4 are transmitted.
三相インバータ回路4は該駆動信号を受けてモータ5fに
給電を行う。The three-phase inverter circuit 4 receives the drive signal and supplies power to the motor 5f.
三相インバータ回路4は第26図に示す様に、通電制御素
子4a〜4fの6個が三相ブリッジに結線され、該三相イン
バータ回路4の出力端はモータ5fの各々の相の固定子巻
線と接続される。As shown in FIG. 26, the three-phase inverter circuit 4 has six energization control elements 4a to 4f connected to a three-phase bridge, and the output end of the three-phase inverter circuit 4 is a stator of each phase of the motor 5f. Connected with the winding.
第23図の様な制御装置では、モータのロータが停止状態
であっても、該ロータの位置を検出する事が出来る為、
結果としてホール素子を介しての制御上の閉ループはモ
ータの状態に係わらず可能となる。With the control device as shown in FIG. 23, the position of the rotor of the motor can be detected even when the rotor is stopped,
As a result, a closed loop for control via the Hall element is possible regardless of the state of the motor.
従って、モータ5fのロータが停止状態である場合を含め
該モータ5fを駆動することが可能である。後者のモータ
の固定子巻線に生ずる誘起電圧を利用する制御装置で
は、非通電中のモータの固定子巻線に発生する誘起電圧
を利用するもので、該制御装置の一例を第24図、別の一
例を第25図にブロック図として示す。Therefore, it is possible to drive the motor 5f even when the rotor of the motor 5f is stopped. In the latter control device utilizing the induced voltage generated in the stator winding of the motor, the induced voltage generated in the stator winding of the non-energized motor is used, and an example of the control device is shown in FIG. 24, Another example is shown in FIG. 25 as a block diagram.
第24図において、19aは発振回路、20aは疑似位置検出信
号発生回路、21aは選択回路、3eは解読回路、4は三相
インバータ回路、1eは位置検出回路、22aは切換判別回
路、5gはモータである。In FIG. 24, 19a is an oscillating circuit, 20a is a pseudo position detection signal generating circuit, 21a is a selecting circuit, 3e is a decoding circuit, 4 is a three-phase inverter circuit, 1e is a position detecting circuit, 22a is a switching discrimination circuit, and 5g is It is a motor.
本図において、モータのロータ回転によって生ずる誘起
電圧信号Iu4,Iv4,Iw4は位置検出回路1eによって処理さ
れ、一般的には論理信号に変換される。In this figure, the induced voltage signals Iu 4 , Iv 4 , Iw 4 generated by the rotation of the rotor of the motor are processed by the position detection circuit 1e and generally converted into logic signals.
一方、発振回路19aの発振信号Js1は疑似位置検出信号発
生回路20aに入力され、該疑似位置検出信号発生回路20a
は該発振信号Js1から、上記の位置検出回路1eの送出す
る位置検出信号と同様の位相関係を有する疑似位置検出
信号Ju4′,Jv4′,Jw4′を発生させる。On the other hand, the oscillation signal Js 1 of the oscillation circuit 19a is input to the pseudo position detection signal generation circuit 20a, and the pseudo position detection signal generation circuit 20a
Generates from the oscillation signal Js 1 pseudo position detection signals Ju 4 ′, Jv 4 ′, Jw 4 ′ having the same phase relationship as the position detection signal sent by the position detection circuit 1e.
選択回路21aは、疑似位置検出信号Ju4′,Jv4′,Jw4′と
位置検出信号Ju4,Jv4,Jw4とを入力とし、切換判別回路2
2aの切換信号Jc1に従っていずれか一方の信号を選択し
て選択信号Ju5,Jv5,Jw5として解読回路3eに送出する。The selection circuit 21a receives the pseudo position detection signals Ju 4 ′, Jv 4 ′, Jw 4 ′ and the position detection signals Ju 4 , Jv 4 , Jw 4 as input, and the switching discrimination circuit 2
Either one of the signals is selected according to the switching signal Jc 1 of 2a and sent to the decoding circuit 3e as selection signals Ju 5 , Jv 5 , Jw 5 .
解読回路3eは選択信号Ju5,Jv5,Jw5を受け三相インバー
タ回路4を駆動する駆動信号U,V,W,X,Y,Zの各信号を送
出する。Decryption circuit 3e sends drive signals U for driving the selection signal Ju 5, Jv 5, receives the Jw 5 three-phase inverter circuit 4, V, W, X, Y, each signal Z.
三相インバータ回路は、該駆動信号に従ってモータ5gに
給電を行う。The three-phase inverter circuit supplies power to the motor 5g according to the drive signal.
本例の様な制御装置にあっては、モータ5gのロータが停
止状態の場合、該モータ5gの固定子巻線に発生する誘起
電圧を得ることが出来ない為、該モータ5gを上記の誘起
電圧を介しての閉ループで駆動することが出来ない。In a control device such as this example, when the rotor of the motor 5g is in a stopped state, the induced voltage generated in the stator winding of the motor 5g cannot be obtained, so It cannot be driven in a closed loop via voltage.
そこで、起動時においては、疑似位置検出信号Ju4′,Jv
4′,Jw4′を選択回路21aによって選択し、該疑似位置検
出信号によって結果としてモータ5gを同期駆動させ、該
同期駆動によってモータ5gの固定子巻線に発生する誘起
電圧が位置検出回路1eの位置検出信号を送出するに十分
で、且つ、疑似位置検出信号と位置検出信号の相対応す
る信号同士の位相差が無くなるかもしくは非常に小さく
なった事を、切換判別回路22aにて判別し、該切換判別
回路22aの送出する切換信号Jc1によって、選択回路21a
において位置検出信号Ju4,Jv4,Jw4を選択する様にする
と、以後モータ5gは位置検出信号によって駆動される閉
ループ駆動となる。第25図は、上記の同期駆動と閉ルー
プ駆動を切換える選択回路を解読回路後に移した制御装
置の一例で、19bは発振回路、20bは疑似駆動信号発生回
路、21bは選択回路、22bは切換判別回路、1fは位置検出
回路、3fは解読回路、4は三相インバータ回路、5gはモ
ータである。Therefore, at startup, the pseudo position detection signals Ju 4 ′, Jv
4 ′, Jw 4 ′ are selected by the selection circuit 21a, the motor 5g is synchronously driven as a result by the pseudo position detection signal, and the induced voltage generated in the stator winding of the motor 5g by the synchronous drive is detected by the position detection circuit 1e. Is sufficient for transmitting the position detection signal of, and the switching determination circuit 22a determines that the phase difference between the corresponding signals of the pseudo position detection signal and the position detection signal has disappeared or becomes very small. , The selection circuit 21a according to the switching signal Jc 1 sent from the switching determination circuit 22a.
When the position detection signals Ju 4 , Jv 4 , Jw 4 are selected in, the motor 5g thereafter becomes a closed loop drive driven by the position detection signal. FIG. 25 shows an example of a control device in which the selection circuit for switching the synchronous drive and the closed loop drive is moved after the decoding circuit. 19b is an oscillation circuit, 20b is a pseudo drive signal generation circuit, 21b is a selection circuit, and 22b is a switching discrimination. A circuit, 1f is a position detection circuit, 3f is a decoding circuit, 4 is a three-phase inverter circuit, and 5g is a motor.
本図においては、発振回路19bの発振信号Js2を受け疑似
駆動信号U2,V2,W2,X2,Y2,Z2を作り、起動時においては
該疑似駆動信号を選択回路21bを介して選択することに
よりモータ5gを同期駆動で運転し、前述第24図に示す制
御装置の一例の場合と同様にモータ5gの固定子巻線に発
生する誘起電圧が位置検出回路1fの送出する位置検出信
号Ju6,Jv6,Jw6によって解読回路3fが駆動信号を送出す
るに十分で、且つ、上記疑似駆動信号と解読回路3fの送
出する駆動信号の相対応する信号間の位相差が無くなる
かもしくは非常に小さくなった事を切換判別回路22bに
て判断し、該切換判別回路22bの送出する切換信号Jc2に
よって選択回路21bにおいて、疑似駆動信号U2,V2,…,Z2
から駆動信号U1,U2,…,Z1の選択へと切換える。In the figure, the oscillation signal Js 2 of the oscillation circuit 19b is received to generate the pseudo drive signals U2, V2, W2, X2, Y2, Z2, and the pseudo drive signal is selected through the selection circuit 21b at the time of startup. The motor 5g is synchronously driven by the position detection signal Ju 6 sent by the position detection circuit 1f due to the induced voltage generated in the stator winding of the motor 5g as in the example of the control device shown in FIG. 24. , Jv 6 , Jw 6 is sufficient for the decoding circuit 3f to output the driving signal, and the phase difference between the pseudo driving signal and the corresponding signal of the driving signal output by the decoding circuit 3f is eliminated or very small. The switching discriminating circuit 22b judges that it has become small, and the switching circuit Jc 2 sent from the switching discriminating circuit 22b causes the pseudo-driving signals U2, V2, ..., Z2 in the selection circuit 21b.
To the selection of drive signals U1, U2, ..., Z1.
以後は上記モータ5gの固定子巻線に発生する誘起電圧を
介しての閉ループ駆動が行われる。After that, the closed loop drive is performed via the induced voltage generated in the stator winding of the motor 5g.
以上の様な従来の制御装置において、モータのロータの
位置検出手段を該モータ内に装着するものにあっては、
モータを起動するに必要な特別の回路を必要としない
が、モータと制御装置との間の配線の線数は、例えばホ
ール素子3個を装着する様な場合、一般にはモータの固
定子巻線への3本とホール素子への電源供給に2本、ホ
ール素子からの信号線として各2本の計6本との総計11
本を要する。In the conventional control device as described above, in which the motor rotor position detecting means is mounted in the motor,
No special circuit is required to start the motor, but the number of wires between the motor and the control device is generally the stator winding of the motor when three Hall elements are mounted. 11 for the total of 3 wires to the Hall element, 2 wires to supply power to the Hall element, and 2 wires for each of the signal wires from the Hall element.
I need a book.
これは、モータ内に位置検出手段を施す為の作業や構造
の複雑さとこれに伴う製造に起因する信頼性や各種の部
品装着に伴う信頼性の低下の点と共にモータの製造コス
トの増加等の問題を発生させていた。又、上記位置検出
手段にホール素子等の半導体部品を使用する場合等は、
耐熱性や耐薬品性に問題があり、この様なモータの使用
出来る範囲は狭いものとなっている。This is due to the complexity of the work and structure for providing the position detecting means in the motor, the reliability resulting from the manufacturing due to this, and the decrease in the reliability associated with the mounting of various parts, and the increase in the manufacturing cost of the motor. Was causing problems. Also, when using a semiconductor component such as a Hall element for the position detecting means,
There is a problem in heat resistance and chemical resistance, and the usable range of such a motor is narrow.
次に、モータの固定子巻線に発生する誘起電圧を利用す
る制御装置においては、モータ側には位置検出手段を施
す必要がないので上記の様な問題は発生しないが、前述
第24図及び第25図の一例の制御装置の動作で説明した様
に、起動時においては、モータの固定子巻線に発生する
誘起電圧を得る事が出来ないので、該誘起電圧による閉
ループ駆動は不可能で、従って閉ループ駆動が可能にな
る誘起電圧のレベルが得られるモータの回転数まで制御
装置内部の発振回路かる作り出される信号によって同期
駆動をさせなくてはならない。Next, in the control device that uses the induced voltage generated in the stator winding of the motor, the above-mentioned problem does not occur because it is not necessary to provide the position detecting means on the motor side. As described in the operation of the control device in FIG. 25, at the time of start-up, the induced voltage generated in the stator winding of the motor cannot be obtained, so closed-loop drive by the induced voltage is impossible. Therefore, synchronous driving must be performed by the signal generated by the oscillation circuit inside the control device up to the rotation speed of the motor at which the level of the induced voltage that enables closed-loop driving is obtained.
このことは、本来モータを駆動するに必要な回路以外
に、わずかな時間のみに使用する起動の為の特別な回路
である発振回路、疑似位置検出信号発生回路もしくは疑
似駆動信号発生回路、選択回路、切換判別回路等を必要
とする為、制御装置を複雑にする上、これに伴って制御
装置の信頼性をそこなうものである。This means that in addition to the circuit originally required to drive the motor, it is a special circuit for starting that is used only for a short period of time, such as an oscillation circuit, a pseudo position detection signal generation circuit or a pseudo drive signal generation circuit, and a selection circuit. Since the switching determination circuit and the like are required, the control device is complicated and the reliability of the control device is impaired accordingly.
又、この様な制御装置では同期駆動から閉ループ駆動へ
の移行は注意を要し、選択回路に入力される、疑似の信
号と閉ループ駆動の為の信号との2信号間の相対する信
号間の位相差が存在する場合には、該2信号の切換時点
で三相インバータ回路の通電制御素子の通電タイミング
が乱れ、駆動するモータの失速やトルクの急激な変化と
なり、モータの寿命の劣化やモータに接続される負荷へ
の悪影響がまぬがれず、最悪の場合、三相インバータ回
路の通電制御素子に過電流が流れて制御装置の機能の劣
化及び破壊に至る。Further, in such a control device, it is necessary to pay attention to the shift from the synchronous drive to the closed loop drive, and between the two signals, which are the pseudo signal and the signal for the closed loop drive, which are input to the selection circuit. If there is a phase difference, the energization timing of the energization control element of the three-phase inverter circuit is disturbed at the time of switching the two signals, resulting in stalling of the motor to be driven or a rapid change in torque, which deteriorates the life of the motor or the motor. In the worst case, an overcurrent will flow through the conduction control element of the three-phase inverter circuit, and the function of the control device will be deteriorated and destroyed.
本発明は以上に鑑みなされたもので、モータ内に位置検
出手段を施すものにあってはモータと制御装置間の配線
の線数を減少させ、またモータの固定子巻線に発生する
誘起電圧を利用して該モータのロータの位置を検出する
ものにあっては、モータの起動時のみに使用する上記の
諸回路を不用のものにする上に、さらに円滑な起動を可
能にするものである。The present invention has been made in view of the above, and in the case where the position detecting means is provided in the motor, the number of wires between the motor and the control device is reduced, and the induced voltage generated in the stator winding of the motor is reduced. In order to detect the position of the rotor of the motor by utilizing, the above circuits used only at the time of starting the motor are unnecessary, and further smooth starting is possible. is there.
本発明は、位置検出信号を送出する位置検出回路と該位
置検出信号に呼応して三相インバータ回路を駆動する解
読回路との間に、該位置検出信号の系統と直列に、無信
号時では自己発振を行い、信号が入力された時は該入力
される信号と同位相で同期した信号を送出する様に構成
された起動回路を挿入することによって従来の制御装置
の持つ諸問題を一挙に解決させるものである。According to the present invention, between a position detection circuit that sends a position detection signal and a decoding circuit that drives a three-phase inverter circuit in response to the position detection signal, in series with the system of the position detection signal, when there is no signal, By inserting a starter circuit configured to perform self-oscillation and, when a signal is input, to output a signal synchronized in phase with the input signal, various problems of the conventional control device are summarized. It is a solution.
本発明に係る制御装置のブロック図を第1図に示す。A block diagram of a control device according to the present invention is shown in FIG.
1は位置検出回路、2は起動回路、3は解読回路、4は
三相インバータ回路で構成は第26図に示される。1 is a position detecting circuit, 2 is a starting circuit, 3 is a decoding circuit, and 4 is a three-phase inverter circuit.
5は駆動対象モータである。Reference numeral 5 is a drive target motor.
まず、本制御装置が閉ループ駆動を行っている場合で
は、モータ5から得られる原位置検出信号Iは位置検出
回路1に入力され、該位置検出回路1にて適宜処理が施
されて位置検出信号Mとして送出される。First, when the present control device is performing the closed loop drive, the original position detection signal I obtained from the motor 5 is input to the position detection circuit 1 and appropriately processed by the position detection circuit 1 to perform the position detection signal. Sent as M.
該位置検出信号Mは、起動回路2を経て同期化位置検出
信号Fとなって解読回路3に入力される。解読回路3
は、該入力される信号に呼応して三相インバータ回路4
を駆動すべく駆動信号Gを送出し、結果として三相イン
バータ回路4は該駆動信号Gに応じてモータ5に給電を
行う。The position detection signal M becomes a synchronized position detection signal F via the starting circuit 2 and is input to the decoding circuit 3. Decoding circuit 3
Is a three-phase inverter circuit 4 in response to the input signal.
A drive signal G is sent to drive the motor, and as a result, the three-phase inverter circuit 4 supplies power to the motor 5 according to the drive signal G.
ここで起動回路2が、従来の制御装置の一例で示した様
な位置検出信号が解読回路に直接入力される場合と、同
一位相タイミングで解読回路3の必要とするレベルの信
号を送出するならば、即ち、起動回路2が入力される位
置検出信号Mに対して位相差がないか、もしくは十分小
さな位相差で解読回路3に信号に送出する。増幅機能や
バッファ機能あるいはコンパレータ機能を有する回路で
あるならば、該起動回路2は単なる、位置検出信号Mに
対して通過もしくはレベル変換の作用を有するだけで本
制御装置のモータ5を介する閉ループ駆動を妨げること
はない。If the starting circuit 2 outputs a signal of a level required by the decoding circuit 3 at the same phase timing as in the case where the position detection signal as shown in the example of the conventional control device is directly input to the decoding circuit. That is, that is, the starting circuit 2 sends the signal to the decoding circuit 3 with no phase difference or with a sufficiently small phase difference with respect to the input position detection signal M. If it is a circuit having an amplifying function, a buffer function or a comparator function, the starting circuit 2 simply has a function of passing or level conversion with respect to the position detection signal M, and a closed loop drive via the motor 5 of the present control device. Does not interfere.
