JPH0732634B2 - 無刷子直流モータの始動方法 - Google Patents
無刷子直流モータの始動方法Info
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- JPH0732634B2 JPH0732634B2 JP1503776A JP50377689A JPH0732634B2 JP H0732634 B2 JPH0732634 B2 JP H0732634B2 JP 1503776 A JP1503776 A JP 1503776A JP 50377689 A JP50377689 A JP 50377689A JP H0732634 B2 JPH0732634 B2 JP H0732634B2
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- rotor
- winding
- electromotive force
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/185—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using inductance sensing, e.g. pulse excitation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は無刷子直流モータを起動させる方法及びそのよ
うなモータを含む駆動回路に関する。
うなモータを含む駆動回路に関する。
［発明の背景］ 従来、殆どの無刷子直流モータは、ステータに対してロ
ータの角度的な位置を決定するために、ホール効果デバ
イスや、或は光学的センサなどの専用のセンサが用いら
れていた。次に、この情報はモータをコミユテートする
ために用いられる。最近になつて、モータのステータ・
コイルからの逆起電力信号（back EMF）がロータの角度
的位置を感知するのに使用されており、これはコミユテ
ーシヨンのタイミング・エラー及びコストを減少する利
点がある。然しながら、モータが停止している時、ステ
ータ・コイルからの逆起電力は生じないから、特別な起
動システムが必要であつた。このシステムは低速度にお
いて、駆動電流が逆起電力信号よりも遥かに大きい電圧
を発生するので、それらの電圧と検出することが必要で
あり、この検出に問題がある。
ータの角度的な位置を決定するために、ホール効果デバ
イスや、或は光学的センサなどの専用のセンサが用いら
れていた。次に、この情報はモータをコミユテートする
ために用いられる。最近になつて、モータのステータ・
コイルからの逆起電力信号（back EMF）がロータの角度
的位置を感知するのに使用されており、これはコミユテ
ーシヨンのタイミング・エラー及びコストを減少する利
点がある。然しながら、モータが停止している時、ステ
ータ・コイルからの逆起電力は生じないから、特別な起
動システムが必要であつた。このシステムは低速度にお
いて、駆動電流が逆起電力信号よりも遥かに大きい電圧
を発生するので、それらの電圧と検出することが必要で
あり、この検出に問題がある。
1984年10月のデザイン・エンジニヤリング誌の37頁には
無刷子直流モータ用の逆起電力の位置感知システムが開
示されている。この文献は、用いられる始動システムの
細部に関しては明瞭に記載されていないが、併し、特定
の時間の間だけモータ・コイルを付勢する技術を記載し
ており、この技術は多くのアプリケーシヨンに対して互
換性がない。
無刷子直流モータ用の逆起電力の位置感知システムが開
示されている。この文献は、用いられる始動システムの
細部に関しては明瞭に記載されていないが、併し、特定
の時間の間だけモータ・コイルを付勢する技術を記載し
ており、この技術は多くのアプリケーシヨンに対して互
換性がない。
ヨーロツパ特許出願第251785A号はモータが停止してい
るか、または低速度で回転している時、モータの構造中
の感知デバイスを用いることなく、無刷子直流モータの
ロータの回転位置に関するフイードバツク情報を発生す
