JPH11275882A - 永久磁石モータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロコンピュータを使用することなく、
高効率且つ高速回転においても適用可能な永久磁石モー
タの駆動装置を提供する。 【解決手段】 位置検出器１９ｕで検出した位置信号Ｈ
ｕを回転数検出回路２０において周波数−電圧変換する
ことにより回転数に比例した電圧Ｖｆを生成し、電流検
出器２１で検出した直流リンク電流ＩL をピークホール
ド回路２２に入力して負荷トルクに比例した電圧Ｖｐを
生成する。パルス発生回路２４は、両電圧Ｖｆ、Ｖｐの
加算電圧Ｖａの増加に対してパルス幅が減少するワンシ
ョットパルスＰを発生し、通電制御回路２５は、位置信
号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの位相を基準として、そのパルス幅
だけ遅延した位相を有する転流信号Ｓup〜Ｓwnをインバ
ータ回路１４のスイッチング素子２〜７に与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転流位相を調整す
る機能を持った永久磁石モータの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石モータの駆動装置は、永久磁石
モータに装着された位置検出器から出力される位置信
号、または永久磁石モータの端子電圧に基づいて得られ
る位置信号を用いてロータの回転位置を検出し、その回
転位置に応じてインバータ回路を構成するスイッチング
素子に転流信号を与えるように構成されている。この構
成において、永久磁石モータが回転駆動されると固定子
巻線に誘起電圧が発生するので、その誘起電圧に対抗し
て電流を流すことができるように、誘起電圧に対して同
位相をなす端子電圧が印加される。

【０００３】一方、永久磁石モータの固定子巻線は抵抗
とインダクタンスとにより決まる時定数を有しており、
固定子巻線に流れる電流は印加電圧に対して時定数に相
当する時間だけ遅れる。この遅れ時間は回転数によらず
一定であるため、回転数が高いほど電流の位相遅れが増
大する。また、電流の位相は負荷の大きさ（電流の大き
さ）によっても影響を受ける。

【０００４】永久磁石モータのトルクは、誘起電圧と巻
線電流との積として発生するので、電流に上述のような
位相遅れが発生すると、トルクの低下や効率の低下を招
き、最悪の場合には脱調する虞もある。

【０００５】このような不都合に対して、特開平７−１
１１７９５号公報には、位置検出手段から出力される位
置検出信号を補正する補正手段を備えた永久磁石モータ
の制御装置が開示されている。すなわち、補正手段とし
てのマイクロコンピュータが、所定の演算プログラムに
従い、永久磁石モータの回転数及び負荷トルクに応じた
補正位相値を記憶部（マップ記憶部）から読み出し、演
算によってその読み出した補正位相値に相当する補正時
間を得て、位置検出信号を補正するように構成されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示された制御装置は、補正位相値データを予め記憶して
おく必要があり、またその補正位相値から補正時間を得
る演算及び位置検出信号の補正処理にはマイクロコンピ
ュータの使用が不可欠である。従って、マイクロコンピ
ュータを使用していない永久磁石モータの制御装置に対
して上記補正手段を適用する場合には、新たにマイクロ
コンピュータを追加する必要があり、その結果、制御装
置のコストアップ、制御プログラムの新規開発に伴う制
御装置全体の開発期間の遅延等の問題が発生する。

【０００７】また、マイクロコンピュータを用いた処理
は、ソフトウェア処理速度の上で制約があり、高速処理
が要求される多極モータや高速回転で使用するモータに
対しては不向きである。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、マイクロコンピュータを使用すること
なく、高効率且つ高速回転においても適用可能な永久磁
石モータの駆動装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載した永久磁石モータの駆動装置は、
スイッチング素子を具備し永久磁石モータの固定子巻線
に順次通電するインバータ回路と、このインバータ回路
に電力を供給する直流電源回路と、前記永久磁石モータ
のロータの回転位置に対応した位置信号を検出する位置
検出手段と、前記永久磁石モータのトルクを検出するト
ルク検出手段及び前記永久磁石モータの回転数を検出す
る回転数検出手段の少なくとも一方と、前記位置信号に
応答して、前記トルク検出手段で検出したトルクまたは
前記回転数検出手段で検出した回転数の何れか一方また
は両方に応じた時間幅を有するワンショットパルスを発
生するパルス発生手段と、前記インバータ回路のスイッ
チング素子に対し、前記位置信号の位相を基準として前
記ワンショットパルスの時間幅だけ位相が遅れた転流信
号を出力する通電制御手段とを備える。