一方、本制御装置がモータ5の起動する場合に位置検出
信号Mが得られないとすると、第2図のブロック図に示
す様に、起動回路2が自己発振を行って発振信号Eを送
出し、該発振信号Eによって解読回路3、三相インバー
タ回路4を介してモータ5に給電が行われ、結果として
モータ5は上記発振信号Eによって同期駆動される。On the other hand, if the position detection signal M is not obtained when the control device starts the motor 5, the starting circuit 2 self-oscillates and outputs the oscillation signal E as shown in the block diagram of FIG. The oscillation signal E supplies power to the motor 5 through the decoding circuit 3 and the three-phase inverter circuit 4, and as a result, the motor 5 is synchronously driven by the oscillation signal E.
同期駆動によって、結果として位置検出信号Mが得られ
る様になると、該位置検出信号Mが起動回路2に入力さ
れる。When the position detection signal M is obtained as a result of the synchronous drive, the position detection signal M is input to the starting circuit 2.
もし起動回路2が、自己発振による発振信号Eの送出の
動作に対し、入力される位置検出信号Mによる同期化位
置検出信号Fに送出する動作を優先して行うならば、位
置検出信号Mが入力されると、直ちに、本制御装置はモ
ータ5を介しての閉ループ駆動に移行する。If the starting circuit 2 gives priority to the operation of sending the oscillation signal E by self-oscillation to the synchronized position detection signal F by the input position detection signal M, the position detection signal M is Immediately after the input, the present control device shifts to the closed loop drive via the motor 5.
さて、本発明がモータの駆動の為の制御装置として成立
するには、第1図及び第2図に示されたブロック図中の
起動回路2は同一のものでありながら、モータの起動時
と回転時の駆動状態によって、各々の別の働きをしなく
てはならないことは前述の説明の通りである。In order for the present invention to be realized as a control device for driving a motor, the starting circuit 2 in the block diagrams shown in FIG. 1 and FIG. As described above, each of them must have a different function depending on the driving state during rotation.
即ち、モータの起動時には発振回路となり、モータの回
転時には入力される位置検出信号と同期した信号の送出
回路とならなくてはならない。That is, it must function as an oscillation circuit when the motor is started and as a signal transmission circuit that outputs a signal in synchronization with the position detection signal that is input when the motor rotates.
この様子を第3図に示す。This is shown in FIG.
第3図(a)は起動時における状態で、起動回路2は自
己発振によって周波数f0なる発振信号Eを出力する。FIG. 3A shows a state at the time of starting, and the starting circuit 2 outputs an oscillation signal E having a frequency f 0 by self-oscillation.
第3図(b)は定常駆動時における状態で、起動回路2
は入力される周波数fsなる位置検出信号Mと同期したや
はり周波数fsを持ち、且つ、位相差のない同期化位置検
出信号Fを出力する。FIG. 3 (b) shows a state at the time of steady driving, in which the starting circuit 2
Outputs a synchronized position detection signal F which also has a frequency fs synchronized with the input position detection signal M of frequency fs and has no phase difference.
ここで、第3図(a)における起動回路2の発振周波数
f0の大きさについて述べる。Here, the oscillation frequency of the starting circuit 2 in FIG.
The size of f 0 will be described.
仮に、第1図に示されるモータ5からの原位置検出信号
Iがモータ5の固定子巻線に発生する誘起電圧を含む信
号である場合、モータの回転による該原位置検出信号の
上記誘起電圧のレベルは第4図に示すグラフの様になる
ことは明らかである。即ち、モータ5を起動回路2の発
振回路Eで同期駆動させた場合を仮定して、横軸に該発
振信号Eの周波数f0、縦軸に原位置検出信号Iに含まれ
る誘起電圧のレベルveの大きさをとると第4図に示すグ
ラフの様になることは明らかである。If the original position detection signal I from the motor 5 shown in FIG. 1 is a signal including an induced voltage generated in the stator winding of the motor 5, the induced voltage of the original position detection signal due to the rotation of the motor will be described. It is clear that the level of becomes like the graph shown in FIG. That is, assuming that the motor 5 is synchronously driven by the oscillation circuit E of the starting circuit 2, the horizontal axis represents the frequency f 0 of the oscillation signal E, and the vertical axis represents the level of the induced voltage included in the original position detection signal I. It is obvious that the graph shown in FIG. 4 is obtained when the size of ve is taken.
一般に、本発明を適用しようとする制御装置によって駆
動されるこの種のモータは給電される電圧の高さと相対
的に最初から高い周波数の発振信号を与えて同期駆動を
行おうとすると、モータのロータが回転移動を完了する
前に次々に該モータの固定子巻線への供電が切換えら
れ、モータとしては同期駆動による回転数に達すること
が出来ないか、往復運動、逆回転といった現象を生ずる
ことは良く知られているが、逆に、給電される電圧に相
当して低周波の発振信号f0で同期駆動を行おうとする
と、モータのロータの移動の方がモータの固定子巻線の
給電の切換わりに比べ相対的に早くなり、結果として発
振信号に同期して回転が行われる。今、三相インバータ
回路の電源電圧を一定として、モータが同期可能なこの
時の発振信号の周波数の上限をf0Nとし、原位置検出信
号Iによって位置検出回路1が位置検出信号Mを送出す
るに十分な原位置検出信号Iに含まれる上記誘起電圧の
レベルveの最小をV1とし、該V1なるレベルの誘起電圧を
発生させる同期駆動の為の発振信号周波数をf0Mとする
と、第2図におけるモータ5を起動して閉ループによる
駆動を行う為の発振信号Eの周波数f0は f0M≦f0≦f0N ……(第1式) なる条件を満足する範囲内で設定すればよい。従って第
1式を満足する発振信号Eの周波数であれば、単一周波
数の発振信号Eでモータ5を起動させることが出来るこ
とは明白である。In general, a motor of this type driven by a control device to which the present invention is applied, when an attempt is made to perform synchronous drive by giving an oscillation signal of a high frequency from the beginning relative to the height of the voltage to be fed, the rotor of the motor is rotated. The power supply to the stator windings of the motor is switched one after another before the motor completes the rotational movement, and the motor cannot reach the rotational speed by synchronous drive, or the phenomenon such as reciprocating motion or reverse rotation occurs. Is well known, on the contrary, when trying to drive synchronously with the low-frequency oscillation signal f 0 corresponding to the voltage to be fed, the movement of the rotor of the motor is more Is relatively quicker than the switching of, and as a result, rotation is performed in synchronization with the oscillation signal. Now, with the power supply voltage of the three-phase inverter circuit fixed, the upper limit of the frequency of the oscillation signal at this time when the motor can be synchronized is set to f 0N, and the position detection circuit 1 sends the position detection signal M by the original position detection signal I. Assuming that the minimum level ve of the induced voltage included in the sufficient original position detection signal I is V1 and the oscillation signal frequency for synchronous drive for generating the induced voltage of the level V1 is f0M , FIG. frequency f 0 of the oscillator signal E for performing driving by closed loop by starting the motor 5 in may be set within a range satisfying f 0M ≦ f 0 ≦ f 0N ...... ( first formula) the condition. Therefore, it is obvious that the motor 5 can be started by the oscillation signal E having a single frequency if the oscillation signal E has a frequency satisfying the first expression.
又、通常、三相インバータ回路4の電源電圧を次第に高
くしていくと、上記の同期駆動可能な発振信号の周波数
上限f0Nも次第に高くなって、第1式で示される設定可
能な周波数領域は拡大される。以上、起動回路2が前述
の様な機能及び発振信号周波数を有していれば、起動を
含む円滑なモータの駆動が行えるわけである。Further, normally, when the power supply voltage of the three-phase inverter circuit 4 is gradually increased, the frequency upper limit f 0N of the oscillation signal that can be synchronously driven is also gradually increased, and the settable frequency range represented by the first expression is obtained. Is expanded. As described above, if the starting circuit 2 has the function and the oscillation signal frequency as described above, it is possible to smoothly drive the motor including starting.
次に、起動回路2が前述の様な自己発振による発振信号
の送出と入力される位置検出信号による同期化位置検出
信号の送出という2つの機能を同時に満足させる手段に
ついて述べる。Next, a means for the starter circuit 2 to simultaneously satisfy the two functions of sending the oscillation signal by self-oscillation and sending the synchronized position detection signal by the input position detection signal will be described.
第5図(a)に起動回路2の内部構成の主要部の一例を
ブロック図で示す。FIG. 5A is a block diagram showing an example of a main part of the internal configuration of the starting circuit 2.
8は加算部、6は増幅部、7は負帰還部である。今、増
幅部6の利得をμ、帰還部7の利得をβ、回路全体の利
得をAとすると この時、周波数角速度ωとして、ループ利得と言われる
μ×βの軌跡を複素平面上に描くナイキスト線図を作成
した時、第5図(b)の様に、複素平面の(−1,0)の
点を含む様にループ利得の軌跡が描かれれば発振条件と
なることは周知の事実である。即ち、増幅部6の低周波
及び高周波の遮断域における入力に対する出力E1の位相
回転が電気角180゜回ったところで、 |μ×β|>1 ……(第3式) であれば発振条件となる。Reference numeral 8 is an adding unit, 6 is an amplifying unit, and 7 is a negative feedback unit. Now, assuming that the gain of the amplifier unit 6 is μ, the gain of the feedback unit 7 is β, and the gain of the entire circuit is A. At this time, when a Nyquist diagram that draws a locus of μ × β called loop gain as a frequency angular velocity ω on a complex plane is created, as shown in FIG. 5B, (−1,0 It is a well-known fact that the oscillation condition is satisfied if the locus of the loop gain is drawn so as to include the point (). That is, when the phase rotation of the output E1 with respect to the input in the cutoff region of the low frequency and the high frequency of the amplification section 6 is rotated by 180 electrical angle, | μ × β |> 1 ... Become.
従って、第5図(a)に示す回路が上記の様な条件を満
たす起動回路2であるか、もしくは、該回路の信号を位
相差なしで処理して出力する回路を含んだ回路構成とな
っている起動回路2であれば、第2図に示されるモータ
5の起動の為の同期駆動が出来る。こうして、第5図
(a)の発振信号E1が第1式を満足する様な周波数f0と
すると、該発振信号E1によって第2図の信号伝達経路を
経てモータ5が同期駆動される。Therefore, the circuit shown in FIG. 5 (a) is the starting circuit 2 that satisfies the above conditions, or the circuit configuration includes a circuit that processes and outputs the signal of the circuit without a phase difference. With the starting circuit 2 which is provided, synchronous drive for starting the motor 5 shown in FIG. 2 can be performed. Thus, when the oscillation signal E1 of FIG. 5 (a) has a frequency f 0 that satisfies the first expression, the motor 5 is synchronously driven by the oscillation signal E1 via the signal transmission path of FIG.
該モータ5が同期駆動され、結果、得られる位置検出信
号Mの周波数は少くとも発振信号E1の周波数f0と同等で
あるはずである。The motor 5 is driven synchronously, and as a result, the frequency of the position detection signal M obtained should be at least equal to the frequency f 0 of the oscillation signal E1.
もし、第2図における三相インバータ回路4のモータ5
への給電電圧がモータ5の発振信号E1の周波数f0に同期
可能な最低量に比べ大きければ、モータ5は同期可能な
最低トルクを上回るトルクを発生して、モータの固定子
巻線に給電によって発生する界磁の移動スピードに対す
る、該モータのロータの移動が、上記の界磁の移動が行
なわれてからモータのロータがその界磁の状態に相対応
する場所への移動の完了するまでの区間において、上回
ることとなり、従って、この動作によって、得られる位
置検出信号は必ず起動回路の出力している発振信号より
も進み位相で、且つ、周波数f0を上回るものとなる。If the motor 5 of the three-phase inverter circuit 4 in FIG.
If the power supply voltage to the motor 5 is greater than the minimum amount that can be synchronized with the frequency f 0 of the oscillation signal E1 of the motor 5, the motor 5 generates a torque that exceeds the minimum torque that can be synchronized, and supplies power to the stator winding of the motor. The movement of the rotor of the motor with respect to the moving speed of the field generated by the above is from the time when the above-mentioned movement of the field is performed until the completion of the movement of the rotor of the motor to the place corresponding to the state of the field. Therefore, the position detection signal obtained by this operation is always in advance of the oscillation signal output from the starter circuit and exceeds the frequency f 0 .
この様な条件を有する位置検出信号Mが第5図の入力信
号量M1として入力されれば、発振時の負帰還量をm1とし
て M1≫m1 ……(第4式) なる条件のもとでは、負帰還量m1がほぼ無視されること
と、前述の様に第5図の回路の自己発振による発振信号
の周波数を、入力される位置検出信号Mの周波数が上回
ることとによって、第5図の回路は、発振条件を脱し
て、入力される位置検出信号Mに対して負帰還のわずか
にかかった増幅回路としての機能を有するものに移行す
る。If the position detection signal M having such a condition is input as the input signal amount M1 in FIG. 5, assuming that the negative feedback amount at the time of oscillation is m1, M1 >> m1 ... (Equation 4) As a result of the fact that the negative feedback amount m1 is almost ignored and the frequency of the input position detection signal M exceeds the frequency of the oscillation signal due to self-oscillation of the circuit of FIG. The circuit of (1) shifts from the oscillation condition to a circuit having a function as an amplifier circuit which is slightly negatively fed back to the input position detection signal M.
従って、位置検出信号Mが第6図の回路に入力されると
直ちに該位置検出信号Mに対する増幅回路となる為、第
2図の同期駆動から第1図の閉ループ駆動に円滑に移行
する。Therefore, as soon as the position detection signal M is input to the circuit of FIG. 6, it becomes an amplifier circuit for the position detection signal M, so that the synchronous drive of FIG. 2 smoothly shifts to the closed loop drive of FIG.
以上により、本発明の制御装置に要求される起動回路が
容易に構成出来ることが分かる。From the above, it can be seen that the starting circuit required for the control device of the present invention can be easily constructed.
尚、これまでの説明においては、モータの固定子巻線に
発生する誘起電圧を利用した原位置検出信号Iを使用し
た制御装置を中心として説明したが、停止状態から原位
置検出信号Iが得られるものの制御装置においては、上
記の説明における位置検出信号Mが停止状態から印加さ
れることとなり起動回路が発振信号Eに送出する過程を
経ないで直ちに位置検出信号Mに対して同期して信号を
送出する状態でモータを駆動させるものとなる。In the above description, the control device using the original position detection signal I utilizing the induced voltage generated in the stator winding of the motor has been mainly described, but the original position detection signal I is obtained from the stopped state. However, in the control device, the position detection signal M in the above description is applied from the stopped state, and the signal is immediately synchronized with the position detection signal M without passing through the process in which the starter circuit sends the oscillation signal E. The motor is driven in the state of sending out.
よって容易に理解出来る。Therefore, it is easy to understand.
次に、第5図のブロック図をより発展的に構成した1例
を第6図に示す。Next, FIG. 6 shows an example in which the block diagram of FIG. 5 is more developed.
第6図は、入力される信号のレベルを比較するコンパレ
ータとしての演算増幅器9と、該演算増幅器9の出力
を、該演算増幅器9の反転入力に負帰還を行う負帰還部
11と非反転入力に正帰還を行う正帰還部10とを有するも
ので、反転入力端子は抵抗RNを介して、非反転入力端子
は抵抗RPを介して、演算増幅器9の電源電圧より低いvC
なる電圧でバイアスされている。仮に、負帰還部11が抵
抗性で出力に対し位相差のない帰還量を負帰還させるも
のとし、正帰還部10が容量性で正帰還量vPが次第に減衰
するものとすると、演算増幅器9の出力v0の変化による
初期の正帰還量vPが負帰還量vnに対して大きければ第7
図(a)に如く発振が生ずる。FIG. 6 shows an operational amplifier 9 as a comparator for comparing the levels of input signals, and a negative feedback section for negatively feeding back the output of the operational amplifier 9 to the inverting input of the operational amplifier 9.
11 and a positive feedback unit 10 that performs positive feedback to the non-inverting input. The inverting input terminal is connected via the resistor R N , the non-inverting input terminal is connected via the resistor R P, and the Low v C
Biased at If the negative feedback unit 11 is a resistor and negatively feeds back a feedback amount having no phase difference with respect to the output, and the positive feedback unit 10 is capacitive and the positive feedback amount v P is gradually attenuated, the operational amplifier 9 If the initial positive feedback amount v P due to the change of the output v 0 of
Oscillation occurs as shown in FIG.
逆に正帰還部10が抵抗性で出力に対し位相差のない帰還
量vPを正帰還させるものとし、負帰還部11が誘導性で負
帰還量vnが次第に上昇するものとすると、演算増幅器9
の出力v0の変化による最大の負帰還量が正帰還量vPに対
して大きれば第7図(b)の如く発振が生ずる。On the contrary, assuming that the positive feedback unit 10 is a resistor and positively feeds back the feedback amount v P having no phase difference with respect to the output, and the negative feedback unit 11 is inductive and the negative feedback amount vn is gradually increased, the operational amplifier 9
If the maximum negative feedback amount due to the change in the output v 0 of the above is larger than the positive feedback amount v P , oscillation occurs as shown in FIG. 7 (b).