る方法が記載されている。モータの位相をマイクロプロ
セツサにより監視することによつて、モータの位相はマ
イクロプロセツサの制御の下で付勢される。周期的に停
止状態から第１の回転速度へ、モータの位相の各組が順
番に瞬間的に付勢され各位相に短い電流パルスの振幅が
監視される。最大の電流パルスが流れる位相はロータの
位置を表わしている。一組の位相を瞬間的に付勢するこ
とは、ロータを回転するための充分なトルクを発生する
には不充分である。つまり、一組の位相の各瞬間的な付
勢は、特定の位相のトルク発生の付勢を維持することに
よつて続けられ、このトルク発生の付勢は、監視された
電流パルスによつて表わされたロータの位置に固有のも
のであり、これは瞬間的な付勢に応答して追従される。
短時間の電流パルスの振幅を監視することはアナログか
らデイジタルへの変換器の使用を必要とする。従つて、
ヨーロツパ特許出願251785A号に開示された方法は集積
されたアナログ／デイジタル・コンバータを含むマイク
ロプロセツサの利用をするか、または、付加的なコス
オ、余分な電力消費及び低いシステムの信頼性を伴う別
個のアナログ／デイジタル・コンバータの使用を含むマ
イクロプロセツサを利用するかの何れかの制限を含む弱
点を持つている。
るか、または低速度で回転している時、モータの構造中
の感知デバイスを用いることなく、無刷子直流モータの
ロータの回転位置に関するフイードバツク情報を発生す
る方法が記載されている。モータの位相をマイクロプロ
セツサにより監視することによつて、モータの位相はマ
イクロプロセツサの制御の下で付勢される。周期的に停
止状態から第１の回転速度へ、モータの位相の各組が順
番に瞬間的に付勢され各位相に短い電流パルスの振幅が
監視される。最大の電流パルスが流れる位相はロータの
位置を表わしている。一組の位相を瞬間的に付勢するこ
とは、ロータを回転するための充分なトルクを発生する
には不充分である。つまり、一組の位相の各瞬間的な付
勢は、特定の位相のトルク発生の付勢を維持することに
よつて続けられ、このトルク発生の付勢は、監視された
電流パルスによつて表わされたロータの位置に固有のも
のであり、これは瞬間的な付勢に応答して追従される。
短時間の電流パルスの振幅を監視することはアナログか
らデイジタルへの変換器の使用を必要とする。従つて、
ヨーロツパ特許出願251785A号に開示された方法は集積
されたアナログ／デイジタル・コンバータを含むマイク
ロプロセツサの利用をするか、または、付加的なコス
オ、余分な電力消費及び低いシステムの信頼性を伴う別
個のアナログ／デイジタル・コンバータの使用を含むマ
イクロプロセツサを利用するかの何れかの制限を含む弱
点を持つている。
DE−C2−3209394号の特許出願は、できるだけ速く所望
の方向にモータを回転させるために、無刷子直流モータ
を制御するシステムを開示している。モータが静止して
いる時、電流パルスが１つの巻線に印加され、次に、モ
ータが所望の方向に回転を始めたか否かを決定するため
に、その巻線中の逆起電力が検査される。若し、所望の
方向に回転していれば、システムは自己コミユテート・
モードでモータを回転させる。若し、モータが望まない
方向に回転を始めたのならば、システムは、モータが回
転方向を変更するように、巻線を付勢する。この特許出
願に開示されたシステムは、モータが動作速度に達する
まで負荷が翔らない場合には適当なシステムであるが、
併し、例えば記録用デイスク・フアイル駆動装置のよう
な始動時の高い負荷を持つモータの場合には適用するこ
とが出来ない。
の方向にモータを回転させるために、無刷子直流モータ
を制御するシステムを開示している。モータが静止して
いる時、電流パルスが１つの巻線に印加され、次に、モ
ータが所望の方向に回転を始めたか否かを決定するため
に、その巻線中の逆起電力が検査される。若し、所望の
方向に回転していれば、システムは自己コミユテート・
モードでモータを回転させる。若し、モータが望まない
方向に回転を始めたのならば、システムは、モータが回
