JPH1070895A - Method for driving brushless motor - Google Patents
Method for driving brushless motorInfo
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- JPH1070895A JPH1070895A JP9224620A JP22462097A JPH1070895A JP H1070895 A JPH1070895 A JP H1070895A JP 9224620 A JP9224620 A JP 9224620A JP 22462097 A JP22462097 A JP 22462097A JP H1070895 A JPH1070895 A JP H1070895A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
の駆動方法に係り、特に電機子巻線に誘起される誘起電
圧によって磁石回転子と電機子巻線との相対的位置を検
出し、回転子磁極位置検出器を省略したものにおいて、
同期運転モードから回転子位置検出運転モードに滑らか
に移行を行うためのブラシレスモータの駆動方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a brushless motor, and more particularly to a method for detecting a relative position between a magnet rotor and an armature winding by an induced voltage induced in an armature winding. With the magnetic pole position detector omitted,
The present invention relates to a brushless motor driving method for smoothly shifting from a synchronous operation mode to a rotor position detection operation mode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】通常ブラシレスモータには、その回転子
の磁極位置を検出するための検出器が必要であるが、例
えばこのブラシレスモータを空調機のコンプレッサに用
いようとする場合、高温高圧条件下で前記検出器の信頼
性が保証できないため、これらの検出器を用いることが
できない。したがってこのような応用においては、磁極
位置検出器を用いず、電機子巻線に誘起される電圧信号
を検出し、それに基づいてモータの転流信号を生成する
方法が用いられている。2. Description of the Related Art Normally, a brushless motor requires a detector for detecting the position of a magnetic pole of a rotor. Therefore, these detectors cannot be used because the reliability of the detectors cannot be guaranteed. Therefore, in such an application, a method is used in which a voltage signal induced in an armature winding is detected without using a magnetic pole position detector and a commutation signal of a motor is generated based on the voltage signal.
【０００３】しかし、電機子巻線に電圧信号が誘起され
るのは回転子が回転している場合だけで、停止している
場合は磁極位置情報が得られない。すなわち、起動時は
この電圧信号が使えないわけである。したがって起動時
には回転子の磁極位置にかかわらず電機子巻線に回転磁
界が発生するような特定の信号を与えて、回転子を強制
回転させることとなる。However, a voltage signal is induced in the armature winding only when the rotor is rotating. When the rotor is stopped, magnetic pole position information cannot be obtained. That is, this voltage signal cannot be used at the time of startup. Therefore, at the time of startup, a specific signal for generating a rotating magnetic field is given to the armature winding regardless of the magnetic pole position of the rotor, and the rotor is forcibly rotated.
【０００４】その後、回転子が回転を始めると電機子巻
線に誘起される電圧信号を検出し、それに基づいてモー
タの転流信号を生成することができるようになる。こう
して、ブラシレスモータの駆動は、前記同期運転モード
で起動し、後に回転子位置検出運転モードに切り換える
方法がとられている。また、モータに供給する電圧の調
整は、直流電源電圧は一定にしておき、電圧信号パルス
のデューティ比を制御することによって電圧を制御す
る、いわゆるパルス幅変調を用いる。Thereafter, when the rotor starts rotating, a voltage signal induced in the armature winding is detected, and a commutation signal of the motor can be generated based on the detected voltage signal. In this way, the method of driving the brushless motor is started in the synchronous operation mode and then switched to the rotor position detection operation mode later. Adjustment of the voltage supplied to the motor uses so-called pulse width modulation in which the DC power supply voltage is kept constant and the voltage is controlled by controlling the duty ratio of the voltage signal pulse.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この同期運転モードと
回転子位置検出運転モードの切り換え方法は各種提案さ
れているが、安定な運転状態を保ったままで移行するの
は困難であり、機械的振動を発生したり、駆動電流の瞬
時的増大を引き起こしモータ駆動用半導体スイッチング
素子に負担を与えることが多かった。Various methods for switching between the synchronous operation mode and the rotor position detection operation mode have been proposed. However, it is difficult to make a transition while maintaining a stable operation state, and mechanical vibration is difficult. Or an instantaneous increase in the drive current, which often places a burden on the motor driving semiconductor switching element.
