JP2001231286A - Dc brushless motor system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ＤＣブラシレス
モータの回転子の位置検出を行って得られる位置検出信
号によりインバータ回路の駆動を制御するようにしたＤ
Ｃブラシレスモータ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a D brushless motor in which the drive of an inverter circuit is controlled by a position detection signal obtained by detecting the position of a rotor of a DC brushless motor.
The present invention relates to a C brushless motor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】こうしたＤＣブラシレスモータ装置の構
成として、例えば、図６のような構成が特開平８−１８
２３７８号公報により開示されている。図６において、
電源部１は直流電源であって、後記のパルス変調電圧を
得るためのインバータ回路２の母線電圧Ｄｃｃを得てい
る部分であり、例えば、交流電源を整流平滑して直流電
源を得ている。2. Description of the Related Art As a configuration of such a DC brushless motor device, for example, a configuration as shown in FIG.
No. 2378 discloses this. In FIG.
The power supply unit 1 is a DC power supply, and is a part that obtains a bus voltage Dcc of an inverter circuit 2 for obtaining a pulse modulation voltage described later. For example, the DC power supply is obtained by rectifying and smoothing an AC power supply.
【０００３】インバータ回路２は、ドライブ回路４から
の駆動信号よって、トランジスタＴｒＵ〜Ｔｒｚ、例え
ば、電力用トランジスタ、ＩＧＢＴ素子などを制御する
ことにより、複数相、例えば、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相による
３相のパルス幅変調電圧を発生して、ＤＣブラシレスモ
ータ３の各固定子巻線３Ｕ・３Ｖ・３Ｗに与えることに
より回転磁界を作り、回転子３Ｒを回転している。な
お、図示していないが、回転子３Ｒには、複数の着磁し
た着磁極、例えば、２対のＮ極・Ｓ極を設けてある。The inverter circuit 2 controls a plurality of phases, for example, a U-phase, a V-phase, and a W-phase by controlling transistors TrU to Trz, for example, a power transistor and an IGBT element by a drive signal from a drive circuit 4. Generates a three-phase pulse width modulation voltage, and applies it to each of the stator windings 3U, 3V, 3W of the DC brushless motor 3 to generate a rotating magnetic field, thereby rotating the rotor 3R. Although not shown, the rotor 3R is provided with a plurality of magnetized magnetized poles, for example, two pairs of N poles and S poles.
【０００４】ドライブ回路４によるトランジスタＴｒＵ
〜ＴｒＺの駆動は、図７の［トランジスタ駆動波形］よ
うになっており、細かいパルス波形の部分がチョッピン
ク部分であり、Ｕ相の端子Ｒと、Ｖ相の端子Ｓと、Ｗ相
の端子Ｔに出力される電圧は、例えば、図７・図８の
［端子電圧の分圧波形］の分圧前の波形になって現れ
る。The transistor TrU by the drive circuit 4
7 is driven as shown in [Transistor drive waveform] in FIG. 7, where a fine pulse waveform portion is a chopped pink portion, a U-phase terminal R, a V-phase terminal S, and a W-phase terminal. The voltage output to T appears as, for example, a waveform before the voltage division of the [terminal voltage division waveform] in FIGS. 7 and 8.
【０００５】ここで、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相は交流なので、
時系列的にみるとＵ相→Ｖ相→Ｗ相→Ｕ相→Ｖ相→Ｗ相
……という繰返を行っているため、Ｖ相に対しては、Ｕ
相が先順の相、Ｗ相が後順の相になっており、また、Ｗ
相に対しては、Ｖ相が先順の相、Ｕ相が後順の相になっ
ており、さらに、Ｕ相に対しては、Ｗ相が先順の相、Ｖ
相が後順の相になっている。Here, since the U-phase, V-phase and W-phase are alternating current,
When viewed in time series, U-phase → V-phase → W-phase → U-phase → V-phase → W-phase...
The phase is the first phase, the W phase is the last phase, and W
For the phase, the V phase is the first phase, the U phase is the last phase, and for the U phase, the W phase is the first phase, V
The phases are in reverse order.
【０００６】したがって、抵抗Ｒａｕ・Ｒｂｕの分圧回
路、抵抗Ｒａｖ・Ｒｂｖの分圧回路、抵抗Ｒａｗ・Ｒｂ
ｗの分圧回路で分圧して、コンパレータＣＰｕ・コンパ
レータＣＰｖ・コンパレータＣＰｗの各正端子、すなわ
ち、各＋端子に入力している各電圧の波形は、図７の
［端子電圧の分圧波形］のＵ相・Ｖ相・Ｗ相のような波
形をもつＵ相分圧電圧Ｕａ・Ｖ相分圧電圧Ｖａ・Ｗ相分
圧電圧Ｗａになっている。Therefore, a voltage dividing circuit of resistors Rau and Rbu, a voltage dividing circuit of resistors Rav and Rbv, and resistors Raw and Rb
The voltage of each voltage input to the positive terminals of the comparator CPu, the comparator CPv, and the comparator CPw, that is, each of the positive terminals of the comparator CPu, the comparator CPv, and the comparator CPw is shown in FIG. The U-phase divided voltage Ua, the V-phase divided voltage Va, and the W-phase divided voltage Wa have waveforms such as U-phase, V-phase, and W-phase.
【０００７】母線電圧Ｄｃｃを抵抗Ｒｄ・Ｒｃによる分
圧回路で分圧して、抵抗コンパレータＣＰｕ・コンパレ
ータＣＰｖ・コンパレータＣＰｗの各負端子、すなわ
ち、−端子に入力している仮想中性点電圧Ｅ０の電圧の
波形は、図８の［電源電圧の分圧波形（仮想中性点電
圧）］のようになっている。なお、抵抗Ｒｄ・Ｒｃを、
Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の各分圧回路における各抵抗Ｒａ〜Ｒ
ｄに対して、［Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）］＝［２Ｒｄ／
（Ｒｃ＋Ｒｄ）］になるように設定することにより、仮
想中性点電圧Ｅ０がＵ相分圧電圧Ｕａ・Ｖ相分圧電圧Ｖ
ａ・Ｗ相分圧電圧Ｗａの振幅の中心に位置付けられるよ
うにしている。The bus voltage Dcc is divided by a voltage dividing circuit composed of resistors Rd and Rc, and the negative terminal of the virtual neutral point voltage E0 input to the negative terminals of the resistance comparators CPu, CPv and CPw, ie, the-terminal. The waveform of the voltage is as shown in FIG. 8 [divided waveform of power supply voltage (virtual neutral point voltage)]. Note that the resistances Rd and Rc are
The resistors Ra to R in the U-phase, V-phase, and W-phase voltage dividing circuits
d, [Rb / (Ra + Rb)] = [2Rd /
(Rc + Rd)] so that the virtual neutral point voltage E0 becomes the U-phase divided voltage Ua · V-phase divided voltage V
The a / W phase divided voltage Wa is positioned at the center of the amplitude.
【０００８】そして、コンパレータＣＰｕはＵ相位置検
出コンパレータ、コンパレータＣＰｖはＶ相位置検出コ
ンパレータ、コンパレータＣＰｗはＷ相位置検出コンパ
レータになっており、各コンパレータＣＰｕ・ＣＰｖ・
ＣＰｗで検出して得られる位置検出信号Ｓｕ・Ｓｖ・Ｓ
ｗを、マイクロコンピュータを主体にした制御処理部
分、すなわち、マイコン５に与え、マイコン５が所定の
制御によりドライブ回路４を制御することにり、インバ
ータ回路２の各トランジスタＴｒＵ〜ＴｒＺを駆動して
いる。The comparator CPu is a U-phase position detection comparator, the comparator CPv is a V-phase position detection comparator, and the comparator CPw is a W-phase position detection comparator.
Position detection signal Su · Sv · S obtained by detecting with CPw
w is given to a control processing section mainly composed of a microcomputer, that is, a microcomputer 5, and the microcomputer 5 controls the drive circuit 4 by a predetermined control, thereby driving each of the transistors TrU to TrZ of the inverter circuit 2. I have.
【０００９】回転子３Ｒが回転すると、固定子巻線３Ｕ
・３Ｖ・３Ｗのうちのパルス幅変調電圧を通電していな
い相の固定子巻線に誘起電圧が現れるので、同図のよう
に、各スパイク電圧に続いて「立上り誘起電圧」と「立
ち下り誘起電圧」とが現れる。When the rotor 3R rotates, the stator winding 3U
Since an induced voltage appears in the stator winding of the phase in which the pulse width modulation voltage of 3V / 3W is not energized, as shown in the figure, "rising induced voltage" and "falling edge" follow each spike voltage. "Induced voltage" appears.
【００１０】そして、各コンパレータＣＰｕ・ＣＰｖ・
ＣＰｗでは、これらの電圧の比較により、「立上り誘起
電圧」・「立ち下り誘起電圧」の部分における上記の仮
想中性点電圧Ｅ０との交点Ｐ、すなわち、ゼロクロス点
Ｐを検出することにより、この検出信号を位置検出信号
Ｓｕ・Ｓｖ・Ｓｗとして出力している。Then, each of the comparators CPu, CPv,
By comparing these voltages, CPw detects the intersection P with the above-described virtual neutral point voltage E0, that is, the zero-crossing point P, in the “rising electromotive voltage” and “falling electromotive voltage” parts. The detection signals are output as position detection signals Su, Sv, Sw.
