JPH10225173A - Control method of brushless motor - Google Patents
Control method of brushless motorInfo
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- JPH10225173A JPH10225173A JP9044602A JP4460297A JPH10225173A JP H10225173 A JPH10225173 A JP H10225173A JP 9044602 A JP9044602 A JP 9044602A JP 4460297 A JP4460297 A JP 4460297A JP H10225173 A JPH10225173 A JP H10225173A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機等に用
いる直流センサレスブラシレスモータ（以下ブラシレス
モータと記す）の回転制御技術に係り、特に詳しくは正
規な位置検出を可能とし、回転制御の効率向上を図るブ
ラシレスモータの制御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation control technique of a DC sensorless brushless motor (hereinafter, referred to as a brushless motor) used in an air conditioner or the like, and more particularly to a technique for enabling regular position detection and improving the efficiency of rotation control. And a method for controlling a brushless motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のブラシレスモータの回転制御で
は、回転子の位置を検出し、この位置検出をもとにして
電機子巻線電流の通電を切り替える。この位置検出の方
法としては、電機子巻線電圧（以下巻線電圧と略す）を
積分フィルタ等に通し、この積分結果を用いる方法、い
わゆるアナログ方式と、巻線電圧と基準電圧とを比較
し、この比較結果を用いる方法、いわゆるデジタル方式
とがある。2. Description of the Related Art In this type of rotation control of a brushless motor, the position of a rotor is detected, and the energization of an armature winding current is switched based on the detected position. As a method of this position detection, a winding voltage and a reference voltage are compared with a method using an integration result, that is, a method using an integration filter, which passes an armature winding voltage (hereinafter simply referred to as a winding voltage) through an integration filter or the like. There is a so-called digital method using a result of the comparison.
【０００３】このアナログ方式の場合、位置検出回路が
複雑で、高コストになるだけなく、回転子の位置検出が
正確でないこともある。この理由は、ブラシレスモータ
の回転制御するためのチョッピング周波数や当該電源の
周波数等の種々周波数成分が存在しているにもかかわら
ず、積分フィルタの積分定数が１つの決っており、その
積分フィルタの特性上どうしても出力に遅れが生じるこ
とになるからである。In the case of this analog system, not only is the position detection circuit complicated and expensive, but also the position detection of the rotor may not be accurate. The reason for this is that despite the presence of various frequency components such as the chopping frequency for controlling the rotation of the brushless motor and the frequency of the power supply, the integration constant of the integration filter is determined to be one. This is because the output is delayed due to the characteristics.
【０００４】そこで、正確な位置検出を可能とするデジ
タル方式が採用されるようになった。このデジタル方式
の制御装置は、図４に示すように、交流電源１を交流／
直流変換部２で直流に変換して得た直流電源をインバー
タ回路３で切り替えて（スイッチングして）ブラシレス
モータ（例えば三相モータ）４に供給する。Therefore, a digital system which enables accurate position detection has been adopted. As shown in FIG. 4, this digital control device switches an AC power supply 1
The DC power obtained by DC conversion by the DC converter 2 is switched (switched) by the inverter circuit 3 and supplied to the brushless motor (for example, a three-phase motor) 4.
【０００５】また、この制御装置は、三相のブラシレス
モータ４の巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔと基準電圧ｋを比較し、
これら比較結果を位置検出信号として出力する位置検出
部５と、これら位置検出信号により各巻線電圧Ｒ，Ｓ，
Ｔに含まれている誘起電圧の１／２点を検出し（回転子
４ａの位置を検出し）、この位置検出をもとにして電機
子巻線電流の通電を切り替え時刻を算出し、この時刻で
通電を切り替える駆動信号を所定にチョッピング（上下
アームのチョッピング駆動）した駆動信号を出力する制
御回路（マイクロコンピュータ）６と、その駆動信号に
よりインバータ回路３のスイッチング素子を駆動する駆
動回路７とを備えている。This control device compares the winding voltages R, S, T of the three-phase brushless motor 4 with a reference voltage k,
A position detection unit 5 that outputs these comparison results as position detection signals, and the winding voltages R, S,
A half point of the induced voltage included in T is detected (the position of the rotor 4a is detected), and based on this position detection, the time for switching the energization of the armature winding current is calculated. A control circuit (microcomputer) 6 for outputting a drive signal obtained by chopping a drive signal for switching energization at a predetermined time (upper and lower arm chopping drive), and a drive circuit 7 for driving a switching element of the inverter circuit 3 by the drive signal. It has.