転方向を変更するように、巻線を付勢する。この特許出
願に開示されたシステムは、モータが動作速度に達する
まで負荷が翔らない場合には適当なシステムであるが、
併し、例えば記録用デイスク・フアイル駆動装置のよう
な始動時の高い負荷を持つモータの場合には適用するこ
とが出来ない。
本発明は、記録用デイスク・フアイルを駆動するよう
な、特に始動時に高い負荷を持つモータの場合におい
て、無刷子直流モーダを始動させる方法を提供する。
な、特に始動時に高い負荷を持つモータの場合におい
て、無刷子直流モーダを始動させる方法を提供する。
［発明の開示］ 本発明は、（ａ）予め決められた位置にロータを始動す
るために、モータの巻線を付勢することと、（ｂ）予め
決められた回転方向の予め決められた位置からロータを
回転させるために、所定の巻線位相に駆動パルスを供給
することと、（ｃ）コミユテーシヨンの変更が予め決め
られた方向にロータの回転を維持する必要があるか否か
を表示するために、巻線のＩ×Ｒ電圧降下が、逆起電力
よりも実質的に小さいレベルに、電流パルスが減衰した
時に、巻線位相中に発生された逆起電力をサンプルする
ことと、（ｄ）予め決められた方向にロータの回転を維
持するために、ステツプ（ｃ）によつて与えられた表示
に応答して所定の巻線位相に駆動電流パルスを供給する
こととの連続したステツプを含む無刷子直流モータを起
動する方法を提供する。
るために、モータの巻線を付勢することと、（ｂ）予め
決められた回転方向の予め決められた位置からロータを
回転させるために、所定の巻線位相に駆動パルスを供給
することと、（ｃ）コミユテーシヨンの変更が予め決め
られた方向にロータの回転を維持する必要があるか否か
を表示するために、巻線のＩ×Ｒ電圧降下が、逆起電力
よりも実質的に小さいレベルに、電流パルスが減衰した
時に、巻線位相中に発生された逆起電力をサンプルする
ことと、（ｄ）予め決められた方向にロータの回転を維
持するために、ステツプ（ｃ）によつて与えられた表示
に応答して所定の巻線位相に駆動電流パルスを供給する
こととの連続したステツプを含む無刷子直流モータを起
動する方法を提供する。
また、本発明は、予め決められた位置にロータを移動す
るためにモータの巻線を付勢する手段と、予め決められ
た回転方向の予め決められた位置からロータを回転させ
るために、所定の巻線位置に駆動パルスを供給する手段
と、予め決められた方向にロータの回転を維持するため
に、コミユテーシヨンの変更が必要があるか否かを表示
するために、巻線中のＩ×Ｒ電圧降下が逆起電力よりも
実質的に小さいレベルに、電流パルスが減衰した時、巻
線位相中に発生された逆起電力をサンプルするサンプル
手段と、予め決められた方向にロータの回転を維持する
ために、サンプル手段によつて与えられた表示に応答し
て、所定の巻線位相に駆動電流パルスを供給する手段と
を含む無刷子直流モータの駆動回路を与える。
るためにモータの巻線を付勢する手段と、予め決められ
た回転方向の予め決められた位置からロータを回転させ
るために、所定の巻線位置に駆動パルスを供給する手段
と、予め決められた方向にロータの回転を維持するため
に、コミユテーシヨンの変更が必要があるか否かを表示
するために、巻線中のＩ×Ｒ電圧降下が逆起電力よりも
実質的に小さいレベルに、電流パルスが減衰した時、巻
線位相中に発生された逆起電力をサンプルするサンプル
手段と、予め決められた方向にロータの回転を維持する
ために、サンプル手段によつて与えられた表示に応答し
て、所定の巻線位相に駆動電流パルスを供給する手段と
を含む無刷子直流モータの駆動回路を与える。
図面の簡単な説明 無刷子直流モータの回路図と、そのモータの起動及び回
転を制御する装置を示す添付図面を参照しながら、本発
明がどのようにして実施されるかを実施例を用いて説明
する。
転を制御する装置を示す添付図面を参照しながら、本発
明がどのようにして実施されるかを実施例を用いて説明
する。
［発明の詳細な記述］ 電子的にコミユテートされる直流モータＭはネオジム／
鉄／硼素のような希土類の磁気材料で作られた８極のパ
ーマネント磁石のロータＲを持つている。モータＭのス
テータ巻線11、12、13は電子スイツチ回路14によつて電
圧供給源＋Ｖから付勢される３相Ｘ、Ｙ及びＺ信号を与
えるためにデルタ構造に接続されている。制御装置15は
スイツチ回路14に６本の出力ライン01乃至06の上に信号
を供給することによつて、モータＭのコミユテーシヨン
及び速度を制御する。モータＭのロータＲの回転は巻線
11、12、13中に逆起電力を誘起する。位相Ｘ、Ｙ及びＺ
は逆起電力を分離するために、低域濾波回路16に接続さ
れている。回路16の低域濾波器の時定数は、モータ駆動
回路からのスイツチ・ノイズを除去するのに充分に大き
なものであり、且つ、Ａ、Ｂ及びＣの位相（ロータの位
置に対して）がモータに要求された動作速度を訂正する
ように選ばれている。分離された所定の逆起電力は、３
つの比較器17、18、及び19によつて比較され、出力Ａ、
Ｂ及びＣを発生し、これらの出力Ａ、Ｂ及びＣ、共同し
て絶えず逆起電力が巻線中のＩ×Ｒ電圧降下よりも大き
いロータＲの位置の表示を与える。比較器17、18及び19
は、入力を０ボルトに降下させる作用を行うような回路
であり、ナシヨナル・セミコンダクター社（National S
emiconductor Corporation）で販売されているLM339の
ような標準的なカツド比較器のパツケージであつてよ
い。モータが所定の最小速度よりも大きな速度で回転し
た時、スイツチ手段20は図面に示したようにセツトさ
れ、出力Ａ、Ｂ及びＣは制御器15の入力N1、N2及びN3に
通過する。この場合、制御器15は、出力Ａ、Ｂ及びＣに
よつて示されたロータの位置に従つて出力ライン01乃至
06上に信号を発生するが、その発生の態様は、ロータの
角度的位置を決定するために、３つのホール効果センサ
を使用して、モータに通常使われるコミユテーシヨン・
ロジツクによつて、コミユテーシヨン信号が発生される
方法と同じである。
鉄／硼素のような希土類の磁気材料で作られた８極のパ
ーマネント磁石のロータＲを持つている。モータＭのス
テータ巻線11、12、13は電子スイツチ回路14によつて電
圧供給源＋Ｖから付勢される３相Ｘ、Ｙ及びＺ信号を与
えるためにデルタ構造に接続されている。制御装置15は
スイツチ回路14に６本の出力ライン01乃至06の上に信号
を供給することによつて、モータＭのコミユテーシヨン
及び速度を制御する。モータＭのロータＲの回転は巻線
11、12、13中に逆起電力を誘起する。位相Ｘ、Ｙ及びＺ
は逆起電力を分離するために、低域濾波回路16に接続さ
れている。回路16の低域濾波器の時定数は、モータ駆動
回路からのスイツチ・ノイズを除去するのに充分に大き
なものであり、且つ、Ａ、Ｂ及びＣの位相（ロータの位
置に対して）がモータに要求された動作速度を訂正する
ように選ばれている。分離された所定の逆起電力は、３
つの比較器17、18、及び19によつて比較され、出力Ａ、
Ｂ及びＣを発生し、これらの出力Ａ、Ｂ及びＣ、共同し
て絶えず逆起電力が巻線中のＩ×Ｒ電圧降下よりも大き
いロータＲの位置の表示を与える。比較器17、18及び19
は、入力を０ボルトに降下させる作用を行うような回路
であり、ナシヨナル・セミコンダクター社（National S
emiconductor Corporation）で販売されているLM339の
ような標準的なカツド比較器のパツケージであつてよ
い。モータが所定の最小速度よりも大きな速度で回転し
た時、スイツチ手段20は図面に示したようにセツトさ
れ、出力Ａ、Ｂ及びＣは制御器15の入力N1、N2及びN3に
通過する。この場合、制御器15は、出力Ａ、Ｂ及びＣに
よつて示されたロータの位置に従つて出力ライン01乃至
06上に信号を発生するが、その発生の態様は、ロータの
角度的位置を決定するために、３つのホール効果センサ
を使用して、モータに通常使われるコミユテーシヨン・
ロジツクによつて、コミユテーシヨン信号が発生される
方法と同じである。
また、Ａ、Ｂ及びＣは３ビツト・レジスタ21の入力に印
加され、３ビツト・レジスタ21は負荷パルスLPを受取つ
た時にそれらをサンプルし、そして負荷パルスLPによつ
て決められるサンプル時点においてロータの位置を表示
する出力A1、B1及びC1を発生する。出力A1、B1及びC1
は、出力信号A2、B2及びC2を発生するデイジタル信号プ
ロセツサ（DSP）22に印加され、出力信号A2、B2及びC2
は、サンプルされたロータの位置から要求された方向に
モータの駆動を制御することなどに用いられる。出力信
号A2、B2及C2は、スイツチ手段20が図示された位置とは
反対の位置にセツトされた時に、制御器15の入力N1、N2
及びN3に印加される。スイツチ手段20の位置はDSP22に
よつて発生された信号Ｓにより決定される。３ビツト・
レジスタ21に印加された負荷パルスLPはDSP22によつて
発生するか、または、予め決められた期間を持つパルス
列かの何れかで与えることが出来る。また、DSP22の出
力信号Ｄが制御器15に印加された時、DSP22は、スイツ
チ回路14が巻線Ｘ、Ｙ及びＺに電流を供給するのを阻止
するのに必要な電流信号Ｄを発生する。スイツチ回路14
は３個のＰ型FET23、24及び25と、３個のＮ型FET26、27
及び28とで構成されている。FET23及び26は電圧供給源
＋Ｖとアースとの間に直列に接続され、そしてFET23及
び26の間の接合点はモータＭのＸ位相の入力に接続され
ている。制御器15の出力ライン01はFET23のゲートに接
続されており、制御器15の出力ライン04はFET26のゲー
トに接続されている。同じ態様で、FET24及び27は電圧
供給源＋Ｖとアースの間に直列に接続され、モータのＹ
位相の入力に接続され、そして、制御器15の出力ライン
02及び05に接続されている。FET25及び28は同様に、モ
ータのＺ位の入力に接続され、そして制御器15の出力03
及び06に接続されている。
加され、３ビツト・レジスタ21は負荷パルスLPを受取つ
た時にそれらをサンプルし、そして負荷パルスLPによつ
て決められるサンプル時点においてロータの位置を表示
する出力A1、B1及びC1を発生する。出力A1、B1及びC1
は、出力信号A2、B2及びC2を発生するデイジタル信号プ
ロセツサ（DSP）22に印加され、出力信号A2、B2及びC2
は、サンプルされたロータの位置から要求された方向に
モータの駆動を制御することなどに用いられる。出力信
号A2、B2及C2は、スイツチ手段20が図示された位置とは
反対の位置にセツトされた時に、制御器15の入力N1、N2
及びN3に印加される。スイツチ手段20の位置はDSP22に
よつて発生された信号Ｓにより決定される。３ビツト・
レジスタ21に印加された負荷パルスLPはDSP22によつて
発生するか、または、予め決められた期間を持つパルス
列かの何れかで与えることが出来る。また、DSP22の出
力信号Ｄが制御器15に印加された時、DSP22は、スイツ
チ回路14が巻線Ｘ、Ｙ及びＺに電流を供給するのを阻止
するのに必要な電流信号Ｄを発生する。スイツチ回路14
は３個のＰ型FET23、24及び25と、３個のＮ型FET26、27
及び28とで構成されている。FET23及び26は電圧供給源
＋Ｖとアースとの間に直列に接続され、そしてFET23及
び26の間の接合点はモータＭのＸ位相の入力に接続され
ている。制御器15の出力ライン01はFET23のゲートに接
続されており、制御器15の出力ライン04はFET26のゲー
トに接続されている。同じ態様で、FET24及び27は電圧
供給源＋Ｖとアースの間に直列に接続され、モータのＹ
位相の入力に接続され、そして、制御器15の出力ライン
02及び05に接続されている。FET25及び28は同様に、モ
ータのＺ位の入力に接続され、そして制御器15の出力03
及び06に接続されている。
モータＭを始動するために、DSP22は、図示された方向
とは反対方向にスイツチをセツトするために、スイツチ
手段20に連続して信号Ｓを供給し、そして、出力端子A
2、B2及びC2信号を供給し、これに応答した制御器15
は、ロータのリセツト位置から予め決められた任意の位
置にロータを移動させるように、予め決められた初期シ
ーケンスにモータ位相を付勢させる。モータの位相に供
給された電流は、オーバーシユートを阻止するために、
この初期付勢の期間の間で、連続して増加される。モー
タが予め決められた位置に位置付けられた時、DSP22は
ロータがその予め決められた位置から予め決められた方
向に回転するような方向で且つ充分に長い時間の間、モ
ータの位相に対して電流パルスを、制御器15により供給
させる。ロータがモータ位相の付勢に応答して回転を開
始するのに充分に長い時間の間、DSP22は、制御器15が
モータ巻線中の電流を減衰させるように滅勢信号Ｄを供
給する。モータの巻線中の電流がほぼゼロに減衰するの
に充分に長い時間が経過した後、負荷パルスLPは３ビツ
ト・レジスタ21に印加され、次に、３ビツト・レジスタ
は比較器17、18及び19の出力Ａ、Ｂ及びＣをサプルす
る。サンプルされた出力A1、B1及びC1はDSP22に通過さ
れ、DSP22は、ロータの位置を決定し、そしてロータを
所望の方向に回転させる出力信号A2、B2及びC2を発生す
る。同時に、DSP22は、滅勢信号Ｄをオフに転じ、従つ
て、制御器15をA2、B2及びC2の信号に応答させ、そし
て、所望の方向にロータを回転するため、モータの所定
の位相を付勢させるように制御装置15の出力ライン01乃
至06上に信号を供給する。或る時間の経過後、DSP22は
制御器15に滅勢信号Ｄを再度供給し、従つて、モータの
巻線中の電流を減衰させる。Ｉ×Ｒ損失よりも逆起電力
が大きくなるようなレベルにモータの巻線の電流が減衰
した時、負荷パルスLPは比較器の出力Ａ、Ｂ及びＣをサ
ンプルするために３ビツト・レジスタ21に再度印加され
る。サンプルされた出力はDSP22に通過され、そして、
サンプルされた出力は滅勢信号Ｄを再度オフに転じ、モ
ータは制御器15により所定の位相に付勢される。このプ
ロセスは、逆起電力が巻線のＩ×Ｒ損失よりも充分に大
きくなるまで、ロータの速度と正比例する速度で繰り返
えされる（巻線の付勢を滅勢する必要はない）。この期
間の間、逆起電力はコミユテート速度よりも大きな速度
でサンプルされ、コミユテート速度はDSP22によつて連
続して監視される。
とは反対方向にスイツチをセツトするために、スイツチ
手段20に連続して信号Ｓを供給し、そして、出力端子A
2、B2及びC2信号を供給し、これに応答した制御器15
は、ロータのリセツト位置から予め決められた任意の位
置にロータを移動させるように、予め決められた初期シ
ーケンスにモータ位相を付勢させる。モータの位相に供
給された電流は、オーバーシユートを阻止するために、
この初期付勢の期間の間で、連続して増加される。モー
タが予め決められた位置に位置付けられた時、DSP22は
ロータがその予め決められた位置から予め決められた方
向に回転するような方向で且つ充分に長い時間の間、モ
ータの位相に対して電流パルスを、制御器15により供給
させる。ロータがモータ位相の付勢に応答して回転を開
始するのに充分に長い時間の間、DSP22は、制御器15が
モータ巻線中の電流を減衰させるように滅勢信号Ｄを供
給する。モータの巻線中の電流がほぼゼロに減衰するの
に充分に長い時間が経過した後、負荷パルスLPは３ビツ
ト・レジスタ21に印加され、次に、３ビツト・レジスタ
は比較器17、18及び19の出力Ａ、Ｂ及びＣをサプルす
る。サンプルされた出力A1、B1及びC1はDSP22に通過さ
れ、DSP22は、ロータの位置を決定し、そしてロータを
所望の方向に回転させる出力信号A2、B2及びC2を発生す
る。同時に、DSP22は、滅勢信号Ｄをオフに転じ、従つ
て、制御器15をA2、B2及びC2の信号に応答させ、そし
て、所望の方向にロータを回転するため、モータの所定
の位相を付勢させるように制御装置15の出力ライン01乃
至06上に信号を供給する。或る時間の経過後、DSP22は
制御器15に滅勢信号Ｄを再度供給し、従つて、モータの
巻線中の電流を減衰させる。Ｉ×Ｒ損失よりも逆起電力
が大きくなるようなレベルにモータの巻線の電流が減衰
した時、負荷パルスLPは比較器の出力Ａ、Ｂ及びＣをサ
ンプルするために３ビツト・レジスタ21に再度印加され
る。サンプルされた出力はDSP22に通過され、そして、
サンプルされた出力は滅勢信号Ｄを再度オフに転じ、モ
ータは制御器15により所定の位相に付勢される。このプ
ロセスは、逆起電力が巻線のＩ×Ｒ損失よりも充分に大
きくなるまで、ロータの速度と正比例する速度で繰り返
えされる（巻線の付勢を滅勢する必要はない）。この期
間の間、逆起電力はコミユテート速度よりも大きな速度
でサンプルされ、コミユテート速度はDSP22によつて連
続して監視される。
例えば逆起電力の６番目のサンプル後のように周期的
に、DSP22はサンプルされた逆起電力からのロータの実
際の位置を決定する。逆起電力の他のサンプルを受け取
つた時、DSP22は、コミユテーシヨンの変更を必要とす
るロータの変化が発生したか否かを単純に決定する。若
し、ロータの位置にそのような変化が生じたならば、DS
P22は、所望の方向の回転を発生するトルクのために適
当な次のコミユテーシヨン位相を適用する。これはモー
タが意図された方向に回転を開始することを保証するだ
けである。
に、DSP22はサンプルされた逆起電力からのロータの実
際の位置を決定する。逆起電力の他のサンプルを受け取
つた時、DSP22は、コミユテーシヨンの変更を必要とす
るロータの変化が発生したか否かを単純に決定する。若
し、ロータの位置にそのような変化が生じたならば、DS
P22は、所望の方向の回転を発生するトルクのために適
当な次のコミユテーシヨン位相を適用する。これはモー
タが意図された方向に回転を開始することを保証するだ
けである。
逆起電力が巻線中のIR損失よりも充分に大きくなるよう
な速度にローダが回転した時、DSP22は信号Ｓをオフに
転じ、これにより、スイツチ回路20中のスイツチを図示
の位置にセツトする。その後、比較器17、18及び19の出
力Ａ、Ｂ及びＣ制御器15の入力N1、N2及びN3に通り、モ
ータが回転している間に、滅勢信号Ｄをオフに止める。
制御器15の制御の下で、モータの速度は所望の速度に達
し、その御は所望の速度に維持される。
な速度にローダが回転した時、DSP22は信号Ｓをオフに
転じ、これにより、スイツチ回路20中のスイツチを図示
の位置にセツトする。その後、比較器17、18及び19の出
力Ａ、Ｂ及びＣ制御器15の入力N1、N2及びN3に通り、モ
ータが回転している間に、滅勢信号Ｄをオフに止める。
制御器15の制御の下で、モータの速度は所望の速度に達
し、その御は所望の速度に維持される。
本発明はデルタ構造に接続されたモータの巻線は持つモ
ータに関連して説明されて来たけれども、本発明はスタ
ー接続の巻線にも適用することが出来る。
ータに関連して説明されて来たけれども、本発明はスタ
ー接続の巻線にも適用することが出来る。
要約すると、以下の基本的なステツプを含む無刷子直流
モータの始動方法が説明された。
モータの始動方法が説明された。
1. 任意のロータ位置を特定し、そして、ロータが任意
のロータ位置に移動するような駆動電流を３つのモータ
位相入力に印加すること。
のロータ位置に移動するような駆動電流を３つのモータ
位相入力に印加すること。
2. ロータが所望の方向に回転するように所定の巻線に
電流を供給すること。
電流を供給すること。
3. モータが始動した御、モータ位相入力への電流供給
を停止すること。
を停止すること。
4. モータが回転した速度において、巻線中のＩ×Ｒ電
圧降下が逆起電力よりも充分に小さいレベルまでモータ
中の電流を減衰させること。
圧降下が逆起電力よりも充分に小さいレベルまでモータ
中の電流を減衰させること。
5. 巻線中に発生された（非常に小さい）逆起電力をサ
ンプルすること。
ンプルすること。
6. ロータがコミユテーシヨンに必要な位置に移動した
か否かを検出するためにサンプルされた逆起電力を監視
すること。
か否かを検出するためにサンプルされた逆起電力を監視
すること。
7. ロータが必要な方向に回転を続けるように、コミユ
テーシヨンにおいて変更を必要とする変化がステツプ５
において検出されたか否かに従つて３相のモータの位相
入力に駆動電流を供給すること。
テーシヨンにおいて変更を必要とする変化がステツプ５
において検出されたか否かに従つて３相のモータの位相
入力に駆動電流を供給すること。
8. コミユテーシヨン速度よりも大きな速度（即ち、モ
ータの速度が増加するよりもより頻繁に）において、そ
して、モータの速度に正比例した速度において、所定の
回数だけステツプ４乃至７を繰返すこと。
ータの速度が増加するよりもより頻繁に）において、そ
して、モータの速度に正比例した速度において、所定の
回数だけステツプ４乃至７を繰返すこと。
9. ステツプ４及び５を繰返すこと。
10. サンプルされた逆起電力からロータの現在の位置
を決定すること。
を決定すること。
11. 現在の位置から要求された方向にモータを回転さ
せる電流をモータの３相入力に供給すること。
せる電流をモータの３相入力に供給すること。
12. 逆起電力が巻線中のPR損失よりも遥かに大きい値
になるまでステツプ４を繰り返すこと。
になるまでステツプ４を繰り返すこと。
13. 逆起電力が巻線中のPR損失よりも遥かに大きい値
になつた時、逆起電力の連続した比較によつて、ロータ
の現在の位置とは独立して、モータの位相入力（つまり
コミユテート）に電流を供給すること。
になつた時、逆起電力の連続した比較によつて、ロータ
の現在の位置とは独立して、モータの位相入力（つまり
コミユテート）に電流を供給すること。
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）予め決められた位置にロータを移動
するためにモータ巻き線（X,Y,Z）を付勢するステップ
と、 （ｂ）前記付勢を減衰させるステップと、 （ｃ）前記付勢による前記ロータの回転に応じて前記モ
ータ巻き線に誘起される起電力をサンプルするステップ
と、 （ｄ）前記サンプルされた電圧からロータの位置を検出
し、該ロータを所望の方向に回転させる付勢電流を前記
モータ巻き線に印加するステップと、 を含み、前記（ｄ）、（ｂ）および（ｃ）のステップ
を、前記起電力が付勢電流によるIxR電圧降下よりも実
質的に大きくなるまで反復し、前記起電力が該IxR電圧
降下より実質的に大きくなった後は、（ｂ）のステップ
を省き、前記起電力のサンプリングに基づいて駆動電流
パルスを発生し、前記巻き線に印加するようにした無刷
子直流モータを始動する方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/GB1989/000266 WO1990010973A1 (en) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | Starting a brushless dc motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03504435A JPH03504435A (ja) | 1991-09-26 |
| JPH0732634B2 true JPH0732634B2 (ja) | 1995-04-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1503776A Expired - Lifetime JPH0732634B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 無刷子直流モータの始動方法 |
Country Status (5)
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| EP (1) | EP0414703B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0732634B2 (ja) |
| DE (1) | DE68909232T2 (ja) |
| WO (1) | WO1990010973A1 (ja) |
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