【００１１】例えば、コンパレータＣＰｕでの比較検出
状態を例にとると、図８の［Ｕ相位置検出コンパレータ
正、負端子入力電圧（重ね書き）］のようになってお
り、ゼロクロス点Ｐを検出して、図８の［Ｕ相位置検出
コンパレータ出力電圧］のように、「Ｕ相立ち上り位置
検出ポイント」と「Ｕ相立ち上り位置検出ポイント」と
を位置検出信号として出力する。なお、他の相のコンパ
レータＣＰｖ・ＣＰｗでの比較検出状態は、図８の［Ｕ
相位置検出コンパレータ正、負入力電圧（重ね書き）］
の波形を１２０°分の位相ずつ、ずらせた波形状態にな
っている。For example, taking the comparison detection state of the comparator CPu as an example, it is as shown in [U-phase position detection comparator positive / negative terminal input voltage (overwriting)], and the zero cross point P is detected. Then, the “U-phase rising position detection point” and the “U-phase rising position detection point” are output as position detection signals, as in “U-phase position detection comparator output voltage” in FIG. Note that the comparison detection states of the comparators CPv and CPw of the other phases are shown in FIG.
Phase position detection comparator positive and negative input voltage (overwrite)]
Is shifted by 120 ° in phase.
【００１２】この検出において、マイコン５は、前回の
通電パターンにおけるスパイク電圧が終了する時間の経
過後に、Ｕ相位置検出コンパレータＣＰｕの出力が、最
初に、ＬｏｗからＨｉｇｈへの立ち上りエッジを検出し
て得られる信号を位置検出信号Ｓｕ１として取り込み、
回転子３Ｒが一定角度分回転する時間だけ経過した後
に、次のトランジスタＴｒＵからトランジスタＴｒＹへ
の通電パターンによる通電に切り換える。In this detection, the microcomputer 5 first detects the rising edge from Low to High after the output of the U-phase position detection comparator CPu has elapsed after the elapse of the time when the spike voltage in the previous energization pattern has ended. The obtained signal is captured as a position detection signal Su1,
After a lapse of time during which the rotor 3R rotates by a certain angle, the energization is switched to the energization pattern from the next transistor TrU to the transistor TrY.
【００１３】そして、マイコン５は、前回のトランジス
タＴｒＵからトランジスタＴｒＹへの通電パターンにお
けるスパイク電圧が終了する時間だけ経過した後、Ｗ相
コンパレータ出力ＣＰｗが、最初に、ＨｉｇｈからＬｏ
ｗへの立ち下りエッジを検出して得られる信号を位置検
出信号（図示せず）として取り込み、回転子３Ｒが一定
角度分回転する時間だけ経過した後に、次のＴｒｕから
ＴｒＺへの通電パターンによる通電に切り換える。Then, after elapse of the time when the spike voltage in the previous energization pattern from the transistor TrU to the transistor TrY has elapsed, the microcomputer 5 first changes the W-phase comparator output CPw from High to Lo.
The signal obtained by detecting the falling edge to w is taken in as a position detection signal (not shown), and after a lapse of time during which the rotor 3R rotates by a certain angle, the current is applied according to the energization pattern from Tru to TrZ. Switch to energization.
【００１４】同様にして、トランジスタＴｒＵからトラ
ンジスタＴｒＺへの通電時にはＶ相コンパレータＣＰｖ
の出力の立ち上りエッジを検出した位置検出信号（図示
せず）により、トランジスタＴｒＶからトランジスタＴ
ｒＺへの通電に切換を行い。Similarly, when power is supplied from transistor TrU to transistor TrZ, V-phase comparator CPv
In response to a position detection signal (not shown) that detects the rising edge of the output of
Switch to energization to rZ.
【００１５】トランジスタＴｒＶからトランジスタＴｒ
Ｚへの通電時にはＵ相コンパレータＣＰｖの出力の立ち
下りエッジを検出した位置検出信号Ｓｕ２により、トラ
ンジスタＴｒＶからトランジスタＴｒＸへの通電に切換
を行い。From the transistor TrV to the transistor Tr
At the time of energization to Z, the current is switched from the transistor TrV to the transistor TrX by the position detection signal Su2 which detects the falling edge of the output of the U-phase comparator CPv.
【００１６】トランジスタＴｒＶからトランジスタＴｒ
Ｘへの通電時にはＷ相コンパレータＣＰＷの出力の立ち
上りエッジを検出した位置検出信号（図示せず）によ
り、トランジスタＴｒＷからトランジスタＴｒＸへの通
電に切換を行い。トランジスタＴｒＷからトランジスタ
ＴｒＸへの通電時にはＶ相コンパレータＣＰｖの出力の
立ち下りエッジを検出した位置検出信号（図示せず）に
より、トランジスタＴｒＷからトランジスタＴｒＹへの
通電に切換を行うように動作する。From the transistor TrV to the transistor Tr
At the time of energization to X, switching to energization from transistor TrW to transistor TrX is performed by a position detection signal (not shown) that detects the rising edge of the output of W-phase comparator CPW. When the transistor TrW is energized to the transistor TrX, an operation is performed to switch the energization from the transistor TrW to the transistor TrY according to a position detection signal (not shown) that detects the falling edge of the output of the V-phase comparator CPv.
【００１７】このようにして、マイコン５は、各コンパ
レータＣＰｕ・ＣＰｖ・ＣＰｗの出力波形にもとづい
て、回転子３Ｒの位置情報を得ながら、回転子３Ｒが回
転し続けられるようにインバータ回路２を駆動してい
る。In this manner, the microcomputer 5 controls the inverter circuit 2 so that the rotor 3R can continue rotating while obtaining the position information of the rotor 3R based on the output waveforms of the comparators CPu, CPv, and CPw. It is driving.
【００１８】上記のような駆動状態は、回転子３Ｒが、
位置検出信号Ｓｕ・Ｓｖ・Ｓｗによるインバータ回路２
の駆動に対して同期回転しながらインバータ回路２の駆
動周波数の増減に追従して回転し得る運転状態のとき
（この発明において、定常運転時という）である。The driving state as described above is such that the rotor 3R
Inverter circuit 2 using position detection signals Su, Sv, Sw
This is a state of operation (referred to as steady-state operation in the present invention) in which the inverter circuit 2 can rotate while following the increase or decrease in the drive frequency of the inverter circuit 2 while rotating synchronously with the drive.
【００１９】これに対して、インバータ回路２の駆動を
始動して回転子３Ｒを回転し始めるようにした始動状態
のときは、回転子３Ｒの静止慣性、軸摩擦、回転子３Ｒ
で駆動する負荷などによって、回転子３Ｒが位置検出が
不安定なため、位置検出信号Ｓｕ・Ｓｖ・Ｓｗに同期さ
せる運転を行わせることは容易にできないという不都合
がある。On the other hand, when the driving of the inverter circuit 2 is started to start the rotation of the rotor 3R, the stationary inertia of the rotor 3R, the shaft friction, the rotor 3R
In this case, the position detection of the rotor 3R is unstable due to the load driven by the motor, so that it is not easy to perform the operation synchronized with the position detection signals Su, Sv, Sw.
【００２０】こうした不都合を解消するための構成とし
て、インバータ回路２の駆動を始動した直後は、回転子
３Ｒの位置検出信号Ｓｕ・Ｓｖ・Ｓｗによる固定子巻線
３Ｕ・３Ｖ・３Ｗへの通電の切換えを行わず例えば、マ
イコン５に設けた時計回路によって、強制的に、固定子
巻線３Ｕ・３Ｖ・３Ｗに対する通電を切換えるようにし
たインバータ回路２の強制同期運転を行うとともに、イ
ンバータ回路２の出力電圧を時間とともに所定の漸増す
る運転を行った後に、定常の位置検出による同期運転に
移行させる構成（以下、第１従来技術という）が、例え
ば、特許第９２６８２１６４号公報などにより開示され
ている。As a configuration for solving such inconvenience, immediately after the drive of the inverter circuit 2 is started, the energization of the stator windings 3U, 3V, 3W by the position detection signals Su, Sv, Sw of the rotor 3R is performed. Without switching, for example, a clock circuit provided in the microcomputer 5 forcibly switches the energization to the stator windings 3U, 3V, and 3W, and performs forced synchronous operation of the inverter circuit 2. For example, Japanese Patent No. 9682164 discloses a configuration in which, after an operation of gradually increasing the output voltage by a predetermined amount with time, the operation is shifted to a synchronous operation based on a steady position detection (hereinafter, referred to as a first related art). .
【００２１】このほか、上記の強制同期運転を行わず
に、インバータ回路２の始動直後から回転子３Ｒの位置
検出を行なうが、例えば、図８の「ＴｒＷ→ＴｒＹ」
「ＴｒＵｕ→ＴｒＹ」の区間の箇所を例にして説明する
と、図９の〔通常運転状態〕ように、先に通電動作して
いるトランジスタ、例えば、トランジスタＴｒＷ・Ｔｒ
Ｘから次に通電するトランジスタ、例えば、トランジス
タＴｒＷ・ＴｒＹに切り換える動作（この発明におい
て、転流という）を行う時点、すなわち、転流時点Ｗｔ
に続いて位置検出信号Ｓｕ１の検出を行わせる。In addition, the position of the rotor 3R is detected immediately after the start of the inverter circuit 2 without performing the above-described forced synchronous operation. For example, “TrW → TrY” in FIG.
