JP2003348873A - Revolution controller of brushless motor - Google Patents
Revolution controller of brushless motorInfo
- Publication number
- JP2003348873A JP2003348873A JP2002150110A JP2002150110A JP2003348873A JP 2003348873 A JP2003348873 A JP 2003348873A JP 2002150110 A JP2002150110 A JP 2002150110A JP 2002150110 A JP2002150110 A JP 2002150110A JP 2003348873 A JP2003348873 A JP 2003348873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- motor
- speed
- phase
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
の速度を制御する制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for controlling the speed of a brushless motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のブラシレスモータの速度
制御装置としては、例えば、インバータ洗濯機に使用さ
れるブラシレスモータの速度制御装置がある（特開2000
-324873号公報）。このモータの速度制御方法では、前
記ブラシレスモータの運転を最大トルクが得られるモー
ド(最大トルクモード)と最大効率が得られるモード(最
大効率モード)の２種類に分けている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a brushless motor speed control device of this type, for example, there is a brushless motor speed control device used in an inverter washing machine (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2000).
-324873). In this motor speed control method, the operation of the brushless motor is divided into two modes: a mode in which maximum torque is obtained (maximum torque mode) and a mode in which maximum efficiency is obtained (maximum efficiency mode).
【０００３】前記ブラシレスモータの最大トルクモード
とは、各回転数においてモータトルクが最大になる位相
を前記モータに与える運転であり、最大効率モードと
は、各回転数においてモータ効率が最大になる位相を前
記モータに与える運転である。これらの運転モードを該
モータの負荷の大きさ等で、切り替えることにより、前
記モータを最適な状態に保ちならが運転する。つまり、
起動時、又は大きな負荷を検出したときは最大トルクモ
ードを選択して、前記モータ及び該モータが設置されて
いる装置が求められている本来の機能を実現し、負荷が
小さいときは最大効率モードを選択して、前記装置の機
能実現に必要な消費電力を抑えている。The maximum torque mode of the brushless motor is an operation in which the motor is given a phase at which the motor torque is maximum at each rotation speed. The maximum efficiency mode is a phase at which the motor efficiency is maximum at each rotation speed. Is an operation to give the motor. By switching these operation modes depending on the magnitude of the load of the motor, the operation is performed if the motor is maintained in an optimum state. That means
When starting up or detecting a large load, select the maximum torque mode to achieve the original function required by the motor and the device where the motor is installed, and when the load is small, the maximum efficiency mode The power consumption necessary for realizing the function of the device is suppressed.
【０００４】これらのモードは、前記モータの位相制御
で実現する。前記最大トルクモードは、トルクを最大に
するモータ位相角とモータ速度の関係を制御部に持ち、
モータ運転時は、この関係を使って位相制御する。前記
最大効率モードは、前記モータ効率を最大にするモータ
位相角とモータ速度の関係を制御部に持ち、モータ運転
時は、この関係を使って位相制御する。These modes are realized by phase control of the motor. The maximum torque mode has a relationship between the motor phase angle and the motor speed that maximize the torque in the control unit,
During motor operation, this relationship is used for phase control. In the maximum efficiency mode, the control unit has a relationship between the motor phase angle and the motor speed that maximizes the motor efficiency, and phase control is performed using this relationship during motor operation.
【０００５】前記２つの運転モードは、測定された負荷
の大きさで切り替える方法と、前記モータ起動前に予め
定めておいたシーケンスに従って切り替える方法とがあ
る。負荷の大きさはモータ起動時、回転数がゼロから所
定の回転数に達するまでの所要時間から判断する。The two operation modes include a method of switching according to the magnitude of the measured load and a method of switching according to a sequence determined in advance before starting the motor. The magnitude of the load is determined from the time required until the rotational speed reaches a predetermined rotational speed from zero when the motor is started.
【０００６】前述以外のブラシレスモータの速度制御の
方法としては、例えば、他の公開特許公報である特開昭
63-174586号公報及び特開平4-101692号公報に開示され
ている。前者は、モータ速度と励磁位相の関係及びモー
タ速度とトルク指令の関係に着目した方法であり、モー
タ励磁位相とトルク指令をモータ速度によって変化させ
ることを特徴としている。後者は、高速域でモータ電流
の位相を同期状態から進角させることを特徴としてい
る。どちらの方法も、制御装置は、速度制御部のほかに
電流検出部と電流制御部を備えている前記モータの速度
制御技術の改良である。As a method for controlling the speed of the brushless motor other than those described above, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 63-174586 and JP-A-4-01692. The former method focuses on the relationship between the motor speed and the excitation phase and the relationship between the motor speed and the torque command, and is characterized by changing the motor excitation phase and the torque command according to the motor speed. The latter is characterized in that the phase of the motor current is advanced from the synchronized state in a high speed range. In both methods, the control device is an improvement of the speed control technology of the motor provided with a current detection unit and a current control unit in addition to the speed control unit.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のブラシレスモータの速度制御を最適にする制
御装置においては、負荷の大きさを検出する過程が必要
であること、負荷の大きさを検出するために前記モータ
を一旦停止させた後、再起動させ、該モータの速度が、
ゼロから所定のモータ速度に達するまでの所要時間を測
定しなければならないこと、負荷の大きさがモータ運転
中に変化した場合、最適な運転状態からずれてしまうこ
と、制御装置に電流制御部と電流検出部を備えなけれぱ
ならないことという問題点があった。However, in such a controller for optimizing the speed control of the conventional brushless motor, a process for detecting the magnitude of the load is necessary, and the magnitude of the load is detected. In order to do this, the motor is temporarily stopped and then restarted.
The time required to reach a predetermined motor speed from zero must be measured, and if the load changes during motor operation, it will deviate from the optimal operating state. There was a problem that a current detection unit had to be provided.
【０００８】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、電流制御部や電流検出
部を付加することなく、さらに負荷の検出過程を経なく
てもモータを最適な状態で制御できるブラシレスモータ
の速度制御装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points.
The object of the present invention is to provide a brushless motor speed control device that can solve the above-mentioned problems and can control the motor in an optimum state without adding a current control unit and a current detection unit and without going through a load detection process. There is.
【０００９】本発明の他の目的は、モータの運転中に負
荷の大きさが変化した場合でも、該モータを最適な運転
状態で制御できるブラシレスモータの速度制御装置を提
供することにある。Another object of the present invention is to provide a brushless motor speed control device capable of controlling the motor in an optimum operating state even when the load changes during the operation of the motor.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、ロータ位置を検出する手段を有する
ブラシレスモータと、前記モータに印加する駆動電圧を
出力するインバータと、前記インバータのそれぞれのゲ
ートを駆動するゲートドライブユニットと、前記モータ
の前記位置検出手段から出力する位置検出信号と外部か
ら速度指令信号とを入力して、前記ゲートドライブユニ
ットへＰＷＭ信号を出力する制御部とを備え、前記速度
指令信号に基づいて、前記モータの速度を制御する装置
において、次のとおりである。In order to achieve the above object, the present invention comprises a brushless motor having means for detecting a rotor position, an inverter for outputting a drive voltage to be applied to the motor, A gate drive unit that drives each gate; a control unit that inputs a position detection signal output from the position detection unit of the motor and a speed command signal from the outside, and outputs a PWM signal to the gate drive unit; In the apparatus for controlling the speed of the motor based on the speed command signal, the operation is as follows.
