JPS61170290A - ブラシレスモ−タの誘起電圧検出回路 - Google Patents

ブラシレスモ−タの誘起電圧検出回路

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JPS61170290A
JPS61170290A JP60010437A JP1043785A JPS61170290A JP S61170290 A JPS61170290 A JP S61170290A JP 60010437 A JP60010437 A JP 60010437A JP 1043785 A JP1043785 A JP 1043785A JP S61170290 A JPS61170290 A JP S61170290A
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JP
Japan
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induced voltage
winding
circuit
drive winding
voltage detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP60010437A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenkichi Nakaoka
健吉 中岡
Masayuki Yamaguchi
正幸 山口
Takashi Ariga
有賀 貴志
Noriharu Maejima
前島 紀春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiichi Components Ltd
Original Assignee
Shinano Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61170290A publication Critical patent/JPS61170290A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H02P6/085Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、駆動巻線に誘起される誘起電圧によって界磁
回転子の位置を検出して回転制御する形式のブラシレス
モータにおける誘起電圧検出回路に関する。
〔従来技術〕
従来、ホール素子やエンコーダ等のような特別なセンサ
を持たないで、駆動巻線に誘起される誘起電圧によって
界磁回転子の回転位置を検出し7、これによって駆動巻
線の電流を転流して界磁回転子を回転させるようにし、
たブラシレスモータが知られている(特公昭58−25
038号、特公昭59−36520号)。しかしながら
、従来技術においては、転流回路によって高速に転流が
行われる駆動巻線の誘起電圧のみを正確に検出すること
は困難であり、駆動巻線の自己インダクタンス笠による
ノイズは積分回路で平滑する等して使用しているが、積
分回路の時定数が大きくて、急速な速度変動に追従でき
なかったり、駆動巻線の自己インダクタンスによるノイ
ズの大きさが駆動巻線の電流(即ち、負荷の大きさ)に
よって変化することにより、積分後の波形に位相誤差が
生じてしまう等の問題点があり、その用途は負荷変動の
小さいエアコンのコンプレッサー等に限られていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、駆動巻線に誘起される誘起電圧によっ
て界磁回転子の回転位置を検出する形式のブラシレスモ
ータにおいて、積分回路やフィルタを用いることなく駆
動巻線の誘起電圧を高速かつ正確に検出する誘起電圧検
出回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、転流素子と駆動巻線の間にインピーダンス素
子を挿入して、駆動巻線の任意の2つの端子間の巻線を
一辺とするブリッジ回路を構成し、該ブリッジ回路の2
つの頂点の電位差を検出することにより、駆動巻線に誘
起する誘起電圧の瞬時値を得るようにするものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明に係る誘8電圧検出回路の一実施例を示
す。第1図において、2−1と2−2はモータの駆動巻
線であり2その電流が転流回路(図示せず)によって交
互に転流されることにより、界磁回転子Iが回転し1、
駆動巻線21.2−2に誘起電圧が発生する。ニドで、
】和の駆動巻線2−1に着目するに、5−1と5−2と
5−3は、駆動巻線2−1の誘起電圧を検出するために
挿入し・たインピーダンス素子であり、駆動巻線2−1
と共にブリッジ回路を形成L1ている。このブリッジ回
路におけろインピーダンス素子(11(抗)5−2と5
−3の接続点、及びインピーダンス素子(インダクタン
ス)5−1と駆動巻線2−1の接続点を線5 4+5 
5を介し、て差動増rl+器5−8に接続する。転流回
路は線5−6.5−7に接続される。
今、インピーダンス素子5−1 + 5 2+ 5−3
のインピーダンスを各々Z+ l Z71 Z:(、駆
動巻線2−1のインピーダンスをz4とR7、線5−’
1.5−5.5−6.5−7の電位を各々V++Vt 
+ VR+ Vaとし1、さらに駆動巻線2−1の誘起
電圧の瞬時値をUとすると、vl及びへ・2はで表わさ
れる。こ5で、あらかじめ、 の関係に定数を選定しておけば。
■7、−v、 =A・u              
、(3)となり、差動増「11器5−8の出力側には、
駆動巻線2−1の誘起電圧の瞬時値1」が得られ、る。
実際には、’■、〜v4は転流回路によって電源電圧と
グランド電位の間を頻繁に変、化するが、差動増巾器5
−8とし、て同相信号除去比の高いオペアンプを用いる
ことによって■1とv7の差電圧のみを検出することが
できる。同様にし7て、差動増巾器5−9の出力側には
、駆動巻線2−2の誘起電圧の瞬時値が得られる。
なお、Zl、Z2.Zl、z4の関係は、駆動巻線2−
1のインピーダンスz4が直流抵抗骨(R4)とインダ
クタンス分(L、)の成分を持つが、小出力のモータで
はR4に対してR4が無視できる場合が多く、従って、
2.を構成する直流抵抗骨(R1)とインダクタンス(
Ll)のうちのし、をはq零にすることが可能で、2.
は直流抵抗骨のみでも充分実用が可能である。また、よ
り正確な波形が必要な場合や大容量のモータでは、R4
に対応するし、を設けた方が誘起電圧を忠実に検出する
ことができる。このような場合においても、Z、はZ4
の1%程度で、誘起電圧を充分検出できるので、R1に
よる損失やし、の寸法は小さくできる。E方、z7とz
−、は純抵抗のみでよく、これに流す電流は数mA程度
で充分である。
こうして得らけた誘起電圧検出信号a、bは、転流回路
