JPH09117181A - Dc brushless motor driving device - Google Patents
Dc brushless motor driving deviceInfo
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- JPH09117181A JPH09117181A JP7295888A JP29588895A JPH09117181A JP H09117181 A JPH09117181 A JP H09117181A JP 7295888 A JP7295888 A JP 7295888A JP 29588895 A JP29588895 A JP 29588895A JP H09117181 A JPH09117181 A JP H09117181A
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- 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
- H02P6/28—Arrangements for controlling current
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動巻線に供給す
る駆動電流をチョッピングしてそのデューティ比を変化
させることにより回転速度を調節することができるよう
にした、直流ブラシレスモータ駆動装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC brushless motor drive device capable of adjusting a rotation speed by chopping a drive current supplied to a drive winding and changing its duty ratio. Is.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、直流ブラシレスモータの駆動
は、その各相の駆動コイルに供給する駆動電流を切り替
えるためのスイッチング素子群を設け、その磁石回転子
の位置情報に応じて該スイッチング素子群のオン、オフ
を制御することにより駆動電流を転流し、これにより生
じる磁界の変化に従って磁石回転子に回転トルクを与え
るようになっている。そして、この磁石回転子の回転速
度を制御する場合には、スイッチング素子をオン、オフ
制御するための制御信号をチョッピングして駆動巻線へ
の駆動電流をパルス状のチョッピング駆動電流とし、そ
のデューティ比を変化させることにより駆動巻線への実
効供給電力を調節して回転数を変えるようにしている。2. Description of the Related Art Generally, driving of a DC brushless motor is provided with a switching element group for switching a driving current supplied to a driving coil of each phase, and the switching element group of the switching element group is selected according to the position information of the magnet rotor. The drive current is commutated by controlling the on / off, and the rotating torque is given to the magnet rotor according to the change of the magnetic field generated thereby. When controlling the rotation speed of the magnet rotor, the control signal for turning the switching element on and off is chopped to make the drive current to the drive winding a pulse-shaped chopping drive current, and the duty cycle By changing the ratio, the effective power supplied to the drive winding is adjusted to change the rotation speed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、駆動電流の
転流は、相隣る2つの相の駆動巻線に対して駆動電流を
流した後、このうちの1つの相の駆動巻線とこれに相隣
る次の相の駆動巻線に対して駆動電流を流すという切り
替えを順次サイクリックに行う構成である。したがっ
て、三相Y結線の駆動巻線の場合を例にとると、第1相
の駆動巻線に流れる駆動電流IA に着目した場合、駆動
電流IA の流れる期間の前半である1転流周期には第3
相の駆動巻線に駆動電流IC が流れており、駆動電流I
A の流れる期間の後半である1転流周期には、第2相の
駆動巻線に駆動電流IC が流れていることになる。した
がって、駆動電流をチョッピングする場合のチョッピン
グ周波数によっては、駆動電流IA の前半である1転流
周期における実効供給電流値とその後半である1転流周
期における実効供給電流値とが異なるという状態が生じ
る。例えば、ある1つの転流周期においてはチョッピン
グ駆動電流の山が4つであるがそれに続く1つの転流周
期においてはチョッピング駆動電流の山が3つであるよ
うな状態が生じる。若しこのような状態が生じると、結
局その転流周期の1つおきに実効供給電流値が大きくな
ったり小さくなったりすることになり、これがモータの
回転変動の原因となっていた。By the way, the commutation of the drive current is carried out by applying the drive current to the drive windings of two adjacent phases, and then driving the drive winding of one of the phases. In this configuration, the drive current is supplied to the drive winding of the next phase adjacent to the above, which is sequentially and cyclically switched. Therefore, taking the case of a drive winding of three-phase Y connection as an example, when focusing on the drive current I A flowing in the drive winding of the first phase, one commutation, which is the first half of the period in which the drive current I A flows. Third in the cycle
The drive current I C is flowing in the phase drive winding, and the drive current I C
In one commutation cycle, which is the latter half of the period in which A flows, the drive current I C is flowing in the drive winding of the second phase. Therefore, depending on the chopping frequency when chopping the drive current, the effective supply current value in one commutation cycle, which is the first half of the drive current I A , and the effective supply current value in one commutation cycle, which is the latter half, are different. Occurs. For example, a state occurs in which there are four chopping drive current peaks in one commutation cycle, but there are three chopping drive current peaks in the subsequent one commutation cycle. If such a state occurs, the effective supply current value will eventually increase or decrease every other commutation cycle, which has been a cause of fluctuations in the rotation of the motor.