【００１１】前記制御部は、前記位置検出信号から前記
モータ速度を算出してモータ速度信号信号を出力するモ
ータ速度算出手段と、前記速度指令信号と前記モータ速
度信号との偏差を入力して、前記モータ駆動電圧の振幅
を制御する信号を出力する補償手段と、前記位置検出信
号を入力し、前記モータ駆動電圧の位相を制御する信号
を出力するモータ励磁位相算出手段と、前記モータ速度
信号と前記補償手段から出力される前記モータ駆動電圧
振幅制御信号とを入力して、前記モータ駆動電圧の位相
補正信号を出力する位相補正算出手段と、前記位相補正
算出手段から出力される前記位相補正信号により、前記
モータ励磁位相算出手段から出力される前記モータ駆動
電圧位相制御信号が補正された位相制御信号と、前記補
償手段から出力される前記モータ駆動電圧振幅制御信号
とを入力して、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力する
ＰＷＭ信号発生手段とを備えるブラシレスモータの制御
装置である。The controller inputs motor speed calculating means for calculating the motor speed from the position detection signal and outputting a motor speed signal signal, and inputs a deviation between the speed command signal and the motor speed signal. Compensation means for outputting a signal for controlling the amplitude of the motor driving voltage, motor excitation phase calculating means for inputting the position detection signal and outputting a signal for controlling the phase of the motor driving voltage, and the motor speed signal The phase correction calculation means for inputting the motor drive voltage amplitude control signal output from the compensation means and outputting the phase correction signal for the motor drive voltage; and the phase correction signal output from the phase correction calculation means Therefore, the motor drive voltage phase control signal output from the motor excitation phase calculation means is corrected, and the phase control signal output from the compensation means. The motor drive voltage to input an amplitude control signal that is a control device for a brushless motor and a PWM signal generating means for outputting a PWM (pulse width modulation) signal.
【００１２】前記制御部の前記位相補正算出部に、以下
のいずれかの信号群を入力し、
ａ）前記速度指令信号と前記補償手段の出力信号、
ｂ）前記モータ速度信号と前記補償手段の出力信号、
ｃ）前記速度指令信号と前記モータ速度信号及び前記補
償手段の出力信号、
ｄ）前記速度指令信号と前記速度偏差信号及び前記補償
手段の出力信号、
ｅ）前記モータ速度信号と前記速度偏差信号及び前記補
償手段の出力信号
を実験的に求めた単数又は複数の演算式に与え、その演
算から得られた位相補正データを用いて、前記モータ位
置検出信号から求められるモータ駆動電圧位相を補正す
る機能を前記制御部に備えるブラシレスモータの制御装
置である。One of the following signal groups is input to the phase correction calculation unit of the control unit: a) the speed command signal and the output signal of the compensation means; b) the motor speed signal and the compensation means. An output signal, c) the speed command signal, the motor speed signal, and an output signal of the compensation means, d) the speed command signal, the speed deviation signal, and an output signal of the compensation means, e) the motor speed signal and the speed The deviation signal and the output signal of the compensation means are given to one or more arithmetic expressions obtained experimentally, and using the phase correction data obtained from the calculation, the motor drive voltage phase obtained from the motor position detection signal is obtained. It is a control apparatus of a brushless motor provided with the function to correct in the control part.
【００１３】前記制御部の前記位相補正算出部に、実験
的に求めた位相補正テーブルに対して、以下のいずれか
の信号群、すなわち
ａ）前記速度指令信号と前記補償手段の出力信号、
ｂ）前記モータ速度信号と前記補償手段の出力信号、
ｃ）前記速度指令信号と前記モータ速度信号及び前記補
償手段の出力信号、
ｄ）前記速度指令信号と前記速度偏差信号及び前記補償
手段の出力信号、
ｅ）前記モータ速度信号と前記速度偏差信号及び前記補
償手段の出力信号
から算出されるアドレスを用いてアクセスし、それによ
って位相補正データを求めて、前記モータ位置検出信号
から求められるモータ駆動電圧位相を補正する機能を前
記制御部に備えるブラシレスモータの制御装置である。The phase correction calculation unit of the control unit receives one of the following signal groups from the experimentally obtained phase correction table: a) the speed command signal and the output signal of the compensation means; b C) the motor speed signal and the output signal of the compensation means; c) the speed command signal, the motor speed signal and the output signal of the compensation means; d) the speed command signal, the speed deviation signal and the output signal of the compensation means; E) a motor driving voltage obtained from the motor position detection signal by accessing using the address calculated from the motor speed signal, the speed deviation signal and the output signal of the compensation means, thereby obtaining phase correction data; The brushless motor control device includes a function for correcting the phase in the control unit.
【００１４】本発明は、以上のように構成されているの
で、ブラシレスモータに対して、電流制御部や電流検出
部を付加することなく、さらに負荷の検出過程を経なく
ても前記モータを最適な状態で速度制御することができ
る。同時に、前記モータの運転中に負荷の大きさが変化
した場合でも、該モータを最適な運転状態で制御できる
ため、ブラシレスモータがユーザ側の装置に組み込まれ
る場合、その適用範囲が広くなる。Since the present invention is configured as described above, the motor can be optimized without adding a current control unit or a current detection unit to the brushless motor and without going through a load detection process. The speed can be controlled in a stable state. At the same time, even if the magnitude of the load changes during operation of the motor, the motor can be controlled in an optimum operating state, so that when the brushless motor is incorporated in a user-side device, the applicable range is widened.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。図１は、
本発明のブラシレスモータの速度制御装置の一実施の形
態を示す制御構成ブロック図である。この実施の形態に
おける説明で、前記ブラシレスモータのロータの回転に
伴い変化する回転量をモータ位置と呼び、単位時間にお
けるモータ位置の変化量から求められる値をモータ速度
と呼ぶ。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG.
1 is a control configuration block diagram illustrating an embodiment of a speed control device for a brushless motor of the present invention. In the description of this embodiment, the amount of rotation that changes with the rotation of the rotor of the brushless motor is called the motor position, and the value obtained from the amount of change in the motor position in unit time is called the motor speed.
【００１６】図１において、ブラシレスモータの速度制
御装置Ａは、内部にロータの位置センサ１ａが装着され
たブラシレスモータ１と、該モータ１を駆動する３相イ
ンバータ２と、該３相インバータ２のゲートを駆動する
ゲートドライブユニット３と、外部からの速度指令信号
と、前記ブラシレスモータ１の位置センサ１ａからの位
置情報としての位置検出信号Ｐとを入力し、前記ゲート
ドライブユニット３に制御信号としてのＰＷＭ信号を出
力する制御部４とから構成される。In FIG. 1, a brushless motor speed control apparatus A includes a brushless motor 1 having a rotor position sensor 1a mounted therein, a three-phase inverter 2 for driving the motor 1, and a three-phase inverter 2 A gate drive unit 3 for driving the gate, a speed command signal from the outside, and a position detection signal P as position information from the position sensor 1a of the brushless motor 1 are input, and PWM as a control signal is input to the gate drive unit 3 It is comprised from the control part 4 which outputs a signal.
【００１７】前記ブラシレスモータ１は、例えば１０極
で、その外側表面に着磁された永久磁石が固定されたロ
ータと、例えば１２スロットのステータとからなる。前
記ロータの磁極検出器としての前記位置センサ１ａは、
例えぱホール素子と波形整形回路などからなる、３個の
センサ素子を装着している。これら３個のセンサ素子は
互いに１２０゜の位相差を持つ信号を、前記ロータの回
転に伴い出力するように配置されている。The brushless motor 1 is composed of, for example, a rotor having 10 poles and permanent magnets magnetized on the outer surface thereof, and a stator having 12 slots, for example. The position sensor 1a as a magnetic pole detector of the rotor is
For example, three sensor elements consisting of a hall element and a waveform shaping circuit are mounted. These three sensor elements are arranged so as to output signals having a phase difference of 120 ° with the rotation of the rotor.