の導通状態や駆動巻線の電流値に影響さ711、す、ま
た、積分回路やフーイルタを用いていないので時間遅れ
もない。
第2図及び第3図は本発明に係る誘起電圧検出回路の他
の実施例を示し、たものであり、第3図は2(・[13
端了のフラジレスモータに対する誘起電圧検出回路の例
、第3図は3相■結線のフラジレスモータに対する誘起
電圧検出回路の例である。
次に、本発明の誘起電圧検出回路を用いたブラシレスモ
ータについて説明する。第4図は本ブラシレスモータの
一実施例のブロック図であり、第5図はその動作を説明
するタイミングチャートである1、 第4図において、1は永久磁石等で構成された!J?磁
回転回転子は駆動巻線であり、こトでは2相4端子の例
を示す。3は転流回路であり、駆動巻線2の相数に応じ
たトランジスタ群(転流素:i−)とこれらとjψ並列
に接続されたダイオ−1一群によ−って構成されろ。転
流制御回路4は、転流回路3の転流素子をオン・オフす
る4相の転流制御信号Δ、B、A、Bを生成する回路で
あり、切換器8によって誘起電圧検出信号a、b及びそ
の反転借壮丁、■が選択ahでいるときは、該信号a+
  atl)、■、によって転流制御信号A、B、A、
、13を生成し54相同期信号Aq + B s + 
As + +3 Sが選択されているときは、該4相同
期信号をそのま\転流制御信号A、、、B、A、Bとす
る。
誘起電圧検出回路5は第1図の如き構成となっており、
駆動巻線2の各相の誘起電圧の瞬時値に応じた誘起電圧
検出信号a、b及びその反転信号a、hを出力する。第
1図では省呻されているが、反転信号a、bは差動増r
11器5−8.59の出力側に信号反転回路を付加する
ことによって生成する。 速度検出回路6は、誘起電圧
検出信号等a、b、a、bによりモータの回転方向及び
速度に応じた信号±ωを検出する回路であり、該速度検
出信号を同期信号発生器7に与えると共に、モータが正
規の回転方向に対してjφ力方向回転した時又は所定の
速度以下となった時、切換器8に切換信号を発する。同
期信号発生器7は入力電圧に応じた周波数の4相同期信
号A、、、B、、、、へ、。
13、を発生する4相可変周波数発生器であり、外部か
13.の起動信号あるいけ速度検出回路6からの速度検
出回路て制御される3、切換器8け誘起電圧検出回路5
あるいは同期信号発生器7のいずトかの出力を選択し、
て転流制御回路4にtiえる働きをする。
第4図の動作を説明するに、起動時、同期信号発生器7
は所定の時定数で」二昇する起動信号によって制御され
、モータの起動が可能な低い周波数の4相同期信号A 
、、+ B s + +A−s + B 、、を発生し
7、それが徐々に高い周波数となって最終的に一定の周
波数に到達する。この4相同期信号A、、B、、。
A、、B、、が切換器8によって選択され、転流制御回
路4にダ、えられろ。転流制御回路4は、同期信号A、
、B、、、A、、、B、の電圧比較を行って転流制御信
号A’、B、A、B、を生成するが、比較結果は入力に
等しく、結局、同期信号A、、B5.A、、13..が
そのま\転流制御信月A、、B。
即ち同期信号A、、、 B、、、A、1.B5によ−)
て転流回路3の1ヘランジスタ群がオン・オフし、て、
駆動巻線2の電流を転流せし7め、界磁回転子1が回転
する。該界磁回転子1の回転は、同期信号A5゜13、
、、A、、B、、の周波数に応じて徐々に高くなり、最
終的に所定の速度に到達する。
誘起電圧検出回路5け、駆動巻線2に誘起する誘起電圧
を検出し、第5図に示す如く、該誘起電圧の瞬時値に応
じた誘起電圧検出信号a、I)及びその反転信号a、b
を出力する。モータが所望の速度になると、誘起電圧検
出回路5の出カ信e4a。
b、a、bが切換器8によって選択され、転流制御回路
4に+7えられる。転流制御回路4は、該誘起電圧検出
信号a、b及びその反転信号”、不の電圧比較を行って
転流制御信号A、B、A、+3を生成し、転流回路3の
トランジスタ群をオン・オフして駆動巻線2の転流を制
御する。即ち、モータが所望速度に達した後は、誘起電
圧検出信号によって運転される。
速度検出回路6では1例えば誘起電圧検出信号のa相が
負から正に向う零交叉点に応し・た々イミングパルスa
pを生成し、て、該タイミングパルス相の最高1ノベル
でサンプリングする)、その値が正ならモータは正方向
速度、負なら負方向速度であることを検出する。第5図
に示す如く、さらに同様の検出を他の相の組合せについ
ても行い、その検出電圧を次々に保持し、て直流電圧+
(0を得る。
駆動巻線2の誘起電圧はモータの速度に比例にするので
5この直流電圧の絶対値ωはモータ速度に比例する。ま
た、モータが逆転したときは、−ωの如く反対極性の直
流電圧となる。こ\で、この直流電圧を速度検出信号と
称す。
外力等によってモータがi1方向へ起動させられるよう
な場合、速度検出回路6は、そitを速度検出信号ωの
極性によって検出し、切換器8に対して同期信号発生器
7の同期信号A、、、B、、、、A、、。
π、を選択するように指示する。この場合、同期信号発
生器7から出力される同期信号A、、、B、、。
A S + B Sの周波数は速度検出信号(0の値に
応じて下げられており、この同期信号によって駆動巻線
2の転流を制御することにより、モータが逆方向に起動
されるのが防止される。モータの速度が上層するにつれ
て同期信号A、、B、、、’、、B、の周波数も徐々に
」;がり、所定の周波数に達した後、速度検出回路6か
らの指示で切換器8は誘起電圧検出回路5の側に明り換
わり、再びブラシレスモータとし、で運転される。外力
によってモータが停止させられた場合も同様である。
〔発明の効果〕
以上説明し、たように5本発明によれば、駆動巻線に誘
起される誘起電圧によって界磁回転子の回転位置を検出
する形式のブラシレスモータにおいて、該誘起電圧の検
出に積分回路やフィルタ等を用いないので、検出遅れが
なく2また。転流素子の導通状態や駆動巻線の電流に関
係なく、常l)゛連続して誘起電圧の瞬時値を正確に検
出することができる。従って、本誘起電圧検出回路を用
いることにより、極く低速の領域ti−除いてホール素
子等の位置検出器を備えたブラシレスモータと同等の性
能が得られ、応用範囲の広い誘起電圧検出形のブラシレ
スモータが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る誘起電圧検出回路の一実施例の回
路図、第2図及び第3図は本発明の他の実施例の回路図
、第4図は本誘起電圧検出回路を用いたブラシレスモー
タの一実施例のブロック図、第5図は第4図の動作を説
明するタイミング図である。 1・・・界磁回転子、  2−1.2−1・・・駆動巻
線。 5−1.5−2.5−3・・・インピーダンス素子、5
−8.5−9・・・差動増巾器、a、b・・・誘起電圧
検出信号。 Q−LQ−cL 1″′″″<(d  J″  つ エ ・1.エ < 
 、jl  ld  l工3 0 ?ぽ ざ1ぐIJ +