【００１０】斯様に構成すれば、永久磁石モータのトル
ク及び回転数に基づいて、転流信号の位相補正量をハー
ドウェア構成であるパルス発生手段からワンショットパ
ルスの時間幅として得ることができ、通電制御手段は、
このワンショットパルスを用いて転流信号を遅延させる
ので、マイクロコンピュータを用いることなく最適な通
電位相を保つことができ、以て永久磁石モータの高効率
運転が可能となる。

【００１１】この場合、通電制御手段は、位置検出手段
で検出した位置信号をワンショットパルスの時間幅だけ
遅らせて補正位置信号を生成するとともに、この補正位
置信号に基づいて転流信号を生成するように構成すると
良い（請求項２）。斯様に構成すれば、通電制御手段
は、ワンショットパルスの時間幅だけ転流信号を遅延さ
せることができる。

【００１２】また、通電制御手段は、転流信号の変調信
号データを記憶した記憶手段と、位置検出手段で検出し
た位置信号に基づいて前記変調信号データを読み出すた
めのタイミング信号を出力する読み出し制御手段とを備
え、この読み出し制御手段のタイミング信号をワンショ
ットパルスの時間幅だけ遅らせるように構成するのが好
ましい（請求項３）。斯様に構成すれば、通電制御手段
は、ワンショットパルスの時間幅だけ遅らせた読み出し
制御手段のタイミング信号に基づいて記憶手段から転流
信号の変調信号データを読み出すので、ワンショットパ
ルスの時間幅だけ転流信号を遅延させることができる。

【００１３】以上の場合において、トルク検出手段は、
直流電源回路からインバータ回路へ流れる直流リンク電
流に基づいてトルクを検出するように構成すると良い
（請求項４）。斯様に構成すれば、負荷トルクの大きさ
に応じて増大する直流リンク電流に基づいて、低コスト
且つ簡易にトルクを検出することができる。

【００１４】また、回転数検出手段は、位置検出手段で
検出した位置信号の周波数に基づいて回転数を検出する
と良い（請求項５）。斯様に構成すれば、ロータリーエ
ンコーダ等の回転数検出器を具備すること無く回転数を
検出することができる。

【００１５】さらに、パルス発生手段は、トルク検出手
段で検出したトルクの増加または回転数検出手段で検出
した回転数の増加の何れか一方または両方に伴ってワン
ショットパルスの時間幅を短くすると良い（請求項
６）。斯様に構成すれば、トルクまたは回転数の増加に
伴って、転流信号の位相の遅れ量を小さくする（位相を
進める）ことができるので、通電位相を最適に制御する
ことができ、永久磁石モータを高効率で運転することが
できる。

【００１６】加えて、位置検出手段は、ワンショットパ
ルスの時間幅が０の場合において、定格負荷運転時の永
久磁石モータへの入力電流が最小となるような位相を有
する位置信号を検出するように構成するのが好ましい
（請求項７）。

【００１７】斯様に構成すれば、負荷の増加とともに転
流信号の位相の遅れを小さくし、定格負荷運転時には転
流信号を遅延させることなく最適な通電位相を得ること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１実施例について、図１乃至図１０を参照して説
明する。なお、説明における角度は全て電気角を用い
る。