即ち、いずれの場合も、一方の入力端子を出力と位相差
なしで、演算増幅器9のコンパレータとしてのスレッシ
ホールドレベルを変化させ、他方の入力端子は時間的変
化でレベル変化を与えることにより、安定で且つ確実な
発振を行わせるものである。That is, in either case, one input terminal changes the threshold level as a comparator of the operational amplifier 9 with no phase difference from the output, and the other input terminal changes the level with time, This is a stable and reliable oscillation.
第6図を具体的に示した実施例が第8図で、第7図
(a)の波形で発振を行うものが第8図(a)の1実施
例、第7図(b)の波形で発振を行うものが第8図
(b)の1実施例である。The embodiment specifically showing FIG. 6 is shown in FIG. 8, and the one that oscillates with the waveform of FIG. 7 (a) is the one embodiment of FIG. 8 (a) and the waveform of FIG. 7 (b). The one that oscillates is the one shown in FIG. 8 (b).
ここで、第6図が増幅回路として動作するには、増幅す
べき信号を演算増幅器9に入力するだけでよく、反転で
増幅するならば反転入力端子、同相の増幅なら非反転入
力端子に入力する。Here, in order for FIG. 6 to operate as an amplifier circuit, it suffices to input the signal to be amplified to the operational amplifier 9, and input it to the inverting input terminal for amplification by inverting, and input it to the non-inverting input terminal for amplification in phase. To do.
第8図の(a)及び(b)では、発振の為に抵抗を介し
て演算増幅器9がvCなる電圧でバイアスされているので
増幅すべき入力信号vSはコンデンサC1と抵抗R1によって
交流成分が取出されvCなる電圧を基準に振幅する信号に
レベル変換されている。In FIGS. 8A and 8B, since the operational amplifier 9 is biased at a voltage of v C via a resistor for oscillation, the input signal v S to be amplified is AC by the capacitor C1 and the resistor R1. The component is taken out and level-converted into a signal that oscillates with reference to a voltage of v C.
又、抵抗R1は、発振の為の演算増幅器9の非反転入力端
子のバイアス用と増幅すべき入力信号vSのレベルシフト
用とを兼ねている。Further, the resistor R1 serves both as a bias for the non-inverting input terminal of the operational amplifier 9 for oscillation and for a level shift of the input signal v S to be amplified.
この様に構成された回路において、増幅すべき入力信号
vSの振幅レベルが、発振の際生ずる正帰還量vPや負帰還
量vnに比べ十分大きければ、即ち、第8図(a)及び
(b)において、 R1+R2≪R3 ……(第5式) R4≪R2 ……(第6式) R1+R6≪R7 ……(第7式) R8≪R9 ……(第8式) であって且つ、入力信号vSの周波数が発振によって得ら
れる出力v0の周波数より大きければ、両実施例の回路は
増幅すべき入力信号vSの交流成分に対して増幅動作を行
う。In the circuit constructed in this way, the input signal to be amplified
If the amplitude level of v S is sufficiently larger than the positive feedback amount v P and the negative feedback amount vn generated during oscillation, that is, in FIGS. 8 (a) and 8 (b), R1 + R2 << R3. ) R4 << R2 (Equation 6) R1 + R6 << R7 (Equation 7) R8 << R9 (Equation 8) and the output v 0 obtained when the frequency of the input signal v S is obtained by oscillation If the frequency is larger than the frequency of, the circuits of both embodiments perform an amplifying operation on the AC component of the input signal v S to be amplified.
さて、ここまでは、単一の起動回路について、所有すべ
き条件及び実施例等を説明したが、第1図及び第2図の
起動回路2が複数の位置検出信号Mの入力で、該位置検
出信号と同数の発振信号Eを出力する必要が有る場合に
ついて述べる。Up to this point, the conditions and examples to be possessed for a single starting circuit have been described. However, the starting circuit 2 in FIGS. 1 and 2 receives the plurality of position detection signals M, A case where it is necessary to output the same number of oscillation signals E as the detection signals will be described.
例ば、通常三相のこの種のモータでは3個の位置検出信
号によって閉ループの駆動を行わせるが、この様な制御
装置にあっては、起動時に円滑な起動を行う為には、各
々の位置検出信号と相対応する位相関係を持った低周波
数の発振信号を送出する必要がある。For example, a three-phase motor of this type normally drives three closed loops based on three position detection signals. However, in such a control device, in order to perform smooth startup at startup, It is necessary to send out a low-frequency oscillation signal having a phase relationship corresponding to the position detection signal.
この場合は、位置検出信号毎に起動回路を設け、各起動
回路を発振信号に関して直列の多段の負帰還増幅回路と
し、初段から最終段の増幅をひとつの増幅回路と見なす
ことにより達成出来る。In this case, it can be achieved by providing a starter circuit for each position detection signal, using each starter circuit as a multistage negative feedback amplifier circuit in series with respect to the oscillation signal, and regarding the amplification from the first stage to the last stage as one amplifier circuit.
第9図にその1例をブロック図にて示す。FIG. 9 is a block diagram showing one example thereof.
位置検出信号は通常、相隣り合う信号同士電気角120゜
の位相差を有する信号であることは周知の通りである
が、従って各々の起動回路の相隣り合う発振信号も、各
々の起動回路に入力される位置検出信号と同位相関係で
しかも同じ位相差を持たなければならない。It is well known that the position detection signal is usually a signal having a phase difference of 120 ° in electrical angle between adjacent signals. Therefore, the adjacent oscillating signals of the respective starting circuits are also transmitted to the respective starting circuits. It must have the same phase relationship and the same phase difference as the input position detection signal.
第9図において、例ば入力される位置検出信号がMu1,Mv
1,Mw1の順に位相が電気角で120゜毎の送れ位相差を持っ
とすると、発振信号もEu1,Ev1,Ew1の順に同相の120゜毎
の遅れ位相差とならなくてはならない。In FIG. 9, for example, the input position detection signals are Mu 1 and Mv.
If the phase has a phase difference of 120 ° in terms of electrical angle in the order of 1 and Mw 1 , the oscillation signal must also have a delayed phase difference of 120 ° in phase in the order of Eu 1 , Ev 1 and Ew 1. I won't.
ここで位相順の最後に位置する発振信号Ew1に注目する
と、発振信号Ew1は最初に位置する発振信号Eu1の60゜位
相の遅れた信号を反転させたものである。Here, paying attention to the oscillation signal Ew 1 located at the end of the phase sequence, the oscillation signal Ew 1 is an inversion of the signal delayed by 60 ° in phase from the oscillation signal Eu 1 located first.
従って、この事柄を利用すると、各増幅部6a,6b,6cの出
力に対し、個々に進み位相を有する負帰還を負帰還部7
a,7b,7cによって各々行い、該各増副部の出力である発
振信号Eu1,Ev1,Ew1の各々を目的とする位相順に順次後
の増幅部と結合部12a,12b,12cによって結合させること
により120゜毎位相のずれた発振信号を得ることが出来
る。例ば、各増幅部が演算増幅器の様に反転入力端子と
非反転入力端子を持つものであれば、負帰還部と結合部
からの入力は反転入力端子に接続し、外部入力である位
置検出信号Mu1,Mv1,Mw1は各々コンデンサ結合を介して
非反転入力端子に入力することにより、前述の単一の起
動回路で説明した様に、位置検出信号Mu1,Mv1,Mw1の振
幅レベルが同増幅部に入力される負帰還量mu1,mv1,mw1
や結合部の結合量mc1,mc2,mc3に対し十分大きければ、
位置検出信号Mu1,Mv1,Mw1に関して各々増幅回路とな
り、目的とする起動回路の条件を全て満足するものとな
る。Therefore, when this matter is used, the negative feedback having the lead phase is individually applied to the outputs of the amplifiers 6a, 6b, 6c.
a, 7b, 7c, respectively, and each of the oscillation signals Eu 1 , Ev 1 , Ew 1 which are the outputs of the respective sub-units are sequentially phased in the intended phase by the subsequent amplification unit and coupling unit 12a, 12b, 12c. By combining them, it is possible to obtain oscillation signals with a phase difference of 120 °. For example, if each amplifier has an inverting input terminal and a non-inverting input terminal like an operational amplifier, the input from the negative feedback section and the coupling section is connected to the inverting input terminal, and the position detection is an external input. By inputting the signals Mu 1 , Mv 1 , and Mw 1 to the non-inverting input terminals via capacitor coupling, as described in the above single start-up circuit, the position detection signals Mu 1 , Mv 1 , and Mw 1 are input. Negative feedback amount mu 1 , mv 1 , mw 1
If the coupling amount of the joint or mc 1 , mc 2 , mc 3 is sufficiently large,
The position detection signals Mu 1 , Mv 1 , and Mw 1 serve as amplifier circuits, respectively, and satisfy all the conditions of the target starting circuit.
第10図及び第11図は、上記の様な、複数の位置検出信号
に対応して、同様の位相差を有するモータ起動の為の発
振信号を発生される回路をブロック図で示したもので、
第9図の場合は各々の起動回路が結合部を介して閉ルー
プの状態で発振を行っていたが、この場合は開ループで
ある。FIG. 10 and FIG. 11 are block diagrams showing a circuit for generating an oscillation signal for starting a motor having a similar phase difference in response to a plurality of position detection signals as described above. ,
In the case of FIG. 9, each starting circuit oscillates in a closed loop state via the coupling portion, but in this case, it is an open loop.
即ち、第10図においては、ひとつの特定の位置検出信号
系統に挿入された起動回路のみが自己発振を生じ、該起
動回路の発振信号を基準に順次、120゜の位相シフトを
行うべく結合させるもので、従って他の2つの位置検出
信号に挿入される回路はすぐ前の位相の発振信号と同期
し、該発振信号が120゜位相の遅れた状態で出力する同
期発振回路となる。That is, in FIG. 10, only the starter circuit inserted in one specific position detection signal system causes self-oscillation, and the starter circuits are combined to sequentially perform a phase shift of 120 ° with reference to the oscillation signal of the starter circuit. Therefore, the circuit inserted in the other two position detection signals becomes a synchronous oscillation circuit which synchronizes with the oscillation signal of the immediately preceding phase and outputs the oscillation signal with a 120 ° phase delay.
第11図においても同様で、ひとつの特定の位置検出信号
系統に入力された起動回路のみが自己発振を生じ、該自
己発振を生ずる起動回路の発振信号を基準に、残りの2
つの内、次の位相を必要とする位置検出信号の系統に挿
入される回路は120゜、その次の位相を必要とする位置
検出信号の系統に挿入される回路は240゜位相が遅れ
て、自己発振する起動回路の発振信号と同一の波形が出
力される様に起動回路と結合させたものである。Similarly in FIG. 11, only the starter circuit input to one specific position detection signal system causes self-oscillation, and the remaining 2 signals are based on the oscillation signal of the starter circuit that causes the self-oscillation.
Of these, the circuit inserted into the system of the position detection signal that requires the next phase is 120 °, and the circuit inserted into the system of the position detection signal that requires the next phase is delayed by 240 °, It is connected to the starting circuit so that the same waveform as the oscillation signal of the starting circuit that self-oscillates is output.
従って前述と同様、ひとつは自己発振の機能を有する起
動回路で、他の2つは該起動回路の発振信号と同期し
て、該発振信号が120゜及び240゜位相の遅れた状態で出
力する同期発振回路となる。Therefore, as described above, one is a start-up circuit having a self-oscillation function, and the other two are output in synchronization with the oscillation signal of the start-up circuit, with the oscillation signal being delayed by 120 ° and 240 ° phases. It becomes a synchronous oscillation circuit.
第10図及び第11図に示される各回路も、第9図の場合と
同じ様に、入力される位置検出信号の振幅レベルが、帰
還部や結合部の信号振幅レベルに対して十分大きくなる
様に設定されるならば、入力される位置検出信号に関し
て、該位置検出信号の系統と直列に挿入された各回路は
増幅回路として動作する。In each of the circuits shown in FIGS. 10 and 11, as in the case of FIG. 9, the amplitude level of the input position detection signal becomes sufficiently larger than the signal amplitude level of the feedback section or the coupling section. If so set, with respect to the input position detection signal, each circuit inserted in series with the system of the position detection signal operates as an amplifier circuit.
以上、位置検出信号が3個の場合についての起動回路に
ついて説明を行ったが、さらに多数の場合でも同様の手
法を用いることによって、同様の目的を達する起動回路
が構成出来ることは容易に類推することが出来る。Although the starter circuit has been described above in the case of three position detection signals, it is easily analogized that a starter circuit that achieves the same purpose can be configured by using the same method even when the number of position detection signals is larger. You can
以降の説明においての起動回路は全て、ここまでに説明
した起動回路としての条件を満足するものとする。It is assumed that all the starting circuits in the following description satisfy the conditions as the starting circuit described so far.
さて、上記の様な、複数の位置検出信号を必要とするモ
ータの制御装置へ起動回路を適用した場合の、該制御装
置の動作について説明する。Now, the operation of the control device when the starting circuit is applied to the control device of the motor that requires a plurality of position detection signals as described above will be described.
第12図にモータの固定子巻線に発生する誘起電圧を利用
する制御装置の1例を示し、第13図に、第12図に係る各
部の波形のタイミングチャートを示し、以下図に従って
説明する。FIG. 12 shows an example of a control device utilizing an induced voltage generated in a stator winding of a motor, and FIG. 13 shows a timing chart of waveforms of respective parts according to FIG. 12, which will be described below. .
尚、ここで説明する起動回路は、特に断りがない限り、
各位置検出信号の系統に直列に挿入された個々の起動回
路もしくは第10図及び第11図に示される同期発振回路を
含む全体としての起動回路を意味するものとする。Unless otherwise specified, the starting circuit described here is
It means an individual starting circuit inserted in series in each position detection signal system or an entire starting circuit including the synchronous oscillation circuit shown in FIGS. 10 and 11.
第12図において、1aは位置検出回路、2aは起動回路、3a
は解読回路、4は三相インバータ回路、5aはモータを示
す。In FIG. 12, 1a is a position detecting circuit, 2a is a starting circuit, and 3a.
Is a decoding circuit, 4 is a three-phase inverter circuit, and 5a is a motor.
起動時においては、起動回路2aが自己発振により、互い
に120゜位相のずれた発振信号Eu4,Ev4,Ew4を送出する。At the time of start-up, the start-up circuit 2a self-oscillates and outputs the oscillation signals Eu 4 , Ev 4 , and Ew 4 which are out of phase with each other by 120 °.
該発振信号Eu4,Ev4,Ew4は解読回路3aにて解読され三相
インバータ回路4を駆動する駆動信号U,V,W,X,Y,Zとな
って、結果としてモータ5aが同期駆動される。Oscillation signal Eu 4, Ev 4, Ew 4 are taken drive signal U for driving the by the three-phase inverter circuit 4 decodes at decode circuit 3a, V, W, X, Y, and Z, the motor 5a is synchronized as a result Driven.
該同期駆動によって、発生する誘起電圧を含むモータ5
の固定子巻線の電圧を原位置検出信号Iu1,Iv1,Iw1とし
て位置検出回路1aに入力させる。位置検出回路1a内では
上記原位置検出信号を各々積分する等の方法で該原位置
検出信号を90゜位相の遅れた振幅のシフト信号u′,
v′,w′を得る。該シフト信号の各々を振幅の中央でコ
ンパレートとして矩形波に変換して位置検出信号Mu4,Mv
4,Mw4を得て、起動回路2aに入力すると、起動回路2aは
直ちに増幅回路として動作を行うので、位置検出信号と
ほとんど同相で同一の波形を同期化位置検出信号Fu1,Fv
1,Fw1として解読回路3aへ送出する。A motor 5 including an induced voltage generated by the synchronous drive
The voltage of the stator winding is input to the position detection circuit 1a as the original position detection signals Iu 1 , Iv 1 and Iw 1 . In the position detection circuit 1a, the original position detection signal is integrated by a method such as integrating the shift signal u ', which has an amplitude delayed by 90 ° in phase.
Get v ', w'. The position detection signals Mu 4 and Mv are obtained by converting each of the shift signals into a rectangular wave as a comparator at the center of the amplitude.
When 4 and Mw 4 are obtained and input to the starter circuit 2a, the starter circuit 2a immediately operates as an amplifier circuit, so that the same waveform with almost the same phase as the position detection signal is synchronized with the position detection signals Fu 1 and Fv.
1 and Fw 1 are sent to the decoding circuit 3a.
以後は、原位置検出信号によって制御装置はモータ5aを
駆動し続ける。After that, the control device continues to drive the motor 5a by the original position detection signal.
本図の様な場合、もし起動回路2a内の各位置検出信号の
入力される増幅部の利得が十分大きく、シフト信号の振
幅レベルが、起動回路の自己発振に伴う出力を除く諸レ
ベルの振幅に対し十分大きければ、シフト信号u′,
v′,w′を第8図の様にコンデンサ結合によって入力さ
せることにより、該シフト信号の振幅の中央でコンパレ
ートした場合と同様の矩形波を同期化位置検出信号とし
て送出することが出来る。In the case of this figure, if the gain of the amplifier to which each position detection signal in the starting circuit 2a is input is sufficiently large and the amplitude level of the shift signal is the amplitude of various levels excluding the output accompanying the self-oscillation of the starting circuit. , If the shift signal u ′,
By inputting v ′ and w ′ by capacitor coupling as shown in FIG. 8, a rectangular wave similar to the case where the shift signal is compared at the center of the amplitude can be transmitted as the synchronized position detection signal.
