JP2009044867A - Motor drive, integrated circuit device and motor apparatus - Google Patents

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智寛 井上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress rotation unevenness of a motor drive using a sine wave drive system, and to perform optimum motor driving that corresponds to the rotational speed. <P>SOLUTION: A motor drive is provided with an inverter 20 having a plurality of sets of switching elements; a waveform generating part 31 for generating a waveform signal WF for AC-driving a motor 10; a pulse width modulating part 32 for generating a pulsed signal whose pulse width is modulated by the waveform signal WF; a polarity discriminating part 33 for discriminating the polarity of the induced voltage generated in drive winding; and a drive-mode selecting part 34 for selecting a high-speed drive mode for generating a drive signal which complementarily switches the switching element and a low-speed drive mode for generating a drive signal turning off the switching element of positive electrode side or of negative electrode side, according to the polarity determined by the polarity discriminating part 33. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば空調機器、燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機並びに複写機、プリンタなどの情報機器に使用されるブラシレスＤＣモータなどを駆動するのに好適なモータ駆動装置に関する。特に、本発明は、モータの回転速度に応じて回転むらを抑制するなど、回転速度に応じて最適なモータ駆動を行うモータ駆動装置に関する。さらに、本発明は、このようなモータ駆動装置を含む集積回路装置、およびこのようなモータ駆動装置あるいは集積回路装置をモータに内蔵または一体化したモータ装置に関する。   The present invention relates to a motor driving apparatus suitable for driving a brushless DC motor used in information equipment such as an air conditioner, a water heater equipped with a combustion fan motor, an air purifier, a copying machine, and a printer. In particular, the present invention relates to a motor drive device that performs optimal motor drive according to the rotation speed, such as suppressing uneven rotation according to the rotation speed of the motor. Furthermore, the present invention relates to an integrated circuit device including such a motor driving device, and a motor device in which such a motor driving device or an integrated circuit device is built in or integrated with a motor.

例えば、複写機、プリンタ等の情報機器などに用いられる各種駆動用モータは、超寿命、高信頼性、速度制御の容易さなどの長所を活かして、ブラシレスＤＣモータ（ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ Ｍｏｔｏｒ）が用いられることが多い。さらに、近年、モータをより低トルクリップル、低振動および低騒音で駆動することへの要求が高まってきている。このため、この要求に対応する駆動技術として、モータの駆動巻線をパルス幅変調された正弦波状の駆動波形によって駆動する正弦波駆動方式が一般的になりつつある（例えば、特許文献１参照）。   For example, brushless DC motors are used for various drive motors used in information devices such as copiers and printers, taking advantage of advantages such as long life, high reliability, and ease of speed control. There are many cases. Furthermore, in recent years, there has been an increasing demand for driving motors with lower torque ripple, lower vibration and lower noise. For this reason, a sine wave drive system that drives a motor drive winding with a pulse width modulated sinusoidal drive waveform is becoming common as a drive technique that meets this requirement (see, for example, Patent Document 1). .

図７は、このような正弦波駆動方式を利用した従来のモータ駆動装置の一構成例を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional motor driving apparatus using such a sine wave driving method.

図７において、モータ駆動装置９００には、直流電源９０５から電源入力端子９１５に、所定の直流電圧ＶＤＣである直流電力が供給される。モータ駆動装置９００は、供給された直流電力を駆動電力に変換し、変換した駆動電力をモータ９１０に供給する。また、モータ駆動装置９００には、上位器などから速度指令信号Ｓｒｅｆが通知され、モータ９１０の近辺に配置した位置検出手段９１２から位置検出信号ＣＳ、また速度検出手段９１１から速度検出信号Ｎが通知される。   In FIG. 7, DC power that is a predetermined DC voltage VDC is supplied from a DC power supply 905 to a power supply input terminal 915 to the motor drive device 900. The motor driving device 900 converts the supplied DC power into driving power, and supplies the converted driving power to the motor 910. Further, the motor drive device 900 is notified of a speed command signal Sref from a host device or the like, a position detection signal CS from a position detection means 912 disposed in the vicinity of the motor 910, and a speed detection signal N from a speed detection means 911. Is done.

モータ９１０は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３相の駆動巻線を有し、モータ駆動装置９００は、これらの駆動巻線に対し駆動電力を供給することで、モータ９１０を駆動する。   The motor 910 has three-phase drive windings of U phase, V phase, and W phase, respectively, and the motor drive device 900 drives the motor 910 by supplying drive power to these drive windings. To do.

モータ駆動装置９００は、インバータ９２０、インバータ駆動部９３０、速度制御部９４０および進角制御部９５０を備えている。速度制御部９４０は、速度指令信号Ｓｒｅｆや速度検出信号Ｎに基づき、速度制御するための駆動制御信号ＶＳＰを生成し、インバータ駆動部９３０に通知する。進角制御部９５０は、モータ９１０を効率よく制御するための位相進角信号ＰＳを生成し、インバータ駆動部９３０に通知する。インバータ駆動部９３０は、モータ９１０を駆動するための波形信号ＷＦを生成する波形生成部９３１、および波形信号ＷＦに応じてパルス幅変調された駆動信号を生成するパルス幅変調部９３２を備えている。波形生成部９３１は、駆動制御信号ＶＳＰに応じた波高値、および位相進角信号ＰＳに応じて位相を進めた正弦波状の交流波形である波形信号ＷＦをパルス幅変調部９３２に供給する。パルス幅変調部９３２は、波形信号ＷＦに応じてパルス幅変調された駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬおよびＷＬをインバータ９２０に供給する。   The motor drive device 900 includes an inverter 920, an inverter drive unit 930, a speed control unit 940, and an advance angle control unit 950. The speed control unit 940 generates a drive control signal VSP for speed control based on the speed command signal Sref and the speed detection signal N, and notifies the inverter drive unit 930 of the drive control signal VSP. The advance angle control unit 950 generates a phase advance angle signal PS for efficiently controlling the motor 910 and notifies the inverter drive unit 930 of it. The inverter drive unit 930 includes a waveform generation unit 931 that generates a waveform signal WF for driving the motor 910, and a pulse width modulation unit 932 that generates a drive signal that is pulse-width modulated in accordance with the waveform signal WF. . The waveform generation unit 931 supplies the pulse width modulation unit 932 with a peak value corresponding to the drive control signal VSP and a waveform signal WF that is a sinusoidal AC waveform whose phase is advanced according to the phase advance signal PS. The pulse width modulation unit 932 supplies drive signals UH, VH, WH, UL, VL, and WL that have been subjected to pulse width modulation according to the waveform signal WF to the inverter 920.

インバータ９２０は、モータ９１０の各駆動巻線に対し、正極側電源線路Ｖｐに接続する正極側のスイッチ素子９２１、９２３および９２５と、負極側電源線路Ｖｎに接続する負極側のスイッチ素子９２２、９２４および９２６とを備えている。正極側のスイッチ素子９２１、９２３および９２５には、パルス幅変調部９３２から、互いに電気角１２０度の位相差をもつ正極側への駆動信号ＵＨ、ＶＨおよびＷＨが供給される。また、負極側のスイッチ素子９２２、９２４および９２６にも、パルス幅変調部９３２から、互いに電気角１２０度の位相差をもつ負極側への駆動信号ＵＬ、ＶＬおよびＷＬが供給される。また、正極側と負極側とのスイッチ素子は、これらの駆動信号により相補的にスイッチングされる。このような構成により、インバータ９２０は、駆動信号に応じて、正極側電圧と負極側電圧との間を交互に変化するパルス状の駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷを、それぞれの駆動巻線に供給する。   The inverter 920 includes positive switch elements 921, 923, and 925 connected to the positive power supply line Vp and negative switch elements 922 and 924 connected to the negative power supply line Vn for each drive winding of the motor 910. And 926. Drive signals UH, VH, and WH are supplied from the pulse width modulation section 932 to the positive polarity side having a phase difference of 120 degrees from the pulse width modulation section 932, to the positive polarity side switching elements 921, 923, and 925. Also, the negative side switch elements 922, 924, and 926 are also supplied with drive signals UL, VL, and WL from the pulse width modulation unit 932 to the negative side having a phase difference of 120 electrical degrees. The switching elements on the positive electrode side and the negative electrode side are switched complementarily by these drive signals. With such a configuration, the inverter 920 supplies pulsed drive voltages U, V, and W that alternately change between the positive side voltage and the negative side voltage to the respective drive windings according to the drive signal. To do.

また、インバータ９２０に供給される各駆動信号は、波形信号ＷＦによりパルス幅変調した信号である。このため、パルス幅変調の原理から、平均値的には、波形信号ＷＦに応じた正弦波状の電圧となる駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが、それぞれの駆動巻線に供給されることになる。   Further, each drive signal supplied to the inverter 920 is a signal that is pulse width modulated by the waveform signal WF. For this reason, from the principle of pulse width modulation, driving voltages U, V, and W that are sinusoidal voltages corresponding to the waveform signal WF are supplied to the respective driving windings on average.

図８は、図７に示した従来のモータ駆動装置９００の波形信号ＷＦに対応した駆動電圧により、モータ９１０が駆動される動作を説明するために示した波形図である。図８において、正弦波状の波形信号ＷＦは、波形生成部９３１が生成した信号であり、このような波形信号ＷＦでパルス幅変調された駆動信号により、インバータ９２０が駆動される。これにより、例えばＵ相の駆動巻線には、図８に示すような駆動電流Ｉｕが流れるとともに、誘起電圧Ｕｅｍｆが生じる。   FIG. 8 is a waveform diagram for explaining an operation in which motor 910 is driven by a drive voltage corresponding to waveform signal WF of conventional motor drive apparatus 900 shown in FIG. In FIG. 8, a sinusoidal waveform signal WF is a signal generated by the waveform generation unit 931, and the inverter 920 is driven by a drive signal that is pulse-width modulated by such a waveform signal WF. Thus, for example, a drive current Iu as shown in FIG. 8 flows in the U-phase drive winding and an induced voltage Uemf is generated.

まず、上述したように、波形信号ＷＦの波高値は駆動制御信号ＶＳＰにより調整される。これにより、駆動巻線には、図８に示すように波高値が駆動制御信号ＶＳＰによって制御された正弦波状の駆動電圧が等価的に印加され、駆動制御信号ＶＳＰに応じた速度制御が実行される。   First, as described above, the peak value of the waveform signal WF is adjusted by the drive control signal VSP. As a result, a sinusoidal drive voltage whose peak value is controlled by the drive control signal VSP as shown in FIG. 8 is equivalently applied to the drive winding, and speed control according to the drive control signal VSP is executed. The

また、波形信号ＷＦの位相は、進角制御部９５０からの位相進角信号ＰＳにより調整される。すなわち、各駆動巻線に印加される正弦波状の電圧の位相は、位相進角信号ＰＳが示す進角量ｐｓに応じて制御される。このような進角制御を行うため、波形生成部９３１は、位置検出信号ＣＳに基づく位相を基準位相タイミングとし、モータ９１０の可動子の位置に応じた基準波形信号ＷＦ’を生成する。すなわち、基準位相タイミングを、図８に示すように、例えば、Ｕ相の駆動巻線に発生する誘起電圧Ｕｅｍｆのゼロクロスタイミングとすることができる。波形生成部９３１は、この基準位相タイミングに応じて生成される基準波形信号ＷＦ’の位相を、図８に示すように進角量ｐｓに応じて進め、このように位相を進めた波形信号ＷＦをパルス幅変調部９３２に対して出力する。これにより、Ｕ相の駆動巻線には、位相が進角量ｐｓによって制御可能な正弦波状の駆動電圧Ｕを印加することができる。また、駆動巻線が有するインダクタンス成分により、駆動電圧の平均値（波形信号ＷＦに相当）に対する駆動電流Ｉｕの位相遅れが発生する。このような位相遅れを進角制御部９５０の進角量ｐｓにより調整し、駆動巻線の誘起電圧Ｕｅｍｆと駆動電流Ｉｕとの位相差がゼロとなるように、波形信号ＷＦ’から波形信号ＷＦへと位相を進める進角制御により、誘起電圧Ｕｅｍｆと駆動電流Ｉｕとの位相のずれによる駆動効率の低下を改善でき、モータ９１０に対する駆動効率を高めることができる。   The phase of the waveform signal WF is adjusted by the phase advance signal PS from the advance controller 950. That is, the phase of the sinusoidal voltage applied to each drive winding is controlled according to the advance amount ps indicated by the phase advance signal PS. In order to perform such advance control, the waveform generation unit 931 generates a reference waveform signal WF ′ according to the position of the mover of the motor 910 using the phase based on the position detection signal CS as a reference phase timing. That is, as shown in FIG. 8, the reference phase timing can be set to, for example, the zero cross timing of the induced voltage Uemf generated in the U-phase drive winding. The waveform generation unit 931 advances the phase of the reference waveform signal WF ′ generated according to the reference phase timing in accordance with the advance amount ps as shown in FIG. 8, and the waveform signal WF whose phase has been advanced in this way. Is output to the pulse width modulation section 932. Thus, a sinusoidal drive voltage U whose phase can be controlled by the advance amount ps can be applied to the U-phase drive winding. In addition, due to the inductance component of the drive winding, a phase delay of the drive current Iu occurs with respect to the average value of the drive voltage (corresponding to the waveform signal WF). Such a phase delay is adjusted by the advance amount ps of the advance angle control unit 950, and the waveform signal WF ′ is changed to the waveform signal WF so that the phase difference between the induced voltage Uemf of the drive winding and the drive current Iu becomes zero. By the advance angle control that advances the phase toward the center, it is possible to improve the decrease in driving efficiency due to the phase shift between the induced voltage Uemf and the driving current Iu, and to increase the driving efficiency for the motor 910.

