JP2006191750A - Parallel driving circuit for dc brushless motor - Google Patents

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温 大久保
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英樹 水谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a parallel driving circuit for DC brushless motor which can accelerate it to specified velocity in a short time after input of an operation command. <P>SOLUTION: In this parallel driving circuit for a DC brushless motor, a switching signal generating circuit makes a switching signal, using the rotor position detection signal of each motor, so as to drive a plurality of DC brushless motors connected in parallel at the same velocity with a single driving circuit. It is equipped with a signal selecting circuit 40 which switches a rotor position detection signal between each motor and the next during a priod when the rotor position detection signal of each motor MA and MB does not change and also outputs a control signal to a switching signal generating circuit 30 so that it may make a switching signal, using the rotor position detection signal of each motor after switching, a DC current setting circuit 70 which lets a DC current flow to the stator coil of each motor MA and MB for a certain time after start and after motor stoppage, a speed setting circuit 50 which accelerates each motor MA and MB to specified velocity, and a speed control circuit 60. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数台のファンやポンプ等を同一速度で運転するために互いに並列接続された複数台のDCブラシレスモータを駆動するための並列駆動回路に関し、特に、手洗い後に使用する温風乾燥機のように短時間運転及び休止を繰り返す用途や、低騒音が要求される用途に適用して好適な並列駆動回路に関するものである。   The present invention relates to a parallel drive circuit for driving a plurality of DC brushless motors connected in parallel with each other in order to operate a plurality of fans, pumps and the like at the same speed, and in particular, a hot air dryer used after hand washing. As described above, the present invention relates to a parallel drive circuit that is suitable for applications that repeatedly operate and pause for a short time and applications that require low noise.

図9は、2台のDCブラシレスモータMA,MBを駆動する並列駆動回路であって、後述する特許文献1に記載されているものである。
図9において、Eは直流電源、T1〜T6は三相ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子、U,V,Wは出力端子、MA,MBは例えばファンの駆動用に用いられる同一構成のDCブラスレスモータ、11はステータ、12はロータ、CU,CV,CWはコイル(ステータコイル)、HU,HV,HWはロータ12の位置検出用のホール素子、21,22はロータ位置検出回路、40は、ロータ位置検出回路21,22からの何れか一方のロータ位置検出信号(モータMA,MBの何れかのロータ位置検出信号)を選択する信号選択回路、50は、運転指令に従ってモータMA,MBの回転速度を設定する速度設定回路、70は、前記運転指令に従ってモータMA,MBのコイルCU,CV,CWに流す直流電流を設定する直流電流設定回路、60は、速度設定値及び直流電流設定値に従ってモータMA,MBを駆動するようにスイッチング信号発生回路30に制御信号を送る速度制御回路、30は、前記信号選択回路40及び速度制御回路60の出力信号に基づいてスイッチング素子T1〜T6のオン、オフを制御するためのスイッチング信号発生回路である。
FIG. 9 shows a parallel drive circuit for driving two DC brushless motors MA and MB, which is described in Patent Document 1 described later.
In FIG. 9, E is a DC power source, T1 to T6 are semiconductor switching elements constituting a three-phase bridge circuit, U, V, and W are output terminals, and MA and MB are DC brass of the same configuration used for driving a fan, for example. A motor, 11 is a stator, 12 is a rotor, CU, CV, and CW are coils (stator coils), HU, HV, and HW are hall elements for detecting the position of the rotor 12, 21 and 22 are rotor position detection circuits, and 40 is , A signal selection circuit for selecting one of the rotor position detection signals from the rotor position detection circuits 21 and 22 (a rotor position detection signal for either of the motors MA and MB), A speed setting circuit for setting the rotational speed, 70 is a direct current that sets the direct current that flows through the coils CU, CV, and CW of the motors MA and MB according to the operation command. The constant circuit 60 is a speed control circuit that sends a control signal to the switching signal generation circuit 30 so as to drive the motors MA and MB in accordance with the speed setting value and the DC current setting value, and 30 is the signal selection circuit 40 and the speed control circuit. This is a switching signal generation circuit for controlling on / off of switching elements T1 to T6 based on 60 output signals.

信号選択回路40は、図10に示すようにモータMAの位置検出信号が入力されるXOR(排他的論理和)ゲートIC1,IC2と、XORゲートIC2の出力側に接続されたNANDゲートIC3〜IC7と、モータMBの位置検出信号が入力されるNANDゲートIC8〜IC10と、プルアップ抵抗等の抵抗R1〜R10と、コンデンサC1と、NANDゲートIC5〜IC10の出力側のダイオードD1〜D7と、出力側のトランジスタTR1〜TR3とから構成されている。
この信号選択回路40は、モータMA,MBの各相のロータ位置検出信号が入力された際に、スイッチング信号発生回路30に対してモータMA,MBの1相または2相のスイッチング素子を駆動させるための制御信号をトランジスタTR1〜TR3から出力するように動作する。
As shown in FIG. 10, the signal selection circuit 40 includes XOR (exclusive OR) gates IC1 and IC2 to which the position detection signal of the motor MA is input, and NAND gates IC3 to IC7 connected to the output side of the XOR gate IC2. NAND gates IC8 to IC10 to which the position detection signal of the motor MB is input, resistors R1 to R10 such as pull-up resistors, capacitors C1, diodes D1 to D7 on the output side of the NAND gates IC5 to IC10, and outputs Side transistors TR1 to TR3.
The signal selection circuit 40 causes the switching signal generating circuit 30 to drive the one-phase or two-phase switching elements of the motors MA and MB when the rotor position detection signals of the respective phases of the motors MA and MB are input. The control signal is output from the transistors TR1 to TR3.

以下、信号選択回路40及びスイッチング信号発生回路30を中心として、図9の回路の動作を、図10、図11を参照しつつ説明する。
いま、モータMA,MBが同期して同一速度で運転されているとすると、それぞれのロータ位置検出信号は図11のように同期して出力されている。なお、図11では、モータMAに関する信号をA、モータMBに関する信号をBで示している。
ここで、図11に示した各モータMA,MBのロータ位置検出信号は、図9におけるホール素子HU,HV,HWの出力信号と実質的に等しい。
Hereinafter, the operation of the circuit of FIG. 9 will be described with reference to FIGS. 10 and 11 with the signal selection circuit 40 and the switching signal generation circuit 30 as the center.
Assuming that the motors MA and MB are operating at the same speed synchronously, the rotor position detection signals are output synchronously as shown in FIG. In FIG. 11, a signal related to the motor MA is indicated by A, and a signal related to the motor MB is indicated by B.
Here, the rotor position detection signals of the motors MA and MB shown in FIG. 11 are substantially equal to the output signals of the Hall elements HU, HV and HW in FIG.

両方のモータMA,MBをロータ位置検出信号に同期させて運転するためには、図11のロータ回転角(空間角)が0°、60°、120°、180°、240°、300°のタイミングで位置検出信号が変化するのに合わせて、スイッチング信号発生回路30から出力されるスイッチング信号を変化させる必要がある。   In order to operate both motors MA and MB in synchronization with the rotor position detection signal, the rotor rotation angle (space angle) in FIG. 11 is 0 °, 60 °, 120 °, 180 °, 240 °, 300 °. It is necessary to change the switching signal output from the switching signal generation circuit 30 as the position detection signal changes with timing.

一方、図11における回転角が0°〜60°の間、60°〜120°の間、120°〜180°の間、180°〜240°の間、240°〜300°の間、300°〜0°の間は、各モータMA,MBともに位置検出信号に変化がなく、一定の状態を保っている(例えば、0°〜60°の間はモータMA,MBの位置検出信号としてU相及びW相の信号が検出される状態が続き、60°〜120°の間はモータMA,MBの位置検出信号としてU相のみの信号が検出される状態が続く)。   On the other hand, the rotation angle in FIG. 11 is between 0 ° and 60 °, between 60 ° and 120 °, between 120 ° and 180 °, between 180 ° and 240 °, between 240 ° and 300 °, and 300 °. Between 0 ° and 0 °, the position detection signals of the motors MA and MB remain unchanged and remain constant (for example, between 0 ° and 60 °, the U phase is used as the position detection signal of the motors MA and MB). In addition, a state in which a W-phase signal is detected continues, and a state in which only a U-phase signal is detected as a position detection signal for the motors MA and MB continues between 60 ° and 120 °.

従って、上述したようにロータ位置検出信号に変化がなく一定の状態を保っている間に、モータMAの位置検出信号とモータMBの位置検出信号とを切り替えても何ら悪影響はない。
例えば、モータMAの位置検出信号を用いてモータMAを駆動するためのスイッチング信号(モータMA,MBは並列に接続されているので、モータMBを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る)を出力している時に、他方のモータMBの位置検出信号に切り替えてモータMBを駆動するためのスイッチング信号(同じくモータMAを駆動するためのスイッチング信号でもあり得る)を出力するようにしても、この切替が位置検出信号に変化がない期間に行われるのであれば、切り替えた瞬間にモータの印加電圧が急変する心配はない。また、ロータ位置検出信号の周期よりも短い周期で駆動を切り替えるようにすれば、動作が不安定になるおそれも少ない。
Therefore, there is no adverse effect even if the position detection signal of the motor MA and the position detection signal of the motor MB are switched while the rotor position detection signal remains unchanged and remains constant as described above.
For example, a switching signal for driving the motor MA using the position detection signal of the motor MA (the motors MA and MB are connected in parallel and may be a switching signal for driving the motor MB) is output. In this case, even if the switching signal for driving the motor MB by switching to the position detection signal of the other motor MB (which may also be a switching signal for driving the motor MA) is output. If it is performed during a period when there is no change in the position detection signal, there is no fear that the applied voltage of the motor changes suddenly at the moment of switching. Further, if the drive is switched at a cycle shorter than the cycle of the rotor position detection signal, the operation is less likely to become unstable.

このため、この従来技術では、角度が0°〜60°の間、60°〜120°の間、120°〜180°の間、180°〜240°の間、240°〜300°の間、300°〜0°(360°)の間である30°、90°、150°、210°、270°、330°の時点で、信号選択回路40によりモータMA,MBのロータ位置検出信号をモータ間で交互に切り替えて選択するようにし、この選択したロータ位置検出信号に基づいてモータMA,MBを駆動するためのスイッチング信号を出力させている。   For this reason, in this prior art, the angle is between 0 ° and 60 °, between 60 ° and 120 °, between 120 ° and 180 °, between 180 ° and 240 °, between 240 ° and 300 °, At the time of 30 °, 90 °, 150 °, 210 °, 270 °, 330 ° between 300 ° and 0 ° (360 °), the signal selection circuit 40 causes the rotor position detection signals of the motors MA and MB to be transmitted to the motor. The switching signals for driving the motors MA and MB are output based on the selected rotor position detection signal.

つまり、図11に示す如く、例えば330°〜30°の間はモータMAのロータ位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路30はU相コイルCU、W相コイルCWに通電する(期間はそれぞれ異なる)ようにスイッチング信号を出力する。また、30°〜90°の間はモータMBのロータ位置検出信号を選択しており、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路30はU相コイルCU、W相コイルCWに通電する(期間はそれぞれ異なる)ようにスイッチング信号を作成する。
以後同様に、90°〜150°の間はモータMAのロータ位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路30はU相コイルCU、V相コイルCVに通電するようにスイッチング信号を作成し、150°〜210°の間はモータMBのロータ位置検出信号を選択し、この信号に基づいてスイッチング信号発生回路30はU相コイルCU、V相コイルCVに通電するようにスイッチング信号を作成する。
That is, as shown in FIG. 11, for example, the rotor position detection signal of the motor MA is selected between 330 ° and 30 °. Based on this signal, the switching signal generation circuit 30 causes the U-phase coil CU and the W-phase coil CW. A switching signal is output so that current is supplied to the power supply (periods are different). Further, the rotor position detection signal of the motor MB is selected between 30 ° and 90 °, and based on this signal, the switching signal generation circuit 30 energizes the U-phase coil CU and the W-phase coil CW (periods are respectively Create a switching signal as follows.
Thereafter, similarly, the rotor position detection signal of the motor MA is selected between 90 ° and 150 °, and based on this signal, the switching signal generating circuit 30 switches the switching signal to energize the U-phase coil CU and V-phase coil CV. The rotor position detection signal of the motor MB is selected between 150 ° and 210 °, and based on this signal, the switching signal generating circuit 30 switches the switching signal so that the U-phase coil CU and the V-phase coil CV are energized. Create

図11では、説明の便宜上、角度が30°、90°、150°、210°、270°、330°でモータMA,MBの位置検出信号を切り替えているが、切替角度はこれらの値に限られるものではなく、前述のように0°〜60°の間、60°〜120°の間、120°〜180°の間、180°〜240°の間、240°〜300°の間、300°〜0°(360°)の間であって、モータMA,MBの位置検出信号に変化がない角度で切り替えれば同様の効果を得ることができる。   In FIG. 11, for convenience of explanation, the position detection signals of the motors MA and MB are switched at angles of 30 °, 90 °, 150 °, 210 °, 270 °, and 330 °, but the switching angle is limited to these values. Not between 0 ° and 60 °, between 60 ° and 120 °, between 120 ° and 180 °, between 180 ° and 240 °, between 240 ° and 300 °, as described above. A similar effect can be obtained if the position detection signals of the motors MA and MB are switched at an angle between 0 ° and 0 ° (360 °) with no change.

なお、信号選択回路40の動作を確認すると、例えば図11の30°〜60°の間のモータMA,MBのロータ位置検出信号(U相,V相,W相)を何れも論理(1,0,1)で表し、これらが図9のモータMA,MBの位置検出信号として入力されているとすると、図10の論理回路によって出力側トランジスタTR1,TR2,TR3(U相,V相,W相)の出力信号の論理は(1,0,1)であり、次の60°〜90°の間のモータMA,MBの位置検出信号(U相,V相,W相)を何れも論理(1,0,0)とすると、出力側トランジスタTR1,TR2,TR3(U相,V相,W相)の出力信号の論理は(1,0,0)となり、図11の30°〜90°の期間における信号選択回路の出力(制御信号)の変化と一致していることが判る。   When the operation of the signal selection circuit 40 is confirmed, for example, the rotor position detection signals (U phase, V phase, W phase) of the motor MA, MB between 30 ° and 60 ° in FIG. 0, 1), and these are inputted as position detection signals of the motors MA and MB in FIG. 9, the output side transistors TR1, TR2 and TR3 (U phase, V phase, W) by the logic circuit in FIG. The logic of the output signal of (phase) is (1, 0, 1), and the position detection signals (U phase, V phase, W phase) of the motors MA, MB between 60 ° to 90 ° are all logical. If (1, 0, 0), the logic of the output signal of the output side transistors TR1, TR2, TR3 (U phase, V phase, W phase) is (1, 0, 0), and 30 ° to 90 in FIG. It can be seen that it coincides with the change of the output (control signal) of the signal selection circuit during the period of °

以上のような動作により、従来技術では、2台のモータMA,MBをロータ位置検出信号に同期させて単一の駆動回路により安定的に並列駆動することが可能である。   With the operation as described above, in the prior art, the two motors MA and MB can be stably driven in parallel by a single drive circuit in synchronization with the rotor position detection signal.

さて、上記従来技術において、モータMA,MBが停止している状態では各モータMA,MBはほとんどトルクがないため、ファンに風などが当たると、各モータMA,MBのロータ12がランダムに回転するため、それぞれのロータ12が常に同じ位置で停止しているとは限られない。従って、2台のモータMA,MBをスムーズに加速するためには、ロータ12の位置をほぼ同じ位置に合わせてから加速する必要がある。   In the above prior art, when the motors MA and MB are stopped, the motors MA and MB have almost no torque. Therefore, when the fan hits the wind, the rotors 12 of the motors MA and MB rotate randomly. Therefore, the respective rotors 12 are not always stopped at the same position. Therefore, in order to accelerate the two motors MA and MB smoothly, it is necessary to accelerate the rotor 12 after adjusting the position of the rotor 12 to substantially the same position.

