JPH05184185A - Speed control method for dc brushless motor - Google Patents
Speed control method for dc brushless motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はＤＣブラシレスモータの
速度制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed control method for a DC brushless motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より使用されているＤＣブラシレス
モータ速度制御回路においては、パワー制御回路が一方
向へのみトルクが発生するように構成されていた。2. Description of the Related Art In a conventional DC brushless motor speed control circuit, a power control circuit is configured to generate torque only in one direction.
【０００３】[0003]
【発明が解決するための課題】ＤＣブラシレスモータに
おいて、精密に速度を制御するためには、常に負荷トル
クに等しいトルクを発生せしめることが必要である。し
かしながら、負荷トルクを細かく観察すれば、一定のも
のではなく、たえず変化している。すなわち常に増加し
たり減少したりする変化をくり返している。従来技術に
おいてはトルクが増加した場合には容易に追従可能であ
るけれども、負荷トルクが減少した場合にトルク指令値
通りの減少トルクの発生を得ることが不可能である等の
問題点があった。更に詳説すれば、モータが所定速度で
回転する場には、速度が一定であっても軸受の摩擦、ロ
ータの風損、うず電流損等があるので、モータは電流を
流して、これらに等しいトルクを発生している。つまり
負荷トルクに等しいモータトルクを発生して、速度を一
定に保持している。しかしこの負荷トルクは一般にモー
タの出しうるトルクよりも非常に小さいものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION In a DC brushless motor, in order to precisely control the speed, it is necessary to always generate a torque equal to the load torque. However, if the load torque is closely observed, it is not constant and constantly changes. In other words, it constantly repeats changes that increase and decrease. In the prior art, it is possible to easily follow up when the torque increases, but there is a problem that it is not possible to generate the reduced torque according to the torque command value when the load torque decreases. .. More specifically, when the motor rotates at a predetermined speed, even if the speed is constant, there are friction of the bearing, wind loss of the rotor, eddy current loss, etc. Generates torque. That is, a motor torque equal to the load torque is generated to keep the speed constant. However, this load torque is generally much smaller than the torque that the motor can produce.
【０００４】[0004]
【問題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決することを目的とするもので、その手段について以下
説明する。速度制御のためのパワー制御回路が一方向へ
のみ電流を供給する構成において、モータコイルに並列
に抵抗を設けてなり、電源側よりのパワー供給が中止さ
れた場合に、モータの誘起電圧をパワー供給源として前
記抵抗を通してモータへ逆方向の電流を流して、逆方向
トルクを発生せしめるか、双方向へ導通する相スイッチ
前段に抵抗又は定電流回路を設けてなり、電源側よりの
パワー供給中止の場合にモータの誘起電圧をパワー供給
源として前記抵抗又は定電流回路を通じてモータへ逆方
向電流を流して、逆方向のトルクを発生せしめることを
特徴とするＤＣブラシレスモータの速度制御方法であ
る。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and the means will be described below. In a configuration where the power control circuit for speed control supplies current only in one direction, a resistor is provided in parallel with the motor coil, and when the power supply from the power supply side is stopped, the induced voltage of the motor is As a supply source, a reverse current is applied to the motor through the resistor to generate reverse torque, or a resistor or constant current circuit is provided in front of a phase switch that conducts in both directions. In the above case, the method of controlling the speed of the DC brushless motor is characterized in that the induced voltage of the motor is used as a power supply source to supply a reverse current to the motor through the resistor or the constant current circuit to generate a reverse torque.
【０００５】[0005]
【作用】まず第１の方法においては、電源側よりのパワ
ーが供給されなくなった状態では、モータが回転してい
るために発生する誘起電圧がパワー供給源となって、コ
イルへ並列に入れた抵抗を通じて電流を流して逆方向ト
ルクを発生せしめる。次に第２の方法においては、誘起
電圧を整流した個所へ抵抗を入れるか又は定電流回路を
形成することにより、モータへ逆方向の電流を流して、
逆方向トルクを発生させる。尚この方法においては、相
スイッチは双方向へ電流を流すように形成することが必
要である。In the first method, when the power is not supplied from the power supply side, the induced voltage generated because the motor is rotating serves as a power supply source and is put in parallel with the coil. An electric current is made to flow through a resistor to generate a reverse torque. Next, in the second method, by inserting a resistor in a portion where the induced voltage is rectified or forming a constant current circuit, a current in the reverse direction is supplied to the motor,
Generates reverse torque. In this method, it is necessary that the phase switch be formed so as to flow current in both directions.