【００１９】永久磁石モータの駆動装置の電気的構成を
示す図１において、直流電源回路たる直流電源１の正端
子及び負端子の間には、例えばトランジスタ等のスイッ
チング素子２〜７及びこれらに並列に接続された還流ダ
イオード８〜１３を三相ブリッジ接続してなるインバー
タ回路１４が接続され、そのインバータ回路１４の各相
の出力端子１５ｕ、１５ｖ、１５ｗには、永久磁石モー
タ１６のスター結線された固定子巻線１６ｕ、１６ｖ、
１６ｗが夫々接続されている。この永久磁石モータ１６
は、固定子に対し一定の空隙を介して位置する永久磁石
を装着したロータ１７を有している。この永久磁石モー
タ１６は、一例として、３相４極、定格回転数１８００
［ｒｐｍ］（６０［Ｈｚ］）、定格トルク１［Ｎｍ］、
使用速度範囲３００［ｒｐｍ］〜１８００［ｒｐｍ］
（１０［Ｈｚ］〜６０［Ｈｚ］）の仕様に定められてい
る。

【００２０】この永久磁石モータ１６が格納されている
フレーム１８内には、位置検出手段として、例えばホー
ルＩＣを主体として構成される位置検出器１９ｕ、１９
ｖ、１９ｗが配設されている。これら位置検出器１９
ｕ、１９ｖ、１９ｗは、夫々ロータ１７の回転位置に応
じて、互いに１２０［ｄｅｇ］だけ位相を異にする位置
信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗをハイレベル又はロウレベルをも
って出力するように構成されている（図７参照）。

【００２１】回転数検出手段としての回転数検出回路２
０は、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのうちの任意の１つの
信号、例えば位置信号Ｈｕを入力して、図２に示す変換
特性を有する周波数−電圧変換（Ｆ−Ｖ変換）を行い、
位置信号Ｈｕの周波数（回転数）に応じた電圧Ｖｆを得
るようになっている。すなわち、図２は、横軸が位置信
号Ｈｕの周波数（回転数）、縦軸が変換された電圧Ｖｆ
を表しており、位置信号Ｈｕの周波数が０［Ｈｚ］から
６０［Ｈｚ］までの間は周波数に比例した電圧Ｖｆが得
られ、６０［Ｈｚ］を越える周波数に対しては電圧Ｖｆ
は５［Ｖ］一定となる。

【００２２】直流電源１の負端子とインバータ回路１４
の負端子との間に挿入されるトルク検出手段としての電
流検出器２１は、例えばホール素子を主体として構成さ
れており、インバータ回路１４に流れ込む入力電流（直
流リンク電流）ＩL を検出してピークホールド回路２２
に対して出力するようになっている。この場合、インバ
ータ回路１４の負端子から直流電源１の負端子へ流れる
向きを正とする。

【００２３】また、電流検出器２１とともにトルク検出
手段として機能するピークホールド回路２２は、図３に
示すように、６０［ｄｅｇ］の周期を有した波形をなし
て流れる直流リンク電流ＩL のピーク値を保持し続ける
ように動作し、そのピークホールド値を電圧Ｖｐとして
出力するように構成されている。この場合、電圧Ｖｐと
永久磁石モータ１６の負荷トルクとの間には図４に示す
関係が成立している。すなわち、図４において、横軸は
負荷トルク、縦軸は直流リンク電流ＩL のピークホール
ド値である電圧Ｖｐを表しており、負荷トルクが０［Ｎ
ｍ］から１［Ｎｍ］までの間は電圧Ｖｐと負荷トルクは
比例関係を保ち、１［Ｎｍ］を越える負荷トルクに対し
ては電圧Ｖｐは５［Ｖ］一定となる。

【００２４】加算回路２３は、例えばオペアンプと抵抗
によって構成され、回転数検出回路２０から出力された
回転数に比例した電圧Ｖｆと、ピークホールド回路２２
から出力された負荷トルクに比例した電圧Ｖｐとを加算
して、その加算結果である電圧Ｖａをパルス発生回路２
４に対して出力するようになっている。