この事は、従来の制御装置が解読回路に入力させるべき
矩形波の位置検出信号を得る為の、例ば、コンパレータ
回路を本発明による十分な利得を有する起動回路に取換
えることにより、モータの起動だけの為の前述の疑似の
信号を得る回路や該信号を選択する諸回路を省くことが
出来る。This is because the conventional control device obtains a rectangular wave position detection signal to be input to the decoding circuit, for example, by replacing the comparator circuit with a starting circuit having a sufficient gain according to the present invention. It is possible to omit the circuit for obtaining the above-mentioned pseudo signal and the circuits for selecting the signal only for starting.
尚、Eu4,Ev4,Ew4は起動回路2aの自己発振による発振信
号、Z,X,Y,V,W,Uは解読回路3aの送出する駆動信号、u,
v,wは三相インバータ回路4によって給電される電圧
に、モータ5aに発生する誘起電圧が重量される。モータ
5aの固定子巻線の中性点を基準とした各相の固定子巻線
の電圧、u′,v′,w′は上記u,v,wの各々の信号を積分
によって90゜位置を遅らせた信号の振幅波形、Mu4,Mv4,
Mw4は上記u′,v′,w′の各々の信号を振幅の中央でコ
ンパレートした矩形波の位置検出信号である。Note that Eu 4 , Ev 4 , and Ew 4 are oscillation signals due to self-oscillation of the startup circuit 2a, Z, X, Y, V, W, and U are drive signals transmitted by the decoding circuit 3a, and u,
For v and w, the voltage supplied by the three-phase inverter circuit 4 is weighted by the induced voltage generated in the motor 5a. motor
The voltage of the stator winding of each phase based on the neutral point of the stator winding of 5a, u ′, v ′, w ′ is the 90 ° position by integrating the signals of u, v, w above. Amplitude waveform of delayed signal, Mu 4 , Mv 4 ,
Mw 4 is a rectangular wave position detection signal obtained by comparing the respective signals of u ′, v ′ and w ′ at the center of amplitude.
起動回路2aを経て送出される同期化位置検出信号は、上
記の位置検出信号と同相、同波形であるので位置検出信
号Mu4,Mv4,Mw4の波形で代用する。本図のタイミングチ
ャートで明らかな様に、同期駆動の為の起動回路の発振
信号と同期化位置検出信号は、同じ起動回路を送出源と
している為、発振信号と同期化位置検出信号は素直に切
換って、モータの起動は何ら、切換の為の手段を施さな
くてもよい。The synchronized position detection signal transmitted through the start-up circuit 2a has the same phase and the same waveform as the above position detection signal, so the waveforms of the position detection signals Mu 4 , Mv 4 , and Mw 4 are used instead. As is clear from the timing chart in this figure, the oscillation signal and the synchronization position detection signal of the startup circuit for synchronous drive are sent from the same startup circuit, so the oscillation signal and the synchronization position detection signal are straightforward. By switching, the motor may not be started at all by any means for switching.
さて、従来、三相のこの種のモータの位置検出は各相ご
とに位置検出を行って、3つの位置検出信号を得て、該
3つの位置検出信号によって最終的に再びモータを駆動
している。Conventionally, in the position detection of this type of three-phase motor, position detection is performed for each phase, three position detection signals are obtained, and the motor is finally driven again by the three position detection signals. There is.
この様な制御装置の位置検出信号の系統と直列に起動回
路を挿入することによって、駆動すべきモータを起動か
ら定常の駆動まで、起動だけの為の付加回路を施すこと
なく運転することが出来る事はこれまで説明した通りで
あり、これだけでも従来の制御装置に比べ十分な利点で
あるが、起動回路で入力される位置検出信号と同じ位相
関係を有する発振信号を必要とする点が設計上の定数の
設定に関して考慮を要する原因となる。By inserting a starter circuit in series with the position detection signal system of such a control device, the motor to be driven can be operated from start-up to steady drive without adding an additional circuit for start-up. This is as described above, and this alone is a sufficient advantage compared to the conventional control device, but the design requires that an oscillation signal having the same phase relationship as the position detection signal input by the starting circuit is required. It is a cause that requires consideration regarding the setting of the constant.
ついては、起動回路に入力される信号が1個であれば、
起動回路の発振信号も1個で済むわけで、従って、前述
の様な3個の位置検出信号と同位相関係を有する発振信
号を得るための起動回路内部における、各発振信号を送
出する回路間の結合を考慮する必要も、発振信号間の位
相差のずれを心配する必要もなく、結果として、起動回
路内は最小単位の前述モータを起動するに足る条件を満
足した発振信号を送出するだけの構成による、設計上の
容易さや回路構成の単純化、製作上の容易さが望める。Therefore, if there is only one signal input to the startup circuit,
Since only one oscillation signal is required for the start-up circuit, therefore, between the circuits that send out each oscillation signal in the start-up circuit for obtaining the oscillation signal having the same phase relationship with the three position detection signals as described above. There is no need to consider the coupling between the two, and there is no need to worry about the shift in the phase difference between the oscillating signals, and as a result, the oscillating signal that satisfies the conditions sufficient to start the above-mentioned motor in the minimum unit is sent out. It is hoped that the above configuration will facilitate design, simplify the circuit configuration, and facilitate manufacturing.
第14図に、3個の位置検出信号を有する制御装置におい
て、単一の発振信号によってモータを起動且つ、定常駆
動させる方法をブロック図で示し説明する。FIG. 14 is a block diagram showing a method of starting and steadily driving a motor by a single oscillation signal in a control device having three position detection signals.
尚、モータの固定子巻線に発生する誘起電圧を利用する
制御装置を想定する。It is assumed that the control device uses the induced voltage generated in the stator winding of the motor.
第14図において、1bは位置検出回路、1b1は初期位置検
出回路、1b2はエンコーダ回路、2bは起動回路、3bは解
読回路、4は三相インバータ回路、5bはモータを示す。In FIG. 14, 1b is a position detecting circuit, 1b1 is an initial position detecting circuit, 1b2 is an encoder circuit, 2b is a starting circuit, 3b is a decoding circuit, 4 is a three-phase inverter circuit, and 5b is a motor.
初期位置検出回路1b1は論理化された3個の初期位置検
出信号Ju2,Jv2,Jw2を送出するものとし、エンコーダ回
路1b2は該3個の初期位置検出信号を1個のコード信号J
2に変換する。The initial position detection circuit 1b1 sends three logicalized initial position detection signals Ju 2 , Jv 2 , Jw 2 , and the encoder circuit 1b2 outputs the three initial position detection signals as one code signal J.
Convert to 2.
従って位置検出部1bとしては3個の原位置検出信号Iu2,
Iv2,Iw2を受けて、1個のコード信号J2を送出する。Therefore, the position detecting unit 1b has three original position detection signals Iu 2 ,
Upon receiving Iv 2 and Iw 2 , one code signal J2 is transmitted.
解読回路3bは、これまで説明した解読回路とは異り、エ
ンコーダ回路1b2と逆の動作をするデコーダ回路を含ん
だ解読回路か、もしくは、入力される信号を直接、要求
される駆動信号に変換する解読回路である。上記のデコ
ーダ回路を含む解読回路は前述までの従来の制御装置等
で使用される解読回路の前段にデコーダ回路を施すこと
により実現出来ることは容易に理解出来るので説明を省
略するが、入力されたエンコーダ回路からのコード信号
を起動回路を介して入力されて直接要求される駆動信号
に変換する解読回路については後述する。Unlike the decoding circuits described above, the decoding circuit 3b is a decoding circuit that includes a decoder circuit that operates in the opposite manner to the encoder circuit 1b2, or converts the input signal directly into the required drive signal. It is a decoding circuit. Although it is easy to understand that the decoding circuit including the above decoder circuit can be realized by providing the decoder circuit in the preceding stage of the decoding circuit used in the conventional control device or the like described above, the explanation is omitted, but it is input. The decoding circuit for converting the code signal from the encoder circuit into the drive signal which is input through the starting circuit and directly requested will be described later.
今、起動回路2bから送出される発振信号E2によって、解
読回路3bから発振信号E2の1/3の周波数で駆動信号U,V,
W,X,Y,Zが送出されるとすると、該駆動信号U,V,W,X,Y,Z
によって三相インバータ回路4は適宜モータ5bに給電を
行う。Now, by the oscillation signal E2 sent from the starting circuit 2b, the driving signals U, V, and
If W, X, Y, Z are transmitted, the drive signals U, V, W, X, Y, Z
Thus, the three-phase inverter circuit 4 appropriately supplies power to the motor 5b.
従ってモータ5bは起動回路2bの送出する発振信号E2によ
って同期駆動されて起動する。Therefore, the motor 5b is synchronously driven by the oscillation signal E2 sent from the starting circuit 2b to start.
該同期駆動によって、モータ5bに誘起電圧が発生する。An induced voltage is generated in the motor 5b by the synchronous drive.
該誘起電圧を含んだモータ5bの各固定子巻線の電圧を原
位置検出信号Iu2,Iv2,Iw2として得て、第12図の場合と
同様に、積分とコンパレートの処理により論理化された
初期位置検出信号Ju2,Jv2,Jw2を作る。The voltage of each stator winding of the inclusive motor 5b to the induced voltage obtained as an original position detection signal Iu 2, Iv 2, Iw 2 , as in the case of Figure 12, the logic by the process of integration and comparator The converted initial position detection signals Ju 2 , Jv 2 , Jw 2 are generated.
該初期位置検出信号Ju2,Jv2,Jw2は互に120゜位相のずれ
た三相の信号で、該初期位置検出信号Ju2,Jv2,Jw2をエ
ンコーダ回路1b2で1個のコード信号J2として送出し、
該コード信号J2が起動回路2bに入力される。The initial position detection signals Ju 2 , Jv 2 and Jw 2 are three-phase signals which are 120 ° out of phase with each other, and the initial position detection signals Ju 2 , Jv 2 and Jw 2 are coded by the encoder circuit 1b2 as one code. Sent out as signal J2,
The code signal J2 is input to the starting circuit 2b.
起動回路2bは入力されるコード信号J2に関して増幅回路
として動作して同期化コード信号Fとして解読回路5bに
入力される。The start-up circuit 2b operates as an amplifier circuit for the input code signal J2 and is input to the decoding circuit 5b as a synchronized code signal F.
従って、ここに至って第14図に示す制御装置はモータ5b
を閉ループ駆動することになる。Therefore, up to this point, the control device shown in FIG.
Will be driven in a closed loop.
この様子を第16図に第14図の各部の信号の波形とタイミ
ングチャートによって示す。This state is shown in FIG. 16 by the waveforms and timing charts of the signals of the respective parts in FIG.
第16図のE2は起動回路2bの発振信号、U,V,W,Z,X,Yは発
振信号Eによって解読回路3bが送出する駆動信号、u,v,
wはモータ5bの各相固定子巻線電圧で駆動信号U,V,W,X,
Y,Zによって三相インバータ回路4より供給される電圧
と固定子巻線に発生する誘起電圧の重畳された電圧を固
定子巻線の中性点を基準として見たものである。E2 in FIG. 16 is an oscillation signal of the starting circuit 2b, U, V, W, Z, X, Y are drive signals sent by the decoding circuit 3b according to the oscillation signal E, u, v,
w is the stator winding voltage of each phase of the motor 5b and the drive signals U, V, W, X,
The superposed voltage of the voltage supplied from the three-phase inverter circuit 4 by Y and Z and the induced voltage generated in the stator winding is viewed with reference to the neutral point of the stator winding.
u′,v′,w′は上記u,v,wの各信号を原位置検出信号I
u2,Iv2,Iw2として入力し、該原位置検出信号Iu2,Iv2,Iw
2を積分した電圧の振幅波形であるシフト信号Ju2,Jv2,I
w2は、上記u′,v′,w′を振幅の中央で各々コンパレー
トした論理化された初期位置検出信号である。u ′, v ′, w ′ is the original position detection signal I obtained by converting the above u, v, w signals.
u 2 , Iv 2 , Iw 2 and the original position detection signals Iu 2 , Iv 2 , Iw
Shift signal Ju 2 2 is the amplitude waveform of integrating the voltage, Jv 2, I
w 2 is a logicalized initial position detection signal obtained by comparing the above u ', v', and w'in the center of the amplitude.
J2′は、3個の初期位置検出信号の内2個が論理HIGHレ
ベルになった時出力される原コード信号、J2は原コード
信号J2′が送出を開始した後にJ2′を反転させたコード
信号である。J2 'is the original code signal that is output when two of the three initial position detection signals are at the logic high level, and J2 is the code that is the inverse of J2' after the original code signal J2 'has started to be sent. It is a signal.
従って、逆に第14図に示す各回路及び位置検出部の送出
する諸信号が第16図に示す如くタイミングを有すれば、
第14図に示す制御装置は成立することになる。Therefore, conversely, if the signals output by the circuits and the position detection section shown in FIG. 14 have the timings shown in FIG. 16,
The control device shown in FIG. 14 is established.
解読回路3bの構成については後述するとして、ともか
く、解読回路3bが第16図に入力されるデューティ比50%
の単一の発振信号E2を入力して、同第16図に示すU,V,W,
X,Y,Zの駆動信号を出力するものとすれば、発振信号E2
に対し駆動信号U,V,W,X,Y,Zは周波数が1/3で、発振信号
E2の1周期を論理HIGHレベル、2周期を論理LOWレベル
とする、駆動信号の電気角で120゜を論理HIGHレベル、2
40゜を論理LOWレベルとする信号であり、各々の駆動信
号は同一波形で、発振信号E2の1/2周期分である180゜、
駆動信号の電気角で60゜の位相差で送出されている。Although the configuration of the decoding circuit 3b will be described later, anyway, the decoding circuit 3b inputs the duty ratio of 50% to FIG.
Input the single oscillation signal E2 of U, V, W,
If the X, Y, Z drive signals are output, the oscillation signal E2
In contrast, the drive signals U, V, W, X, Y, and Z have a frequency of 1/3 and the oscillation signal
1 cycle of E2 is set to logic high level, 2 cycles are set to logic low level, 120 ° in electrical angle of drive signal is set to logic high level, 2
It is a signal that sets 40 ° to a logical low level, each drive signal has the same waveform, and 180 °, which is a half cycle of the oscillation signal E2,
It is transmitted with a phase difference of 60 ° in terms of electrical angle of the drive signal.
該駆動信号U,V,W,X,Y,Zによって、三相インバータ回路
が駆動され、モータ5bが結果として発振信号E2によって
同期駆動される。The drive signals U, V, W, X, Y, Z drive the three-phase inverter circuit, and as a result, the motor 5b is synchronously driven by the oscillation signal E2.
該同期駆動によって得られるモータ5bの各固定子巻線の
電圧は、該固定子巻線の中性点を基準とする相電圧とし
て見ると、第16図に示す互いに120゜位相差を有する、
いわゆる三相の相電圧u,v,wとなる。The voltage of each stator winding of the motor 5b obtained by the synchronous drive has a 120 ° phase difference shown in FIG. 16 when viewed as a phase voltage with reference to the neutral point of the stator winding.
So-called three-phase voltage u, v, w.
該相電圧を原位置検出信号Iu2,Iv2,Iw2として積分等の
処理によって各々の原位置検出信号を90゜位相の遅れた
シフト信号u′,v′,w′とすることが出来る。By using the phase voltage as the original position detection signals Iu 2 , Iv 2 , Iw 2 and processing such as integration, each original position detection signal can be made into shift signals u ′, v ′, w ′ with a 90 ° phase delay. .
該シフト信号を振幅の中央でコンパレートすることによ
って、原位置検出信号に対して90゜位相の遅れた論理化
された初期位置検出信号Ju2,Jv2,Jw2とすることが出来
る。By comparing the shift signal at the center of the amplitude, it is possible to obtain the logicalized initial position detection signals Ju 2 , Jv 2 and Jw 2 which are delayed by 90 ° in phase with respect to the original position detection signal.
該初期位置検出信号は、各々120゜位相差を有する三相
の相電圧である原位置検出信号を各々の原位置検出信号
に関して90゜位相を遅らせたのであるから、やはり三相
の互いに120゜の位相差を有するデューディ比50%の信
号である。The initial position detection signal is a three-phase phase voltage having a phase difference of 120 °, and the original position detection signal is delayed by 90 ° with respect to each original position detection signal. The signal has a phase difference of 50% and a duty ratio of 50%.
従って、相隣り合う初期位置検出信号は60゜ずつの重な
りを、該初期位置検出信号の立上り及び立下りの部分で
持っているはずであるから、初期位置検出信号の論理HI
GHレベル同士重なり合う部分を論理HIGHレベル、他の部
分を論理LOWレベルとする信号なら、初期位置検出信号
の1周期に対して3回の論理HIGHレベルと論理LOWレベ
ルを往復する、しかも、デューティ比50%の初期位置検
出信号の論理HIGHレベルである180゜分の内、両端の60
゜分が、他の相の初期位置検出信号の論理HIGHレベルと
重なり合う部分であるので、中央部の、他のいずれの相
の初期位置検出信号の論理HIGHレベルとも重ならない部
分は、やはり60゜分である。Therefore, since the adjacent initial position detection signals should have an overlap of 60 ° at each of the rising and falling portions of the initial position detection signal, the logic HI of the initial position detection signal is high.