【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑み、同期運
転モードでの回転数、デューティ比および回転子位置検
出運転モードでのデューティ比を適切に設定することに
よって、同期運転モードから回転子位置検出運転モード
への切り換えを円滑に行う方法を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention appropriately sets the rotation speed, the duty ratio in the synchronous operation mode, and the duty ratio in the rotor position detection operation mode, thereby changing the rotor position from the synchronous operation mode. It is intended to provide a method for smoothly switching to a detection operation mode.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、同期運転モードの回転数と回転子位置検出
運転モードの回転数の関係を回転子位置検出運転モード
の回転数が同期運転モードの回転数と同じかまたは低く
なるようにするブラシレスモータの駆動方法である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a method in which the relationship between the rotation speed in the synchronous operation mode and the rotation speed in the rotor position detection operation mode is synchronized with the rotation speed in the rotor position detection operation mode. This is a method for driving a brushless motor that is equal to or lower than the rotation speed in the operation mode.
【０００８】そして、これによって同期運転モードから
回転子位置検出運転モードへの切り換えを円滑に行うこ
とができる。Thus, the switching from the synchronous operation mode to the rotor position detection operation mode can be smoothly performed.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】回転子位置検出運転モードにおい
ては、回転数は与えるデューティ比に対してモータ特性
や負荷状態によって決まるが、同期運転モードの回転数
と回転子位置検出運転モードの回転数の関係を回転子位
置検出運転モードの回転数が同期運転モードの回転数と
同じかまたは低くなるように同期運転モードでの回転
数、デューティ比および回転子位置検出運転モードでの
デューティ比を設定することにより、同期運転モードか
ら回転子位置検出運転モードへの切り換えを円滑に行う
ことを実現する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a rotor position detection operation mode, the rotation speed is determined by a motor characteristic and a load condition with respect to a given duty ratio. Set the rotation speed, duty ratio in synchronous operation mode and duty ratio in rotor position detection operation mode so that the rotation speed in rotor position detection operation mode is the same as or lower than the rotation speed in synchronous operation mode. Thus, switching from the synchronous operation mode to the rotor position detection operation mode can be smoothly performed.
【００１０】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけ
るブラシレスモータの駆動方法を実施するための駆動装
置のブロック図である。図１において、１は直流電源、
２は半導体スイッチング素子群でＱ1〜Ｑ6の６個のトラ
ンジスタとそれぞれに逆並列接続された６個のダイオー
ドとからなる。３はブラシレスモータで３相結線された
電機子巻線４と磁石回転子５とからなる。６は位置検出
手段、７は切換手段、８は駆動信号発生手段、９はパル
ス幅変調手段、１０は同期信号発生手段、１１は回転磁
界発生手段、１２は起動指令手段、１３は切換指令手
段、１４はデューティ比指令手段である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a driving device for implementing a driving method of a brushless motor according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a DC power supply,
Reference numeral 2 denotes a semiconductor switching element group including six transistors Q 1 to Q 6 and six diodes connected in anti-parallel to each other. Reference numeral 3 denotes an armature winding 4 and a magnet rotor 5 connected in a three-phase manner by a brushless motor. 6 is a position detecting means, 7 is a switching means, 8 is a driving signal generating means, 9 is a pulse width modulating means, 10 is a synchronizing signal generating means, 11 is a rotating magnetic field generating means, 12 is a start command means, and 13 is a switching command means. , 14 are duty ratio command means.