【０００６】制御回路６は位置検出信号によりブラシレ
スモータ４の電機子巻線電流の通電を切り替え、かつ回
転子４ａの回転数を所望とするためにスイッチング素子
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを所定にチョッピング駆動する
駆動信号波形を生成する波形生成部６ａおよびこの駆動
信号波形を出力する波形出力部６ｂを備えている。ま
た、上アームとはインバータ回路３のスイッチング素子
Ｕ，Ｖ，Ｗ、下アームとはスイッチング素子Ｘ，Ｙ，Ｚ
を意味する。The control circuit 6 switches the energization of the armature winding current of the brushless motor 4 according to the position detection signal, and switches the switching elements U, V, W, X, Y, A waveform generator 6a for generating a drive signal waveform for chopping Z in a predetermined manner and a waveform output unit 6b for outputting the drive signal waveform are provided. The upper arm is the switching elements U, V, W of the inverter circuit 3, and the lower arm is the switching elements X, Y, Z.
Means
【０００７】この場合、基準電圧ｋはインバータ回路３
の電源を基準電圧発生回路８で抵抗分圧して得ており、
図５（ｂ）ないし（ｄ）に示すように、各巻線電圧Ｒ，
Ｓ，Ｔに含まれる誘起電圧と基準電圧ｋとの交点が誘起
電圧の１／２点（位置検出点）となるようにすることが
できる。したがって、制御回路６は、誘起電圧が上昇時
であれば通電切り替え後の最初の位置検出信号の立ち上
がりエッジにより、誘起電圧が下降時であれば通電切り
替え後の最初の位置検出信号の立ち下がりエッジによ
り、回転子４ａの位置を正確に検出することができる。In this case, the reference voltage k is equal to the inverter circuit 3
Is obtained by dividing the power supply with a resistor by the reference voltage generation circuit 8,
As shown in FIGS. 5B to 5D, each winding voltage R,
The intersection between the induced voltage included in S and T and the reference voltage k can be set to be 点 of the induced voltage (position detection point). Therefore, if the induced voltage is rising, the control circuit 6 detects the rising edge of the first position detection signal after the energization switching, and if the induced voltage is falling, the falling edge of the first position detection signal after the energization switching. Accordingly, the position of the rotor 4a can be accurately detected.
【０００８】また、前述したように、回転子４ａの位置
検出（位置検出間隔等の時間および位置検出時刻）をも
とにして通電切り替え時刻を予測し、この予測時刻で電
機子巻線電流の通電を切り替えることにより、ブラシレ
スモータ４を回転制御することができる。さらに、チョ
ッピング信号（図５（ａ）参照）のオン、オフ時間を可
変することにより、ブラシレスモータ４の回転数を所望
に制御することができる。Further, as described above, the energization switching time is predicted based on the position detection (time such as the position detection interval and the position detection time) of the rotor 4a, and the armature winding current of the armature winding current is estimated at the predicted time. By switching the energization, the rotation of the brushless motor 4 can be controlled. Furthermore, by varying the on / off time of the chopping signal (see FIG. 5A), the rotation speed of the brushless motor 4 can be controlled as desired.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ブ
ラシレスモータの制御方法にあっては、チョッピング信
号により巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔの誘起電圧波形もチョッピ
ングの形になるため、正規な位置検出ができないことも
あった。However, in the method of controlling the brushless motor, the induced voltage waveforms of the winding voltages R, S, and T are chopped by the chopping signal. There were things I couldn't do.
【００１０】例えば、ブラシレスモータ４の回転数が低
い場合（チョッピング信号のオン時間が短い場合）、図
６に示すように、チョッピングされている誘起電圧波形
が基準電圧ｋと交差せず、次のチョッピングのエッジを
位置検出点と見なす形になる。したがって、図６（ａ）
に示すように、位置検出が正規の位置検出から遅れた点
となり、このような誤位置検出が生じると、ブラシレス
モータ４が脱調、停止することにもなる。For example, when the rotational speed of the brushless motor 4 is low (when the on-time of the chopping signal is short), as shown in FIG. 6, the induced voltage waveform that is being chopped does not intersect with the reference voltage k, and The edge of chopping is regarded as a position detection point. Therefore, FIG.
As shown in (1), the position detection is delayed from the normal position detection, and if such an erroneous position detection occurs, the brushless motor 4 may step out or stop.
【００１１】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は正規な位置検出を可能とし、電機子巻
線電流の通電を適切に切り替えることができ、脱調等を
防止して回転の効率向上を図るようにしたブラシレスモ
ータの制御方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object the purpose of enabling normal position detection, appropriately switching the supply of armature winding current, and preventing rotation out of synchronization. It is an object of the present invention to provide a control method of a brushless motor which improves the efficiency of the motor.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は直流電源をインバータ手段のスイッチン
グ素子でスイッチングしてブラシレスモータに印加する
際に同スイッチング素子をチョッピング駆動する一方、
前記ブラシレスモータの回転子の位置を検出し、該位置
検出をもとにして前記ブラシレスモータの電機子巻線電
流の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法にお
いて、前記回転子の位置を検出する毎に位置検出の間隔
を算出するとともに、該位置検出間隔もとにして次の位
置検出点を予測する一方、前記位置検出間隔により前記
回転子の回転数を算出し、かつ前記ブラシレスモータの
巻線印加電圧を算出し、該回転数および巻線印加電圧に
応じて前記予測位置検出点付近おけるチョッピング駆動
のオン時間を可変するようにしたことを特徴とするよう
にしたことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a DC power supply which is switched by a switching element of an inverter means and is applied to a brushless motor.