【００１８】前記位置センサ１ａの各センサ素子は、二
つの状態がとれる一つのデジタル信号を出力する。各セ
ンサ素子の信号の状態は、前記ロータが１回転するごと
に１０回変化する。したがって、前記ロータが１回転す
ると前記ブラシレスモータ１全体では信号の状態変化が
３０回発生する。互いのセンサ素子の信号の状態変化が
同時に発生することがないように、さらに、前記ロータ
が一定の速度で回転している場合、その状態変化が均等
に発生するように、前記位置センサ１ａは配設されてい
る。前記ブラシレスモータ１全体では隣接する状態変化
の間隔は、前記ロータの回転角の１２゜（機械角）に相
当する。これは信号周期の６０゜に相当する。前記位置
検出信号Ｐは、前記位置センサ１ａの、これらのセンサ
素子からのセンサ信号からなっている。Each sensor element of the position sensor 1a outputs one digital signal that can take two states. The signal state of each sensor element changes 10 times each time the rotor makes one revolution. Therefore, when the rotor makes one revolution, the signal state changes 30 times in the brushless motor 1 as a whole. The position sensor 1a is arranged so that the change in state of the signals of the mutual sensor elements does not occur at the same time, and further, when the rotor rotates at a constant speed, the change in the state of the rotor occurs evenly. It is arranged. In the brushless motor 1 as a whole, the interval between adjacent state changes corresponds to 12 ° (mechanical angle) of the rotation angle of the rotor. This corresponds to a signal period of 60 °. The position detection signal P is composed of sensor signals from the sensor elements of the position sensor 1a.
【００１９】前記３相インバータ２は、前記ゲートドラ
イブユニット３からの出力信号に従い、内部の６個の電
力用半導体素子が動作し、前記モータ１の各相に駆動電
流を供給する。この駆動電流により、前記モータ１のロ
ータにトルクが発生する。前記ゲートドライブユニット
３は、前記制御部４が出力する前記ＰＷＭ信号に従い、
前記３相インバータ２内の６個の電力用素子を確実に動
作、駆動させる。In the three-phase inverter 2, six internal power semiconductor elements operate in accordance with an output signal from the gate drive unit 3, and supply a drive current to each phase of the motor 1. Torque is generated in the rotor of the motor 1 by this drive current. The gate drive unit 3 is in accordance with the PWM signal output from the control unit 4,
The six power elements in the three-phase inverter 2 are reliably operated and driven.
【００２０】前記制御部４は、主にＣＰＵ（central pr
ocessor unit）と回路からなる。前記モータ位置検出信
号Ｐは該ＣＰＵに入力される。該ＣＰＵは、入力された
前記モータ位置検出信号Ｐの状態が変化するタイミング
に合わせて所定の割り込み処理を起動させ、前記モータ
１の位置計算、前回の割り込みからの経過時間を計測す
る。The control unit 4 mainly includes a CPU (central pr).
ocessor unit) and circuit. The motor position detection signal P is input to the CPU. The CPU activates a predetermined interrupt process at the timing when the state of the input motor position detection signal P changes, and measures the position of the motor 1 and the elapsed time from the previous interrupt.
【００２１】前記制御部４は、モータ速度算出器５，補
償器６，モータ励磁位相算出部７、位相補正算出部８及
びＰＷＭ信号発生部９とからなる。前記ＣＰＵは図示さ
れないタイマを使い制御周期Ｔsを生成する。該モータ
速度算出器５は毎制御周期Ｔsごとに、前記位置検出信
号Ｐを入力して該モータ位置の差分を求め、フィルタ処
理を行い、モータ速度信号ωを算出する。求めた前記モ
ータ速度信号ωには制御周期Ｔs及びフィルタに起因す
る遅れが付随する。The controller 4 comprises a motor speed calculator 5, a compensator 6, a motor excitation phase calculator 7, a phase correction calculator 8 and a PWM signal generator 9. The CPU generates a control cycle Ts using a timer (not shown). The motor speed calculator 5 inputs the position detection signal P every control cycle Ts to obtain a difference between the motor positions, performs a filter process, and calculates a motor speed signal ω. The obtained motor speed signal ω is accompanied by a control period Ts and a delay due to the filter.
【００２２】前記補償器６は、前記モータ速度算出器５
から算出されたモータ速度信号ωと、外部からの速度指
令信号ωcomとの偏差から前記モータ１に印加する駆動
電圧の振幅を制御する信号を生成する。すなわち、前記
制御部４は、前記速度指令信号ωcomと前記モータ速度
信号ωとの偏差ｅ（＝ωcom−ω）を求め、その値を前
記補償器６に入力するとともに、前記モータ速度算出器
５で求めたモータ速度信号ωをも入力する。前記補償器
６は、毎制御周期Ｔsにおいて、前記モータ１に印加す
る駆動電圧の振幅を制御するために必要な信号Ｄを出力
する。このモータ駆動電圧は前記モータ１の回転ととも
に周期的に変化するが、前記信号Ｄはその駆動電圧の振
幅を決める信号である。The compensator 6 includes the motor speed calculator 5
A signal for controlling the amplitude of the drive voltage applied to the motor 1 is generated from the deviation between the motor speed signal ω calculated from the above and the speed command signal ωcom from the outside. That is, the control unit 4 obtains a deviation e (= ωcom−ω) between the speed command signal ωcom and the motor speed signal ω, inputs the value to the compensator 6, and the motor speed calculator 5. The motor speed signal ω obtained in step 1 is also input. The compensator 6 outputs a signal D necessary for controlling the amplitude of the drive voltage applied to the motor 1 in each control cycle Ts. The motor drive voltage periodically changes with the rotation of the motor 1, and the signal D is a signal that determines the amplitude of the drive voltage.
【００２３】前記モータ励磁位相算出部７及び前記位相
補正算出部８は、前記モータ１に印加する駆動電圧を制
御する際の位相を決定する回路である。該モータ励磁位
相算出部７は、図２の構成ブロック図に示すように、さ
らに基準励磁位相算出部７ａと、補間位相算出部７ｂ
と、パルス周期算出部７ｃとからなり、その位相算出過
程のタイミングチャートを図４に示す。なお、前記モー
タ１は特定の回転方向にほぼ一定の速さで回転している
とする。ここで、前記モータ１の位置検出信号Ｐは、該
信号の状態が変化するタイミングを示したパルス列で表
わされている。The motor excitation phase calculation unit 7 and the phase correction calculation unit 8 are circuits for determining a phase when controlling the drive voltage applied to the motor 1. As shown in the block diagram of FIG. 2, the motor excitation phase calculation unit 7 further includes a reference excitation phase calculation unit 7a and an interpolation phase calculation unit 7b.
FIG. 4 is a timing chart of the phase calculation process. It is assumed that the motor 1 rotates at a substantially constant speed in a specific rotation direction. Here, the position detection signal P of the motor 1 is represented by a pulse train indicating the timing at which the state of the signal changes.
【００２４】図２の前記基準励磁位相算出部７ａは、前
記モータ位置検出信号Ｐの状態変化に伴い発生する割り
込み処理で実行される。該基準励磁位相算出部７ａは前
記モータ位置検出信号Ｐから励磁位相を算出する。該モ
ータ位置検出信号Ｐは６０°間隔の信号を持っているの
で、該基準励磁位相算出部７ａが出力する基準励磁位相
θ0の最小単位は６０°になる。The reference excitation phase calculator 7a shown in FIG. 2 is executed by an interrupt process that occurs in response to a change in the state of the motor position detection signal P. The reference excitation phase calculation unit 7a calculates an excitation phase from the motor position detection signal P. Since the motor position detection signal P has signals at intervals of 60 °, the minimum unit of the reference excitation phase θ 0 output by the reference excitation phase calculation unit 7a is 60 °.