【0004】この対策としては、チョッピング周波数を
高くして各転流周期における実効供給電流の値を実質的
に同一とすることが考えられる。しかし、チョッピング
周波数を高く設定する場合にはモータの効率が低下する
のを防ぐためチョッピング駆動電流の波形の立上り、立
下りエッジを急峻にする必要が生じ、これにより雑音成
分が急増し近傍の電子機器に妨害を与えるという別の問
題を生じる。また、空調装置、冷却用又は冷蔵用装置に
用いられるコンプレッサでモータを一体型とした構成の
装置にあっては、モータの駆動巻線がフロンその他の冷
媒雰囲気中にあるため、チョッピング周波数を高くする
と漏れ電流が多くなり感電の虞が生じるのでチョッピン
グ周波数を高くするには限界があり、チョッピング周波
数の変更によっては回転変動の問題の回避を行うことが
できないという問題をも有している。As a countermeasure against this, it is conceivable to increase the chopping frequency so that the value of the effective supply current in each commutation period is substantially the same. However, when the chopping frequency is set high, it is necessary to make the rising and falling edges of the chopping drive current waveform steep in order to prevent the efficiency of the motor from decreasing. It causes another problem of disturbing the equipment. Also, in a device in which the motor is integrated with a compressor used for an air conditioner, a cooling or refrigerating device, the chopping frequency is increased because the drive winding of the motor is in the refrigerant atmosphere such as CFC. Then, leakage current increases and electric shock may occur. Therefore, there is a limit to increase the chopping frequency, and there is also a problem that the rotation fluctuation problem cannot be avoided by changing the chopping frequency.
【0005】本発明の目的は、したがって、従来技術に
おける上述の問題点を解決しようとするものであり、チ
ョッピング周波数を著しく高くすることなしに、駆動電
流のチョッピングに因る回転変動を軽減させ、且つチョ
ッピングによる雑音成分の発生を低く押さえることがで
きるようにした、直流ブラシレスモータ駆動装置を提供
することにある。The object of the present invention is therefore to solve the abovementioned problems in the prior art, to reduce the rotational fluctuations due to the chopping of the drive current without significantly increasing the chopping frequency, Another object of the present invention is to provide a DC brushless motor drive device capable of suppressing the generation of noise components due to chopping.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の特徴は、磁石回転子と駆動巻線とを有して成
る直流ブラシレスモータの駆動装置において、前記磁石
回転子の回転位置を検出する位置検出回路と、スイッチ
ング素子を有し前記駆動巻線に駆動電流を与えるための
コミュテータ手段と、前記位置検出回路での検出結果に
応じて前記駆動巻線に対するチョッピング駆動電流を転
流させるよう前記コミュテータ手段のスイッチング手段
をオン、オフ制御するための転流制御信号を供給するた
めの手段とを備え、前記チョッピング駆動電流のチョッ
ピング周期が、前記チョッピング駆動電流に対する1転
流周期内にn(自然数)サイクル分ずつ入るように定め
られている点にある。A feature of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a DC brushless motor driving device having a magnet rotor and a drive winding, in which a rotational position of the magnet rotor is provided. A commutator means for providing a drive current to the drive winding, which has a switching element, and a commutator means for commutating the chopping drive current to the drive winding according to the detection result of the position detection circuit. And a means for supplying a commutation control signal for ON / OFF controlling the switching means of the commutator means so that the chopping cycle of the chopping drive current is within one commutation cycle for the chopping drive current. The point is that each n (natural number) cycles is entered.
【0007】磁石回転子の回転位置を検出するための位
置検出回路は、駆動巻線に誘起する電圧からその回転位
置を検出する構成でもよいし、磁石回転子の位置を磁気
的又は光学的に検出するためのセンサを設け、このセン
サからの出力により2つの回転位置を検出する構成であ
ってもよい。The position detection circuit for detecting the rotational position of the magnet rotor may be configured to detect the rotational position from the voltage induced in the drive winding, or the position of the magnet rotor may be detected magnetically or optically. A sensor for detection may be provided, and two rotational positions may be detected by the output from this sensor.
【0008】パルス状のチョッピング駆動電流のチョッ
ピング周期がチョッピング駆動電流の1転流周期内にお
いてn(自然数)サイクル分ずつ入るようにしたので、
いずれの転流周期においても実効供給電流値はそれぞれ
等しくなり、磁石回転子に回転変動が生じることがな
い。Since the chopping cycle of the pulse-shaped chopping drive current is set to be n (natural number) cycles in one commutation cycle of the chopping drive current,
The effective supply current values are equal in any commutation cycle, and the rotation of the magnet rotor does not fluctuate.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の一形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】図1において、10は3相Y結線された3
相4極の直流ブラシレスモータであり、A相の駆動巻線
11、B相の駆動巻線12、C相の駆動巻線13、及び
4極に着磁された永久磁石ロータ14を備えて成ってい
る。直流ブラシレスモータ10は、空調装置のコンプレ
ッサを駆動するためのモータであり、図示しないコンプ
レッサ内に一体に組み込まれている。したがって、直流
ブラシレスモータ10の駆動巻線11〜13はコンプレ
ッサ内に充満されている冷媒であるフロンの雰囲気中に
ある。なお、この直流ブラシレスモータ10は公知の構
成であるからその詳細な構造説明は省略する。In FIG. 1, 10 is a 3-phase Y-connected 3
A four-phase DC brushless motor having a phase A drive winding 11, a B phase drive winding 12, a C phase drive winding 13, and a permanent magnet rotor 14 magnetized to four poles. ing. The DC brushless motor 10 is a motor for driving a compressor of an air conditioner, and is integrally incorporated in a compressor (not shown). Therefore, the drive windings 11 to 13 of the DC brushless motor 10 are in the atmosphere of chlorofluorocarbon, which is the refrigerant filled in the compressor. Since the DC brushless motor 10 has a known configuration, a detailed description of its structure is omitted.
