JP2887320B2 - Starting method and starting device for brushless motor - Google Patents
Starting method and starting device for brushless motorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はブラシレスモータに係り、特に電機子巻線に
誘起される誘起電圧によって磁石回転子と電機子巻線と
の相対的位置を検出し、起動から安定な回転を行うため
のブラシレスモータの起動方法及び移動装置に関するも
のである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and in particular, detects a relative position between a magnet rotor and an armature winding by an induced voltage induced in an armature winding and starts the motor. The present invention relates to a method for starting a brushless motor and a moving device for performing stable rotation from a motor.
従来の技術 通常ブラシレスモータには、その回転子の磁極位置を
検出するための検出器が必要であるが、例えばこのブラ
シレスモータを空調器のコンプレッサに用いようとする
場合、高温高圧条件下で前記検出器の信頼性が保証でき
ないため、これらの検出器を用いることが出来ない。従
ってこのような応用においては、磁極位置検出器を用い
ず、電機子巻線に誘起される電圧信号を検出し、それに
基づいてモータの転流信号を生成する方法が用いられて
いる。2. Description of the Related Art Normally, a brushless motor requires a detector for detecting the magnetic pole position of its rotor.For example, when this brushless motor is used for a compressor of an air conditioner, Since the reliability of the detector cannot be guaranteed, these detectors cannot be used. Therefore, in such an application, a method is used in which a voltage signal induced in an armature winding is detected without using a magnetic pole position detector, and a commutation signal of a motor is generated based on the voltage signal.
しかし電機子巻線に電圧信号が誘起されるのは回転子
が回転している場合だけで、停止している場合は磁極位
置情報が得られない。つまり、起動時はこの電圧信号が
使えないわけである。従って起動時には回転子の磁極位
置にかかわらず電機子巻線に回転磁界が発生するような
特定の信号を与えて、回転子を強制回転させることとな
る。However, a voltage signal is induced in the armature winding only when the rotor is rotating. When the rotor is stopped, magnetic pole position information cannot be obtained. That is, this voltage signal cannot be used at the time of startup. Therefore, at the time of startup, a specific signal for generating a rotating magnetic field is given to the armature winding regardless of the magnetic pole position of the rotor, and the rotor is forcibly rotated.
ところが、この特定の信号は回転子の磁極位置を無視
して与えているため結果として起動時に大きな始動電流
が流れることになる。そしてこの始動電流が、電機子巻
線への電流を通電、遮断する半導体スイッチング素子群
の許容電流値を越える場合は起動不可能ということにな
る。However, since this specific signal is given ignoring the position of the magnetic pole of the rotor, a large starting current flows at the time of starting. If this starting current exceeds the allowable current value of the semiconductor switching element group for energizing and interrupting the current to the armature winding, it means that starting is impossible.
この課題を解決するために、従来はモータに電流を供
給する直流電源の電圧を起動時のみ低下させ、よって始
動電流を減少させる方法が発明されている（例えば特開
昭61−135385号公報）。In order to solve this problem, a method of reducing the voltage of a DC power supply for supplying a current to a motor only at the time of starting, and thereby reducing the starting current has been invented (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-135385). .
発明が解決しようとする課題 しかし、例えば空調機のコンプレッサ駆動用のような
大型のブラシレスモータの場合、その電源容量も数kVA
という大型のものとなるため、通常このような応用にお
いては電源電圧は一定にしておき、電圧信号パルスのデ
ューティ比を制御することよって電圧を制御する、いわ
ゆるパルス幅変調を用いる。これは電圧可変型電源を構
成することによる装置の大型子とコストアップをさける
ためである。However, in the case of a large brushless motor, for example, for driving a compressor of an air conditioner, the power supply capacity is also several kVA.
Usually, in such an application, a so-called pulse width modulation in which the power supply voltage is kept constant and the voltage is controlled by controlling the duty ratio of the voltage signal pulse is used. This is in order to avoid the increase in the size of the device and the increase in cost due to the configuration of the variable voltage power supply.
従って、前記のような大型機器の応用においては従来
例に示したような起動方法を用いることができないとい
う課題を有していた。Therefore, there is a problem that the starting method as shown in the conventional example cannot be used in the application of the above-described large-sized equipment.