In the brushless motor control method for detecting the position of the rotor of the brushless motor and switching the energization of the armature winding current of the brushless motor based on the position detection, each time the position of the rotor is detected While calculating the position detection interval, predicting the next position detection point based on the position detection interval, calculating the rotation speed of the rotor based on the position detection interval, and applying the winding of the brushless motor. The present invention is characterized in that a voltage is calculated, and an on-time of the chopping drive near the predicted position detection point is varied according to the rotation speed and the voltage applied to the winding.
【００１３】この発明のブラシレスモータの制御方法
は、前記回転子の位置を検出する毎に位置検出の間隔を
算出するとともに、該位置検出間隔もとにして次の位置
検出点を予測する一方、前記位置検出間隔により算出し
た回転子の回転数が所定値以下であり、前記ブラシレス
モータの巻線印加電圧が所定値以下である場合、所定区
間におけるチョッピング駆動のオン時間の総合が所定値
以下であるときには前記チョッピング駆動のオンを可変
する割合を算出し、前記予測位置検出点付近のチョッピ
ング駆動のオン時間を前記算出した割合だけ可変するよ
うにしたことを特徴とするようにしたことを特徴として
いる。According to a brushless motor control method of the present invention, a position detection interval is calculated each time the position of the rotor is detected, and a next position detection point is predicted based on the position detection interval. When the number of revolutions of the rotor calculated by the position detection interval is equal to or less than a predetermined value and the voltage applied to the winding of the brushless motor is equal to or less than a predetermined value, the total on-time of the chopping drive in a predetermined section is equal to or less than a predetermined value. In some cases, the ratio of varying the chopping drive ON is calculated, and the chopping drive ON time near the predicted position detection point is varied by the calculated ratio. I have.
【００１４】この場合、前記予測位置検出点において前
記チョッピング駆動がオン状態になるように、前記チョ
ッピング駆動のオン時間を可変するとよい。In this case, the chopping drive ON time may be varied so that the chopping drive is turned on at the predicted position detection point.
【００１５】また、前記チョッピング駆動のオン時間を
可変した以後のチョッピング駆動のオン時間を、所定区
間でのオン時間がトータルして変わらないように可変す
るとよい。It is preferable that the on-time of the chopping drive after the on-time of the chopping drive is varied so that the on-time in a predetermined section does not totally change.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１ないし図３を参照して説明する。なお、図１中、図４
と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００１７】この発明のブラシレスモータの制御方法
は、回転数が低く、巻線印加電圧が低い場合、位置検出
点点付近におけるチョッピング駆動のオン時間を長くす
れば、チョッピングの誘起電圧と基準電圧とが交差する
可能性が極めて高くなり、つまり正規の位置検出が可能
となり、位置検出が遅れることもなくなることに着目し
たものである。According to the brushless motor control method of the present invention, when the rotation speed is low and the winding applied voltage is low, if the on-time of the chopping drive near the position detection point is lengthened, the induced voltage of chopping and the reference voltage are reduced. The focus is on the fact that the possibility of intersection is extremely high, that is, normal position detection is possible and position detection is not delayed.
【００１８】そのため、図１に示すように、このブラシ
レスモータの制御方法が適用される制御装置の制御回路
１０は、位置検出回路５からの位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ
により回転子４ａの位置を検出する位置検出信号入力部
１０ａと、その位置検出により回転数を算出する回転数
算出部１０ｂ、従来同様にして通電切り替え時刻を算出
する通電切替時刻算出部１０ｃおよび次の位置検出の時
刻を予測する位置検出予測部１０ｄと、それら回転数、
通電切り替え時刻および予測位置検出時刻をもとにして
チョッピング駆動のオン／オフ時間を可変するチョッピ
ングＯＮ／ＯＦＦ時間可変部１０ｅと、図５に示す波形
成形部６ａの機能の他に、生成する駆動信号波形を所定
にチョッピング駆動する際にチョッピングＯＮ／ＯＦＦ
時間可変部１０ｅにしたがって前記予測位置検出時刻付
近におけるチョッピング駆動のオン時間を変え、また現
巻線印加電圧にしたがっても前記チョッピング駆動のオ
ン時間を変え、さらに所定区間においてそのオン時間可
変分を以後のオフ時間で補正する波形成形部１０ｆと、
図５に示す波形出力部６ｂと同じ機能を有する波形出力
部１０ｇとを備えている。なお、制御回路１０は、図４
に示す制御回路６の機能も有している。Therefore, as shown in FIG. 1, the control circuit 10 of the control device to which the control method of the brushless motor is applied includes the position detection signals A, B, and C from the position detection circuit 5.
, A position detection signal input unit 10a for detecting the position of the rotor 4a, a rotation speed calculation unit 10b for calculating the rotation speed by detecting the position, an energization switching time calculation unit 10c for calculating the energization switching time in the same manner as in the related art, and Position detection prediction unit 10d for predicting the time of position detection of
In addition to the functions of the chopping ON / OFF time varying unit 10e that varies the ON / OFF time of the chopping drive based on the energization switching time and the predicted position detection time, and the waveform generating unit 6a illustrated in FIG. Chopping ON / OFF when chopping drive the signal waveform
The on-time of the chopping drive near the predicted position detection time is changed according to the time variable unit 10e, and the on-time of the chopping drive is also changed according to the voltage applied to the current winding. A waveform shaping unit 10f that corrects with the off time of
It has a waveform output unit 10g having the same function as the waveform output unit 6b shown in FIG. Note that the control circuit 10
Has the function of the control circuit 6 shown in FIG.
【００１９】次に、前記構成の制御装置の動作を図２お
よび図３のタイムチャート図を参照して詳しく説明する
と、まず三相のブラシレスモータ４が起動、同期運転か
ら位置検出運転にモード移行しているものとする。Next, the operation of the control device having the above configuration will be described in detail with reference to time charts shown in FIGS. 2 and 3. First, the three-phase brushless motor 4 starts up, and the mode shifts from synchronous operation to position detection operation. It is assumed that
【００２０】前記位置検出運転においては、従来同様に
ブラシレスモータ４の巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔおよび基準電
圧ｋが位置検出回路５に入力し、位置検出回路５は各巻
線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔと基準電圧ｋとの比較結果を位置検出
信号Ａ，Ｂ，Ｃとして出力する。In the position detection operation, the winding voltages R, S, T and the reference voltage k of the brushless motor 4 are input to the position detection circuit 5 as in the conventional case, and the position detection circuit 5 outputs the respective winding voltages R, S, The comparison result between T and the reference voltage k is output as position detection signals A, B, and C.
【００２１】制御回路１０は、入力位置検出信号Ａ，
Ｂ，Ｃにより回転子４ａの位置を検出し、この位置検出
および位置検出間隔により通電切り替え時刻を予測し、
この予測時刻で通電を切り替えるようにインバータ回路
３を駆動する駆動信号波形を生成するとともに、回転数
指令にしたがってその駆動信号波形を所定にチョッピン
グし、このチョッピングした駆動信号を出力する。ま
た、回転子４の位置検出および位置検出間隔により回転
子４ａの回転数を算出するとともに、次の位置検出点時
刻を予測し、さらにブラシレスモータ４の現巻線印加電
圧を予測する。なお、現巻線印加電圧については、通電
切り替え間隔（区間）におけるチョッピングオン時間の
総合により予測し、あるいは通常時の回転数に応じて経
験的に得ている巻線印加電圧をもとにして現回転数から
予測する。The control circuit 10 receives the input position detection signals A,
The position of the rotor 4a is detected by B and C, and the energization switching time is predicted based on the position detection and the position detection interval.
A drive signal waveform for driving the inverter circuit 3 so as to switch the energization at the predicted time is generated, and the drive signal waveform is chopped in accordance with a rotation speed command, and the chopped drive signal is output. Further, the number of rotations of the rotor 4a is calculated based on the position detection of the rotor 4 and the position detection interval, the next position detection point time is predicted, and the voltage applied to the current winding of the brushless motor 4 is predicted. In addition, the current winding applied voltage is estimated based on the total chopping on time in the energization switching interval (section), or based on the winding applied voltage empirically obtained according to the normal rotation speed. Predict from the current speed.
【００２２】そして、回転数が低く、また巻線印加電圧
が低い場合、制御回路１０は予測位置検出点付近におけ
るチョッピング駆動のオン時間を長くし、つまり常に予
測位置検出点時にチョッピングオンとなるようにする。When the number of rotations is low and the voltage applied to the winding is low, the control circuit 10 lengthens the on-time of the chopping drive near the predicted position detection point, that is, always turns on the chopping at the predicted position detection point. To
【００２３】図２を参照して具体的に説明すると、まず
位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃにより常に位置検出間隔の時間
（Ｔｎ＝（ｔｂｎ＋１）−ｔｂｎ；ｎ＝正の整数）を算
出する。例えば、現時刻がｔｂ２であると、前回の位置
検出時刻ｔｂ１と今回位置検出時刻ｔｂ２との差Ｔ１を
算出するとともに、この時間差（位置検出間隔）Ｔ１を
用いて所定時間（例えば３０度に相当する時間）を算出
し、この時間を今回位置検出時刻ｔｂ２に加算して次の
通電切り替え時刻ｔａ３を予測する。More specifically, referring to FIG. 2, first, the time of the position detection interval (Tn = (tbn + 1) -tbn; n = positive integer) is always calculated from the position detection signals A, B, and C. For example, if the current time is tb2, a difference T1 between the previous position detection time tb1 and the current position detection time tb2 is calculated, and the time difference (position detection interval) T1 is used for a predetermined time (e.g., 30 degrees). Is calculated, and this time is added to the current position detection time tb2 to predict the next energization switching time ta3.