【0011】符号20で示されるのは、この直流ブラシ
レスモータ10をチョッピング駆動電流によって駆動す
るための本発明による駆動装置であり、駆動巻線11〜
13へ所要の駆動電流を与えるためのコミュテータ部2
1を備えている。コミュテータ部21は、スイッチング
トランジスタ22〜27及びダイオード28〜33が図
示の如く接続されて成る公知の構成のものである。Reference numeral 20 is a drive device according to the present invention for driving the DC brushless motor 10 with a chopping drive current.
A commutator unit 2 for giving a required drive current to
1 is provided. The commutator section 21 has a known configuration in which switching transistors 22 to 27 and diodes 28 to 33 are connected as shown in the drawing.
【0012】符号40で示されるのは、永久磁石ロータ
14が回転することにより駆動巻線11〜13のそれぞ
れに誘起される逆誘起電圧の状態から永久磁石ロータ1
4の回転位置、すなわちその磁極位置を判別してその結
果を示す1組のセンサレス信号ZA 、ZB 、ZC を出力
するための公知の回路構成の位置検出回路である。この
実施の形態では、駆動巻線11〜13の各端子A、B、
Cの端子電圧VA 、VB 、VC が位置検出回路40に入
力されており、これらの入力端子電圧に基づいて永久磁
石ロータ14の回転位置を示す1組のセンサレス信号Z
A 、ZB 、ZCを出力する公知の回路構成となってい
る。なお、位置検出回路40はこの構成に限定されず、
永久磁石ロータ14の回転位置情報を磁気的又は光学的
なセンサ手段により検出するようにした他の公知の構成
のものとしてもよいことは勿論である。Reference numeral 40 indicates that the permanent magnet rotor 14 is rotated to rotate the permanent magnet rotor 1 to 13 to induce a reverse induced voltage in each of the drive windings 11 to 13.
4 rotational position, i.e., a set of sensorless signal Z A indicating the result to determine the magnetic pole position, Z B, a position detection circuit of the known circuit arrangement for outputting a Z C. In this embodiment, the terminals A, B of the drive windings 11 to 13,
The terminal voltages V A , V B , and V C of C are input to the position detection circuit 40, and a set of sensorless signals Z indicating the rotational position of the permanent magnet rotor 14 based on these input terminal voltages.
It has a known circuit configuration for outputting A , Z B , and Z C. The position detection circuit 40 is not limited to this configuration,
It goes without saying that another known configuration may be adopted in which the rotational position information of the permanent magnet rotor 14 is detected by magnetic or optical sensor means.
【0013】符号50で示されるのは、永久磁石ロータ
14を回転させるのに必要な駆動巻線11〜13に対す
る直流電源34からの駆動電流の転流が永久磁石ロータ
14の位置検出結果に応じて行われるようコミュテータ
部21のスイッチングトランジスタ22〜27をオン、
オフ制御するための1組の転流制御信号U〜Zを出力す
るための制御信号発生部である。この制御信号発生部5
0は、直流ブラシレスモータ10の回転速度を制御する
ことができるようにするため、駆動巻線11〜13に流
れる駆動電流をチョッピング駆動電流とするための機能
を有している。このため、図1に示した実施の形態にお
いては、コミュテータ部21のスイッチングトランジス
タ22、23、24のいずれかがオン制御状態となる場
合にオン制御状態となったスイッチングトランジスタに
対してチョッピング制御を与える構成となっている。Reference numeral 50 indicates that the commutation of the drive current from the DC power source 34 with respect to the drive windings 11 to 13 necessary for rotating the permanent magnet rotor 14 depends on the position detection result of the permanent magnet rotor 14. The switching transistors 22 to 27 of the commutator unit 21 are turned on so that
It is a control signal generation unit for outputting a set of commutation control signals U to Z for off control. This control signal generator 5
0 has a function of setting the drive current flowing through the drive windings 11 to 13 as the chopping drive current so that the rotation speed of the DC brushless motor 10 can be controlled. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, when any one of the switching transistors 22, 23, 24 of the commutator unit 21 is in the ON control state, chopping control is performed on the switching transistor in the ON control state. It is configured to give.
【0014】このため、制御信号発生部50には、チョ
ッピングの周波数を設定するための周波数設定信号を外
部から受け取るための第1制御端子50Aと、チョッピ
ングにより駆動電流をパルス化して得られるパルス状の
チョッピング駆動電流のデューティ比を設定するための
デューティ比設定信号を外部から受け取るための第2制
御端子50Bとを備えている。For this reason, the control signal generator 50 has a first control terminal 50A for receiving a frequency setting signal for setting the chopping frequency from the outside, and a pulse shape obtained by pulsing the drive current by the chopping. And a second control terminal 50B for receiving a duty ratio setting signal for setting the duty ratio of the chopping drive current from the outside.
【0015】制御信号発生部50は以上のように構成さ
れており、位置検出40から供給されるセンサレス信号
ZA 、ZB 、ZC に応答して、第1及び第2制御端子5
0A、50Bに外部から与えられる各設定信号に従う周
波数及びデューティ比のチョッピング駆動電流がその時
々の永久磁石ロータ14の回転位置に応じて所要の駆動
巻線に与えられるようにコミュテータ部21のスイッチ
ングトランジスタ22〜27をオン、オフ制御するため
の1組の転流制御信号U〜Zを出力する。転流制御信号
U〜Zは対応するスイッチングトランジスタのベースに
それぞれ与えられる。なお、上述の如き機能を遂行する
制御信号発生部50の構成それ自体は公知であるから、
ここでは、制御信号発生部50の詳細な構成説明は省略
する。The control signal generator 50 is constructed as described above, and in response to the sensorless signals Z A , Z B and Z C supplied from the position detector 40, the first and second control terminals 5 are provided.
A switching transistor of the commutator unit 21 so that a chopping drive current having a frequency and a duty ratio according to each setting signal externally applied to 0A and 50B is applied to a required drive winding according to the rotational position of the permanent magnet rotor 14 at that time. It outputs a set of commutation control signals U to Z for controlling ON and OFF of 22 to 27. The commutation control signals U to Z are respectively applied to the bases of the corresponding switching transistors. Since the configuration itself of the control signal generator 50 that performs the above-described functions is known,
Here, detailed description of the configuration of the control signal generator 50 is omitted.
【0016】直流ブラシレスモータ10を所望の回転速
度で運転させることができるようにするため、駆動装置
20は回転速度指令入力部60を備えており、回転速度
指令入力部60から所望の回転速度値を指令値として入
力することができる。回転速度指令入力部60からは入
力された回転速度指令値Nt を示す目標速度信号TSが
出力され、チョッピング周波数演算部70及びデューテ
ィ比演算部80にそれぞれ入力される。In order to operate the DC brushless motor 10 at a desired rotation speed, the drive device 20 is provided with a rotation speed command input section 60 from which the desired rotation speed value can be obtained. Can be input as a command value. The target speed signal TS indicating the input rotation speed command value N t is output from the rotation speed command input unit 60, and is input to the chopping frequency calculation unit 70 and the duty ratio calculation unit 80, respectively.
【0017】チョッピング周波数演算部70では目標速
度信号TSに従ってその時の回転速度指令値Nt に見合
ったチョッピング周波数が演算される。ここでの周波数
決定は、例えば3KHz程度で、永久磁石ロータ14が
Nt で回転する場合における駆動巻線11〜13に対す
る一転流周期内にチョッピング駆動電流がn(=1、
2、・・・)サイクル分入るように定められている。し
たがって、3相4極である直流ブラシレスモータ10の
場合には、そのチョッピング周期Tc の値は、直流ブラ
シレスモータ10の指定回転周期がTr であるとする
と、 Tc =Tr /(6×n) ・・・(1) なる関係が成立するように演算される。チョッピング周
波数演算部70における演算結果を示す周波数設定信号
FSは制御信号発生部50の第1制御端子部50Aに入
力される。The chopping frequency calculator 70 calculates a chopping frequency corresponding to the rotational speed command value N t at that time according to the target speed signal TS. The frequency is determined here at, for example, about 3 KHz, and the chopping drive current is n (= 1, 1, within one commutation cycle for the drive windings 11 to 13 when the permanent magnet rotor 14 rotates at N t) .
2, ...) It is decided to enter for one cycle. Therefore, in the case of the DC brushless motor 10 having three phases and four poles, the value of the chopping cycle T c is T c = T r / (6 when the specified rotation cycle of the DC brushless motor 10 is T r. × n) (1) is calculated. The frequency setting signal FS indicating the calculation result in the chopping frequency calculation unit 70 is input to the first control terminal unit 50A of the control signal generation unit 50.
【0018】デューティ比演算部80には、目標速度信
号TSのほか、1組のセンサレス信号ZA 、ZB 、ZC
に基づいて回転速度演算部90において演算された直流
ブラシレスモータ10のその時々の実回転速度値Na を
示す実回転信号ASが入力されている。デューティ比演
算部80では、目標速度信号TSと実回転信号ASとか
ら回転速度指令値Nt と実回転速度値Na との差分が計
算され、この回転速度差ΔNを零にするために必要なチ
ョッピング駆動電流のデューティ比の値が計算される。
この計算されたデューティ比の値を示すデューティ比設
定信号DSは制御信号発生部50の第2制御端子50B
に入力される。In addition to the target speed signal TS, a set of sensorless signals Z A , Z B , Z C
Actual rotation signal AS indicating the times of the actual rotational speed value N a of the computed DC brushless motor 10 in the rotational speed calculating section 90 based on is input. In the duty ratio calculation unit 80, the difference between the rotational speed command value N t and the actual rotational speed value N a of the target velocity signal TS and the actual rotation signal AS is calculated, required to the rotational speed difference ΔN to zero The value of the duty ratio of the chopping drive current is calculated.
The duty ratio setting signal DS indicating the calculated duty ratio value is the second control terminal 50B of the control signal generating section 50.
Is input to
【0019】次に、図2を参照して、図1に示した駆動
装置20の動作について説明する。Next, the operation of the drive device 20 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
【0020】図2は駆動巻線11〜13へのチョッピン
グ駆動電流を転流させるためにコミュテータ部21のス
イッチングトランジスタ22〜27の各ベースに対して
制御信号発生部50より与えられる転流制御信号U〜Z
の各波形を示す図である。図2において、符号Tr で示
されるのが目標速度信号TSによって示される回転速度
指令値Nt に従う直流ブラシレスモータ10の1回転周
期である。符号Tt で示されるのがコミュテータ21の
スイッチングトランジスタ22〜27のスイッチング動
作により行われる、駆動巻線11〜13に対する転流の
1周期を示す転流周期である。この実施の形態では直流
ブラシレスモータ10が3相4極であるから、転流周期
Tt は回転周期Tr の1/6となっている。すなわち、
時刻T1、T2、T3、・・・において駆動巻線11〜
13への駆動電流がコミュテータ21によりセンサレス
信号ZA 、ZB 、ZC に基づいて転流されている。FIG. 2 shows a commutation control signal provided from the control signal generator 50 to the bases of the switching transistors 22 to 27 of the commutator unit 21 in order to commutate the chopping drive current to the drive windings 11 to 13. U-Z
It is a figure which shows each waveform of. In FIG. 2, reference numeral T r is one rotation cycle of the DC brushless motor 10 according to the rotation speed command value N t indicated by the target speed signal TS. A commutation cycle indicated by reference symbol T t is one cycle of commutation with respect to the drive windings 11 to 13, which is performed by the switching operation of the switching transistors 22 to 27 of the commutator 21. In this embodiment, since the DC brushless motor 10 has three phases and four poles, the commutation period Tt is ⅙ of the rotation period Tr . That is,
Drive windings 11 to 11 at times T1, T2, T3, ...
The drive current to 13 is commutated by the commutator 21 based on the sensorless signals Z A , Z B , and Z C.
【0021】図2に示す例では、時刻T1で、転流制御
信号Uのレベルがチョッピングにより「0」又は「1」
の状態を周波数設定信号FSに従う周期で繰り返すモー
ドに入り、転流制御信号Yのレベルはこの時点ですでに
連続して「1」の状態となっている。したがって、駆動
巻線11、12には転流制御信号Uのチョッピングに従
うチョッピング駆動電流が流れており、この状態はこの
1転流周期Tt が終了する時刻T2まで続く。ここで、
転流制御信号Uのチョッピング周期はチョッピング周波
数演算部70における演算結果にしたがって設定される
ことは前述の通りである。この例では、チョッピング周
期は(1)式のnの値を3として回転周期Tr の1/1
8に定められている。したがって、時刻T1〜T2の転
流周期Tt 内にあっては、丁度3サイクル分のチョッピ
ング駆動電流が駆動巻線11、12に流れることにな
る。なお、この場合のチョッピング駆動電流のデューテ
ィ比はデューティ比設定信号DSによって定められ、目
標速度信号TSによって示される回転速度指令値Nt が
得られるよう、チョッピング駆動電流の実効供給電流値
が制御されている。In the example shown in FIG. 2, at time T1, the level of the commutation control signal U is "0" or "1" due to chopping.
The mode is repeated in a cycle according to the frequency setting signal FS, and the level of the commutation control signal Y is already in the state of "1" at this point. Therefore, the chopping drive current according to the chopping of the commutation control signal U is flowing through the drive windings 11 and 12, and this state continues until time T2 when this one commutation cycle T t ends. here,
As described above, the chopping cycle of the commutation control signal U is set according to the calculation result of the chopping frequency calculation unit 70. In this example, the chopping cycle is 1/1 of the rotation cycle T r , where the value of n in the equation (1) is 3.
It is specified in 8. Therefore, within the commutation period T t between times T1 and T2, the chopping drive current for exactly 3 cycles flows through the drive windings 11 and 12. The duty ratio of the chopping drive current in this case is determined by the duty ratio setting signal DS, and the effective supply current value of the chopping drive current is controlled so that the rotation speed command value N t indicated by the target speed signal TS is obtained. ing.
【0022】時刻T2になると、転流制御信号Yのレベ
ルは「0」となり、転流制御信号Zのレベルが「1」と
なる。この結果、スイッチングトランジスタ26に代え
てスイッチングトランジスタ27がオン状態となり、時
刻T2以降T3までの1転流周期内においては駆動巻線
11、13にチョッピング駆動電流が流される。この場
合も、先の場合と同様にして、時刻T2〜T3の1転流
期間Tt 内において丁度3サイクル分のチョッピング電
流が駆動巻線11、13に流れる。以後の各転流周期に
おいても同様である。At time T2, the level of the commutation control signal Y becomes "0" and the level of the commutation control signal Z becomes "1". As a result, the switching transistor 27 is turned on instead of the switching transistor 26, and the chopping drive current is passed through the drive windings 11 and 13 within one commutation period from time T2 to T3. Again, as in the case of previous, just chopping current of three cycles in one commutation period T t of the time T2~T3 flows through the drive windings 11 and 13. The same applies to the subsequent commutation cycles.