このため、図9の従来技術では、図12に示すように時刻t1(始動時)で運転指令が入力されると、直流電流設定回路70が、時刻t1から時刻t2までの一定時間、直流電流設定値を速度制御回路60に出力し、スイッチング信号発生回路30を介してモータMA,MBの所定のコイルに直流電流を流している(この間、速度設定回路50の出力はゼロに保持されている)。これにより、各ロータ12の永久磁石をステータ11によって所定位置に引き寄せ、図12の時刻t2でステータ11とロータ12との位置関係を等しくしてから所定速度V1まで加速している。その後、時刻t3からt4まで速度V1による運転を行い、時刻t4で運転指令を切り、時刻t5でモータMA,MBを停止させる。
なお、図13は、運転指令の入力からモータの減速、停止に至る運転動作(S1〜S5)を示すフローチャートである。
For this reason, in the prior art of FIG. 9, when an operation command is input at time t1 (starting time) as shown in FIG. 12, the direct current setting circuit 70 causes the direct current to flow for a certain period of time from time t1 to time t2. The set value is output to the speed control circuit 60, and a direct current is passed through the predetermined coils of the motors MA and MB via the switching signal generation circuit 30 (during this time, the output of the speed setting circuit 50 is maintained at zero. ). Thereby, the permanent magnet of each rotor 12 is pulled to a predetermined position by the stator 11, and is accelerated to a predetermined speed V1 after equalizing the positional relationship between the stator 11 and the rotor 12 at time t2 in FIG. Thereafter, the operation at the speed V1 is performed from time t3 to t4, the operation command is turned off at time t4, and the motors MA and MB are stopped at time t5.
FIG. 13 is a flowchart showing driving operations (S1 to S5) from the input of the driving command to the deceleration and stop of the motor.

特開2004−15980号公報([0020]〜[0026]、図1,図2等)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-15980 ([0020] to [0026], FIG. 1, FIG. 2, etc.)

上述した従来技術では、モータMA,MBが停止している状態でコイルに直流電流を流し、各モータMA,MBのロータの位置が合うと思われる一定時間経過後に加速を始めている。
しかし、この方法では時刻t1〜t2までの間はモータMA,MBが停止しているので、運転指令が入力されてからモータMA,MBが所定速度に達するまで、すなわち時刻t1から時刻t3に至るまで長時間を要するという問題がある。
そこで本発明の解決課題は、運転指令の入力後に短時間で所定速度にまで加速できるようにしたDCブラシレスモータの並列駆動回路を提供することにある。
In the above-described prior art, a direct current is passed through the coils while the motors MA and MB are stopped, and acceleration is started after a lapse of a certain time when the positions of the rotors of the motors MA and MB are considered to match.
However, in this method, since the motors MA and MB are stopped from time t1 to time t2, until the motors MA and MB reach a predetermined speed after the operation command is input, that is, from time t1 to time t3. There is a problem that it takes a long time.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a DC brushless motor parallel drive circuit that can be accelerated to a predetermined speed in a short time after an operation command is input.

上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、互いに並列接続された複数台のDCブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するDCブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段と、始動後の一定時間は各モータのステータコイルに直流電流を流す手段と、前記一定時間経過後に各モータを所定速度まで加速する速度制御手段と、を備えた並列駆動回路において、
各モータの停止後に前記ステータコイルに常時、直流電流を流す手段を備えたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a switching signal generating means is provided for driving a plurality of DC brushless motors connected in parallel to each other at a same speed by a driving circuit having a plurality of semiconductor switching elements. A parallel drive circuit of a DC brushless motor that creates a switching signal of the switching element using a rotor position detection signal of each motor,
While the rotor position detection signal of each motor does not change, the rotor position detection signal used for generating the switching signal is switched between the motors, and the switching signal is generated using the rotor position detection signal of the motor after switching. And a signal selecting means for outputting a control signal to the switching signal generating means, a means for supplying a direct current to the stator coil of each motor for a predetermined time after starting, and accelerating each motor to a predetermined speed after the predetermined time has elapsed. A parallel drive circuit comprising:
Means for always allowing a direct current to flow through the stator coil after each motor is stopped is provided.

請求項2記載の発明は、互いに並列接続された複数台のDCブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するDCブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段と、始動後の一定時間は各モータのステータコイルに直流電流を流す手段と、前記一定時間経過後に各モータを所定速度まで加速する速度制御手段と、を備えた並列駆動回路において、
各モータの停止後に、前記ロータ位置検出信号が変化した場合に前記ステータコイルに一定時間、直流電流を流す手段を備えたものである。
According to the second aspect of the present invention, in order to drive a plurality of DC brushless motors connected in parallel to each other at the same speed by a drive circuit having a plurality of semiconductor switching elements, the switching signal generating means detects the rotor position of each motor. A parallel drive circuit of a DC brushless motor that creates a switching signal of the switching element using a signal,
While the rotor position detection signal of each motor does not change, the rotor position detection signal used for generating the switching signal is switched between the motors, and the switching signal is generated using the rotor position detection signal of the motor after switching. And a signal selecting means for outputting a control signal to the switching signal generating means, a means for supplying a direct current to the stator coil of each motor for a predetermined time after starting, and accelerating each motor to a predetermined speed after the predetermined time has elapsed. A parallel drive circuit comprising:
When the rotor position detection signal changes after each motor is stopped, a means for supplying a direct current to the stator coil for a predetermined time is provided.

請求項3記載の発明は、互いに並列接続された複数台のDCブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するDCブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段と、各モータを所定速度まで加速する速度制御手段と、を備えた並列駆動回路において、
各モータに対する運転指令がない場合にも、前記速度制御手段を介して各モータを下限速度で運転するための下限速度設定手段を備えたものである。
According to a third aspect of the present invention, in order to drive a plurality of DC brushless motors connected in parallel to each other at the same speed by a drive circuit having a plurality of semiconductor switching elements, the switching signal generating means detects the rotor position of each motor. A parallel drive circuit of a DC brushless motor that creates a switching signal of the switching element using a signal,
While the rotor position detection signal of each motor does not change, the rotor position detection signal used for generating the switching signal is switched between the motors, and the switching signal is generated using the rotor position detection signal of the motor after switching. A parallel drive circuit comprising: signal selection means for outputting a control signal to the switching signal generation means; and speed control means for accelerating each motor to a predetermined speed.
Even when there is no operation command for each motor, a lower limit speed setting means for operating each motor at the lower limit speed via the speed control means is provided.

本発明によれば、温風乾燥機のように短時間運転及び休止を繰り返す用途や、低騒音が要求される用途に適用されるDCブラシレスモータの並列駆動回路において、運転指令が入力されてから短時間で設定速度まで加速することが可能になり、即応性の高いシステムを提供することができる。   According to the present invention, in a parallel drive circuit of a DC brushless motor applied to a use that repeatedly operates and pauses for a short time, such as a hot air dryer, or a use that requires low noise, after an operation command is input. It is possible to accelerate to a set speed in a short time, and to provide a highly responsive system.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
この実施形態が適用される並列駆動回路の構成、及び、DCブラシレスモータMA,MBをロータ位置検出信号に同期させて単一の駆動回路により並列駆動する動作は、前述した図9の従来技術について説明したのと同様であり、本実施形態の特徴は、モータMA,MBの停止時におけるコイルへの直流電流の通流動作にある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The configuration of the parallel drive circuit to which this embodiment is applied and the operation of driving the DC brushless motors MA and MB in parallel by a single drive circuit in synchronization with the rotor position detection signal are related to the prior art of FIG. As described above, the present embodiment is characterized in that the direct current flows to the coils when the motors MA and MB are stopped.

すなわち、図1に示す第1実施形態において、運転指令が入力されてからモータの減速、停止に至るまでの動作(ステップS1〜S5)は図13と同様であるが、この実施形態では、モータMA,MBの停止後も所定のコイルに直流電流を流すことにより(S6)、その後に運転指令が入力された場合に直ちに設定速度まで加速できるようにした(S7,S8)。
このように運転指令の消失後もコイルに直流電流を流す動作は、図9に示した直流電流設定回路70、速度制御回路60、スイッチング信号発生回路30により、所定のスイッチング素子のみをオンさせることによって容易に実現可能である。
That is, in the first embodiment shown in FIG. 1, the operations (steps S1 to S5) from when the operation command is input until the motor is decelerated and stopped are the same as in FIG. Even after the MA and MB are stopped, a direct current is passed through a predetermined coil (S6), and when the operation command is input after that, it is possible to immediately accelerate to the set speed (S7, S8).
In this way, even after the operation command disappears, the DC current is allowed to flow through the coil by turning on only a predetermined switching element by the DC current setting circuit 70, the speed control circuit 60, and the switching signal generation circuit 30 shown in FIG. Can be easily realized.

図2は、上記第1実施形態の動作を示すタイムチャートである。
すなわち、時刻t1(始動時)で運転指令が入力されると、直流電流設定回路70は時刻t2までの一定時間は、直流電流設定値を速度制御回路60に出力し、スイッチング信号発生回路30を介してモータMA,MBの所定のコイルに直流電流を流す。この間、速度設定回路50の出力はゼロに保持されている。
これにより、各ロータ12の永久磁石をステータ11によって所定位置に引き寄せ、時刻t2で各モータMA,MBのステータ11とロータ12との位置関係を等しくしてから所定速度V1までモータMA,MBを加速する。その後、時刻t3からt4まで速度V1による運転を行い、時刻t4で運転指令を切り、時刻t5でモータMA,MBを停止させる。
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the first embodiment.
That is, when an operation command is input at time t1 (at the time of starting), the DC current setting circuit 70 outputs the DC current setting value to the speed control circuit 60 for a certain period of time until time t2, and the switching signal generating circuit 30 is turned on. A direct current is passed through predetermined coils of the motors MA and MB. During this time, the output of the speed setting circuit 50 is held at zero.
As a result, the permanent magnets of the rotors 12 are attracted to a predetermined position by the stator 11, and the motors MA and MB are moved to a predetermined speed V1 after equalizing the positional relationship between the stator 11 and the rotor 12 of the motors MA and MB at time t2. To accelerate. Thereafter, the operation at the speed V1 is performed from the time t3 to the time t4, the operation command is cut at the time t4, and the motors MA and MB are stopped at the time t5.

ここで、本実施形態では、時刻t5でモータMA,MBが停止してから再度、直流電流を流すことにより、モータMA,MBが停止している間も各ロータ12の位置を合わせておくことができ、その後に運転指令が入力されたら直ちに加速して短時間でモータMA,MBを設定速度V1まで加速することが可能になる。
すなわち、本実施形態によれば、始動した当初(時刻t1からt3まで)はある程度の時間が必要であるが、次回の運転指令からはモータMA,MBが設定速度V1に到達するまでの時間を短縮することができる。
Here, in this embodiment, after the motors MA and MB are stopped at time t5, the position of each rotor 12 is adjusted even when the motors MA and MB are stopped by flowing a direct current again. Then, when an operation command is input thereafter, the motor MA and MB can be accelerated to the set speed V1 in a short time.
That is, according to the present embodiment, a certain amount of time is necessary at the beginning of the start (from time t1 to t3), but the time until the motors MA and MB reach the set speed V1 from the next operation command. It can be shortened.

次に、図3は本発明の第2実施形態に係る並列駆動回路の構成図である。
前述した第1実施形態では、モータMA,MBの停止時に常に直流電流が流れるため、停止時間が長い用途では省エネルギーの観点から好ましくない場合がある。
そこで第2実施形態は、停止時間が長い用途に使用されるDCブラシレスモータの並列駆動回路を提供するものである。
Next, FIG. 3 is a block diagram of a parallel drive circuit according to the second embodiment of the present invention.
In the first embodiment described above, since direct current always flows when the motors MA and MB are stopped, there are cases where it is not preferable from the viewpoint of energy saving in applications where the stop time is long.
Therefore, the second embodiment provides a parallel drive circuit for a DC brushless motor that is used for an application with a long stop time.

図3において、図9と同一の構成要素には同一の符号を付してある。以下、図9と異なる部分を中心に説明すると、図3の実施形態では、ロータ位置検出回路21,22からのロータ位置検出信号が入力される検出信号変化検出回路80が設けられており、その出力である変化検出信号が前記直流電流設定回路70に入力されている。
検出信号変化検出回路80は、モータMA,MBが停止中にそのロータ12の位置が変化した場合にこれを検出し、変化検出信号を出力するように構成されており、この変化検出信号をトリガーとして、直流電流設定回路70がモータMA,MBの所定のコイルに直流電流を一定時間、流すものである。
In FIG. 3, the same components as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, the description will focus on the parts different from FIG. 9. In the embodiment of FIG. 3, a detection signal change detection circuit 80 to which the rotor position detection signals from the rotor position detection circuits 21 and 22 are input is provided. A change detection signal as an output is input to the DC current setting circuit 70.
The detection signal change detection circuit 80 is configured to detect a change in the position of the rotor 12 while the motors MA and MB are stopped, and to output a change detection signal. The change detection signal is triggered. The direct current setting circuit 70 allows direct current to flow through the predetermined coils of the motors MA and MB for a certain period of time.

図4は、この実施形態の動作を示すフローチャートである。図4におけるステップS1〜S5は図1と同様であり、その後のステップS9は、図1のステップS6と実質的に同様である。このステップS9において一定時間Δtだけコイルに直流電流を通流することにより、モータMA,MBのロータは同じ位置で止まることになり、次の運転指令の入力(S10 Yes)により直ちに加速することが可能になる(S3)。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of this embodiment. Steps S1 to S5 in FIG. 4 are the same as those in FIG. 1, and the subsequent step S9 is substantially the same as step S6 in FIG. In this step S9, by passing a direct current through the coil for a fixed time Δt, the rotors of the motors MA and MB stop at the same position, and can be immediately accelerated by inputting the next operation command (S10 Yes). It becomes possible (S3).

また、運転指令が入らない場合でも(S10 No)、図3の検出信号変化検出回路80がロータ位置検出信号を観測し(S11)、風によるファンの回転などでロータ位置検出信号が変化した場合には(S12 Yes)、変化検出信号を出力して再度、一定時間Δtだけコイルに直流電流を通流する(S9)。これにより、位置が合っていないロータがある場合でも二つのロータの位置を再び一致させ、その後の運転指令の入力(S10 Yes)により直ちに設定速度まで加速することができる(S3)。   Further, even when the operation command is not input (No in S10), the detection signal change detection circuit 80 in FIG. 3 observes the rotor position detection signal (S11), and the rotor position detection signal changes due to the rotation of the fan due to wind or the like. In (S12 Yes), a change detection signal is output, and a direct current is again passed through the coil for a predetermined time Δt (S9). As a result, even if there is a rotor whose position does not match, the positions of the two rotors can be matched again, and the speed can be immediately accelerated to the set speed by the subsequent operation command input (S10 Yes) (S3).

図5は、この実施形態の動作を示すタイムチャートであり、時刻t11でモータMA,MBが停止してから時刻t12までの一定時間Δtだけ、前記ステップS9によりコイルに直流電流を通流し、その後、運転指令が入力されない状態でロータ位置検出信号に変化が生じたことによって時刻t13から変化検出信号が出力され、時刻t14までの一定時間Δtにわたり、前記ステップS9によりコイルに直流電流を通流した状態を示している。
この実施形態によれば、コイルに一定時間Δtだけ直流電流を通流するため、消費電力を低減しつつ、運転指令が入力された場合には直ちに設定速度まで加速可能な並列駆動回路を実現することができる。
FIG. 5 is a time chart showing the operation of this embodiment. In step S9, a direct current is passed through the coil for a fixed time Δt from the time when the motors MA and MB are stopped at time t11 until time t12. A change detection signal is output from time t13 due to a change in the rotor position detection signal when no operation command is input, and a direct current is passed through the coil in step S9 for a certain time Δt until time t14. Indicates the state.
According to this embodiment, since a direct current is passed through the coil for a certain time Δt, a parallel drive circuit capable of accelerating immediately to a set speed when an operation command is input while reducing power consumption is realized. be able to.

次に、図6は本発明の第3実施形態に係る並列駆動回路の構成図である。
前述した第1,第2実施形態では、コイルに直流電流を流すために直流電流設定回路70等を設ける必要があり、回路構成が複雑化したり高価になる等の問題がある。そこで、本実施形態では、モータMA,MBのコイルに直流電流を流すことなく、運転指令の入力後に直ちに設定速度まで加速できるようにしたものである。
Next, FIG. 6 is a configuration diagram of a parallel drive circuit according to a third embodiment of the present invention.
In the first and second embodiments described above, it is necessary to provide the direct current setting circuit 70 and the like in order to pass a direct current through the coil, and there is a problem that the circuit configuration becomes complicated and expensive. Therefore, in the present embodiment, acceleration can be accelerated to the set speed immediately after the operation command is input without passing a direct current through the coils of the motors MA and MB.

図6において、90は下限速度設定回路であり、運転指令に従ってモータMA,MBの下限速度を速度制御回路60に出力するように構成されている。すなわち、図9における直流電流設定回路70の代わりに下限速度設定回路90を設けた構成である。
この下限速度設定回路90は、運転指令が一旦入力された後は、その後に運転指令が消失した場合でも、速度設定値として上記下限速度を継続的に速度制御回路60に出力し続けるようになっている。
In FIG. 6, reference numeral 90 denotes a lower limit speed setting circuit, which is configured to output the lower limit speeds of the motors MA and MB to the speed control circuit 60 in accordance with the operation command. That is, the lower limit speed setting circuit 90 is provided instead of the DC current setting circuit 70 in FIG.
The lower limit speed setting circuit 90 continuously outputs the lower limit speed to the speed control circuit 60 as a speed set value after the operation command is once input, even if the operation command disappears thereafter. ing.

図7は本実施形態の動作を示すフローチャート、図8は同じくタイムチャートである。
この実施形態では、図7のステップS21で電源を投入すると、その時点では各モータMA,MBのロータの位置が合っているとは限らないため、直ちにモータMA,MBが下限速度で回転するとは限らないが、しばらくそのまま運転を継続すればモータMA,MBの各ロータの位置が合う時があり、以後はモータMA,MBが下限速度V2で回転するようになる(図7のS22、図8の時刻t21)。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the present embodiment, and FIG. 8 is a time chart.
In this embodiment, when the power is turned on in step S21 of FIG. 7, the positions of the rotors of the motors MA and MB are not necessarily aligned at that time, so that the motors MA and MB rotate immediately at the lower limit speed. Although not limited, if the operation is continued for a while, the rotors of the motors MA and MB may be aligned, and thereafter, the motors MA and MB rotate at the lower limit speed V2 (S22 in FIG. 7, FIG. 8). Time t21).

モータMA,MBが下限速度V2で回転し続ける間は、これらのモータMA,MBのロータが同期している状態であり、この状態が維持されていれば、運転指令の入力によってモータMA,MBを直ちに加速することが可能である。従って、図8の時刻t22で運転指令が入力されたらモータMA,MBを直ちに加速することができ(図7のS23,S24)、その後、時刻t23で設定速度V1に到達する。
また、時刻t24で運転指令がなくなると(図7のS25)、モータは減速し始め、やがて時刻t25で下限速度に達する。この時点でも、下限速度設定回路90からの下限速度が速度制御回路60に入力されているため、モータMA,MBは下限速度でそのまま運転を継続する(図7のS26)。
While the motors MA and MB continue to rotate at the lower limit speed V2, the rotors of these motors MA and MB are in a synchronized state. If this state is maintained, the motors MA and MB are input by inputting an operation command. Can be accelerated immediately. Therefore, when the operation command is input at time t22 in FIG. 8, the motors MA and MB can be immediately accelerated (S23 and S24 in FIG. 7), and then reach the set speed V1 at time t23.
Further, when there is no operation command at time t24 (S25 in FIG. 7), the motor starts to decelerate, and eventually reaches the lower limit speed at time t25. Even at this time, since the lower limit speed from the lower limit speed setting circuit 90 is input to the speed control circuit 60, the motors MA and MB continue to operate at the lower limit speed (S26 in FIG. 7).

上記のように制御した場合、モータMA,MBは常に回転しているためエネルギーの消費量が問題になるが、例えばモータMA,MBによってファンを駆動する場合、必要とされるモータMA,MBの出力は速度の3乗に比例するため、さほど問題にはならない。例えば、下限速度V2を定格速度の1/10とすると、下限速度V2での運転時に必要な出力は定格運転時の1/1000であり、一般的には無視できる値である。
このため、本実施形態によれば、少ない消費電力で、運転指令が入力された際に直ちに加速可能な並列駆動回路を実現することができる。
When the control is performed as described above, since the motors MA and MB are always rotating, energy consumption becomes a problem. For example, when a fan is driven by the motors MA and MB, the necessary motors MA and MB Since the output is proportional to the cube of the speed, it does not matter much. For example, if the lower limit speed V2 is 1/10 of the rated speed, the output required during operation at the lower limit speed V2 is 1/1000 that during rated operation, which is generally a negligible value.
For this reason, according to the present embodiment, it is possible to realize a parallel drive circuit capable of accelerating immediately when an operation command is input with less power consumption.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、3台以上のモータを並列駆動する場合にも適用することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can apply also when driving three or more motors in parallel.

本発明の第1実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 2nd Embodiment. 第2実施形態の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of 2nd Embodiment. 本発明の第3実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 3rd Embodiment of this invention. 第3実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 3rd Embodiment. 第3実施形態の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of 3rd Embodiment. 従来技術を示す構成図である。It is a block diagram which shows a prior art. 図9における信号選択回路の構成図である。It is a block diagram of the signal selection circuit in FIG. 図9の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of FIG. 図9の動作を示すタイムチャートである。10 is a time chart showing the operation of FIG. 9. 図9の動作を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing the operation of FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

E:直流電源
T1〜T6:スイッチング素子
U,V,W:出力端子
MA,MB:DCブラシレスモータ
CU,CV,CW:コイル
HU,HV,HW:ホール素子
11:ステータ
12:ロータ
21,22:ロータ位置検出回路
30:スイッチング信号発生回路
40:信号選択回路
50:速度設定回路
60:速度制御回路
70:直流電流設定回路
80:検出信号変化検出回路
90:下限速度設定回路
E: DC power supply T1 to T6: Switching elements U, V, W: Output terminals MA, MB: DC brushless motors CU, CV, CW: Coils HU, HV, HW: Hall elements 11: Stator 12: Rotors 21, 22: Rotor position detection circuit 30: Switching signal generation circuit 40: Signal selection circuit 50: Speed setting circuit 60: Speed control circuit 70: DC current setting circuit 80: Detection signal change detection circuit 90: Lower limit speed setting circuit

Claims (3)

互いに並列接続された複数台のDCブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するDCブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段と、始動後の一定時間は各モータのステータコイルに直流電流を流す手段と、前記一定時間経過後に各モータを所定速度まで加速する速度制御手段と、を備えた並列駆動回路において、
各モータの停止後に前記ステータコイルに常時、直流電流を流す手段を備えたことを特徴とするDCブラシレスモータの並列駆動回路。
In order to drive a plurality of DC brushless motors connected in parallel to each other at the same speed by a drive circuit having a plurality of semiconductor switching elements, a switching signal generating means uses the rotor position detection signal of each motor to A parallel drive circuit of a DC brushless motor that creates a switching signal,
While the rotor position detection signal of each motor does not change, the rotor position detection signal used for generating the switching signal is switched between the motors, and the switching signal is generated using the rotor position detection signal of the motor after switching. And a signal selecting means for outputting a control signal to the switching signal generating means, a means for supplying a direct current to the stator coil of each motor for a predetermined time after starting, and accelerating each motor to a predetermined speed after the predetermined time has elapsed. A parallel drive circuit comprising:
A parallel drive circuit for a DC brushless motor, characterized by comprising means for constantly flowing a direct current to the stator coil after each motor is stopped.
互いに並列接続された複数台のDCブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するDCブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段と、始動後の一定時間は各モータのステータコイルに直流電流を流す手段と、前記一定時間経過後に各モータを所定速度まで加速する速度制御手段と、を備えた並列駆動回路において、
各モータの停止後に、前記ロータ位置検出信号が変化した場合に前記ステータコイルに一定時間、直流電流を流す手段を備えたことを特徴とするDCブラシレスモータの並列駆動回路。
In order to drive a plurality of DC brushless motors connected in parallel to each other at the same speed by a drive circuit having a plurality of semiconductor switching elements, a switching signal generating means uses the rotor position detection signal of each motor to A parallel drive circuit of a DC brushless motor that creates a switching signal,
While the rotor position detection signal of each motor does not change, the rotor position detection signal used for generating the switching signal is switched between the motors, and the switching signal is generated using the rotor position detection signal of the motor after switching. And a signal selecting means for outputting a control signal to the switching signal generating means, a means for supplying a direct current to the stator coil of each motor for a predetermined time after starting, and accelerating each motor to a predetermined speed after the predetermined time has elapsed. A parallel drive circuit comprising:
A parallel drive circuit for a DC brushless motor, comprising means for causing a direct current to flow through the stator coil for a predetermined time when the rotor position detection signal changes after each motor is stopped.
互いに並列接続された複数台のDCブラシレスモータを複数の半導体スイッチング素子を有する駆動回路により同一速度で駆動するために、スイッチング信号発生手段が、各モータのロータ位置検出信号を用いて前記スイッチング素子のスイッチング信号を作成するDCブラシレスモータの並列駆動回路であって、
各モータのロータ位置検出信号が変化しない期間内に、スイッチング信号の作成に用いるロータ位置検出信号を各モータ間で切り替えると共に、切り替え後のモータのロータ位置検出信号を用いてスイッチング信号を作成するように前記スイッチング信号発生手段に対して制御信号を出力する信号選択手段と、各モータを所定速度まで加速する速度制御手段と、を備えた並列駆動回路において、
各モータに対する運転指令がない場合にも、前記速度制御手段を介して各モータを下限速度で運転するための下限速度設定手段を備えたことを特徴とするDCブラシレスモータの並列駆動回路。
In order to drive a plurality of DC brushless motors connected in parallel to each other at the same speed by a drive circuit having a plurality of semiconductor switching elements, a switching signal generating means uses the rotor position detection signal of each motor to A parallel drive circuit of a DC brushless motor that creates a switching signal,
While the rotor position detection signal of each motor does not change, the rotor position detection signal used for generating the switching signal is switched between the motors, and the switching signal is generated using the rotor position detection signal of the motor after switching. A parallel drive circuit comprising: signal selection means for outputting a control signal to the switching signal generation means; and speed control means for accelerating each motor to a predetermined speed.
A parallel drive circuit for a DC brushless motor, comprising lower limit speed setting means for operating each motor at a lower limit speed via the speed control means even when there is no operation command for each motor.
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