本発明は、上記従来の課題に鑑み、パルス幅変調によ
り電圧制御する場合でもモータ起動時の始動電流と振動
を抑制し、スムーズな起動を可能とするブラシレスモー
タの起動方法及び起動装置を提供するものである。The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a brushless motor start-up method and start-up device that suppresses start-up current and vibration during motor start-up even when voltage control is performed by pulse width modulation, and enables smooth start-up. Things.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、モータ起動後一
定時間はブラシレスモータの電機子巻線に発生させる回
転磁界の周波数と、モータ印加電圧の制御手段としての
デューティ比を同時に時間とともに一定の傾きの直線に
沿って増加させ、回転磁界の周波数とデューティ比とが
所定の値に到達した後はそれらの値を維持し、一定時間
経過後は電機子巻線に誘起される電圧信号を変換して得
られる信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する
構成を備えたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a method for controlling a frequency of a rotating magnetic field generated in an armature winding of a brushless motor and a duty ratio as a control means of a motor applied voltage for a fixed time after the motor is started. At the same time, along a straight line having a constant slope with time, and after the frequency and the duty ratio of the rotating magnetic field reach a predetermined value, maintain those values. The brushless motor is driven based on a signal obtained by converting the applied voltage signal.
また、回転磁界の周波数とデューティ比との増加時に
は、それらの少なくとも一方は時間とともにその微分係
数が減少する曲線に沿って増加させ、他方は時間ととも
に一定の傾きの直線に沿って増加させる構成を備えてい
る。In addition, when the frequency of the rotating magnetic field and the duty ratio increase, at least one of them increases along a curve whose derivative decreases with time, and the other increases along a straight line with a constant slope with time. Have.
さらに、回転磁界の周波数とデューティ比との増加時
には、それらの少なくとも一方は時間とともにその傾き
が減少する複数の直線に沿って増加させ、他方は時間と
ともにその微分係数が減少する曲線、あるいは一定の傾
きの直線に沿って増加させる構成を備えている。Further, when the frequency and duty ratio of the rotating magnetic field increase, at least one of them increases along a plurality of straight lines whose slope decreases with time, and the other increases with a curve whose derivative decreases with time, or a constant. A configuration is provided to increase the value along a straight line of inclination.
また、中性点非接地に結線された３相電機子巻線と、
直流電源と、前記電機子巻線への電流を通電、遮断する
半導体スイッチング素子群と、磁石回転子を有するブラ
シレスモータと、起動指令手段と、前記起動指令手段の
指令により同期信号を出力する同期信号発生手段と、前
記同期信号発生手段より出力される信号を用いて前記電
機子巻線に回転磁界を発生させる回転磁界発生手段と、
前記電機子巻線に誘起される電圧信号によって前記電機
子巻線と前記磁石回転子の相対的位置を検出する位置検
出手段と、前記回転磁界発生手段の出力信号と前記位置
検出手段の出力信号を選択し、切り換えて出力する切換
手段と、前記切換手段に切換指令を与える切換指令手段
と、前記切換手段の出力信号を用いて前記スイッチング
素子群の駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、デュ
ーティ比指令手段と、前記駆動信号発生手段の出力信号
に前記デューティ比指令手段の指令に基づいてパルス幅
変調をかけるパルス幅変調手段を備え、前記起動指令手
段の指令発生後一定時間は、前記同期信号発生手段の出
力信号の周波数と、前記デューティ比を同時に時間とと
もに一定の傾きの直線に沿って増加させ、前記出力信号
の周波数とデューティ比とが所定の値に到達した後は、
それらの値を維持して前記磁石回転子を回転起動し、一
定時間経過後は、前記切換手段を切り換えて前記位置検
出手段の出力信号に基づいてモータを駆動する構成を備
えたものである。A three-phase armature winding connected to a neutral point non-ground;
A DC power supply, a semiconductor switching element group for energizing / disconnecting a current to the armature winding, a brushless motor having a magnet rotor, a start command unit, and a synchronization for outputting a synchronization signal according to a command from the start command unit. Signal generating means, rotating magnetic field generating means for generating a rotating magnetic field in the armature winding using a signal output from the synchronization signal generating means,
Position detecting means for detecting a relative position between the armature winding and the magnet rotor based on a voltage signal induced in the armature winding; an output signal from the rotating magnetic field generating means and an output signal from the position detecting means Switching means for selecting, switching and outputting, switching command means for giving a switching command to the switching means, drive signal generating means for generating a drive signal for the switching element group using an output signal of the switching means, Duty ratio command means, and pulse width modulation means for performing pulse width modulation on the output signal of the drive signal generation means based on the command of the duty ratio command means, the fixed time after the command is issued by the start command means, The frequency of the output signal of the synchronization signal generating means and the duty ratio are simultaneously increased along time along a straight line having a constant gradient, and the frequency of the output signal and the duty ratio are increased. After I ratio and reaches a predetermined value,
These values are maintained to start the rotation of the magnet rotor, and after a certain time has elapsed, the switching means is switched to drive the motor based on the output signal of the position detection means.