If the signal where the overlapping GH levels are the logical high level and the other parts are the logical low level, the logical high level and the logical low level are reciprocated three times for one cycle of the initial position detection signal, and the duty ratio Of the 180 ° logic high level of the initial position detection signal of 50%, 60 at both ends
Since the ∘ portion overlaps with the logic HIGH level of the initial position detection signal of the other phase, the central portion which does not overlap with the logic HIGH level of the initial position detection signal of any of the other phases is still 60 °. Minutes.
従って、上記の様にして得る原コード信号J2′はデュー
ティ比50%であって、初期位置検出信号に対して3倍の
周波数であり、又、何れの初期位置検出信号の論理HIGH
レベルの立上りと該原コード信号の論理HIGHレベルの立
上りとは一致している。Therefore, the original code signal J2 'obtained as described above has a duty ratio of 50%, has a frequency three times as high as that of the initial position detection signal, and the logic HIGH of any initial position detection signal.
The rising edge of the level coincides with the rising edge of the logic HIGH level of the original code signal.
この様にして得た原コード信号J2′を反転して、該原コ
ード信号J2′が変化を開始してから、コード信号J2とし
て位置検出回路1bから出力して、起動回路2bに、同相で
コード信号J2を同期化コード信号として出力させる様に
入力させるならば、即ち、それまで起動回路2bが送出し
ていた発振信号と位相と同じとする同期化コード信号F2
を得る。該同期化コード信号F2は、第16図に示される様
に、駆動信号に対して、発振信号E2と同様に3倍の周波
数であり、上記の様に発振信号E2との位相差もなく切換
っているので、解読回路3bの入力信号とするに足り得
る。The original code signal J2 ′ obtained in this way is inverted, and after the original code signal J2 ′ starts to change, it is output from the position detection circuit 1b as the code signal J2, and in phase with the start circuit 2b. If the code signal J2 is input so as to be output as the synchronization code signal, that is, the synchronization code signal F2 that has the same phase as the oscillation signal sent by the starting circuit 2b until then.
To get As shown in FIG. 16, the synchronization code signal F2 has a frequency three times as high as that of the oscillation signal E2 with respect to the drive signal, and as described above, switching is performed without a phase difference from the oscillation signal E2. Therefore, it can be used as the input signal of the decoding circuit 3b.
ここに至って、モータ5bは、閉ループ駆動が行われるこ
とになる。At this point, the motor 5b is driven in the closed loop.
ここで、3個の初期位置検出信号Ju2,Iv2,Jw2を1個の
コード信号J2に変換するエンコーダ回路について述べ
る。Here, an encoder circuit for converting the three initial position detection signals Ju 2 , Iv 2 , Jw 2 into one code signal J2 will be described.
第15図はエンコード回路の1例を示すもので、13a〜13d
はAND回路、14はNOR回路、15はDフリップ、16aは反転
回路である。FIG. 15 shows an example of the encoding circuit, and 13a to 13d.
Is an AND circuit, 14 is a NOR circuit, 15 is a D flip, and 16a is an inverting circuit.
本図において、AND回路13a〜13cにて相異なる2個の初
期位置検出信号を各々論理積して、各々のAND回路13a〜
13cの出力をOR回路14にて論理和すると該位置検出信号J
u2,Jv2,Jw2のいずれの波形の立上りに関しても立上りが
一致した、該位置検出信号の周波数に対し3倍の周波数
を有する原コード信号J2′を得ることが出来る。In the figure, AND circuits 13a to 13c logically AND two different initial position detection signals to obtain AND circuits 13a to 13c.
When the output of 13c is ORed by the OR circuit 14, the position detection signal J
It is possible to obtain the original code signal J2 ′ having a frequency three times as high as the frequency of the position detection signal, the rising of which coincides with the rising of any of the waveforms u 2 , Jv 2 , and Jw 2 .
該原コード信号J2′を反転した信号を、原コード信号J
2′が変化を開始したことを検出するDフリップフロッ
プ15によって検出して、AND回路13dを介してコード信号
J2として得れば3個の位置検出信号Ju2,Jv2,Jw2はエン
コードされる。A signal obtained by inverting the original code signal J2 ′ is used as the original code signal J
The code signal is detected by the D flip-flop 15 which detects that 2'has started to change, and is passed through the AND circuit 13d.
If obtained as J2, the three position detection signals Ju 2 , Jv 2 , and Jw 2 are encoded.
この様子は第16図のJu2,Jv2,Jw2,J2′,J2の各信号波形
とタイミングチャートで示されたものと同じである。This state is the same as that shown in the signal waveforms and timing charts of Ju 2 , Jv 2 , Jw 2 , J2 ′, and J2 in FIG.
以上により、エンコードによって位置検出部1bから送出
されるコード信号J2は起動回路2bを経て同期化コード信
号F2として解読回路3bに入力されれば、解読回路3bによ
って1/3の周波数にされた駆動信号U,V,W,X,Y,Zとなっ
て、結果としてモータ5bを駆動することが出来る。As described above, if the code signal J2 sent from the position detection unit 1b by encoding is input to the decoding circuit 3b as the synchronized code signal F2 via the starting circuit 2b, the decoding circuit 3b drives it to a frequency of 1/3. The signals U, V, W, X, Y, Z result, and as a result, the motor 5b can be driven.
以上の説明では、コード信号J2は起動回路2bによって非
反転で同期化コード信号F2となる場合であったが、逆に
反転で同期化コード信号F2となる様に起動回路2bに入力
されるなら、例ば、第8図の(a)及び(b)の様に入
力信号が演算増幅器9の非反転入力端子に入力されるの
ではなく、反転入力端子側にコンデンサ結合によって入
力されたならば、コード信号J2は反転出力された同期化
コード信号F2となる。In the above description, the code signal J2 is non-inverted by the starting circuit 2b to become the synchronized code signal F2, but conversely, if it is input to the starting circuit 2b so as to become inverted and become the synchronized code signal F2. If, for example, the input signal is not input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 9 as in (a) and (b) of FIG. 8 but is input to the inverting input terminal side by capacitor coupling, , The code signal J2 becomes the inverted sync signal F2.
従って、上記の様に入力される信号が反転で出力される
様に構成された起動回路で入力される信号と発振信号が
逆相なる関係であるならば、第16図のE2,J2′のタイミ
ングチャートから明らかな様に、第15図において、原コ
ード信号J2′を直接上記の起動回路に入力させることで
結果として目的とする同期化コード信号F2と等価な信号
を得ることが出来るのでDフリップフロップ15、反転回
路16a、AND回路13dを省くことが出来る。Therefore, if there is a relationship in which the signal input by the starting circuit configured to output the signal inverted as described above and the oscillation signal have opposite phases, E2, J2 'in FIG. As is clear from the timing chart, in FIG. 15, by directly inputting the original code signal J2 'to the above-mentioned start-up circuit, a signal equivalent to the intended synchronization code signal F2 can be obtained, so that D The flip-flop 15, the inverting circuit 16a, and the AND circuit 13d can be omitted.
さて、第14図に示された起動回路2b及び解読回路3bの関
係、即ち、起動回路2bの送出する発振信号E2の周波数の
1/3の周波数で解読回路3bから駆動信号U,V,W,X,Y,Zが、
第16図の如く送出される様な関係であるならば、第17図
に示すモータの中性点電圧を原位置検出信号とする制御
装置の構成が達成出来る。Now, the relationship between the starting circuit 2b and the decoding circuit 3b shown in FIG. 14, that is, the frequency of the oscillation signal E2 transmitted by the starting circuit 2b
Driving signals U, V, W, X, Y, Z from the decoding circuit 3b at a frequency of 1/3 are
If the relationship is such that the signals are sent out as shown in FIG. 16, the configuration of the control device shown in FIG. 17 in which the neutral point voltage of the motor is used as the original position detection signal can be achieved.
以下、第17図のブロック図と、第17図の各部の信号の波
形とタイミングを示す第18図に従って説明する。Description will be given below with reference to the block diagram of FIG. 17 and FIG. 18 showing the waveforms and timings of the signals of the respective parts of FIG.
第17図において、ICは位置検出回路、2Cは起動回路、3C
は解読回路、4は三相インバータ回路、5Cはモータであ
る。In FIG. 17, IC is a position detection circuit, 2C is a start circuit, and 3C.
Is a decoding circuit, 4 is a three-phase inverter circuit, and 5C is a motor.
モータ5Cの起動時においては、起動回路2Cより発振回路
E3が送出される。When starting motor 5C, start circuit 2C causes oscillation circuit.
E3 is sent out.
解読回路3Cによって、発振信号E3の周波数の1/3の周波
数で駆動信号U,V,W,Z,X,Yが、第18図で示されるタイミ
ングで送出されるとすると、モータ5Cは、該駆動信号U,
V,W,Z,X,Yによって駆動される三相インバータ回路4を
介して給電されて同期駆動される。Assuming that the decoding circuit 3C sends the drive signals U, V, W, Z, X, and Y at the frequency of 1/3 of the frequency of the oscillation signal E3 at the timing shown in FIG. 18, the motor 5C is The drive signal U,
Power is supplied through the three-phase inverter circuit 4 driven by V, W, Z, X, and Y to be synchronously driven.
同期駆動されることによって、モータ5Cの固定子巻線の
中性点から、三相インバータ回路4の給電電源電圧V
B(第26図参照)の1/2の電圧でバイアスされた状態で各
相の非通電時の固定子巻線の誘起電圧が重畳された原位
置検出信号I3が得られる。該原位置検出信号I3を位置検
出回路1Cにて、積分等の手段によって90゜位相を遅らせ
たシフト信号I3′を作り、該シフト信号I3′を振幅の中
央でコンパレートして論理化した位置検出信号J3を位置
検出回路1Cの出力として起動回路2Cに入力する。起動回
路2Cは該位置検出信号J3が入力されると増幅機能として
動作して同期化位置検出信号F3を出力する。By being driven synchronously, the power supply voltage V of the three-phase inverter circuit 4 is changed from the neutral point of the stator winding of the motor 5C.
An original position detection signal I3 is obtained, in which the induced voltage of the stator windings during non-energization of each phase is superimposed in the state of being biased with half the voltage of B (see Fig. 26). In the position detection circuit 1C, the original position detection signal I3 is made into a shift signal I3 ′ whose phase is delayed by 90 ° by means such as integration, and the shift signal I3 ′ is compared at the center of the amplitude and logicalized position. The detection signal J3 is input to the starting circuit 2C as the output of the position detection circuit 1C. When the position detection signal J3 is input, the starting circuit 2C operates as an amplification function and outputs the synchronized position detection signal F3.
該同期化位置検出信号F3は、発振信号E3にとってかわっ
て解読回路3Cに入力されて、モータ5Cは、閉ループによ
る駆動へと移行する。The synchronized position detection signal F3 is input to the decoding circuit 3C in place of the oscillation signal E3, and the motor 5C shifts to driving by a closed loop.
本制御装置が成立する理由は次の通りである。The reason why this control device is established is as follows.
解読回路3Cは起動回路2Cの送出する発振信号E3の周波数
に対して1/3の周波数で駆動信号を送出するのであるか
ら、定常駆動時における同期化位置検出信号F3は、必要
となる駆動信号の周波数に対し3倍の周波数を有してい
なくてはならない。Since the decoding circuit 3C sends a drive signal at a frequency of 1/3 of the frequency of the oscillation signal E3 sent by the starting circuit 2C, the synchronized position detection signal F3 during steady drive is the required drive signal. Must have three times the frequency of.
一般に、三相のこの種のモータが120゜通電で駆動され
る様な場合、該モータの固定子巻線の中性点の電圧の振
幅の周波数は、非通電の固定子巻線に生ずる誘起電圧に
よって各相の固定子巻線への給電周波数に対して3倍の
周波数で振幅することは諸氏の知るところである。In general, when a three-phase motor of this type is driven by 120 ° energization, the frequency of the amplitude of the voltage at the neutral point of the stator winding of the motor will be It is known to all that the voltage swings at a frequency three times as high as the power supply frequency to the stator winding of each phase.
従って、第18図に示す各相の固定子巻線に表われる給電
及び誘起電圧が重畳した電圧を該固定子巻線の中性点を
基準として示した、相電圧u,v,wの波形の誘起電圧部分
のみが、モータ5Cの固定子巻線の中性点の電圧振幅とし
て残ることになる。Therefore, the waveforms of the phase voltages u, v, w are shown in FIG. 18 in which the voltage fed with the induced and induced voltages appearing in the stator winding of each phase is superimposed on the basis of the neutral point of the stator winding. Therefore, only the induced voltage part of V remains as the voltage amplitude of the neutral point of the stator winding of the motor 5C.
該振幅は第18図より明らかな様に、相電圧u,v,wのどれ
にも同期し、且つ、該相電圧の周波数の3倍の周波数で
ある。As is clear from FIG. 18, the amplitude is synchronized with any of the phase voltages u, v, w and has a frequency three times the frequency of the phase voltage.
従って、中性点電圧の振幅を取出し、起動回路の自己発
振による発振信号と位相のタイミングを合わせる事によ
って、つまり、位置検出回路内で、中性点電圧の振幅を
90゜位相を遅らせる等の処置によって、本制御装置は成
立する。Therefore, by extracting the amplitude of the neutral point voltage and adjusting the timing of the oscillation signal and the phase due to the self-oscillation of the starting circuit, that is, in the position detection circuit, the amplitude of the neutral point voltage is determined.
The control device is established by taking measures such as delaying the 90 ° phase.
前述において、位置検出信号J3はシフト信号I3′を振幅
の中央でコンパレートすることによって論理化した信号
としていたが、第12図の起動回路で説明した様に、シフ
ト信号I3′の振幅レベルが、起動回路の自己発振に伴う
出力を除く諸レベルの振幅に対し十分大きく、且つ起動
回路の増幅機能として動作する時の利得が十分大きけれ
ば、該シフト信号I3′を直接起動回路2cへ入力させるこ
とが出来る。In the above description, the position detection signal J3 is a signal that is logicalized by comparing the shift signal I3 ′ at the center of the amplitude, but as explained in the start circuit of FIG. 12, the amplitude level of the shift signal I3 ′ is , The shift signal I3 ′ is directly input to the starting circuit 2c if the amplitude of various levels excluding the output accompanying the self-oscillation of the starting circuit is sufficiently large and the gain when operating as an amplifying function of the starting circuit is sufficiently large. You can
又、シフト信号I3′を原位置検出信号I3に対して90゜進
み位相となるべくシフトさせた場合、第14図を説明した
場合と同様に、該シフト信号もしくは、該シフト信号を
論理化させた位置検出信号を起動回路によって反転され
た同期化位置検出信号とすることによって、本制御装置
を構成することが出来る。Further, when the shift signal I3 'is advanced by 90 ° with respect to the original position detection signal I3 and is shifted as much as possible to have a phase, the shift signal or the shift signal is logicalized as in the case of FIG. The present control device can be configured by using the position detection signal as the synchronized position detection signal inverted by the starting circuit.
以上、第17図の制御装置においては、モータ5cの固定子
巻線の中性点より原位置検出信号を得ていたが、第19図
に示す様に、同一の抵抗値を有する抵抗Ru,Rv,Rwによっ
てモータ5dの、各固定子巻線に給電される電圧及び発生
する誘起電圧を合成すると固定子巻線の中性点と同様の
電圧振幅を得る事が出来ることは、一般に知られてい
る。As described above, in the control device of FIG. 17, the original position detection signal is obtained from the neutral point of the stator winding of the motor 5c, but as shown in FIG. 19, the resistance Ru having the same resistance value, It is generally known that a voltage amplitude similar to the neutral point of the stator winding can be obtained by combining the voltage supplied to each stator winding of the motor 5d and the induced voltage generated by Rv and Rw. ing.
従って、該抵抗合成によって得られる電圧を原位置検出
信号として、第17図と全く同様の制御装置を構成するこ
とが出来る。Therefore, by using the voltage obtained by the resistance combination as the original position detection signal, it is possible to configure a control device exactly the same as that shown in FIG.
又、第17図の説明によって位置検出信号J3がモータ5cの
各相電圧の周波数に対して3倍の周波数であることと前
述まで説明した様に、解読回路が、第18図に示される入
力される発振信号E3や、位置検出信号J3によって起動回
路を経て得られる同期化位置検出信号F3の信号から駆動
信号U,V,W,Z;X,Yを送出することによって、即ち、モー
タの相電圧周波数に対して3倍の周波数をもつ1個の位
置検出信号によって3相のこの種のモータは駆動が可能
であることが明らかにされた。Further, as described above that the position detection signal J3 is three times as high as the frequency of each phase voltage of the motor 5c according to the explanation of FIG. 17, the decoding circuit inputs the signal shown in FIG. Oscillation signal E3, or by sending the drive signal U, V, W, Z; X, Y from the signal of the synchronized position detection signal F3 obtained via the start circuit by the position detection signal J3, that is, the motor It has been clarified that a three-phase motor of this type can be driven by one position detection signal having a frequency three times as high as the phase voltage frequency.