【００２５】パルス発生手段としてのパルス発生回路２
４は、図示しないＣＲ充電回路と比較回路とを主体にワ
ンショットマルチバイブレータをなして構成されてお
り、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの立上りエッジまたは立
下りエッジが入力されると同時に、通電制御回路２５に
対してハイレベルを有するワンショットパルスＰを発生
するようになっている。この場合、加算回路２３より与
えられる電圧Ｖａの値に応じて、上記比較回路の反転し
きい値を可変する構成とすることによって、電圧Ｖａに
対して図５に示すパルス幅を有するワンショットパルス
Ｐを発生することができる。すなわち、図５において、
横軸は加算回路２３からの電圧Ｖａ、縦軸はワンショッ
トパルスＰのパルス幅を表しており、パルス幅は電圧Ｖ
ａの増加とともに次第に減少する特性を有している。

【００２６】通電制御手段としての通電制御回路２５
は、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの位相を基準として、パ
ルス発生回路２４からのワンショットパルスＰのパルス
幅だけ遅延した転流信号Ｓup、Ｓvp、Ｓwp、Ｓun、Ｓv
n、Ｓwnを生成し、その転流信号Ｓup〜Ｓwnを夫々イン
バータ回路１４のスイッチング素子２〜７のベースに与
えるようになっている。

【００２７】図６は、この通電制御回路２５の構成をブ
ロック図で示したものである。このブロック図におい
て、位相遅延回路２６は、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗを
ワンショットパルスＰのパルス幅だけ遅延させて補正位
置信号Ｈu'、Ｈv'、Ｈw'を生成するようになっている
（図８参照）。

【００２８】逓倍回路２７は、この補正位置信号Ｈu'、
Ｈv'、Ｈw'を３逓倍することにより６０［ｄｅｇ］幅を
有する逓倍信号Ｑを生成する（図８参照）。また、ＰＬ
Ｌ回路により構成されている逓倍同期パルス発生回路２
８は、その逓倍信号Ｑを入力し、さらに２５６逓倍した
逓倍同期パルスを得る。

【００２９】読み出し制御手段としてのカウンタ２９
は、６０［ｄｅｇ］幅を２５６逓倍した逓倍同期パルス
をアップカウントするもので、そのカウント値は後述す
るＲＯＭ３０〜３２からの変調信号データの読み出しア
ドレスを指示するためのタイミング信号Ｒとして使用さ
れる。

【００３０】さらに、通電制御回路２５は、正弦波ＰＷ
Ｍ変調された転流信号Ｓup〜Ｓwnを生成するために、
Ｕ、Ｖ、Ｗ各相について、正弦波変調信号データが格納
された記憶手段としてのメモリ、例えばＲＯＭ３０〜３
２を有している。これらのＲＯＭ３０〜３２には、連続
したアドレスに（６０／２５６）［ｄｅｇ］の角度間隔
で、互いに１２０［ｄｅｇ］位相のずれた正弦波の振幅
データがバイナリーデータ形式で格納されている。この
ＲＯＭ３０〜３２からタイミング信号Ｒに従って読み出
された正弦波変調信号データは、夫々Ｄ／Ａコンバータ
３３〜３５に入力されてアナログ値を有する変調信号に
変換される。

【００３１】Ｕ、Ｖ、Ｗ各相毎に設けられた比較器３６
〜３８は、その反転入力端子に夫々Ｄ／Ａコンバータ３
３〜３５から出力される変調信号が入力され、その非反
転入力端子に三角波発生回路３９から出力されるキャリ
ア信号としての三角波信号が入力される。比較器３６、
３７、３８からは夫々ＰＷＭ変調された転流信号Ｓup、
Ｓvp、Ｓwpが出力され、転流信号Ｓup、Ｓvp、Ｓwpの反
転信号である転流信号Ｓun、Ｓvn、Ｓwnは、夫々反転回
路４０、４１、４２から出力される。