【0023】このように、駆動電流にチョッピングを与
えているが、その周波数(周期)が(1)式に従って定
められているので、すなわち、各転流周期内に入ってい
るチョッピング駆動電流の周期数が全て等しくなるよう
に定められているので、各転流周期におけるチョッピン
グ駆動電流の実効供給電流値は全て等しい。したがっ
て、チョッピング駆動電流を供給しても、各転流周期内
でのチョッピング駆動電流の実効供給電流値にばらつき
が生じることがないので、従来のように、回転変動を生
じることがない。したがって、雑音のレベルが低減しモ
ータ効率も改善されるという利点が得られる。また、チ
ョッピング周波数を著しく大きくする必要がないので、
フロン中にある駆動巻線からの漏れ電流を生じることが
ないので感電事故の心配を生じることがない。As described above, although the driving current is chopped, the frequency (cycle) is determined according to the equation (1), that is, the cycle of the chopping drive current included in each commutation cycle. Since the numbers are all set to be equal, the effective supply current values of the chopping drive current in each commutation period are all equal. Therefore, even if the chopping drive current is supplied, there is no variation in the effective supply current value of the chopping drive current within each commutation cycle, so that rotation fluctuation does not occur as in the conventional case. Therefore, there is the advantage that the noise level is reduced and the motor efficiency is also improved. Also, since it is not necessary to significantly increase the chopping frequency,
Since there is no leakage current from the drive winding in the Freon, there is no risk of electric shock.
【0024】なお、図2に示した波形図では、1転流周
期におけるチョッピング駆動電流が、その立ち上がりか
ら始まって第4番目の立ち上がりタイミングで終了する
ようになっているが、これは一例であり、例えば図3に
示されるように、1転流周期において任意の3サイクル
分が含まれる形態であっても、その実効供給電流値を同
一にするという目的に適っているので何等問題はない。
さらに、コミュテータ21におけるスイッチングトラン
ジスタのチョッピングは、スイッチングトランジスタ2
2、23、24のほか、スイッチングトランジスタ2
5、26、27において行ってもよいことは勿論であ
る。In the waveform diagram shown in FIG. 2, the chopping drive current in one commutation cycle starts from its rising and ends at the fourth rising timing, but this is an example. For example, as shown in FIG. 3, even in a mode in which one commutation cycle includes three arbitrary cycles, there is no problem because it is suitable for the purpose of making the effective supply current values the same.
Further, the chopping of the switching transistor in the commutator 21 is performed by the switching transistor 2
In addition to 2, 23, 24, switching transistor 2
Of course, steps 5, 26 and 27 may be performed.
【0025】図4には、本発明の実施の他の形態が示さ
れている。図4に示す駆動装置100は、直流ブラシレ
スモータ10の回転速度を設定しない場合の形態の例で
あり、デューティ比指令入力部110によってチョッピ
ング駆動電流のデューティ比を設定することにより直流
ブラシレスモータ10の回転速度を変化させることがで
きる点、及び直流ブラシレスモータ10が回転変動を生
じてもチョッピング周期と1転流周期との関係が所要の
関係に維持されるようにするため、回転速度演算部90
からの実回転信号ASに従ってチョッピング駆動電流の
チョッピング周波数がチョッピング周波数演算部70に
おいて演算されている点が図1に示した駆動装置20と
異なっている。駆動装置100のその他の構成は駆動装
置20と同じであるから、駆動装置100において駆動
装置20と同一の部分には同一の符号を付し、それらの
説明を省略する。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. The drive device 100 shown in FIG. 4 is an example of a mode in which the rotation speed of the DC brushless motor 10 is not set, and the duty ratio command input unit 110 sets the duty ratio of the chopping drive current so that the DC brushless motor 10 can be driven. In order to change the rotation speed and to maintain the relationship between the chopping cycle and the one commutation cycle at a required relationship even if the DC brushless motor 10 has a rotation fluctuation, the rotation speed calculation unit 90
1 is different from the drive device 20 shown in FIG. 1 in that the chopping frequency of the chopping drive current is calculated in the chopping frequency calculation unit 70 according to the actual rotation signal AS from. Since other configurations of the drive device 100 are the same as those of the drive device 20, the same parts as those of the drive device 20 in the drive device 100 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0026】駆動装置100によれば、デューティ比指
令入力部110からのデューティ比設定信号DSが制御
信号発生部50の第2制御端子50Bに入力され、これ
によりチョッピング駆動電流のデューティ比が定めら
れ、このデューティ比に従う回転速度で直流ブラシレス
モータ10の永久磁石ロータ14が回転する。また、チ
ョッピング周波数はその時の実回転速度値Na に従って
図1に示した駆動装置20の場合と同様にしてチョッピ
ング周波数演算部70において定められる。図4に示す
チョッピング周波数演算部70では、目標速度信号TS
でなくて実回転信号ASに応じて所要のチョッピング周
波数を演算する点で異なるのみである。According to the driving device 100, the duty ratio setting signal DS from the duty ratio command input unit 110 is input to the second control terminal 50B of the control signal generating unit 50, whereby the duty ratio of the chopping drive current is determined. The permanent magnet rotor 14 of the DC brushless motor 10 rotates at a rotation speed according to this duty ratio. Moreover, the chopping frequency is determined at the chopping frequency calculation unit 70 in the same manner as the drive unit 20 shown in FIG. 1 in accordance with the actual rotational speed value N a at that time. In the chopping frequency calculation unit 70 shown in FIG. 4, the target speed signal TS
Instead, the only difference is that the required chopping frequency is calculated according to the actual rotation signal AS.
【0027】駆動装置100の構成によれば、デューテ
ィ比指令入力部110から入力されるデューティ比指令
値に応じて直流ブラシレスモータ10の回転速度が変化
するが、そのチョッピング周波数の周期Tc がその時々
の実回転速度値Na の回転周期Ta から、下式 Tc =Ta /(6×n) ...(2) ここで、nは自然数に従って計算されることになる。よ
って、この場合もまた、各転流周期におけるチョッピン
グ駆動電流の実効供給電流値はそれぞれ等しくなり、回
転変動を生じるのを有効に防止することができる。According to the configuration of the drive device 100, the rotation speed of the DC brushless motor 10 changes according to the duty ratio command value input from the duty ratio command input section 110, but the cycle T c of the chopping frequency is the same. sometimes from rotation period T a of the actual rotational speed value n a, the following equation T c = T a / (6 × n). . . (2) Here, n is calculated according to a natural number. Therefore, also in this case, the effective supply current values of the chopping drive current in each commutation cycle are equal to each other, and it is possible to effectively prevent the rotation fluctuation.
【0028】図5には、本発明の実施の形態の別の例が
示されている。図5に示す駆動装置200は、所定の条
件に適合するチョッピング周波数がチョッピング周波数
記憶部210において予めとびとびに記憶されており、
これらの適合周波数に合う回転速度指令値が回転速度指
令入力部60でとびとびに指令できるようになっている
点で図1に示した駆動装置20と異なっている。駆動装
置200のその他の構成は駆動装置20と同じであるか
ら、駆動装置200において駆動装置20と同一の部分
には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。FIG. 5 shows another example of the embodiment of the present invention. In the drive device 200 shown in FIG. 5, chopping frequencies that meet a predetermined condition are preliminarily stored in the chopping frequency storage unit 210,
This is different from the drive device 20 shown in FIG. 1 in that a rotation speed command value that matches these matching frequencies can be commanded discretely by the rotation speed command input unit 60. Since other configurations of the drive device 200 are the same as those of the drive device 20, the same parts as those of the drive device 20 in the drive device 200 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0029】駆動装置200の構成によれば、チョッピ
ング周波数記憶部210には予め定められた複数の固定
周波数値が記憶されており、回転速度指令入力部60で
はそれらの固定周波数値に見合う回転速度値をとびとび
に選択して指令する。回転速度指令入力部60で選択さ
れた回転速度指令値を示す目標速度信号TSはチョッピ
ング周波数記憶部210に与えられ、目標速度信号TS
の内容に対応する固定周波数値がチョッピング周波数と
して選択され、この選択された周波数値を示す周波数設
定信号FFが制御信号発生部50の第1制御端子50A
に入力される。According to the configuration of the driving device 200, the chopping frequency storage unit 210 stores a plurality of predetermined fixed frequency values, and the rotation speed command input unit 60 stores the rotation speed corresponding to the fixed frequency values. Select values one after another and command. The target speed signal TS indicating the rotation speed command value selected by the rotation speed command input unit 60 is given to the chopping frequency storage unit 210, and the target speed signal TS is supplied.
The fixed frequency value corresponding to the content of is selected as the chopping frequency, and the frequency setting signal FF indicating the selected frequency value is the first control terminal 50A of the control signal generator 50.
Is input to
【0030】駆動装置200の場合も駆動装置20の場
合と同様に、目標速度信号TSはデューティ比演算部8
0にも入力されており、デューティ比演算部80におい
て目標速度信号TSに従う回転速度値が維持されるよう
に直流ブラシレスモータ10の回転速度のフィードバッ
ク制御が行われるので、周波数の設定がとびとびではあ
るが、1転流周期内のチョッピング駆動電流の実効供給
電流値を全て等しくすることができる。このように、チ
ョッピング周波数を固定して回転速度の指令値を選択的
に指令する構成によれば、図1に示した駆動装置20の
構成に比べてより簡単な構成とすることができる。In the case of the drive unit 200 as well as in the case of the drive unit 20, the target speed signal TS is calculated by the duty ratio calculation unit 8
0 is also input, and since the feedback control of the rotation speed of the DC brushless motor 10 is performed in the duty ratio calculation unit 80 so that the rotation speed value according to the target speed signal TS is maintained, the frequency setting is discrete. However, the effective supply current values of the chopping drive current in one commutation cycle can all be made equal. As described above, according to the configuration in which the chopping frequency is fixed and the command value of the rotation speed is selectively commanded, the configuration can be simpler than that of the drive device 20 shown in FIG.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、各転流周
期内に入っているチョッピング駆動電流の周期数が全て
等しくなるように定められているので、各転流周期にお
けるチョッピング駆動電流の実効供給電流値は全て等し
く、チョッピング駆動電流を供給しても、各転流周期内
でのチョッピング駆動電流の実効供給電流値にばらつき
が生じることがないので、チョッピング周波数を高くす
ることなしに直流ブラシレスモータに回転変動が生じる
のを有効に抑えることができる。したがって、雑音のレ
ベルが低減しモータ効率も改善されるという利点が得ら
れる。また、チョッピング周波数を著しく大きくする必
要がないので、駆動巻線からの漏れ電流を低減させると
いう効果をも期待することができる。As described above, according to the present invention, the number of chopping drive currents included in each commutation cycle is set to be equal, so that the chopping drive current in each commutation cycle is determined. The effective supply current values of all are the same, and even if the chopping drive current is supplied, there is no variation in the effective supply current value of the chopping drive current within each commutation cycle, so without increasing the chopping frequency. It is possible to effectively suppress the rotation fluctuation of the DC brushless motor. Therefore, there is the advantage that the noise level is reduced and the motor efficiency is also improved. Moreover, since it is not necessary to significantly increase the chopping frequency, it is possible to expect an effect of reducing the leakage current from the drive winding.
【図1】本発明による直流ブラシレスモータ駆動装置の
実施の一形態を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a DC brushless motor drive device according to the present invention.
【図2】図1の直流ブラシレスモータ駆動装置の動作を
説明するための各部の信号の波形図。FIG. 2 is a waveform diagram of signals of various parts for explaining the operation of the DC brushless motor drive device of FIG.
【図3】チョッピング駆動電流の波形と転流周期との関
係を説明するための波形図。FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the relationship between the waveform of the chopping drive current and the commutation period.
【図4】本発明による直流ブラシレスモータ駆動装置の
実施の他の形態を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the DC brushless motor drive device according to the present invention.
【図5】本発明による直流ブラシレスモータ駆動装置の
実施のさらに他の形態を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing still another embodiment of a DC brushless motor drive device according to the present invention.
10 直流ブラシレスモータ 11、12、13 駆動巻線 14 永久磁石ロータ 21 コミュテータ部 20、100、200 駆動装置 22〜27 スイッチングトランジスタ 40 位置検出回路 50 制御信号発生部 Tr 回転周期 Tt 転流周期 Tc チョッピング周期 U〜Z 転流制御信号 10 DC brushless motor 11, 12, 13 Drive winding 14 Permanent magnet rotor 21 Commutator part 20, 100, 200 Drive device 22-27 Switching transistor 40 Position detection circuit 50 Control signal generation part Tr Rotation cycle Tt Commutation cycle Tc Chopping cycle U to Z commutation control signal
Claims (1)
流ブラシレスモータの駆動装置において、 前記磁石回転子の回転位置を検出する位置検出回路と、 スイッチング素子を有し前記駆動巻線に駆動電流を与え
るためのコミュテータ手段と、 前記位置検出回路での検出結果に応じて前記駆動巻線に
対するチョッピング駆動電流を転流させるよう前記コミ
ュテータ手段のスイッチング手段をオン、オフ制御する
ための転流制御信号を供給するための手段とを備え、 前記チョッピング駆動電流のチョッピング周期が、前記
チョッピング駆動電流に対する1転流周期内にn(=
1、2、・・・)サイクル分入るように定められている
ことを特徴とする直流ブラシレスモータ駆動装置。1. A drive device for a DC brushless motor comprising a magnet rotor and a drive winding, wherein the drive winding has a position detection circuit for detecting a rotational position of the magnet rotor and a switching element. A commutator means for applying a drive current to the drive coil, and a commutator means for controlling the on / off control of the switching means of the commutator means so as to commutate the chopping drive current for the drive winding according to the detection result of the position detection circuit. A means for supplying a flow control signal, wherein the chopping cycle of the chopping drive current is n (=) within one commutation cycle for the chopping drive current.
A DC brushless motor drive device characterized in that it is defined so as to include 1, 2, ... Cycles.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7295888A JPH09117181A (en) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Dc brushless motor driving device |
KR1019960045834A KR100234784B1 (en) | 1995-10-20 | 1996-10-15 | Device for driving dc brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7295888A JPH09117181A (en) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Dc brushless motor driving device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09117181A true JPH09117181A (en) | 1997-05-02 |
Family
ID=17826475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7295888A Pending JPH09117181A (en) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Dc brushless motor driving device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09117181A (en) |
KR (1) | KR100234784B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102714478A (en) * | 2009-07-22 | 2012-10-03 | 惠而浦股份公司 | Anticipatory control system for electric motor and anticipatory control method for electric motor applied to cyclic loads |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP7295888A patent/JPH09117181A/en active Pending
-
1996
- 1996-10-15 KR KR1019960045834A patent/KR100234784B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102714478A (en) * | 2009-07-22 | 2012-10-03 | 惠而浦股份公司 | Anticipatory control system for electric motor and anticipatory control method for electric motor applied to cyclic loads |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970024498A (en) | 1997-05-30 |
KR100234784B1 (en) | 1999-12-15 |
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