このことは、モータ内に該モータのロータの位置を検出
する手段を施すものにあっては、モータの固定子巻線に
給電される電圧の周波数の1周期の間に該モータのロー
タの位置を検出する信号が3つの振幅を等間隔で有する
ならば、従来では、モータのロータの位置検出手段が3
個の信号を得て、該3個の信号を制御装置側に送ってい
たものが、わずか1個の信号に集約されてしまう。This means that when the means for detecting the position of the rotor of the motor is provided in the motor, the position of the rotor of the motor is detected during one cycle of the frequency of the voltage supplied to the stator winding of the motor. Conventionally, if the signal for detecting 3 has three amplitudes at equal intervals, the position detecting means of the rotor of the motor is 3
What was obtained by sending the three signals to the control device side is aggregated into only one signal.
例ば、ホール素子を装着したモータならば、ホール素子
によって検出されるロータの磁極部に磁極数の3倍の数
の位置検出用磁極を回転方向に等間隔で施すことによ
り、あるいはロータと共に回転する箇所に、同様にロー
タの磁極数の3倍の数の磁極が回転方向に等間隔で施さ
れた磁石を装着し、1個のホール素子を該磁石と対向し
て非可動部に装着することにより容易に、上記のモータ
の相電圧周波数に対して3倍の周波数の原位置検出信号
とまったく等価な信号を得ることが出来る。For example, in the case of a motor equipped with a Hall element, the rotor magnetic poles detected by the Hall element are provided with position detecting magnetic poles three times the number of magnetic poles at equal intervals in the rotation direction, or are rotated together with the rotor. Similarly, magnets each having three times as many magnetic poles as the magnetic poles of the rotor are provided at equal intervals in the rotation direction, and one Hall element is attached to the non-movable portion so as to face the magnets. As a result, it is possible to easily obtain a signal that is completely equivalent to the original position detection signal having a frequency three times the phase voltage frequency of the motor.
又、この様にして得られるモータの相電圧周波数の3倍
の周波数をもつ原位置検出信号は、モータ内における位
置検出位置を選ぶことにより、第17図の説明や第18図に
示される、シフト信号I3′と同相の信号として得られ
る。The original position detection signal having a frequency three times the phase voltage frequency of the motor thus obtained is shown in the explanation of FIG. 17 and FIG. 18 by selecting the position detection position in the motor. It is obtained as a signal in phase with the shift signal I3 '.
従って、第20図で示される様に、モータ5eのロータの回
転によって、該モータ5eに給電される相電圧周波数の3
倍の周波数の信号の得られる原位置検出部Gの送出する
原位置検出信号I5を利用して、第17図と全く同様の制御
装置の構成によってモータ5eを駆動することが出来る。Therefore, as shown in FIG. 20, the rotation of the rotor of the motor 5e causes the phase voltage frequency of 3 to be supplied to the motor 5e.
By using the original position detection signal I5 sent from the original position detection unit G which can obtain a signal of double frequency, the motor 5e can be driven by the configuration of the control device which is exactly the same as that of FIG.
さて、第14図以降第20図に示される制御装置の解読回路
は第16図に示される様な、入力される発振信号E2や同期
化位置検出信号F2に対して、駆動信号U,V,W,Z,X,Yを送
出する回路でなくてはならない。Now, the decoding circuit of the control device shown in FIGS. 14 and 20 is a drive signal U, V, with respect to the input oscillation signal E2 and synchronization position detection signal F2 as shown in FIG. It must be a circuit that sends out W, Z, X, Y.
第14図では3個の位置検出信号をエンコードすることに
より1個のコード信号に変換しており、第15図から第20
図も原位置検出信号の違いはあるものの結果として解読
回路に入力される信号は、第14図のコード信号と同一の
ものである。In FIG. 14, three position detection signals are encoded to be converted into one code signal.
The signal input to the decoding circuit as a result is the same as the code signal of FIG. 14, although there is a difference in the original position detection signal.
従って、いずれの場合の制御装置においても、第14図の
エンコードと逆の動作を行うデコード回路によって3個
の位置検出信号と等価なデコード信号を得て、従来制御
装置例の第23図以降第25図及び本発明の制御装置例であ
る第12図に示される解読回路にデコード信号を入力させ
ることによって第14図から第20図の制御装置に要求され
る解読回路を実現することが出来るが、更に簡単で極め
て有効な方法を第21図に解読回路の1例として示し、こ
れを説明する。Therefore, in any of the control devices, a decode circuit that performs an operation reverse to that of the encoding shown in FIG. 14 is used to obtain a decode signal equivalent to three position detection signals, and FIG. Although the decoding circuit required for the control device of FIGS. 14 to 20 can be realized by inputting the decode signal to the decoding circuit shown in FIG. 25 and the control device example of the present invention shown in FIG. A more simple and extremely effective method is shown in FIG. 21 as an example of the decoding circuit and will be described.
第21図(a)及び(b)において、18a〜18dはシフトレ
ジスタ、16b,16cは反転回路、17a,17bはNOR回路であ
る。In FIGS. 21A and 21B, 18a to 18d are shift registers, 16b and 16c are inverting circuits, and 17a and 17b are NOR circuits.
第21図の(a)の場合、同期化コード信号に相当するデ
ューティ比50%の信号F4をクロックパルスとして入力す
るシフトレジスタ18aと上記信号F4を反転回路16bによっ
て反転させた反転信号▲▼をクロックパルスとして
入力とするシフトレジスタ18bとを主たる構成要素とし
ている。In the case of FIG. 21 (a), a shift register 18a for inputting a signal F4 having a duty ratio of 50% corresponding to a synchronization code signal as a clock pulse and an inverted signal ▲ ▼ obtained by inverting the signal F4 by an inverting circuit 16b. A shift register 18b that receives a clock pulse as an input is a main component.
シフトレジスタ18aは信号F4を1/3に分周させるべく動作
する様、該シフトレジスタ18aの第1シフト端子Q11の出
力信号Uと第2シフト端子Q12の出力信号Vを否定論理
和するNOR回路17aの出力を自身がシフトすべきデータd1
としてデータ入力端子D1に入力する第1シフトレジスタ
回路S1を構成し、シフトレジスタ18bは、シフトすべき
データをシフトレジスタ18aの第1シフト端子Q11より得
る第2シフトレジスタ回路S2とされている。今、両シフ
トレジスタ18a,18bは入力される信号の立上りでシフト
動作を行い、データのシフト順序はデータ入力端子→第
1シフト端子→第2シフト端子→第3シフト端子消滅も
しくは前記以外のシフト端子の順に行われるものとす
る。The shift register 18a performs a NOR operation on the output signal U of the first shift terminal Q11 and the output signal V of the second shift terminal Q12 of the shift register 18a so that the shift register 18a operates to divide the signal F4 into 1/3. Data d1 to which the output of 17a should be shifted by itself
The first shift register circuit S1 is input to the data input terminal D1 as described above, and the shift register 18b is the second shift register circuit S2 that obtains the data to be shifted from the first shift terminal Q11 of the shift register 18a. Now, both shift registers 18a and 18b perform a shift operation at the rising edge of the input signal, and the data shift order is the data input terminal → the first shift terminal → the second shift terminal → the third shift terminal disappears or a shift other than the above. It shall be performed in the order of terminals.
この様に構成された回路がリセットされた後に信号F4が
入力されると、該信号F4はシフトレジスタ18aとNOR回路
17aとによって行なわれるシフトカウント動作によっ
て、1/3に分周されて信号F4の1周期分を論理HIGHレベ
ル、2周期分を論理LOWレベルとする信号が各々のシフ
ト端子Q11,Q12,Q13より出力信号U,V,Wとして出力され
る。When the signal F4 is input after the circuit configured as described above is reset, the signal F4 is generated by the shift register 18a and the NOR circuit.
A signal that is divided into 1/3 by the shift count operation performed by 17a and has one cycle of the signal F4 as a logical HIGH level and two cycles as a logical LOW level is output from the respective shift terminals Q11, Q12, Q13. Output as output signals U, V, W.
該出力信号U,V,Wは、信号F4の3周期分が1周期である
ので、出力信号自身の電気角で表現するなら、信号F4の
1周期分、つまり120゜の位相差で順に送出されること
となる。Since the output signals U, V, W have one cycle for three cycles of the signal F4, if expressed by the electrical angle of the output signal itself, the signals are sequentially sent for one cycle of the signal F4, that is, with a phase difference of 120 °. Will be done.
この事実は諸氏の知るところである。This fact is something everyone knows.
さて、シフトレジスタ18bは、信号F4の反転信号▲
▼によってシフト動作を行うのであるから信号F4の電気
角で180゜、シフトレジスタ18aの出力信号の電気角で60
゜分の位相の遅れた時点でシフト動作を行う。Now, the shift register 18b outputs an inverted signal of the signal F4 ▲
Since the shift operation is performed by ▼, the electrical angle of the signal F4 is 180 °, and the electrical angle of the output signal of the shift register 18a is 60 °.
The shift operation is performed when the phase is delayed by a degree.
又、シフトレジスタ18bはシフトレジスタ18aの出力信号
のひとつをシフトすべきデータとして得ているのである
から、結果とし得られる全体の出力信号はシフトレジス
タ18aの全体としての出力信号と全く同一の波形で、位
相が60゜遅れた信号となる。Further, since the shift register 18b obtains one of the output signals of the shift register 18a as the data to be shifted, the resulting overall output signal has the same waveform as the overall output signal of the shift register 18a. Then, the signal is delayed by 60 °.
この様子を第22図(a)にタイミングチャートとして示
す。This state is shown as a timing chart in FIG.
第22図(a)より明らかな様に、シフトレジスタ18a及
びシフトレジスタ18bのシフト端子より出力される信号
U,V,W,Z,X,Yは、第16図や第18図の駆動信号U,V,W,Z,X,Y
と同一である。As is clear from FIG. 22 (a), the signals output from the shift terminals of the shift registers 18a and 18b.
U, V, W, Z, X, Y are the drive signals U, V, W, Z, X, Y in FIGS. 16 and 18.
Is the same as
従ってこれまでの本発明に係る結果として起動回路に入
力される信号が1個であるものの制御装置は第21図
(a)の回路を解読回路として使用することによって、
前述の様なデコードを行って3個の信号に復元する必要
はなく、同期化コード信号及び発振信号を直接入力する
ことによりモータを起動及び定常駆動することが出来
る。Therefore, as a result of the present invention so far, only one signal is inputted to the starting circuit, but the control device uses the circuit of FIG. 21 (a) as a decoding circuit.
It is not necessary to perform the decoding as described above to restore the three signals, and the motor can be started and constantly driven by directly inputting the synchronization code signal and the oscillation signal.
第21図(b)は、入力される同期化コード信号に相当す
るデューティ比50%の信号F4が直接クロックパルスとし
てシフトレジスタ18dに入力され、該信号F4を反転回路1
6cにて反転させた反転信号▲▼がシフトレジスタ18
cにクロックパルスとして入力されるもので、シフトレ
ジスタ18cが第21図(a)の如く、NOR回路17bと共に反
転信号▲▼を1/3に分周するシフトカウント動作を
行う第1シフトレジスタ回路S1を構成し、シフトレジス
タ18dが、シフトレジスタ18cの出力信号のひとつをシフ
トすべきデータとしてシフト動作を行う第2シフトレジ
スタ回路とされている。In FIG. 21 (b), a signal F4 having a duty ratio of 50% corresponding to the input synchronization code signal is directly input to the shift register 18d as a clock pulse, and the signal F4 is input to the inverting circuit 1
The inverted signal ▲ ▼ inverted by 6c is the shift register 18
The first shift register circuit, which is input to c as a clock pulse, performs a shift count operation in which the shift register 18c divides the inverted signal ▲ ▼ into 1/3 together with the NOR circuit 17b as shown in FIG. 21 (a). The shift register 18d that constitutes S1 is a second shift register circuit that performs a shift operation by using one of the output signals of the shift register 18c as data to be shifted.
この場合も、両シフトレジスタ18c,18dが第21図(a)
と同様の、入力信号の立上りでシフト動作、及びデータ
のシフト順序で動作が行われるものとすれば、この様に
構成された回路に信号F4が入力されると、シフトレジス
タ18cが反転信号▲▼を1/3に分周した出力信号を送
出するのは、信号F4が入力され始めてから、入力される
信号F4の電気角で180゜分周された出力信号の電気角で6
0゜位相が遅れてから出力される。Also in this case, both shift registers 18c and 18d are shown in FIG. 21 (a).
Similar to the above, assuming that the shift operation is performed at the rising edge of the input signal and the operation is performed in the data shift order, when the signal F4 is input to the circuit configured in this way, the shift register 18c outputs the inverted signal ▲ The output signal obtained by dividing ▼ into 1/3 is sent by the electrical angle of the output signal divided by 180 ° by the electrical angle of the input signal F4 after the input of the signal F4.
It is output after the phase is delayed by 0 °.
これは、1/3に分周される反転信号▲▼はデューテ
ィ比50%の信号F4の反転されたものである為、シフトレ
ジスタ18cは信号F4の立下りでシフトカウント動作を行
っていることと同じことだからである。次に、シフトレ
ジスタ18dは、信号F4の立上りでシフト動作を行い、シ
フトレジスタ18cは信号F4の立下りの時点で反転信号▲
▼によってシフトカウント動作を行うのであるか
ら、各々のシフトレジスタの動作はシフトレジスタ18d
がシフトレジスタ18cに先じて開始される。This is because the inversion signal ▲ ▼ divided in 1/3 is the inversion of the signal F4 with a duty ratio of 50%, so the shift register 18c performs the shift count operation at the falling edge of the signal F4. Because it is the same. Next, the shift register 18d performs a shift operation at the rising edge of the signal F4, and the shift register 18c outputs an inverted signal ▲ at the falling edge of the signal F4.
Since the shift count operation is performed by ▼, the operation of each shift register is
Is started prior to the shift register 18c.
しかしながら、最初のシフトレジスタ18dがシフト動作
時点ではシフトレジスタ18cが、分周の出力を送出して
いないので論理LOWレベルのままである。However, since the first shift register 18d does not output the frequency-divided output at the time of the shift operation, the shift register 18c remains at the logic low level.
従って、シフトレジスタ18dがシフト動作を行っても、
該シフトレジスタ18dの出力は変化が生じない。Therefore, even if the shift register 18d performs the shift operation,
The output of the shift register 18d does not change.
このことから、シフトレジスタ18dが変化のある信号を
送出するのは、シフトレジスタ18dがシフトすべきデー
タを得ているシフトレジスタ18cのシフト端子が分周の
出力信号を送出開始した時点から信号F4の電気角で180
゜、分周された出力信号の電気角で60゜位相が遅れてか
らである。From this, the shift register 18d sends the changed signal because the signal F4 is output from the time when the shift terminal of the shift register 18c, which has obtained the data to be shifted by the shift register 18d, starts sending the frequency-divided output signal. 180 electrical angle
This is because the phase is delayed by 60 ° due to the electrical angle of the divided output signal.
以上のことから、第21図(b)と同様にシフトレジスタ
18cは、直接的には反転信号▲▼を1/3に分周した出
力信号を出力するのではあるが結果として信号F4を1/3
に分周しており、信号F4の、1周期分を論理HIGHレベ
ル、2周期分を論理LOWレベルとする出力信号を送出
し、各シフト端子の送出する出力信号は信号F4の1周期
分、即ち1/3に分周された出力信号の電気角で120゜ずつ
位相の遅れた信号をシフト端子のシフト順に出力する。From the above, the shift register is the same as in Fig. 21 (b).
18c directly outputs an output signal obtained by dividing the inverted signal ▲ ▼ into 1/3, but as a result, the signal F4 is divided into 1/3.
The output signal from the signal F4 for one cycle is a logical high level, and two cycles are a logical low level. The output signal from each shift terminal is one cycle of the signal F4. That is, the signals whose phases are delayed by 120 ° in terms of the electrical angle of the output signal divided by 1/3 are output in the shift terminal shift order.
シフトレジスタ8dはシフトレジスタ8cの出力信号のひと
つをデータとする為、まったく同一の波形で、出力信号
の電気角で60゜位相の遅れた出力信号を出力する。Since the shift register 8d uses one of the output signals of the shift register 8c as data, it outputs an output signal having the same waveform and a phase delay of 60 ° in electrical angle of the output signal.
この様子を第22図(b)にタイミングチャートとして示
す。This situation is shown as a timing chart in FIG.
本図から明らかな様に、両シフトレジスタ18c,18dから
出力される出力信号U,V,W,Z,X,Yは第22図(a)の場合
と全て同じである。As is apparent from this figure, the output signals U, V, W, Z, X and Y output from both shift registers 18c and 18d are all the same as in the case of FIG. 22 (a).
従って、信号F4が同期化コード信号及び発振信号として
入力されるならば、両シフトレジスタの出力信号を駆動
信号としてモータを起動及び定常駆動することが出来
る。Therefore, if the signal F4 is input as the synchronization code signal and the oscillation signal, the motor can be started and steadily driven by using the output signals of both shift registers as drive signals.
但し、第22図の(a)と(b)の両タイミングチャート
を比較して分る様に、入力される同一の信号F4に対し第
22図(a)の出力信号と第22図(b)の出力信号では該
信号F4の電気角で180゜の位相差を持っている。このこ
とは、この方法による解読回路を使用する場合、両シフ
トレジスタに入力される信号F4と反転信号▲▼を入
替えるだけで、該信号F4に関して、解読回路全体の動作
を正論理にも負論理にもすることが出来ることを意味す
る。However, as can be seen by comparing the timing charts of (a) and (b) of FIG.