【００１１】上記構成要素からなるブラシレスモータの
駆動装置において、駆動時は回転磁界発生手段１１の出
力信号を切換手段７によって駆動信号発生手段８に伝
え、その出力信号に同期運転モード用に設定されたパル
ス幅変調をかけて半導体スイッチング素子群２のトラン
ジスタを駆動しブラシレスモータ３を起動する。そして
ブラシレスモータ３が回転し始めると、電機子巻線４に
発生する誘起電圧より位置検出手段６で磁石回転子５の
磁極位置を検出し、その信号を切換手段７によって駆動
信号発生手段８に伝え、それに回転子位置検出運転モー
ド用に設定されたパルス幅変調をかけて半導体スイッチ
ング素子群２のトランジスタを駆動し、ブラシレスモー
タ３を制御するものである。In the driving device for a brushless motor having the above components, the output signal of the rotating magnetic field generating means 11 is transmitted to the driving signal generating means 8 by the switching means 7 during driving, and the output signal is set for the synchronous operation mode. The brushless motor 3 is started by driving the transistors of the semiconductor switching element group 2 by performing the pulse width modulation. When the brushless motor 3 starts rotating, the position detection means 6 detects the magnetic pole position of the magnet rotor 5 from the induced voltage generated in the armature winding 4, and the switching means 7 sends the signal to the drive signal generation means 8. The brushless motor 3 is controlled by driving the transistors of the semiconductor switching element group 2 by applying the pulse width modulation set for the rotor position detection operation mode to the rotor.
【００１２】また、図２は、図１のブロック図をより具
体的に構成したもので、図１と同一のものや同一の働き
をするものには同一の符号を付している。FIG. 2 shows a more specific configuration of the block diagram of FIG. 1, and the same components as those in FIG. 1 and those having the same functions are denoted by the same reference numerals.
【００１３】同図において、１〜５は図１と全く同様で
ある。６は位置検出回路で３つのフィルタ６１〜６３と
コンパレータ群６４からなる。７は切換回路、８は駆動
信号発生回路、９はパルス幅変調回路、１０は同期信号
発生回路、１１は回転磁界発生回路、１３は切換指令回
路、１５はマイクロコンピュータで図１の起動指令手段
１２、デューティ比指令手段１４に相当し、同期信号発
生回路１０に起動指令信号１５１を、パルス幅変調回路
９にデューティ比指令信号１５３をそれぞれ出力する。In FIG. 1, reference numerals 1 to 5 are exactly the same as those in FIG. Reference numeral 6 denotes a position detection circuit which includes three filters 61 to 63 and a comparator group 64. 7 is a switching circuit, 8 is a drive signal generation circuit, 9 is a pulse width modulation circuit, 10 is a synchronization signal generation circuit, 11 is a rotating magnetic field generation circuit, 13 is a switching command circuit, and 15 is a microcomputer, which is a start command means shown in FIG. 12, which corresponds to the duty ratio command means 14 and outputs a start command signal 151 to the synchronization signal generation circuit 10 and a duty ratio command signal 153 to the pulse width modulation circuit 9, respectively.
【００１４】上記構成要素からなるブラシレスモータの
駆動装置について、その構成と動作を説明する。The configuration and operation of the brushless motor driving device including the above components will be described.
【００１５】まず、マイクロコンピュータ１５から起動
指令信号１５１、切換信号１５２、デューティ比指令信
号１５３が同時に出力される。起動指令信号１５１を受
けた同期信号発生回路１０は、図３に示すような同期信
号１００を出力する。この同期信号１００に基づいて回
転磁界発生回路１１が図３に示す信号１１１〜１１３を
出力する。First, the microcomputer 15 simultaneously outputs a start command signal 151, a switching signal 152, and a duty ratio command signal 153. Upon receiving the start command signal 151, the synchronization signal generating circuit 10 outputs a synchronization signal 100 as shown in FIG. The rotating magnetic field generating circuit 11 outputs signals 111 to 113 shown in FIG.
