JP4435635B2 - Brushless motor control device - Google Patents
Brushless motor control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4435635B2 JP4435635B2 JP2004212659A JP2004212659A JP4435635B2 JP 4435635 B2 JP4435635 B2 JP 4435635B2 JP 2004212659 A JP2004212659 A JP 2004212659A JP 2004212659 A JP2004212659 A JP 2004212659A JP 4435635 B2 JP4435635 B2 JP 4435635B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- brushless motor
- position detection
- switching
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
本発明は、冷凍機、空気調和機の圧縮機等に用いられるブラシレスモータの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a brushless motor used in a refrigerator, a compressor of an air conditioner, and the like.
従来、３相ブラシレスモータの駆動制御では、回転しているロータ位置に合わせて（同期させて）、各相のステータ巻線に通電する必要がある。ロータの位置検出において、空気調和機や冷蔵庫などで使用されている圧縮機では、内部が高温状態になり、ホールＩＣなどのロータ位置を検出するセンサを設けることが困難である。そのため、ステータ巻線の誘起電圧を検出して、ロータ位置情報とする位置検出方法が一般的に用いられている。この位置検出方法は、３相巻線の２相に通電し、残り１相の無通電巻線を利用して、ロータ側磁石の回転により生じる誘起電圧を検出して、ロータ位置を確定し、次に通電する相を順次切り替えていく方法である。 Conventionally, in the drive control of a three-phase brushless motor, it is necessary to energize the stator windings of each phase in accordance with (synchronizing with) the rotating rotor position. In the rotor position detection, in a compressor used in an air conditioner, a refrigerator, or the like, the inside becomes a high temperature state, and it is difficult to provide a sensor for detecting the rotor position such as a Hall IC. Therefore, a position detection method that detects the induced voltage of the stator winding and uses it as rotor position information is generally used. This position detection method energizes the two phases of the three-phase winding and uses the remaining one-phase non-energized winding to detect the induced voltage generated by the rotation of the rotor-side magnet, thereby determining the rotor position. Next, the energized phases are sequentially switched.
この位置検出方法を使用したブラシレスモータの制御装置として、例えば図８に示すような構成が特許文献１に開示されている。ブラシレスモータの制御装置は、直流電源１をインバータ部２でスイッチングして三相交流として、ブラシレスモータ３に供給する。また、ブラシレスモータ３の電機子巻線の端子電圧（誘起電圧）Ｕ，Ｖ，Ｗと比較用基準電圧とをそれぞれ比較器４ｕ，４ｖ，４ｗで比較し、この比較結果である位置検出信号をマイクロコンピュータ５に入力する。
As a brushless motor control device using this position detection method, for example, a configuration as shown in FIG. The brushless motor control device switches the
マイクロコンピュータ５は、ブラシレスモータ３のロータ３ａを制御するために、その位置検出信号の変化点（位置検出点）を検出し、この検出点をもとにしてインバータ部２のトランジスタからなるスイッチング素子２ｕ，２ｖ，２ｗ，２ｘ，２ｙ，２ｚを駆動し、かつその駆動期間をチョッピングする信号を制御回路６に出力する。比較用基準電圧は、インバータ部２の母線電圧Ｖｃｃを抵抗回路７で１／２に分圧して得たものである。なお、抵抗回路７を構成する２つの抵抗の抵抗値は同じである。
The
ブラシレスモータ３を運転している場合、例えばステータ巻線の端子電圧Ｕが図９（ａ）に示す形となり、この端子電圧Ｕは比較器４ｕに入力する。なお、他のステータ巻線の端子電圧Ｖ，Ｗも同様の電圧波形となり、これら電圧波形の入力電圧が比較器４ｖ，４ｗに入力する。
When the
すると、比較器４ｕは、入力電圧と比較用基準電圧とを比較して、図９（ｂ）に示す位置検出信号を出力する。比較器４ｖ，４ｗも同様の位置検出信号を出力する。 Then, the comparator 4u compares the input voltage with the reference voltage for comparison, and outputs a position detection signal shown in FIG. The comparators 4v and 4w also output similar position detection signals.
マイクロコンピュータ５は、上記位置検出信号の変化をもとにしてステータ巻線の通電切替タイミングを算出する。また、ブラシレスモータ３の現回転数および目標回転数をもとにしてＰＷＭのデューティ比（オンオフ比）を算出する。
The
制御回路６は、マイクロコンピュータ５によって算出された通電切替タイミングおよび所定デューティ比のチョッピング情報をもとにして、図９（ｃ）に示すようなインバータ部２のトランジスタを駆動する信号を出力する。
The
そして、ブラシレスモータ３の制御において、ＰＷＭ信号のデューティ比のオン時間を長くすると、ブラシレスモータ３の回転数が上昇する。デューティ比のオン時間を短くすると、ブラシレスモータ３の回転数が下降する。このようにしてデューティ比のオン時間を可変することにより、ブラシレスモータ３の回転数を目標回転数にすることができる。このようなブラシレスモータ３において、埋込磁石型のロータ３ａを用いると、弱め界磁制御を行うことにより、リラクタンストルクを有効に利用できるという利点がある。
In the control of the
しかしながら、この埋込磁石型のロータ３ａを用いた場合、図１０に示すように、誘起電圧の波形には、基準電圧とクロスするゼロクロス点Ｚｐ付近で平らになった平坦部分Ｆｔができてしまう。位置検出がこの平坦部分Ｆｔにおいて行われると、位置検出が遅れたり、早くなったりして、位置検出が不安定になるという不都合が生ずる。すると、位置検出精度が悪くなり、ブラシレスモータ３の運転が不安定となる。その結果、騒音、振動が増加し、モータ効率も悪化する。
However, when this embedded magnet type rotor 3a is used, as shown in FIG. 10, the waveform of the induced voltage has a flat portion Ft that is flat in the vicinity of the zero cross point Zp that crosses the reference voltage. . If the position detection is performed in the flat portion Ft, the position detection is delayed or accelerated, which causes a disadvantage that the position detection becomes unstable. Then, the position detection accuracy is deteriorated, and the operation of the
ロータ３ａの位置検出精度を高めるための技術が特許文献２に開示されている。すなわち、図１１に示すように、母線電圧Ｖｃｃを分圧するための抵抗回路７において、２つの抵抗７ａ、７ｂ以外に、さらに複数の抵抗７ｃ、７ｄを追加する。マイクロコンピュータ５からの制御信号によりスイッチング素子８ａ、８ｂをオンオフして、これらの追加した抵抗７ｃ、７ｄの中間点を交互に短絡することによって、仮想中性点電圧よりも高い比較用基準電圧と低い比較用基準電圧を交互に切り換えるようにした上下変動型の仮想中性点電圧を生成する。この上下変動型の仮想中性点電圧と立ち上がり時における誘起電圧との交点あるいは仮想中性点電圧と立ち下がり時における誘起電圧との交点を各比較器４ｕ，４ｖ，４ｗにより比較検出する。これによって、上記の平坦部分Ｆｔを外れた位置にゼロクロス点Ｚｐをずらすことができ、位置検出の安定化を図り、ブラシレスモータ３を安定に運転することが可能となる。
特許文献２に記載されているように、位置検出のための比較用基準電圧となる仮想中性点を変化させることによって、位置検出が不安定になるという問題を解消できる。しかし、これを実現するために、仮想中性点を生成するためのスイッチング素子を設けるとともに、その駆動制御を行う必要が生じる。新たにスイッチング素子を設けることにより、部品点数が増え、しかもスイッチング素子を駆動するタイミングをインバータ部のスイッチングのタイミングに合わせなければならず、駆動制御が複雑になる。
As described in
そこで、本発明は、上記に鑑み、部品点数を増やさずに簡単な構成によって、位置検出の信頼性を高め、安定した運転を実現できるブラシレスモータの制御装置の提供を目的とする。 Therefore, in view of the above, an object of the present invention is to provide a brushless motor control device capable of improving the reliability of position detection and realizing stable operation with a simple configuration without increasing the number of components.
本発明は、直流電源をインバータ部でスイッチングしてブラシレスモータのステータ巻線に印加し、前記ステータ巻線に発生する誘起電圧から前記ブラシレスモータのロータの位置検出を行い、この位置検出情報に基づいて前記インバータ部を駆動して前記ステータ巻線の通電を切り替えるブラシレスモータの制御装置であって、前記誘起電圧の立ち上がり時あるいは立ち下がり時に、誘起電圧と前記インバータ部の母線電圧を１／２して所定量だけシフトして得られる基準電圧とを比較することにより位置検出を行う手段と、比較結果による位置検出信号に基づき電気角Ｒ相当の時間を算出する手段と、算出された時間に基づいて前記ステータ巻線の通電を切り替える切替時間を設定する手段と、前記位置検出を行った時点から前記切替時間経過後に通電切り替えを行う手段とを有するものである。 According to the present invention, a DC power source is switched by an inverter unit and applied to a stator winding of a brushless motor, and a position of the rotor of the brushless motor is detected from an induced voltage generated in the stator winding, and based on this position detection information. A control device for a brushless motor that switches the energization of the stator winding by driving the inverter unit, and halves the induced voltage and the bus voltage of the inverter unit when the induced voltage rises or falls. A means for detecting a position by comparing with a reference voltage obtained by shifting by a predetermined amount, a means for calculating a time corresponding to the electrical angle R based on a position detection signal based on the comparison result, and a calculation based on the calculated time. Means for setting a switching time for switching energization of the stator winding, and from the time of performing the position detection to the switching time And it has a means for performing the energization switching after the elapse.
基準電圧は、母線電圧を抵抗値の異なる２つの抵抗によって分圧して決定される。これにより、基準電圧は、母線電圧を１／２した値よりも所定量だけ上下にシフトされ、母線電圧を１／２した値よりも低電圧あるいは高電圧となる。すなわち、基準電圧は、誘起電圧に生じる平坦部分を避けた電圧となり、位置検出を正確に行うことができ、位置検出が不安定になることを防げる。また、基準電圧の分圧比と同じ分圧比で誘起電圧を分圧した電圧を基準電圧と比較して、位置検出を行ってもよい。 The reference voltage is determined by dividing the bus voltage by two resistors having different resistance values. As a result, the reference voltage is shifted up and down by a predetermined amount from the value obtained by halving the bus voltage, and becomes a lower voltage or higher voltage than the value obtained by halving the bus voltage. That is, the reference voltage is a voltage that avoids a flat portion generated in the induced voltage, and position detection can be performed accurately, and position detection can be prevented from becoming unstable. Alternatively, position detection may be performed by comparing a voltage obtained by dividing the induced voltage with the same voltage division ratio as that of the reference voltage with the reference voltage.
ブラシレスモータをパルス幅変調方式で回転数制御する際、インバータ部の上相のスイッチング素子をＰＷＭスイッチングする。このとき、位置検出のタイミングは、誘起電圧の立ち上がり時とし、基準電圧は、母線電圧を１／２した値よりも低電圧側に所定量シフトさせる。また、インバータ部の下相のスイッチング素子をＰＷＭスイッチングするときには、位置検出のタイミングは、誘起電圧の立ち下がり時とし、基準電圧は、母線電圧を１／２した値よりも高電圧側に所定量シフトさせる。なお、電圧のシフトする量は、抵抗の分圧比によって決定される。 When the rotational speed of the brushless motor is controlled by the pulse width modulation method, the upper phase switching element of the inverter unit is PWM-switched. At this time, the position detection timing is when the induced voltage rises, and the reference voltage is shifted by a predetermined amount to a lower voltage side than a value obtained by halving the bus voltage. When PWM switching is performed on the lower phase switching element of the inverter unit, the position detection timing is when the induced voltage falls, and the reference voltage is a predetermined amount higher than the value obtained by halving the bus voltage. Shift. Note that the amount of voltage shift is determined by the resistance voltage dividing ratio.
そして、誘起電圧と基準電圧を比較して、そのゼロクロス点を検出したときに位置検出信号が出力される。この位置検出信号に基づき前回の位置検出から今回の位置検出までの時間を計時して、この時間を電気角Ｒに相当する時間として、この時間に基づいて第１の切替時間および第２の切替時間を設定する。なお、電気角Ｒは、矩形波、正弦波等の通電方式に応じて１２０度、１８０度、９０度等のように、（３６０／ｎ）度とされる。ｎは自然数である。また、第１の切替時間から第２の切替時間までの間隔は、電気角Ｒ／２相当の時間とする。例えば、電気角１２０度の場合、第１の切替時間から第２の切替時間までの間隔は、電気角６０度相当の時間とする。 A position detection signal is output when the induced voltage and the reference voltage are compared and the zero cross point is detected. Based on this position detection signal, the time from the previous position detection to the current position detection is counted, and this time is set as the time corresponding to the electrical angle R. Based on this time, the first switching time and the second switching time are determined. Set the time. The electrical angle R is set to (360 / n) degrees, such as 120 degrees, 180 degrees, 90 degrees, etc., depending on the energization method such as a rectangular wave or a sine wave. n is a natural number. The interval from the first switching time to the second switching time is a time corresponding to the electrical angle R / 2. For example, in the case of an electrical angle of 120 degrees, the interval from the first switching time to the second switching time is a time corresponding to an electrical angle of 60 degrees.
他の通電の切替時間の設定として、ブラシレスモータの相数がＭ、極数がｐ極（ｐは偶数）であるとき、Ｍ／２×ｐ回前の位置検出から今回の位置検出までの時間を計時して、この時間を電気角Ｒ×Ｍ／２×ｐ相当の時間とし、この時間に基づいて第１の切替時間および第２の切替時間を設定する。例えば、３相ブラシレスモータの場合、３／２×ｐ回前の位置検出から今回の位置検出までの時間を計時して、この時間を電気角Ｒ×３／２×ｐ相当の時間とし、この時間に基づいて第１の切替時間および第２の切替時間を設定する。
As another energization switching time setting, when the number of phases of the brushless motor is M and the number of poles is p poles (p is an even number), the time from the position detection before M / 2 × p times to the current position detection The time is set as a time corresponding to the electrical angle R × M / 2 × p, and the first switching time and the second switching time are set based on this time. For example, in the case of a three-phase brushless motor, the time from the
本発明によると、ロータの位置検出を行う際に、従来のような誘起電圧と比較する基準電圧を切り替えるためのスイッチング素子を不要とし、その駆動を行うための制御も不要としながら、埋込磁石型ロータなどによって生ずる誘起電圧の平坦部分を避けた部分において位置検出を行うことができる。したがって、簡単な構成で信頼性の高いブラシレスモータの制御装置を提供することができる。 According to the present invention, when detecting the position of the rotor, a switching element for switching a reference voltage to be compared with a conventional induced voltage is not required, and control for driving the embedded magnet is not required. Position detection can be performed in a portion that avoids a flat portion of the induced voltage generated by a mold rotor or the like. Therefore, a highly reliable brushless motor control device can be provided with a simple configuration.
本実施形態の３相ブラシレスモータを駆動するための制御装置の概略を図１に示す。本制御装置は、図８に示した従来のものとほぼ同じ構成であり、位置検出部および制御部から構成され、スイッチング素子、ダイオードからなる周知のインバータ部２を駆動制御する。
An outline of a control device for driving the three-phase brushless motor of the present embodiment is shown in FIG. This control apparatus has substantially the same configuration as the conventional one shown in FIG. 8, and includes a position detection unit and a control unit, and drives and controls a known
位置検出部は、ブラシレスモータ３のステータ巻線に発生する誘起電圧と比較用基準電圧とを比較してロータ３ａの位置検出を行うものであり、インバータ部２の母線電圧を分圧することによって基準電圧を生成するための基準電圧用抵抗回路１０と、誘起電圧と基準電圧とを比較する３つの比較器４ｕ，４ｖ，４ｗとから構成される。抵抗回路１０は、２つの抵抗１０ｘ，１０ｙからなり、それぞれの抵抗値は互いに異なるように設定されている。
The position detection unit compares the induced voltage generated in the stator winding of the
制御部は、各比較器４ｕ，４ｖ，４ｗから入力された位置検出信号に基づいてインバータ部２のスイッチング素子２ｕ，２ｖ，２ｗ，２ｘ，２ｙ，２ｚを制御するマイクロコンピュータ５と、マイクロコンピュータ５からの指令に基づいてスイッチング素子２ｕ，２ｖ，２ｗ，２ｘ，２ｙ，２ｚに駆動信号を出力してインバータ部２を駆動する制御回路６とから構成される。
The control unit includes a
ここで、抵抗回路１０の抵抗１０ｘの抵抗値をＸ、抵抗１０ｙの抵抗値をＹとすると、Ｘ＞Ｙとされる。このとき、基準電圧は、インバータ部２の母線電圧ＶｃｃをＹ／（Ｘ＋Ｙ）倍した値となり、図２に示すように、母線電圧を１／２した従来の基準電圧よりも低くなる。すなわち、基準電圧は、母線電圧Ｖｃｃを１／２した電圧より所定量だけ低電圧側にシフトすることになり、基準電圧は誘起電圧の平坦部分Ｆｔに対応する電圧より低い値となる。これにより、平坦部分Ｆｔを外れた位置にゼロクロス点Ｚｐをずらすことができ、位置検出時の不安定要因を排除できる。
Here, if the resistance value of the resistor 10x of the
このとき、誘起電圧の立ち上がり時のゼロクロス点は前方にシフトし、誘起電圧の立ち下がり時のゼロクロス点は後方にシフトする。このままでは、位置検出間隔がばらついてしまう。そこで、誘起電圧の立ち下がり時にゼロクロス点検出を行わず、誘起電圧の立ち上がり時にのみゼロクロス点検出を行う。制御部は、誘起電圧の立ち上がり時に位置検出部から出力された位置検出信号に基づいてロータ３ａの位置検出を行う。 At this time, the zero cross point at the rise of the induced voltage shifts forward, and the zero cross point at the fall of the induced voltage shifts backward. In this state, the position detection interval varies. Therefore, zero cross point detection is not performed when the induced voltage falls, and zero cross point detection is performed only when the induced voltage rises. The control unit detects the position of the rotor 3a based on the position detection signal output from the position detection unit when the induced voltage rises.
図８に示す従来技術であれば、誘起電圧のゼロクロス点検出は、「Ｕ相立ち上がり」→「Ｗ相立ち下がり」→「Ｖ相立ち上がり」→「Ｕ相立ち下がり」→「Ｗ相立ち上がり」→「Ｖ相立ち下がり」→「Ｕ相立ち上がり」といった順に繰り返し行われる。位置検出間隔は、電気角６０度相当の時間となる。一方、本実施形態では、誘起電圧の立ち上がり時にのみゼロクロス点検出を行うため、「Ｕ相立ち上がり」→「Ｖ相立ち上がり」→「Ｗ相立ち上がり」→「Ｕ相立ち上がり」といった順に繰り返し行われる。位置検出間隔は、電気角１２０度相当の時間となる。 In the case of the prior art shown in FIG. 8, the zero crossing point detection of the induced voltage is performed by “U phase rise” → “W phase fall” → “V phase rise” → “U phase fall” → “W phase rise” → It is repeatedly performed in the order of “V-phase falling” → “U-phase rising”. The position detection interval is a time corresponding to an electrical angle of 60 degrees. On the other hand, in this embodiment, since the zero cross point is detected only when the induced voltage rises, it is repeated in the order of “U-phase rise” → “V-phase rise” → “W-phase rise” → “U-phase rise”. The position detection interval is a time corresponding to an electrical angle of 120 degrees.
次に、ロータ３ａの位置検出を行なって、ブラシレスモータ３を駆動するときの動作を図３に基づいて説明する。「Ｕ相立ち上がり」時の位置検出のタイミングが発生すると（タイミングｔ１）、前回行った「Ｗ相立ち上がり」時の位置検出から今回の位置検出までの位置検出間隔である電気角１２０度相当の時間が測定される。この時間の測定は、マイクロコンピュータ５のタイマカウンタ機能を使用することによって行われる。マイクロコンピュータ５は、前回のゼロクロス点検出時の位置検出信号が入力したときから今回のゼロクロス点検出時の位置検出信号が入力したときまでの時間を計時する。この計時された時間が、電気角１２０度相当の時間となる。
Next, the operation when the position of the rotor 3a is detected and the
そして、マイクロコンピュータ５は、電気角１２０度相当の時間に基づいてステータ巻線の通電を切り替える切替時間を設定する。通電の切り替えは２段階で行われ、第１の切替時間および第２の切替時間が設定される。第１の切替時間は、電気角３０度相当の時間とされる。第２の切替時間は、第１の切り替え後からの時間であり、電気角６０度相当の時間とされる。
The
切替時間の設定後、タイマの計時により、位置検出時（タイミングｔ１）から電気角３０度相当の時間経過すると、１回目の通電切り替えを行う（タイミングｔ２）。通電を切り替えてから電気角６０度相当の時間経過後（位置検出時からは電気角９０度相当の時間経過後）に、２回目の通電切り替えを行う（タイミングｔ３）。その後、位置検出時から電気角１２０度相当の時間が経過して、「Ｖ相立ち上がり」時の位置検出のタイミングがくる（タイミングｔ４）。以降、同様に繰り返し、ブラシレスモータ３の駆動制御が行われる。
After the setting of the switching time, when the time corresponding to 30 electrical degrees has elapsed from the time of position detection (timing t1), the first energization switching is performed (timing t2). The second energization switching is performed after the passage of time corresponding to 60 degrees electrical angle after switching the energization (after the time corresponding to 90 degrees electrical angle from the time of position detection) (timing t3). Thereafter, a time corresponding to an electrical angle of 120 degrees elapses from the position detection, and the position detection timing at the “V-phase rising” comes (timing t4). Thereafter, the drive control of the
なお、ブラシレスモータ３の１回転分の時間に基づいて通電の切替時間を算出してもよい。ブラシレスモータ３の１回転分の時間は、次式から算出する。
（電気角１２０度相当の時間）×Ｍ／２×ｐ
ｐ：ブラシレスモータの極数（偶数）
Ｍはブラシレスモータの相数であり、ここではＭ＝３となる。例えば、ブラシレスモータ３の極数が４極であるとき、ブラシレスモータ３の１回転前にあたる６回前の位置検出から今回の位置検出までの時間は、上記のように計時した電気角１２０度相当の時間から得られる。すなわち、１回転分の時間は電気角１２０度×６＝７２０度相当の時間になる。このように算出したブラシレスモータ３の１回転分の時間に基づいて、第１の切替時間および第２の切替時間を設定する。なお、電気角１２０度相当の時間を計時する代わりに、電気角Ｒ×ｎ相当の時間、例えばＲ＝１２０度であると、電気角３６０度や７２０度相当の時間を計時してもよい。また、ブラシレスモータ３の極数は６極以上であってもよい。
The energization switching time may be calculated based on the time for one rotation of the
(Time equivalent to an electrical angle of 120 degrees) x M / 2 x p
p: Number of poles of brushless motor (even number)
M is the number of phases of the brushless motor, and here, M = 3. For example, when the number of poles of the
また、第１の切替時間を電気角３０度相当の時間、第２の切替時間を第１の通電切り替え後から電気角６０度相当の時間としたが、これに限定されるものではない。例えば、実験により、ブラシレスモータ３の効率が最適となる第１の切替時間が電気角１５度相当の値であれば、第１の切替時間を電気角１５度相当の時間としてもよい。第２の切替時間は、同様に第１の通電切り替え後から電気角６０度相当の時間とする。
In addition, the first switching time is the time corresponding to an electrical angle of 30 degrees, and the second switching time is the time corresponding to an electrical angle of 60 degrees after the first energization switching, but is not limited thereto. For example, if the first switching time at which the efficiency of the
上記実施形態では、抵抗回路１０の各抵抗１０ｘ，１０ｙの抵抗値の関係をＸ＞Ｙとしたが、Ｘ＜Ｙとしてもよい。この場合、図４に示すように、基準電圧は、インバータ部２の母線電圧を１／２した従来の基準電圧よりも高くなる。すなわち、基準電圧は、母線電圧Ｖｃｃを１／２した電圧より所定量だけ高電圧側にシフトすることになり、基準電圧は誘起電圧の平坦部分Ｆｔに対応する電圧より高い値となる。これにより、平坦部分Ｆｔを外れた位置にゼロクロス点Ｚｐをずらすことができ、位置検出時の不安定要因を排除できる。
In the above embodiment, the relationship between the resistance values of the resistors 10x and 10y of the
このとき、誘起電圧の立ち上がり時のゼロクロス点は後方にシフトし、誘起電圧の立ち下がり時のゼロクロス点は前方にシフトする。このままでは、位置検出間隔がばらついてしまう。そこで、誘起電圧の立ち上がり時にゼロクロス点検出を行わず、誘起電圧の立ち下がり時にのみゼロクロス点検出を行う。制御部は、誘起電圧の立ち下がり時に位置検出部から出力された位置検出信号に基づいてロータ３ａの位置検出を行う。ロータ３ａの位置検出に基づくブラシレスモータ３の制御は、上記と同じである。
At this time, the zero cross point at the rising of the induced voltage shifts backward, and the zero cross point at the falling of the induced voltage shifts forward. In this state, the position detection interval varies. Therefore, zero cross point detection is not performed when the induced voltage rises, and zero cross point detection is performed only when the induced voltage falls. The control unit detects the position of the rotor 3a based on the position detection signal output from the position detection unit when the induced voltage falls. The control of the
ところで、本制御装置において、ブラシレスモータ３をパルス幅変調方式で回転数制御する際、図５に示すように、上相のスイッチング素子２ｕ，２ｖ，２ｗをＰＷＭスイッチングする。この場合、通電切り替え時に発生するダイオード還流時間が上相転流時と下相転流時とで異なる。これは、下相転流時にはＤＣ電流の回生が発生するため、モータ巻線電流の立ち下がりが早くなり、ダイオード還流時間もその分上相転流時に比べ短くなるためである。ダイオード還流中は、誘起電圧の検出が不可能であるため、このダイオード還流時間はなるべく短いことが望ましい。したがって、上相のスイッチング素子２ｕ，２ｖ，２ｗをＰＷＭスイッチングする場合は、ダイオード還流時間が長くなる上相転流時、つまり誘起電圧の立ち下がり時にゼロクロス点検出を行わず、ダイオード還流時間が短くなる下相転流時、つまり誘起電圧の立ち上がり時にのみゼロクロス点検出を行う。これにより、位置検出の信頼性を向上することができる。
By the way, in this control apparatus, when the rotational speed of the
また、ブラシレスモータ３をパルス幅変調方式で回転数制御する際、図６に示すように、下相のスイッチング素子２ｘ，２ｙ，２ｚをＰＷＭスイッチングする場合には、上相転流時はＤＣ電流の回生が発生するため、モータ巻線電流の立下がりが早くなり、ダイオード還流時間もその分、下相転流時に比べ短くなる。したがって、下相のスイッチング素子２ｘ，２ｙ，２ｚをＰＷＭスイッチングする場合は、ダイオード還流時間が長くなる下相転流時、つまり誘起電圧の立ち上がり時にゼロクロス点検出を行わず、ダイオード還流時間が短くなる上相転流時、つまり誘起電圧の立ち下がり時にのみゼロクロス点検出を行う。これにより、位置検出の信頼性を向上することができる。
Further, when the rotational speed of the
さらには、誘起電圧および基準電圧を同じ比で分圧した電圧を比較器４ｕ，４ｖ，４ｗへの入力信号としてもよい。図７に示すように、各相の誘起電圧を分圧するための抵抗回路１１を設ける。抵抗回路１１は、各相に対応して３組とされ、同じ分圧比で各相の誘起電圧を分圧する。抵抗回路１１は、２つの抵抗１１ｕ１，１１ｕ２，１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｗ１，１１ｗ２からなり、抵抗１１ｕ１，１１ｕ２における分圧比は、基準電圧用抵抗回路１０における分圧比と同じ比となるように抵抗値が設定されている。他の抵抗１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｗ１，１１ｗ２も同様である。その他の構成は、図１に示す上記実施形態と同じである。
Furthermore, a voltage obtained by dividing the induced voltage and the reference voltage by the same ratio may be used as an input signal to the comparators 4u, 4v, 4w. As shown in FIG. 7, a
Ｕ相の誘起電圧は、抵抗回路１１の抵抗１１ｕ１、１１ｕ２で分圧され、比較器４ｕに入力される。Ｖ相、Ｗ相も同様に、抵抗１１ｖ１、１１ｖ２、抵抗１１ｗ１、１１ｗ２で分圧され、比較器４ｖ，４ｗに入力される。また、基準電圧用抵抗回路１０により、インバータ部２の母線電圧を１／２し、さらに所定量だけシフトし、抵抗回路１１と同じ分圧比で分圧して、この基準電圧が比較器４ｕ，４ｖ，４ｗに入力される。このように、誘起電圧および基準電圧を同じ分圧比で分圧することにより、比較器４ｕ，４ｖ，４ｗに入力される分圧後の電圧を比較器４ｕ，４ｖ，４ｗの動作範囲内に収めることができる。
The induced voltage of the U phase is divided by the resistors 11u1 and 11u2 of the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。本実施形態では、３相ブラシレスモータに適用したが、２相、４相のブラシレスモータに適用してもよい。また、電気角も１２０度以外に、９０度、１８０度の場合に適用してもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, many corrections and changes can be added to the said embodiment within the scope of the present invention. Although this embodiment is applied to a three-phase brushless motor, it may be applied to a two-phase, four-phase brushless motor. Further, the electrical angle may be applied to 90 degrees and 180 degrees other than 120 degrees.
２ インバータ部
３ ブラシレスモータ
３ａ ロータ
４ｕ，４ｖ，４ｗ 比較器
５ マイクロコンピュータ
６ 制御回路
１０ 抵抗回路
１０ｘ，１０ｙ 抵抗
2 Inverter section
3 Brushless motor
3a Rotor 4u, 4v, 4w Comparator
5 Microcomputer
6 Control circuit
10 resistance circuit 10x, 10y resistance
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004212659A JP4435635B2 (en) | 2004-07-21 | 2004-07-21 | Brushless motor control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004212659A JP4435635B2 (en) | 2004-07-21 | 2004-07-21 | Brushless motor control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006034060A JP2006034060A (en) | 2006-02-02 |
| JP4435635B2 true JP4435635B2 (en) | 2010-03-24 |
Family
ID=35899724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004212659A Expired - Fee Related JP4435635B2 (en) | 2004-07-21 | 2004-07-21 | Brushless motor control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4435635B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012105384A (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Panasonic Corp | Inverter control device and electric compressor and household electrical equipment using the same |
| JP5236038B2 (en) * | 2011-03-29 | 2013-07-17 | 三菱電機株式会社 | Drive control device for brushless motor |
| JP2012239355A (en) | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Aisin Seiki Co Ltd | Rotor position detecting device |
| JP2013005533A (en) | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Semiconductor Components Industries Llc | Drive circuit of single-phase brushless motor |
| US9166507B2 (en) * | 2013-12-26 | 2015-10-20 | Silicon Laboratories Inc. | Sensing a back electromotive force of a motor |
| JP2015171241A (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | ハミルトン・サンドストランド・コーポレイションＨａｍｉｌｔｏｎ Ｓｕｎｄｓｔｒａｎｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | Motor controller system and method of controlling motor |
-
2004
- 2004-07-21 JP JP2004212659A patent/JP4435635B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006034060A (en) | 2006-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4294602B2 (en) | Rotor magnetic pole position detecting device for multiphase motor, motor driving device including the same, and motor driving method | |
| JP5310568B2 (en) | Inverter controller, electric compressor, and household electrical equipment | |
| JP4642441B2 (en) | Method and apparatus for optimizing the efficiency of a motor operating under load | |
| Lai et al. | Novel back-EMF detection technique of brushless DC motor drives for wide range control without using current and position sensors | |
| JP2010541517A (en) | Inverter control device, motor drive device using the same, electric compressor, and household electric appliance | |
| JP2010273502A (en) | Motor drive apparatus and motor drive method | |
| US8872457B2 (en) | Method and apparatus for driving a polyphase electronically commutated electric machine and a motor system | |
| TW201125280A (en) | Variable pulse width modulation for reduced zero-crossing granularity in sensorless brushless direct current motors | |
| JP2009077503A (en) | Motor controller and controller for air conditioner | |
| US10910968B2 (en) | Motor drive device and motor drive system | |
| US7965053B2 (en) | Measurement of speed and direction of coasting permanent magnet synchronous motor | |
| JP4435635B2 (en) | Brushless motor control device | |
| JP4791319B2 (en) | Inverter device, compressor drive device and refrigeration / air-conditioning device | |
| TWI581559B (en) | System and wary for one hall sensor operation | |
| JP5412928B2 (en) | Inverter controller, electric compressor, and household electrical equipment | |
| JP2009011014A (en) | Inverter controller, electric compressor, and home electrical equipment | |
| US9287807B2 (en) | Apparatus and method of decreasing speed of sensorless brush less direct current (BLDC) motor | |
| JP5330728B2 (en) | Brushless motor drive device | |
| JP2007228788A (en) | Inverter device | |
| US11404990B2 (en) | Method for operating an electric synchronous machine | |
| KR102238456B1 (en) | Driving Circuit for driving switched reluctance motor | |
| JP5326948B2 (en) | Inverter control device, electric compressor and electrical equipment | |
| JP2008160915A (en) | Inverter controller for driving motor and apparatus employing the same | |
| JP2010259184A (en) | Inverter controller, electric compressor, and household electrical appliance | |
| Ahirwal et al. | A novel approach of rotor position detection of a sensorless BLDC motor with improved back EMF |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060912 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090625 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090707 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090821 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091201 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091224 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |