JP3221686B2 - モータ速度制御用信号発生装置 - Google Patents

モータ速度制御用信号発生装置

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JP3221686B2
JP3221686B2 JP03438591A JP3438591A JP3221686B2 JP 3221686 B2 JP3221686 B2 JP 3221686B2 JP 03438591 A JP03438591 A JP 03438591A JP 3438591 A JP3438591 A JP 3438591A JP 3221686 B2 JP3221686 B2 JP 3221686B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3相全波センサレス駆
動において、センサーを用いないで、3相の内のある1
相に同期し、チャッタリングのない安定したFG信号
(モータの回転数に比例した周波数の信号)を発生させ
るモータ速度制御用信号発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来における通常のモータ速度制
御システムの一例を示す概要ブロック図で、モータ1に
取り付けたセンサー(図示しない)が回転数を検出する
と、回転数−周波数変換部2は、その回転数に比例する
周波数のFG信号(パルス波)に変換して出力し、周波
数−電圧変換部3は、そのFG信号の周波数に対応する
電圧に変換して出力し、誤差増幅部4のコンパレータ4
2は、周波数−電圧変換部3の出力した電圧と予め設定
された速度基準電圧41との差に対応する電圧の信号に
変換して出力し、リップルフィルタ5は、コンパレータ
42の出力した電圧の信号からリップルを除去した電圧
の信号を出力し、電圧−電流変換部6は、電圧の信号を
対応する電流に変換して出力することにより、モータ1
への励磁電流がコンパレータ42に設定された速度基準
電圧41に対応する電流に調整されて、モータ1の回転
速度は一定に保持される。
【0003】図5は図4の回転数−周波数変換部の具体
的な回路例を示すもので、回転数−周波数変換部2は、
増幅器21とヒステリシスコンパレータ22とで構成さ
れており、モータ1のセンサーから入力端子20を介し
て入力したサイン波信号電圧は、増幅器21で増幅され
た上、ヒステリシスコンパレータ22で基準電圧23と
比較されて、チャタリングのない安定したパルス波形に
変換された後、このパルス波形はFG信号として出力端
子24から周波数−電圧変換部3(図4参照)に出力さ
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、3相ブラシ
レスモータの駆動装置では、駆動される固定子巻線の誘
起電圧を波形整形して、モータ1の回転子の位置検出や
回転周波数の検出信号を発生させた上、その検出信号を
基にして、第1相X,第2相Y,第3相Zの3つの固定
子巻線が導通する導通角や、駆動電流を制御することに
より、モータ1の回転子の制御を行っている。
【0005】しかしながら、モータ1の駆動電流をスイ
ッチング動作させると、駆動電流の立上り時と立下り時
とにリンギングを発生するため、ヒステリシスコンパレ
ータ22(図5参照)がそのリンギングに応動して、チ
ャタリングを起こし、ヒステリシスコンパレータ22の
出力波形、つまりFG信号のデューティが崩れるという
問題がある。
【0006】そこで、この問題を解決するために、モー
タ1の固定子巻線の端子間に容量を付加して、誘起電圧
の波形をなまらせる手段が用いられているが、この手段
によって充分にリンギングを抑えようとすると、大きな
値の容量が必要となって、3相ブラシレスモータの駆動
装置の体積が大きくなると共に、コストアップになると
いう問題がある。
【0007】又、モータ1の固定子巻線の端子間に容量
を付加しないと、リンギングの高頭値が大きくなって、
固定子巻線に接続したヒステリシスコンパレータ22を
構成するトランジスタが劣化し易くなることから、固定
子巻線の端子間の容量をなくすことができないという問
題がある。
【0008】更に、図4に示すような回転数−周波数変
換部2は、素子数が多くなる上、モータ1の回転数の情
報を得るためのセンサーが必要になるため、その分、コ
ストアップになるという問題がある。
【0009】本発明は、このような事情に鑑み、少ない
素子数で、ヒステリシスコンパレータを構成するトラン
ジスタが劣化しない程度にリンギングの高頭値を抑圧す
る小さな容量であっても、チャタリングと呼ばれるノイ
ズによる影響をなくすことができると共に、3相の内の
ある1相の出力に安定同期したFG信号を得ることので
きるモータ速度制御用信号発生装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、3相モータの
固定子巻線の誘起電圧を波形整形して得た各相の電圧出
力を取り出し、3相モータの正転時は、第1相と第3相
との一致出力及び第1相と第3相との反転出力の一致出
力を、それぞれ、正逆回転制御入力電圧との一致出力を
求め、前者の第1相と第3相との一致出力、後者の第1
相と第3相との反転出力の一致出力をそれぞれラッチ回
路のセット端子とリセット端子とにそれぞれ入力させ
て、FG信号の立上り、立下りを規制する第1の手段
と、3相モータの逆転時は、第1相と第2相との一致出
力及び第1相と第2相との反転出力の一致出力を、それ
ぞれ、正逆回転制御入力電圧の反転出力との一致出力を
求め、前者の第1相と第2相との一致出力、後者の第1
相と第2相との反転出力の一致出力をそれぞれラッチ回
路のセット端子とリセット端子とにそれぞれ入力させ
て、FG信号の立上り、立下りを規制する第2の手段と
を備え、3相の内の1つの相の入力信号の周期に安定同
期したFG信号を発生させるものである。
【0011】
【作用】本発明によれば、複数の反転回路と、複数の一
致回路と、1つのラッチ回路とを用いて、各相の波形整
形された電圧出力の一致出力とモータの正逆回転制御入
力電圧との一致をとることにより、モータの固定子巻線
のスイッチング動作時のリンギングによる整形出力波形
のチャタリングがなく、3相の内の1つの相の入力信号
の周期に安定同期した方形波のFG信号が得られるた
め、後段のモータ速度制御回路の誤動作がなくなって、
モータの励磁電流が安定制御できる。
【0012】又、本発明によれば、モータの回転速度検
出用のセンサーが不要となる上、リンギングの高頭値を
抑圧するために固定子巻線の端子間に付加する容量の値
が小さくてすむため、装置の小型化、低価格化が容易に
達成できる。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例の回路図、図2は3
相モータの正転時における各部のタイミングチャート、
図3は3相モータの逆転時における各部のタイミングチ
ャートをそれぞれ示す。
【0014】図1において、x,y,zは、3相モータ
固定子巻線の誘導電圧(図示しない)をコンパレータで
変換して出力した3相X,Y,Zの方形波電圧〔図2
(1),(2)及び(3)或いは図3(1),(2)及び(3)参
照〕がそれぞれ入力する3相入力端子である。
【0015】VFRは、3相モータの正転時にHレベルと
なり、3相モータの逆転時にLレベルとなる正逆回転制
御入力電圧である。
【0016】Qa1〜Qa3はそれぞれインバータ回路で構
成される反転回路で、図2(4),(5)及び(6)或いは図
3(4),(5)及び(6)に示す3相X,Y,Zの方形波電
【外1】
【0017】Qa4及びQa5はそれぞれインバータ回路で
構成される反転回路で、Qa5は正逆回転制御入力電圧V
FRの反転信号を出力し、Qa4はQa5の出力した正逆回転
制御入力電圧VFRの反転信号を更に反転出力する、換言
すると正逆回転制御入力電圧VFRと一致した信号を出力
する。
【0018】Qb1〜Qb10はそれぞれNAND回路で構
成される一致回路で、モータの正転時は一致回路Qb2
b4,Qb6,Qb8で、モータの逆転時は一致回路Qb1
b3,Qb5,Qb7でそれぞれ一致がとられる。
【0019】Qc1はリセット付きのフリップフロップ回
路で構成されるラッチ回路で、セット端子SにはFG信
号の立上りセット入力がQb9を経て入力し、リセット端
子RにはFG信号の立下りリセット入力がQb10を経て
入力する。
【0020】VOUTはFG信号の出力端子である。
【0021】このように構成された本発明の一実施例の
動作について、図2及び図3のタイミングチャートを参
照しながら説明する。
【0022】先ず、モータの正転時(図2参照)におい
て、第1相の入力端子xに入力した信号Xと、第3相の
入力端子zに入力した信号Zとの一致を一致回路Qb2
とると、信号Xと信号Zとの双方がHレベルのときに、
一致回路Qb2の出力はLレベルとなる。
【0023】又、モータの正転時には、正逆回転制御入
力電圧VFRがHレベルとなるので、反転回路Qa5の出力
はLレベルとなり、反転回路Qa4の出力はHレベルとな
る。
【0024】そこで、一致回路Qb2の出力と反転回路Q
a4の出力との一致を一致回路Qb6でとると、一致回路Q
b6の出力がHレベルになると共に、
【外2】
【0025】即ち、ラッチ回路Qc1のセット端子Sにセ
ット信号が入力して、出力端子VOUTから出力されるF
G信号は一致回路Qb9の出力が立ち下がると同時に立ち
上がる。
【外3】
【0026】又、モータの正転時には、正逆回転制御入
力電圧VFRがHレベルであるので、反転回路Qa5の出力
はLレベルとなり、反転回路Qa4の出力はHレベルとな
る。
【0027】そこで、一致回路Qb4の出力と反転回路Q
a4の出力との一致を一致回路Qb8でとると、一致回路Q
b8の出力がHレベルになると共に、
【外4】
【0028】即ち、ラッチ回路Qc1のリセット端子Rに
リセット信号が入力して、出力端子VOUTから出力され
るFG信号は一致回路Qb10の出力が立ち下がると同時
に立ち下がる。
【0029】このように、FG信号の立上り,立下り
は、図2(9)に示すように規制されて、チャタリングが
なく、第1相の入力端子xに入力した信号Xの周期に安
定同期したFG信号が、出力端子VOUTから出力され
る。
【0030】次に、モータの逆転時(図3参照)におい
て、第1相の入力端子xに入力した信号Xと、第2相の
入力端子yに入力した信号Yとの一致を一致回路Qb1
とると、信号Xと信号Yとの双方がHレベルのときに、
一致回路Qb1の出力はLレベルとなる。
【0031】又、モータの逆転時には、正逆回転制御入
力電圧VFRがLレベルとなるので、反転回路Qa5の出力
はHレベルとなる。
【0032】そこで、一致回路Qb1の出力と反転回路Q
a5の出力との一致を一致回路Qb5でとると、一致回路Q
b5の出力がHレベルになると共に、
【外5】
【0033】即ち、ラッチ回路Qc1のセット端子Sにセ
ット信号が入力して、出力端子VOUTから出力されるF
G信号は一致回路Qb9の出力が立ち下がると同時に立ち
上がる。
【外6】
【0034】又、モータの逆転時には、正逆回転制御入
力電圧VFRがLレベルであるので、反転回路Qa5の出力
はHレベルとなる。
【0035】そこで、一致回路Qb3の出力と反転回路Q
a5の出力との一致を一致回路Qb7でとると、一致回路Q
b7の出力がHレベルになると共に、
【外7】
【0036】即ち、ラッチ回路Qc1のリセット端子Rに
リセット信号が入力して、出力端子VOUTから出力され
るFG信号は一致回路Qb10の出力が立ち下がると同時
に立ち下がる。
【0037】このように、FG信号の立上り,立下り
は、図3(9)に示すように規制されて、チャタリングが
なく、第1相の入力端子xに入力した信号Xの周期に安
定同期したFG信号が、出力端子VOUTから出力され
る。
【0038】即ち、本実施例によれば、モータの固定子
巻線のスイッチング動作時のリンギングによる整形出力
波形のチャタリングがなくなって、第1相の入力端子x
に入力した信号Xの周期に安定同期する方形波のFG信
号が得られる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータの固定子巻線のスイッチング動作時のリンギング
による整形出力波形のチャタリングがなく、3相の内の
1つの相の入力信号の周期に安定同期した方形波のFG
信号が得られるため、後段のモータ速度制御回路の誤動
作がなくなって、モータの励磁電流が安定制御できると
いう効果を奏する。
【0040】又、本発明によれば、モータの回転速度検
出用のセンサーが不要となる上、リンギングの高頭値を
抑圧するために固定子巻線の端子間に付加する容量の値
が小さくてすむため、装置の小型化、低価格化が容易に
達成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図
【図2】モータの正転時の動作を説明するタイミングチ
ャート
【図3】モータの逆転時の動作を説明するタイミングチ
ャート
【図4】従来のモータ速度制御システムの一例を示す概
要ブロック図
【図5】従来のモータ速度制御システムの回転数−周波
数変換部の具体的な回路図
【符号の説明】
x,y,z 各相X,Y,Zの入力端子 VFR 正逆回転制御入力電圧 VOUT FG信号の出力端子 Qa1〜Qa5 反転回路(インバータ回路) Qb1〜Qb10 一致回路 Qc1 ラッチ回路(フリップフロップ回路)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/00 - 6/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3相モータの固定子巻線の誘起電圧を波
    形整形して得た各相の電圧出力を取出し、前記 3相モータの正転時は第1相と第3相の一致出
    力及び第1相と第3相の反転出力の一致出力を、それ
    ぞれ、正逆回転制御入力電圧との一致出力を求め、前者
    の第1相と第3相の一致出力、後者の第1相と第3相
    の反転出力の一致出力をそれぞれラッチ回路のセット
    端子とリセット端子それぞれ入力させて、FG信号
    の立上り立下りを規制する第1の手段と、前記 3相モータの逆転時は第1相と第2相の一致出
    力及び第1相と第2相の反転出力の一致出力を、それ
    ぞれ、正逆回転制御入力電圧の反転出力との一致出力を
    求め、前者の第1相と第2相の一致出力、後者の第1
    相と第2相の反転出力の一致出力をそれぞれ前記ラッ
    チ回路のセット端子とリセット端子それぞれ入力
    て、FG信号の立上り立下りを規制する第2の手
    段とを備え、前記 3相のの1つのの電圧出力の周期に同期し
    G信号を発生させることを特徴とするモータ速度制御用
    信号発生装置。
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