【００１６】切換回路７は駆動信号発生回路８の入力信
号８７〜８９を、位置検出回路６の出力信号とするか、
回転磁界発生回路１１の出力信号とするかを切り換える
回路で、起動時は前記切換信号１５２により回転磁界発
生回路１１の出力信号側に切り換えられている。この回
転磁界発生回路１１の出力信号１１１〜１１３は駆動信
号発生回路８に取り込まれ、同回路から図３に示す８１
〜８６の出力信号を出力する。The switching circuit 7 determines whether the input signals 87 to 89 of the drive signal generation circuit 8 should be output signals of the position detection circuit 6,
A circuit for switching whether or not to use the output signal of the rotating magnetic field generating circuit 11, which is switched to the output signal side of the rotating magnetic field generating circuit 11 by the switching signal 152 at the time of startup. The output signals 111 to 113 of the rotating magnetic field generation circuit 11 are taken into the drive signal generation circuit 8, and output from the drive signal generation circuit 8 as shown in FIG.
To 86 are output.
【００１７】これら出力信号のうち、８１〜８３はさら
にパルス幅変調回路９に入力され、前記同期運転モード
用に設定されたデューティ比指令信号１５３に基づいて
パルス幅変調が行われ、それぞれ半導体スイッチング素
子群２のトランジスタＱ1〜Ｑ3のドライブ信号となる。
一方駆動信号発生回路８の出力信号８４〜８６は、その
まま半導体スイッチング素子群２のトランジスタＱ4〜
Ｑ6のドライブ信号となる。これらのドライブ信号によ
り半導体スイッチング素子群２の６個のトランジスタが
スイッチングされ、その結果、電機子巻線４に回転磁界
が発生し、磁石回転子５が回転してブラシレスモータ３
が起動することとなる。Of these output signals, 81 to 83 are further input to a pulse width modulation circuit 9, where pulse width modulation is performed based on a duty ratio command signal 153 set for the synchronous operation mode, and semiconductor switching is performed. It becomes a drive signal for the transistors Q 1 to Q 3 of the element group 2.
On the other hand, the output signals 84 to 86 of the drive signal generating circuit 8 are directly applied to the transistors Q 4 to Q 4 of the semiconductor switching element group 2.
The drive signal of Q 6. The six drive transistors of the semiconductor switching element group 2 are switched by these drive signals. As a result, a rotating magnetic field is generated in the armature winding 4, and the magnet rotor 5 rotates to rotate the brushless motor 3.
Will be activated.
【００１８】ここで、起動指令信号１５１の立ち上がり
と同時に前記同期信号１００と同期運転モード用に設定
されたデューティ比指令信号１５３が出力され、ブラシ
レスモータが回転する。Here, the synchronous signal 100 and the duty ratio command signal 153 set for the synchronous operation mode are output simultaneously with the rise of the start instruction signal 151, and the brushless motor rotates.
【００１９】起動後、切換指令回路１３は、切換信号１
５２を出力し、切換回路７を位置検出回路６側に切り換
える。これにより、駆動信号発生回路８の入力信号８７
〜８９は位置検出回路６の出力信号６４１〜６４３とな
り、以降電機子巻線４に発生する誘起電圧信号４１〜４
３によりブラシレスモータ３を駆動することとなる。ま
た、切換信号１５２によって同時にマイクロコンピュー
タ１５からは回転子位置検出運転モード用に設定された
デューティ比指令信号が出力される。切換信号１５２の
立ち下げに続いて起動指令信号１５１を解除し、一連の
起動動作手順を初期状態にリセットする。After the start, the switching command circuit 13 outputs the switching signal 1
52, and switches the switching circuit 7 to the position detection circuit 6 side. Thereby, the input signal 87 of the drive signal generation circuit 8
89 are output signals 641 to 643 of the position detection circuit 6, and induced voltage signals 41 to 4 generated in the armature winding 4 thereafter.
3, the brushless motor 3 is driven. Further, the microcomputer 15 simultaneously outputs a duty ratio command signal set for the rotor position detection operation mode by the switching signal 152. Following the fall of the switching signal 152, the start command signal 151 is released, and a series of start operation procedures are reset to the initial state.
【００２０】上記一連の動作のうち同期運転モードから
回転子位置検出運転モードに移行したときの回転数が同
期運転モードの回転数と同じかまたは低くなるように前
記同期信号１００、同期運転モードでのデューティ比指
令信号１５３および回転子位置検出運転モードでのデュ
ーティ比指令信号１５３を設定する。In the above-mentioned series of operations, the synchronous signal 100 and the synchronous operation mode are set so that the rotational speed when the operation mode is shifted from the synchronous operation mode to the rotor position detection operation mode is equal to or lower than the rotational speed in the synchronous operation mode. And the duty ratio command signal 153 in the rotor position detection operation mode are set.
【００２１】図４を参考に説明すると、同期運転モード
においては回転数ｒ0、デューティ比ｄ0によって起動を
行う。これは、モータの仕様や負荷条件および半導体ス
イッチング素子群の許容電流値などの制約を考慮しなが
ら設定し、さらに、回転子位置検出運転モードにおいて
はデューティ比をｄ1に設定して回転数ｒ1がｒ1≦ｒ0と
なるようにする。この動作により、同期運転モードから
回転子位置検出運転モードの切り換えを円滑に行うこと
が実現される。例えば、回転子位置検出運転モードでの
デューティ比をｄ2に設定しては回転数ｒ2がｒ2＞ｒ0と
なり、回転子位置検出運転モードへの移行時に急加速す
ることとなり、円滑なモード切り換えが望めない。Referring to FIG. 4, in the synchronous operation mode, the engine is started with the rotation speed r 0 and the duty ratio d 0 . This is set taking into consideration the constraints such as the motor specifications and load conditions and the allowable current value of the semiconductor switching element group. In the rotor position detection operation mode, the duty ratio is set to d 1 and Let 1 be r 1 ≦ r 0 . This operation realizes smooth switching from the synchronous operation mode to the rotor position detection operation mode. For example, if the duty ratio in the rotor position detection operation mode is set to d 2 , the number of rotations r 2 becomes r 2 > r 0 , and the vehicle rapidly accelerates during the transition to the rotor position detection operation mode, which results in smooth operation. Mode switching cannot be expected.
【００２２】なお、デューティ比指令信号１５３は、回
転子位置検出運転モードではブラシレスモータ３の速度
制御のための印加電圧制御指令として、マイクロコンピ
ュータ１５から出力される。The duty ratio command signal 153 is output from the microcomputer 15 as an applied voltage control command for controlling the speed of the brushless motor 3 in the rotor position detection operation mode.
【００２３】上記実施の形態において、同期信号発生回
路１０、回転磁界発生回路１１および切換指令回路１３
はそれぞれ単独の回路としたが、これらの回路機能の一
部または全てをマイクロコンピュータ１５に行わせても
よい。In the above embodiment, the synchronization signal generating circuit 10, the rotating magnetic field generating circuit 11, and the switching command circuit 13
Are independent circuits, but a part or all of these circuit functions may be performed by the microcomputer 15.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、同期信号発生手段の出力信号の周波数と、同期運転
モードのデューティ比および回転子位置検出運転モード
のデューティ比を回転子位置検出運転モードの回転数が
同期運転モードの回転数と同じかまたは低くなるように
設定することにより、同期運転モードから回転子位置検
出運転モードへの切り換えを円滑に行うことを可能とし
ている。As is apparent from the above description, the present invention relates to a method of detecting the frequency of the output signal of the synchronization signal generating means, the duty ratio of the synchronous operation mode and the duty ratio of the rotor position detection operation mode. By setting the rotation speed of the mode to be equal to or lower than the rotation speed of the synchronous operation mode, it is possible to smoothly switch from the synchronous operation mode to the rotor position detection operation mode.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の一実施の形態のブラシレスモータの駆
動方法を実施するための駆動装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a driving device for implementing a method of driving a brushless motor according to an embodiment of the present invention;
【図２】図１の駆動装置の具体的なブロック構成図FIG. 2 is a specific block configuration diagram of the driving device of FIG. 1;
【図３】図２のブロック構成図中の各部波形図FIG. 3 is a waveform diagram of each part in the block diagram of FIG. 2;
【図４】同期運転モードおよび回転子位置検出運転モー
ドにおける回転数、デューティ比の関係を示した波形図FIG. 4 is a waveform diagram showing a relationship between a rotation speed and a duty ratio in a synchronous operation mode and a rotor position detection operation mode.
１ 直流電源 ２ 半導体スイッチング素子群 ３ ブラシレスモータ ４ 電機子巻線 ５ 磁石回転子 ６ 位置検出手段 ７ 切換手段 ８ 駆動信号発生手段 ９ パルス幅変調手段 １０ 同期信号発生手段 １１ 回転磁界発生手段 １２ 起動指令手段 １３ 切換指令手段 １４ デューティ比指令手段 １５ マイクロコンピュータ １００ 同期信号 １５１ 起動指令信号 １５２ 切換信号 １５３ デューティ比指令信号 Reference Signs List 1 DC power supply 2 Semiconductor switching element group 3 Brushless motor 4 Armature winding 5 Magnet rotor 6 Position detecting means 7 Switching means 8 Drive signal generating means 9 Pulse width modulating means 10 Synchronous signal generating means 11 Rotating magnetic field generating means 12 Start command Means 13 Switching command means 14 Duty ratio command means 15 Microcomputer 100 Synchronization signal 151 Start command signal 152 Switching signal 153 Duty ratio command signal
Claims (1)
電機子巻線に誘起される電圧信号を検出し、この電圧信
号を変換して得られる信号により前記ブラシレスモータ
の転流信号を生成することで回転子磁極位置検出器を省
略するブラシレスモータの駆動方法において、外部から
の強制的な転流信号によって駆動される期間である同期
運転モードと、前記電圧信号を変換して得られる信号に
より前記ブラシレスモータの転流信号を生成することに
よって駆動される期間である回転子位置検出運転モード
とを切り換える際、前記同期運転モードの回転数と前記
回転子位置検出運転モードの回転数の関係を前記回転子
位置検出運転モードの回転数が前記同期運転モードの回
転数と同じかまたは低くなるようにすることを特徴とす
るブラシレスモータの駆動方法。A voltage signal induced in an armature winding of a brushless motor having a magnet rotor is detected, and a commutation signal of the brushless motor is generated based on a signal obtained by converting the voltage signal. In a method of driving a brushless motor omitting a rotor magnetic pole position detector, a brushless motor is driven by a synchronous operation mode in which a period is driven by a forced commutation signal from the outside, and the brushless motor is driven by a signal obtained by converting the voltage signal. When switching between the rotor position detection operation mode, which is a period driven by generating a commutation signal of the motor, the relationship between the rotation speed in the synchronous operation mode and the rotation speed in the rotor position detection operation mode is determined by the rotation. A brushless motor characterized in that the rotational speed in the slave position detecting operation mode is equal to or lower than the rotational speed in the synchronous operation mode. Drive method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9224620A JPH1070895A (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Method for driving brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9224620A JPH1070895A (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Method for driving brushless motor |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2034320A Division JP2722750B2 (en) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | Drive device for brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070895A true JPH1070895A (en) | 1998-03-10 |
Family
ID=16816572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9224620A Pending JPH1070895A (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Method for driving brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1070895A (en) |
-
1997
- 1997-08-21 JP JP9224620A patent/JPH1070895A/en active Pending
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