以上のようにして、モータ９１０はモータ駆動装置９００により効率よく正弦波駆動され、低トルクリップル、低騒音、低振動のモータ装置を実現できる。   As described above, the motor 910 is efficiently sine-wave driven by the motor driving device 900, and a motor device with low torque ripple, low noise, and low vibration can be realized.

また、このような正弦波駆動方式を利用したモータ駆動装置において、例えば、一定速度での運転状態から速度が低下するように減速した場合など、モータが発電機として作用し、本来モータに電力を供給するための電源装置や駆動回路に対して、逆にモータが電力を供給してしまう、いわゆる回生現象が発生することが知られている。このため、駆動巻線を正側電源線路に接続する正側スイッチ手段と、負側電源線路に接続する負側スイッチ手段とを有し、正側および負側スイッチ手段は、制御手段からの制御信号に基づきオン、オフ動作され、制御手段は、電流波形を概略正弦波状とする駆動波形信号を出力する波形生成手段と、巻線の誘起電圧極性を判別する極性判別手段とを備え、巻線の誘起電圧が正のときは正側スイッチ手段をオン、オフ動作し、負のときは負側スイッチ手段をオン、オフ動作して、巻線電流を概略正弦波状とすることで、回生現象を抑制するような技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許第３２３２４６７号公報 特開２００６−１９１７６２号公報 Further, in a motor driving device using such a sine wave driving method, for example, when the motor is decelerated so as to decrease in speed from an operation state at a constant speed, the motor acts as a generator and originally supplies power to the motor. It is known that a so-called regenerative phenomenon occurs in which a motor supplies power to a power supply device or a drive circuit for supply. For this reason, it has a positive switch means for connecting the drive winding to the positive power supply line and a negative switch means for connecting to the negative power supply line. The positive and negative switch means are controlled by the control means. The control means is turned on and off based on the signal, and the control means includes a waveform generation means for outputting a drive waveform signal having a current waveform of a substantially sinusoidal shape, and a polarity determination means for determining the induced voltage polarity of the winding. When the induced voltage is positive, the positive side switch means is turned on and off, and when the negative induced voltage is negative, the negative side switch means is turned on and off to make the winding current approximately sinusoidal. A technique for suppressing this has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent No. 3322467 JP 2006-191762 A

しかしながら、図７に示したような従来のモータ駆動装置の場合、正弦波駆動するための波形となる波形信号ＷＦにおいて、進角制御による位相が適切に設定されないと回転むらが生じ、モータを利用した機器においていわゆるワウ（ＷＯＷ）が生じる可能性があった。   However, in the case of the conventional motor driving apparatus as shown in FIG. 7, in the waveform signal WF having a waveform for sine wave driving, if the phase by the advance angle control is not set appropriately, rotation unevenness occurs and the motor is used. There was a possibility that so-called wow (WOW) may occur in the device.

図９は、従来のモータ駆動装置において、進角制御による位相が適切に設定されないときの様子を示した波形図である。すなわち、図９では、図８で示したような進角量ｐｓにより誘起電圧Ｕｅｍｆと駆動電流Ｉｕとの位相差がゼロとなるよりも、さらに位相が進んだ進角量ｐｓ’が設定された場合を示している。これにより、図９に示すように、誘起電圧Ｕｅｍｆに対して駆動電流Ｉｕの位相も図８の場合より進むことになる。これによって、図９の期間Ｔｗで示すように、誘起電圧Ｕｅｍｆと駆動電流Ｉｕとの極性が逆極性となるような期間が生じる。また、このような期間Ｔｗが生じる原因として、位置検出手段９１２の位置検出精度などが挙げられる。特に、波形生成部９３１の構成として１周期前の位置検出信号ＣＳのゼロクロス周期を内挿して基準波形信号ＷＦ’を生成するような構成とした場合、現実的には、回転数の変動、機械精度や着磁精度などによってもこのような期間Ｔｗが生じる。さらに、このような期間Ｔｗは、誘起電圧Ｕｅｍｆの電圧方向と駆動電流Ｉｕが流れる方向とが逆となるため、モータに対して逆トルクが働くことになる。すなわち、このような逆トルクが発生すると、この逆トルクがモータ回転中のトルク変動となってモータの回転精度を悪化させ、ワウのような回転むらが生じることになる。   FIG. 9 is a waveform diagram showing a state when the phase by the advance angle control is not properly set in the conventional motor drive device. That is, in FIG. 9, the advance amount ps ′ in which the phase is advanced is set rather than the phase difference between the induced voltage Uemf and the drive current Iu becomes zero due to the advance amount ps as shown in FIG. 8. Shows the case. As a result, as shown in FIG. 9, the phase of the drive current Iu also advances from the case of FIG. 8 with respect to the induced voltage Uemf. As a result, as shown by a period Tw in FIG. 9, a period in which the polarity of the induced voltage Uemf and the drive current Iu is opposite is generated. In addition, as a cause of such a period Tw, the position detection accuracy of the position detection unit 912 and the like can be cited. In particular, when the waveform generation unit 931 is configured to generate the reference waveform signal WF ′ by interpolating the zero-cross cycle of the position detection signal CS one cycle before, in reality, the rotational speed fluctuation, the machine Such a period Tw also occurs depending on the accuracy and the magnetization accuracy. Further, during such a period Tw, the voltage direction of the induced voltage Uemf and the direction in which the drive current Iu flows are reversed, and thus reverse torque acts on the motor. That is, when such a reverse torque is generated, the reverse torque becomes a torque fluctuation during the rotation of the motor, deteriorating the rotation accuracy of the motor and causing a rotation irregularity such as a wah.

本発明は、上述したような課題を解決するためになされたもので、パルス幅変調を利用した正弦波駆動における回転むらを抑制し、回転速度に応じて最適なモータ駆動を行うことが可能なモータ駆動装置、集積回路装置およびモータ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress rotation unevenness in sinusoidal drive using pulse width modulation and perform optimum motor drive according to the rotation speed. It is an object of the present invention to provide a motor driving device, an integrated circuit device, and a motor device.

上記目的を達成するため、本発明のモータ駆動装置は、可動子および複数の駆動巻線を有したモータを駆動するモータ駆動装置であって、電源入力部に供給された直流電圧の正極側に接続されたスイッチ素子と負極側に接続されたスイッチ素子とを一組として複数組のスイッチ素子を有し、それぞれのスイッチ素子のスイッチング動作により、直流電圧からモータを駆動するための駆動電圧に変換し、変換した駆動電圧を駆動巻線に供給するインバータと、モータを交流駆動するための交流波形に対応した波形信号を生成する波形生成部と、波形信号によりパルス幅変調されたパルス信号を生成するパルス幅変調部と、駆動巻線に発生する誘起電圧の極性を判別する極性判別部と、インバータにおける正極側と負極側とのスイッチ素子をパルス幅変調部のパルス信号に基づき相補的にスイッチングするような駆動信号を生成する高速駆動モードと、極性判別部が判定した極性が正のとき、インバータにおける負極側のスイッチ素子をオフにするとともに、正極側をパルス幅変調部のパルス信号に基づきスイッチングし、極性が負のとき、インバータにおける正極側のスイッチ素子をオフとし、負極側をパルス幅変調部のパルス信号に基づきスイッチングするような駆動信号を生成する低速駆動モードとが選択可能な駆動モード選択部とを備え、駆動モード選択部で選択された駆動モードにおける駆動信号により、インバータの各スイッチ素子をスイッチング制御する構成である。   In order to achieve the above object, a motor drive device of the present invention is a motor drive device that drives a motor having a mover and a plurality of drive windings, and is on the positive side of a DC voltage supplied to a power input section. A switch element connected to the negative electrode and a switch element connected to the negative electrode side have multiple sets of switch elements, and the switching operation of each switch element converts the DC voltage into a drive voltage for driving the motor. An inverter that supplies the converted drive voltage to the drive winding, a waveform generator that generates a waveform signal corresponding to an AC waveform for AC driving of the motor, and a pulse signal that is pulse-width modulated by the waveform signal A pulse width modulation unit that performs polarity detection, a polarity determination unit that determines the polarity of the induced voltage generated in the drive winding, and a switching element between the positive side and the negative side of the inverter. When the polarity determined by the high-speed drive mode and the polarity determination unit is positive, which generates a drive signal that performs complementary switching based on the pulse signal of the width modulation unit, the negative-side switch element in the inverter is turned off, Driving signal that switches the positive side based on the pulse signal of the pulse width modulation unit, and when the polarity is negative, the switching element on the positive side of the inverter is turned off and the negative side is switched based on the pulse signal of the pulse width modulation unit And a low-speed drive mode that can select the drive mode selection unit, and the switching control of each switch element of the inverter is performed by the drive signal in the drive mode selected by the drive mode selection unit.

このような構成により、低速動作モードにおいては、極性判別部が判定した誘起電圧の極性に応じて、その極性とは逆のスイッチ素子をオフにするよう動作するため、図９で示した期間Ｔｗのような期間は駆動巻線の駆動電流が流れず、逆トルクの発生を防止できる。すなわち、このような本発明のモータ駆動装置の構成とすることにより、モータ回転の音圧レベルが高くなる高速回転時においては、正極側と負極側とのスイッチ素子を相補的にスイッチングする高速駆動モードとすることで低騒音化を図ることができ、音圧レベルは低くなるが回転精度が要求される低速回転時においては、誘起電圧の極性に応じて正極側と負極側とのスイッチ素子の一方をオフにする低速駆動モードで逆トルクの発生を防止し、回転むらを抑制することができる。   With such a configuration, in the low-speed operation mode, the operation is performed so as to turn off the switching element opposite to the polarity according to the polarity of the induced voltage determined by the polarity determination unit. Therefore, the period Tw shown in FIG. During such a period, the drive current of the drive winding does not flow, and the occurrence of reverse torque can be prevented. That is, with the configuration of the motor driving device of the present invention, high-speed driving that complementarily switches the switching elements on the positive electrode side and the negative electrode side during high-speed rotation when the sound pressure level of motor rotation increases. By setting the mode, the noise can be reduced and the sound pressure level is lowered, but at the time of low-speed rotation where rotation accuracy is required, the switching elements of the positive electrode side and the negative electrode side are switched according to the polarity of the induced voltage. Generation of reverse torque can be prevented in the low speed drive mode in which one is turned off, and uneven rotation can be suppressed.

また、本発明のモータ駆動装置は、選択可能な制御ゲインを有し、外部から通知される速度指令情報と速度を検出する速度検出手段から通知される速度検出情報との速度偏差を算出し、算出した速度偏差に対して、制御ゲインに基づく演算処理を施し、演算処理により生成した信号を駆動制御信号として波形生成部に供給する速度制御部と、駆動巻線に流れる駆動電流と駆動巻線に発生する誘起電圧との位相関係を設定するための進角量を位相進角信号として波形生成部に供給する進角制御部とを、さらに備え、波形生成部が、速度制御部から通知される駆動制御信号に応じた波高値、および進角制御部から通知される位相進角信号に応じた位相の正弦波状の交流波形である波形信号を生成し、駆動モード選択部における駆動モードの選択とともに、速度制御部における制御ゲインが選択される構成である。   Further, the motor drive device of the present invention has a selectable control gain, calculates a speed deviation between the speed command information notified from the outside and the speed detection information notified from the speed detection means for detecting the speed, A speed control unit that performs a calculation process based on the control gain on the calculated speed deviation and supplies a signal generated by the calculation process as a drive control signal to the waveform generation unit, a drive current that flows in the drive winding, and a drive winding And an advance angle control unit that supplies an advance amount for setting the phase relationship with the induced voltage generated in the phase generation angle signal to the waveform generation unit, and the waveform generation unit is notified from the speed control unit. A waveform signal that is a sinusoidal AC waveform having a peak value according to the drive control signal and a phase according to the phase advance signal notified from the advance angle control unit is generated, and the drive mode is selected by the drive mode selection unit When Moni, is configured to control gain in the speed control unit is selected.