【００２５】前記パルス周期算出部７ｃは、前記モータ
位置検出信号Ｐの状態変化に伴い発生する割り込み処理
で実行される。該パルス周期算出部７ｃは前記モータ位
置検出信号Ｐの状態変化の周期を出力する。図４の周期
Ｔmがそれに相当する。前記モータ速度信号ωが大きい
とき、この周期Ｔmは小さくなり、該モータ速度信号ω
が小さいとき、この周期Ｔmは大きくなる。前記モータ
速度信号ωと前記周期Ｔmとは反比例の関係にある。The pulse period calculation unit 7c is executed by an interrupt process that occurs in response to a change in the state of the motor position detection signal P. The pulse period calculation unit 7c outputs a period of state change of the motor position detection signal P. The period Tm in FIG. 4 corresponds to this. When the motor speed signal ω is large, the period Tm becomes small and the motor speed signal ω
This period Tm becomes large when is small. The motor speed signal ω and the cycle Tm are in an inversely proportional relationship.
【００２６】前記補間位相算出部７ｂにおいて、内蔵す
るＣＰＵは図示されないタイマを使い位相補間周期Ｔp
を生成する。該補間位相算出部７ｂは位相補間周期Ｔp
ごとに実行される。前記補間位相算出部７ｂに入力され
るｎは、前記モータ位置検出信号Ｐが状態変化を起こし
てからの経過時間を示す指標であり、該モータ位置検出
信号Ｐの状態が変化したとき０にセットされ、その後、
毎Ｔp時間後、値がプラス１される。図４に、指標ｎと
該補間位相算出部７ｂから出力される補間位相信号δθ
の関係を示す。この補間位相信号δθは、前記指標ｎの
値に同期して階段的に大きくなる。各階段の大きさは前
記パルス周期算出部７ｃで求めた前記周期Ｔmで決ま
る。In the interpolation phase calculation unit 7b, the built-in CPU uses a timer (not shown) and the phase interpolation period Tp.
Is generated. The interpolation phase calculation unit 7b has a phase interpolation period Tp.
Run every time. N input to the interpolation phase calculation unit 7b is an index indicating an elapsed time after the state change of the motor position detection signal P, and is set to 0 when the state of the motor position detection signal P changes. And then
The value is incremented by 1 after every Tp time. FIG. 4 shows the index n and the interpolation phase signal δθ output from the interpolation phase calculation unit 7b.
The relationship is shown. The interpolation phase signal δθ increases stepwise in synchronization with the value of the index n. The size of each staircase is determined by the period Tm obtained by the pulse period calculation unit 7c.
【００２７】前記モータ１が高速で回転している場合
は、前記周期Ｔmは小さい値になり、各階段は大きくな
る。また、前記モータ１が低速で回転している場合は、
該周期Ｔmは大きな値になり、各階段は小さくなる。ど
のような場合でも前記補間位相信号δθの初期値は０で
あり、それの最大値の絶対値は基準励磁位相信号θ0の
最小単位以下である。図４において、指標ｎは０から５
まで変化する。実際の制御において、前記指標ｎの値は
４〜５程度（３０００ｒｐｍ）に設定される。該指標ｎ
の値をこれ以上小さくすると電流波形が乱れ、該指標ｎ
を大きくするとＣＰＵの負荷が増える。When the motor 1 is rotating at high speed, the period Tm becomes a small value and each step becomes large. When the motor 1 is rotating at a low speed,
The period Tm becomes a large value, and each step becomes small. In any case, the initial value of the interpolation phase signal δθ is 0, and the absolute value of the maximum value is equal to or less than the minimum unit of the reference excitation phase signal θ 0 . In FIG. 4, the index n is 0 to 5
Change to. In actual control, the value of the index n is set to about 4 to 5 (3000 rpm). The index n
If the value of is further reduced, the current waveform is disturbed, and the index n
Increasing the value increases the CPU load.
【００２８】図４において、前記モータ位置検出信号Ｐ
の状態変化の間は、前記指標ｎにより６つの小さい区間
に分割されている。該モータ位置検出信号Ｐの状態変化
は６０°ごとに発生するので、前記補間位相信号δθは
約１０°間隔の変化を示す。前記モータ励磁位相算出部
７は、前記基準励磁位相信号θ0に前記補間位相信号δ
θを加算してモータ励磁位相信号θとして出力する。該
モータ励磁位相信号θは約１０°単位の励磁位相情報に
なる。前記モータ励磁位相信号θは基準励磁位相信号θ
0に比べて非常に滑らかに変化する。前記モータ駆動電
圧を決定する際、このモータ励磁位相信号θを使うと、
該モータ駆動電圧は滑らかに変化する。In FIG. 4, the motor position detection signal P
Is divided into six small sections according to the index n. Since the state change of the motor position detection signal P occurs every 60 °, the interpolation phase signal δθ shows a change of about 10 ° interval. The motor excitation phase calculation unit 7 adds the interpolation phase signal δ to the reference excitation phase signal θ 0.
θ is added and output as a motor excitation phase signal θ. The motor excitation phase signal θ becomes excitation phase information in units of about 10 °. The motor excitation phase signal θ is a reference excitation phase signal θ.
Changes very smoothly compared to 0 . When determining the motor drive voltage, using this motor excitation phase signal θ,
The motor drive voltage changes smoothly.
【００２９】前記モータ１に高分解能の位置センサ１ａ
が搭載されているモータシステムにおいては、前記モー
タ位置検出信号Ｐから励磁位相信号を求めることで連続
的に変化するモータ励磁位相信号θが得られる。このよ
うなモータシステムにおいては、前記補間位相信号δθ
の演算は不要である。The motor 1 has a high resolution position sensor 1a.
In the motor system equipped with the motor excitation phase signal θ that changes continuously by obtaining the excitation phase signal from the motor position detection signal P can be obtained. In such a motor system, the interpolation phase signal δθ
This calculation is not necessary.
【００３０】前記位相補正算出部８は、毎制御周期Ｔs
ごとに前記補償器６からの出力信号Ｄと、前記モータ速
度信号ωとを入力し、位相補正信号θ′を出力する。The phase correction calculation unit 8 is provided with a control cycle Ts.
Each time the output signal D from the compensator 6 and the motor speed signal ω are input, a phase correction signal θ ′ is output.
【００３１】前記ブラシレスモータ１について、モータ
電流はモータ誘起電圧に対して位相差を有し、多くの場
合、遅れの位相差を持つ。この位相の遅れは、モータ駆
動電圧、モータ速度などモータの運転状態に起因する因
子及び制御周期Ｔs等の演算遅れ、フィルタ処理及び回
路の時定数などで、主に回路に起因する因子で決まる。
前記ブラシレスモータ１を効率よく運転しようとする場
合、この位相差がゼロになるように位相補正値を与えれ
ば良い。そのためには、位相差の原因となるすべての因
子と位相補正値の関係を正確に求めなければならない
が、これには複雑な演算が必要であり現実的でない。With respect to the brushless motor 1, the motor current has a phase difference with respect to the motor induced voltage, and in many cases has a delayed phase difference. This phase delay is mainly determined by factors caused by the circuit, such as factors such as motor drive voltage and motor speed, calculation delays such as the control cycle Ts, filter processing, and circuit time constants.
When the brushless motor 1 is to be operated efficiently, a phase correction value may be given so that this phase difference becomes zero. For this purpose, it is necessary to accurately obtain the relationship between all factors that cause the phase difference and the phase correction value, but this requires complicated operations and is not practical.
【００３２】そこで、前記ＣＰＵの負担を極端に大きく
することなく、前記モータ１の定格出力を確保するため
には、該モータ１の連続運転を保証する運転条件の中
で、最も厳しい条件でモータ効率が最も良くなるよう
に、位相補正値を与える実験式を見つけることである。
但し、この場合、出力トルクの最大値、低速の回転む
ら、該モータ騒音などその他のモータ特性が所定の水準
を保つことが必要である。Therefore, in order to ensure the rated output of the motor 1 without extremely increasing the burden on the CPU, the motor is operated under the strictest conditions among the operating conditions for guaranteeing the continuous operation of the motor 1. Find the empirical formula that gives the phase correction value so that the efficiency is the best.
