JP3360946B2

JP3360946B2 - Control circuit for brushless motor

Info

Publication number: JP3360946B2
Application number: JP18024594A
Authority: JP
Inventors: 敏明川島
Original assignee: ビーオーシーエドワーズテクノロジーズ株式会社
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 2003-01-07
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: JPH0847285A

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータの制
御回路に係り、例えば、磁気軸受式ターボ分子ポンプや
磁気軸受スピンドル等に使用されるブラシレスモータの
制御回路に関する。【０００２】【従来の技術】ブラシレスモータは、通常半導体ホール
素子を用いたホールセンサによって磁極（Ｎ極、Ｓ極）
の位置、角度を検出し、このホールセンサの出力信号
（ＯＮ／ＯＦＦ信号）に基づいてモータの各巻線の電流
を切り換えるようにしている。【０００３】図９は、従来のブラシレスモータの制御回
路を表したものである。この図に示すように、ロータ１
０は、２極の永久磁石を有しており、ロータ１０の周囲
には、永久磁石の磁束密度変化からロータ１０の回転角
度を検出するための３つのホールセンサ１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃが互いに１２０°の間隔をおいて配設されて
いる。【０００４】ホールセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、
モータ制御回路１４にそれぞれ接続されており、モータ
制御回路１４は、ホールセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ
からの信号に基づいてそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のモー
タ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗの電流を切り換えるよう
になっている。【０００５】図１０は、モータ制御回路１４によって電
流の切換制御が行われた場合の、各ホールセンサ１２
Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの出力波形Ａ、Ｂ、Ｃと、モータ巻
線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗの電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、電
圧Ｖ_U←_N、Ｖ_V←_N、Ｖ_W← _N、及び発生トルクＴの
関係を表したものである。なお、電圧Ｖ_U←_N、Ｖ_V←
_N、Ｖ_W←_Nは、それぞれ、モータ巻線１６Ｕ、１６
Ｖ、１６Ｗの中点Ｎ（図１参照）に対するＵ相、Ｖ相、
Ｗ相の電圧である。【０００６】この図に示すように、ホールセンサ１２
Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの出力からは、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ
で示すような波形の信号が得られ、モータ制御回路１４
は、これら各信号の立上りや立ち下がりに応じて、電流
Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを切り換える。【０００７】【発明が解決しようとする課題】しかし、一般にホール
センサは、磁束密度の検出感度が個々にばらついてお
り、また、その取付け位置にも若干のばらつきが生じる
ため、ロータ１０が１回転する際に発生する各相毎のホ
ールセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの出力信号が、図１
０に示したように均一な等間隔とはならない場合があ
る。【０００８】図１１は、検出感度や取付け位置にばらつ
きがある場合のホールセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの
出力波形Ａ′、Ｂ′、Ｃ′と、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと
の関係を表したものである。各ホールセンサ１２Ａ、１
２Ｂ、１２Ｃの検出感度や取付け位置にばらつきがある
と、図１１に示すように、それらの出力波形Ａ′、
Ｂ′、Ｃ′は、一点鎖線で示す角度位置から位相がずれ
てしまう。すなわち、ホールセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃの出力波形の立上り及び立ち下がりの間隔Ｔ１〜Ｔ
６が、図１１にそれぞれ示すようにばらついてしまう。
また、このばらつきによって電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの位
相も各相毎にばらついてしまう。【０００９】位相にばらつきのある巻線電流によってロ
ータ１０を回転させると、トルクリップルやロータ１０
に対して好ましくない吸引力が発生するため、従来のブ
ラシレスモータでは、回転時に振動や騒音が発生すると
いう問題があった。また、磁気軸受式ターボ分子ポンプ
等に組み込まれたブラシレスモータのように、磁気軸受
によって非接触で支持されているロータを直接ブラシレ
スモータで回転させる場合には、前述のようなセンサ出
力のばらつきに起因するトルクリップルや吸引力によっ
て、磁気軸受の低振動、低騒音といった特性が著しく損
なわれてしまう。【００１０】更に、制御型の磁気軸受の場合、ロータの
変位（振動）に対応してロータを磁気浮上させている電
磁石の磁力をフィードバック制御するため、ブラシレス
モータによってロータに振動が与えられると、磁気軸受
の制御系によって励振され、発振現象を引き起こすこと
がある。また、ロータの回転角を検出するための２つの
回転角検出センサを備えたブラシレスモータの制御回路
の場合、ロータが停止している角度位置によって、ロー
タを回転始動させることができない場合がある。【００１１】そこで、本発明は、振動や騒音を防止する
ことができるブラシレスモータの制御回路を提供するこ
とを第１の目的とする。また、本発明の目的は、どの角
度位置にロータが停止していても、ロータを回転始動さ
せることができる、２つの回転角検出センサを備えたブ
ラシレスモータの制御回路でを提供することを第２の目
的とする。【００１２】【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、ロータを回転させる３相のモータ巻線と、前記ロー
タの回転角を検出して回転に同期した同期信号を出力す
る２つの回転角検出センサＳＡ２，ＳＢ２と、前記ロー
タの回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検
出手段で検出された回転数が所定回転数以上であるか否
かを判断する回転数判断手段と、前記回転数判断手段で
前記ロータの回転数が所定回転数以上であると判断され
た場合に、前記回転角検出センサＳＡ２より出力された
同期信号から、前記ロータの回転数の３倍の周波数に同
期した逓倍同期信号を生成する逓倍同期信号生成回路
と、前記回転数判断手段で前記ロータの回転数が所定回
転数に満たないと判断された場合に、前記回転角検出セ
ンサＳＡ２，ＳＢ２からの同期信号を基に前記モータ巻
線の電流を切り換え、前記ロータの回転数が所定回転数
以上であると判断された場合に、前記逓倍同期信号生成
回路で生成された逓倍同期信号に基づいて前記各モータ
巻き線の電流を切り換える巻線電流制御手段と、前記巻
線電流制御手段により切り換えられた前記各モータ巻き
線の電流の位相を調整する位相調整回路とを具備し、前
記回転角検出センサＳＡ２，ＳＢ２は、前記モータ巻き
線に対する相対的な位置が前記ロータの回転と反対方向
にずらして取り付けられ、前記位相調整回路は、前記回
転数判断手段で前記ロータの回転数が所定回転数以上で
あると判断された場合に、前記回転角検出センサの取付
け位置のずれ分だけ前記各モータ巻き線の電流の位相を
遅らせる、ことにより前記第１及び第２の目的を達成す
る。【００１３】【００１４】【作用】請求項１に記載したブラシレスモータの制御回
路では、回転角検出センサＳＡ２，ＳＢ２を、モータ巻
き線に対する相対的な位置がロータの回転と反対方向に
ずらして取り付け、回転数判断手段でロータの回転数が
所定回転数に満たないと判断された場合に、回転角検出
センサＳＡ２，ＳＢ２からの同期信号を基にモータ巻線
の電流を切り換える。これにより、どの角度位置にロー
タが停止していても、ロータを回転始動させることがで
きる。また、回転数判断手段でロータの回転数が所定回
転数以上であると判断された場合に、回転角検出センサ
ＳＡ２より出力された同期信号から、ロータの回転数の
３倍の周波数に同期した逓倍同期信号を生成し、生成さ
れた逓倍同期信号に基づいて各モータ巻き線の電流を切
り換え、回転角検出センサの取付け位置のずれ分だけ各
モータ巻き線の電流の位相を遅らせる。従って、各モー
タ巻線の電流には、位相のばらつきが発生せず、ロータ
に不要な吸引力やトルクリップルが発生しない。【００１５】【００１６】【実施例】以下、本発明のブラシレスモータの制御回路
における一実施例を図１ないし図８を参照して詳細に説
明する。図１は、第１の実施例によるブラシレスモータ
の制御回路の主要構成を表したものである。【００１７】本実施例のブラシレスモータの制御回路２
０は、ロータ１０の回転角度を検出するための３相の回
転角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１と、ロータ１０
を回転させるためのモータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗ
と、モータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗへの電流を制御
するモータ駆動回路２２とを備えている。【００１８】回転角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１
は、ロータ１０の周囲においてその周方向に１２０°の
間隔をおいて配設されており、本実施例では、ロータ１
０が有する永久磁石の磁束密度を検出することでその回
転角を検出するホールセンサを用いる。この回転角検出
センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１の出力信号の波形は、図
１０にそれぞれＡ、Ｂ、Ｃで示したものと略同様であ
る。【００１９】一方、モータ駆動回路２２は、直流電源２
４と、三相ブリッジを形成する６つのトランジスタ２
６、２８、３０、３２、３４、３６とを備えており、所
定のゲート信号が各トランジスタ２６、２８、３０、３
２、３４、３６のベースにそれぞれ供給されることで、
モータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６ＷにそれぞれＵ相、Ｖ
相、Ｗ相の三相交流電流を供給するようになっている。【００２０】なお、図１では、ロータ１０とは別に示さ
れているが、モータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗは、ロ
ータ１０の外周部に配設されている。また、ブラシレス
モータの制御回路２０は、回転角検出センサＳＡ１の出
力信号を逓倍する逓倍同期パルス発生回路３８を備えて
いる。この逓倍同期パルス発生回路３８は、回転角検出
センサＳＡ１の出力信号（図１０における波形Ａ参照）
からロータ１０における回転数の３倍の周波数に同期し
た逓倍同期信号を発生するもので、本実施例では、例え
ば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop)方式により行うように
なっている。【００２１】一方、回転角検出センサＳＡ１には、回転
数検出回路４０も接続されている。回転数検出回路４０
は、回転角検出センサＳＡ１の出力信号からロータ１０
の回転数を検出し、検出した回転数をコンパレータ４２
に供給するようになっている。コンパレータ４２には、
基準値設定回路４４に予め設定された所定回転数の値
（基準値）が供給されるようになっており、この基準値
設定回路４４からの所定回転数と、回転数検出回路４０
からの検出回転数とを比較するようになっている。【００２２】また、本実施例におけるブラシレスモータ
の制御回路２０は、ゲートドライブ信号生成回路４６を
備えている。ゲートドライブ信号生成回路４６は、モー
タ駆動回路２２の各トランジスタ２６、２８、３０、３
２、３４、３６のベースとそれぞれ接続されており、こ
れらに順次所定のタイミングでゲート信号を供給するこ
とで、モータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗへの供給電流
を切り換えるようになっている。【００２３】また、ゲートドライブ信号生成回路４６に
は、回転角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１と逓倍同
期パルス発生回路３８とが接続されており、回転角検出
センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１からは図１０のＡ、Ｂ、
Ｃで示したような波形のセンサ信号が、逓倍同期パルス
発生回路３８からは、ロータ１０の回転数の３倍に同期
した逓倍同期信号（図２のＤ参照）が、それぞれ供給さ
れるようになっている。【００２４】更に、ゲートドライブ信号生成回路４６に
は、コンパレータ４２が接続されており、回転数検出回
路４０の検出回転数と基準値設定回路４４の所定回転数
との比較の結果、ロータ１０の回転数が所定回転数以上
であるか否かを示す信号が、供給されるようになってい
る。【００２５】本実施例のゲートドライブ信号生成回路４
６では、コンパレータ４２からの信号に応じて、回転角
検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１からのセンサ信号
と、逓倍同期パルス発生回路３８からの逓倍同期信号の
いずれか一方に基づいて、モータ駆動回路２２の制御を
行うようになっている。【００２６】すなわち、ロータ１０の回転数が所定回転
数未満である旨を示す信号がコンパレータ４２から供給
された場合には、回転角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、Ｓ
Ｃ１からのセンサ信号に同期して、所定回転数以上であ
る旨の信号が供給された場合には、逓倍同期パルス発生
回路３８からの逓倍同期信号に同期して、モータ駆動回
路２２へのゲート信号を出力するようになっている。【００２７】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。本実施例では、ロータ１０の回転数
が所定の回転数未満の場合と以上の場合とで動作が異な
るので、以下、始動時を含め回転数が所定回転数未満の
時のロータ１０の回転を低速回転、所定回転数以上の時
のロータ１０の回転を定常回転として、それぞれの場合
の動作について説明する。【００２８】（低速回転時）ロータ１０の回転始動時に
は、回転数検出回路４０で検出されるロータ１０の回転
数が０であるので、逓倍同期パルス発生回路３８には、
周期性を有するセンサ信号を供給されず、逓倍同期信号
は発生しない。また、ゲートドライブ信号生成回路４６
には、コンパレータ４２からロータ１０の回転数が基準
値設定回路４４に設定された所定の回転数未満である旨
を示す信号が供給される。【００２９】これにより、ゲートドライブ信号生成回路
４６は、回転角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１から
の３つのセンサ信号を基に、モータ駆動回路２２の制御
を行う。すなわち、図１０のＡ、Ｂ、Ｃに示したような
回転角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１のセンサ信号
の立上りや立上りに同期して所定のゲート信号を各トラ
ンジスタ２６、２８、３０、３２、３４、３６に順次供
給する。これにより、モータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６
Ｗには、図１０にＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗで示したような電流
が供給され、同図にＴで示したような回転トルクが発生
して、ロータ１０を回転させる。【００３０】（定常回転時）ロータ１０の回転数が上昇
し、基準値設定回路４４に設定された所定回転数より速
くなると、コンパレータ４２からゲートドライブ信号生
成回路４６には、ロータ１０の回転数が所定回転数以上
である旨の信号が供給される。【００３１】一方、逓倍同期パルス発生回路３８では、
回転角検出センサＳＡ１からロータ１０の回転に同期し
た周期的なセンサ信号（図１０のＡ参照）が供給される
ようになるので、このセンサ信号から回転数の３倍に同
期した逓倍同期信号が生成され、ゲートドライブ信号生
成回路４６に供給される。【００３２】ゲートドライブ信号生成回路４６は、コン
パレータ４２から、ロータ１０の回転数が所定回転数以
上になった旨の信号を受信しているので、回転角検出セ
ンサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１からの信号の代わりに、逓
倍同期パルス発生回路３８からの逓倍同期信号を基に、
モータ駆動回路２２の制御を行う。すなわち、逓倍同期
信号の立上りや立ち下がりに同期して、モータ駆動回路
２２の各トランジスタ２６、２８、３０、３２、３４、
３６に所定のゲート信号を順次供給する。【００３３】図２は、ゲートドライブ信号生成回路４６
によるモータ駆動回路２２の制御によって、各モータ巻
線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗに供給される電流Ｉｕ、Ｉ
ｖ、Ｉｗを表したものである。この図に示すように、逓
倍同期パルス発生回路３８で発生する逓倍同期信号Ｄ
は、回転角検出センサＳＡ１におけるセンサ信号Ａ１の
３倍の周波数を有している。【００３４】また、逓倍同期信号Ｄは、逓倍同期パルス
発生回路３８によって生成された信号であるため、従来
の図１１に示したセンサ信号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′のよう
に、個々のセンサの特性や取付け位置に起因した信号の
ばらつきが発生しない。そのため、図２においてＴ１〜
Ｔ６で示すように、逓倍同期信号Ｄの周期は、それぞれ
等間隔となる。【００３５】本実施例では、ゲートドライブ信号生成回
路４６が、この等間隔の逓倍同期信号Ｄにおける立上り
や立ち下がりに同期して、モータ駆動回路２２の制御を
行うので、図２に示すように、モータ巻線１６Ｕ、１６
Ｖ、１６Ｗの電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの波形にもばらつき
が生じない。従って、トルクリップルや不要な吸引力が
発生せず、振動や騒音の発生させることなくロータ１０
を回転させることができる。【００３６】以上説明したように、本実施例では、回転
角検出センサＳＡ１のセンサ信号Ａ１から、逓倍同期信
号Ｄを生成するようにしているので、従来と同様の回転
角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１を用いてブラシレ
スモータの制御回路２０を構成することができ、回路構
成を簡単にすることができる。【００３７】また、前述したように、ロータ１０が停止
状態の時には、逓倍同期パルス発生回路３８において逓
倍同期信号が得られないので、本実施例では、低回転時
に従来と同様に回転角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ
１の３つのセンサ信号を用いてロータ１０を始動させる
ようにしている。従って、起動時の発生トルクが大き
く、ロータ１０をスムーズに回転始動させることができ
る。【００３８】更に、低振動、低騒音が可能な本実施例に
よるブラシレスモータの制御回路２０を用いて磁気軸受
によって支持されたロータを回転駆動する場合には、発
振が起こりにくいので、磁気軸受による出力が小さくて
済み、運転効率が良くなる。次に、第２の実施例につい
て説明する。なお、第１の実施例と同様の構成について
は同一の符号を付し、その詳細な説明は適宜省略するこ
ととする。【００３９】図３は、第２の実施例によるブラシレスモ
ータの制御回路５０の主要構成を表したものである。本
実施例におけるブラシレスモータの制御回路５０は、ロ
ータ１０の回転角を検出するための２つの回転角検出セ
ンサＳＡ２、ＳＢ２を備えている。【００４０】これら回転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２
は、それぞれゲートドライブ信号生成回路４６に接続さ
れ、回転角検出センサＳＡ２は、更に逓倍同期パルス発
生回路３８と回転数検出回路４０とに接続されている。
逓倍同期パルス発生回路３８は、回転角検出センサＳＡ
２のセンサ信号から、ロータ１０の回転数の３倍に同期
した逓倍同期信号を生成し、ゲートドライブ信号生成回
路４６に供給するようになっている。【００４１】ゲートドライブ信号生成回路４６は、第１
の実施例と同様に、コンパレータ４２での比較結果に応
じて、低速回転時には回転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２
からのセンサ信号に基づいた駆動制御を行い、定常回転
時には逓倍同期パルス発生回路３８からの逓倍同期信号
に基づいた駆動制御を行うようになっている。【００４２】本実施例では、回転角検出センサＳＡ２
が、回転角検出センサＳＢ２に対して図３において反時
計回りに１２０°回転した位置に取り付けられており、
両者の相対的な位置関係は、第１の実施例における回転
角検出センサＳＡ１、ＳＢ１と同様である。【００４３】但し、本実施例では、図示されていない
が、モータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗに対する回転角
検出センサＳＡ２、ＳＢ２の相対的な位置が、ロータ１
０の回転と反対の方向に３０°ずれている。図４は、回
転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２の取付け角度の例をいく
つか表したものである。【００４４】本実施例では、回転角検出センサＳＡ２、
ＳＢ２が、図４（Ａ）に示すように、矢印Ｒで示すロー
タ１０の回転方向と反対の方向に３０°回転した位置に
取り付けられている。一方、図示しないが、モータ巻線
１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗは第１の実施例と同様の位置に
配設されているため、回転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２
の取付け位置は、モータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗに
対して３０°ずれている。【００４５】なお、回転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２の
位置を第１の実施例と同様にし、モータ巻線１６Ｕ、１
６Ｖ、１６Ｗの位置の方を、ロータ１０の回転方向（矢
印Ｒ方向）に３０°ずらすことで、両者の相対的な位置
をずらしてもよい。本実施例において、回転角検出セン
サＳＡ２、ＳＢ２の位置を第１の実施例の回転角検出セ
ンサＳＡ１、ＳＢ１の位置より３０°ずらしているの
は、以下の理由による。【００４６】すなわち、第１の実施例と同様に回転角検
出センサＳＡ２、ＳＢ２を図４（Ｂ）に示す位置に配置
した場合、これらのセンサ信号を用いた低回転時の駆動
制御においては、モータ巻線１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗの
発生するトルクが、ロータ１０の回転位置によって０に
なる場合があるからである。【００４７】図５は、図４（Ｂ）で示す位置に取付けら
れた回転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２のセンサ信号に基
づいて、ゲートドライブ信号生成回路４６がモータ駆動
回路２２の制御を行った場合の巻線電流、電圧及び発生
トルクを表したものである。図４（Ｂ）で示すように回
転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２を配置すると、これらの
センサ信号Ａ２、Ｂ２に基づいて行われる低速回転時の
駆動制御では、図５におけるＯ点（０°）及びＰ点（１
８０°）の角度位置において、発生トルクＴが０となっ
てしまう。【００４８】従って、この角度位置で、ロータ１０が停
止している状態では、ロータ１０を回転始動させること
ができないという不都合が生じる。本実施例では、この
ようなトルクＴが０となる角度位置をなくすために、回
転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２の取付け位置をずらして
いる。【００４９】図６は、図４（Ａ）で示す位置に取付けら
れた回転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２のセンサ信号に基
づいて、ゲートドライブ信号生成回路４６がモータ駆動
回路２２の制御を行った場合の巻線電流、電圧及び発生
トルクを表したものである。本実施例のように、図４
（Ａ）で示す位置に回転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２が
取り付けられていると、これらのセンサ信号Ａ２、Ｂ２
を用いた低速回転時の駆動制御においては、図６に示す
ようにトルクＴが０となる角度位置はない。従って、ど
の角度位置にロータ１０が停止していても、ロータ１０
を回転始動させることができる。【００５０】但し、この場合回転角検出センサＳＡ２の
センサ信号Ａ２の位相が３０°進むので、逓倍同期パル
ス発生回路３８において生成される逓倍同期信号の位相
もその分進んでしまう。従って、ゲートドライブ信号生
成回路４６が逓倍同期信号に基づいてモータ駆動回路２
２を制御する定常回転時には、逓倍同期信号の位相の進
みに応じて巻線電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの位相もずれてし
まう。【００５１】そこで、本実施例のブラシレスモータの制
御回路５０は、逓倍同期信号を用いた定常回転時の駆動
制御において、ゲートドライブ信号生成回路４６がモー
タ駆動回路２２へと供給するゲート信号の位相を回転角
検出センサＳＡ２の取付け位置のずれ分（３０°）遅ら
せる位相調整回路５２を備えている。【００５２】この位相調整回路５２により、本実施例に
おいても、定常回転時における巻線電流の変化は、図２
に示したものと同様になる。なお、回転角検出センサＳ
Ａ２、ＳＢ２は、他の位置に取り付けてもよい。例え
ば、図４（Ｃ）に示すように、一方の回転角検出センサ
ＳＡ２を第１の実施例における回転角検出センサＳＡ１
と同じ位置に取付け、他方の回転角検出センサＳＢ２を
回転角検出センサＳＡ２から９０°回転した位置に取り
付けてもよい。【００５３】図７は、図４（Ｃ）で示す位置に取付けら
れた回転角検出センサＳＡ２、ＳＢ２のセンサ信号に基
づいて、ゲートドライブ信号生成回路４６がモータ駆動
回路２２の制御を行った場合の巻線電流、電圧及び発生
トルクを表したものである。回転角検出センサＳＡ２、
ＳＢ２を図４（Ｃ）に示す位置取付けた場合でも、これ
らのセンサ信号を基にして行われる駆動制御において
は，図７に示すように、発生するトルクＴが０となる角
度位置は存在しない。また、この場合、回転角検出セン
サＳＡ２のセンサ信号Ａ２の位相はずれないので、位相
調整回路５２を設ける必要がなく、前記第２の実施例の
構成よりも簡易な構成にすることができる。【００５４】なお、図４（Ｂ）で示す位置に回転角検出
センサＳＡ２、ＳＢ２を配置し、図５の点Ｏや点Ｐでロ
ータ１０が停止しないような機構を設けることで、ロー
タ１０の始動不能を防止してもよい。例えば、点Ｏや点
Ｐの位置にロータ１０の永久磁石と反発する磁極を配設
し、その回転位置にロータ１０が停止しないようにす
る。【００５５】次に、第３の実施例について説明する。な