また、本発明のモータ駆動装置は、外部から通知される速度指令情報と速度を検出する速度検出手段から通知される速度検出情報との速度偏差を算出し、算出した速度偏差に対して、制御ゲインに基づく演算処理を施し、演算処理により生成した信号を駆動制御信号として波形生成部に供給する速度制御部と、駆動巻線に流れる駆動電流と駆動巻線に発生する誘起電圧との位相関係を設定するための複数の進角量を選択可能なように保持し、選択された進角量を示す信号を位相進角信号として出力する進角制御部とを、さらに備え、波形生成部が、速度制御部から通知される駆動制御信号に応じた波高値、および進角制御部から通知される位相進角信号に応じた位相の正弦波状の交流波形である波形信号を生成し、駆動モード選択部における駆動モードの選択とともに、進角制御部における進角量が選択される構成であってもよい。   The motor drive device of the present invention calculates a speed deviation between the speed command information notified from the outside and the speed detection information notified from the speed detection means for detecting the speed, and controls the calculated speed deviation. Speed control unit that performs calculation processing based on gain and supplies the signal generated by the calculation processing to the waveform generation unit as a drive control signal, and the phase relationship between the drive current flowing in the drive winding and the induced voltage generated in the drive winding And a lead angle control unit that holds a plurality of lead angle amounts for setting the signal so as to be selectable and outputs a signal indicating the selected lead angle amount as a phase lead angle signal. A waveform signal that is a sinusoidal AC waveform having a peak value corresponding to the drive control signal notified from the speed control unit and a phase corresponding to the phase advance signal notified from the advance angle control unit; In the selection part With selection of the dynamic mode, advance amount in the advance angle control unit may be configured to be selected.

また、本発明のモータ駆動装置は、選択可能な制御ゲインを有し、外部から通知される速度指令情報と速度を検出する速度検出手段から通知される速度検出情報との速度偏差を算出し、算出した速度偏差に対して、制御ゲインに基づく演算処理を施し、演算処理により生成した信号を駆動制御信号として波形生成部に供給する速度制御部と、駆動巻線に流れる駆動電流と駆動巻線に発生する誘起電圧との位相関係を設定するための複数の進角量を選択可能なように保持し、選択された進角量を示す信号を位相進角信号として出力する進角制御部とを、さらに備え、波形生成部が、速度制御部から通知される駆動制御信号に応じた波高値、および進角制御部から通知される位相進角信号に応じた位相の正弦波状の交流波形である波形信号を生成し、駆動モード選択部における駆動モードの選択とともに、速度制御部における制御ゲイン、および進角制御部における進角量が選択される構成であってもよい。   Further, the motor drive device of the present invention has a selectable control gain, calculates a speed deviation between the speed command information notified from the outside and the speed detection information notified from the speed detection means for detecting the speed, A speed control unit that performs a calculation process based on the control gain on the calculated speed deviation and supplies a signal generated by the calculation process as a drive control signal to the waveform generation unit, a drive current that flows in the drive winding, and a drive winding A lead angle control unit that holds a plurality of lead angle amounts for setting a phase relationship with the induced voltage generated in the output voltage, and outputs a signal indicating the selected lead angle amount as a phase lead angle signal; The waveform generator is a sinusoidal AC waveform having a peak value corresponding to the drive control signal notified from the speed controller and a phase corresponding to the phase advance signal notified from the advance controller. Generate a waveform signal , Together with the selection of the drive mode in the drive mode selection section, the control gain in the speed control unit, and the advance amount of the advance angle control unit may be configured to be selected.

また、本発明の集積回路装置は、上述したモータ駆動装置を含む構成である。   The integrated circuit device of the present invention includes the above-described motor drive device.

このような構成により、モータ駆動装置の小型を図ることができ、モータにモータ駆動装置を内蔵あるいは一体化したモータ装置を容易に実現できる。   With such a configuration, the motor drive device can be reduced in size, and a motor device in which the motor drive device is built in or integrated with the motor can be easily realized.

また、本発明のモータ装置は、モータと、モータの可動子の速度を検出する速度検出手段と、モータの可動子の位置を検出する位置検出手段と、上述したモータ駆動装置または集積回路装置と、直流電力が供給される電源入力端子と、指令情報が通知される指令情報入力端子とを備えた構成である。   The motor device of the present invention includes a motor, speed detection means for detecting the speed of the mover of the motor, position detection means for detecting the position of the mover of the motor, and the motor driving device or integrated circuit device described above. The power supply input terminal to which DC power is supplied and the command information input terminal to which the command information is notified are provided.

このような構成により、回生現象への対応など考慮することなく、電源装置を単にモータに接続するのみで動作させることが可能となるため、上位機器の設計および制御負担を軽減でき、高い信頼性の確保とともに、利便性を向上させたモータ装置を実現できる。   With such a configuration, it is possible to operate the power supply simply by connecting it to the motor without considering the response to the regenerative phenomenon, so the design and control burden on the host device can be reduced, and high reliability is achieved. As a result, a motor device with improved convenience can be realized.

また、本発明のモータ装置は、モータが、可動子と３相の駆動巻線を有し、モータ駆動装置または集積回路装置により正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータとした構成である。   The motor device of the present invention has a configuration in which the motor is a brushless DC motor having a mover and a three-phase drive winding and driven by a sine wave by a motor drive device or an integrated circuit device.

このような構成により、正弦波駆動により低トルクリップル、低騒音および低振動であるとともに、低速時における回転むらを抑制し、高い信頼性や高効率を確保し、利便性を向上させたモータ装置を実現できる。   With such a configuration, the motor device has low torque ripple, low noise, and low vibration due to sine wave drive, and also suppresses rotation unevenness at low speed, ensuring high reliability and high efficiency, and improving convenience. Can be realized.

本発明によれば、モータ回転による音圧レベルが高くなる高速回転時においては、高速駆動モードとすることで低騒音化を図れ、回転精度が要求される低速回転時においては、低速駆動モードとすることで回転むらを抑制することができるため、回転速度に応じて最適なモータ駆動を行うことが可能なモータ駆動装置、集積回路装置およびモータ装置を提供することができる。   According to the present invention, at the time of high-speed rotation where the sound pressure level due to motor rotation is high, the noise can be reduced by setting the high-speed drive mode, and at the time of low-speed rotation where rotation accuracy is required, the low-speed drive mode By doing so, uneven rotation can be suppressed, so that a motor drive device, an integrated circuit device, and a motor device capable of performing optimum motor drive according to the rotation speed can be provided.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置１００を備えたモータ装置１１０の構成を含むブロック図である。 (Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram including a configuration of a motor device 110 including a motor drive device 100 according to an embodiment of the present invention.

図１に示すように、モータ装置１１０は、モータ１０と、モータ１０の可動子の速度を検出する速度検出手段１２０と、モータ１０の可動子の位置を検出する位置検出手段１２１と、モータ１０を駆動するモータ駆動装置１００と、外部の直流電源１０５から直流電力が供給される電源入力部としての電源入力端子１１５と、外部のマイクロコンピュータやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などである上位器から指令情報が通知される指令情報入力端子１１６とを備えている。   As shown in FIG. 1, the motor device 110 includes a motor 10, a speed detection unit 120 that detects the speed of the mover of the motor 10, a position detection unit 121 that detects the position of the mover of the motor 10, and the motor 10. Commands from a motor drive device 100 for driving the power source, a power input terminal 115 as a power input unit to which DC power is supplied from an external DC power source 105, and a host device such as an external microcomputer or DSP (Digital Signal Processor). A command information input terminal 116 for notifying information is provided.

モータ駆動装置１００には、モータ１０を回転動作させるため、直流電源１０５から電源入力端子１１５を介して、所定の直流電圧ＶＤＣである直流電力が供給される。   The motor driving apparatus 100 is supplied with DC power, which is a predetermined DC voltage VDC, from the DC power source 105 via the power input terminal 115 in order to rotate the motor 10.

また、例えばモータ装置１１０が搭載される機器に備えられた上位器から、モータ装置１１０の速度などを指令制御するための指令情報、および回転速度に応じて最適な制御状態の設定に切替えるための指令情報がモータ装置１１０の指令情報入力端子１１６に通知される。本実施の形態では、指令情報として、入力端子１７に速度指令信号Ｓｒｅｆが入力され、入力端子１８に切替信号ＨＬが入力される。速度指令信号Ｓｒｅｆは、モータ１０の速度を指令する速度指令情報を示す信号である。また、切替信号ＨＬは、速度指令信号Ｓｒｅｆによるモータ１０の設定速度に応じて、適切に速度制御できるように制御ゲインを切替えるとともに、回転むらを抑制するような駆動モードに切替えるための切替指令情報を示す信号である。本実施の形態では、切替信号ＨＬにより高速および低速の２つの速度に対応させて制御ゲインおよび駆動モードを切替えるような一例を挙げて説明する。   Further, for example, command information for controlling the speed of the motor device 110 and the like from the host device provided in the device on which the motor device 110 is mounted, and switching to the optimal control state setting according to the rotation speed The command information is notified to the command information input terminal 116 of the motor device 110. In the present embodiment, as the command information, the speed command signal Sref is input to the input terminal 17 and the switching signal HL is input to the input terminal 18. The speed command signal Sref is a signal indicating speed command information for commanding the speed of the motor 10. The switching signal HL is a switching command information for switching the control gain so that the speed can be appropriately controlled according to the set speed of the motor 10 by the speed command signal Sref and for switching to a driving mode that suppresses rotation unevenness. It is a signal which shows. In the present embodiment, an example will be described in which the control gain and the drive mode are switched in response to two speeds of high speed and low speed by the switching signal HL.

速度検出手段１２０は、モータ１０の可動子の速度を検出する手段である。速度検出手段１２０は、例えば、モータ回転数に比例したパルス出力を発生するＦＧ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、周波数発生器）機能を利用した方法などにより実現される。速度検出手段１２０は、検出した可動子の速度に関する情報である速度検出情報を示す速度検出信号Ｎをモータ駆動装置１００に出力する。また、位置検出手段１２１は、モータ１０の可動子の位置を検出する手段である。位置検出手段１２１は、例えば、ホール効果を利用したホールセンサーを用いる方法や、駆動巻線に発生する誘起電圧あるいは駆動巻線電流を利用する方法などにより実現される。位置検出手段１２１は、検出した可動子の位置に関する情報である位置検出情報を示す位置検出信号ＣＳをモータ駆動装置１００に出力する。   The speed detection means 120 is a means for detecting the speed of the mover of the motor 10. The speed detection unit 120 is realized by, for example, a method using an FG (Frequency Generator) function that generates a pulse output proportional to the motor rotation speed. The speed detection means 120 outputs a speed detection signal N indicating speed detection information, which is information related to the detected speed of the mover, to the motor drive device 100. Further, the position detection means 121 is a means for detecting the position of the mover of the motor 10. The position detection unit 121 is realized by, for example, a method using a Hall sensor using the Hall effect, a method using an induced voltage generated in the drive winding, or a drive winding current. The position detection unit 121 outputs a position detection signal CS indicating position detection information, which is information related to the detected position of the mover, to the motor driving device 100.

また、モータ１０は、可動子（図示せず）とＵ相の駆動巻線１１、Ｖ相の駆動巻線１３およびＷ相の駆動巻線１５を有している。各駆動巻線の一端は、モータ駆動装置１００から、それぞれ駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが供給され、各駆動巻線の他端は、互いに中性点で接続されている。   The motor 10 includes a mover (not shown), a U-phase drive winding 11, a V-phase drive winding 13, and a W-phase drive winding 15. One end of each drive winding is supplied with drive voltages U, V and W from the motor drive device 100, respectively, and the other end of each drive winding is connected to each other at a neutral point.

本実施の形態では、このように構成されたモータ装置１１０において、モータ１０が、モータ駆動装置１００により正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータの一例を挙げて説明する。また、モータ駆動装置１００の機能の一部あるいは全部は、１つまたは複数の集積回路装置により実現され、モータ駆動装置１００の機能を実現する回路素子がプリント基板上に形成されるとともに、このようなプリント基板が、モータ１０に内蔵または一体化されたモータ装置１１０であるような一例を挙げる。   In the present embodiment, an example of a brushless DC motor in which the motor 10 is sinusoidally driven by the motor driving device 100 in the motor device 110 configured as described above will be described. Further, part or all of the functions of the motor driving device 100 are realized by one or a plurality of integrated circuit devices, and circuit elements that realize the functions of the motor driving device 100 are formed on the printed circuit board. An example in which the printed circuit board is a motor device 110 built in or integrated in the motor 10 will be given.

また、詳細については以下で説明するが、本実施の形態のモータ駆動装置１００は、切替信号ＨＬにより切替えられる駆動モードとして、モータ回転の音圧レベルが高くなる高速回転時においてインバータ２０を駆動する高速駆動モードと、音圧レベルは低くなるが回転精度が要求される低速回転時においてインバータ２０を駆動する低速駆動モードとを設けたことを特徴としている。これによって、高速回転時の低騒音化を図るとともに、低速回転時の回転むらを抑制することが可能な構成としている。   Although details will be described below, the motor driving apparatus 100 according to the present embodiment drives the inverter 20 at the time of high-speed rotation when the sound pressure level of the motor rotation is high as the driving mode switched by the switching signal HL. A high-speed drive mode and a low-speed drive mode for driving the inverter 20 at the time of low-speed rotation that requires low rotational accuracy but a low sound pressure level are provided. As a result, the noise can be reduced during high-speed rotation, and the rotation unevenness during low-speed rotation can be suppressed.

次に、本実施の形態におけるモータ駆動装置１００の構成について説明する。   Next, the configuration of the motor drive device 100 in the present embodiment will be described.

図１に示すように、モータ駆動装置１００は、直流電力を交流電力に変換するインバータ２０と、速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出信号Ｎとの速度偏差に対して制御ゲインに基づく演算処理を施し、この演算処理により生成した駆動制御信号ＶＳＰを出力する速度制御部４０と、進角量を示す信号を位相進角信号ＰＳとして出力する進角制御部５０と、モータ１０を交流駆動するための交流波形に対応した波形信号ＷＦを生成する波形生成部３１と、波形信号ＷＦによりパルス幅変調されたパルス信号を生成するパルス幅変調部３２と、駆動巻線に発生する誘起電圧の極性を判別し、判別した極性を極性信号ＰＬとして出力する極性判別部３３と、切替信号ＨＬに応じて、高速駆動モードと低速駆動モードとのいずれかを選択し、選択した駆動モードに対応する駆動信号を出力する駆動モード選択部３４とを備える。   As shown in FIG. 1, the motor drive device 100 performs an arithmetic process based on the control gain on the inverter 20 that converts DC power into AC power, and the speed deviation between the speed command signal Sref and the speed detection signal N, A speed control unit 40 that outputs a drive control signal VSP generated by this arithmetic processing, an advance angle control unit 50 that outputs a signal indicating an advance amount as a phase advance signal PS, and an alternating current for driving the motor 10 with an alternating current A waveform generator 31 for generating a waveform signal WF corresponding to the waveform, a pulse width modulator 32 for generating a pulse signal modulated by the waveform signal WF, and the polarity of the induced voltage generated in the drive winding are discriminated. The polarity discriminating unit 33 that outputs the discriminated polarity as the polarity signal PL and the high-speed drive mode or the low-speed drive mode are selected according to the switching signal HL, and the selected drive And a drive mode selecting unit 34 for outputting a drive signal corresponding to the mode.

インバータ２０は、モータ１０を駆動するため、直流電源１０５から電源入力端子１１５に供給された直流電圧ＶＤＣを、駆動モード選択部３４からの駆動信号による制御に応じた駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷに変換し、変換した駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷをモータ１０の駆動巻線１１、１３および１５に供給する。インバータ２０は、このような処理を行うため、電源入力端子１１５に供給された直流電圧ＶＤＣの正極側である正極側電源線路Ｖｐに接続されたスイッチ素子と負極側である負極側電源線路Ｖｎに接続されたスイッチ素子とを一組として複数組のスイッチ素子を有し、それぞれのスイッチ素子のスイッチング動作により、直流電圧ＶＤＣからモータ１０を駆動するための駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷに変換する。   The inverter 20 drives the motor 10 so that the DC voltage VDC supplied from the DC power supply 105 to the power supply input terminal 115 is changed to drive voltages U, V, and W according to the control by the drive signal from the drive mode selection unit 34. The converted drive voltages U, V and W are supplied to the drive windings 11, 13 and 15 of the motor 10. In order to perform such processing, the inverter 20 connects the switching element connected to the positive power line Vp that is the positive side of the DC voltage VDC supplied to the power input terminal 115 and the negative power line Vn that is the negative side. The switch elements connected to each other have a plurality of switch elements, and the switching operation of each switch element converts the DC voltage VDC into drive voltages U, V, and W for driving the motor 10.

より具体的には、インバータ２０は、図１に示すように、直流電源１０５の正極側電源線路Ｖｐに一方の端子が電気的に接続される正極側のスイッチ素子２１、２３および２５と、負極側電源線路Ｖｎに一方の端子が電気的に接続される負極側のスイッチ素子２２、２４および２６とを備える。また、スイッチ素子２１とスイッチ素子２２との他方の端子どうしが接続され、この接続部からＵ相の駆動巻線１１を駆動する駆動電圧Ｕが出力される。また、スイッチ素子２３とスイッチ素子２４、およびスイッチ素子２５とスイッチ素子２６も同様にして、Ｖ相の駆動巻線１３を駆動する駆動電圧Ｖ、およびＷ相の駆動巻線１５を駆動する駆動電圧Ｗが出力される。このように、インバータ２０は、正極側のスイッチ素子２１と負極側のスイッチ素子２２とを例えば一組とした複数組のスイッチ素子を有する。さらに、正極側のスイッチ素子２１、２３および２５は、それぞれ駆動信号ＵＨ、ＶＨおよびＷＨによりオンまたはオフとに切替えるようスイッチングされる。負極側のスイッチ素子２２、２４および２６は、それぞれ駆動信号ＵＬ、ＶＬおよびＷＬにより、オンまたはオフに切替えるようスイッチングされる。このような構成により、インバータ２０は、駆動信号に応じて、正極側電圧あるいは負極側電圧と変化するパルス状の駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷを、それぞれ駆動巻線１１、１３および１５に供給する。   More specifically, as shown in FIG. 1, the inverter 20 includes positive-side switch elements 21, 23 and 25, one terminal of which is electrically connected to the positive-side power line Vp of the DC power source 105, and a negative electrode. Negative side switch elements 22, 24, and 26 having one terminal electrically connected to the side power supply line Vn are provided. The other terminals of the switch element 21 and the switch element 22 are connected to each other, and a drive voltage U for driving the U-phase drive winding 11 is output from this connection portion. Similarly, the switch element 23 and the switch element 24, and the switch element 25 and the switch element 26 are similarly driven by the drive voltage V for driving the V-phase drive winding 13 and the drive voltage for driving the W-phase drive winding 15. W is output. Thus, the inverter 20 has a plurality of sets of switch elements, for example, a set of the switch element 21 on the positive electrode side and the switch element 22 on the negative electrode side. Further, the positive-side switch elements 21, 23 and 25 are switched to be turned on or off by drive signals UH, VH and WH, respectively. The negative-side switch elements 22, 24, and 26 are switched to be turned on or off by drive signals UL, VL, and WL, respectively. With such a configuration, the inverter 20 supplies pulsed drive voltages U, V, and W that change with the positive side voltage or the negative side voltage to the drive windings 11, 13, and 15 according to the drive signal, respectively. .

速度制御部４０は、外部の上位器から指令情報入力端子１１６を介して通知される速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出手段１２０から通知される速度検出信号Ｎとの差である速度偏差を演算により算出する。このようにして算出した速度偏差は、モータ１０の指令速度と実速度との偏差に相当する。さらに、速度制御部４０は、切替信号ＨＬにより選択、切替え可能な所定の伝達関数に基づく制御ゲインを有している。速度制御部４０は、算出した速度偏差に対して、制御ゲインに基づく演算処理を施す。この演算処理により生成した信号は、モータ１０への駆動電圧を調整するための駆動制御信号ＶＳＰとして出力され、波形生成部３１に供給される。   The speed control unit 40 calculates a speed deviation, which is a difference between the speed command signal Sref notified from the external host device via the command information input terminal 116 and the speed detection signal N notified from the speed detection unit 120 by calculation. To do. The speed deviation calculated in this way corresponds to the deviation between the command speed of the motor 10 and the actual speed. Furthermore, the speed control unit 40 has a control gain based on a predetermined transfer function that can be selected and switched by the switching signal HL. The speed control unit 40 performs arithmetic processing based on the control gain on the calculated speed deviation. The signal generated by this arithmetic processing is output as a drive control signal VSP for adjusting the drive voltage to the motor 10 and is supplied to the waveform generator 31.

このように、モータ駆動装置１００は、制御ゲインが切替信号ＨＬに応じて切替えられ、速度制御部４０の内部で設定されるように構成されている。このような制御ゲインを適切に設定することで、モータ１０を安定して速度制御することができる。また、このように、制御ゲインを切替え可能とすることにより、高速と低速運転とのそれぞれに適した制御ゲインを設定することができる。すなわち、切替信号ＨＬは、例えば“Ｈ”レベルとすることでモータ１０を比較的高速度領域で制御する場合に対応し、“Ｌ”レベルとすることで比較的低速度領域で制御する場合に対応させた信号である。モータ駆動装置１００を制御する上位器は、速度指令信号Ｓｒｅｆがいずれの速度領域に相当する速度指令であるかに応じて、切替信号ＨＬのレベルを設定し、このようにして、モータ１０をより安定して速度制御することができる。   Thus, the motor drive device 100 is configured such that the control gain is switched in accordance with the switching signal HL and is set inside the speed control unit 40. By appropriately setting such a control gain, the speed of the motor 10 can be stably controlled. In addition, by making the control gain switchable in this way, it is possible to set a control gain suitable for high speed and low speed operation. That is, the switching signal HL corresponds to the case where the motor 10 is controlled in a relatively high speed region by setting it to the “H” level, for example, and when the control signal HL is controlled in a relatively low speed region by setting the “L” level. This is a corresponding signal. The host device that controls the motor driving device 100 sets the level of the switching signal HL according to which speed region the speed command signal Sref corresponds to, and thus makes the motor 10 more The speed can be controlled stably.

進角制御部５０は、波形生成部３１で生成される波形信号ＷＦの位相に対応した進角量を設定するための位相進角信号ＰＳを生成する。すなわち、進角量により、駆動巻線に流れる駆動電流と駆動巻線に発生する誘起電圧との位相関係が設定される。このような進角量を設定可能とすることにより、上述したように、モータ１０の駆動巻線に流れる駆動電流と駆動巻線に発生する誘起電圧との位相関係を適切に設定でき、モータ１０の駆動効率を高めるような制御ができる。   The advance angle control unit 50 generates a phase advance angle signal PS for setting an advance amount corresponding to the phase of the waveform signal WF generated by the waveform generation unit 31. That is, the phase relationship between the drive current flowing in the drive winding and the induced voltage generated in the drive winding is set by the advance amount. By making such an advance amount settable, as described above, the phase relationship between the drive current flowing in the drive winding of the motor 10 and the induced voltage generated in the drive winding can be set appropriately, and the motor 10 Can be controlled to increase the driving efficiency.

波形生成部３１は、速度制御部４０から通知される駆動制御信号ＶＳＰに応じた波高値、および進角制御部５０から通知される位相進角信号ＰＳに応じた位相の正弦波状の交流波形である波形信号ＷＦを生成する。すなわち、波形生成部３１で生成される波形信号ＷＦは、その位相が、位置検出信号ＣＳから通知される位置検出の時間を基準として、位相進角信号ＰＳにより通知される進角量だけ進んだ位相として設定される。また、その振幅は、駆動制御信号ＶＳＰに応じた波高値が設定される。波形生成部３１で生成されたこのような波形信号ＷＦは、パルス幅変調部３２に通知される。   The waveform generation unit 31 is a sinusoidal AC waveform having a peak value corresponding to the drive control signal VSP notified from the speed control unit 40 and a phase corresponding to the phase advance signal PS notified from the advance control unit 50. A certain waveform signal WF is generated. That is, the waveform signal WF generated by the waveform generation unit 31 has its phase advanced by the advance amount notified by the phase advance signal PS with reference to the position detection time notified from the position detection signal CS. Set as phase. The amplitude is set to a peak value according to the drive control signal VSP. Such a waveform signal WF generated by the waveform generation unit 31 is notified to the pulse width modulation unit 32.

パルス幅変調部３２は、例えば、内部で三角波状のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）キャリア信号を生成し、波形信号ＷＦをこのＰＷＭキャリア信号と比較することによりパルス幅変調する。さらに、パルス幅変調部３２は、このようにパルス幅変調することで、インバータ２０を駆動する駆動信号を生成するためのパルス信号ＵＨ’、ＶＨ’、ＷＨ’、ＵＬ’、ＶＬ’およびＷＬ’を生成する。パルス信号ＵＨ’、ＶＨ’およびＷＨ’は、互いに電気角１２０度の位相差をもち、また、パルス信号ＵＬ’、ＶＬ’およびＷＬ’も、互いに電気角１２０度の位相差をもったパルス状の信号である。また、このとき、ＵＨ’とＵＬ’とは、一方がオンのとき他方がオフとなるような互いにほぼ相補的な関係となる信号であり、また、ＶＨ’とＶＬ’、およびＷＨ’とＷＬ’も同様である。パルス幅変調部３２は、このようにして生成したパルス信号ＵＨ’、ＶＨ’、ＷＨ’、ＵＬ’、ＶＬ’およびＷＬ’を駆動モード選択部３４に供給する。   For example, the pulse width modulation unit 32 internally generates a triangular wave-shaped PWM (Pulse Width Modulation) carrier signal, and performs pulse width modulation by comparing the waveform signal WF with this PWM carrier signal. Further, the pulse width modulation unit 32 performs pulse width modulation in this way, thereby generating pulse signals UH ′, VH ′, WH ′, UL ′, VL ′, and WL ′ for generating drive signals for driving the inverter 20. Is generated. The pulse signals UH ′, VH ′ and WH ′ have a phase difference of 120 degrees in electrical angle, and the pulse signals UL ′, VL ′ and WL ′ also have a pulse shape having a phase difference of 120 degrees in electrical angle. Signal. At this time, UH ′ and UL ′ are signals that are substantially complementary to each other such that when one is on and the other is off, VH ′ and VL ′, and WH ′ and WL The same goes for '. The pulse width modulation unit 32 supplies the pulse signals UH ′, VH ′, WH ′, UL ′, VL ′, and WL ′ thus generated to the drive mode selection unit 34.

極性判別部３３には、位置検出信号ＣＳが供給され、極性判別部３３は、この信号から誘起電圧の極性を判別し、極性信号ＰＬを出力する。   The position determination signal CS is supplied to the polarity determination unit 33, and the polarity determination unit 33 determines the polarity of the induced voltage from this signal and outputs the polarity signal PL.

駆動モード選択部３４は、切替信号ＨＬに応じて、高速駆動モードと低速駆動モードとのいずれかを選択し、選択した駆動モードに対応する駆動信号を、パルス幅変調部３２から通知されるパルス信号を利用して生成する。   The drive mode selection unit 34 selects either the high-speed drive mode or the low-speed drive mode according to the switching signal HL, and the pulse signal notified from the pulse width modulation unit 32 of the drive signal corresponding to the selected drive mode. Generate using signals.

駆動モード選択部３４は、切替信号ＨＬが例えば”Ｈ”レベルとなることで高速領域に対応した高速駆動モードとなるとき、パルス幅変調部３２で生成されたパルス信号ＵＨ’、ＶＨ’、ＷＨ’、ＵＬ’、ＶＬ’およびＷＬ’を選択し、このように選択したパルス信号をそれぞれ駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬおよびＷＬとして出力する。このような構成により、高速駆動モードの場合、インバータ２０は、駆動信号に応じて、正極側電圧と負極側電圧との間を交互に変化するパルス状の駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷを、それぞれ駆動巻線１１、１３および１５に供給する。   When the switching signal HL becomes “H” level, for example, the drive mode selection unit 34 becomes the high speed drive mode corresponding to the high speed region, and thus the pulse signals UH ′, VH ′, WH generated by the pulse width modulation unit 32. ', UL', VL 'and WL' are selected, and the pulse signals thus selected are output as drive signals UH, VH, WH, UL, VL and WL, respectively. With such a configuration, in the case of the high-speed drive mode, the inverter 20 generates the pulsed drive voltages U, V, and W that alternately change between the positive side voltage and the negative side voltage according to the drive signal, respectively. Supply to drive windings 11, 13 and 15.

また、切替信号ＨＬが例えば”Ｌ”レベルとなることで低速領域に対応した低速駆動モードとなる場合においては、駆動モード選択部３４は、次のような駆動信号を生成する。すなわち、駆動モード選択部３４は、極性信号ＰＬが正極性を示すとき、パルス信号ＵＨ’、ＶＨ’およびＷＨ’を選択し、このように選択したパルス信号をそれぞれ駆動信号ＵＨ、ＶＨおよびＷＨとして出力するとともに、インバータ２０の負極側のスイッチ素子をオフとするような駆動信号ＵＬ、ＶＬおよびＷＬを出力する。また、駆動モード選択部３４は、極性信号ＰＬが負極性を示すとき、パルス信号ＵＬ’、ＶＬ’およびＷＬ’を選択し、このように選択したパルス信号をそれぞれ駆動信号ＵＬ、ＶＬおよびＷＬとして出力するとともに、インバータ２０の正極側のスイッチ素子をオフとするような駆動信号ＵＨ、ＶＨおよびＷＨを出力する。駆動モード選択部３４は、このように切替信号ＨＬに応じて生成した駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬおよびＷＬをインバータ２０に供給する。インバータ２０において、このような各駆動信号は、各スイッチ素子にそれぞれ対応して接続され、それぞれオンまたはオフ動作するように各スイッチ素子をスイッチングする。このような構成により、低速駆動モードの場合、インバータ２０は、駆動信号に応じて、誘起電圧が正極性のときには正極側電圧、また誘起電圧が負極性のときには負極側電圧によるパルス状の駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷを、それぞれ駆動巻線１１、１３および１５に供給する。   In addition, when the switching signal HL becomes, for example, “L” level and the low-speed driving mode corresponding to the low-speed region is set, the driving mode selection unit 34 generates the following driving signal. That is, when the polarity signal PL exhibits positive polarity, the drive mode selection unit 34 selects the pulse signals UH ′, VH ′, and WH ′, and sets the pulse signals thus selected as the drive signals UH, VH, and WH, respectively. In addition to the output, drive signals UL, VL, and WL that turn off the switching element on the negative side of the inverter 20 are output. Further, when the polarity signal PL shows negative polarity, the drive mode selection unit 34 selects the pulse signals UL ′, VL ′, and WL ′, and uses the pulse signals thus selected as the drive signals UL, VL, and WL, respectively. In addition to the output, drive signals UH, VH, and WH that turn off the switch element on the positive side of the inverter 20 are output. The drive mode selection unit 34 supplies the drive signals UH, VH, WH, UL, VL and WL thus generated according to the switching signal HL to the inverter 20. In the inverter 20, each of these drive signals is connected corresponding to each switch element, and switches each switch element so as to be turned on or off. With this configuration, in the low-speed drive mode, the inverter 20 causes the drive voltage to be a pulsed drive voltage based on the positive side voltage when the induced voltage is positive and the negative side voltage when the induced voltage is negative. U, V and W are supplied to drive windings 11, 13 and 15, respectively.

また、インバータ２０に供給される各駆動信号は、波形信号ＷＦによりパルス幅変調した信号である。このため、パルス幅変調の原理から、平均値的には、波形信号ＷＦに応じた正弦波状の電圧となる駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが、それぞれ駆動巻線１１、１３および１５に供給されることになる。このようにして、モータ１０は正弦波駆動される。本実施の形態のように、モータ１０を正弦波駆動することにより、低トルクリップル、低騒音、低振動のモータ装置１１０を実現できる。   Each drive signal supplied to the inverter 20 is a signal that has been pulse width modulated by the waveform signal WF. For this reason, on the average value, the driving voltages U, V, and W that are sinusoidal voltages corresponding to the waveform signal WF are supplied to the driving windings 11, 13, and 15 from the principle of pulse width modulation. It will be. In this way, the motor 10 is driven by a sine wave. As in this embodiment, by driving the motor 10 in a sine wave, the motor device 110 with low torque ripple, low noise, and low vibration can be realized.

本実施の形態におけるモータ駆動装置１００、およびこれを備えたモータ装置１１０は以上のように構成される。   The motor drive device 100 and the motor device 110 provided with the same in the present embodiment are configured as described above.

このような構成により、例えば、速度を上げるため、速度指令信号Ｓｒｅｆが増加するよう加速指令されると、速度制御部４０の速度偏差が正の値をもつような信号となり、駆動制御信号ＶＳＰが増加する。さらに、駆動制御信号ＶＳＰの増加に伴って、波形生成部３１により生成される正弦波状の波形信号ＷＦの振幅も増加する。その結果、各駆動巻線を駆動する波形信号ＷＦに対応した駆動電圧も大きくなり、モータ１０を加速するように動作する。また、このように加速された速度の情報が、速度検出信号Ｎとして速度制御部４０に通知される。モータ駆動装置１００は、速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出信号Ｎとが等しくなるように、このようなフィードバックループ制御を実行する。   With such a configuration, for example, when an acceleration command is issued so that the speed command signal Sref increases in order to increase the speed, the speed deviation of the speed control unit 40 becomes a signal having a positive value, and the drive control signal VSP is To increase. Further, as the drive control signal VSP increases, the amplitude of the sinusoidal waveform signal WF generated by the waveform generator 31 also increases. As a result, the drive voltage corresponding to the waveform signal WF for driving each drive winding also increases, and the motor 10 operates to accelerate. Further, information on the speed accelerated in this way is notified to the speed control unit 40 as a speed detection signal N. The motor driving device 100 executes such feedback loop control so that the speed command signal Sref and the speed detection signal N are equal.

また、本実施の形態のモータ駆動装置１００は、速度指令信号Ｓｒｅｆにより速度切替えの指令が通知されるとともに、この切替える速度が、例えば高速と低速との両速度間の切替えであるような場合、切替信号ＨＬにより、速度制御部４０の制御ゲインとともに、駆動モード選択部３４の駆動モードを、切替える速度に適したように設定することができる。すなわち、切替信号ＨＬにより高速駆動モードが選択されると、インバータ２０の正極側と負極側とのスイッチ素子をパルス幅変調部のパルス信号に基づき相補的にスイッチングするような駆動信号がインバータ２０に供給される。また、切替信号ＨＬにより低速駆動モードが選択されると、極性信号ＰＬが正極性を示すとき、インバータ２０の負極側のスイッチ素子をオフにするとともに、正極側をパルス幅変調部３２のパルス信号に基づきスイッチングし、極性信号ＰＬが負極性を示すとき、インバータ２０の正極側のスイッチ素子をオフとし、負極側をパルス幅変調部３２のパルス信号に基づきスイッチングするような駆動信号がインバータ２０に供給される。このため、低速動作モードにおいては、極性信号ＰＬが示す誘起電圧の極性に応じて、その極性とは逆のスイッチ素子をオフにするよう動作するため、図９で示した期間Ｔｗのような期間は駆動巻線の駆動電流が流れず、逆トルクの発生を防止できる。   Further, the motor drive device 100 according to the present embodiment is notified of a speed switching command by the speed command signal Sref, and the switching speed is, for example, switching between both high speed and low speed. With the switching signal HL, the drive mode of the drive mode selection unit 34 can be set together with the control gain of the speed control unit 40 so as to be suitable for the switching speed. That is, when the high-speed driving mode is selected by the switching signal HL, a driving signal for switching the switching elements on the positive side and the negative side of the inverter 20 in a complementary manner based on the pulse signal of the pulse width modulation unit is supplied to the inverter 20. Supplied. When the low speed drive mode is selected by the switching signal HL, when the polarity signal PL shows positive polarity, the switching element on the negative side of the inverter 20 is turned off and the positive side is set to the pulse signal of the pulse width modulation unit 32. When the polarity signal PL indicates negative polarity, the switching signal on the positive side of the inverter 20 is turned off, and a drive signal that switches the negative side based on the pulse signal of the pulse width modulation unit 32 is supplied to the inverter 20. Supplied. For this reason, in the low-speed operation mode, the operation is performed so as to turn off the switching element opposite to the polarity according to the polarity of the induced voltage indicated by the polarity signal PL. Therefore, a period such as the period Tw shown in FIG. The drive current of the drive winding does not flow, and the occurrence of reverse torque can be prevented.

このように、駆動モード選択部３４は、高速および低速駆動モードに応じた駆動信号でインバータ２０の各スイッチ素子をスイッチング制御するため、モータ回転の音圧レベルが高くなる高速回転時においては、正極側と負極側とのスイッチ素子を相補的にスイッチングする高速駆動モードにより低騒音化を図ることができ、音圧レベルは低くなるが回転精度が要求される低速回転時においては、誘起電圧の極性に応じて正極側と負極側とのスイッチ素子の一方をオフにする低速駆動モードにより逆トルクの発生を防止し、回転むらを抑制することができる。   As described above, since the drive mode selection unit 34 performs switching control of each switch element of the inverter 20 with the drive signal according to the high speed and low speed drive modes, the positive polarity is obtained during high speed rotation when the sound pressure level of the motor rotation is high. The high-speed drive mode that complementarily switches the switching elements on the negative and negative sides can reduce noise, and the polarity of the induced voltage during low-speed rotation that requires low rotational accuracy but low sound pressure level Accordingly, the generation of reverse torque can be prevented and the rotation unevenness can be suppressed by the low-speed drive mode in which one of the switching elements on the positive electrode side and the negative electrode side is turned off.

次に、以上のように構成された本実施の形態のモータ駆動装置１００、およびこれを備えたモータ装置１１０のその動作について説明する。なお、ここでは、モータ１０におけるＵ相の駆動巻線１１に対する動作を中心に説明するが、Ｖ相およびＷ相も同様の処理が行われる。   Next, the operation of the motor drive device 100 of the present embodiment configured as described above and the motor device 110 including the motor drive device 100 will be described. Here, the operation of the motor 10 with respect to the U-phase drive winding 11 will be mainly described, but the same processing is performed for the V-phase and the W-phase.

まず、マイクロコンピュータなどで構成される上位器から指令情報入力端子１１６に、速度指令信号Ｓｒｅｆおよび切替信号ＨＬが通知される。モータ駆動装置１００は速度指令信号Ｓｒｅｆに応じたモータ１０の速度となるように制御するため、速度制御部４０が、速度指令信号Ｓｒｅｆと速度検出信号Ｎとが同じ値となるように、駆動制御信号ＶＳＰを調整する。速度制御部４０は、このような駆動制御信号ＶＳＰを波形生成部３１に通知する。また、進角制御部５０は、モータ１０の駆動効率を高めるため、位相を進めるための位相進角信号ＰＳを波形生成部３１に通知する。波形生成部３１は、速度制御部４０から通知される駆動制御信号ＶＳＰに応じた波高値、および進角制御部５０から通知される位相進角信号ＰＳに応じた位相の正弦波状の交流波形である波形信号ＷＦを生成する。さらに、パルス幅変調部３２は、波形信号ＷＦによりパルス幅変調されたパルス信号ＵＨ’、ＶＨ’、ＷＨ’、ＵＬ’、ＶＬ’およびＷＬ’を生成する。   First, a speed command signal Sref and a switching signal HL are notified to a command information input terminal 116 from a host device composed of a microcomputer or the like. Since the motor drive device 100 controls the speed of the motor 10 according to the speed command signal Sref, the speed control unit 40 controls the drive so that the speed command signal Sref and the speed detection signal N have the same value. Adjust the signal VSP. The speed control unit 40 notifies the waveform generation unit 31 of such a drive control signal VSP. Further, the advance angle control unit 50 notifies the waveform generation unit 31 of a phase advance angle signal PS for advancing the phase in order to increase the driving efficiency of the motor 10. The waveform generation unit 31 is a sinusoidal AC waveform having a peak value corresponding to the drive control signal VSP notified from the speed control unit 40 and a phase corresponding to the phase advance signal PS notified from the advance control unit 50. A certain waveform signal WF is generated. Further, the pulse width modulation unit 32 generates pulse signals UH ′, VH ′, WH ′, UL ′, VL ′, and WL ′ that are pulse width modulated by the waveform signal WF.

図２は、本実施の形態のモータ駆動装置１００において、波形信号ＷＦを含め、高速駆動モードにおいてのこれら各波形を示す波形図である。また、切替信号ＨＬにより駆動モード選択部３４が高速駆動モードを選択したとき、Ｕ相に対しては、図２に示すような駆動信号ＵＨおよびＵＬが生成され、駆動電圧Ｕにより駆動巻線１１が駆動される。以下、図２を参照しながら、高速駆動モードにおけるモータ１０の駆動動作について説明する。   FIG. 2 is a waveform diagram showing each of these waveforms in the high-speed drive mode, including the waveform signal WF, in the motor drive apparatus 100 of the present embodiment. When the drive mode selection unit 34 selects the high-speed drive mode by the switching signal HL, the drive signals UH and UL as shown in FIG. 2 are generated for the U phase, and the drive winding 11 is driven by the drive voltage U. Is driven. Hereinafter, the drive operation of the motor 10 in the high-speed drive mode will be described with reference to FIG.

図２において、正弦波状の波形信号ＷＦは、波形生成部３１が生成した信号であり、三角波状の信号ＣＹは、パルス幅変調部３２の内部で生成したＰＷＭキャリア信号である。波形信号ＷＦは、パルス幅変調部３２によりキャリア信号ＣＹと比較される。高速駆動モードの場合、その比較結果に応じてインバータ２０のスイッチ素子２１および２２は相補的にオン、オフされる。その結果、図２に示す駆動電圧Ｕがインバータ２０から出力され、駆動巻線１１に印加される。これにより、駆動巻線１１にはＵ相の駆動電流Ｉｕが流れるとともに、誘起電圧Ｕｅｍｆが生じる。駆動電圧Ｕは、瞬時的には直流電源１０５の正極側電圧と負極側電圧との間を交互に変化するパルス状の電圧であるが、上述したように、パルス幅変調の原理から平均値的には波形信号ＷＦに応じた正弦波状の電圧となる。したがって、駆動巻線１１にはＵ相の波形信号ＷＦと同様の正弦波状の電圧が等価的に印加されることになる。また、相補的にとは、一方のスイッチ素子がオンしている間は他方がオフし、一方のスイッチ素子がオフしている間は他方がオンするように動作することである。   In FIG. 2, a sinusoidal waveform signal WF is a signal generated by the waveform generation unit 31, and a triangular waveform signal CY is a PWM carrier signal generated inside the pulse width modulation unit 32. The waveform signal WF is compared with the carrier signal CY by the pulse width modulation unit 32. In the high-speed drive mode, the switch elements 21 and 22 of the inverter 20 are complementarily turned on and off according to the comparison result. As a result, the drive voltage U shown in FIG. 2 is output from the inverter 20 and applied to the drive winding 11. As a result, a U-phase drive current Iu flows through the drive winding 11 and an induced voltage Uemf is generated. The drive voltage U is a pulsed voltage that instantaneously alternates between the positive side voltage and the negative side voltage of the DC power supply 105, but as described above, the drive voltage U is an average value from the principle of pulse width modulation. Is a sinusoidal voltage corresponding to the waveform signal WF. Accordingly, a sinusoidal voltage similar to the U-phase waveform signal WF is equivalently applied to the drive winding 11. Complementary means that the other element is turned off while one switch element is turned on, and the other element is turned on while one switch element is turned off.

図２には、正極側および負極側のスイッチ素子がこのように相補的にオン、オフされる詳細なタイミングを示している。図２では、スイッチ素子２１をオン、オフする駆動信号ＵＨと、スイッチ素子２２をオン、オフする駆動信号ＵＬとを示している。駆動信号ＵＨおよびＵＬにおいて、Ｈレベルの間がそれぞれのスイッチ素子のオンを意味し、Ｌレベルの間がオフを意味する。また、厳密には、直流電源１０５の短絡を防止するため、図２に示すように、双方のスイッチ素子のオンとオフとが入替わる際に、デッドタイムあるいはオンディレィと呼ばれる時間ｔｄの期間だけ双方のスイッチ素子がともにオフするような一瞬の時間が設けられる。   FIG. 2 shows detailed timings at which the positive-side and negative-side switch elements are complementarily turned on and off in this way. FIG. 2 shows a drive signal UH for turning on / off the switch element 21 and a drive signal UL for turning on / off the switch element 22. In the drive signals UH and UL, between the H level means that each switch element is on, and between the L level means off. Strictly speaking, in order to prevent a short circuit of the DC power source 105, as shown in FIG. 2, when both of the switch elements are switched on and off, both of them are in a period of time td called dead time or on-delay. A momentary time is provided so that both switch elements are turned off.

また、Ｖ相の駆動巻線１３およびＷ相の駆動巻線１５に対しても、Ｕ、ＶおよびＷ相それぞれが互いに電気角１２０度の位相差を保ちながら、Ｕ相の駆動巻線１１と同様にして、インバータ２０から駆動電圧Ｖおよび駆動電圧Ｗによって等価的に正弦波状の電圧が印加される。   In addition, the U-phase drive winding 13 and the W-phase drive winding 15 also maintain a phase difference of 120 electrical degrees with respect to the U-phase drive winding 11 and the U-phase drive winding 11. Similarly, a sinusoidal voltage is equivalently applied from the inverter 20 by the drive voltage V and the drive voltage W.

以上のようにして、駆動制御信号ＶＳＰに対応した波高値の正弦波電圧が、各相の駆動巻線１１、１３および１５に印加され、これにより、モータ１０は、速度を制御するように各駆動巻線への駆動電力が調整されながら、正弦波駆動される。   As described above, a sine wave voltage having a peak value corresponding to the drive control signal VSP is applied to the drive windings 11, 13, and 15 of each phase, whereby the motor 10 controls each speed so as to control the speed. The sine wave drive is performed while adjusting the drive power to the drive winding.

また、図８で説明したように、波形信号ＷＦの位相を位相進角信号ＰＳが示す進角量ｐｓにより、駆動巻線の誘起電圧Ｕｅｍｆと駆動電流Ｉｕとの位相差がゼロとなるように調整することにより、モータ１０に対する駆動効率を高めることができる。   Further, as described in FIG. 8, the phase difference between the induced voltage Uemf of the drive winding and the drive current Iu becomes zero by the advance amount ps indicated by the phase advance signal PS with respect to the phase of the waveform signal WF. By adjusting, the driving efficiency for the motor 10 can be increased.

次に、図３は、本実施の形態のモータ駆動装置１００において、切替信号ＨＬにより駆動モード選択部３４が低速駆動モードを選択したときの各波形、および駆動モード選択部３４から出力される駆動信号を示す波形図である。なお、以下、Ｕ相について説明するが、Ｖ相およびＷ相も同様である。   Next, FIG. 3 shows each waveform when the drive mode selection unit 34 selects the low speed drive mode by the switching signal HL and the drive output from the drive mode selection unit 34 in the motor drive device 100 of the present embodiment. It is a wave form diagram which shows a signal. The U phase will be described below, but the same applies to the V phase and the W phase.

図３において、正弦波状の波形信号ＷＦは、波形生成部３１が生成した信号であり、三角波状の信号ＣＹは、パルス幅変調部３２の内部で生成したＰＷＭキャリア信号であり、波形信号ＷＦに対応した駆動電圧Ｕで駆動巻線１１が駆動される。また、上述したように、低速駆動モードのとき、駆動モード選択部３４は、極性信号ＰＬが正極性を示すとき、パルス信号ＵＨ’を選択し、このように選択したパルス信号をそれぞれ駆動信号ＵＨとして出力するとともに、インバータ２０の負極側のスイッチ素子をオフとするような駆動信号ＵＬを出力する。また、駆動モード選択部３４は、極性信号ＰＬが負極性を示すとき、パルス信号ＵＬ’を選択し、このように選択したパルス信号をそれぞれ駆動信号ＵＬとして出力するとともに、インバータ２０の正極側のスイッチ素子をオフとするような駆動信号ＵＨを出力する。   In FIG. 3, a sinusoidal waveform signal WF is a signal generated by the waveform generation unit 31, and a triangular waveform signal CY is a PWM carrier signal generated inside the pulse width modulation unit 32. The drive winding 11 is driven by the corresponding drive voltage U. Further, as described above, in the low speed drive mode, the drive mode selection unit 34 selects the pulse signal UH ′ when the polarity signal PL indicates positive polarity, and each of the pulse signals thus selected is the drive signal UH. And a drive signal UL that turns off the switch element on the negative electrode side of the inverter 20 is output. Further, the drive mode selection unit 34 selects the pulse signal UL ′ when the polarity signal PL has a negative polarity, outputs the pulse signal thus selected as the drive signal UL, and outputs the drive signal UL on the positive side of the inverter 20. A drive signal UH that turns off the switch element is output.

図３では、このようにして駆動モード選択部３４から出力される駆動信号ＵＨおよびＵＬの波形を示している。すなわち、このような相補的ではない波形の駆動信号がスイッチ素子２１および２２に供給され、波形信号ＷＦに対応してスイッチ素子２１がオン、オフ動作する期間、スイッチ素子２２はオフ状態を維持する。また、逆に、波形信号ＷＦに対応してスイッチ素子２２がオン、オフ動作する期間、スイッチ素子２１はオフ状態を維持する。   FIG. 3 shows the waveforms of the drive signals UH and UL output from the drive mode selection unit 34 in this way. That is, such a drive signal having a non-complementary waveform is supplied to the switch elements 21 and 22, and the switch element 22 maintains the off state during a period in which the switch element 21 is turned on / off in response to the waveform signal WF. . Conversely, the switch element 21 maintains the off state during the period in which the switch element 22 is turned on / off corresponding to the waveform signal WF.

図４は、本実施の形態のモータ駆動装置１００において、低速駆動モードにおけるこのような動作により、駆動巻線１１に流れる駆動電流Ｉｕの波形図である。図４において、正弦波状の波形信号ＷＦは、波形生成部３１が生成した信号であり、このような波形信号ＷＦに基づきパルス幅変調された駆動信号により、インバータ２０が駆動される。これにより、例えばＵ相の駆動巻線には、図４に示すような駆動電流Ｉｕが流れるとともに、誘起電圧Ｕｅｍｆが生じる。また、図４は、図９に対応させて、位置検出手段１２１の位置検出精度、回転数の変動、機械精度や着磁精度などにより、誘起電圧Ｕｅｍｆの位相と駆動電流Ｉｕの位相とがずれたような場合を示している。すなわち、進角量ｐｓにより誘起電圧Ｕｅｍｆと駆動電流Ｉｕとの位相差がゼロとなるよりも、さらに位相が進んだ進角量ｐｓ’が設定された場合を示している。   FIG. 4 is a waveform diagram of the drive current Iu flowing in the drive winding 11 by such an operation in the low-speed drive mode in the motor drive device 100 of the present embodiment. In FIG. 4, a sinusoidal waveform signal WF is a signal generated by the waveform generation unit 31, and the inverter 20 is driven by a drive signal that is pulse width modulated based on such a waveform signal WF. Thereby, for example, a drive current Iu as shown in FIG. 4 flows in the U-phase drive winding and an induced voltage Uemf is generated. Further, FIG. 4 corresponds to FIG. 9, and the phase of the induced voltage Uemf and the phase of the drive current Iu are shifted due to the position detection accuracy of the position detection unit 121, the fluctuation of the rotation speed, the mechanical accuracy, the magnetization accuracy, and the like. It shows such a case. That is, the case is shown where the advance amount ps ′ whose phase is further advanced is set rather than the phase difference between the induced voltage Uemf and the drive current Iu becomes zero due to the advance amount ps.

低速駆動モードの場合、上述したように、誘起電圧の極性に応じて正極側と負極側とのスイッチ素子の一方をオフにするようなインバータ２０の駆動となるため、図４の期間Ｔｗで示すように、誘起電圧Ｕｅｍｆと駆動電流Ｉｕとの極性が逆極性となるような期間においては、駆動電流Ｉｕはほぼゼロとなる。このため、期間Ｔｗにおいては、駆動巻線の駆動電流が流れず、モータ１０への駆動を停止したような状態となり、図９で説明したような逆トルクは発生しないことになる。   In the low-speed drive mode, as described above, the inverter 20 is driven so as to turn off one of the switching elements on the positive side and the negative side according to the polarity of the induced voltage. As described above, the drive current Iu is substantially zero during a period in which the polarity of the induced voltage Uemf and the drive current Iu is opposite. Therefore, in the period Tw, the drive current of the drive winding does not flow, and the drive to the motor 10 is stopped, and the reverse torque as described with reference to FIG. 9 is not generated.

図５は、高速駆動モードと低速駆動モードにおいて、高速回転および低速回転時の騒音を実測した特性を示す図である。なお、図５では各場合の特性比較を示すため、例えば低速回転時における高速駆動モードの騒音特性や高速回転時における低速駆動モードの騒音特性の実測結果も示している。図５に示す各特性図において、横軸は周波数を示し、縦軸はモータ回転の音圧レベルに相当する騒音のレベルを示している。まず、高速回転と低速回転との騒音レベルの比較においては、図５に示すように、高速駆動モードあるいは低速駆動モードにかかわらず高速回転の場合に騒音レベルが高い。また、高速駆動モードと低速駆動モードとの比較においては、図５に示すように、高速回転あるいは低速回転にかかわらず高速駆動モードの場合に騒音レベルが低い。よって、本実施の形態のように、高速回転時には高速駆動モードの構成を選択することが低騒音化に対して有利といえる。すなわち、騒音として認識されやすい高速回転時において、本実施の形態のようにインバータ２０における正極側と負極側とのスイッチ素子それぞれを相補的に駆動する高速駆動モードとすることで、低騒音化に対する効果を発揮できる。   FIG. 5 is a diagram showing characteristics obtained by actually measuring noise during high-speed rotation and low-speed rotation in the high-speed drive mode and the low-speed drive mode. In FIG. 5, in order to compare the characteristics in each case, for example, the noise characteristics in the high-speed drive mode during low-speed rotation and the measurement results of the noise characteristics in the low-speed drive mode during high-speed rotation are also shown. In each characteristic diagram shown in FIG. 5, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the noise level corresponding to the sound pressure level of the motor rotation. First, in the comparison of the noise level between the high-speed rotation and the low-speed rotation, as shown in FIG. 5, the noise level is high in the case of high-speed rotation regardless of the high-speed drive mode or the low-speed drive mode. In comparison between the high-speed drive mode and the low-speed drive mode, as shown in FIG. 5, the noise level is low in the high-speed drive mode regardless of the high-speed rotation or the low-speed rotation. Therefore, it can be said that it is advantageous for noise reduction to select the configuration of the high-speed drive mode at the time of high-speed rotation as in this embodiment. That is, at the time of high-speed rotation that is easily recognized as noise, the high-speed drive mode in which each of the switch elements on the positive electrode side and the negative electrode side in the inverter 20 is driven in a complementary manner as in the present embodiment can reduce noise. The effect can be demonstrated.

また、図６は、高速駆動モードと低速駆動モードにおいて、高速回転および低速回転時のワウの実測値を示す図である。なお、図６でも各場合の特性比較を示すため、例えば低速回転時における高速駆動モードのワウ特性や高速回転時における低速駆動モードのワウ特性の測定結果も示している。まず、高速回転と低速回転とのワウ特性の比較においては、図６に示すように、高速駆動モードあるいは低速駆動モードにかかわらず低速回転の場合にワウ特性が悪化する。また、高速駆動モードと低速駆動モードとの比較においては、図６に示すように、高速回転あるいは低速回転にかかわらず低速駆動モードの場合にワウ特性がよい。よって、本実施の形態のように、低速回転時には低速駆動モードの構成を選択することがワウに対して有利といえる。すなわち、ワウ特性が悪化しやすい低速回転時において、本実施の形態のように極性判別部３３が判定した極性に応じて正極側と負極側との一方のスイッチ素子をオフとするような低速駆動モードとすることで、ワウに対する効果を発揮でき回転むらを抑制できる。   FIG. 6 is a diagram showing measured values of wah during high-speed rotation and low-speed rotation in the high-speed drive mode and the low-speed drive mode. FIG. 6 also shows measurement results of wah characteristics in the high-speed drive mode during low-speed rotation and wow characteristics in the low-speed drive mode during high-speed rotation, for example. First, in the comparison of the wah characteristics between the high speed rotation and the low speed rotation, as shown in FIG. 6, the wah characteristics are deteriorated in the case of the low speed rotation regardless of the high speed drive mode or the low speed drive mode. In comparison between the high speed drive mode and the low speed drive mode, as shown in FIG. 6, the wah characteristic is good in the low speed drive mode regardless of the high speed rotation or the low speed rotation. Therefore, it can be said that it is advantageous to the wah to select the configuration of the low-speed drive mode at the time of low-speed rotation as in this embodiment. In other words, during low-speed rotation at which wah characteristics are likely to deteriorate, low-speed driving is performed such that one switch element on the positive electrode side and the negative electrode side is turned off according to the polarity determined by the polarity determination unit 33 as in the present embodiment. By setting the mode, the effect on wah can be exhibited and uneven rotation can be suppressed.

以上説明したように、本実施の形態のモータ駆動装置１００は、駆動モード選択部３４において、インバータ２０における正極側と負極側とのスイッチ素子をパルス幅変調部３２のパルス信号に基づき相補的にスイッチングするような駆動信号を生成する高速駆動モードと、極性判別部３３が判定した極性が正のとき、インバータ２０における負極側のスイッチ素子をオフにするとともに、正極側をパルス幅変調部３２のパルス信号に基づきスイッチングし、極性が負のとき、インバータ２０における正極側のスイッチ素子をオフとし、負極側をパルス幅変調部３２のパルス信号に基づきスイッチングするような駆動信号を生成する低速駆動モードとが選択可能であり、駆動モード選択部３４で選択された駆動モードにおける駆動信号により、インバータ２０の各スイッチ素子をスイッチング制御する構成である。このため、モータ回転の音圧レベルが高くなる高速回転時においては、正極側と負極側とのスイッチ素子を相補的にスイッチングする高速駆動モードとすることで低騒音化を図ることができ、音圧レベルは低くなるが回転精度が要求される低速回転時においては、誘起電圧の極性に応じて正極側と負極側とのスイッチ素子の一方をオフにする低速駆動モードで逆トルクの発生を防止し、回転むらを抑制することができる。また、速度制御部４０において、回転速度に応じた制御ゲインが選択可能とし、切替信号ＨＬにより、高速と低速との回転速度に応じて、制御ゲインおよび駆動モードを切替えできるような構成とすることにより、回転速度に応じた速度制御の最適化を図ることができる。したがって、本発明のモータ駆動装置１００によれば、回転速度に応じて最適なモータ駆動を行うことが可能なモータ駆動装置を提供することができる。   As described above, in the motor drive device 100 of the present embodiment, the drive mode selection unit 34 complements the switch elements on the positive side and the negative side in the inverter 20 based on the pulse signal of the pulse width modulation unit 32. When the high-speed drive mode for generating a switching drive signal and the polarity determined by the polarity determination unit 33 are positive, the negative-side switch element in the inverter 20 is turned off, and the positive-side is connected to the pulse width modulation unit 32. Switching based on the pulse signal, when the polarity is negative, the switching element on the positive side in the inverter 20 is turned off, and the low speed driving mode for generating a driving signal for switching the negative side based on the pulse signal of the pulse width modulation unit 32 Can be selected by the drive signal in the drive mode selected by the drive mode selector 34. Each switch element of the inverter 20 is configured to switching control. For this reason, during high-speed rotation when the sound pressure level of motor rotation is high, noise can be reduced by using a high-speed drive mode in which the switching elements on the positive side and the negative side are switched complementarily. During low-speed rotation, where the pressure level is low but rotational accuracy is required, reverse torque is prevented from occurring in the low-speed drive mode in which one of the positive and negative switch elements is turned off according to the polarity of the induced voltage. In addition, uneven rotation can be suppressed. Further, the speed control unit 40 is configured to be able to select a control gain according to the rotation speed and to switch the control gain and the drive mode according to the rotation speed between the high speed and the low speed by the switching signal HL. Thus, optimization of speed control according to the rotation speed can be achieved. Therefore, according to the motor driving device 100 of the present invention, it is possible to provide a motor driving device capable of performing optimum motor driving according to the rotational speed.

また、上述したような正弦波駆動のモータ駆動装置１００をモータ装置１１０に内蔵または一体化することで、これを搭載する上位機器は、低トルクリップル、低騒音、低振動を実現する正弦波駆動によるモータを容易に構築することができる。また、モータ駆動装置１００の一部あるいは全部を集積回路装置として集積化することで、モータ駆動装置１００を小型化できるため、これにより、より容易に内蔵または一体化できる。その結果、上位機器の設計および制御負担を軽減でき、優れた性能を有する正弦波駆動によるモータの使用拡大、普及を促すという効果も奏する。   Further, by incorporating or integrating the sine wave drive motor drive device 100 as described above into the motor device 110, the host device on which the sine wave drive is mounted is a sine wave drive that realizes low torque ripple, low noise, and low vibration. The motor can be easily constructed. Further, by integrating a part or all of the motor driving device 100 as an integrated circuit device, the motor driving device 100 can be reduced in size, so that it can be incorporated or integrated more easily. As a result, the design and control burden of the host device can be reduced, and the use of a sine wave drive having excellent performance can be promoted and promoted.

なお、以上の説明では、切替信号ＨＬにより、回転速度に応じて速度制御部４０における制御ゲインと駆動モード選択部３４における駆動モードとを選択できるような構成例を挙げて説明したが、例えば、さらに、進角制御部５０において、回転速度に応じて最適となる複数の進角量を選択可能なように保持し、切替信号ＨＬにより選択された進角量を示す信号を位相進角信号ＰＳとするような構成としてもよい。これにより、回転速度に応じて駆動効率の最適化も図ることができる。また、切替信号ＨＬにより、駆動モード選択部３４における駆動モードと最適な進角量を選択するような構成であってもよい。   In the above description, a configuration example has been described in which the control gain in the speed control unit 40 and the drive mode in the drive mode selection unit 34 can be selected according to the rotation speed by the switching signal HL. Further, the advance angle control unit 50 holds a plurality of optimum advance amounts in accordance with the rotation speed, and a signal indicating the advance amount selected by the switching signal HL is sent as the phase advance signal PS. It is good also as a structure which becomes. As a result, the drive efficiency can be optimized according to the rotational speed. Moreover, the structure which selects the drive mode and the optimal advance amount in the drive mode selection part 34 by the switching signal HL may be sufficient.

また、上述した特許文献２で述べられているように、本実施の形態の低速駆動モードのような構成の場合、回生現象を抑制する効果がある。また、このような回生現象はモータの回転速度を減速したときなどに生じることが知られている。すなわち、低速駆動モードの場合、極性判別部３３が判別した誘起電圧の極性により、スイッチ素子に対してオンオフ動作させる側とオフ状態にする側とが決定される。これにより、駆動巻線の誘起電圧による電流が電源側に向かって流れるような動作を阻止でき、回生現象を抑制できる。このため、本発明によれば、高速駆動モードから低速モードへと切替えたとき、すなわち減速するときに生じる回生現象が抑制できるという効果もあり、モータ駆動装置、モータ装置やこれを搭載する機器の安全性と高い信頼性とを確保できる。   In addition, as described in Patent Document 2 described above, the configuration like the low-speed drive mode of the present embodiment has an effect of suppressing the regeneration phenomenon. Further, it is known that such a regeneration phenomenon occurs when the rotational speed of the motor is reduced. That is, in the low-speed drive mode, the on / off operation side and the off state side of the switch element are determined by the polarity of the induced voltage determined by the polarity determination unit 33. As a result, an operation in which a current due to the induced voltage of the drive winding flows toward the power supply side can be prevented, and the regenerative phenomenon can be suppressed. Therefore, according to the present invention, there is an effect that the regeneration phenomenon that occurs when switching from the high-speed drive mode to the low-speed mode, that is, when decelerating can be suppressed. Safety and high reliability can be ensured.

本発明のモータ駆動装置やモータ装置によれば、これを搭載する上位機器は、低トルクリップル、低騒音、低振動を実現する正弦波駆動によるモータを容易に構築することができる。このため、正弦波駆動による低振動低騒音とともに回転精度が要求される空調機器用のファンモータや燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機、冷蔵庫、洗濯機などの家電機器、あるいは、プリンタ、複写機、スキャナー、ファックス、またはこれらの複合機器、また、ハードディスク、光メディア機器などの情報機器などに使用されるモータ装置やその駆動装置に好適である。   According to the motor drive device and the motor device of the present invention, a host device equipped with the motor drive device can easily construct a sine wave drive motor that realizes low torque ripple, low noise, and low vibration. For this reason, household appliances such as water heaters, air purifiers, refrigerators, washing machines equipped with fan motors for combustion and air motors that require rotational accuracy as well as low vibration and noise due to sine wave drive, or It is suitable for a motor device used for a printer, a copier, a scanner, a fax machine, or a composite device thereof, or an information device such as a hard disk or an optical media device, or a driving device thereof.

本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置を備えたモータ装置の構成を含むブロック図The block diagram containing the structure of the motor apparatus provided with the motor drive device in embodiment of this invention 同モータ駆動装置の波形信号ＷＦを含む高速駆動モードの各波形を示す波形図Waveform diagram showing each waveform in the high-speed drive mode including the waveform signal WF of the motor drive device 同モータ駆動装置の波形信号ＷＦを含む低速駆動モードの各波形を示す波形図Waveform diagram showing each waveform in the low-speed drive mode including the waveform signal WF of the motor drive device 同モータ駆動装置の低速駆動モードにおける駆動巻線に流れる駆動電流Ｉｕの波形図Waveform diagram of drive current Iu flowing through the drive winding in the low-speed drive mode of the motor drive device 高速駆動モードと低速駆動モードにおいて、高速回転および低速回転時の騒音を実測した特性を示す図Diagram showing the characteristics of measured noise during high-speed rotation and low-speed rotation in high-speed drive mode and low-speed drive mode 高速駆動モードと低速駆動モードにおいて、高速回転および低速回転時のワウの実測値を示す図The figure which shows the actual value of wow at the time of high speed rotation and low speed rotation in high speed drive mode and low speed drive mode 正弦波駆動方式を利用した従来のモータ駆動装置の一構成例を示すブロック図The block diagram which shows the example of 1 structure of the conventional motor drive device using a sine wave drive system 従来のモータ駆動装置の動作を説明するために示した波形図Waveform diagram shown to explain the operation of a conventional motor drive device 従来のモータ駆動装置の進角制御による位相が適切に設定されないときの様子を示した波形図Waveform diagram showing the state when the phase by the advance angle control of the conventional motor drive device is not set appropriately

符号の説明Explanation of symbols

１０，９１０ モータ
１１，１３，１５ 駆動巻線
１７，１８ 入力端子
２０，９２０ インバータ
２１，２２，２３，２４，２５，２６，９２１，９２２，９２３，９２４，９２５，９２６ スイッチ素子
３１，９３１ 波形生成部
３２，９３２ パルス幅変調部
３３ 極性判別部
３４ 駆動モード選択部
４０，９４０ 速度制御部
５０，９５０ 進角制御部
１００，９００ モータ駆動装置
１０５，９０５ 直流電源
１１０ モータ装置
１１５，９１５ 電源入力端子
１１６ 指令情報入力端子
１２０，９１１ 速度検出手段
１２１，９１２ 位置検出手段
９３０ インバータ駆動部 10,910 Motor 11,13,15 Drive winding 17,18 Input terminal 20,920 Inverter 21,22,23,24,25,26,921,922,923,924,925,926 Switch element 31,931 Waveform Generation unit 32,932 Pulse width modulation unit 33 Polarity determination unit 34 Drive mode selection unit 40,940 Speed control unit 50,950 Advance angle control unit 100,900 Motor drive device 105,905 DC power supply 110 Motor device 115,915 Power input Terminal 116 Command information input terminal 120, 911 Speed detection means 121, 912 Position detection means 930 Inverter drive unit

Claims (7)

可動子および複数の駆動巻線を有したモータを駆動するモータ駆動装置であって、
電源入力部に供給された直流電圧の正極側に接続されたスイッチ素子と負極側に接続されたスイッチ素子とを一組として複数組のスイッチ素子を有し、それぞれの前記スイッチ素子のスイッチング動作により、前記直流電圧から前記モータを駆動するための駆動電圧に変換し、変換した前記駆動電圧を前記駆動巻線に供給するインバータと、
前記モータを交流駆動するための交流波形に対応した波形信号を生成する波形生成部と、
前記波形信号によりパルス幅変調されたパルス信号を生成するパルス幅変調部と、
前記駆動巻線に発生する誘起電圧の極性を判別する極性判別部と、
前記インバータにおける正極側と負極側とのスイッチ素子を前記パルス幅変調部のパルス信号に基づき相補的にスイッチングするような駆動信号を生成する高速駆動モードと、前記極性判別部が判定した前記極性が正のとき、前記インバータにおける負極側のスイッチ素子をオフにするとともに、正極側を前記パルス幅変調部のパルス信号に基づきスイッチングし、前記極性が負のとき、前記インバータにおける正極側のスイッチ素子をオフとし、負極側を前記パルス幅変調部のパルス信号に基づきスイッチングするような駆動信号を生成する低速駆動モードとが選択可能な駆動モード選択部とを備え、
前記駆動モード選択部で選択された駆動モードにおける駆動信号により、前記インバータの各スイッチ素子をスイッチング制御することを特徴とするモータ駆動装置。 A motor drive device for driving a motor having a mover and a plurality of drive windings,
A switch element connected to the positive side of the DC voltage supplied to the power supply input unit and a switch element connected to the negative side have a plurality of sets of switch elements, and the switching operation of each of the switch elements An inverter that converts the DC voltage into a drive voltage for driving the motor, and supplies the converted drive voltage to the drive winding;
A waveform generator for generating a waveform signal corresponding to an AC waveform for AC driving the motor;
A pulse width modulation unit that generates a pulse signal that is pulse width modulated by the waveform signal;
A polarity discriminator for discriminating the polarity of the induced voltage generated in the drive winding;
A high-speed drive mode for generating a drive signal for switching the switching element between the positive electrode side and the negative electrode side in the inverter in a complementary manner based on the pulse signal of the pulse width modulation unit, and the polarity determined by the polarity determination unit When positive, the negative side switching element in the inverter is turned off, and the positive side is switched based on the pulse signal of the pulse width modulation unit, and when the polarity is negative, the positive side switching element in the inverter A drive mode selection unit capable of selecting a low-speed drive mode that generates a drive signal that switches off and switches the negative electrode side based on the pulse signal of the pulse width modulation unit;
A motor drive device that controls switching of each switch element of the inverter by a drive signal in a drive mode selected by the drive mode selection unit. 選択可能な制御ゲインを有し、外部から通知される速度指令情報と速度を検出する速度検出手段から通知される速度検出情報との速度偏差を算出し、算出した前記速度偏差に対して、前記制御ゲインに基づく演算処理を施し、前記演算処理により生成した信号を駆動制御信号として前記波形生成部に供給する速度制御部と、
前記駆動巻線に流れる駆動電流と前記駆動巻線に発生する誘起電圧との位相関係を設定するための進角量を位相進角信号として前記波形生成部に供給する進角制御部とを、さらに備え、
前記波形生成部は、前記速度制御部から通知される前記駆動制御信号に応じた波高値、および進角制御部から通知される前記位相進角信号に応じた位相の正弦波状の交流波形である前記波形信号を生成し、
前記駆動モード選択部における駆動モードの選択とともに、前記速度制御部における制御ゲインが選択されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。 It has a selectable control gain, calculates a speed deviation between the speed command information notified from the outside and the speed detection information notified from the speed detection means for detecting the speed, and for the calculated speed deviation, A speed control unit that performs arithmetic processing based on a control gain, and supplies a signal generated by the arithmetic processing to the waveform generation unit as a drive control signal;
An advance angle control unit that supplies an advance amount for setting a phase relationship between a drive current flowing in the drive winding and an induced voltage generated in the drive winding to the waveform generation unit as a phase advance signal; In addition,
The waveform generation unit is a sinusoidal AC waveform having a peak value corresponding to the drive control signal notified from the speed control unit and a phase corresponding to the phase advance signal notified from the advance angle control unit. Generating the waveform signal;
The motor drive device according to claim 1, wherein a control gain in the speed control unit is selected together with selection of a drive mode in the drive mode selection unit. 外部から通知される速度指令情報と速度を検出する速度検出手段から通知される速度検出情報との速度偏差を算出し、算出した前記速度偏差に対して、制御ゲインに基づく演算処理を施し、前記演算処理により生成した信号を駆動制御信号として前記波形生成部に供給する速度制御部と、
前記駆動巻線に流れる駆動電流と前記駆動巻線に発生する誘起電圧との位相関係を設定するための複数の進角量を選択可能なように保持し、選択された前記進角量を示す信号を位相進角信号として出力する進角制御部とを、さらに備え、
前記波形生成部は、前記速度制御部から通知される前記駆動制御信号に応じた波高値、および進角制御部から通知される前記位相進角信号に応じた位相の正弦波状の交流波形である前記波形信号を生成し、
前記駆動モード選択部における駆動モードの選択とともに、前記進角制御部における進角量が選択されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。 The speed deviation between the speed command information notified from the outside and the speed detection information notified from the speed detection means for detecting the speed is calculated, the calculated speed deviation is subjected to arithmetic processing based on a control gain, A speed control unit that supplies a signal generated by arithmetic processing to the waveform generation unit as a drive control signal;
A plurality of advance amounts for setting the phase relationship between the drive current flowing in the drive winding and the induced voltage generated in the drive winding are held in a selectable manner, and the selected advance amount is indicated. An advance angle control unit that outputs a signal as a phase advance angle signal,
The waveform generation unit is a sinusoidal AC waveform having a peak value corresponding to the drive control signal notified from the speed control unit and a phase corresponding to the phase advance signal notified from the advance angle control unit. Generating the waveform signal;
The motor drive device according to claim 1, wherein the advance angle amount in the advance angle control unit is selected together with the selection of the drive mode in the drive mode selection unit. 選択可能な制御ゲインを有し、外部から通知される速度指令情報と速度を検出する速度検出手段から通知される速度検出情報との速度偏差を算出し、算出した前記速度偏差に対して、前記制御ゲインに基づく演算処理を施し、前記演算処理により生成した信号を駆動制御信号として前記波形生成部に供給する速度制御部と、
前記駆動巻線に流れる駆動電流と前記駆動巻線に発生する誘起電圧との位相関係を設定するための複数の進角量を選択可能なように保持し、選択された前記進角量を示す信号を位相進角信号として出力する進角制御部とを、さらに備え、
前記波形生成部は、前記速度制御部から通知される前記駆動制御信号に応じた波高値、および進角制御部から通知される前記位相進角信号に応じた位相の正弦波状の交流波形である前記波形信号を生成し、
前記駆動モード選択部における駆動モードの選択とともに、前記速度制御部における制御ゲイン、および前記進角制御部における進角量が選択されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。 It has a selectable control gain, calculates a speed deviation between the speed command information notified from the outside and the speed detection information notified from the speed detection means for detecting the speed, and for the calculated speed deviation, A speed control unit that performs arithmetic processing based on a control gain, and supplies a signal generated by the arithmetic processing to the waveform generation unit as a drive control signal;
A plurality of advance amounts for setting the phase relationship between the drive current flowing in the drive winding and the induced voltage generated in the drive winding are held in a selectable manner, and the selected advance amount is indicated. An advance angle control unit that outputs a signal as a phase advance angle signal,
The waveform generation unit is a sinusoidal AC waveform having a peak value corresponding to the drive control signal notified from the speed control unit and a phase corresponding to the phase advance signal notified from the advance angle control unit. Generating the waveform signal;
2. The motor drive device according to claim 1, wherein a control gain in the speed controller and an advance amount in the advance controller are selected together with the selection of the drive mode in the drive mode selector. 請求項１から４までのいずれか１項に記載のモータ駆動装置を含むことを特徴とする集積回路装置。 An integrated circuit device comprising the motor drive device according to claim 1. モータと、
前記モータの可動子の速度を検出する速度検出手段と、
前記モータの可動子の位置を検出する位置検出手段と、
請求項１から４までのいずれか１項に記載のモータ駆動装置、または請求項５に記載の集積回路装置と、
直流電力が供給される電源入力端子と、
速度指令情報を含む指令情報が通知される指令情報入力端子とを備えたことを特徴とするモータ装置。 A motor,
Speed detecting means for detecting the speed of the mover of the motor;
Position detecting means for detecting the position of the mover of the motor;
A motor driving device according to any one of claims 1 to 4, or an integrated circuit device according to claim 5,
A power input terminal to which DC power is supplied;
A motor device comprising: a command information input terminal for receiving command information including speed command information. 前記モータは前記可動子と３相の前記駆動巻線を有し、前記モータ駆動装置または前記集積回路装置により前記駆動巻線が正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項６に記載のモータ装置。 The motor is a brushless DC motor having the mover and the three-phase drive winding, and the drive winding is sinusoidally driven by the motor drive device or the integrated circuit device. 6. The motor device according to 6.
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