Taking the section of “TrUu → TrY” as an example, as shown in FIG. 9 [normal operation state], a transistor that is previously energized, for example, a transistor TrW • Tr
The point at which the operation of switching from X to the next energized transistor, for example, the transistor TrW / TrY (referred to as commutation in the present invention), that is, the commutation point Wt
Then, the position detection signal Su1 is detected.
【００２２】この位置検出信号Ｓｕ１の検出において、
予め定めた区間の時間だけ位置検出を行わないように規
制した後に位置検出を行うようするための時間幅（この
発明において、位置検出マスク時間という）Ｍｔと、位
置検出にもとづいて次の転流時点Ｕｔ、すなわち、例え
ば、トランジスタＴｒＵ・ＴｒＹの通電に切り換える時
点を、位置検出の箇所から所定の時間だけ遅れさせた時
点にする時点に規制するための遅延時間（この発明にお
いて、転流遅延時間）Ｌｔとを所定の時間長に設定して
インバータ回路２の駆動を制御する。In detecting the position detection signal Su1,
The next commutation is performed based on the time width (referred to as position detection mask time in this invention) Mt for performing position detection after restricting the position detection not to be performed for a predetermined section time, and the position detection. The time point Ut, that is, a delay time for regulating the time point of switching to the energization of the transistors TrU and TrY to a time point delayed by a predetermined time from the position detection position (the commutation delay time in the present invention) ) Lt is set to a predetermined time length to control the driving of the inverter circuit 2.
【００２３】この制御に加えて、インバータ回路２を駆
動する周波数を漸増させながら、定常の位置検出による
同期運転に移行させる構成（以下、第２従来技術とい
う）が周知である。In addition to this control, a configuration is known in which the frequency of driving the inverter circuit 2 is gradually increased, and the operation is shifted to synchronous operation by stationary position detection (hereinafter referred to as a second conventional technique).
【００２４】なお、図９の〔通常運転状態〕では、図８
の「Ｕ相立ち上り位置検出ポイント」に相当する部分し
か示していないが、図８の「Ｕ相立ち下り位置検出ポイ
ント」に相当する部分でも、図８の「Ｕ相立ち下り位置
検出ポイント」と同様に、図９の振幅変化とは逆の振幅
変化になって現れる。さらに、Ｖ相・Ｗ相についても、
同様に、２箇所の位置検出部分が現れる。そして、上記
のように、回転子３Ｒに２対のＮ極・Ｓ極、すなわち、
２対極を着磁したものでは、（３相×２箇所）×２対極
の数の箇所、すなわち、１２箇所の位置検出部分が現れ
ることになる。FIG. 9 shows the normal operation state of FIG.
Although only the portion corresponding to the “U-phase falling position detection point” in FIG. 8 is shown, the portion corresponding to the “U-phase falling position detection point” in FIG. Similarly, it appears as an amplitude change opposite to the amplitude change in FIG. Furthermore, for the V and W phases,
Similarly, two position detection portions appear. And, as described above, the rotor 3R has two pairs of N and S poles,
In the case where two counter electrodes are magnetized, (3 phases × 2 places) × 2 counter electrodes, that is, 12 position detection portions appear.
【００２５】そして、こうしたＤＣブラシレスモータ装
置の構成において、図１０のように、回転子３Ｒとの同
期運転の関係上、位置検出信号Ｓｕ・Ｓｖ・Ｓｗの検出
位置を、交点Ｐａまたは交点Ｐｂのように、誘起電圧の
前方または後方にずらせるために、仮想中性点電圧Ｅ０
を得ている分圧回路または各相分圧電圧Ｕａ・Ｖａ・Ｗ
ａを得ている分圧回路の分圧比を変更することにより、
仮想中性点電圧Ｅ０を図１０のＥ０１・Ｅ０２のように
上下にずらせて検出する構成（以下、第３従来技術とい
う）が周知であり、こうした構成では、交点Ｐａまたは
交点Ｐｂに対応するように、位置検出マスク時間Ｍｔと
転流遅延時間Ｌｔとを設定することは言うまでもない。In the configuration of such a DC brushless motor device, as shown in FIG. 10, due to the synchronous operation with the rotor 3R, the detection position of the position detection signals Su, Sv, Sw is changed to the intersection Pa or the intersection Pb. In order to shift the induced voltage forward or backward, the virtual neutral point voltage E0
Voltage dividing circuit or divided voltage Ua, Va, W for each phase
By changing the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit obtaining a,
A configuration for detecting the virtual neutral point voltage E0 by shifting it up and down like E01 and E02 in FIG. 10 (hereinafter, referred to as a third conventional technique) is well known, and in such a configuration, the virtual neutral point voltage E0 may correspond to the intersection Pa or the intersection Pb. Needless to say, the position detection mask time Mt and the commutation delay time Lt are set.
【００２６】[0026]
【発明が解決しようとする課題】上記の第１従来技術で
は、位置検出を行わずに、強制同期運転を行っているの
で、回転子３Ｒで駆動する負荷の変動による駆動の乱調
や脱調によって、インバータ回路２が異常停止しない程
度の変化で、インバータ回路２の出力電圧を漸増させな
ければならないので、定常の位置検出による同期運転に
移行させるまでの時間を速めることができず、相当に長
い時間を要するという不都合がある。In the first prior art, the forced synchronous operation is performed without performing the position detection. Therefore, the drive is tuned or stepped out due to the fluctuation of the load driven by the rotor 3R. Since the output voltage of the inverter circuit 2 must be gradually increased to such a degree that the inverter circuit 2 does not stop abnormally, the time required to shift to synchronous operation by steady-state position detection cannot be accelerated, and is considerably long. There is a disadvantage that it takes time.
【００２７】また、第２従来技術では、第１従来技術よ
りも短い時間で定常の位置検出による同期運転に移行で
きるという利点はあるが、回転子３Ｒで駆動する負荷の
変動がある場合には、その変動によって位置検出が乱さ
れてしまうため、定常の位置検出による同期運転に移行
できないという不都合がある。このため、こうした不都
合を無くした装置の提供が望まれているという課題があ
る。In the second prior art, there is an advantage that the operation can be shifted to the synchronous operation by the stationary position detection in a shorter time than in the first prior art, but when there is a change in the load driven by the rotor 3R, there is an advantage. However, since the position detection is disturbed by the fluctuation, there is an inconvenience that the operation cannot be shifted to the synchronous operation based on the stationary position detection. Therefore, there is a problem that it is desired to provide a device that eliminates such inconveniences.