However, in this case, other motor characteristics such as the maximum value of output torque, low-speed rotation unevenness, and motor noise must be maintained at a predetermined level.
【００３３】前記補償器６からの出力信号Ｄと、前記モ
ータ速度信号ωとを入力とした場合、位相補正値θ′を
求める実験式を以下に示す。
θ′＝（ω／ＡＤ）＋（Ｄ／ＰＤ）＋offset （ＡＤ≠０，ＰＤ≠０) （１
）
ここで、ＡＤ，ＰＤ及びoffsetは、実験から求める定数
である。右辺第１項は、モータ速度に関する項であり、
第２項は補償器６出力に関する項である。最後の項はそ
のどちらにも独立な定数である。When the output signal D from the compensator 6 and the motor speed signal ω are input, an empirical formula for obtaining the phase correction value θ ′ is shown below. θ ′ = (ω / AD) + (D / PD) + offset (AD ≠ 0, PD ≠ 0) (1) Here, AD, PD and offset are constants obtained from experiments. The first term on the right side is a term related to the motor speed,
The second term relates to the output of the compensator 6. The last term is a constant independent of either.
【００３４】この式（１）から明らかなように、θ′
は、ωとＤが作る面の上に定義された一つの平面にな
る。θ′，ω及びＤを、それぞれ直交する３次元の各座
標軸に対応させれぱ、前記関係式（１）は、それらの座
標軸で作られた空間に張られた一つの平面になる。モー
タの運転状態を、モータ速度と補償器出力で規定すれ
ぱ、前記式（１）から任意のモータ運転状態に対する位
相補正値θ′が得られる。しかし、前記式（１）が、全
ての運転状態に対して最適な位相補正値を与えることは
できないので、該式（１）の３つの定数の値は、特定の
運転状態に注目して決める。As is apparent from this equation (1), θ ′
Becomes one plane defined on the surface created by ω and D. When θ ′, ω, and D are made to correspond to orthogonal three-dimensional coordinate axes, the relational expression (1) becomes one plane stretched in a space formed by these coordinate axes. If the motor operating state is defined by the motor speed and the compensator output, the phase correction value θ ′ for an arbitrary motor operating state can be obtained from the equation (1). However, since the equation (1) cannot give an optimum phase correction value for all operating states, the values of the three constants in the equation (1) are determined by paying attention to a specific operating state. .
【００３５】前記モータ１の定格出力時の効率を改善す
るためには、その運転状態において、モータ電流と誘起
電圧の位相差が小さくなるように、これらの定数を決め
る。高速域のトルク特性を改善するためには、特定のモ
ータ速度以上で所定の負荷トルクが与えられても、モー
タ電流の位相が誘起電圧のそれに対して遅れないよう
に、そして、その他の運転状態でもモータ電流と誘起電
圧の位相差が大きくならないようにこれらの定数を決め
る。In order to improve the efficiency at the rated output of the motor 1, these constants are determined so that the phase difference between the motor current and the induced voltage becomes small in the operating state. In order to improve the torque characteristics in the high speed range, even if a predetermined load torque is applied at a specific motor speed or higher, the phase of the motor current will not be delayed from that of the induced voltage, and other operating conditions However, these constants are determined so that the phase difference between the motor current and the induced voltage does not increase.
【００３６】図３に、入力の異なる前記位相補正算出部
８を、それぞれ８ａ，８ｂ及び８ｃに示す。位相補正算
出部８ａの入力は、前記信号Ｄと速度指令信号ωcomで
ある。定常状態において、該ωcomはモータ速度信号ω
とほぽ同じ値になるので、前記位相補正算出部８ａは、
前記位相補正算出部８とほぽ同じ特性を示す。モータ速
度信号ωに変動があっても速度指令信号ωcomは変動し
ないので、安定した位相補正（値）信号θ′を出力す
る。FIG. 3 shows the phase correction calculation units 8 having different inputs at 8a, 8b and 8c, respectively. The input of the phase correction calculation unit 8a is the signal D and the speed command signal ωcom. In steady state, the ωcom is the motor speed signal ω
The phase correction calculation unit 8a has the same value as
The phase correction calculation unit 8 exhibits substantially the same characteristics. Even if the motor speed signal ω varies, the speed command signal ωcom does not vary, so a stable phase correction (value) signal θ ′ is output.
【００３７】位相補正算出部８ｂの入力は、前記信号
Ｄ，モータ速度信号ω及び速度指令信号ωcomである。
該位相補正算出部８ｂの内部でωcomとωの偏差と、そ
の偏差の時間的変化を求めることにより、前記モータ１
が加速過程にあるのか、又は減速過程にあるかが判断で
きる。この情報から前記式（１）に加速度に関する項を
付加することができる。The input to the phase correction calculation unit 8b is the signal D, the motor speed signal ω, and the speed command signal ωcom.
By obtaining the deviation between ωcom and ω and the temporal change of the deviation within the phase correction calculation unit 8b, the motor 1
It is possible to determine whether the vehicle is in the acceleration process or the deceleration process. From this information, a term relating to acceleration can be added to the equation (1).
【００３８】前記モータ１の運転状態をモータ速度ω、
補償器出力Ｄ及び加速度で細分化することにより、位相
補正値θ′をより正確に与えることができる。また、加
速時と減速時とで異なった位相補正値θ′を与えること
もできる。The operating state of the motor 1 is represented by a motor speed ω,
By subdividing by the compensator output D and acceleration, the phase correction value θ ′ can be given more accurately. It is also possible to give different phase correction values θ ′ for acceleration and deceleration.
【００３９】位相補正算出部８ｃは、さらに速度偏差ｅ
を入力に含んでいる。速度偏差ｅの項目を前記式（１）
に付加することにより、位相補正値θ′をより正確に与
えることができる。The phase correction calculation unit 8c further outputs a speed deviation e.
Is included in the input. The item of speed deviation e is the above formula (1)
By adding to the phase correction value θ ′ can be given more accurately.
【００４０】以上は、前記位相補正値θ′を求めるため
に、一つの演算式を使った場合である。複数の演算式を
使って位相補正値θ′を求めることも可能である。以下
に計算式を示す。
θ′＝ＰＤ（ω′）×Ｄ＋offset（ω′） （ＰＤ≠０） （２）
ここで、ω′は離散化されたモータ速度であり、ＰＤ
（ω′）及びoffset（ω′）は離散化されたモータ速度
（ω′）が与えられると、一意的に決まる値である。The above is the case where one arithmetic expression is used to obtain the phase correction value θ ′. It is also possible to obtain the phase correction value θ ′ using a plurality of arithmetic expressions. The calculation formula is shown below. θ ′ = PD (ω ′) × D + offset (ω ′) (PD ≠ 0) (2) where ω ′ is the discretized motor speed, and PD
(Ω ′) and offset (ω ′) are values uniquely determined when the discretized motor speed (ω ′) is given.
【００４１】前記位相補正値θ′は、モータ速度ωが一
定であれば、前記補償器６の出力Ｄに従い変化する。前
記式（１）で定数であったＰＤ及びoffsetは、前記式
（２）では離散化されたモータ速度ω′において最適な
値を持つことができる。前記式（２）により、任意のモ
ータ速度ωにおいて、最適な位相補正値θ′を求めるこ
とができる。The phase correction value θ ′ varies according to the output D of the compensator 6 if the motor speed ω is constant. PD and offset, which are constants in the equation (1), can have optimum values at the discretized motor speed ω ′ in the equation (2). According to the equation (2), the optimum phase correction value θ ′ can be obtained at an arbitrary motor speed ω.
【００４２】前記式（２）は、モータ速度ωが決まると
演算に必要な係数の値が決まり、前記位相補正値θ′は
前記補償器６の出力Ｄとともに変化する。一方、演算に
必要な係数が、離散化された補償器６の出力Ｄで決ま
り、前記位相補正値θ′がそれらの係数とモータ速度ω
の演算で求められる方法も可能である。In the equation (2), when the motor speed ω is determined, the value of the coefficient necessary for the calculation is determined, and the phase correction value θ ′ varies with the output D of the compensator 6. On the other hand, the coefficients necessary for the calculation are determined by the discretized output D of the compensator 6, and the phase correction value θ ′ is determined by the coefficients and the motor speed ω.
A method obtained by the above calculation is also possible.
【００４３】前記式（１）の代わりに、位相補正テーブ
ル（以下、単にテーブルと呼ぶ）を使って位相補正値
θ′を求めることもできる。この場合、前記位相補正算
出部８は、前記式（１）を使った場合よりも、複雑な位
相補正値θ′を出力することができる。任意の運転状態
（モータ速度ω、補償器出力Ｄ）において、モータ速度
ωと、補償器出力Ｄからテーブルをアクセスするアドレ
スを求め、予め用意してあるテーブルをアクセスし、求
まった値を位相補正値θ′として出力する。Instead of the equation (1), the phase correction value θ ′ can be obtained using a phase correction table (hereinafter simply referred to as a table). In this case, the phase correction calculation unit 8 can output a more complicated phase correction value θ ′ than when the equation (1) is used. In any operating condition (motor speed ω, compensator output D), obtain the motor speed ω and the address for accessing the table from the compensator output D, access the prepared table, and correct the obtained value for phase correction. Output as the value θ ′.
【００４４】また、前記位相補正算出部８において、前
記テーブルと計算式とを組み合わせた方法で、位相補正
値θ′を求めることもできる。例えぱ、速度偏差ｅから
前記テーブルをアクセスするアドレスを求め、予め用意
してある補正テーブルをアクセスし、求まった補正値を
前記式（１）から求めた位相補正値θ′に加えて位相補
正算出部８の出力とする。In the phase correction calculation unit 8, the phase correction value θ 'can be obtained by a method combining the table and the calculation formula. For example, an address for accessing the table is obtained from the speed deviation e, a correction table prepared in advance is accessed, and the obtained correction value is added to the phase correction value θ ′ obtained from the equation (1) to correct the phase. The output of the calculation unit 8 is used.
【００４５】前記モータ速度ωが一定である場合、負荷
が変動すると前記補償器６の出力Ｄは変化する。該出力
Ｄを前記位相補正算出部８に入力することにより、負荷
の変動に追従して位相補正が可能となる。このため、運
転中に負荷が変動しても位相を最適に制御できる。前記
出力信号Ｄは制御周期Ｔsで更新される。この周期Ｔｓ
は十分短い時間なので、運転前に負荷検出過程を設ける
必要はない。また、負荷検出のための特別な運転パター
ンも必要ない。前記位相補正算出部８は、何れの方法に
おいても、前記制御部４の内部から得られる信号を入力
としているので、電流検出器や電流制御装置を付加する
必要はない。When the motor speed ω is constant, the output D of the compensator 6 changes when the load fluctuates. By inputting the output D to the phase correction calculation unit 8, phase correction can be performed following the load variation. For this reason, even if the load fluctuates during operation, the phase can be optimally controlled. The output signal D is updated at the control cycle Ts. This period Ts
Is sufficiently short, so there is no need to provide a load detection process before operation. Further, no special operation pattern for load detection is required. In any of the methods, the phase correction calculation unit 8 receives a signal obtained from the inside of the control unit 4, and therefore it is not necessary to add a current detector or a current control device.
【００４６】前記制御部４は前記信号Ｄ，基準励磁位相
信号θ0，補間位相信号δθ及び位相補正信号θ′か
ら、下記のｄu，ｄv及びｄwを算出する。これらの値は
前記モータ１をＰＷＭ制御する際の、各相のＰＷＭデュ
ーティを決定する。これらの値を求める計算式を以下に
示す。
ｄu＝Ｄ・sin（θ0＋δθ＋θ′＋φ） （３）
ｄv＝Ｄ・sin（θ0＋δθ＋θ′＋φ＋２π／３） （４）
ｄw＝Ｄ・sin（θ0＋δθ＋θ′＋φ＋４π／３） （５）
ここで、φは共通な位相成分であり、それに続く定数は
位相の差を示す。[0046] The control unit 4 calculates the signal D, the reference excitation phase signal theta 0, the interpolation phase signal δθ and the phase correction signal theta ', below d u, d v and d w. These values determine the PWM duty of each phase when the motor 1 is PWM-controlled. The calculation formula for obtaining these values is shown below. d u = D · sin (θ 0 + δθ + θ ′ + φ) (3) d v = D · sin (θ 0 + δθ + θ ′ + φ + 2π / 3) (4) d w = D · sin (θ 0 + δθ + θ ′ + φ + 4π / 3) ( 5) Here, φ is a common phase component, and the subsequent constant indicates a phase difference.
【００４７】三角関数の計算は、位相の値から求めたア
ドレス値と図に示されていないＲＯＭ内に設けられた正
弦波テーブルを使って実施する。正弦波テーブルは、例
えば１９２個の要素からなり、それぞれの要素は、１バ
イトのデータからなる。The trigonometric function is calculated using an address value obtained from the phase value and a sine wave table provided in the ROM not shown in the figure. The sine wave table is composed of, for example, 192 elements, and each element is composed of 1-byte data.
【００４８】前記制御部４は、これら３つの値ｄu，ｄv
及びｄwから前記モータ１をＰＷＭ制御するために必要
な６つの信号を生成し、前記ゲートドライブユニット３
を介して、前記３相インバータ２の６個の電力用半導体
素子を制御する。なお、該ＰＷＭのチョッピング周波数
は、一例として約１５ｋＨｚとする。The control unit 4 uses these three values d u and d v.
And d the motor 1 from w to generate six signals necessary for PWM control, the gate drive unit 3
The six power semiconductor elements of the three-phase inverter 2 are controlled via As an example, the PWM chopping frequency is about 15 kHz.
【００４９】前記式（３）〜式（５）において、位相は
３つの変数と、１つ又は２つの定数からなる。図４のタ
イミングチャートから明らかなように、位相の更新周期
は、概ね位相補間周期Ｔpと同じである。前記式（３）
〜式（５）の処理は、位相の更新周期と同じである。位
相補正信号θ′は制御周期Ｔsで更新される。In the equations (3) to (5), the phase is composed of three variables and one or two constants. As is clear from the timing chart of FIG. 4, the phase update period is substantially the same as the phase interpolation period Tp. Formula (3)
~ The processing of Equation (5) is the same as the phase update period. The phase correction signal θ ′ is updated at the control cycle Ts.