お、第１及び第２の実施例と同様の構成については同一
の符号を付し、その詳細な説明は適宜省略することとす
る。図８は、第３の実施例によるブラシレスモータの制
御回路６０の主要構成を表したものである。【００５６】この図に示すように、本実施例では、１つ
の回転角検出センサＳＡ３のみが、ロータ１０の周囲に
取り付けられている。この回転角検出センサＳＡ３は、
ゲートドライブ信号生成回路４６や逓倍同期パルス発生
回路３８、及び回転数検出回路４０と接続されており、
これらにセンサ信号を供給するようになっている。【００５７】また、本実施例のブラシレスモータの制御
回路は、ロータ１０の回転位置に係わりなく、ゲートド
ライブ信号生成回路４６に所定周波数の信号を供給する
ことで、ゲートドライブ信号生成回路４６によってモー
タ駆動回路２２を強制的に駆動させる自起動周波数発生
回路６２を備えている。【００５８】すなわち、本実施例では、ロータ１０の回
転角を検出する手段が回転角検出センサＳＡ３のみであ
るため、ロータ１０の回転始動時にその角度位置が分か
らない。このため、回転角検出センサＳＡ３のセンサ信
号に基づいた巻線電流の切り換え制御を行うことができ
ず、回転始動できない。従って、本実施例では、自起動
周波数発生回路６２がゲートドライブ信号生成回路４６
に所定周波数の信号を供給し、巻線電流を強制的に切り
換えることで、ロータ１０をパルスモータ的に始動させ
るようになっている。【００５９】他の構成、及び始動時以外の動作は、第１
及び第２の実施例と同様である。本実施例では、回転角
検出センサの数が他の実施例に比べて少ないので、製造
コストを低くすることができる。なお、以上の各実施例
では、回転角検出センサＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１、ＳＡ
２、ＳＢ２、及びＳＡ３として、ホールセンサを用いた
が、他のセンサを用いてもよい。例えば、インダクタン
ス変換型の磁気センサを用いてもよい。但し、この場
合、ロータ１０に磁性材料で形成された回転位置検出板
を取付ける。また、渦電流センサ、ＭＲ素子センサ、フ
ォトセンサ、レゾルバ等を用いてロータ１０の回転角度
を検出するようにしてもよい。【００６０】また、以上の各実施例では、逓倍同期パル
ス発生回路３８がＰＬＬ方式によってロータ１０の回転
数の３倍に同期した逓倍同期信号を生成していたが、他
の方式によって同期信号を生成してもよい。更に、３相
以外の、例えば２相、あるいは４相のブラシレスモータ
についても、本発明を適用することができる。但し、２
相の場合には、逓倍同期パルス発生回路３８は、回転角
検出センサのセンサ信号からロータ１０の回転数の２倍
の周波数に同期した信号を、４相のブラシレスモータの
場合には、回転数の４倍の周波数に同期した信号を生成
するようにする。【００６１】【発明の効果】本発明のブラシレスモータの制御回路に
よれば、回転角検出センサＳＡ２，ＳＢ２を、モータ巻
き線に対する相対的な位置がロータの回転と反対方向に
ずらして取り付け、回転数判断手段でロータの回転数が
所定回転数に満たないと判断された場合に、回転角検出
センサＳＡ２，ＳＢ２からの同期信号を基にモータ巻線
の電流を切り換えるので、どの角度位置にロータが停止
していても、ロータを回転始動させることができる。ま
た、回転数判断手段でロータの回転数が所定回転数以上
であると判断された場合に、回転角検出センサＳＡ２よ
り出力された同期信号から、ロータの回転数の３倍の周
波数に同期した逓倍同期信号を生成し、生成された逓倍
同期信号に基づいて各モータ巻き線の電流を切り換え、
回転角検出センサの取付け位置のずれ分だけ各モータ巻
き線の電流の位相を遅らせるので、トルクリップルやロ
ータに対する不要な吸引力が発生せず振動や騒音を防止
することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a brushless motor control system.
In connection with the control circuit, for example, a magnetic bearing type turbo molecular pump or
Brushless motors used for magnetic bearing spindles, etc.
It relates to a control circuit. [0002] 2. Description of the Related Art A brushless motor is usually a semiconductor hole.
Magnetic pole (N pole, S pole) by Hall sensor using element
The position and angle of the Hall sensor
(ON / OFF signal) based on the current of each winding of the motor
Is switched. FIG. 9 shows a control circuit of a conventional brushless motor.
It represents a road. As shown in FIG.
0 has a two-pole permanent magnet, around the rotor 10
Is the rotation angle of the rotor 10 based on the change in the magnetic flux density of the permanent magnet.
Hall sensors 12A, 12A for detecting the degree
B and 12C are arranged at an interval of 120 ° from each other
I have. The Hall sensors 12A, 12B and 12C are
The motor control circuit 14 is connected to
The control circuit 14 includes the Hall sensors 12A, 12B, 12C
Mode, U-phase, V-phase, and W-phase
To switch the current of the windings 16U, 16V, 16W
It has become. [0005] FIG.
Each Hall sensor 12 when the flow switching control is performed
Output waveforms A, B, C of A, 12B, 12C and motor winding
Currents Iu, Iv, Iw,
Pressure V_U←_N, V_V←_N, V_W← _N, And of the generated torque T
It shows the relationship. Note that the voltage V_U←_N, V_V←
_N, V_W←_NAre motor windings 16U, 16U, respectively.
V, U phase, V phase with respect to the midpoint N (see FIG. 1) of 16W,
This is a W-phase voltage. [0006] As shown in FIG.
From the outputs of A, 12B, and 12C, A, B, C
A signal having a waveform as shown in FIG.
Is determined by the rise and fall of each of these signals.
Switch between Iu, Iv and Iw. [0007] However, in general, the hall
Sensors vary in their magnetic flux density detection sensitivity.
And the mounting position also varies slightly.
For this reason, each phase generated when the rotor 10 makes one rotation is used.
The output signals of the rule sensors 12A, 12B and 12C are shown in FIG.
In some cases, uniform intervals may not be obtained as shown in FIG.
You. FIG. 11 shows variations in detection sensitivity and mounting position.
Of the Hall sensors 12A, 12B, 12C
The output waveforms A ', B', C 'and the currents Iu, Iv, Iw
It expresses the relationship. Each Hall sensor 12A, 1
Variation in detection sensitivity and mounting position of 2B and 12C
And, as shown in FIG.
B 'and C' are out of phase from the angular position indicated by the dashed line.
Would. That is, the Hall sensors 12A, 12B, 1
Rise and fall intervals T1 to T of 2C output waveform
6 vary as shown in FIG.
Also, due to this variation, the positions of the currents Iu, Iv, Iw
The phases also vary from phase to phase. [0009] The winding current having a variation in phase
When the rotor 10 is rotated, the torque ripple and the rotor 10
Unfavorable suction force is generated for
With a brushless motor, if vibration or noise occurs during rotation,
There was a problem. In addition, magnetic bearing type turbo molecular pump
Magnetic bearings, like brushless motors
The rotor supported in a non-contact manner by
When rotating with a motor, the sensor output
Due to torque ripple and suction force
Characteristics such as low vibration and low noise of the magnetic bearing
Will be done. Further, in the case of a control type magnetic bearing, the rotor
The magnetic levitation of the rotor corresponding to the displacement (vibration)
Brushless for feedback control of magnet magnetic force
When vibration is applied to the rotor by the motor, the magnetic bearing
Is excited by the control system of
There is.Also, there are two types of detecting the rotation angle of the rotor.
Control circuit for brushless motor with rotation angle detection sensor
In the case of, the low
May not be able to start rotation. Therefore, the present inventionMing isPrevent vibration and noise
To provide a brushless motor control circuit capable of
AndFirst purposeAndThe purpose of the present invention is to determine which corner
Rotation start even if the rotor is stopped
With two rotation angle detection sensors
The second aim is to provide in the control circuit of the brushless motor
Target. [0012] According to the first aspect of the present invention,
Is a three-phase motor winding for rotating the rotor,
The rotation angle of the motor and output a synchronization signal synchronized with the rotation.
Two rotation angle detection sensorsSA2, SB2When,The row
Rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the motor;
Whether the rotation speed detected by the output means is equal to or higher than a predetermined rotation speed
Means for determining the number of revolutions,In the rotation speed determining means
It is determined that the rotation speed of the rotor is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
Said,Rotation angle detection sensorSA2Output
From the synchronization signal, the same frequency as three times the rotation speed of the rotor
Synchronization signal generation circuit that generates the expected multiplication synchronization signal
When,The number of revolutions of the rotor is determined by the number of revolutions
If it is determined that the number of turns is less than the number of turns, the rotation angle detection
Motor winding based on the synchronization signals from the sensors SA2 and SB2.
The current of the wire is switched, and the rotation speed of the rotor is set to a predetermined rotation speed.
If it is determined thatMultiplier synchronization signal generation
The respective motors based on the multiplied synchronization signal generated by the circuit.
Winding current control means for switching the current of the winding;
Each of the motor windings switched by the line current control means
A phase adjustment circuit for adjusting the phase of the current of the line,Previous
The rotation angle detection sensors SA2 and SB2 are
The position relative to the line is opposite to the rotation of the rotor
And the phase adjustment circuit is
When the number of rotations of the rotor is equal to or greater than a predetermined
If it is determined that the rotation angle detection sensor
Phase of the current of each motor winding by the
Delaying the first and secondAchieve the goal
You. [0013] [0014] The control circuit of the brushless motor according to claim 1 is provided.
On the road,The rotation angle detection sensors SA2 and SB2 are
Position relative to the feed line
The rotor rotation speed is determined by the rotation speed judgment means.
If it is determined that the rotation speed is less than the specified rotation speed, the rotation angle is detected.
Motor winding based on synchronization signals from sensors SA2 and SB2
Switch the current. This enables the low angle
Even if the motor is stopped, the rotor can start rotating.
Wear. In addition, the rotation speed of the rotor is set to a predetermined
If it is determined that the number of rotations is equal to or greater than
From the synchronization signal output from SA2, the rotation speed of the rotor
Generates a multiplied synchronization signal synchronized to triple the frequency, and
The current of each motor winding is cut off based on the
Change the mounting position of the rotation angle detection sensor
Delay the phase of the motor winding current.Therefore, each mode
The phase variation does not occur in the current of the
Unnecessary suction force and torque ripple are not generated. [0015] [0016] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a control circuit for a brushless motor of the present invention will be described.
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
I will tell. FIG. 1 shows a brushless motor according to a first embodiment.
Of the control circuit of FIG. The control circuit 2 for the brushless motor of this embodiment
0 is a three-phase rotation for detecting the rotation angle of the rotor 10.
Shift angle detection sensors SA1, SB1, SC1 and rotor 10
Windings 16U, 16V, 16W for rotating the motor
And control the current to motor windings 16U, 16V, 16W
And a motor drive circuit 22 that performs the operation. Rotation angle detection sensors SA1, SB1, SC1
Is 120 ° in the circumferential direction around the rotor 10.
In this embodiment, the rotor 1 is disposed at intervals.
0 by detecting the magnetic flux density of the permanent magnet
A Hall sensor that detects a turning angle is used. This rotation angle detection
The waveforms of the output signals of the sensors SA1, SB1, and SC1 are shown in FIG.
10 are substantially the same as those indicated by A, B and C, respectively.
You. On the other hand, the motor drive circuit 22
4 and 6 transistors forming a three-phase bridge 2
6, 28, 30, 32, 34, 36,
A constant gate signal is applied to each of the transistors 26, 28, 30, 3
By being supplied to the bases of 2, 34 and 36, respectively,
The motor windings 16U, 16V, 16W have U-phase, V
And a three-phase alternating current of a W phase. In FIG. 1, the rotor 10 is shown separately.
Motor windings 16U, 16V and 16W
It is arranged on the outer periphery of the motor 10. Also brushless
The motor control circuit 20 outputs the output of the rotation angle detection sensor SA1.
A multiplication synchronous pulse generation circuit 38 for multiplying the force signal is provided.
I have. The multiplication synchronous pulse generation circuit 38 detects the rotation angle.
Output signal of sensor SA1 (see waveform A in FIG. 10)
From three times the frequency of the rotor 10
In this embodiment, the multiplied synchronization signal is generated.
For example, it is necessary to use the PLL (Phase Locked Loop) method.
Has become. On the other hand, the rotation angle detection sensor SA1 has a rotation
The number detection circuit 40 is also connected. Rotation speed detection circuit 40
Is obtained from the output signal of the rotation angle detection sensor SA1.
And the detected number of rotations is compared with the comparator 42.
To be supplied. The comparator 42 includes:
The value of the predetermined number of revolutions preset in the reference value setting circuit 44
(Reference value) is supplied.
The predetermined rotation speed from the setting circuit 44 and the rotation speed detection circuit 40
Is compared with the detected rotation speed. The brushless motor according to the present embodiment
Control circuit 20 controls the gate drive signal generation circuit 46
Have. The gate drive signal generation circuit 46
Transistors 26, 28, 30, 3 of the
2, 34 and 36, respectively.
The gate signals must be supplied sequentially at a predetermined timing.
And the supply current to the motor windings 16U, 16V, 16W
Is switched. The gate drive signal generation circuit 46
Is the same as that of the rotation angle detection sensors SA1, SB1, and SC1.
Is connected to the initial pulse generation circuit 38 to detect the rotation angle.
From the sensors SA1, SB1, SC1, A, B,
A sensor signal having a waveform as shown by C is a multiplied synchronization pulse.
The generator 38 synchronizes with three times the rotation speed of the rotor 10
The multiplied synchronization signals (see D in FIG. 2) are supplied respectively.
It is supposed to be. Further, the gate drive signal generation circuit 46
Is connected to the comparator 42, and detects the number of rotations.
Detected rotation speed of road 40 and predetermined rotation speed of reference value setting circuit 44
As a result of the comparison, the rotation speed of the rotor 10 is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
Signal is supplied.
You. The gate drive signal generation circuit 4 of the present embodiment
In step 6, in accordance with the signal from the comparator 42, the rotation angle
Sensor signals from detection sensors SA1, SB1, SC1
Of the multiplied synchronization signal from the multiplied synchronization pulse generation circuit 38
Control of the motor drive circuit 22 based on either one
It is supposed to do. That is, the rotation speed of the rotor 10 is
A signal indicating that the number is less than the number is supplied from the comparator 42.
In this case, the rotation angle detection sensors SA1, SB1, S1
In synchronism with the sensor signal from C1,
Is generated, a multiplied synchronization pulse is generated.
The motor drive circuit is synchronized with the multiplication synchronization signal from the circuit 38.
A gate signal to the road 22 is output. Next, the operation of the embodiment configured as described above.
Will be described. In this embodiment, the rotation speed of the rotor 10
Operation is different between when
Therefore, hereinafter, the rotation speed including the start time is less than the predetermined rotation speed.
The rotation of the rotor 10 at low speed, when the rotation speed is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
In each case, the rotation of the rotor 10 is assumed to be a steady rotation.
Will be described. (Low-speed rotation) When the rotation of the rotor 10 is started
Is the rotation of the rotor 10 detected by the rotation speed detection circuit 40.
Since the number is 0, the multiplied synchronization pulse generation circuit 38
No periodic sensor signal is supplied.
Does not occur. Also, the gate drive signal generation circuit 46
Is based on the rotation speed of the rotor 10 from the comparator 42.
It is less than the predetermined number of revolutions set in the value setting circuit 44
Is supplied. Thus, the gate drive signal generation circuit
46 is from the rotation angle detection sensors SA1, SB1, SC1
Control of the motor drive circuit 22 based on the three sensor signals
I do. That is, as shown in FIGS.
Sensor signals of rotation angle detection sensors SA1, SB1, SC1
A predetermined gate signal in synchronization with the rise of
Transistors 26, 28, 30, 32, 34, 36
Pay. Thereby, motor windings 16U, 16V, 16
W has currents as shown by Iu, Iv, and Iw in FIG.
Is supplied, and a rotational torque as shown by T in FIG.
Then, the rotor 10 is rotated. (During steady rotation) The rotation speed of the rotor 10 increases.
The speed is higher than a predetermined rotation speed set in the reference value setting circuit 44.
The gate drive signal is generated from the comparator 42.
In the forming circuit 46, the rotation speed of the rotor 10 is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
Is supplied. On the other hand, in the multiplication synchronous pulse generation circuit 38,
Synchronized with the rotation of the rotor 10 from the rotation angle detection sensor SA1
The periodic sensor signal (see FIG. 10A) is supplied.
From this sensor signal, it is equal to three times the rotation speed.
The expected multiplication synchronization signal is generated and the gate drive signal
It is supplied to the forming circuit 46. The gate drive signal generation circuit 46
When the rotation speed of the rotor 10 is equal to or less than the predetermined rotation speed from the
Since the signal indicating that it has risen is received, the rotation angle detection
Instead of the signals from the sensors SA1, SB1, SC1,
Based on the multiplied synchronization signal from the double synchronization pulse generation circuit 38,
The control of the motor drive circuit 22 is performed. That is, multiplication synchronization
Motor drive circuit synchronized with signal rise and fall
22 transistors 26, 28, 30, 32, 34,
36, a predetermined gate signal is sequentially supplied. FIG. 2 shows a gate drive signal generation circuit 46.
Control of the motor drive circuit 22 by the
Currents Iu, I supplied to lines 16U, 16V, 16W
v and Iw. As shown in this figure,
Multiplied synchronization signal D generated by double synchronization pulse generation circuit 38
Is the sensor signal A1 of the rotation angle detection sensor SA1.
It has three times the frequency. The multiple synchronization signal D is a multiple synchronization pulse.
Since the signal is generated by the generation circuit 38,
Of the sensor signals A ', B', and C 'shown in FIG.
In addition, signal characteristics caused by the characteristics and mounting position of individual sensors
No variation occurs. Therefore, in FIG.
As shown by T6, the cycle of the multiplied synchronization signal D is
Equally spaced. In this embodiment, the gate drive signal generation circuit
The path 46 has a rising edge in the equally-spaced multiplied synchronization signal D.
Control of the motor drive circuit 22 in synchronization with the
As shown in FIG. 2, the motor windings 16U, 16U
V, 16W currents Iu, Iv, Iw also vary in waveform
Does not occur. Therefore, torque ripple and unnecessary suction force
Without any vibration and noise.
Can be rotated. As described above, in this embodiment, the rotation
From the sensor signal A1 of the angle detection sensor SA1, a multiple synchronization signal
No. D is generated.
Brushless using the angle detection sensors SA1, SB1, SC1
A motor control circuit 20.
Configuration can be simplified. Further, as described above, the rotor 10 is stopped.
In the state, the multiplication synchronous pulse generation circuit 38
In this embodiment, since the double synchronization signal cannot be obtained,
The rotation angle detection sensors SA1, SB1, SC
The rotor 10 is started using the three sensor signals 1
Like that. Therefore, the torque generated at startup is large.
And the rotor 10 can be smoothly started to rotate.
You. Further, according to the present embodiment capable of low vibration and low noise,
Bearings using brushless motor control circuit 20
When rotating the rotor supported by the
Vibration does not easily occur, so the output from the magnetic bearing is small.
Operation efficiency is improved. Next, a second embodiment will be described.
Will be explained. In addition, about the structure similar to 1st Example.
Are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted as appropriate.
And FIG. 3 shows a brushless model according to a second embodiment.
2 shows a main configuration of a data control circuit 50. Book
The control circuit 50 of the brushless motor in the embodiment
Rotation angle detection sensors for detecting the rotation angle of the
Sensors SA2 and SB2. These rotation angle detection sensors SA2, SB2
Are connected to the gate drive signal generation circuit 46, respectively.
The rotation angle detection sensor SA2 further generates a multiple synchronization pulse.
It is connected to a raw circuit 38 and a rotation speed detection circuit 40.
The multiplication synchronous pulse generation circuit 38 includes a rotation angle detection sensor SA.
Synchronized to 3 times the rotation speed of rotor 10 from 2 sensor signals
Generates the multiplied synchronization signal and generates the gate drive signal.
The air is supplied to the road 46. The gate drive signal generation circuit 46 has a first
As in the embodiment of FIG.
At the time of low-speed rotation, the rotation angle detection sensors SA2 and SB2
Drive control based on sensor signals from
Sometimes a multiplied synchronization signal from a multiplied synchronization pulse generation circuit 38
Is performed based on the drive control. In this embodiment, the rotation angle detection sensor SA2
Is opposite to the rotation angle detection sensor SB2 in FIG.
It is installed at a position that is rotated 120 degrees clockwise,
The relative positional relationship between the two is based on the rotation in the first embodiment.
This is the same as the angle detection sensors SA1 and SB1. However, in this embodiment, it is not shown.
Are the rotation angles with respect to the motor windings 16U, 16V, and 16W.
The relative position of the detection sensors SA2 and SB2
It is shifted by 30 ° in the direction opposite to the 0 rotation. FIG.
Examples of mounting angles of the shift angle detection sensors SA2 and SB2
It is a mere expression. In this embodiment, the rotation angle detection sensor SA2,
As shown in FIG. 4 (A), SB2 has a row indicated by an arrow R.
At a position rotated 30 ° in the direction opposite to the direction of rotation of the
Installed. On the other hand, although not shown, the motor winding
16U, 16V, 16W are located at the same positions as in the first embodiment.
Since they are provided, the rotation angle detection sensors SA2 and SB2
Mounting position of the motor windings 16U, 16V, 16W
It is shifted by 30 °. The rotation angle detection sensors SA2 and SB2
The positions are the same as in the first embodiment, and the motor windings 16U, 1
The direction of 6V, 16W is determined by the direction of rotation of the rotor 10 (arrow
(In the direction of mark R) by 30 °, the relative positions of the two
May be shifted. In this embodiment, the rotation angle detection sensor is used.
The positions of the sensors SA2 and SB2 are determined by the rotation angle detection cells of the first embodiment.
It is shifted 30 ° from the position of sensors SA1 and SB1
Is for the following reason. That is, the rotation angle detection is performed in the same manner as in the first embodiment.
The outgoing sensors SA2 and SB2 are arranged at the positions shown in FIG.
Drive at low rotation using these sensor signals.
In the control, the motor windings 16U, 16V, 16W
The generated torque becomes zero depending on the rotational position of the rotor 10.
This is because it may be. FIG. 5 is a view showing the state where the lens is mounted at the position shown in FIG.
Based on the detected rotation angle detection sensors SA2 and SB2.
Then, the gate drive signal generation circuit 46 drives the motor.
Winding current, voltage and generation when controlling the circuit 22
It is a representation of torque. As shown in FIG.
When the turning angle detection sensors SA2 and SB2 are arranged,
At the time of low-speed rotation performed based on the sensor signals A2 and B2
In the drive control, the point O (0 °) and the point P (1
80 °), the generated torque T becomes zero.
Would. Therefore, the rotor 10 stops at this angular position.
When the rotor 10 is stopped, the rotor 10 is started to rotate.
The inconvenience of not being able to do it occurs. In this embodiment,
In order to eliminate such an angular position where the torque T becomes zero,
Shift the mounting positions of the turning angle detection sensors SA2 and SB2
I have. FIG. 6 is a view showing the state where the light source is mounted at the position shown in FIG.
Based on the detected rotation angle detection sensors SA2 and SB2.
Then, the gate drive signal generation circuit 46 drives the motor.
Winding current, voltage and generation when controlling the circuit 22
It is a representation of torque. As in the present embodiment, FIG.
The rotation angle detection sensors SA2 and SB2 are located at the positions shown in FIG.
When attached, these sensor signals A2, B2
In the drive control at the time of low-speed rotation using
As described above, there is no angular position where the torque T becomes zero. Therefore,
Even if the rotor 10 is stopped at the angular position
Can be started to rotate. However, in this case, the rotation angle detection sensor SA2
Since the phase of the sensor signal A2 advances by 30 °, the multiplication synchronous pulse
Phase of the multiplied synchronization signal generated in the
Also advance that much. Therefore, the gate drive signal
The forming circuit 46 performs the motor driving circuit 2 based on the multiplied synchronization signal.
2 during steady rotation to control the phase of the multiplied synchronization signal.
The phases of the winding currents Iu, Iv, Iw are shifted
I will. Therefore, the control of the brushless motor of this embodiment is
The control circuit 50 is driven at the time of steady rotation using the multiplied synchronization signal.
In the control, the gate drive signal generation circuit 46
The phase of the gate signal supplied to the
Delay (30 °) by the displacement of the mounting position of detection sensor SA2
And a phase adjustment circuit 52 for adjusting the phase. With this phase adjusting circuit 52,
In this case, the change in the winding current during steady rotation is the same as in FIG.
It is the same as that shown in FIG. The rotation angle detection sensor S
A2 and SB2 may be attached to other positions. example
For example, as shown in FIG.
SA2 is the rotation angle detection sensor SA1 in the first embodiment.
And the other rotation angle detection sensor SB2
Set at a position rotated 90 ° from the rotation angle detection sensor SA2.
May be attached. FIG. 7 is a view showing the state where the lens is mounted at the position shown in FIG.
Based on the detected rotation angle detection sensors SA2 and SB2.
Then, the gate drive signal generation circuit 46 drives the motor.
Winding current, voltage and generation when controlling the circuit 22
It is a representation of torque. Rotation angle detection sensor SA2,
Even if the SB2 is mounted at the position shown in FIG.
Drive control based on these sensor signals
Is the angle at which the generated torque T becomes zero, as shown in FIG.
There is no degree position. In this case, the rotation angle detection sensor
Since the phase of the sensor signal A2 of the sensor SA2 does not deviate,
There is no need to provide the adjustment circuit 52, and the
The configuration can be simpler than the configuration. The rotation angle is detected at the position shown in FIG.
The sensors SA2 and SB2 are arranged, and the points SA and P in FIG.
By providing a mechanism so that the data 10 does not stop,
Inability to start the motor 10 may be prevented. For example, point O or point
A magnetic pole that repels the permanent magnet of rotor 10 is located at position P
So that the rotor 10 does not stop at the rotation position.
You. Next, a third embodiment will be described. What
Note that the same configuration as the first and second embodiments is the same.
And a detailed description thereof will be omitted as appropriate.
You. FIG. 8 shows the control of the brushless motor according to the third embodiment.
2 shows a main configuration of the control circuit 60. As shown in this figure, in this embodiment, one
Only the rotation angle detection sensor SA3 of FIG.
Installed. This rotation angle detection sensor SA3 is
Gate drive signal generation circuit 46 and multiplication synchronous pulse generation
Circuit 38 and a rotation speed detection circuit 40,
A sensor signal is supplied to these. Further, control of the brushless motor according to the present embodiment.
The circuit is gated regardless of the rotational position of the rotor 10.
Supplying a signal of a predetermined frequency to the live signal generation circuit 46
As a result, the mode is generated by the gate drive signal generation circuit 46.
Self-starting frequency generation for forcibly driving the data drive circuit 22
A circuit 62 is provided. That is, in this embodiment, the rotation of the rotor 10
The means for detecting the turning angle is only the rotation angle detecting sensor SA3.
Therefore, when the rotation of the rotor 10 is started, its angular position cannot be determined.
No. Therefore, the sensor signal of the rotation angle detection sensor SA3 is
Control of the winding current based on the
And cannot start rotation. Therefore, in this embodiment,
The frequency generation circuit 62 is a gate drive signal generation circuit 46
Signal of a predetermined frequency to forcibly cut off the winding current.
By changing, the rotor 10 is started like a pulse motor.
It has become so. Other configurations and operations other than those at the time of starting are described in the first section.
This is the same as in the second embodiment. In this embodiment, the rotation angle
Since the number of detection sensors is smaller than in other embodiments,
Cost can be reduced. Each of the above embodiments
Then, the rotation angle detection sensors SA1, SB1, SC1, SA
Hall sensors were used as 2, SB2 and SA3
However, other sensors may be used. For example, Inductan
A magnetic conversion type magnetic sensor may be used. However, on this occasion
In this case, a rotation position detecting plate formed of a magnetic material
Install. In addition, eddy current sensors, MR element sensors,
Rotation angle of the rotor 10 using a photo sensor, a resolver, etc.
May be detected. In each of the above embodiments, the multiplication synchronous pulse
The rotation generating circuit 38 rotates the rotor 10 by the PLL method.
A multiplied synchronization signal synchronized to three times the number was generated.
The synchronization signal may be generated by the following method. Furthermore, three phases
Other, for example, two-phase or four-phase brushless motor
The present invention can also be applied to However, 2
In the case of the phase, the multiplication synchronous pulse generation circuit 38 outputs the rotation angle
Twice the rotation speed of the rotor 10 from the sensor signal of the detection sensor
Signal synchronized to the frequency of the four-phase brushless motor
Generates a signal synchronized with the frequency of 4 times the rotation speed
To do it. [0061] According to the control circuit of the brushless motor of the present invention,
According toThe rotation angle detection sensors SA2 and SB2 are
Position relative to the feed line
The rotor rotation speed is determined by the rotation speed judgment means.
If it is determined that the rotation speed is less than the specified rotation speed, the rotation angle is detected.
Motor winding based on synchronization signals from sensors SA2 and SB2
The rotor stops at which angle position
Even if it does, the rotor can be started to rotate. Ma
In addition, the rotation speed of the rotor is not less than a predetermined
Is determined, the rotation angle detection sensor SA2 determines
From the output synchronization signal, the frequency is three times the rotation speed of the rotor.
Generates a multiplication synchronization signal synchronized with the wave number and generates the multiplication signal.
Switch the current of each motor winding based on the synchronization signal,
Each motor is wound by the displacement of the rotation angle detection sensor mounting position.
Since the current phase of the feeder is delayed,Torque ripple and b
No unnecessary suction force is applied to the motor to prevent vibration and noise
can do.

【図面の簡単な説明】【図１】本発明の第１の実施例によるブラシレスモータ
の制御回路を示した説明図である。【図２】同回路を用いてロータを回転させたときの巻線
電流、電圧、発生トルク等を示したタイミングチャート
である。【図３】本発明の第２の実施例によるブラシレスモータ
の制御回路を示した説明図である。【図４】同回路において設けられる回転角検出センサの
取付け位置の例を示した説明図である。【図５】図４（Ｂ）で示す位置に回転角検出センサを取
付けた場合の巻線電流、電圧、発生トルク等を示したタ
イミングチャートである。【図６】図４（Ａ）で示す位置に回転角検出センサを取
付けた場合の巻線電流、電圧、発生トルク等を示したタ
イミングチャートである。【図７】図４（Ｃ）で示す位置に回転角検出センサを取
付けた場合の巻線電流、電圧、発生トルク等を示したタ
イミングチャートである。【図８】本発明の第３の実施例によるブラシレスモータ
の制御回路を示した説明図である。【図９】従来のブラシレスモータの制御回路を示した説
明図である。【図１０】同回路を用いてロータを回転させたときの巻
線電流、電圧、発生トルク等の一例を示したタイミング
チャートである。【図１１】同回路を用いてロータを回転させたときの巻
線電流、電圧、発生トルク等の他例を示したタイミング
チャートである。【符号の説明】１０ロータ１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗモータ巻線２０、５０、６０ブラシレスモータの制御回路２２モータ駆動回路２４直流電源２６、２８、３０、３２、３４、３６トランジスタ３８逓倍同期パルス発生回路４０回転数検出回路４２コンパレータ４４基準値設定回路４６ゲートドライブ信号生成回路５２位相調整回路６２自起動周波数発生回路BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing a control circuit of a brushless motor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a timing chart showing winding current, voltage, generated torque, and the like when a rotor is rotated using the same circuit. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a control circuit of a brushless motor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a mounting position of a rotation angle detection sensor provided in the circuit. FIG. 5 is a timing chart showing winding current, voltage, generated torque, and the like when a rotation angle detection sensor is mounted at the position shown in FIG. 4 (B). FIG. 6 is a timing chart showing winding current, voltage, generated torque, and the like when a rotation angle detection sensor is mounted at the position shown in FIG. 4 (A). FIG. 7 is a timing chart showing winding current, voltage, generated torque, and the like when a rotation angle detection sensor is attached to the position shown in FIG. 4C. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a control circuit of a brushless motor according to a third embodiment of the present invention. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a control circuit of a conventional brushless motor. FIG. 10 is a timing chart showing an example of a winding current, a voltage, a generated torque, and the like when a rotor is rotated using the same circuit. FIG. 11 is a timing chart showing another example of the winding current, voltage, generated torque, and the like when the rotor is rotated using the same circuit. [Description of References] 10 Rotor 16U, 16V, 16W Motor winding 20, 50, 60 Brushless motor control circuit 22 Motor drive circuit 24 DC power supply 26, 28, 30, 32, 34, 36 Transistor 38 Multiplier synchronous pulse generation circuit 40 rotation speed detection circuit 42 comparator 44 reference value setting circuit 46 gate drive signal generation circuit 52 phase adjustment circuit 62 self-start frequency generation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 6/10 H02P 6/06 ──────────────────────────────────────────────────続き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) H02P 6/10 H02P 6/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】【請求項１】ロータを回転させる３相のモータ巻線
と、前記ロータの回転角を検出して回転に同期した同期信号
を出力する２つの回転角検出センサＳＡ２，ＳＢ２と、前記ロータの回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段で検出された回転数が所定回転数以
上であるか否かを判断する回転数判断手段と、前記回転数判断手段で前記ロータの回転数が所定回転数
以上であると判断された場合に、前記回転角検出センサ
ＳＡ２より出力された同期信号から、前記ロータの回転
数の３倍の周波数に同期した逓倍同期信号を生成する逓
倍同期信号生成回路と、前記回転数判断手段で前記ロータの回転数が所定回転数
に満たないと判断された場合に、前記回転角検出センサ
ＳＡ２，ＳＢ２からの同期信号を基に前記モータ巻線の
電流を切り換え、前記ロータの回転数が所定回転数以上
であると判断された場合に、前記逓倍同期信号生成回路
で生成された逓倍同期信号に基づいて前記各モータ巻き
線の電流を切り換える巻線電流制御手段と、前記巻線電流制御手段により切り換えられた前記各モー
タ巻き線の電流の位相を調整する位相調整回路とを具備
し、前記回転角検出センサＳＡ２，ＳＢ２は、前記モータ巻
き線に対する相対的な位置が前記ロータの回転と反対方
向にずらして取り付けられ、前記位相調整回路は、前記回転数判断手段で前記ロータ
の回転数が所定回転数以上であると判断された場合に、
前記回転角検出センサの取付け位置のずれ分だけ前記各
モータ巻き線の電流の位相を遅らせることを特徴とする
ブラシレスモータの制御回路。(57) [Claim 1] A three-phase motor winding for rotating a rotor, and two rotation angle detection sensors for detecting a rotation angle of the rotor and outputting a synchronization signal synchronized with the rotation. SA2, SB2, rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the rotor, and the rotation speed detected by the rotation speed detection device is equal to or less than a predetermined rotation speed.
Rotation speed determining means for determining whether the rotation speed is above or not , and wherein the rotation speed of the rotor
If it is determined that the above is satisfied, the rotation angle detection sensor
From synchronization signal output from the SA2, and multiplied synchronizing signal generating circuit for generating a multiplied synchronized signal synchronized with three times the frequency of the rotational speed of the rotor, the predetermined rotational speed rotational speed of the rotor at the rotation speed determining means
The rotation angle detection sensor
Based on the synchronization signal from SA2 and SB2,
The current is switched, and the rotation speed of the rotor is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
When it is determined that the currents of the motor windings are switched based on the multiple synchronization signal generated by the multiple synchronization signal generation circuit, the current is switched by the winding current control means. A phase adjustment circuit for adjusting the phase of the current of each motor winding, wherein the rotation angle detection sensors SA2 and SB2
The position relative to the feed line is opposite to the rotation of the rotor
The phase adjustment circuit is mounted on the rotor by the rotation speed determining means.
If it is determined that the rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed,
Each of the rotation angle detection sensors is displaced by an amount corresponding to the displacement of the mounting position.
A brushless motor control circuit, which delays the phase of a motor winding current .