JPH0487594A - Driving system for brushless motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To gradually alter the phases of currents flowing to coils of a motor under a pulse width modulation control. To smoothly rotate the motor even at a low speed by arbitrary controlling currents flowing to phases of a motor. CONSTITUTION:Switching elements 3Ua, 3Ub,..., 3Wb are controlled ON, OFF by control signals Ua, Ub, Vb, Wa, Wb from a logic driving circuit 5. These signals Ua, Ub,', Wb are output at a predetennined timing, and a pulse width modulated signal is output at the time of switching a phase pulse. As shown by a waveform B, a duty is gradually raised by the pulse width modulation. If the phase signal is switched from ON to OFF, the duty may be, on the contrary, gradually reduced by the pulse width modulation. One phase is always phase-switched and pulse width modulated. Thus, a pulse width modulator can be commonly used for the respective phases.

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、ブラシレスモータを低速で滑らかに回転さ
せる場合の駆動方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Field of Industrial Application This invention relates to a drive system for smoothly rotating a brushless motor at low speed.

（ロ）従来の技術 ブラシレスモータの駆動方式には、矩形波駆動方式と正
弦波駆動方式の２種類がある。モータ三相の場合、前者
は１電気角（３６０°）を６等分し、順次相を切り替え
ることにより６０°電気角ごとに回転させていく方式で
あり、後者は三相正弦波を加えることにより滑らかな磁
界変化により回転させていく方式である。第１図の破線
で矩形波駆動方式の波形を、−点鎖線で正弦波駆動方式
の波形をそれぞれ示している。(B) Conventional technology There are two types of drive methods for brushless motors: a rectangular wave drive method and a sine wave drive method. In the case of a three-phase motor, the former is a method in which one electrical angle (360°) is divided into six equal parts and rotated every 60° electrical angle by sequentially switching the phases, and the latter is a method in which a three-phase sine wave is applied. This is a method that rotates using smooth changes in the magnetic field. In FIG. 1, the broken line indicates the waveform of the rectangular wave drive method, and the dashed line indicates the waveform of the sine wave drive method.

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記した矩形波駆動方式はトルクリップルが無視できる
程度以上の速度で回転させる場合、あるいはトルクリッ
プルが重要な要素でない場合に採用され、部品点数が少
なく制御が単純である。しかしながらトルクリップルが
無視できないところでは使用は難しい。一方、正弦波駆
動方式は低速でも滑らかに回転させることができるが、
部品点数が多く、制御が複雑であるという問題がある。(c) Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned rectangular wave drive method is adopted when rotating at a speed higher than that at which torque ripple can be ignored, or when torque ripple is not an important factor, and it has a small number of parts and is difficult to control. It's simple. However, it is difficult to use it in places where torque ripple cannot be ignored. On the other hand, the sine wave drive system can rotate smoothly even at low speeds, but
There are problems in that the number of parts is large and the control is complicated.

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、矩形波駆動の簡易性を維持したままで正弦波駆動の
滑らかさを得ることができるブラシレスモータの駆動方
式を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a brushless motor drive system that can obtain the smoothness of sine wave drive while maintaining the simplicity of square wave drive. The purpose is

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明のブ
ラシレスモータの駆動方式は、回転子の検出位置をレゾ
ルバ、エンコーダ等により角度信号として取り出すモー
タ駆動装置において、モータのコイルに流す電流の相の
変更をパルス幅変調制御により徐々に変更するようにし
ている。(d) Means and operation for solving the problems The brushless motor drive method of the present invention is a motor drive device that extracts the detected position of the rotor as an angle signal using a resolver, encoder, etc. is gradually changed by pulse width modulation control.

このブラシレスモータの駆動方式では、相切替時にパル
ス幅変調でステップ的に徐々に変化され、そのステップ
状変動が平準化され、台形波状になり、滑らかに回転す
る。In this brushless motor drive method, the phase is changed gradually in steps by pulse width modulation during phase switching, and the step-like fluctuations are leveled out to form a trapezoidal waveform and rotate smoothly.

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。(E) Examples The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

第３図は、この発明が実施されるブラシレスモータの駆
動回路である。同図において、モータ電源１にはサージ
吸収用コンデンサ２が並列に接続されている。また１対
のスイッチング素子３Ｕ。FIG. 3 shows a drive circuit for a brushless motor in which the present invention is implemented. In the figure, a surge absorbing capacitor 2 is connected in parallel to a motor power source 1. Also, a pair of switching elements 3U.

と３Ｕｂ、３Ｖ、と３Ｖｂ、３Ｗ、（！−３Ｗｂがそれ
ぞれ直列に接続され、これらの直列回路が前記モータ電
源ｌに並列に接続されている。各スイッチング素子３Ｕ
、、３Ｕｂ、・・・、３Ｗｈに並列にフリーホイールダ
イオード４Ｕ、、４Ｕ、、・・・４Ｗｂがそれぞれ接続
されている。スイッチング素子３Ｕ、と３Ｕｂの接続点
、スイッチング素子３Ｖ、と３Ｖｂの接続点、及びスイ
ッチング素子３Ｗ、と３Ｗ、の接続点が三相モータ７の
相コイル７Ｕ、７Ｖ、７Ｗにそれぞれ接続されている。and 3Ub, 3V, and 3Vb, 3W, (!-3Wb) are connected in series, respectively, and these series circuits are connected in parallel to the motor power supply l.Each switching element 3U
, 3Ub, . . . , 3Wh are connected in parallel with freewheel diodes 4U, , 4U, . . . , 4Wb, respectively. The connection point between switching elements 3U and 3Ub, the connection point between switching elements 3V and 3Vb, and the connection point between switching elements 3W and 3W are connected to phase coils 7U, 7V, and 7W of three-phase motor 7, respectively. .

また、これらの接続点はモータ電流検出回路６に接ｆＥ
されている。スイッチング素子３Ｕ、、３Ｕｂ、・・・
、３Ｗｂはロジックドライブ回路５からの制御信号Ｕｓ
、Ｕｂ、Ｖ−、Ｖｂ　、Ｗ−、Ｗｂ　によッテＯＮ１０
　Ｆ　Ｆ制御される。これらの制御信号Ｕ１、Ｕｂ、・
・・、Ｗ、は予め定める所定のタイミングで出力される
が、相パルスの切替時には、パルス幅変調された信号が
出力される。In addition, these connection points are connected to the motor current detection circuit 6.
has been done. Switching elements 3U, 3Ub,...
, 3Wb is the control signal Us from the logic drive circuit 5
, Ub, V-, Vb, W-, Wb
FF controlled. These control signals U1, Ub, .
. . , W are output at predetermined timings, but when switching phase pulses, a pulse width modulated signal is output.

第１図に、第３図のロジックドライブ回路５から出力さ
れる相切替信号Ｕａ、Ｕｂ、・・・、Ｗｂのデユーティ
のタイムチャートが示しである。この波形のうち実線で
示したものが本発明の場合の波形である。相切替部分の
波形を拡大して示すと、第２図に示す通りであり、同図
のＣの波形が従来の矩形波駆動方式によるものであり、
Ａの波形がこの実施例回路の相切替信号のデユーティで
あり、このようなデユーティを得るために、波形Ｂに示
すようにパルス幅変調により徐々にデユーティを上げて
いる。相信号をＯＮからＯＦＦに切り替える場合は、逆
にパルス幅変調で徐々にデユーティを下げてゆけばよい
。第１図に示すように、この実施例では、相切替され、
パルス幅変調されるのは常に１相である。正弦波駆動方
式による場合は、すべての相切替信号線をデユーティが
正弦波となるようパルス幅変調されたパルス信号が必要
である。したがって、この実施例ではパルス幅変調され
た相は常に一相であるため、パルス幅変調回路を各相に
共通に使用することができるが、正弦波駆動方式による
場合は、常に３相全てがパルス幅変調されたパルスを必
要とするため、それぞれ独立の回路が必要となり、その
分画路が複雑となる。FIG. 1 shows a time chart of the duty of the phase switching signals Ua, Ub, . . . , Wb output from the logic drive circuit 5 of FIG. 3. Among these waveforms, the one shown by the solid line is the waveform in the case of the present invention. An enlarged view of the waveform of the phase switching part is as shown in Fig. 2, and the waveform C in the figure is based on the conventional rectangular wave drive method.
The waveform A is the duty of the phase switching signal of this embodiment circuit, and in order to obtain such a duty, the duty is gradually increased by pulse width modulation as shown in the waveform B. When switching the phase signal from ON to OFF, conversely, the duty may be gradually lowered by pulse width modulation. As shown in FIG. 1, in this embodiment, the phase is switched,
One phase is always pulse width modulated. In the case of a sine wave driving method, pulse width modulated pulse signals are required so that the duty of all phase switching signal lines becomes a sine wave. Therefore, in this embodiment, since the pulse width modulated phase is always one, the pulse width modulation circuit can be used commonly for each phase, but when using the sine wave drive method, all three phases are always Since pulse width modulation is required, independent circuits are required, and the dividing path becomes complicated.

（へ）発明の効果 この発明によれば、モータのコイルに流す電流の相の変
更をパルス幅変調制御により徐々に変更するようにして
いるので、モータの各相に流れる電流を任意に制御でき
るため、正弦波駆動方式の場合と同様、低速でも滑らか
に回転させることができる。また部品点数が少ないため
経済的である。(F) Effects of the Invention According to this invention, since the phase of the current flowing through the motor coil is gradually changed by pulse width modulation control, the current flowing through each phase of the motor can be arbitrarily controlled. Therefore, it can be rotated smoothly even at low speeds, similar to the case of the sine wave drive method. It is also economical because it has fewer parts.

さらに、基本的には矩形波駆動方式であるため、低イン
ピーダンスなフリーホイール電流の経路が確保されてお
り、スイッチングノイズが少ないという利点もある。Furthermore, since it is basically a rectangular wave drive system, a low impedance freewheeling current path is secured, which also has the advantage of less switching noise.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明の実施例及び従来例の相切替信号のデ
ユーティを示す図、第２図は、実施例と矩形波駆動によ
る相切替信号の相違部分を拡大して示す図、第３図は、
この発明が実施されるモータ駆動回路を示す回路図であ
る。 １：モータ電源、 ３Ｕ、・３Ｕ、・・・・・３Ｗ、ニスイツチング素子、
５：ロジックドライブ回路、 ７：モータ。FIG. 1 is a diagram showing the duty of the phase switching signal in the embodiment of the present invention and the conventional example, FIG. The diagram is
FIG. 1 is a circuit diagram showing a motor drive circuit in which the present invention is implemented. 1: Motor power supply, 3U, 3U, 3W, Niswitching element,
5: Logic drive circuit, 7: Motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）回転子の検出位置をレゾルバ、エンコーダ等によ
り角度信号として取り出すモータ駆動装置において、 モータのコイルに流す電流の相の変更をパルス幅変調制
御により徐々に変更するようにしたことを特徴とするブ
ラシレスモータの駆動方式。(1) A motor drive device that extracts the detected position of the rotor as an angle signal using a resolver, encoder, etc. is characterized in that the phase of the current flowing through the motor coil is gradually changed by pulse width modulation control. Brushless motor drive system.