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)駆動巻線に誘起される誘起電圧によって界磁回転
    子の位置を検出して駆動巻線の転流を制御する形式のブ
    ラシレスモータにおいて、転流素子と駆動巻線の間にイ
    ンピーダンス素子を挿入して、駆動巻線の任意の2つの
    端子間の巻線を一辺とするブリッジ回路を構成すると共
    に、該ブリッジ回路の2つの頂点の電位差を検出する差
    動増巾回路を設け、駆動巻線の誘起電圧を該差動増巾回
    路の出力として得ることを特徴とする誘起電圧検出回路
  2. (2)前記ブリッジ回路と差動増巾回路の組を複数個設
    け、複数個の駆動巻線の誘起電圧を検出することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の誘起電圧検出回路。
  3. (3)駆動巻線と共にブリッジ回路を構成するインピー
    ダンス素子のうち、少くとも一つの素子をインダクタン
    スとし、残りの素子は抵抗とすることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項もしくは第2項記載の誘起電圧検出回
    路。
JP60010437A 1985-01-23 1985-01-23 ブラシレスモ−タの誘起電圧検出回路 Pending JPS61170290A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4796440A (en) * 1987-01-28 1989-01-10 Sanyei Corp. Ice cream maker

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5446309A (en) * 1977-08-30 1979-04-12 Philips Nv Motor for electronically rectifying

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