【００２８】[0028]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な複数の着磁極を有する回転子と、通電時に上記の回転
子に回転磁界を与えるように配置された複数相の固定子
巻線とを設けたＤＣブラシレスモータにおける所定の上
記の固定子巻に、インバータ回路で発生したパルス幅変
調電圧の通電を行って回転磁界を形成するとともに、上
記の回転子の回転によって上記の通電を行っていない相
の上記の固定子巻線に生じる誘起電圧と、所定の電圧と
を上記の複数相の各相ごとに比較検出して得られる位置
検出信号にもとづいて上記の通電を行う時点を制御する
にしたＤＣブラシレスモータ装置において、SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a rotor having a plurality of magnetized poles as described above, and a plurality of phase stator windings arranged to apply a rotating magnetic field to the rotor when energized. In the DC brushless motor provided with the above, a predetermined stator winding is energized with a pulse width modulation voltage generated by an inverter circuit to form a rotating magnetic field, and the energization is performed by rotation of the rotor. The point at which the energization is performed is controlled based on a position detection signal obtained by comparing and detecting an induced voltage generated in the stator winding of a non-phase and a predetermined voltage for each of the plurality of phases. In the DC brushless motor device,
【００２９】上記のインバータ回路２の始動において、
先行する転流時点に続く上記の位置検出信号の検出を規
制する位置検出マスク時間の増減を、上記の始動を開始
した後に得られる上記の位置検出信号の回数に対応させ
て制御するマスク時間制御手段を設ける第１の構成と、In starting the inverter circuit 2 described above,
Mask time control for controlling the increase or decrease of the position detection mask time that regulates the detection of the position detection signal following the preceding commutation time point in accordance with the number of the position detection signals obtained after starting the start. A first configuration for providing means,
【００３０】この第１の構成に付加して、上記の始動に
おいて、先行する上記の位置検出信号に続く転流時点を
規制する転流遅延時間の増減を、上記の始動を開始した
後に得られる上記の位置検出信号の回数に対応させて制
御する転流時間制御手段を設ける第２の構成と、In addition to the first configuration, in the above-described start, an increase or decrease in the commutation delay time that regulates the commutation time following the preceding position detection signal can be obtained after the start is started. A second configuration including a commutation time control unit that performs control in accordance with the number of times of the position detection signal,
【００３１】上記の第１の構成に付加して、上記の始動
を開始した直後の上記のインバータ回路の駆動周波数の
増加率を、上記の記インバータ回路の定常運転時におけ
る上記駆動周波数の増加率よりも大きい増加率により制
御する駆動周波数増減制御手段を設ける第３の構成と、In addition to the above-described first configuration, the increase rate of the drive frequency of the inverter circuit immediately after the start of the start is determined by the increase rate of the drive frequency during the steady operation of the inverter circuit. A third configuration in which a drive frequency increase / decrease control means for controlling at a larger increase rate is provided;
【００３２】上記の第１の構成において、上記の位置検
出マスク時間の増減を行う制御を、上記の始動を開始し
た時点から上記の回転子の回転が所定の回転数に達する
時点までの間のみ行うようにした第４の構成と、In the first configuration, the control for increasing or decreasing the position detection mask time is performed only during the period from the start of the start to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined rotation speed. A fourth configuration to be performed;
【００３３】上記の第２の構成において、上記の転流遅
延時間の増減を行う制御を、上記の始動を開始した時点
から上記の回転子の回転が所定の回転数に達する時点ま
での間のみ行うようにした第５の構成と、In the second configuration, the control for increasing or decreasing the commutation delay time is performed only during the period from the start of the start to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined rotation speed. A fifth configuration adapted to be performed,
【００３４】上記の第３の構成において、上記の大きい
増加率による制御を、上記の始動を開始した時点から上
記の回転子の回転が所定の回転数に達する時点までの間
のみ行うようにした第６の構成と、In the third configuration, the control based on the large increase rate is performed only from the time when the starting is started to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined rotation speed. A sixth configuration,
【００３５】上記の第１の構成におけるＤＣブラシレス
モータ装置と同様のＤＣブラシレスモータ装置におい
て、上記のインバータ回路２の始動を開始した時点から
上記の回転子の回転が所定の回転数に達する時点までの
間のみ、先行する転流時点に続く上記の位置検出信号の
検出を規制する位置検出マスク時間の増減を、上記の始
動を開始した後に得られる上記の位置検出信号の回数に
対応させて制御するマスク時間制御手段と、In the DC brushless motor device similar to the DC brushless motor device according to the first configuration, from the time when the inverter circuit 2 is started to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined rotation speed. Only during the period, the increase or decrease of the position detection mask time that regulates the detection of the position detection signal following the preceding commutation point is controlled in accordance with the number of the position detection signals obtained after the start is started. Mask time control means,
【００３６】上記の始動を開始した時点から上記の回転
子の回転が所定の回転数に達する時点までの間のみ、先
行する上記の位置検出信号に続く転流時点を規制する転
流遅延時間の増減を、上記の始動を開始した後に得られ
る上記の位置検出信号の回数に対応させて制御する転流
時間制御手段と、The commutation delay time that regulates the commutation time following the preceding position detection signal only during the period from the start of the start to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined number of revolutions. Commutation time control means for controlling the increase / decrease in accordance with the number of times of the position detection signal obtained after starting the start,
【００３７】上記の始動を開始した時点から上記の回転
子の回転が所定の回転数に達する時点までの間のみ、上
記の始動を開始した直後の上記のインバータ回路の駆動
周波数を増加率を、上記の記インバータ回路の定常運転
時における上記の駆動周波数の増加率よりも大きい増加
率により制御する駆動周波数増減制御手段とを設ける第
７の構成とにより上記の課題を解決したものである。Only during the period from the start of the start to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined speed, the drive frequency of the inverter circuit immediately after the start of the start is increased by The seventh object of the present invention is to solve the above-mentioned problem by providing a driving frequency increase / decrease control means for controlling the driving frequency at an increasing rate larger than the increasing rate of the driving frequency during the steady operation of the inverter circuit.
【００３８】[0038]
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態として、上
記の図６〜図９による従来技術の構成に、この発明を適
用した実施例を図１〜図５により説明する。図１〜図５
において、図６〜図９と同一符号の部分は、図６〜図９
で説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分であ
る。また、図１〜図５における同一符号の部分は、図１
〜図５のいずれかにおいて説明する同一符号の部分と同
一の機能をもつ部分である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of the present invention, an embodiment in which the present invention is applied to the configuration of the prior art shown in FIGS. 6 to 9 will be described with reference to FIGS. 1 to 5
6, the same reference numerals as those in FIGS.
This is a part having the same function as the part with the same reference numeral described in. 1 to 5 are the same as those in FIG.
5 have the same functions as the portions denoted by the same reference numerals described in any of FIGS.
【００３９】[0039]
【実施例】〔第１実施例〕以下、図１〜図３にり第１実
施例を説明する。この第１実施例の構成は、概括的に
は、上記の第１の構成と第４の構成とを構成しているも
のであり、図６〜図９の従来技術の構成と異なる箇所
は、図２・図３で説明するような制御処理を行うため
に、この制御処理を行うための制御処理フローのプログ
ラムを図１のマイコン５の処理用メモリ５Ａに予め記憶
するとともに、制御処理に必要な基準値などデータ、例
えば、図３の各値のデータを図１のマイコン５のデータ
用メモリ５Ｂに予め記憶した箇所である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment will be described below with reference to FIGS. The configuration of the first embodiment generally constitutes the first configuration and the fourth configuration described above, and different points from the configuration of the prior art shown in FIGS. In order to perform the control processing described with reference to FIGS. 2 and 3, a program of a control processing flow for performing the control processing is stored in advance in the processing memory 5A of the microcomputer 5 in FIG. This is a place where data such as a reference value, for example, data of each value in FIG. 3 is stored in the data memory 5B of the microcomputer 5 in FIG. 1 in advance.
【００４０】インバータ回路２が定常の運転状態、すな
わち、位置検出信号Ｓｕ〜Ｓｗにもとづくインバータ回
路２の駆動による回転磁界に回転子３Ｒが同期した追従
回転を行っている状態での位置検出部分は、例えば、図
９と同様に、図８の「ＴｒＷ→ＴｒＹ」「ＴｒＵｕ→Ｔ
ｒＹ」の区間の箇所を例にして説明すると、図２の〔定
常運転状態〕のようになって現れるが、インバータ回路
２を始動を開始した直後の回転子３Ｒの回転が追従でき
ていない状態での位置検出部分は図２の〔始動運転状
態〕のようになって現れる。The position detection portion when the inverter circuit 2 is in a steady operation state, that is, when the rotor 3R is performing follow-up rotation in synchronization with the rotating magnetic field generated by driving the inverter circuit 2 based on the position detection signals Su to Sw, For example, similarly to FIG. 9, “TrW → TrY”, “TrUu → T” in FIG.
In the example of the section of “rY”, the state appears as [steady state of operation] in FIG. 2, but the state where the rotation of the rotor 3R has not been able to follow the rotation of the rotor 3R immediately after starting the inverter circuit 2 is started. The position detection part shown in FIG. 2 appears as shown in FIG.
【００４１】図２の〔定常運転状態〕は、図９と同様
に、図８の［Ｕ相位置検出コンパレータ正、負端子入力
電圧］における「Ｕ相立ち上り位置検出ポイント」の位
置検出部分に相当しており、先行する転流時点Ｗｔから
所定の位置検出マスク時間Ｍｔを経過した後の交点Ｐ、
すなわち、ゼロクロス点を検出して位置検出信号Ｓｕ１
を得るとともに、この位置検出信号Ｓｕ１の時点から転
流遅延時間Ｌｔが経過した時点を次の転流時点Ｕｔとし
ている。The [steady state of operation] in FIG. 2 corresponds to the position detection portion of the "U-phase rising position detection point" in [U-phase position detection comparator positive / negative terminal input voltage] in FIG. The intersection P after a predetermined position detection mask time Mt has elapsed from the preceding commutation time Wt,
That is, the zero cross point is detected and the position detection signal Su1 is detected.
And the time when the commutation delay time Lt has elapsed from the time of the position detection signal Su1 is defined as the next commutation time Ut.
【００４２】そして、図２の〔始動運転状態〕では、通
常、インバータ回路２の始動を開始した直後は、回転子
３Ｒは、回転方向が定まらないほか、回転速度が非常に
低いため固定子巻線３Ｕに現れる誘起電圧が小さい。こ
のため、同図の不確定Ｃのような誘起電圧波形になるこ
とがあるで、正確な位置検出が難しく、始動性能の低下
させる原因になっている。In the [starting operation state] of FIG. 2, immediately after the start of the inverter circuit 2, the rotating direction of the rotor 3R is not fixed, and the rotating speed of the rotor 3R is extremely low. The induced voltage appearing on line 3U is small. For this reason, an induced voltage waveform like the uncertainty C shown in the figure may occur, and it is difficult to accurately detect the position, which causes a reduction in the starting performance.
【００４３】そこで、この第１実施例の構成では、図３
の〔要部動作条件〕のように、位置検出マスク時間Ｍｔ
の増減を、位置検出信号の検出回数Ｓｎ、例えば、全て
の位置検出信号Ｓｕ・Ｓｖ・Ｓｗの検出回数を合計した
検出回数Ｓｎに対応させて増減変化させることにより、
安定した始動を行わせて、定常の位置検出による同期運
転に確実に移行させ得るように構成したものである。Therefore, in the configuration of the first embodiment, FIG.