The output signal of FIG. 22 (a) and the output signal of FIG. 22 (b) have a phase difference of 180 ° in the electrical angle of the signal F4. This means that when the decoding circuit according to this method is used, the operation of the decoding circuit as a whole can be positive or negative with respect to the signal F4 simply by exchanging the signal F4 input to both shift registers and the inverted signal ▲ ▼. It means that it can be done in logic.
以上、第21図の(a)及び(b)においては、シフトレ
ジスタの動作を入力されるクロックパルスの立上りで行
わせるという条件で説明を行ったが、前述信号F4と反転
信号▲▼を入力する解読回路の中のシフトレジスタ
に対し入替えることで入力する信号F4,に対して正論
理、負論理で動作させることが出来ることから、両シフ
トレジスタの動作をクロックパルスの立下りで行うもの
を使用しても、解読回路として使用出来ることは論を待
たない。As described above, in FIGS. 21 (a) and 21 (b), the description has been made under the condition that the operation of the shift register is performed at the rising edge of the input clock pulse. However, the signal F4 and the inverted signal ▲ ▼ are input. It is possible to operate both shift registers at the falling edge of the clock pulse because it can be operated with positive logic or negative logic with respect to the input signal F4, by exchanging the shift register in the decoding circuit. Even if you use, it can be used as a decoding circuit.
又、解読回路の中の一方シフトレジスタが入力されるク
ロックパルスの立上りでシフト動作をするものであれば
他方のシフトレジスタは入力されるクロックパルスの立
下りでシフト動作をする様にすれば、第21図の(a)及
び(b)における、F4を反転させる反転回路16b,16cを
各々省くことが出来ることは容易に理解出来る。If one shift register in the decoding circuit shifts at the rising edge of the input clock pulse, the other shift register shifts at the falling edge of the input clock pulse. It can be easily understood that the inverting circuits 16b and 16c for inverting F4 in FIGS. 21A and 21B can be omitted.
以下第1シフトレジスタ回路S1のシフトレジスタをシフ
トカウント動作側のシフトレジスタ、第2シフトレジス
タ回路S2のシフトレジスタをシフト動作側のシフトレジ
スタと記す。Hereinafter, the shift register of the first shift register circuit S1 will be referred to as a shift register on the shift count operation side, and the shift register of the second shift register circuit S2 will be referred to as a shift register on the shift operation side.
第22図の(a)及び(b)は入力される信号をクロック
パルスとして、該信号を1/3に分周するシフトカウント
動作側の、シフトレジスタの第1シフト端子から出力さ
れる出力信号をシフトすべきデータとして、シフト動作
側の、シフトレジスタを動作させていたが、シフト動作
側のシフトレジスタのシフトすべきデータは、シフトカ
ウント動作側のシフトレジスタの他のシフト端子から得
てもよい。22 (a) and 22 (b) are output signals output from the first shift terminal of the shift register on the shift count operation side for dividing the signal into 1/3 by using the input signal as a clock pulse. The shift register on the shift operation side was operated as the data to be shifted, but the data to be shifted on the shift register on the shift operation side can be obtained from another shift terminal on the shift register on the shift count operation side. Good.
何故ならば、入力される信号をクロックパルスとするシ
フトレジスタの1/3の分周するシフトカウント動作によ
って出力されるシフト端子の出力信号は互に120゜の位
相差があるだけで波形は同一であるから、何れのシフト
端子の出力信号を選択しても、シフトカウント動作側の
シフトレジスタの出力信号は、第22図の場合を基準とす
るならば、120゜もしくは240゜の位相遅れで出力が開始
されるだけだからである。This is because the output signals of the shift terminals, which are output by the shift count operation that divides the frequency by 1/3 of the shift register that uses the input signal as a clock pulse, have the same phase difference only with a phase difference of 120 °. Therefore, no matter which output signal of the shift terminal is selected, the output signal of the shift register on the shift count operation side has a phase delay of 120 ° or 240 °, based on the case of FIG. This is because the output is only started.
即ち、シフトすべきデータを第2シフト端子から得るの
であれば120゜、第3シフト端子から得るのであれば240
゜遅れて出力を開始する。That is, if the data to be shifted is obtained from the second shift terminal, it is 120 °, and if it is obtained from the third shift terminal, it is 240 °.
Output starts after a delay.
従って、シフトすべきデータとして選択したシフト端子
に応じて、シフト動作側のシフトレジスタの出力信号
を、解読回路の出力信号として駆動される三相インバー
タ回路の中の通電制御素子に対して入替えるだけで、解
読回路としての機能は損われない。Therefore, according to the shift terminal selected as the data to be shifted, the output signal of the shift register on the shift operation side is replaced with the energization control element in the three-phase inverter circuit driven as the output signal of the decoding circuit. However, the function as the decoding circuit is not damaged.
又、第21図では、第26図に示す三相インバータ回路と対
比すると、シフトカウント動作側のシフトレジスタが三
相インバータ回路4の上アーム側の通電制御素子4a〜4c
を各々駆動すべく出力信号を送出し、該シフトカウント
側のシフトレジスタの出力する信号のひとつをシフトす
るシフト動作側のシフトレジスタが三相インバータ回路
4の下アーム側の通電制御素子4d〜4fを各々駆動すべく
出力信号を送出しているが、第22図の出力信号U,V,W,Z,
X,Yの波形タイミングを見て分る様に、シフトカウント
動作側のシフトレジスタの出力信号とシフト動作側のシ
フトレジスタの出力信号は、各シフトレジスタの出力信
号を総括して対比するならばシフトカウント動作側のシ
フトレジスタの出力信号に対して、シフト動作側のシフ
トレジスタの出力信号は60゜の位相遅れとなっている。Further, in FIG. 21, in comparison with the three-phase inverter circuit shown in FIG. 26, the shift register on the shift count operation side shows that the energization control elements 4a to 4c on the upper arm side of the three-phase inverter circuit 4 are arranged.
The shift register on the shift operation side, which outputs an output signal for driving each of the shift count side and shifts one of the signals output by the shift register on the shift count side, is the energization control elements 4d-4f on the lower arm side of the three-phase inverter circuit 4. The output signals are sent to drive each of the output signals U, V, W, Z,
As can be seen from the waveform timings of X and Y, if the output signal of the shift register on the shift count side and the output signal of the shift register on the shift side are compared with each other. The output signal of the shift register on the shift operation side has a phase delay of 60 ° with respect to the output signal of the shift register on the shift count operation side.
即ち、出力信号Uに対して出力信号Z、出力信号Vに対
して出力信号X、出力信号Wに対して出力信号Yは各々
60゜の位相遅れとなっている。That is, the output signal Z is output for the output signal U, the output signal X is output for the output signal V, and the output signal Y is output for the output signal W.
It has a phase delay of 60 °.
しかし、該位相関係は、各シフトレジスタの出力信号を
個別で対比するならば、例ば第22図に関して、出力信号
Zに対して出力信号V、出力信号Xに対して出力信号
W、出力信号Yに対して出力信号はUは各々60゜の位相
遅れとなっている。However, if the output signals of the shift registers are individually compared with each other, the phase relationship is, for example, with reference to FIG. 22, an output signal V for the output signal Z, an output signal W for the output signal X, and an output signal W for the output signal X. The output signals of U have a phase delay of 60 ° with respect to Y.
但し、出力信号Yに対する出力信号Uに関しては出力信
号Uの方が300゜の位相進みで、このことは1周期遅れ
た信号に関しては60゜の遅れと等価である。However, with respect to the output signal U with respect to the output signal Y, the output signal U has a phase lead of 300 °, which is equivalent to a delay of 60 ° for a signal delayed by one period.
以上のことから、シフトカウント動作側のシフトレジス
タの出力信号を三相インバー回路4の下アーム側の駆動
信号とし、シフト動作側のシフトレジスタの出力信号を
該三相インバータ回路の上アーム側の駆動信号とするこ
とも可能である。From the above, the output signal of the shift register on the shift count operation side is used as the drive signal for the lower arm side of the three-phase invertor circuit 4, and the output signal of the shift register on the shift operation side is used for the upper arm side of the three-phase inverter circuit. It can also be a drive signal.
以上、第21図に示す回路を解読回路として使用する場合
の設計上の自由度、即ち、入力される信号F4に対する負
論理対応・正論理対応の選択、シフトレジスタのクロッ
クパルスに対する立上り動作、立下り動作の選択、各シ
フトレジスタの三相インバータ回路への出力信号送出先
の選択、シフト動作側のシフトレジスタのシフトすべき
データの選択等、各所での選択が可能な事による設計上
の自由度が得られる。As described above, the degree of freedom in design when the circuit shown in FIG. 21 is used as a decoding circuit, that is, selection of negative logic correspondence / positive logic correspondence for the input signal F4, rising operation for the clock pulse of the shift register, rising Freedom in design due to selection in various places such as selection of down operation, selection of output signal destination to three-phase inverter circuit of each shift register, selection of data to be shifted in shift register on shift operation side You get a degree.
以上の様に、第21図に示す解読回路としての利用は、本
発明における同期化コード信号もしくは発振信号として
入力される信号F4に関して、該信号F4を単なるクロック
パルスとして使用することによる、三相インバータ回路
を駆動するに必要な駆動信号を、リングカウントの様な
形式で出力させている為、入力される信号F4に対する出
力信号は必ずしも厳密な対応を余儀なくされるものでは
ない。As described above, the use as the decoding circuit shown in FIG. 21 is achieved by using the signal F4 as a simple clock pulse for the signal F4 input as the synchronization code signal or the oscillation signal in the present invention. Since the drive signal necessary for driving the inverter circuit is output in a format such as ring count, the output signal with respect to the input signal F4 does not necessarily have to be strictly matched.
又、三相インバータ回路に必要な駆動信号は、該三相イ
ンバータ回路の通電制御素子を120゜通電で駆動する場
合においては、同一の波形が、該駆動信号の1/6周期を
最小単位とする位相差を有す信号で構成されているので
あるから、信号F4はデューティ比50%で、出力信号であ
る駆動信号に対して3倍の周波数を最底条件として有し
ていれば、第21図による回路を本発明に係る解読回路と
して利用出来る。Further, the drive signal necessary for the three-phase inverter circuit has the same waveform when the energization control element of the three-phase inverter circuit is driven at 120 ° energization, with the 1/6 cycle of the drive signal as the minimum unit. Since the signal F4 has a duty ratio of 50% and has a frequency three times as high as that of the drive signal as an output signal as the bottom condition, The circuit shown in FIG. 21 can be used as a decoding circuit according to the present invention.
従って、本発明において三個の位置検出信号を1個にエ
ンコードしたコード信号、モータの固定子巻線の中性点
電圧の振幅より得たコード信号、モータの極数の3倍に
着磁されたロータ側磁極を検出すべく施された検出手段
より得たコード信号等は上記の最底条件を全て満足して
いるのであるから第21図の回路を解読回路として採用す
ることが出来る。Therefore, in the present invention, a code signal obtained by encoding three position detection signals into one, a code signal obtained from the amplitude of the neutral point voltage of the stator winding of the motor, and magnetized to three times the number of poles of the motor. Since the code signal and the like obtained by the detecting means provided for detecting the rotor side magnetic pole satisfy all of the above-mentioned bottom conditions, the circuit of FIG. 21 can be adopted as a decoding circuit.
又、本解読回路の説明においては、両シフトレジスタを
リセットしてからのタイミングで説明したが、リセット
を行わなくても、信号F4が3周期分以上入力されれば、
第22図に示すタイミングで両シフトレジスタから出力信
号を得ることが出来る。何故ならば、初期の電源立上り
等で両シフトレジスタのシフト端子がランダムにレベル
設定された出力信号だとしても、信号F4の入力によって
順次シフトされれば、第3シフト端子以降は該出力信号
が消滅もしくは、必要としないシフト端子へシフトされ
以後の出力信号に影響を与えないからである。In the description of the decoding circuit, the description has been given with the timing after resetting both shift registers, but without resetting, if the signal F4 is input for three cycles or more,
Output signals can be obtained from both shift registers at the timings shown in FIG. The reason is that even if the shift terminals of both shift registers are output signals whose levels are randomly set at the initial power-up, etc., if the signals are sequentially shifted by the input of the signal F4, the output signals after the third shift terminal are This is because it disappears or is shifted to an unnecessary shift terminal and does not affect subsequent output signals.
従って、信号F4が3周期分以上入力される間は、例ば三
相インバータ回路の電源電圧が印加されないとか、解読
回路からの出力信号が三相インバータ回路に印加されな
いという様な処置が施されているならば、解読回路にお
ける初期リセットは不必要なものとすることが出来る。Therefore, while the signal F4 is input for three cycles or more, for example, the power supply voltage of the three-phase inverter circuit is not applied, or the output signal from the decoding circuit is not applied to the three-phase inverter circuit. If so, the initial reset in the decoding circuit can be unnecessary.
以上、本発明によれば、位置検出回路と解読回路間の位
置検出信号系統間に直列に起動回路を挿入することによ
り、従来、この種のモータを起動するだけの為の発振回
路、疑似信号発生回路、疑似信号と閉ループ駆動に必要
な信号との選択回路、該選択を判断する判別回路等、諸
々の回路を除去せしめることが可能になる。As described above, according to the present invention, by inserting the starting circuit in series between the position detecting signal system between the position detecting circuit and the decoding circuit, the oscillation circuit and the pseudo signal for only starting the motor of the related art have been conventionally used. It is possible to eliminate various circuits such as a generation circuit, a selection circuit for selecting a pseudo signal and a signal required for closed loop drive, and a determination circuit for determining the selection.
又、本発明は、モータに位置検出手段を施すものの制御
装置にも、モータの固定子巻線に発生する誘起電圧を利
用する制御装置にも適用することが出来る為、従来の制
御装置のほとんどに対して適用することが出来る。Further, since the present invention can be applied to a control device in which a motor is provided with a position detecting means and a control device utilizing an induced voltage generated in a stator winding of a motor, most of conventional control devices can be applied. Can be applied to.
上記の起動回路は、入力される信号に対して十分な利得
を持たせることにより、入力信号を解読回路に必要な論
理信号に変換させる機能を合せ持たせることが可能で、
該機能によって、従来の位置検出の信号を論理化する際
のコンパレータを利用して起動回路を構成することも出
来る。The above-mentioned start-up circuit can have a function of converting the input signal into a logical signal necessary for the decoding circuit by giving a sufficient gain to the input signal,
With this function, it is also possible to configure a starting circuit by using a comparator for logicalizing a conventional position detection signal.
従って、従来の制御装置における閉ループ駆動時の位置
検出回路にわずかな部品を加えるだけで、モータの起動
だけに使用する上記の諸々の回路を除去することが出来
る。Therefore, the above-mentioned various circuits used only for starting the motor can be removed by adding a few parts to the position detection circuit in the closed loop drive in the conventional control device.
又、起動回路の前段を発振器と入力される微小の位置検
出信号に対する増幅器とし、後段にコンパレータを設け
て論理化した位置検出信号にしてもよい。このことは、
予めモータの相電圧周波数の3倍の周波数の原位置検出
信号を得るものに対しても同様に行える。Alternatively, the starter circuit may be an amplifier for the minute position detection signal input to the oscillator and a comparator may be provided in the latter stage to provide a logicalized position detection signal. This is
The same can be applied to a device which previously obtains an original position detection signal having a frequency three times the phase voltage frequency of the motor.
又、本発明の中の第15図に示す様な3本の位置検出信号
を1本の信号に変換するエンコーダ回路と第21図に示す
様な解読回路との使用によって、第9図〜第11図の様な
複数の発振信号を送出する様な起動回路を単一の発振信
号のみを有する起動回路によってモータを起動すること
も、定常駆動することも可能で、起動回路内の複雑な配
線や設計上のわずらわしさを解決することが出来、更に
制御装置を簡素化することが可能である。Further, by using an encoder circuit for converting three position detection signals as shown in FIG. 15 into one signal and a decoding circuit as shown in FIG. A starter circuit that sends out multiple oscillation signals as shown in Fig. 11 can be used to start the motor with a starter circuit that has only a single oscillation signal, or to drive the motor steadily. It is possible to solve the troublesomeness in designing and further simplify the control device.
又、上記の様な3個の位置検出信号を1個にエンコード
する操作は行わず、予め原位置検出信号をモータの相電
圧周波数の3倍の周波数とすることにより、即ち、モー
タの固定子巻線の中性点電圧や仮想中性点より原位置検
出信号を得たり、ロータの極数の3倍の着磁された磁極
をロータに周期して検出すべく施された位置検出手段よ
り得たりすることより、位置検出信号系統を1本にして
起動回路を単一の発振信号送出の為の回路で構成するこ
とが出来る。Further, by not performing the operation of encoding the three position detection signals into one as described above, but by making the original position detection signal a frequency three times the phase voltage frequency of the motor, that is, the stator of the motor. An original position detection signal is obtained from the neutral point voltage of the winding or a virtual neutral point, and a position detecting means is provided to detect magnetized magnetic poles three times the number of poles of the rotor in the rotor in a cycle. By obtaining the above, the position detection signal system can be made one and the starting circuit can be configured by a circuit for sending a single oscillation signal.