【０００６】[0006]
【実施例】以下添付図面を参照して本発明に係るＤＣブ
ラシレスモータ速度制御に用いられる制御回路の実施例
について説明する。図１は本発明における第１の実施例
を示す。モータコイル２の線Ｕ．Ｖ．Ｗ間に抵抗Ｒ1を
３個設け、加速トルクが発生しているときには、パワー
トランジスタＱ1はモータコイル２へ流す電流と抵抗Ｒ1
へ流れる電流を供給する。トルク指令値信号４が減速ト
ルクを生じている状態ではトランジスタＱ1がＯＦＦと
なる。この状態では、電源＋Ｖからのエネルギーの供給
は行われないので、これに代って、モータの誘起電圧に
より抵抗Ｒ1を通して逆方向へ電流が流れ、モータには
逆方向のトルクが発生する。従って制御的にロータに大
きい減速トルクが発生し、上昇していた回転速度を引き
下げるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of a control circuit used for DC brushless motor speed control according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. Motor coil 2 wire U.V. V. Provided three resistors R 1 between W, when the acceleration torque is occurring, the power transistor Q 1 is the resistance to the current flowing to the motor coil 2 R 1
Supply the current flowing to. When the torque command value signal 4 produces deceleration torque, the transistor Q 1 is turned off. In this state, energy is not supplied from the power source + V, so that a current flows in the reverse direction through the resistor R 1 due to the induced voltage of the motor, and a reverse torque is generated in the motor. Therefore, a large deceleration torque is controllably generated in the rotor, and the increased rotation speed is reduced.
【０００７】図１においては、三相バイポーラ駆動の矩
形波駆動である。従って１スイッチング期間でみると、
トランジスタＱ1から流入した電流は２つのモータコイ
ル２を直列に流れる電流と抵抗Ｒ1に流れる電流とに分
けられる。トランジスタＱ1よりみるとこの連続したも
のとなる。抵抗Ｒ1を流れる電流はトルク発生に寄与し
ないのであまり大きくはできない。目安としては、モー
タコイル２に流れる電流値程度までである。但しブラシ
レスモータの場合はモータ以外に使用される電流も多い
ので、モータコイル電流が相対的に小さい場合には、こ
のかぎりではなく、モータコイル２に流れる電流の２〜
３倍位まで抵抗Ｒ1に流すことができる。特に低速回転
で、高精度回転ムラを要求されるような場合には、モー
タのトルク定数（ＫＴ）を大きくするので、モータコイ
ル電流は非常に小さなものとなる。速度制御系全体の電
流に比べて数分の１となる場合もある。以上はモータが
正方向のトルクを生じている場合であるが、以下に逆方
向トルクを発生させる場合について述べる。トルク指令
値４が小さくなり、トランジスタＱ1がＯＦＦするとモ
ータコイル２に生じている誘起電圧がエネルギー源とな
って抵抗Ｒ1を通じて、逆トルクを発生する方向にモー
タコイル２に電流を流すことになる。一般に抵抗Ｒ1に
比べてモータコイル２の巻線抵抗は非常に小さいので、
正方向のトルクを発生した状態では、抵抗Ｒ1に流れる
無駄な電流にほぼ等しい電流値になる。トランジスタＱ
1がＯＮしている場合に、無駄な電流として抵抗Ｒ1に流
れていた電流値に、モータのトルク定数（ＫＴ）をかけ
た値の逆方向トルクを発生させことができるのである。
しかして平均的にはコイル誘起電圧ＶＣを整流して得ら
れるモータ端子電圧ＶＭを抵抗Ｒ1で割った値にトルク
定数（ＫＴ）をかけた値にほぼ等しいトルクとなる。こ
の点については、図３において図示する通りである。In FIG. 1, the rectangular wave drive is a three-phase bipolar drive. Therefore, in one switching period,
The current flowing from the transistor Q 1 is divided into a current flowing through the two motor coils 2 in series and a current flowing through the resistor R 1 . Seen from the transistor Q 1 , this is continuous. The current flowing through the resistor R 1 does not contribute to torque generation, and therefore cannot be made too large. As a guide, it is up to the value of the current flowing through the motor coil 2. However, in the case of a brushless motor, a large amount of current is used in addition to the motor. Therefore, when the motor coil current is relatively small, this is not the case, and the current flowing in the motor coil 2 is not limited to this.