また、同期信号発生手段の出力信号の周波数と、デュ
ーティ比との増加時には、それらの少なくとも一方は時
間とともにその微分係数が減少する曲線に沿って増加さ
せ、他方は時間とともに一定の傾きの直線に沿って増加
させる構成を備えている。Further, when the frequency of the output signal of the synchronization signal generating means and the duty ratio increase, at least one of them increases along a curve whose differential coefficient decreases with time, and the other forms a straight line with a constant slope with time. A configuration is provided for increasing the distance along the axis.
さらに、同期信号発生手段の出力信号の周波数と、デ
ューティ比との増加時には、それらの少なくとも一方は
時間とともにその傾きが減少する複数の直線に沿って増
加させ、他方は時間とともにその微分係数が減少する曲
線、あるいは一定の傾きの直線に沿って増加させる構成
を備えている。Further, when the frequency of the output signal of the synchronization signal generating means and the duty ratio increase, at least one of them increases along a plurality of straight lines whose inclination decreases with time, and the other decreases with time. It is configured to increase along a curved curve or a straight line with a constant slope.
作用 本発明は上記した構成によって、電機子巻線に発生さ
せる回転磁界の周波数とデューティ比を時間とともに適
切に増加させることにより、モータ起動時の始動電流と
振動を抑制し、スムーズな起動を実現することになる。
つまり、電機子巻線の誘起電圧に基づく信号による運転
に切り換わる時点に近づくにつれて、周波数、デューテ
ィ比の変化が緩やかになるためモータの速度変化も緩や
かになり、切り換え時点においては周波数、デューティ
比の変化がほぼなくなることにより、切り換え時のモー
タの機械的、電気的挙動が安定し、スムーズで確実な切
り換えができる。Function The present invention suppresses the starting current and vibration at the time of starting the motor and realizes a smooth start by appropriately increasing the frequency and the duty ratio of the rotating magnetic field generated in the armature winding with time by the above configuration. Will do.
In other words, as the point at which the operation is switched to the operation based on the signal based on the induced voltage of the armature winding approaches, the change in the frequency and the duty ratio becomes gentle, so that the motor speed changes gradually. , The mechanical and electrical behavior of the motor at the time of switching is stabilized, and smooth and reliable switching can be performed.
実施例 以下、本発明の第１の実施例について図面を参考に説
明する。Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第４図は本発明の第１の実施例におけるブラシレスモ
ータの起動装置のブロック図である。第４図において、
１は直流電源、２は半導体スイッチング素子群で、Q1〜
Q6の６個のトランジスタとそれぞれに逆並列接続された
６個のダイオードからなる。３はブラシレスモータで、
３相結線された電機子巻線４と磁石回転子５からなる。
６は位置検出手段、７は切換手段、８は駆動信号発生手
段、９はパルス幅変調手段、10は同期信号発生手段、11
は回転磁界発生手段、12は起動指令手段、13は切換指令
手段、14はデューティ比指令手段である。FIG. 4 is a block diagram of a brushless motor starting device according to the first embodiment of the present invention. In FIG.
1 is a DC power supply, 2 is a semiconductor switching element group, and Q1 ~
It consists of six transistors of Q6 and six diodes each connected in anti-parallel. 3 is a brushless motor,
It comprises an armature winding 4 and a magnet rotor 5 connected in three phases.
6 is a position detecting means, 7 is a switching means, 8 is a driving signal generating means, 9 is a pulse width modulating means, 10 is a synchronizing signal generating means, 11
Is a rotating magnetic field generating means, 12 is a start command means, 13 is a switching command means, and 14 is a duty ratio command means.
以上の構成により、起動時は回転磁界発生手段11の出
力信号を切換手段７によって駆動信号発生手段８に伝
え、その出力信号にパルス幅変調をかけて半導体スイッ
チング素子群２のトランジスタを駆動してブラシレスモ
ータ３を起動する。そしてブラシレスモータ３が回転し
始めると、電機子巻線４に発生する誘起電圧より位置検
出手段６で磁石回転子５の磁極位置を検出し、その信号
を切換手段７によって駆動信号発生手段８に伝え、それ
にパルス幅変調をかけて半導体スイッチンイグ素子群２
のトランジスタを駆動し、ブラシレスモータ３を制御す
るものである。With the above configuration, at the time of startup, the output signal of the rotating magnetic field generating means 11 is transmitted to the drive signal generating means 8 by the switching means 7, and the output signal is pulse width modulated to drive the transistors of the semiconductor switching element group 2. The brushless motor 3 is started. When the brushless motor 3 starts rotating, the position detection means 6 detects the magnetic pole position of the magnet rotor 5 from the induced voltage generated in the armature winding 4, and the switching means 7 sends the signal to the drive signal generation means 8. Transmit and apply pulse width modulation to the semiconductor switching element group 2
, And controls the brushless motor 3.
第５図は、第４図のブロック図をより具体的に構成し
たもので、第４図と同一のもの、もしくは同一の働きを
するためには同一の符号を付している。FIG. 5 is a more specific configuration of the block diagram of FIG. 4, and the same components as those in FIG. 4 or the same reference numerals are assigned to perform the same functions.
同図において、１〜５は第４図と全く同様である。６
は位置検出回路で、３つのフィルタ61〜63とコンパレー
タ群64からなる。７は切換回路、８は駆動信号発生回
路、９はパルス幅変調回路、10は同期信号発生回路、11
は回転磁界発生回路、15はマイクロコンピュータで、第
４図の起動指令手段12、切換指令手段13、デューティ比
指令手段14に相当し、同期信号発生回路10に起動指令信
号151を、切換回路７に切換信号152を、パルス幅変調回
路９にデューティ比指令信号153をそれぞれ出力する。In this figure, 1 to 5 are exactly the same as in FIG. 6
Denotes a position detection circuit, which comprises three filters 61 to 63 and a comparator group 64. 7 is a switching circuit, 8 is a drive signal generation circuit, 9 is a pulse width modulation circuit, 10 is a synchronization signal generation circuit, 11
Is a rotating magnetic field generating circuit, and 15 is a microcomputer, which corresponds to the start command means 12, the switching command means 13, and the duty ratio command means 14 in FIG. , And a duty ratio command signal 153 to the pulse width modulation circuit 9.
以上のように構成されたブラシレスモータの起動装置
の実施例について、その動作を説明する。The operation of the embodiment of the brushless motor starting apparatus configured as described above will be described.
まず、マイクロコンピュータ15から起動指令信号15
1、切換信号152、デューティ比指令信号153が同時に出
力される。起動指令信号151を受けた同期信号発生回路1
0は、第６図に示すような同期信号100を出力する。この
同期信号100に基づいて回転磁界発生回路11が第６図に
示す信号111〜113を出力する。切換回路７は駆動信号発
生回路８の入力信号87〜89を、位置検出回路６の出力信
号とするか、回転磁界発生回路11の出力信号とするかを
切り換える回路で、起動時は前記切換信号152により回
転磁界発生回路11の出力信号側に切り換えられている。
この回転磁界発生回路11の出力信号111〜113は駆動信号
発生回路８に取り込まれ、同回路から第６図に示す81〜
86の出力信号を出力する。これら出力信号のうち、81〜
83はさらにパルス幅変調回路９に入力され、前記デュー
ティ比指令信号153に基づいてパルス幅変調が行われ、
それぞれ半導体スイッチング素子群２のトランジスタQ1
〜Q3のドライブ信号となる。一方駆動信号発生回路８の
出力信号84〜86は、そのまま半導体スイッチング素子群
２のトランジスタQ4〜Q6のドライブ信号となる。これら
のドライブ信号により半導体スイッチング素子群２の６
個のトランジスタがスイッチングされ、その結果電機子
巻線４に回転磁界が発生し、磁石回転子５が回転してブ
ラシレスモータ３が起動することとなる。First, the microcomputer 15 starts the start command signal 15
1. The switching signal 152 and the duty ratio command signal 153 are output simultaneously. Synchronous signal generation circuit 1 that has received start command signal 151
0 outputs a synchronization signal 100 as shown in FIG. On the basis of the synchronization signal 100, the rotating magnetic field generation circuit 11 outputs signals 111 to 113 shown in FIG. The switching circuit 7 switches between the input signals 87 to 89 of the drive signal generation circuit 8 and the output signal of the position detection circuit 6 or the output signal of the rotating magnetic field generation circuit 11. The signal is switched to the output signal side of the rotating magnetic field generation circuit 11 by 152.
Output signals 111 to 113 of the rotating magnetic field generation circuit 11 are taken into the drive signal generation circuit 8, and output from the circuit 81 to 113 shown in FIG.
Outputs 86 output signals. Of these output signals, 81 to
83 is further input to the pulse width modulation circuit 9 and pulse width modulation is performed based on the duty ratio command signal 153;
Each of the transistors Q1 of the semiconductor switching element group 2
~ Q3 drive signal. On the other hand, the output signals 84 to 86 of the drive signal generation circuit 8 become drive signals of the transistors Q4 to Q6 of the semiconductor switching element group 2 as they are. By these drive signals, 6 of the semiconductor switching element group 2
As a result, a rotating magnetic field is generated in the armature winding 4, and the magnet rotor 5 rotates to start the brushless motor 3.
ここで、前記同期信号100は第１図に示すように、起
動指令信号151の立ち上がりと同時にその周波数が時間
とともに一定の傾きの直線に沿って増加するよう出力さ
れる。また、デューティ比指令信号153も第１図に示す
ように、起動指令信号151の立ち上がりと同時にデュー
ティ比が時間とともに一定の傾きの直線に沿って増加す
るよう出力される。そして、同期信号100の周波数とデ
ューティ比が、ブラシレスモータ３の安定した回転を維
持できるような値に達したら、これらの増加を停止し、
その一定値を保つようにする。Here, as shown in FIG. 1, the synchronizing signal 100 is output so that its frequency increases along with time along a straight line having a constant slope at the same time as the rise of the start command signal 151. Also, as shown in FIG. 1, the duty ratio command signal 153 is output so that the duty ratio increases with time along a straight line having a constant slope simultaneously with the rise of the start command signal 151. Then, when the frequency and the duty ratio of the synchronization signal 100 reach values that can maintain the stable rotation of the brushless motor 3, these increases are stopped,
Keep that constant value.
起動後、ブラシレスモータ３が充分安定した回転を維
持できる時間t0経過後、マイクロコンピュータ15から切
換信号152を出力し、切換回路７を位置検出回路６側に
切り換える。これにより、駆動信号発生回路８の入力信
号87〜89は位置検出回路６の出力信号641〜643となり、
以降電機子巻線４に発生する誘起電圧信号410〜430によ
りブラシレスモータ３を駆動することとなる。切換信号
152の立ち下げに続いて起動指令信号151を解除し、一連
の起動動作手順を初期状態にリセットする。After startup, after a time t 0 has elapsed to maintain a rotation brushless motor 3 is sufficiently stable, and outputs a switching signal 152 from the microcomputer 15 switches the switching circuit 7 to the position detecting circuit 6 side. Thus, the input signals 87 to 89 of the drive signal generation circuit 8 become the output signals 641 to 643 of the position detection circuit 6,
Thereafter, the brushless motor 3 is driven by the induced voltage signals 410 to 430 generated in the armature winding 4. Switching signal
Following the fall of 152, the start command signal 151 is released, and a series of start operation procedures are reset to the initial state.
なお、デューティ比指令信号153は、時間t0後もブラ
シレスモータ３の速度制御のための印加電圧制御指令と
して、マイクロコンピュータ15から出力される。Incidentally, the duty ratio command signal 153, after the time t 0 as the applied voltage control command for the speed control of the brushless motor 3 is output from the microcomputer 15.
以上の動作により、パルス幅変調により電圧制御する
場合でもモータ起動時の始動電流と振動を抑制し、スム
ーズな起動を可能としている。With the above operation, even when voltage control is performed by pulse width modulation, the starting current and vibration at the time of starting the motor are suppressed, and a smooth start is possible.
次に、第２図により、本発明の第２の実施例について
説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
装置の構成は第１の実施例と同一のため、説明を省略
する。Since the configuration of the device is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
第１の実施例において、同期信号100とデューティ比
指令信号153の変化のさせ方を、第２図に示すように、
同期信号100の周波数とデューティ比が時間とともにそ
の微分係数が減少する曲線に沿って増加するように変化
させる。これら以外の動作は第１の実施例と同様であ
る。In the first embodiment, how to change the synchronization signal 100 and the duty ratio command signal 153 is shown in FIG.
The frequency and the duty ratio of the synchronization signal 100 are changed so as to increase along a curve whose derivative coefficient decreases with time. Other operations are the same as those of the first embodiment.
以上の動作により、パルス幅変調により電圧制御する
場合でもモータ起動時の始動電流と振動を抑制し、より
スムーズな起動を可能にしている。さらに、起動信号10
0の周波数とデューティ比を時間とともに第２図に示す
ような曲線に沿って増加させることにより、起動時間の
短縮が図れ、起動に伴う大電流と振動の持続時間を短縮
することができる。With the above operation, even when the voltage is controlled by the pulse width modulation, the starting current and the vibration at the time of starting the motor are suppressed, and the starting can be performed more smoothly. In addition, the start signal 10
By increasing the frequency of 0 and the duty ratio over time along a curve as shown in FIG. 2, the start-up time can be shortened, and the duration of a large current and vibration accompanying the start-up can be shortened.
次に、第３図により、本発明の第３の実施例について
説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
装置の構成は第１の実施例と同一のため、説明を省略
する。Since the configuration of the device is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
第１の実施例において、同期信号100とデューティ比
指令信号153の変化のさせ方を、第３図に示すように、
同期信号100の周波数とデューティ比が時間とともにそ
の傾きが減少する３つの直線に沿って増加するように変
化させる。これら以外の動作は第１の実施例と同様であ
る。In the first embodiment, the manner in which the synchronization signal 100 and the duty ratio command signal 153 are changed as shown in FIG.
The frequency and the duty ratio of the synchronization signal 100 are changed so as to increase along three straight lines whose inclination decreases with time. Other operations are the same as those of the first embodiment.
以上の動作により、パルス幅変調により電圧制御する
場合でもモータ起動時の始動電流と振動を抑制し、より
スムーズな起動を可能にしている。さらに、起動信号10
0の周波数とデューティ比を時間とともに第３図に示す
ような３つの直線に沿って増加させることにより、起動
時間の短縮が図れ、起動に伴う大電流と振動の持続時間
を短縮することができる。さらに、同期信号100の周波
数とデューティ比の変化を直線化することにより、それ
らの変化パターンの生成が簡単な比例式の演算により行
え、同期信号100とデューティ比指令信号153の生成が容
易になる。With the above operation, even when the voltage is controlled by the pulse width modulation, the starting current and the vibration at the time of starting the motor are suppressed, and the starting can be performed more smoothly. In addition, the start signal 10
By increasing the frequency of 0 and the duty ratio with time along three straight lines as shown in FIG. 3, the start-up time can be shortened, and the duration of the large current and vibration accompanying the start-up can be shortened. . Further, by linearizing the change of the frequency and the duty ratio of the synchronization signal 100, the generation of those change patterns can be performed by a simple proportional calculation, and the generation of the synchronization signal 100 and the duty ratio command signal 153 becomes easy. .
なお、第１〜第３の実施例において同期信号発生回路
10及び回転磁界発生回路11はそれぞれ単独の回路とした
が、これらの回路機能の一部または全てをマイクロコン
ピュータ15に行わせてもよい。さらに第１〜第３の実施
例では、周波数とデューティ比の両方が時間とともに一
定の傾きの直線、あるいは微分係数が減少する曲線、あ
るいは傾きが減少する３つの直線に沿って増加するよう
に変化させたが、周波数とデューティ比の一方を一定の
傾きの直線、他方を微分係数が減少する曲線に沿って変
化させると言うふうに、これらの直線または曲線を適宜
に組み合わせても同様な効果が得られる。In the first to third embodiments, the synchronizing signal generation circuit
Although each of the circuit 10 and the rotating magnetic field generation circuit 11 is a single circuit, a part or all of these circuit functions may be performed by the microcomputer 15. Further, in the first to third embodiments, both the frequency and the duty ratio change so as to increase along a straight line having a constant slope with time, a curve having a decreasing differential coefficient, or three straight lines having a decreasing slope. However, similar effects can be obtained by appropriately combining these straight lines or curves, such as changing one of the frequency and the duty ratio along a straight line with a constant slope and the other along a curve with a decreasing differential coefficient. can get.
発明の効果 以上のように本発明は、中性点非接地に結線された３
相電機子巻線と、直流電源と、前記電機子巻線への電流
を通電、遮断する半導体スイッチング素子群と、磁石回
転子を有するブラシレスモータと、起動指令手段と、前
記起動指令手段の指令により同期信号を出力する同期信
号発生手段と前記同期信号発生手段より出力される信号
を用いて前記電機子巻線に回転磁界を発生させる回転磁
界発生手段と、前記電機子巻線に誘起される電圧信号に
よって前記電機子巻線と前記磁石回転子の相対的位置を
検出する位置検出手段と、前記回転磁界発生手段の出力
信号と前記位置検出手段の出力信号を選択し、切り換え
て出力する切換手段と、前記切換手段に切換指令を与え
る切換指令手段と、前記切換手段の出力信号を用いて前
記スイッチング素子群の駆動信号を生成する駆動信号発
生手段と、デューティ比指令手段と、前記駆動信号発生
手段の出力信号に前記デューティ比指令手段の指令に基
づいてパルス幅変調をかけるパルス幅変調手段を設け、
前記同期信号発生手段の出力信号の周波数と、前記デュ
ーティ比を同時に時間とともに一定の傾きの直線に沿っ
て増加させることにより、パルス幅変調により電圧制御
する場合でもモータ起動時の始動電流と振動を抑制し、
スムーズな起動を可能としている。Advantageous Effects of the Invention As described above, the present invention provides a three-wire connection with a neutral point and no ground.
Phase armature winding, a DC power supply, a semiconductor switching element group for energizing and interrupting a current to the armature winding, a brushless motor having a magnet rotor, start command means, and a command for the start command means. A synchronizing signal generating means for outputting a synchronizing signal, a rotating magnetic field generating means for generating a rotating magnetic field in the armature winding using a signal output from the synchronizing signal generating means, A position detecting means for detecting a relative position between the armature winding and the magnet rotor based on a voltage signal; and a switch for selecting, switching and outputting an output signal of the rotating magnetic field generating means and an output signal of the position detecting means. Means, switching command means for giving a switching command to the switching means, drive signal generating means for generating a drive signal for the switching element group using an output signal of the switching means, And I ratio command means, a pulse width modulation means for applying a pulse width modulation on the basis of a command of the duty ratio command means the output signal of the drive signal generating means is provided,
By simultaneously increasing the frequency of the output signal of the synchronization signal generating means and the duty ratio along a straight line having a constant slope with time, the starting current and the vibration at the time of starting the motor even when the voltage is controlled by pulse width modulation. Curb,
Enables a smooth startup.
また、前記同期信号発生手段の出力信号の周波数と、
デューティ比との増加時には、それらの少なくとも一方
は時間とともにその微分係数が減少する曲線に沿って増
加させ、他方は時間とともに一定の傾きの直線に沿って
増加させることにより、起動時間の短縮が図れ、起動に
伴う大電流と振動の持続時間を短縮することができる。Further, the frequency of the output signal of the synchronization signal generating means,
When the duty ratio increases, at least one of them increases along a curve whose derivative decreases with time, and the other increases along a straight line having a constant slope with time, thereby shortening the startup time. In addition, it is possible to reduce the duration of a large current and vibration associated with starting.
さらに、前記同期信号発生手段の出力信号の周波数
と、デューティ比との増加時には、それらの少なくとも
一方は時間とともにその傾きが減少する複数の直線に沿
って増加させ、他方は時間とともにその微分係数が減少
する曲線、あるいは一定の傾きの直線に沿って増加させ
ることにより、起動時間の短縮が図れ、起動に伴う大電
流と振動の持続時間を短縮することができるとともに、
容易に起動パターンの生成を行うことができる。Further, when the frequency of the output signal of the synchronizing signal generation means and the duty ratio increase, at least one of them increases along a plurality of straight lines whose slope decreases with time, and the other has its derivative with time. By increasing along a decreasing curve or a straight line with a constant slope, the startup time can be shortened, and the duration of the large current and vibration accompanying the startup can be shortened,
An activation pattern can be easily generated.
第１図〜第３図はそれぞれ本発明の第１〜第３の実施例
におけるブラシレスモータ起動装置の同期信号周波数と
デューティ比の時間的増加のさせ方を表した図、第４図
は第１〜第３の実施例におけるブラシレスモータ起動装
置のブロック図、第５図は同ブラシレスモータ起動装置
の構成図、第６図は第５図の構成における各部波形図で
ある。 １……直流電源、２……半導体スイッチング素子群、３
……ブラシレスモータ、４……電機子巻線、５……磁石
回転子、６……位置検出手段、７……切換手段、８……
駆動信号発生手段、９……パルス幅変調手段、10……同
期信号発生手段、11……回転磁界発生手段、12……起動
指令手段、13……切換指令手段、14……デューティ比指
令手段、15……マイクロコンピュータ、100……同期信
号、151……起動指令信号、152……切換信号、153……
デューティ比指令信号。FIGS. 1 to 3 show how the synchronous signal frequency and the duty ratio of the brushless motor starting device in the first to third embodiments of the present invention are increased over time, and FIG. FIG. 5 is a block diagram of the brushless motor starting device in the third to third embodiments, FIG. 5 is a configuration diagram of the brushless motor starting device, and FIG. 6 is a waveform diagram of each part in the configuration of FIG. 1 DC power supply 2 Semiconductor switching element group 3
... brushless motor, 4 ... armature winding, 5 ... magnet rotor, 6 ... position detecting means, 7 ... switching means, 8 ...
Drive signal generating means 9, 9 pulse width modulating means 10, synchronous signal generating means 11, rotating magnetic field generating means 12, start command means 13, switching command means 14, duty ratio command means , 15 microcomputer, 100 synchronization signal, 151 start command signal, 152 switching signal, 153
Duty ratio command signal.
Claims (4)
機子巻線に誘起される電圧信号を検出し、この電圧信号
を変換して得られる信号により前記ブラシレスモータの
転流信号を生成することで回転子磁極位置検出器を省略
したブラシレスモータにおいて、モータ起動後一定時間
は前記ブラシレスモータの電機子巻線に発生させる回転
磁界の周波数とモータ印加電圧の制御手段としてのデュ
ーティ比とを時間とともに、微分係数が増加しない曲線
に沿って増加させ、前記回転磁界の周波数とデューティ
比とが所定の値に到達した後はそれらの値を維持し、一
定時間経過後は前記電圧信号を変換して得られる信号に
基づいて前記ブラシレスモータを駆動するブラシレスモ
ータの起動方法。A voltage signal induced in an armature winding of a brushless motor having a magnet rotor is detected, and a commutation signal of the brushless motor is generated by a signal obtained by converting the voltage signal. In a brushless motor in which the rotor magnetic pole position detector is omitted, for a certain period of time after starting the motor, the time of the frequency of the rotating magnetic field generated in the armature winding of the brushless motor and the duty ratio as control means of the motor applied voltage, along with time, The derivative is increased along a curve where the derivative does not increase, and after the frequency and the duty ratio of the rotating magnetic field reach a predetermined value, those values are maintained, and after a certain time, the voltage signal is converted. A brushless motor that drives the brushless motor based on a received signal.
直線または複数の直線をつないで形成されたことを特徴
とする請求項１記載のブラシレスモータの起動方法。2. The brushless motor starting method according to claim 1, wherein the curve in which the differential coefficient does not increase is formed by connecting one straight line or a plurality of straight lines.
と、直流電源と、前記電機子巻線への電流を通電、遮断
する半導体スイッチング素子群と、磁石回転子を有する
ブラシレスモータと、起動指令手段と前記起動指令手段
の指令により同期信号を出力する同期信号発生手段と、
前記同期信号発生手段より出力される信号を用いて前記
電機子巻線に回転磁界を発生させる回転磁界発生手段
と、前記電機子巻線に誘起される電圧信号によって前記
電機子巻線と前記磁石回転子の相対的位置を検出する位
置検出手段と、前記回転磁界発生手段の出力信号と前記
位置検出手段の出力信号を選択し、切り換えて出力する
切換手段と、前記切換手段に切換指令を与える切換指令
手段と、前記切換手段の出力信号を用いて前記スイッチ
ング素子群の駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、
デューティ比指令手段と、前記駆動信号発生手段の出力
信号に前記デューティ比指令手段の指令に基づいてパル
ス幅変調をかけるパルス幅変調手段とを備え、前記起動
指令手段の指令発生後一定時間は、前記同期信号発生手
段の出力信号の周波数と前記デューティ比指令手段の出
力信号のデューティ比を時間とともに微分係数が増加し
ない直線に沿って増加させ、前記出力信号の周波数とデ
ューティ比とが所定の値に到達した後は、それらの値を
維持して前記磁石回転子を回転起動し、一定時間経過後
は、前記切換手段を切り換えて前記位置検出手段の出力
信号に基づいてモータを駆動するようにしたブラシレス
モータの起動装置。3. A three-phase armature winding connected to a neutral ground without ground, a DC power supply, a semiconductor switching element group for energizing and interrupting a current to the armature winding, and a magnet rotor. A brushless motor, a start command unit and a synchronization signal generation unit that outputs a synchronization signal according to a command from the start command unit,
Rotating magnetic field generating means for generating a rotating magnetic field in the armature winding using a signal output from the synchronization signal generating means; and the armature winding and the magnet by a voltage signal induced in the armature winding. Position detecting means for detecting the relative position of the rotor, switching means for selecting, switching and outputting the output signal of the rotating magnetic field generating means and the output signal of the position detecting means, and providing a switching command to the switching means Switching command means, driving signal generating means for generating a driving signal for the switching element group using an output signal of the switching means,
Duty ratio command means, and pulse width modulation means for performing pulse width modulation on the output signal of the drive signal generation means based on the command of the duty ratio command means, the fixed time after the command is issued by the start command means, The frequency of the output signal of the synchronizing signal generation means and the duty ratio of the output signal of the duty ratio command means are increased with time along a straight line in which the differential coefficient does not increase, and the frequency and the duty ratio of the output signal are set to predetermined values. After that, the values are maintained and the magnet rotor is started to rotate, and after a certain period of time, the switching means is switched to drive the motor based on the output signal of the position detection means. Brushless motor starter.
直線または複数の直線をつないで形成されたことを特徴
とする請求項３記載のブラシレスモータの起動装置。4. The brushless motor starting device according to claim 3, wherein the curve in which the differential coefficient does not increase is formed by connecting one straight line or a plurality of straight lines.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1015340A JP2887320B2 (en) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | Starting method and starting device for brushless motor |
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|---|---|---|---|
| JP1015340A JP2887320B2 (en) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | Starting method and starting device for brushless motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197291A JPH02197291A (en) | 1990-08-03 |
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| JP2553504B2 (en) * | 1985-09-13 | 1996-11-13 | 松下冷機株式会社 | Brushless DC motor |
| JPS6281991A (en) * | 1985-10-02 | 1987-04-15 | Hitachi Ltd | Controller for motor starting |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1015340A patent/JP2887320B2/en not_active Expired - Fee Related
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