The position detection mask time Mt
Is increased or decreased in accordance with the number of times of detection Sn of the position detection signal, for example, the number of times of detection Sn obtained by summing the number of times of detection of all the position detection signals Su, Sv, and Sw.
The structure is such that stable start can be performed and the operation can be reliably shifted to synchronous operation based on steady position detection.
【００４４】具体的には、図３のように、位置検出マス
ク時間Ｍｔを、例えば、電気的な時間幅、すなわち、位
相角度幅で表するとともに、予め複数の段階、例えば、
第１段階Ｍｔ１・第２段階Ｍｔ２・第３段階Ｍｔ３に設
定し、こらの各段階を、位置検出信号の検出回数Ｓｎを
複数の段階、例えば、第１段階Ｓｎ１・第２段階Ｓｎ２
に対応させるように設定したものである。More specifically, as shown in FIG. 3, the position detection mask time Mt is represented by, for example, an electrical time width, that is, a phase angle width, and a plurality of steps, for example, in advance.
The first stage Mt1, the second stage Mt2, and the third stage Mt3 are set, and each of these stages is set to a plurality of stages, for example, the first stage Sn1 and the second stage Sn2.
It is set to correspond to.
【００４５】ここで、位置検出信号の回数Ｓｎは、例え
ば、その時点までの位置検出信号を積算した積算回数を
用いて構成する場合と、その時点ての単位時間当たりの
回数、すなわち、回転速度を用いて構成する場合との両
方がある。すなわち、この発明において、「位置検出信
号の回数」とは、積算回数を用いて構成する場合と、回
転速度を用いて構成する場合との両方をいうものであ
る。なお、以下の説明は、積算回転を用いて構成する場
合を説明する。Here, the number Sn of the position detection signal is, for example, the number of times per unit time at which the position detection signal is integrated up to that point, ie, the rotational speed. , And both. That is, in the present invention, the “number of times of the position detection signal” refers to both the case of using the integration number and the case of using the rotation speed. In the following description, a case will be described in which the configuration is made using the integrated rotation.
【００４６】そして、各データの具体的な値は、例え
ば、（３相×２箇所）×２対極の場合において、次のよ
うに設定してある。 Ｍｔ１＝４５° Ｍｔ２＝３７．５° Ｍｔ３＝３０° Ｓｎ１＝１２回（回転子３Ｒの１回転分） Ｓｎ２＝１２０回（回転子３Ｒの１０回転分）。The specific value of each data is set as follows in the case of (3 phases × 2 places) × 2 counter electrodes, for example. Mt1 = 45 ° Mt2 = 37.5 ° Mt3 = 30 ° Sn1 = 12 times (for one rotation of the rotor 3R) Sn2 = 120 times (for 10 rotations of the rotor 3R).
【００４７】図３の〔要部動作条件〕は理解し易いよう
に、グラフにして示してあるが、実際には、図３のデー
タ値を対応させたテーブルをデータ用メモリ５Ｂに記憶
しておき、処理用メモリ５Ａに予め記憶した制御処理フ
ローのプログラムによって、選択しながら制御動作を行
うようしている。なお、制御処理フローは、検出信号か
ら横軸のデータを判別して縦軸のデータを制御信号とし
て出力するだけの簡単なものなので、ここでは記載を省
略する。Although the [operating conditions] of FIG. 3 are shown in a graph for easy understanding, in practice, a table corresponding to the data values of FIG. 3 is stored in the data memory 5B. In addition, the control operation is performed while being selected by a control processing flow program stored in the processing memory 5A in advance. Note that the control processing flow is as simple as discriminating the data on the horizontal axis from the detection signal and outputting the data on the vertical axis as a control signal, and a description thereof is omitted here.
【００４８】この制御処理によれば、回転子３Ｒの負荷
などが変動して回転子３Ｒの回転数が変動した場合で
も、その変動に対応して位置検出マスク時間Ｍｔが増減
変化させられるので、そうした変動にかかわらず、同期
運転可能なので、例えば、回転数Ｓｎの第２段階Ｓｎ２
になったときは、定常の位置検出による同期運転に、安
定確実に、移行させることができるようになる。According to this control process, even when the load of the rotor 3R fluctuates and the rotational speed of the rotor 3R fluctuates, the position detection mask time Mt can be increased or decreased in accordance with the fluctuation. Despite such fluctuations, synchronous operation is possible. For example, the second stage Sn2 of the rotational speed Sn
When it becomes, it is possible to stably and reliably shift to the synchronous operation by the steady position detection.
【００４９】そして、この第１実施例の構成では、第１
には、位置検出マスク時間Ｍｔを回転子３Ｒの位置検出
信号の回数Ｓｎに対応させて制御しており、第２には、
その制御をインバータ回路２の始動を開始した時点から
回転子３Ｒが所定の回転数になる時点まで間のみ、すな
わち、位置検出信号の検出回数が所定の回数になるまで
の間のみ、行っていることになるものである。In the configuration of the first embodiment, the first
, The position detection mask time Mt is controlled in accordance with the number Sn of the position detection signals of the rotor 3R.
The control is performed only from the time when the start of the inverter circuit 2 is started to the time when the rotor 3R reaches the predetermined number of revolutions, that is, only until the number of times of detecting the position detection signal reaches the predetermined number of times. It is something that will be.
【００５０】なお、上記の設定では、位置検出マスク時
間Ｍｔの制御の各段階、例えば、第１段階Ｍｔ１・第２
段階Ｍｔ２・第３段階Ｍｔ３をＭｔ１＞Ｍｔ２＞Ｍｔ３
の条件になるように、位置検出信号の回数Ｓｎの増加に
対して漸減する構成としたが、始動を開始した後におけ
る回転子３Ｒの負荷に大きな脈動などが存在する場合に
は、そうした負荷の変動に対応するように設定にすれば
よい。In the above setting, each stage of the control of the position detection mask time Mt, for example, the first stage Mt1 and the second stage
Step Mt2 / Third step Mt3 is defined as Mt1>Mt2> Mt3
Although the configuration is such that the number of times of the position detection signal Sn is gradually decreased so as to satisfy the condition described above, if there is a large pulsation in the load of the rotor 3R after the start of the start, the load of such a load is reduced. The setting may be made so as to correspond to the fluctuation.
【００５１】つまり、例えば、図３の〔負荷状態（その
１）〕のように負荷が変動する場合には、Ｍｔ１＜Ｍｔ
３＜Ｍｔ２の条件になるように設定し、また、例えば、
図３の〔負荷状態（その２）〕のように負荷が推移する
場合には、Ｍｔ１＜Ｍｔ２＜Ｍｔ３の条件になるように
設定する。That is, for example, when the load fluctuates as in [Load state (No. 1)] in FIG. 3, Mt1 <Mt
3 <Mt2, and, for example,
When the load changes as in [Load state (No. 2)] in FIG. 3, the condition is set so that Mt1 <Mt2 <Mt3.
【００５２】〔第２実施例〕以下、図１〜図４により第
２実施例を説明する。この第２実施例の構成は、概括的
には、上記の第２の構成と第５の構成とを構成している
ものであり、上記の第１実施例の構成と異なる箇所は、
第１実施例の構成に加えて、図２・図４で説明するよう
な制御処理を行わせるための制御処理フローのプログラ
ムを処理用メモリ５Ａに予め記憶するとともに、制御処
理に必要な基準値などデータ、例えば、図４の各値のデ
ータをデータ用メモリ５Ｂに予め記憶した箇所である。[Second Embodiment] A second embodiment will be described below with reference to FIGS. The configuration of the second embodiment generally constitutes the above-described second configuration and the fifth configuration. Differences from the configuration of the first embodiment are as follows.
In addition to the configuration of the first embodiment, a program for a control processing flow for performing the control processing as described in FIGS. 2 and 4 is stored in the processing memory 5A in advance, and a reference value required for the control processing is stored. Such data, for example, data of each value in FIG. 4 is stored in the data memory 5B in advance.
【００５３】そして、図４のように、転流遅延時間Ｌｔ
の増減を、位置検出信号の検出回数Ｓｎ、例えば、全て
の位置検出信号Ｓｕ・Ｓｖ・Ｓｗの検出回数を合計した
検出回数Ｓｎの増減に対応させて増減変化させることに
より、安定した始動を行わせて、定常の位置検出による
同期運転に確実に移行させ得るように構成したものであ
る。Then, as shown in FIG. 4, the commutation delay time Lt
Is increased or decreased in accordance with the increase or decrease of the number of times of detection Sn of the position detection signal, for example, the number of times of detection Sn which is the sum of the number of times of detection of all position detection signals Su, Sv, and Sw. In addition, the configuration is such that the operation can be reliably shifted to the synchronous operation based on the stationary position detection.