【００５０】なお、本発明の技術は、前記実施の形態に
おける技術に限定されるものではなく、同様な機能を果
たす他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術
は前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能で
ある。It should be noted that the technology of the present invention is not limited to the technology in the above-described embodiment, and may be implemented by means of other modes that perform the same function, and the technology of the present invention is within the scope of the above-described configuration. Various modifications and additions can be made.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
ブラシレスモータの速度制御装置によれば、その制御部
は、位置検出信号からモータ速度を算出してモータ速度
信号を出力するモータ速度算出手段と、速度指令信号と
前記モータ速度信号との偏差を入力して、モータ駆動電
圧の振幅を制御する信号を出力する補償手段と、前記位
置検出信号を入力し、前記モータ駆動電圧の位相を制御
する信号を出力するモータ励磁位相算出手段と、前記モ
ータ速度信号と前記補償手段から出力される前記モータ
駆動電圧振幅制御信号とを入力して、前記モータ駆動電
圧の位相補正信号を出力する位相補正算出手段と、前記
位相補正算出手段から出力される前記位相補正信号によ
り、前記モータ励磁位相算出手段から出力される前記モ
ータ駆動電圧位相制御信号が補正された位相制御信号
と、前記補償手段から出力される前記モータ駆動電圧振
幅制御信号とを入力して、ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ
信号発生手段とを備えるので、電流制御部や電流検出部
を付加することなく、さらに負荷の検出過程を経なくて
も前記モータを最適な状態で、高効率で速度制御でき
る。同時に、前記モータの運転中に負荷の大きさが変化
した場合でも、該モータを最適な運転状態で制御できる
ため、ブラシレスモータがユーザ側の装置に組み込まれ
る場合、その適用範囲を広くすることができる。As apparent from the above description, according to the brushless motor speed control apparatus of the present invention, the control section calculates the motor speed from the position detection signal and outputs the motor speed signal. Means for inputting a deviation between the speed command signal and the motor speed signal, outputting a signal for controlling the amplitude of the motor driving voltage, inputting the position detection signal, and determining the phase of the motor driving voltage. A phase for outputting a phase correction signal of the motor driving voltage by inputting a motor excitation phase calculating means for outputting a control signal, the motor speed signal and the motor driving voltage amplitude control signal outputted from the compensating means; The motor drive voltage phase output from the motor excitation phase calculation means by the correction calculation means and the phase correction signal output from the phase correction calculation means A phase control signal control signal is corrected, by entering with the motor drive voltage amplitude control signal outputted from said compensating means, PWM for outputting a PWM signal
Since the signal generating means is provided, the motor can be speed-controlled with high efficiency in an optimal state without adding a current control unit and a current detection unit and without further detecting a load. At the same time, even when the magnitude of the load changes during operation of the motor, the motor can be controlled in an optimum operating state. Therefore, when a brushless motor is incorporated in a user-side device, its application range can be widened. it can.
【００５２】すなわち、本発明は、位相制御の際の、位
相補正値を決定するための負荷検出過程が不要になると
ともに、負荷検出のため、モータ速度をゼロにする必要
がない。また、前記モータ速度と補償器の出力から位相
補正値を求めているので、前記モータの運転中に負荷が
変動しても、常に最適な位相制御が実現できる。そし
て、速度偏差から加減速中の位相も制御できるととも
に、電流検出器、電流制御装置を追加することなく、前
記モータを最適な状態で、高効率で運転できるという優
れた効果がある。That is, the present invention eliminates the load detection process for determining the phase correction value in the phase control, and does not require the motor speed to be zero for load detection. In addition, since the phase correction value is obtained from the motor speed and the output of the compensator, optimum phase control can always be realized even if the load fluctuates during operation of the motor. Further, the phase during acceleration / deceleration can be controlled from the speed deviation, and there is an excellent effect that the motor can be operated with high efficiency in an optimal state without adding a current detector and a current control device.
【図１】本発明のブラシレスモータの速度制御装置の一
実施の形態を示す制御構成ブロック図である。FIG. 1 is a control configuration block diagram showing an embodiment of a speed control device for a brushless motor of the present invention.
【図２】制御部のモータ励磁位相算出部の構成ブロック
図である。FIG. 2 is a configuration block diagram of a motor excitation phase calculation unit of a control unit.
【図３】位相補正算出部の構成ブロック図で、入力のそ
れぞれ異なる３種の位相補正算出部８ａ，８ｂ，８ｃを
示す構成ブロック図である。FIG. 3 is a configuration block diagram of a phase correction calculation unit, and is a configuration block diagram showing three types of phase correction calculation units 8a, 8b, and 8c having different inputs.
【図４】位相算出過程を示すタイミングチャートであ
る。FIG. 4 is a timing chart showing a phase calculation process.
１ ブラシレスモータ １ａ 位置センサ ２ ３相インバータ ３ ゲートドライブユニット ４ 制御部 ５ モータ速度算出器 ６ 補償器（駆動電圧振幅制御用） ７ モータ励磁位相算出部（駆動電圧位相制御用） ７ａ 基準励磁位相算出部 ７ｂ 補間位相算出部 ７ｃ パルス周期算出部 ８ 位相補正算出部 ９ ＰＷＭ信号発生部 Ａ ブラシレスモータの速度制御装置 Ｄ モータ駆動電圧振幅制御信号 ｎ 指標 Ｐ 位置検出信号（位置情報） Ｔm 周期（モータ位置情報更新周期） Ｔp 位置補間周期 Ｔs 制御周期 θ モータ励磁位相信号 θ′ 位相補正信号 θ0 基準励磁位相 δθ 補間位相信号 ω モータ速度信号 ωcom 速度指令信号DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brushless motor 1a Position sensor 2 Three-phase inverter 3 Gate drive unit 4 Control part 5 Motor speed calculator 6 Compensator (for drive voltage amplitude control) 7 Motor excitation phase calculation part (for drive voltage phase control) 7a Reference excitation phase calculation part 7b Interpolation phase calculator 7c Pulse period calculator 8 Phase correction calculator 9 PWM signal generator A Brushless motor speed controller D Motor drive voltage amplitude control signal n Index P Position detection signal (position information) Tm period (motor position information) Update cycle) Tp Position interpolation cycle Ts Control cycle θ Motor excitation phase signal θ ′ Phase correction signal θ 0 Reference excitation phase δθ Interpolation phase signal ω Motor speed signal ωcom Speed command signal
Claims (3)
シレスモータと、前記モータに印加する駆動電圧を出力
するインバータと、前記インバータのそれぞれのゲート
を駆動するゲートドライブユニットと、前記モータの前
記位置検出手段から出力する位置検出信号と外部から速
度指令信号とを入力して、前記ゲートドライブユニット
へＰＷＭ信号を出力する制御部とを備え、前記速度指令
信号に基づいて、前記モータの速度を制御する装置にお
いて、 前記制御部は、 前記位置検出信号から前記モータ速度を算出してモータ
速度信号信号を出力するモータ速度算出手段と、 前記速度指令信号と前記モータ速度信号との偏差を入力
して、前記モータ駆動電圧の振幅を制御する信号を出力
する補償手段と、 前記位置検出信号を入力し、前記モータ駆動電圧の位相
を制御する信号を出力するモータ励磁位相算出手段と、 前記モータ速度信号と前記補償手段から出力される前記
モータ駆動電圧振幅制御信号とを入力して、前記モータ
駆動電圧の位相補正信号を出力する位相補正算出手段
と、 前記位相補正算出手段から出力される前記位相補正信号
により、前記モータ励磁位相算出手段から出力される前
記モータ駆動電圧位相制御信号が補正された位相制御信
号と、前記補償手段から出力される前記モータ駆動電圧
振幅制御信号とを入力して、ＰＷＭ信号を出力するＰＷ
Ｍ信号発生手段とを備えることを特徴とするブラシレス
モータの制御装置。1. A brushless motor having means for detecting a rotor position, an inverter for outputting a driving voltage to be applied to the motor, a gate drive unit for driving each gate of the inverter, and the position detecting means for the motor In a device for controlling the speed of the motor based on the speed command signal, comprising: a position detection signal output from the control unit; and a controller for inputting a speed command signal from the outside and outputting a PWM signal to the gate drive unit. The control unit calculates motor speed from the position detection signal and outputs a motor speed signal signal; inputs a deviation between the speed command signal and the motor speed signal; Compensation means for outputting a signal for controlling the amplitude of the drive voltage; and the position detection signal is inputted; Motor excitation phase calculation means for outputting a signal for controlling the phase of the drive voltage; input of the motor speed signal and the motor drive voltage amplitude control signal output from the compensation means; and phase correction of the motor drive voltage A phase correction calculation means for outputting a signal; and a phase control signal in which the motor drive voltage phase control signal output from the motor excitation phase calculation means is corrected by the phase correction signal output from the phase correction calculation means; The PW outputs the PWM signal by inputting the motor drive voltage amplitude control signal output from the compensation means
A brushless motor control device comprising: an M signal generating means.