The resistance R 1 can flow up to 3 times. In particular, when high-precision rotation unevenness is required at low speed rotation, the torque constant (KT) of the motor is increased, so that the motor coil current becomes very small. It may be a fraction of the current of the entire speed control system. The above is the case where the motor is generating the torque in the forward direction, but the case where the torque is generated in the reverse direction will be described below. When the torque command value 4 becomes small and the transistor Q 1 is turned off, the induced voltage generated in the motor coil 2 serves as an energy source to cause a current to flow in the motor coil 2 through the resistor R 1 in the direction to generate the reverse torque. Become. Generally, the winding resistance of the motor coil 2 is much smaller than the resistance R 1 ,
When the torque in the positive direction is generated, the current value is almost equal to the useless current flowing through the resistor R 1 . Transistor Q
When 1 is ON, it is possible to generate a reverse torque of a value obtained by multiplying the current value flowing through the resistor R 1 as a useless current by the torque constant (KT) of the motor.
However, on average, the torque is substantially equal to the value obtained by dividing the motor terminal voltage VM obtained by rectifying the coil induced voltage VC by the resistance R 1 and the torque constant (KT). This point is as illustrated in FIG.
【０００８】図１において、モータのロータ８の位置検
出はロータ位置検出器１０によりロータに取り付けられ
たマグネットの磁束を検出することにより行っている。
三相のモータの場合には、電気角度で１２０度ずらせた
３個の検出素子を配置する。この３つの信号の出力を判
定して、３個のモータコイル２をどのように駆動するか
を出力するのが、三相ブラシレスモータ論理信号１２で
あるIn FIG. 1, the position of the rotor 8 of the motor is detected by detecting the magnetic flux of the magnet attached to the rotor by the rotor position detector 10.
In the case of a three-phase motor, three detection elements that are shifted by 120 electrical degrees are arranged. It is the three-phase brushless motor logic signal 12 that determines the output of these three signals and outputs how to drive the three motor coils 2.
【０００９】図２は図１と比較して抵抗Ｒ1の入れ方を
モータコイルＵ．Ｖ．Ｗに対して変化させた回路図で、
基本的動作は図１のものと何等変りはない。図３は、ト
ルク指令値とこれに対応して発生するトルクの状態を示
すグラフである。図中Ａ点はモータの定速回転状態を示
し、又発生するトルクはモータの負荷トルクの平均値で
ある。従来例の方法においては、図示のように減速トル
クは、負荷トルクＡ−Ｏ間であり、小さいが、本発明で
はモータが逆トルクを発生するので、図示のようにその
減速トルクは、Ａ−Ｂ間であり、大きいことが判明す
る。この場合のトルクは（ＶＭ／Ｒ1）・ＫＴで表すこ
とができる。上式においてＶＭはブラシレスモータの端
子電圧、Ｒ1はモータコイルに設けた抵抗、ＫＴはトル
ク定数である。図４は本発明に係る第２の実施例でコイ
ル電圧ＶＣを整流してモータ端子電圧ＶＭとなし、この
端子電圧ＶＭに抵抗Ｒ2を入れたものである。この場合
採用する三相スイッチ６は双方向性である。図５はその
具体例を図示するもので、同図（ａ）においてはトラン
ジスタを逆接続したもの、又同（ｂ）においては、ダイ
オードを採用したもので、いずれの場合にも三相スイッ
チ６は双方向性であることが必要である。図６は、図４
の抵抗Ｒ2の代りに定電流回路を設けた別の実施例であ
る。図６に示す定電流回路を採用した実施例において
も、トルク指令値に対する減速トルクの発生状態は図３
に図示するものと同一である。又パワートランジスタＱ
1がＯＦＦとなった状態で、エネルギーの供給がなくな
った場合に、モータの誘起電圧をエネルギー源として使
用し、モータへ逆電流を流して逆方向のトルクを発生せ
しめる作用も同一である。FIG. 2 shows the method of inserting the resistor R 1 as compared with FIG. V. In the circuit diagram changed with respect to W,
The basic operation is no different from that of FIG. FIG. 3 is a graph showing the torque command value and the state of the torque generated corresponding to the torque command value. Point A in the figure indicates a constant speed rotation state of the motor, and the generated torque is the average value of the load torque of the motor. In the method of the conventional example, the deceleration torque is between the load torque A and O as shown in the figure, which is small. However, in the present invention, since the motor generates reverse torque, the deceleration torque is A- as shown in the figure. It is between B and it turns out to be large. The torque in this case can be represented by (VM / R 1 ) · KT. In the above equation, VM is the terminal voltage of the brushless motor, R 1 is the resistance provided in the motor coil, and KT is the torque constant. FIG. 4 shows a second embodiment according to the present invention in which the coil voltage VC is rectified to form a motor terminal voltage VM, and a resistor R 2 is added to this terminal voltage VM. The three-phase switch 6 adopted in this case is bidirectional. FIG. 5 shows a concrete example thereof, in which a transistor is reversely connected in FIG. 5A and a diode is adopted in FIG. 5B, and in any case, the three-phase switch 6 is used. Must be bidirectional. FIG. 6 shows FIG.
It is another embodiment in which a constant current circuit is provided in place of the resistor R 2 in FIG. Even in the embodiment employing the constant current circuit shown in FIG. 6, the generation state of the deceleration torque with respect to the torque command value is shown in FIG.
Is the same as that shown in FIG. Also power transistor Q
When the supply of energy is stopped while 1 is turned off, the induced voltage of the motor is used as an energy source, and a reverse current is supplied to the motor to generate torque in the reverse direction.
【００１０】[0010]
【効果】エネルギー源よりの供給が中止された場合、モ
ータの回転している際に発生するモータの誘起電圧を利
用して減速トルクを発生させる構成であるから、従来例
の摩擦のみにより発生する減速トルクよりも大きい減速
トルクを得ることができるから、モータの速度制御をよ
り効率的且つ精密に実施することが可能となった。[Effect] Since the deceleration torque is generated by using the induced voltage of the motor generated when the motor is rotating when the supply from the energy source is stopped, it is generated only by the friction of the conventional example. Since the deceleration torque larger than the deceleration torque can be obtained, the speed control of the motor can be performed more efficiently and precisely.
【図１】本発明に係るＤＣブラシレスモータの制御方法
の一実施例の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a method for controlling a DC brushless motor according to the present invention.
【図２】図１の抵抗の設定に関する別の実施例。FIG. 2 shows another embodiment of setting the resistance of FIG.
【図３】トルク指令値に対する発生トルクの状態図。FIG. 3 is a state diagram of generated torque with respect to a torque command value.
【図４】本発明のＤＣブラシレスモータ制御方法の別の
実施例の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the DC brushless motor control method of the present invention.
【図５】図４の双方向性三相ＳＷの実施例で、図５
（ａ）はトランジスタを、図５（ｂ）はダイオードを採
用した回路図。5 is an example of the bidirectional three-phase SW of FIG.
5A is a circuit diagram in which a transistor is used and FIG. 5B is a diode.
【図６】図４の実施例の抵抗の代りに定電流回路を設け
た別の実施例の回路図。6 is a circuit diagram of another embodiment in which a constant current circuit is provided instead of the resistor of the embodiment of FIG.
Ｑ1 トランジスタ ＶＭ モータ端子電圧 ２ モータコイル ４ トルク指令 ６ 三相スイッチ ８ ロータ １０ ロータ位置検出器 １２ 三相ブラシレスモータ論理信号Q 1 transistor VM motor terminal voltage 2 motor coil 4 torque command 6 three-phase switch 8 rotor 10 rotor position detector 12 three-phase brushless motor logic signal
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成４年１２月８日[Submission date] December 8, 1992
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１０[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１０】[0010]
【効果】エネルギー源よりの供給が中止された場合、モ
ータの回転している際に発生するモータの誘起電圧を利
用して減速トルクを発生させる構成であるから、従来例
の摩擦のみにより発生する減速トルクよりも大きい減速
トルクを得ることができるから、モータの速度制御をよ
り効率的且つ精密に実施することが可能となった。[Effect] Since the deceleration torque is generated by using the induced voltage of the motor generated when the motor is rotating when the supply from the energy source is stopped, it is generated only by the friction of the conventional example. Since the deceleration torque larger than the deceleration torque can be obtained, the speed control of the motor can be performed more efficiently and precisely.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明に係るＤＣブラシレスモータの制御方法
の一実施例の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a method for controlling a DC brushless motor according to the present invention.
【図２】図１の抵抗の設定に関する別の実施例。FIG. 2 shows another embodiment of setting the resistance of FIG.
【図３】トルク指令値に対する発生トルクの状態図。FIG. 3 is a state diagram of generated torque with respect to a torque command value.
【図４】本発明のＤＣブラシレスモータ制御方法の別の
実施例の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the DC brushless motor control method of the present invention.
【図５】図４の双方向性三相ＳＷの実施例で、図５
（ａ）はトランジスタを、図５（ｂ）はダイオードを採
用した回路図。5 is an example of the bidirectional three-phase SW of FIG.
5A is a circuit diagram in which a transistor is used and FIG. 5B is a diode.
【図６】図４の実施例の抵抗の代りに定電流回路を設け
た別の実施例の回路図。6 is a circuit diagram of another embodiment in which a constant current circuit is provided instead of the resistor of the embodiment of FIG.
【符号の説明】 Ｑ１ トランジスタ ＶＭ モータ端子電圧 ２ モータコイル ４ トルク指令 ６ 三相スイッチ ８ ロータ １０ ロータ位置検出器 １２ 三相ブラシレスモータ論理信号[Explanation of symbols] Q 1 transistor VM motor terminal voltage 2 motor coil 4 torque command 6 three-phase switch 8 rotor 10 rotor position detector 12 three-phase brushless motor logic signal
Claims (2)
向へのみ電流を供給する構成において、モータコイルに
並列に抵抗を設けてなり、電源側よりのパワー供給が中
止された場合に、モータの誘起電圧をパワー供給源とし
て前記抵抗を通してモータへ逆方向の電流を流し、逆方
向トルクを発生せしめることを特徴とするＤＣブラシレ
スモータ速度制御方法。1. A power control circuit for speed control, which supplies a current only in one direction, has a resistor in parallel with a motor coil, and when the power supply from the power supply side is stopped, the motor The DC brushless motor speed control method characterized in that a reverse current is caused to flow through the resistor to the motor as a power supply source to generate reverse torque.
方向へのみ電流を供給する構成において、双方向へ導通
する相スイッチ前段に抵抗又は定電流回路を設けてな
り、電源側よりのパワー供給中止の場合にモータの誘起
電圧をパワー供給源として前記抵抗又は定電流回路を通
じてモータへ逆方向電流を流して、逆方向のトルクを発
生せしめることを特徴とするＤＣブラシレスモータ速度
制御方法。2. A power control circuit for speed control, in which current is supplied only in one direction, a resistor or a constant current circuit is provided in front of a phase switch that conducts in both directions. A DC brushless motor speed control method characterized in that, when the supply is stopped, a reverse current is applied to the motor through the resistor or the constant current circuit by using an induced voltage of the motor as a power supply source to generate a reverse torque.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360107A JPH05184185A (en) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Speed control method for dc brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360107A JPH05184185A (en) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Speed control method for dc brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184185A true JPH05184185A (en) | 1993-07-23 |
Family
ID=18467935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3360107A Withdrawn JPH05184185A (en) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Speed control method for dc brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05184185A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7495103B2 (en) | 2004-06-24 | 2009-02-24 | Vertex Pharmaceuticals Incorporated | Modulators of ATP-binding cassette transporters |
| US9139530B2 (en) | 2005-12-28 | 2015-09-22 | Vertex Pharmaceuticals Incorporated | Solid forms of N-[2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-5-hydroxyphenyl]-1,4-dihydro-4-oxoquinoline-3-carboxamide |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3360107A patent/JPH05184185A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7495103B2 (en) | 2004-06-24 | 2009-02-24 | Vertex Pharmaceuticals Incorporated | Modulators of ATP-binding cassette transporters |
| US9090619B2 (en) | 2004-06-24 | 2015-07-28 | Vertex Pharmaceuticals Incorporated | Modulators of ATP-binding cassette transporters |
| US9139530B2 (en) | 2005-12-28 | 2015-09-22 | Vertex Pharmaceuticals Incorporated | Solid forms of N-[2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-5-hydroxyphenyl]-1,4-dihydro-4-oxoquinoline-3-carboxamide |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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