【００２４】また、今回位置検出時刻ｔｂ２に時間差Ｔ
１を加算して次の位置検出時刻を予測する一方、位置検
出間隔の時間Ｔ１をもとにして回転子４ａの現回転数を
算出し、また現巻線印加電圧を算出する。The time difference T is set at the current position detection time tb2.
While adding 1 to predict the next position detection time, the current rotation speed of the rotor 4a is calculated based on the time T1 of the position detection interval, and the current winding applied voltage is calculated.
【００２５】この現回転数が所定値以下であり、現巻線
印加電圧が所定値以下であると、つまり回転数が遅く、
現巻線印加電圧が低いと、従来例で説明したように、位
置検出が遅れる可能性が高いため、予測位置検出点にお
けるチョッピング駆動がオン状態になるようにする。な
お、少なくとも現回転数が所定値以下であれば、予測位
置検出点（時刻ｔｂ３）におけるチョッピング駆動をオ
ン状態にするようにしてもよい。すなわち、ブラシレス
モータ４の負荷が重い場合、現巻線印加電圧が所定値を
越えているにもかかわらず、現回転数が所定値以下とな
り、位置検出が遅れる可能性があるからである。If the current rotational speed is equal to or less than a predetermined value and the voltage applied to the current winding is equal to or less than a predetermined value, that is, the rotational speed is low,
If the current winding applied voltage is low, the position detection is likely to be delayed, as described in the conventional example. Therefore, the chopping drive at the predicted position detection point is turned on. If at least the current rotational speed is equal to or less than the predetermined value, the chopping drive at the predicted position detection point (time tb3) may be turned on. That is, when the load of the brushless motor 4 is heavy, the current rotation speed may be lower than or equal to the predetermined value and the position detection may be delayed even though the current winding applied voltage exceeds the predetermined value.
【００２６】そのために、所定区間（例えば時間Ｔ１）
におけるチョッピング駆動のオン時間（総合オン時間）
Ｔｃの割合をＴｃ／Ｔ１を算出する。この算出値Ｔｃ／
Ｔ１が所定値（例えば１／２）以下であるときには、予
測位置検出点（時刻ｔｂ３）におけるチョッピング駆動
をオン状態にする必要があると判断し、そのチョッピン
グ駆動をオンとする割合ｃ１を算出して一次記憶する。
前記ｃ１は、例えばＴｃ／Ｔ１が１／２である場合当該
オン時間ａをその割合（１／２）で除算して得る（ｃ１
＝ａ÷（１／２）＝２ａ）。したがって、チョッピング
駆動のオン時間Ｔｃが小さいほど、つまり回転数が小さ
いほど、ｃ１は大きい値となる。なお、ｃ１の値は当然
チョッピング駆動のオン、オフ時間（周期；図３参照）
Ｔを越えない値とする。すなわち、インバータ制御へ影
響が及ばないようにする必要があるからである。For this purpose, a predetermined section (for example, time T1)
ON time of the chopping drive (total ON time)
The ratio of Tc is calculated as Tc / T1. This calculated value Tc /
When T1 is equal to or smaller than a predetermined value (for example, 1/2), it is determined that it is necessary to turn on the chopping drive at the predicted position detection point (time tb3), and the ratio c1 of turning on the chopping drive is calculated. And temporarily memorize it.
For example, when Tc / T1 is ２, the c1 is obtained by dividing the on-time a by the ratio (１ ／) (c1).
= A ÷ (1/2) = 2a). Accordingly, the smaller the on-time Tc of the chopping drive, that is, the smaller the number of rotations, the larger the value of c1. Note that the value of c1 is, of course, the on / off time of the chopping drive (period; see FIG. 3).
The value must not exceed T. That is, it is necessary to prevent the influence on the inverter control.
【００２７】図３から明かなように、予測位置検出点ｔ
ｂ３付近において、従来であればチョッピング駆動のオ
ン時間ａおよびオフ時間は前と変わらないが（同図
（ａ）参照）、この発明ではチョッピング駆動のオン時
間がｃ１と長く、予測位置検出点の前後でオン時間がｃ
１／２づつとなる（同図（ｂ）参照）。As apparent from FIG. 3, the predicted position detection point t
In the vicinity of b3, the on time a and the off time of the chopping drive are the same as before (see FIG. 3A), but in the present invention, the on time of the chopping drive is as long as c1 and the predicted position detection point On time before and after c
It becomes 1/2 at a time (see FIG. 3B).
【００２８】ところで、オン時間が長くなった分（ｃ１
−ａ）、以後のチョッピング駆動のオン時間を短くし
（（２ａ−ｃ１）とし）、つまり通電切り替え間隔にお
けるチョッピング駆動のオン時間（総合時間）をトータ
ルして同じとし、巻線印加電圧が変わらないようにす
る。なお、ａは通電切り替え間隔ｔａ３，ｔａ４におい
て回転数に応じて設定されたチョッピングオン時間であ
る。前回の通電切り替え時刻ｔａ３から予測位置検出点
ｔｂ３までのチョッピング駆動のオン時間と、予測位置
検出点ｔｂ３から次の通電切り替え時刻ｔａ４までのチ
ョッピング駆動のオン時間とが同じになるようにする。
すなわち、通電切り替え間隔における巻線印加電圧が変
わると、回転数が変化し、特に巻線印加電圧が低いとき
には多少の変化が回転数に影響するからである。By the way, as the ON time becomes longer (c1
-A), the on-time of the subsequent chopping drive is shortened (assumed to be (2a-c1)), that is, the on-time (total time) of the chopping drive in the energization switching interval is totally the same, and the voltage applied to the winding varies. Not to be. Note that a is a chopping-on time set in accordance with the number of rotations at the power supply switching intervals ta3 and ta4. The on-time of the chopping drive from the previous energization switching time ta3 to the predicted position detection point tb3 is the same as the on-time of the chopping drive from the predicted position detection point tb3 to the next energization switching time ta4.
That is, if the winding applied voltage changes during the energization switching interval, the rotation speed changes, and particularly when the winding application voltage is low, a slight change affects the rotation speed.
【００２９】以下同様にして、回転数が低く、また巻線
印加電圧が低いときには、予測位置検出点の前後におい
てチョッピング駆動を強制的にｃ／２づつオン状態と
し、この強制的にオンした分以後のオン時間を減じ、し
かも通電切り替え間隔においてトータルオン時間が変わ
らないようにする。Similarly, when the number of rotations is low and the voltage applied to the winding is low, the chopping drive is forcibly turned on by c / 2 before and after the predicted position detection point. Subsequent on-time is reduced, and the total on-time is not changed in the power supply switching interval.
【００３０】したがって、位置検出付近のチョッピング
信号のオン時間を長くすることにより、巻線電圧Ｒ，
Ｓ，Ｔと基準電圧ｋとを比較する際には誘起電圧波形と
基準電圧ｋとが交差するようになり、その比較した結果
の位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃにはその交差の情報（位置検
出点）が含まれるようになる。これにより、回転子４ａ
の位置検出が遅れることもなく、正規の位置検出が可能
となり、この正確な位置検出により適切な通電切り替え
が可能となり、ひいては脱調等を防止して回転の効率向
上を図ることができる。Therefore, by increasing the on-time of the chopping signal near the position detection, the winding voltage R,
When S and T are compared with the reference voltage k, the induced voltage waveform and the reference voltage k intersect, and the position detection signals A, B and C of the comparison result indicate information of the intersection (position Detection point) is included. Thereby, the rotor 4a
The normal position detection becomes possible without delay in the position detection, and the proper position detection enables appropriate energization switching, thereby preventing loss of synchronism and the like, and improving the rotation efficiency.
【００３１】なお、回転数が所定値より大きく、巻線印
加電圧が所定値より高いときには、前述した処理を行わ
ないが、それら所定値としてはできるだけ大きい値にす
ると好ましい。また、回転数が極めて低い場合だけな
く、回転ムラが生じている場合にも、チョッピング信号
のオン時間およびオフ時間を可変するようにしてもよ
い。When the rotational speed is higher than the predetermined value and the voltage applied to the winding is higher than the predetermined value, the above-described processing is not performed. However, it is preferable that the predetermined values be as large as possible. Further, not only when the number of rotations is extremely low, but also when rotation unevenness occurs, the on-time and off-time of the chopping signal may be varied.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、このブラシレスモ
ータの制御方法の請求項１記載の発明によると、回転子
の位置を検出する毎に位置検出の間隔を算出するととも
に、この位置検出間隔もとにして次の位置検出点を予測
する一方、前記位置検出間隔により前記回転子の回転数
を算出し、かつブラシレスモータの巻線印加電圧を算出
し、この回転数および巻線印加電圧に応じて前記予測位
置検出点付近おけるチョッピング駆動のオン時間を可変
するようにしたので、位置検出時のチョッピング駆動の
オン時間を長くして誘起電圧と基準電圧とを交差させる
ことができ、つまり正確な位置検出が可能となり、結果
適切な通電切り替えが可能となり、これにより脱調等を
防止して回転の効率向上を図ることができるという効果
がある。As described above, according to the first aspect of the brushless motor control method, the position detection interval is calculated each time the position of the rotor is detected, and the position detection interval is also calculated. While predicting the next position detection point, the rotation speed of the rotor is calculated from the position detection interval, and the winding applied voltage of the brushless motor is calculated. The on-time of the chopping drive in the vicinity of the predicted position detection point is made variable, so that the on-time of the chopping drive at the time of position detection can be extended so that the induced voltage and the reference voltage can intersect. Position detection becomes possible, and as a result, appropriate energization switching becomes possible. This has the effect of preventing loss of synchronism and the like and improving rotational efficiency.
【００３３】請求項２記載の発明によると、回転子の位
置を検出する毎に位置検出の間隔を算出するとともに、
この位置検出間隔もとにして次の位置検出点を予測する
一方、前記位置検出間隔により算出した回転子の回転数
が所定値以下であり、ブラシレスモータの巻線印加電圧
が所定値以下である場合所定区間におけるチョッピング
駆動のオン時間の総合が所定値以下であるときには前記
チョッピング駆動のオンを可変する割合を算出し、前記
予測位置検出点付近のチョッピング駆動のオン時間を前
記算出した割合だけ可変するようにしたので、新たなハ
ードウェア回路を付加せずとも、請求項１と同じ効果を
奏する。According to the second aspect of the present invention, the position detection interval is calculated every time the position of the rotor is detected,
While the next position detection point is predicted based on the position detection interval, the rotation speed of the rotor calculated based on the position detection interval is equal to or less than a predetermined value, and the winding applied voltage of the brushless motor is equal to or less than a predetermined value. When the total of the on-time of the chopping drive in the predetermined section is equal to or less than a predetermined value, a ratio of varying the on-time of the chopping drive is calculated, and the on-time of the chopping drive near the predicted position detection point is varied by the calculated ratio. Therefore, the same effects as those of the first aspect can be obtained without adding a new hardware circuit.
【００３４】請求項３記載の発明によると、請求項１ま
たは２の予測位置検出点において前記チョッピング駆動
がオン状態になるように、前記チョッピング駆動のオン
時間を可変するようにしたので、請求項１または２の効
果に加え、誘起電圧と基準電圧とを確実に交差させるこ
とができ、つまり確実に正規の位置検出が可能であると
いう効果がある。According to the third aspect of the invention, the on-time of the chopping drive is varied so that the chopping drive is turned on at the predicted position detection point of the first or second aspect. In addition to the effect of 1 or 2, there is an effect that the induced voltage and the reference voltage can be reliably crossed, that is, the normal position can be reliably detected.
【００３５】請求項４記載の発明によると、請求項１，
２または３において前記チョッピング駆動のオン時間を
可変した以後のチョッピング駆動のオン時間を、所定区
間でのオン時間がトータルして変わらないように可変す
るようにしたので、請求項１，２または３の効果に加
え、所定区間内においてチョッピング駆動のオン時間が
不必要に長くならず、つまり現回転数が変わることもな
く、インバータ制御へ悪影響を及ぼすこともないという
効果がある。According to the invention described in claim 4, according to claim 1,
4. The on-time of the chopping drive after the on-time of the chopping drive is varied in 2 or 3 so that the on-time in a predetermined section does not change in total. In addition to the effects described above, there is an effect that the ON time of the chopping drive is not unnecessarily lengthened in a predetermined section, that is, the current rotational speed does not change and the inverter control is not adversely affected.
【図１】この発明の一実施の形態を示し、ブラシレスモ
ータの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック
線図。FIG. 1 is a schematic block diagram of a control device to which an embodiment of the present invention is applied, to which a control method of a brushless motor is applied.
【図２】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。FIG. 2 is a schematic time chart for explaining the operation of the control device shown in FIG. 1;
【図３】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。FIG. 3 is a schematic time chart for explaining the operation of the control device shown in FIG. 1;
【図４】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的ブ
ロック線図。FIG. 4 is a schematic block diagram of a conventional control device for a brushless motor.
【図５】図４に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。FIG. 5 is a schematic time chart for explaining the operation of the control device shown in FIG. 4;
【図６】図４に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。FIG. 6 is a schematic time chart for explaining the operation of the control device shown in FIG. 4;
１ 交流電源 ２ 交流／直流変換部 ３ インバータ回路 ４ ブラシレスモータ（直流ブラシレスモータ） ４ａ 回転子（ブラシレスモータ４の） ５ 位置検出回路 ６，１０ 制御回路（マイクロコンピュータ；制御手
段） １０ａ 位置検出信号入力部 １０ｂ 回転数算出部 １０ｃ 通電切替時刻算出部 １０ｄ 位置検出時刻予測部 １０ｅ チョッピングＯＮ／ＯＦＦ時間可変部 １０ｆ 波形生成部 １０ｇ 波形出力部 ｋ 基準電圧 Ｒ，Ｓ、Ｔ 電機子巻線電圧（巻線電圧） Ｕ，Ｖ，Ｗ スイッチング素子（上アーム） Ｘ，Ｙ，Ｚ スイッチング素子（下アーム）Reference Signs List 1 AC power supply 2 AC / DC converter 3 Inverter circuit 4 Brushless motor (DC brushless motor) 4a Rotor (of brushless motor 4) 5 Position detection circuit 6, 10 Control circuit (microcomputer; control means) 10a Position detection signal input Unit 10b rotation speed calculation unit 10c energization switching time calculation unit 10d position detection time prediction unit 10e chopping ON / OFF time variable unit 10f waveform generation unit 10g waveform output unit k Reference voltage R, S, T Armature winding voltage (winding Voltage) U, V, W Switching element (upper arm) X, Y, Z Switching element (lower arm)
Claims (4)
グ素子でスイッチングしてブラシレスモータに印加する
際に同スイッチング素子をチョッピング駆動する一方、
前記ブラシレスモータの回転子の位置を検出し、該位置
検出をもとにして前記ブラシレスモータの電機子巻線電
流の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法にお
いて、前記回転子の位置を検出する毎に位置検出の間隔
を算出するとともに、該位置検出間隔もとにして次の位
置検出点を予測する一方、前記位置検出間隔により前記
回転子の回転数を算出し、かつ前記ブラシレスモータの
巻線印加電圧を算出し、該回転数および巻線印加電圧に
応じて前記予測位置検出点付近おけるチョッピング駆動
のオン時間を可変するようにしたことを特徴とするよう
にしたことを特徴とするブラシレスモータの制御方法。When a DC power supply is switched by a switching element of an inverter means and applied to a brushless motor, the switching element is driven by chopping.
In the brushless motor control method for detecting the position of the rotor of the brushless motor and switching the energization of the armature winding current of the brushless motor based on the position detection, each time the position of the rotor is detected While calculating the position detection interval, predicting the next position detection point based on the position detection interval, calculating the rotation speed of the rotor based on the position detection interval, and applying the winding of the brushless motor. A brushless motor, wherein a voltage is calculated, and an on-time of chopping drive in the vicinity of the predicted position detection point is varied according to the rotation speed and the winding applied voltage. Control method.
グ素子でスイッチングしてブラシレスモータに印加する
際に同スイッチング素子をチョッピング駆動する一方、
前記ブラシレスモータの回転子の位置を検出し、該位置
検出をもとにして前記ブラシレスモータの電機子巻線電
流の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法にお
いて、前記回転子の位置を検出する毎に位置検出の間隔
を算出するとともに、該位置検出間隔もとにして次の位
置検出点を予測する一方、前記位置検出間隔により算出
した回転子の回転数が所定値以下であり、前記ブラシレ
スモータの巻線印加電圧が所定値以下である場合、所定
区間におけるチョッピング駆動のオン時間の総合が所定
値以下であるときには前記チョッピング駆動のオンを可
変する割合を算出し、前記予測位置検出点付近のチョッ
ピング駆動のオン時間を前記算出した割合だけ可変する
ようにしたことを特徴とするようにしたことを特徴とす
るブラシレスモータの制御方法。2. A DC power supply is switched by a switching element of an inverter means and is applied to a brushless motor by chopping the switching element.
In the brushless motor control method for detecting the position of the rotor of the brushless motor and switching the energization of the armature winding current of the brushless motor based on the position detection, each time the position of the rotor is detected While calculating the position detection interval and predicting the next position detection point based on the position detection interval, the rotation speed of the rotor calculated by the position detection interval is equal to or less than a predetermined value, and the brushless motor When the applied voltage of the winding is equal to or less than a predetermined value, and when the total of the ON times of the chopping drive in a predetermined section is equal to or less than a predetermined value, a ratio of varying the ON of the chopping drive is calculated, and the chopping near the predicted position detection point is calculated. A brushless motor characterized in that the on-time of driving is varied by the calculated ratio. Control method of.
ピング駆動がオン状態になるように、前記チョッピング
駆動のオン時間を可変するようにした請求項１または２
記載のブラシレスモータの制御方法。3. The on-time of the chopping drive is varied so that the chopping drive is turned on at the predicted position detection point.
The control method of the brushless motor according to the above.
した以後のチョッピング駆動のオン時間を、所定区間で
のオン時間がトータルして変わらないように可変するよ
うにした請求項１，２または３記載のブラシレスモータ
の制御方法。4. The on-time of the chopping drive after the on-time of the chopping drive is varied so that the on-time in a predetermined section does not change in total. Control method of brushless motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9044602A JPH10225173A (en) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | Control method of brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9044602A JPH10225173A (en) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | Control method of brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225173A true JPH10225173A (en) | 1998-08-21 |
Family
ID=12696010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9044602A Withdrawn JPH10225173A (en) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | Control method of brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10225173A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010017044A (en) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Hitachi Ltd | Motor controller, power converter, and hybrid vehicle |
| JP2015012779A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | アイシン精機株式会社 | Driving device and driving method for sensorless brushless motor |
-
1997
- 1997-02-13 JP JP9044602A patent/JPH10225173A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010017044A (en) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Hitachi Ltd | Motor controller, power converter, and hybrid vehicle |
| JP2015012779A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | アイシン精機株式会社 | Driving device and driving method for sensorless brushless motor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040511 |