【００５４】具体的には、図４のように、転流遅延時間
Ｌｔを、例えば、電気的な時間幅、すなわち、位相角度
幅で表するとともに、予め複数の段階、例えば、第１段
階Ｌｔ１・第２段階Ｌｔ２・第３段階Ｌｔ３に設定し、
こらの各段階を、第１実施例における位置検出信号の検
出回数Ｓｎの複数の段階と同様の第１段階Ｓｎ１・第２
段階Ｓｎ２に対応させるように設定したものである。Specifically, as shown in FIG. 4, the commutation delay time Lt is represented by, for example, an electrical time width, that is, a phase angle width, and a plurality of stages, for example, a first stage Lt1 2nd stage Lt2, 3rd stage Lt3,
These steps are defined as a first step Sn1 and a second step Sn1 similar to the plurality of steps of the number of times of detection Sn of the position detection signal in the first embodiment.
This is set so as to correspond to step Sn2.
【００５５】 Ｌｔ１＝１５° Ｌｔ２＝１１．２５° Ｌｔ３＝７．５°Lt1 = 15 ° Lt2 = 11.25 ° Lt3 = 7.5 °
【００５６】図４は理解し易いように、グラフにして示
してあるが、実際には、図４のデータ値を対応させたテ
ーブルをデータ用メモリ５Ｂに記憶しておき、処理用メ
モリ５Ａに予め記憶した制御処理フローのプログラムに
よって、選択しながら制御動作を行うようしている。な
お、制御処理フローは、上記の第１実施例と同様に、検
出信号から横軸のデータを判別して縦軸のデータを制御
信号として出力するだけの簡単なものなので、ここでは
記載を省略する。FIG. 4 is a graph for easy understanding, but in practice, a table corresponding to the data values of FIG. 4 is stored in the data memory 5B and stored in the processing memory 5A. The control operation is performed while being selected by a control processing flow program stored in advance. Since the control processing flow is as simple as that of the first embodiment described above, the data on the horizontal axis is determined from the detection signal and the data on the vertical axis is output as a control signal, the description is omitted here. I do.
【００５７】この制御処理によれば、回転子３Ｒの負荷
などが変動して回転子３Ｒの回転数が変動した場合で
も、上記の第１実施例の構成による位置検出マスク時間
Ｍｔの増減変化による対応と、図４の制御データによる
転流遅延時間Ｌｔの増減変化による対応とが行われるの
で、そうした変動にかかわらず、第１実施例の構成より
も速く、例えば、回転数Ｓｎの第２段階Ｓｎ２にも早く
達することができ、定常の位置検出による同期運転に、
安定確実に、移行させることができるようになる。According to this control processing, even when the load of the rotor 3R fluctuates and the rotational speed of the rotor 3R fluctuates, the position detection mask time Mt according to the configuration of the above-described first embodiment increases or decreases. Since the response and the response by the increase / decrease change of the commutation delay time Lt based on the control data of FIG. 4 are performed, irrespective of such a variation, it is faster than the configuration of the first embodiment. Sn2 can be reached quickly, and synchronous operation by steady position detection
The transition can be performed stably and reliably.
【００５８】そして、この第２実施例の構成では、上記
の第１実施例の構成に加えて、第１には、転流遅延時間
Ｌｔを回転子３Ｒの位置検出信号の検出回数に対応させ
て制御しており、第２には、その制御をインバータ回路
２の始動の開始した時点から回転子３Ｒが所定の回転数
になる時点まで間のみ、すなわち、位置検出信号の検出
回数が所定の回数になるまでの間のみ、行っていること
になるものである。In the structure of the second embodiment, in addition to the structure of the first embodiment, firstly, the commutation delay time Lt is made to correspond to the number of times of detecting the position detection signal of the rotor 3R. Second, the control is performed only during the period from the start of the start of the inverter circuit 2 to the time when the rotor 3R reaches a predetermined rotation speed, that is, when the number of times of detection of the position detection signal is a predetermined value. It is something that is going to be done only until the number of times.
【００５９】なお、上記の設定では、転流遅延Ｌｔの制
御の各段階、例えば、第１段階Ｌｔ１・第２段階Ｌｔ２
・第３段階Ｌｔ３をＬｔ１＞Ｌｔ２＞Ｌｔ３の条件にな
るように、位置検出信号の回数Ｓｎの増加に対して漸減
する構成としたが、始動を開始した後における回転子３
Ｒの負荷に大きな脈動などが存在する場合には、そうし
た負荷の変動に対応するように設定にすればよい。In the above setting, each stage of the control of the commutation delay Lt, for example, the first stage Lt1 and the second stage Lt2
The third stage Lt3 is configured to gradually decrease as the number Sn of the position detection signals increases so as to satisfy the condition of Lt1>Lt2> Lt3, but the rotor 3 after the start is started.
If there is a large pulsation or the like in the load of R, the setting may be made to cope with such a change in the load.
【００６０】つまり、例えば、図３の〔負荷状態（その
１）〕のように負荷が変動する場合には、Ｌｔ１＜Ｌｔ
３＜Ｌｔ２の条件になるように設定し、また、例えば、
図３の〔負荷状態（その２）〕のように負荷が推移する
場合には、Ｌｔ１＜Ｌｔ２＜Ｌｔ３の条件になるように
設定する。That is, for example, when the load fluctuates as in [Load state (No. 1)] in FIG. 3, Lt1 <Lt
3 <Lt2, and for example,
When the load changes as in [Load state (No. 2)] of FIG. 3, the condition is set so that Lt1 <Lt2 <Lt3.
【００６１】〔第３実施例〕以下、図１〜図３・図５に
より第３実施例を説明する。この第３実施例の構成は、
概括的には、上記の第３の構成と第６の構成とを構成し
ているものであり、上記の第１実施例の構成と異なる箇
所は、第１実施例の構成に加えて、図５で説明するよう
な制御処理を行わせるための制御処理フローのプログラ
ムを処理用メモリ５Ａに予め記憶するとともに、制御処
理に必要な基準値などデータ、例えば、図５の各値のデ
ータをデータ用メモリ５Ｂに予め記憶した箇所である。Third Embodiment A third embodiment will be described below with reference to FIGS. The configuration of the third embodiment is as follows.
In general, the above-described third and sixth configurations are configured. Differences from the configuration of the above-described first embodiment are the same as those of the first embodiment. 5 is stored in the processing memory 5A in advance, and data such as reference values required for the control processing, for example, data of each value in FIG. Are stored in advance in the memory 5B.
【００６２】そして、図５のように、インバータ回路２
の始動を開始した直後のインバータ回路２の駆動周波数
Ｆｔの増加率ρ１を、インバータ回路２の定常運転時に
おける増加率ρ２よりも大きい増加率にして制御するこ
とにより、安定した始動を行わせて、定常の位置検出に
よる同期運転に確実に移行させ得るように構成したもの
である。Then, as shown in FIG.
The start rate of the drive frequency Ft of the inverter circuit 2 immediately after the start of the start of the inverter circuit 2 is controlled to an increase rate larger than the increase rate ρ2 of the inverter circuit 2 at the time of the steady operation, thereby performing a stable start. , So that the operation can be reliably shifted to the synchronous operation based on the stationary position detection.
【００６３】具体的には、図５において、インバータ回
路２の駆動周波数Ｆｔは、定常運転時には、下限周波数
Ｆｔ１〜上限周波数Ｆｔ３の周波数変化範囲で制御する
ように設定されており、経過時間Ｔｔで見ると、例え
ば、制御曲線Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３のように、インバータ回
路２の始動を開始した直後は、駆動周波数Ｆｔを周波数
０から下限周波数Ｆｔ１〜上限周波数Ｆｔ３の間の適宜
の周波数まで増加させた後に、上記の定常運転時の周波
数変化範囲による制御に移行させている。Specifically, in FIG. 5, the drive frequency Ft of the inverter circuit 2 is set so as to be controlled in a frequency change range from a lower limit frequency Ft1 to an upper limit frequency Ft3 during a steady operation. As can be seen, for example, immediately after the start of the inverter circuit 2, the drive frequency Ft is increased from the frequency 0 to an appropriate frequency between the lower limit frequency Ft1 and the upper limit frequency Ft3 as indicated by the control curves L1, L2, and L3. After that, the control is shifted to the control based on the frequency change range during the steady operation.
【００６４】そして、定常運転時における駆動周波数Ｆ
ｔの増加率ρ２は単位時間Ｔ１当たりの周波数増加量を
ｆａに設定して制御しているのに対して、インバータ回
路２の始動を開始した直後における駆動周波数Ｆｔの増
加率ρ１は単位時間Ｔ１当たりの周波数増加量をｆｂと
し、ｆｂ＞ｆａの値に設定して制御するようにしたもの
である。Then, the driving frequency F at the time of steady operation is
The increase rate ρ2 of t is controlled by setting the frequency increase amount per unit time T1 to fa, whereas the increase rate ρ1 of the drive frequency Ft immediately after the start of the inverter circuit 2 is calculated by the unit time T1. The frequency increase per hit is fb, and control is performed by setting fb> fa.
【００６５】具体的な値は、例えば、次のように設定し
てある。 Ｆｔ１＝１０〜３０Ｈｚ Ｆｔ３＝１５０Ｈｚ ρ２＝ｆａ／Ｔ１＝１Ｈｚ／ｓｅｃ〜２Ｈｚ／ｓｅｃ ρ１＝ｆｂ／Ｔ１＝ρ２×１０The specific values are set, for example, as follows. Ft1 = 10 to 30 Hz Ft3 = 150 Hz ρ2 = fa / T1 = 1 Hz / sec to 2 Hz / sec ρ1 = fb / T1 = ρ2 × 10
【００６６】図５は理解し易いように、グラフにして示
してあるが、実際には、図５のデータ値を対応させたテ
ーブルをデータ用メモリ５Ｂに記憶しておき、処理用メ
モリ５Ａに予め記憶した制御処理フローのプログラムに
よって、選択しながら制御動作を行うようしている。な
お、制御処理フローは、上記の第１実施例と同様に、検
出信号から横軸のデータを判別して縦軸のデータを制御
信号として出力するだけの簡単なものなので、ここでは
記載を省略する。FIG. 5 is shown as a graph for easy understanding. Actually, a table corresponding to the data values shown in FIG. 5 is stored in the data memory 5B, and the table is stored in the processing memory 5A. The control operation is performed while being selected by a control processing flow program stored in advance. Since the control processing flow is as simple as that of the first embodiment described above, the data on the horizontal axis is determined from the detection signal and the data on the vertical axis is output as a control signal, the description is omitted here. I do.
【００６７】この制御処理によれば、回転子３Ｒの負荷
などが変動して回転子３Ｒの回転数が変動した場合で
も、上記の第１実施例の構成による位置検出マスク時間
Ｍｔの増減変化による対応と、図５の制御データによる
インバータ回路２の駆動周波数Ｆｔの増加率による対応
とが行われるので、そうした変動にかかわらず、第１実
施例の構成よりも速く、例えば、駆動周波数Ｆｔを定常
運転時の駆動周波数Ｆｔ１に早く達することができ、定
常の位置検出による同期運転に、安定確実に、移行させ
ることができるようになる。According to this control processing, even when the load of the rotor 3R fluctuates and the number of rotations of the rotor 3R fluctuates, the position detection mask time Mt according to the configuration of the above-described first embodiment increases or decreases. Since the response and the response by the increase rate of the drive frequency Ft of the inverter circuit 2 based on the control data of FIG. 5 are performed, regardless of such a variation, the response is faster than the configuration of the first embodiment. The driving frequency Ft1 during the operation can be quickly reached, and the operation can be shifted to the synchronous operation based on the stationary position detection stably and reliably.
【００６８】そして、この第３実施例の構成では、上記
の第１実施例の構成に加えて、第１には、インバータ回
路２の始動を開始した直後のインバータ回路２の駆動周
波数Ｆｔの増加率ρ１を、インバータ回路２の定常運転
時における増加率ρ２よりも大きい増加率により制御し
ており、第２には、その制御をインバータ回路２の始動
の開始した時点から回転子３Ｒが所定の回転数になる時
点まで間のみ、すなわち、位置検出信号の検出回数が所
定の回数になるまでの間のみ、行っていることになるも
のである。In the configuration of the third embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, first, the drive frequency Ft of the inverter circuit 2 immediately after the start of the inverter circuit 2 is started is increased. The rate ρ1 is controlled by an increase rate larger than the increase rate ρ2 during the steady operation of the inverter circuit 2. Secondly, the control is performed by the rotor 3R starting from the time when the start of the inverter circuit 2 is started. This operation is performed only until the rotation speed is reached, that is, only until the number of times of detection of the position detection signal reaches a predetermined number.
【００６９】〔第４実施例〕以下、図１〜図５により第
４実施例を説明する。この第４実施例の構成は、上記の
第１実施例〜第３実施例の構成の全てを組み合わせて構
成したものである。したがって、概括的には、上記の第
７の構成を構成していることになるものである。[Fourth Embodiment] The fourth embodiment will be described below with reference to FIGS. The configuration of the fourth embodiment is configured by combining all of the configurations of the above-described first to third embodiments. Therefore, it generally constitutes the seventh configuration described above.
【００７０】そして、この第４実施例の構成によれば、
上記の第１実施例〜第３実施例で述べた制御処理の全て
を行う構成になっているので、回転子３Ｒの負荷などが
変動して回転子３Ｒの回転数が変動した場合でも、上記
の第１実施例の構成による位置検出マスク時間Ｍｔの増
減変化による対応と、上記の第２実施例の構成による転
流遅延時間Ｌｔの増減変化による対応と、上記の第３実
施例の構成によるインバータ回路２の駆動周波数Ｆｔの
増加率による対応とが同時に行われる。According to the configuration of the fourth embodiment,
Since the configuration is such that all the control processes described in the first to third embodiments are performed, even when the load of the rotor 3R fluctuates and the rotation speed of the rotor 3R fluctuates, the above-described operation is performed. According to the configuration of the first embodiment, the response by the increase and decrease of the position detection mask time Mt, the configuration of the second embodiment by the increase and decrease of the commutation delay time Lt, and the configuration of the third embodiment. The response by the increase rate of the drive frequency Ft of the inverter circuit 2 is performed at the same time.
【００７１】したがって、そうした負荷の変動にかかわ
らず、第１実施例〜第３実施例の構成の場合よりも速
く、例えば、駆動周波数Ｆｔを定常運転時の駆動周波数
Ｆｔ１に早く達することができ、定常の位置検出による
同期運転に、安定確実に、移行させることができるよう
になる。Therefore, irrespective of such load fluctuations, the drive frequency Ft can reach, for example, the drive frequency Ft1 at the time of steady operation faster than in the case of the configuration of the first to third embodiments. It is possible to stably and reliably shift to synchronous operation based on steady-state position detection.
【００７２】〔変形実施〕 （１）第１実施例〜第４実施例の構成を、上記の第３従
来技術の構成に適用して構成する。 （２）電源部１の電圧が低い場合、端子Ｒ・Ｓ・Ｔの電
圧を分圧せずに、そのまま各コンパレータＣＰｕ・ＣＰ
ｖ・ＣＰｗに与えられるようにした構成のものに適用し
て構成する。[Modification] (1) The configuration of the first to fourth embodiments is applied to the configuration of the third conventional technique. (2) When the voltage of the power supply unit 1 is low, the voltages of the terminals R, S, and T are not divided, and the respective comparators CPu, CP are not divided.
The configuration is applied to the configuration given to v · CPw.
【００７３】[0073]
【発明の効果】この発明によれば、以上のように、イン
バータ回路の始動開始から定常運転に入るまでの制御処
理動作を、位置検出マスク時間の増減変化による対応
と、転流遅延時間の増減変化による対応と、インバータ
回路２の駆動周波数の増加率による対応とのうちのいず
れか１つによる対応、または、このうちの複数の組み合
わせによる対応動作によって行っているので、回転子の
負荷などが変動して回転子の回転数が変動した場合で
も、そうした変動にかかわらず、定常運転状態に、安定
確実に、速く移行させることができる。また、こうした
機能をもたせる構成をマイコンでの制御処理機能を追加
させるのみで構成し得るので、装置構成を簡便安価にし
て提供し得るなどの効果がある。According to the present invention, as described above, the control processing operation from the start of the start of the inverter circuit to the start of the steady operation is performed by changing the position detection mask time and changing the commutation delay time. Since the response is performed by any one of the response based on the change and the response based on the increase rate of the drive frequency of the inverter circuit 2 or the response operation based on a combination of a plurality of these, the load on the rotor is reduced. Even when the rotational speed of the rotor fluctuates due to fluctuations, it is possible to stably, reliably, and quickly shift to the steady operation state regardless of such fluctuations. Further, since such a function can be provided only by adding a control processing function in the microcomputer, there is an effect that the apparatus configuration can be provided simply and inexpensively.
図面中、図１〜図５はこの発明の実施例を、また、図６
〜図１０は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりで
ある。1 to 5 show an embodiment of the present invention, and FIGS.
10 show a conventional technique, and the contents of each figure are as follows.
【図１】全体ブロック構成図FIG. 1 is an overall block diagram.
【図２】要部動作波形図FIG. 2 is an operation waveform diagram of a main part.
【図３】要部動作条件図FIG. 3 is an operating condition diagram of a main part.
【図４】要部動作条件図FIG. 4 is an operating condition diagram of a main part.
【図５】要部動作条件図FIG. 5 is an operating condition diagram of a main part.
【図６】全体ブロック構成図FIG. 6 is an overall block diagram.
【図７】要部動作波形図FIG. 7 is an operation waveform diagram of a main part.
【図８】要部動作波形図FIG. 8 is an operation waveform diagram of a main part.
【図９】要部動作波形図FIG. 9 is an operation waveform diagram of a main part.
【図１０】要部動作波形図FIG. 10 is an operation waveform diagram of a main part.
１ 電源部 ２ インバータ回路 ３ ＤＣブラシレスモータ ３Ｒ 回転子 ３Ｕ〜３Ｗ 固定子巻線 ４ ドライブ回路 ５ マイコン Ｃ 不安定時間 ＣＰｕ〜ＣＰｗ コンパレータ Ｅ０ 仮想中性点電圧 Ｅｕｓ〜Ｅｗｓ 比較用電圧（負端子入力電圧） Ｆｔ 駆動周波数 Ｆｔ１ 下限周波数 Ｆｔ３ 上限周波数 ｆａ 周波数増加量 ｆｂ 周波数増加量 Ｌｔ 転流遅延時間 Ｌ１ 制御曲線 Ｌ２ 制御曲線 Ｌ３ 制御曲線 Ｍｔ・Ｍｔ１〜Ｍｔ３ 位置検出マスク時間 Ｐ・Ｐａ・Ｐｂ 交点・ゼロクロス点 Ｒ Ｕ相端子 Ｒａｕ〜Ｒｆｗ 抵抗 Ｓ Ｖ相端子 Ｓｎ・Ｓｎ１・Ｓｎ２ 位置検出回数 Ｓｕ〜Ｓｗ 位置検出信号 Ｓｕ１〜Ｓｗ２ 位置検出信号 Ｔ Ｗ相端子 Ｔ１ 時間幅 ＴｒＵ〜ＴｒＺ トランジスタ Ｔｔ 経過時間 Ｕ Ｕ相 Ｕａ〜Ｗａ 相分圧電圧（正端子入力電圧） Ｕｔ 転流時点 Ｖ Ｖ相 Ｖｃｃ 母線電圧 Ｗ Ｗ相 Ｗｔ 転流時点 Reference Signs List 1 power supply unit 2 inverter circuit 3 DC brushless motor 3R rotor 3U to 3W stator winding 4 drive circuit 5 microcomputer C unstable time CPu to CPw comparator E0 virtual neutral point voltage Eus to Ews Comparison voltage (negative terminal input voltage) ) Ft drive frequency Ft1 Lower limit frequency Ft3 Upper limit frequency fa Frequency increase amount fb Frequency increase amount Lt Commutation delay time L1 Control curve L2 Control curve L3 Control curve Mt ・ Mt1 to Mt3 Position detection mask time P ・ Pa ・ Pb Intersection point / zero cross point RU phase terminal Rau-Rfw resistance SV phase terminal Sn, Sn1, Sn2 Number of times of position detection Su-Sw position detection signal Su1-Sw2 position detection signal TW-phase terminal T1 Time width TrU-TrZ Transistor Tt Elapsed time U U-phase Ua To Wa phase divided voltage (positive terminal input voltage) U Commutation point in time V V-phase Vcc bus voltage W W phase Wt commutation time
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 秀明 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 伊澤 雄一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L092 AA01 FA05 5H560 BB04 BB07 BB12 DA13 DA19 DC13 EB01 GG04 SS01 TT07 UA06 XA12 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Hideaki Kato 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Yuichi Izawa 2-5-1 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. F term (reference) 3L092 AA01 FA05 5H560 BB04 BB07 BB12 DA13 DA19 DC13 EB01 GG04 SS01 TT07 UA06 XA12
Claims (7)
に前記回転子に回転磁界を与えるように配置された複数
相の固定子巻線とを設けたＤＣブラシレスモータにおけ
る所定の前記固定子巻に、インバータ回路で発生したパ
ルス幅変調電圧の通電を行って回転磁界を形成するとと
もに、前記回転子の回転によって前記通電を行っていな
い相の前記固定子巻線に生じる誘起電圧と、所定の電圧
とを前記複数相の各相ごとに比較検出して得られる位置
検出信号にもとづいて前記通電を行う時点を制御するに
したＤＣブラシレスモータ装置であって、 前記インバータ回路の始動において、先行する転流時点
に続く前記位置検出信号の検出を規制する位置検出マス
ク時間の増減を、前記始動を開始した後に得られる前記
位置検出信号の回数に対応させて制御するマスク時間制
御手段 を具備することを特徴とするＤＣブラシレスモ
ータ装置。1. A predetermined brushless motor in a DC brushless motor including a rotor having a plurality of magnetized poles and a plurality of stator windings arranged to apply a rotating magnetic field to the rotor when energized. The winding is energized with a pulse width modulation voltage generated by an inverter circuit to form a rotating magnetic field, and the induced voltage generated in the stator winding of the phase not energized by the rotation of the rotor, and a predetermined voltage. A DC brushless motor device that controls the point of time at which the energization is performed based on a position detection signal obtained by comparing and detecting the voltage of each of the plurality of phases. The increase or decrease of the position detection mask time that regulates the detection of the position detection signal following the commutation point corresponding to the number of times of the position detection signal obtained after the start is started. DC brushless motor apparatus characterized by having a mask time control means for controlling.
出信号に続く転流時点を規制する転流遅延時間の増減
を、前記始動を開始した後に得られる前記位置検出信号
の回数に対応させて制御する転流時間制御手段を付加し
たことを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモー
タ装置。2. The method according to claim 1, further comprising: controlling the commutation delay time, which regulates a commutation time following the preceding position detection signal, in accordance with the number of the position detection signals obtained after starting the start. 2. The DC brushless motor device according to claim 1, further comprising a commutation time control unit that performs the commutation.
タ回路の駆動周波数の増加率を、前記記インバータ回路
の定常運転時における前記増加率よりも大きい増加率に
より制御する駆動周波数増減制御手段を付加したことを
特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモータ装置。3. A drive frequency increase / decrease control means for controlling a rate of increase of the drive frequency of the inverter circuit immediately after the start of the start by a rate of increase greater than the rate of increase during the steady operation of the inverter circuit. 2. The DC brushless motor device according to claim 1, wherein:
御を、前記始動を開始した時点から前記回転子の回転が
所定の回転数に達する時点までの間のみ行うことを特徴
とする請求項１記載のＤＣブラシレスモータ装置。4. The method according to claim 1, wherein the control for increasing or decreasing the position detection mask time is performed only from the time when the starting is started to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined rotation speed. A DC brushless motor device according to claim 1.
前記始動を開始した時点から前記回転子の回転が所定の
回転数に達する時点までの間のみ行うことを特徴とする
請求項２記載のＤＣブラシレスモータ装置。5. A control for increasing or decreasing the commutation delay time,
3. The DC brushless motor device according to claim 2, wherein the driving is performed only from the time when the starting is started to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined rotation speed.
動を開始した時点から前記回転子の回転が所定の回転数
に達する時点までの間のみ行うことを特徴とする請求項
３記載のＤＣブラシレスモータ装置。6. The DC brushless apparatus according to claim 3, wherein the control based on the large increase rate is performed only from the time when the starting is started to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined rotation speed. Motor device.
時に前記回転子に回転磁界を与えるように配置された複
数相の固定子巻線とを設けたＤＣブラシレスモータにお
ける所定の前記固定子巻に、インバータ回路で発生した
パルス幅変調電圧の通電を行って回転磁界を形成すると
ともに、前記回転子の回転によって前記通電を行ってい
ない相の前記固定子巻線に生じる誘起電圧と、所定の電
圧とを前記複数相の各相ごとに比較検出して得られる位
置検出信号にもとづいて前記通電を行う時点を制御する
にしたＤＣブラシレスモータ装置であって、 前記インバータ回路の始動を開始した時点から前記回転
子の回転が所定の回転数に達する時点までの間のみ、先
行する転流時点に続く前記位置検出信号の検出を規制す
る位置検出マスク時間の増減を、前記始動を開始した後
に得られる前記位置検出信号の回数に対応させて制御す
るマスク時間制御手段と、 前記始動を開始した時点から前記回転子の回転が所定の
回転数に達する時点までの間のみ、先行する前記位置検
出信号に続く転流時点を規制する転流遅延時間の増減
を、前記始動を開始した後に得られる前記位置検出信号
の回数に対応させて制御する転流時間制御手段と、 前記始動を開始した時点から前記回転子の回転が所定の
回転数に達する時点までの間のみ、前記始動を開始した
直後の前記インバータ回路の駆動周波数を増加率を、前
記記インバータ回路の定常運転時における前記駆動周波
数増加率よりも大きい増加率による制御によって行う駆
動周波数増減制御手段とを具備することを特徴とするＤ
Ｃブラシレスモータ装置。7. A predetermined fixed state in a DC brushless motor provided with a rotor having a plurality of magnetized poles and a plurality of stator windings arranged to apply a rotating magnetic field to the rotor when energized. To the child winding, while applying a pulse width modulation voltage generated in the inverter circuit to form a rotating magnetic field, the induced voltage generated in the stator winding of the phase that is not energized by the rotation of the rotor, A DC brushless motor device configured to control a point in time at which the energization is performed based on a position detection signal obtained by comparing and detecting a predetermined voltage with each of the plurality of phases, wherein starting of the inverter circuit is started. Only during the period from the time when the rotation of the rotor reaches the predetermined number of rotations to the time when the rotation of the rotor reaches the predetermined number of rotations, the position detection mask time for restricting the detection of the position detection signal following the preceding commutation time is increased or decreased. A mask time control means for controlling the number of times of the position detection signal obtained after the start of the engine is started, and from a time when the start is started to a time when the rotation of the rotor reaches a predetermined speed. Only, a commutation time control means for controlling the increase or decrease of the commutation delay time regulating the commutation time following the preceding position detection signal in accordance with the number of the position detection signals obtained after the start is started. Only during the period from the start of the start to the time when the rotation of the rotor reaches a predetermined rotation speed, the drive frequency of the inverter circuit immediately after the start of the start is increased by a steady rate of the inverter circuit. A drive frequency increase / decrease control means for performing control by an increase rate greater than the drive frequency increase rate during operation.
C brushless motor device.
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