本発明での解読回路は、1個の入力される信号をほとん
ど直接、120゜通電の三相インバータ回路の駆動信号を
送出することが出来る為、簡単な構成で済み、且つ、入
力される信号も単にシフトレジスタのクロックパルスと
して利用するだけであるので、クロックパルスの立上り
や立下り以外の区間は駆動信号は状態を保持しており、
又、解読回路内に使用されるシフトレジスタのひとつは
他のシフトレジスタの出力信号をシフトすべきデータと
しているので、2つのシフトレジスタの出力信号関係へ
一意的に決定され、従って該解読回路によって駆動され
る三相インバータ回路の上下アームの短絡という、制御
装置にとって致命的な状態を未然に防ぐことが出来る。The decoding circuit according to the present invention can send a driving signal for a three-phase inverter circuit energized at 120 ° almost directly to one input signal, so that it has a simple structure and an input signal. Since it is simply used as the clock pulse of the shift register, the drive signal holds the state except the rising and falling edges of the clock pulse.
Also, since one of the shift registers used in the decoding circuit uses the output signal of the other shift register as the data to be shifted, it is uniquely determined by the relationship of the output signals of the two shift registers. It is possible to prevent a short circuit between the upper and lower arms of the driven three-phase inverter circuit, which is a fatal condition for the control device.
この様、本発明は、ホール素子等を使用する位置検出手
段をモータに施すものにあっては、モータ内のロータに
等間隔の、本来モータが回転するに必要な磁極数の3倍
の位置検出用の磁極を施すだけで、従来3個の原位置検
出信号を必要としていたものが、1個で済み、モータと
制御装置間の配線を格段に減らすことが出来る。As described above, according to the present invention, in the case where the motor is provided with the position detecting means using the Hall element or the like, the rotors in the motor are equidistantly arranged at positions three times the number of magnetic poles necessary for the motor to rotate. By only providing magnetic poles for detection, one that conventionally required three original position detection signals is now one, and the wiring between the motor and the control device can be significantly reduced.
又、モータの固定子巻線に発生する誘起電圧を利用する
ものにあっては、従来、起動だけに使用する諸回路を除
去せしめることが出来る。Further, in the case of utilizing the induced voltage generated in the stator winding of the motor, various circuits conventionally used only for starting can be eliminated.
従って、制御装置は簡素となり、制御装置の信頼性を高
めると同時にコストを低下せしめることが出来る。Therefore, the control device can be simplified, and the reliability of the control device can be improved and at the same time the cost can be reduced.
第1図及び第2図は本発明の主要を説明する為のブロッ
ク図。 第3図は本発明に係る起動回路の動作機能を示すブロッ
ク図 第4図は、本発明を適用するモータの固定子巻線に発生
する誘起電圧と同期駆動の為の発振信号周波数との関係
を示すグラフ。 第5図(a)は本発明に使用する起動回路の自己発振動
作を説明する為のブロック図。 第5図(b)は第5図(a)は自己発振する為の条件を
満した時のナイキスト線図。 第6図は第5図(a)を演算増幅器を使用して構成した
ブロック図。 第7図(a)及び(b)は第6図を所定の条件下で動作
させた時の各部の波形をタイミングチャートで示した
図。 第8図(a)及び(b)は、第6図及び第7図を具体化
した一例で、第7図(a)に相当する動作を行うものが
第8図(a)、第7図(b)に相当する動作を行うもの
が第8図(b)である。 第9図は複数の位置検出信号に対応する起動回路の一例
を示すブロック図 第10図は第9図と同機能を有する起動回路の別の一例を
示すブロック図。 第11図は第9図と同機能を有する起動回路の更に別の一
例を示すブロック図。 第12図は第9図〜第11図に示す起動回路のひとつを適用
した場合の制御装置の構成を示すブロック図。 第13図は第12図に係る諸信号のタイミングチャート図。 第14図は複数の位置検出信号をひとつの信号にエンコー
ドして起動回路を単一の発振信号を送出するものとして
構成した制御装置の構成を示すブロック図。 第15図は第14図に係るエンコーダ回路の一例。 第16図は第14図に係る諸信号のタイミングチャート図。 第17図はモータの中性点から位置検出に必要な信号を得
る場合の本発明による制御装置の構成を示すブロック
図。 第18図は第17図に係る諸信号のタイミングチャート。 第19図は第17図における位置検出の為の信号を得る先を
仮想中性点に求める場合の一例を示す図。 第20図は第17図における位置検出の為の信号を得る先
を、モータ内に施された位置検出手段に求める場合の一
例を示す図。 第21図(a)及び(b)は第14図及び第17図における解
読回路に適用可能な解読回路の一例を示す回路図。 第22図(a)及び(b)は第21図(a)及び(b)に係
る諸信号のタイミングチャートで、第22図(a)は第21
図(a)と、第22図(b)は第21図(b)と相対応す
る。 第23図は、モータ内に位置検出手段を有するモータの従
来の制御装置の構成を示すブロック図。 第24図は、モータの固定子巻線に発生する誘起電圧を利
用する場合の従来の制御装置の構成の一例を示すブロッ
ク図。 第25図は、第24図の場合と同様の誘起電圧を利用する別
の従来の制御装置の構成を示すブロック図。 第26図は、本発明及び従来の制御装置がモータに給電す
る為の三相インバータ回路を構成を示すブロック図。 同一記号は同じものもしくは同様の機能を有するものを
示すものである。 1及び1a〜1f……位置検出回路 1b1……初期位置検出回路 1b2……エンコーダ回路 2及び2a〜2c……起動回路 3及び3a〜3e……解読回路 4……三相インバータ回路 5及び5a〜5g……モータ 6及び6a〜6c……増幅部 7及び7a〜7c……帰還部 9……演算増幅器 8,8a〜8c……加算部 10……正帰還部 11……負帰還部 12a〜12d……結合部 13a〜13d……AND回路 14……OR回路 15……Dフリップフロップ 16a〜16c……反転回路 17a,17b……NOR回路 18a〜18d……シフトレジスタ 19a,19b……発振回路 20a……疑似位置検出信号発生回路 20b……疑似駆動信号発生回路 21a,21b……選択回路 22a,22b……切換判別回路 RP,RN,R1〜R9……抵抗 C1,C2……コンデンサ L1……コイル v+,v-……演算増幅器の入力端子電位1 and 2 are block diagrams for explaining the main points of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an operation function of a starting circuit according to the present invention. FIG. 4 is a relationship between an induced voltage generated in a stator winding of a motor to which the present invention is applied and an oscillation signal frequency for synchronous drive. The graph showing. FIG. 5 (a) is a block diagram for explaining the self-oscillation operation of the starting circuit used in the present invention. FIG. 5B is a Nyquist diagram when the conditions for self-oscillation are satisfied. FIG. 6 is a block diagram of FIG. 5 (a) constructed using an operational amplifier. 7 (a) and 7 (b) are timing charts showing waveforms of various parts when FIG. 6 is operated under predetermined conditions. FIGS. 8 (a) and 8 (b) are an example in which FIGS. 6 and 7 are embodied, and FIG. 8 (a) and FIG. 7 show an operation which corresponds to FIG. 7 (a). FIG. 8 (b) shows the operation corresponding to (b). FIG. 9 is a block diagram showing an example of a starting circuit corresponding to a plurality of position detection signals. FIG. 10 is a block diagram showing another example of a starting circuit having the same function as in FIG. FIG. 11 is a block diagram showing still another example of a starting circuit having the same function as in FIG. FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the control device when one of the starting circuits shown in FIGS. 9 to 11 is applied. FIG. 13 is a timing chart of various signals according to FIG. FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a control device in which a plurality of position detection signals are encoded into one signal and the starting circuit is configured to send out a single oscillation signal. FIG. 15 is an example of the encoder circuit according to FIG. FIG. 16 is a timing chart diagram of various signals according to FIG. FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a control device according to the present invention when a signal required for position detection is obtained from a neutral point of a motor. FIG. 18 is a timing chart of various signals according to FIG. FIG. 19 is a diagram showing an example of a case where a virtual neutral point is obtained as a destination from which a signal for position detection in FIG. 17 is obtained. FIG. 20 is a diagram showing an example of a case where the position detecting means provided in the motor is obtained as a destination for obtaining a signal for position detection in FIG. 21A and 21B are circuit diagrams showing an example of a decoding circuit applicable to the decoding circuit in FIGS. 14 and 17. FIGS. 22 (a) and 22 (b) are timing charts of various signals according to FIGS. 21 (a) and 21 (b), and FIG.
FIG. 22 (a) and FIG. 22 (b) correspond to FIG. 21 (b). FIG. 23 is a block diagram showing the configuration of a conventional control device for a motor having position detecting means in the motor. FIG. 24 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional control device when the induced voltage generated in the stator winding of the motor is used. FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of another conventional control device that uses an induced voltage similar to that shown in FIG. FIG. 26 is a block diagram showing the configuration of a three-phase inverter circuit for supplying power to a motor by the control device of the present invention and the conventional control device. The same symbols indicate the same or similar functions. 1 and 1a to 1f ... position detection circuit 1b1 ... initial position detection circuit 1b2 ... encoder circuit 2 and 2a to 2c ... start circuit 3 and 3a to 3e ... decoding circuit 4 ... three-phase inverter circuit 5 and 5a 〜5g …… Motor 6 and 6a ~ 6c …… Amplifier 7 and 7a ~ 7c …… Feedback unit 9 …… Operational amplifier 8,8a ~ 8c …… Adding unit 10 …… Positive feedback unit 11 …… Negative feedback unit 12a 〜12d …… Coupling part 13a ~ 13d …… AND circuit 14 …… OR circuit 15 …… D flip-flop 16a ~ 16c …… Inversion circuit 17a, 17b …… NOR circuit 18a ~ 18d …… Shift register 19a, 19b …… oscillation circuit 20a ...... pseudo position detection signal generation circuit 20b ...... pseudo drive signal generating circuit 21a, 21b ...... selecting circuit 22a, 22b ...... switching threshold filter circuit R P, R N, R1~R9 ...... resistance C 1, C 2 ...... capacitor L 1 ...... coil v +, v - input terminal potential of the ...... operational amplifier
Claims (9)
モータの固定子巻線が三相ブリッジに結線された通電制
御素子より成る三相インバータ回路の出力端の各々と接
続され、上記回転子の位置を検出して位置検出信号を送
出する位置検出回路と、上記位置検出信号を受けて上記
通電制御素子を適時オン・オフせしめる信号を送出する
解読回路とを具備するものにおいて、上記位置検出回路
と上記解読回路との間に減衰特性もしくは飽和特性を持
つ帰還ループと純抵抗特性を持つ帰還ループとによって
無信号時に自己発振可能に構成された増幅回路もしくは
バッファ回路であって、自己発振のための該回路中の諸
信号の振幅レベルが入力される信号の振幅レベルに対し
て十分小さくなる様に設定された起動回路が挿入されて
成る三相ブラシレスモータの制御装置。1. A stator winding of a three-phase brushless motor having a rotor of a permanent magnet is connected to each of the output ends of a three-phase inverter circuit composed of an energization control element connected to a three-phase bridge, and the rotor is provided. A position detecting circuit for detecting the position of the position detecting circuit and transmitting a position detecting signal, and a decoding circuit for receiving the position detecting signal and transmitting a signal for turning on / off the energization control element in a timely manner. An amplifier circuit or a buffer circuit configured to be capable of self-oscillation when there is no signal by a feedback loop having an attenuation characteristic or a saturation characteristic and a feedback loop having a pure resistance characteristic between the circuit and the decoding circuit, A three-phase brushless circuit in which a starting circuit is inserted so that the amplitude levels of various signals in the circuit are sufficiently small with respect to the amplitude level of the input signal. Motor controller.
号を送出するものにおいて、該位置検出信号の数と同数
の上記起動回路が各々の位置検出信号の系統と直列に挿
入され、該複数の起動回路の自己発振の位相関係が互い
に位置検出信号の系統間の位相関係を満足するように結
合されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の三相ブラシレスモータの制御装置。2. The position detecting circuit for transmitting a plurality of the position detecting signals, wherein the same number of the starting circuits as the number of the position detecting signals are inserted in series with each position detecting signal system, 3. The control device for a three-phase brushless motor according to claim 1, wherein the self-oscillation phase relations of the starting circuits are coupled to each other so as to satisfy the phase relation between the systems of the position detection signals. .
号を送出するものにおいて、該位置検出信号のひとつの
系統と直列に上記起動回路を挿入し、他の位置検出信号
の系統には、該位置検出信号と同様の位相関係を満足す
る同期発振信号を送出する様上記起動回路と結合された
同期発振回路を直列に挿入したことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の三相ブラシレスモータの制御装
置。3. The position detecting circuit for sending out a plurality of the position detecting signals, wherein the starting circuit is inserted in series with one system of the position detecting signals, and the other position detecting signal systems are provided with: 3. The three-phase system according to claim 1, wherein a synchronous oscillation circuit coupled to the starting circuit is inserted in series so as to transmit a synchronous oscillation signal satisfying the same phase relationship as the position detection signal. Controller for brushless motor.
号を送出するものにおいて、該位置検出信号のひとつの
系統と直列に上記起動回路を挿入し、他の位置検出信号
の系統には同期発振回路を直列に挿入し、上記位置検出
信号と同様の位相関係を持つ様に上記起動回路の自己発
振を起点にして順次同期発振回路が同期発振信号を送出
する様起動回路及び各同期発振回路間が結合されたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の三相ブラシレ
スモータの制御装置。4. The position detecting circuit for sending out a plurality of the position detecting signals, wherein the starting circuit is inserted in series with one system of the position detecting signals and is synchronized with another system of the position detecting signals. The oscillator circuit is inserted in series, and the synchronous oscillator circuit sequentially sends the synchronous oscillator signals starting from the self-oscillation of the startup circuit so as to have the same phase relationship as the position detection signal. The control device for a three-phase brushless motor according to claim 1, wherein the two are connected to each other.
モータの各相に対応した位置検出を行う初期位置検出回
路と、該初期位置検出回路の送出する複数の初期位置検
出信号をひとつの信号にエンコードするエンコーダ回路
とによって構成され、該エンコーダ回路は初期位置検出
信号の周波数の3倍の周波数のコード信号を送出する様
にされたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
三相ブラシレスモータの制御装置。5. The position detection circuit includes an initial position detection circuit for detecting a position corresponding to each phase of the three-phase brushless motor, and a plurality of initial position detection signals sent from the initial position detection circuit. The encoder circuit according to claim 1, wherein the encoder circuit is configured to transmit a code signal having a frequency three times the frequency of the initial position detection signal. Phase brushless motor controller.
モータのY結線された固定子巻線の中性点の電圧振幅を
入力とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の三相ブラシレスモータの制御装置。6. The position detection circuit receives the voltage amplitude of a neutral point of a Y-connected stator winding of the three-phase brushless motor as an input. Controller for three-phase brushless motor.
ータの固定子巻線の仮想中性点の電圧振幅を入力とする
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の三相ブラ
シレスモータの制御装置。7. The three-phase brushless motor according to claim 1, wherein the position detection circuit receives a voltage amplitude of a virtual neutral point of a stator winding of the three-phase brushless motor as an input. Control device.
ータの回転子に装着された該回転子の磁極数の3倍に等
間隔で着磁された位置検出磁極を検出すべく施された位
置検出素子の送出する信号を入力とすることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の三相ブラシレスモータの
制御装置。8. A position provided by the position detecting circuit for detecting position detecting magnetic poles magnetized at equal intervals to three times the number of magnetic poles of the rotor mounted on the rotor of the three-phase brushless motor. The control device for a three-phase brushless motor according to claim 1, wherein a signal sent from the detection element is input.
分周するシフトカウント動作を行う第1シフトレジスタ
回路と、該第1シフトレジスタ回路のシフトカウント出
力のひとつをシフトデータとし、該シフトデータをシフ
トするシフト動作を行う第2シフトレジスタ回路とを有
し、該第2シフトレジスタ回路と第1シフトレジスタ回
路とが、上記入力される信号の電気角で180゜位相のず
れた時点において各々の動作を行う様構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項乃至第7項のいず
れかに記載の三相ブラシレスモータの制御装置。9. The decoding circuit includes a first shift register circuit that performs a shift count operation for dividing an input signal into 1/3, and one of the shift count outputs of the first shift register circuit as shift data. , A second shift register circuit that performs a shift operation for shifting the shift data, and the second shift register circuit and the first shift register circuit are 180 ° out of phase with each other in electrical angle of the input signal. The control device for a three-phase brushless motor according to any one of claims 5 to 7, characterized in that it is configured to perform each operation at the point of time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60051274A JPH0720391B2 (en) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | Controller for three-phase brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60051274A JPH0720391B2 (en) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | Controller for three-phase brushless motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61210890A JPS61210890A (en) | 1986-09-19 |
JPH0720391B2 true JPH0720391B2 (en) | 1995-03-06 |
Family
ID=12882364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60051274A Expired - Lifetime JPH0720391B2 (en) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | Controller for three-phase brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0720391B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009011134A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Toshiba Corp | Motor control apparatus, motor control system, motor control method, semiconductor device, and electronic equipment |
JP6409663B2 (en) * | 2015-04-06 | 2018-10-24 | 株式会社デンソー | Semiconductor device for motor control |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5016812A (en) * | 1973-06-21 | 1975-02-21 |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60051274A patent/JPH0720391B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61210890A (en) | 1986-09-19 |
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