【００３２】次に、本実施例の作用について図７乃至図
１０も参照して説明する。永久磁石モータ１６が回転す
ると、固定子巻線１６ｕ、１６ｖ、１６ｗには、図７に
示すような正弦波状の誘起電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗが発生
する。この誘起電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗの位相はロータ１
７の回転位置に対応しており、各相の位置検出器１９
ｕ、１９ｖ、１９ｗは、夫々の出力する位置信号Ｈｕ、
Ｈｖ、Ｈｗが誘起電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗのゼロクロス点
に対して所定の位相、例えば１０［ｄｅｇ］だけ遅れ位
相となるような位置に配置されている。この所定の位相
は、ワンショットパルスＰのパルス幅が０の場合、すな
わち位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの位相に一致した転流信
号Ｓup〜Ｓwnを用いて運転した場合に、定格負荷運転時
における永久磁石モータ１６への入力電流が最小（効率
が最大）となるように決定される。このようにして検出
された位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗは、以下に述べる通電
位相の制御において、転流信号Ｓup〜Ｓwnの位相を遅延
させる際の基準位相となる。

【００３３】さて、前述したように、永久磁石モータ１
６を駆動する場合、回転数が高いほど、また負荷トルク
が大きいほどモータ電流の位相遅れが増大する。そのた
め、回転数と負荷トルクに応じて転流信号Ｓup〜Ｓwnの
通電位相制御を以下のようにして行う。

【００３４】パルス発生回路２４は、図８に示すよう
に、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの立上りエッジまたは立
下りエッジが入力されると、回転数検出回路２０から出
力される図２に示す変換特性を有する電圧Ｖｆと、ピー
クホールド回路２２から出力される図４に示す特性を有
する電圧Ｖｐとの加算電圧Ｖａに基づいて、転流信号Ｓ
up〜Ｓwnの遅延時間に等しいパルス時間幅を有するワン
ショットパルスＰを発生する。このワンショットパルス
Ｐのパルス時間幅は、図５の特性図に示すように、回転
数が高いほど、また、負荷トルクが大きいほど短くな
る。従って、そのパルス時間幅に相当する位相補正量は
負荷トルクの増加とともに減少する。

【００３５】なお、図５に示す特性は、周波数に比例し
た電圧Ｖｆと負荷トルクに比例した電圧Ｖｐとの加算合
成された電圧Ｖａに対するものなので、パルス幅に対し
て周波数と負荷トルクが互いに影響を及ぼし合うが、永
久磁石モータ１６が定常的に運転される状態（回転数、
負荷トルク）に合わせて、予め図５に示す特性曲線を設
定すれば、最適な通電位相に制御することができる。

【００３６】その後、図８に示すように、通電制御回路
２５内の位相遅延回路２６において、位置信号Ｈｕ、Ｈ
ｖ、Ｈｗは上記パルス幅だけ遅れた補正位置信号Ｈu'、
Ｈv'、Ｈw'となり、さらに逓倍回路２７で３逓倍されて
逓倍信号Ｑとなった後、逓倍同期パルス発生回路２８を
経て、（６０／２５６）［ｄｅｇ］の分解能を有する逓
倍同期パルスが作られる。この逓倍同期パルスはカウン
タ２９によってアップカウントされて、正弦波変調信号
データが格納されたＲＯＭ３０〜３２の読み出しアドレ
ス（読み出しタイミング信号）となる。

【００３７】ＲＯＭ３０〜３２から出力された正弦波変
調信号データは、夫々Ｄ／Ａコンバータ３３〜３５によ
ってアナログ電圧に変換され、図９に示す正弦波変調信
号が得られる。この正弦波変調信号と三角波発生回路３
９から出力されるキャリア信号としての三角波信号は、
通常のＰＷＭ変調と同様に比較器３６〜３８に入力さ
れ、図９に示す端子電圧Ｖｕ、Ｖｖ，Ｖｗと同一波形の
上アーム転流信号Ｓup、Ｓvp、Ｓwp、及びこれらの反転
信号である下アーム転流信号Ｓun、Ｓvn、Ｓwnが得られ
る。

【００３８】これら転流信号Ｓup〜Ｓwnがスイッチング
素子２〜７のベースに印加されると、インバータ回路１
４から位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに対してワンショット
パルスＰのパルス幅だけ遅延した電圧が出力され、固定
子巻線１６ｕ、１６ｖ、１６ｗに正弦波状の電流が流れ
て永久磁石モータ１６が回転駆動する。

【００３９】なお、ＲＯＭ３０〜３２に格納される変調
信号データは、図１０に示すような波形であっても良
い。この場合の端子電圧波形は、同図に示すように略半
周期の間が０［Ｖ］となる。このような変調信号データ
を用いると、インバータ回路１４の最大出力電圧を高め
ることができる。

【００４０】以上のように本実施例によれば、位置検出
器１９ｕで検出した位置信号Ｈｕを周波数−電圧変換す
ることにより回転数に比例した電圧Ｖｆを生成し、直流
リンク電流ＩL をピークホールド回路２２に入力するこ
とにより負荷トルクに比例した電圧Ｖｐを生成する。そ
して、両電圧Ｖｆ、Ｖｐの加算電圧Ｖａに応じてパルス
幅が変化するワンショットパルスＰを発生させ、位置信
号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの位相を基準として、そのパルス幅
だけ遅延させた転流信号Ｓup〜Ｓwnを用いて永久磁石モ
ータ１６を駆動する。

【００４１】こうした処理には高価なマイクロコンピュ
ータを使用せず、周波数−電圧変換回路からなる回転数
検出回路２０、ピークホールド回路２２、オペアンプか
らなる加算回路２３、ＣＲ回路や比較回路からなるパル
ス発生回路２４、ＰＬＬ回路方式の逓倍同期パルス発生
回路２８、カウンタ２９等のハードウェア回路のみで構
成することができるので、コストを低減でき、プログラ
ム開発が不要となることから駆動装置の開発期間を短縮
することができる。また、高速回転用または多極の永久
磁石モータ１６を駆動する場合であっても、ソフトウェ
ア処理の場合のような処理速度の問題が生じない。

【００４２】この場合、回転数と負荷トルクは、夫々位
置信号Ｈｕと直流リンク電流ＩL から求めているので、
高価な回転数検出器やトルク検出器を用いる場合と比較
して低コスト且つ簡易な構成となる。

【００４３】さらに、ハードウェア構成であっても、回
転数と負荷トルクに応じて通電位相を制御する構成とな
っているので、永久磁石モータ１６の高効率運転が可能
となる。この場合、回転数に比例した電圧Ｖｆと負荷ト
ルクに比例した電圧Ｖｐとの加算電圧Ｖａの関数とし
て、位相補正量であるパルス幅を制御するような構成と
なっているので、回転数と負荷トルク夫々について独立
の位相補正量を準備する従来例と比較して、２次元のテ
ーブルマップを有することなく容易に位相補正量を制御
することができる。また、定格負荷運転時の位相補正量
が０となるように位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの検出位相
が設定されているので、全体として位相補正量が大きく
なり過ぎることがなく、安定した駆動を行うことができ
る。

【００４４】加えて、補正位置信号Ｈu'、Ｈv'、Ｈw'を
逓倍して十分な角度分解能を得た後、その角度位置情報
に基づいて正弦波ＰＷＭ変調を行う構成としたので、固
定子巻線１６ｕ、１６ｖ、１６ｗには正弦波状の電流が
流れ、運転中の振動や騒音を低減することができる。

【００４５】なお、定速駆動または定トルク駆動の用途
に供する場合、または回転数若しくは負荷トルクの何れ
か一方についてのみ通電位相制御を行えば十分である場
合には、電圧Ｖｆ、Ｖｐを加算することなく何れか一方
の電圧を直接パルス発生回路２４に入力すれば良い。

【００４６】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
実施例について、図１１を参照して説明する。なお、図
６と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる構成部分について説明する。

【００４７】図１１は、この通電制御回路２５の構成を
ブロック図で示したものであり、図６に示す第１実施例
とは位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗを遅延させるための構成
が異なる。すなわち、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗは、直
接逓倍回路２７に入力されて３逓倍された逓倍信号Ｑ´
が作られ、その後逓倍同期パルス発生回路２８において
（６０／２５６）［ｄｅｇ］の分解能を有する逓倍同期
パルスが作られる。

【００４８】読み出し制御手段としてのカウンタ４３
は、この逓倍同期パルスをアップカウントするととも
に、ワンショットパルスＰの立ち下がりでカウント値を
特定の値にプリセットする。この場合、ワンショットパ
ルスＰは１周期に６回発生する（図８参照）が、プリセ
ットは１周期に１回以上行えば良い。このカウンタ４３
のプリセット動作により、カウンタ４３から位置信号Ｈ
ｕ、Ｈｖ、Ｈｗに対しワンショットパルスＰのパルス幅
だけ遅れた読み出しアドレス（読み出しタイミング信
号）が出力される。従って、ＲＯＭ３０〜３２から出力
される正弦波変調信号データの位相、すなわち転流信号
Ｓup〜Ｓwnの位相は、上記ワンショットパルスＰのパル
ス幅に従って最適に制御される。

【００４９】このような構成によれば、第１実施例と同
じ効果を得ることができる他、第１実施例において使用
した位相遅延回路２６を用いることなく、転流信号Ｓup
〜Ｓwnの位相を制御することができる。

【００５０】（その他の実施の形態）なお、本発明は上
記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、
以下のような拡張または変更が可能である。キャリア信
号は三角波の他、鋸波であっても良い。回転数検出回路
２０は、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのうちの任意の１つ
の信号に基づいて周波数−電圧変換を行うが、位置信号
Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの３逓倍された逓倍信号Ｑ、Ｑ´を用
いて周波数−電圧変換を行っても良い。斯様に構成すれ
ば、回転数の検出精度を高めることができる。

【００５１】トルクは、電流検出器２１で検出した直流
リンク電流ＩL をピークホールド回路２２に入力するこ
とにより検出したが、直流リンク電流ＩL を平均化処
理、またはサンプルホールドすることにより検出しても
良い。

【００５２】

【発明の効果】本発明の永久磁石モータの駆動装置は、
以上説明した通りマイクロコンピュータを使用すること
なくハードウェア回路のみで構成されている。すなわ
ち、位置信号に応答して、トルク検出手段で検出したト
ルクまたは回転数検出手段で検出した回転数に応じた時
間幅を有するワンショットパルスを発生するパルス発生
手段と、位置信号の位相を基準としてワンショットパル
スの時間幅だけ転流信号の位相を遅延させる通電制御手
段を備える。

【００５３】従って、高価なマイクロコンピュータが不
要となることからコストを低減でき、プログラム開発が
不要となることから駆動装置の開発期間を短縮すること
ができる。また、処理速度の問題が発生しないので、高
速回転用または多極の永久磁石モータにも好適である。

【００５４】さらに、パルス発生手段は、トルクの増加
または回転数の増加に伴ってワンショットパルスの時間
幅を短くするので、通電位相を最適に制御することがで
き、永久磁石モータを高効率で運転することができる。
この場合、直流リンク電流に基づいてトルクを検出し、
位置信号の周波数に基づいて回転数を検出する構成とし
たので、低コスト且つ簡易な駆動装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す永久磁石モータの駆
動装置の電気的構成図

【図２】周波数と電圧Ｖｆとの関係図

【図３】ピークホールド動作を示す図

【図４】負荷トルクと電圧Ｖｐとの関係図

【図５】電圧Ｖａとワンショットパルスのパルス幅との
関係図

【図６】通電制御回路２５の構成を示すブロック図

【図７】誘起電圧と位置信号のタイミングを示す図

【図８】位置信号、ワンショットパルス、補正位置信
号、及び逓倍信号のタイミングを示す図

【図９】キャリア信号、変調信号、端子電圧、及び線間
電圧の波形図

【図１０】図９相当図

【図１１】本発明の第２実施例を示す図６相当図

【符号の説明】

１は直流電源（直流電源回路）、２〜７はスイッチング
素子、１４はインバータ回路、１６は永久磁石モータ、
１６ｕ、１６ｖ、１６ｗは固定子巻線、１７はロータ、
１９ｕ、１９ｖ、１９ｗは位置検出器（位置検出手
段）、２０は回転数検出回路（回転数検出手段）、２１
は電流検出器（トルク検出手段）、２２はピークホール
ド回路（トルク検出手段）、２４はパルス発生回路（パ
ルス発生手段）、２５は通電制御回路（通電制御手
段）、２９、４３はカウンタ（読み出し制御手段）、３
０〜３２はＲＯＭ（記憶手段）である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング素子を具備し永久磁石モー
   タの固定子巻線に順次通電するインバータ回路と、 このインバータ回路に電力を供給する直流電源回路と、 前記永久磁石モータのロータの回転位置に対応した位置
   信号を検出する位置検出手段と、 前記永久磁石モータのトルクを検出するトルク検出手段
   及び前記永久磁石モータの回転数を検出する回転数検出
   手段の少なくとも一方と、 前記位置信号に応答して、前記トルク検出手段で検出し
   たトルクまたは前記回転数検出手段で検出した回転数の
   何れか一方または両方に応じた時間幅を有するワンショ
   ットパルスを発生するパルス発生手段と、 前記インバータ回路のスイッチング素子に対し、前記位
   置信号の位相を基準として前記ワンショットパルスの時
   間幅だけ位相が遅れた転流信号を出力する通電制御手段
   とを備えたことを特徴とする永久磁石モータの駆動装
   置。
2. 【請求項２】 通電制御手段は、位置検出手段で検出し
   た位置信号をワンショットパルスの時間幅だけ遅らせて
   補正位置信号を生成するとともに、この補正位置信号に
   基づいて転流信号を生成することを特徴とする請求項１
   記載の永久磁石モータの駆動装置。
3. 【請求項３】 通電制御手段は、転流信号の変調信号デ
   ータを記憶した記憶手段と、位置検出手段で検出した位
   置信号に基づいて前記変調信号データを読み出すための
   タイミング信号を出力する読み出し制御手段とを備え、
   この読み出し制御手段のタイミング信号をワンショット
   パルスの時間幅だけ遅らせることを特徴とする請求項１
   記載の永久磁石モータの駆動装置。
4. 【請求項４】 トルク検出手段は、直流電源回路からイ
   ンバータ回路へ流れる直流リンク電流に基づいてトルク
   を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
   記載の永久磁石モータの駆動装置。
5. 【請求項５】 回転数検出手段は、位置検出手段で検出
   した位置信号の周波数に基づいて回転数を検出すること
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の永久磁石
   モータの駆動装置。
6. 【請求項６】 パルス発生手段は、トルク検出手段で検
   出したトルクの増加または回転数検出手段で検出した回
   転数の増加の何れか一方または両方に伴ってワンショッ
   トパルスの時間幅を短くすることを特徴とする請求項１
   乃至５の何れかに記載の永久磁石モータの駆動装置。
7. 【請求項７】 位置検出手段は、ワンショットパルスの
   時間幅が０の場合において、定格負荷運転時の永久磁石
   モータへの入力電流が最小となるような位相を有する位
   置信号を検出することを特徴とする請求項１乃至６の何
   れかに記載の永久磁石モータの駆動装置。