下のいずれかの信号群を入力し、 ａ）前記速度指令信号と前記補償手段の出力信号、 ｂ）前記モータ速度信号と前記補償手段の出力信号、 ｃ）前記速度指令信号と前記モータ速度信号及び前記補
償手段の出力信号、 ｄ）前記速度指令信号と前記速度偏差信号及び前記補償
手段の出力信号、 ｅ）前記モータ速度信号と前記速度偏差信号及び前記補
償手段の出力信号 を実験的に求めた単数又は複数の演算式に与え、その演
算から得られた位相補正データを用いて、前記モータ位
置検出信号から求められるモータ駆動電圧位相を補正す
る機能を前記制御部に備えることを特徴とする請求項１
に記載のブラシレスモータの制御装置。2. One of the following signal groups is input to the phase correction calculation unit of the control unit: a) the speed command signal and the output signal of the compensation means, b) the motor speed signal and the compensation Output signal of the means, c) the speed command signal, the motor speed signal, and the output signal of the compensation means, d) the speed command signal, the speed deviation signal, and the output signal of the compensation means, e) the motor speed signal, A motor driving voltage obtained from the motor position detection signal using phase correction data obtained by giving the speed deviation signal and the output signal of the compensation means to one or more arithmetic expressions obtained experimentally. The function of correcting the phase is provided in the control unit.
The control device of the brushless motor described in 1.
験的に求めた位相補正テーブルに対して、以下のいずれ
かの信号群、すなわち ａ）前記速度指令信号と前記補償手段の出力信号、 ｂ）前記モータ速度信号と前記補償手段の出力信号、 ｃ）前記速度指令信号と前記モータ速度信号及び前記補
償手段の出力信号、 ｄ）前記速度指令信号と前記速度偏差信号及び前記補償
手段の出力信号、 ｅ）前記モータ速度信号と前記速度偏差信号及び前記補
償手段の出力信号 から算出されるアドレスを用いてアクセスし、それによ
って位相補正データを求めて、前記モータ位置検出信号
から求められるモータ駆動電圧位相を補正する機能を前
記制御部に備えることを特徴とする請求項１に記載のブ
ラシレスモータの制御装置。3. A phase correction table obtained experimentally by the phase correction calculation unit of the control unit, according to one of the following signal groups: a) the speed command signal and the output signal of the compensation means B) the motor speed signal and the output signal of the compensation means; c) the speed command signal, the motor speed signal and the output signal of the compensation means; d) the speed command signal, the speed deviation signal and the compensation means; An output signal; e) a motor that is accessed using the motor speed signal, the speed deviation signal, and an address calculated from the output signal of the compensation means, thereby obtaining phase correction data and obtaining the motor position detection signal; The brushless motor control device according to claim 1, wherein the controller has a function of correcting a drive voltage phase.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002150110A JP4027721B2 (en) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | Speed control device for brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002150110A JP4027721B2 (en) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | Speed control device for brushless motor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003348873A true JP2003348873A (en) | 2003-12-05 |
| JP2003348873A5 JP2003348873A5 (en) | 2005-09-15 |
| JP4027721B2 JP4027721B2 (en) | 2007-12-26 |
Family
ID=29768040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002150110A Expired - Lifetime JP4027721B2 (en) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | Speed control device for brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4027721B2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006141166A (en) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Sony Corp | Motor device and its control method |
| JP2007189872A (en) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Yaskawa Electric Corp | Inverter controller and motor starting method |
| JP2007278523A (en) * | 2006-03-13 | 2007-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heat source system and its control method |
| JP2011259606A (en) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Honda Motor Co Ltd | Control device of motor |
| KR101309603B1 (en) * | 2004-07-10 | 2013-09-17 | 티알더블유 리미티드 | Motor drive voltage-boost control |
| CN108450054A (en) * | 2016-02-04 | 2018-08-24 | 株式会社美姿把 | Motor drive and electric motor drive method |
| CN111162700A (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 美蓓亚三美株式会社 | Motor drive control device, electronic apparatus, and motor control method |
| JP2022544324A (en) * | 2019-08-21 | 2022-10-17 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Control unit, electrical machine and method for operating electrical machines |
-
2002
- 2002-05-24 JP JP2002150110A patent/JP4027721B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101309603B1 (en) * | 2004-07-10 | 2013-09-17 | 티알더블유 리미티드 | Motor drive voltage-boost control |
| JP2006141166A (en) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Sony Corp | Motor device and its control method |
| JP2007189872A (en) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Yaskawa Electric Corp | Inverter controller and motor starting method |
| JP2007278523A (en) * | 2006-03-13 | 2007-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heat source system and its control method |
| JP2011259606A (en) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Honda Motor Co Ltd | Control device of motor |
| EP3413457A4 (en) * | 2016-02-04 | 2019-07-17 | Mitsuba Corporation | Motor drive device and motor drive method |
| CN108450054A (en) * | 2016-02-04 | 2018-08-24 | 株式会社美姿把 | Motor drive and electric motor drive method |
| US10469004B2 (en) | 2016-02-04 | 2019-11-05 | Mitsuba Corporation | Motor drive apparatus and motor drive method |
| CN108450054B (en) * | 2016-02-04 | 2021-06-01 | 株式会社美姿把 | Motor driving device and motor driving method |
| CN111162700A (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 美蓓亚三美株式会社 | Motor drive control device, electronic apparatus, and motor control method |
| JP2020078161A (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-21 | ミネベアミツミ株式会社 | Motor drive controller, electronic apparatus and method for controlling motor |
| JP7190333B2 (en) | 2018-11-07 | 2022-12-15 | ミネベアミツミ株式会社 | MOTOR DRIVE CONTROL DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND MOTOR CONTROL METHOD |
| JP2022544324A (en) * | 2019-08-21 | 2022-10-17 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Control unit, electrical machine and method for operating electrical machines |
| JP7340690B2 (en) | 2019-08-21 | 2023-09-07 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Control unit, electrical machine and method for driving an electrical machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4027721B2 (en) | 2007-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5410690B2 (en) | Brushless motor control device and brushless motor | |
| JP5502605B2 (en) | Motor control device | |
| JP2019103382A (en) | Motor control method | |
| US20050017661A1 (en) | Torque ripple and noise reduction by avoiding mechanical resonance for a brushless dc machine | |
| JP2006352957A (en) | Controller for synchronous motor | |
| JP6450256B2 (en) | Motor drive control device | |
| JP4027721B2 (en) | Speed control device for brushless motor | |
| JP2001295769A (en) | Control device of compressor motor | |
| JP2006054930A (en) | Controller for synchronous motor | |
| JP2004064860A (en) | Motor controlling equipment | |
| JP2003189700A (en) | Motor controller, driving method for motor, and program for controlling motor | |
| JP2001268963A (en) | Method and apparatus for controlling fan motor | |
| JP2007143213A (en) | Dc brushless motor and rotary vacuum pump | |
| JP3472533B2 (en) | Motor control device | |
| JP6642111B2 (en) | Motor control device | |
| JP2010226827A (en) | Motor control drive device and motor start positioning method | |
| JP2005312216A (en) | Brushless dc motor drive | |
| JP2005210839A (en) | Apparatus and method of controlling motor and computer program | |
| JP2012196048A (en) | Motor drive device | |
| JP2012196048A5 (en) | ||
| JP2004023920A (en) | Ac motor controller | |
| JP6619382B2 (en) | Motor drive control device and control method of motor drive control device | |
| JP2007082380A (en) | Synchronous motor control device | |
| JP3706556B2 (en) | Control device for permanent magnet motor | |
| JP2001086787A (en) | Control device for brushless motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050325 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050325 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070620 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070622 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070809 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070914 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071010 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4027721 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131019 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |