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    • 专利摘要:

    公开号:WO1991012653A1
    申请号:PCT/JP1991/000161
    申请日:1991-02-12
    公开日:1991-08-22
    发明作者:Shiro Maeda
    申请人:Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.；
    IPC主号:H02P6-00
    专利说明:
    [0001] 十 明 細 書 ：
    [0002] 発明の名称
    [0003] ブラシレスモータの運転装置
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明はブラシレスモータに係り、 特に電機子巻線に誘起さ れる誘起電圧によつて磁石回転子と電機子巻線との相対的位置 を検出し この位置検出信号に基づい,て運転する形式のブラシ レスモータの運転装置に関するものである。
    [0006] 背景技術
    [0007] 通常ブラシレスモータに 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力 この磁極位置検出器を使用し にく い場合等には磁極位置検出器を省略し 電機子巻線に誘起 される電圧信号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。 以下に本方法について説明する。
    [0008] 第 1図は本方法のブラシレスモータの運転装置の構成図 1 は直流電源、 2 は半導体スィッチング素子群で、 U 〜 Z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個のダイォ ー ドからなる。 3 はブラシレスモータで、 3相結線された電機 子卷線 4 と磁石回転子 5からなる。 6は前記電機子巻線 4 に誘 起された電圧信号を波形処理するフィル夕回^ 7は前記フィ ル夕回路 6の出力信号の比較を行なう比較回^ 8は前記比較 回路 7の出力信号に応じて前記半導体スィ ッチング素子群 2 の 導 & 遮断の制御をする制御回路である。 こ こ^ 前記フィ ル 夕回路 6 と して第 4 ( A ) に示す微分回路の後段に積分回路 を配した回 ¾ ( B ) に示す積分回路の後段に微分回路を配し た回路が考案されている。
    [0009] 以上の構成における動作を第 2 a 第 3図を用いて説明する。 第 2図は電機子巻線 4 に誘起される電圧信号とフィ ルタ回路 6の出力信号、 比較回路 7の出力信号の関係を U相 1 相分につ いて表わしたものである。 同図において、 U相の誘起電圧 V u をフィ ルタ回路 6 Uにて波形処理した出力信号は 6 0 Uのよ う になる。 また V柢 W相の誘起電圧 V v、 V wはそれぞれフィ ルタ回路 6 V, 6 Wにて波形処理され 6 0 V, 6 0 Wとなり、 これらを合成した波形が 7 1 Uとなる。 比較回路 7により前記 6 0 11と 7 1 11を比較し 7 0 Uなる比較回路出力を得る。 こ の出力信号は磁石回転子 5の位置検出信号となる。
    [0010] 以上の波形処理が V柢 W相についても行なわれ それぞれ 位置検出信号 7 0 V、 7 0 Wが得られる。 これらの位置検出信 号 7 0 U〜 7 0 Wは第 4図に示すようにそれぞれ 1 2 0 ° ずつ 位相の異なる信号となる。 これらの位置検出信号が制御回路 8 で論理演算され 転流信号 8 U〜 8 Zが生成される。 これらの 転流信号により前記半導体スィッチング素子群 2の トランジス 夕がスイッチングされ ブラシレスモータ 3 に連続的に回転ト ルクを発生させるこ ととなる。 以上の運転モー ドを位置検出運 転モー ドと呼ぶこと する。
    [0011] 一方、 ブラシレスモータ 3が停止中は前記電機子卷線 4 に誘 起電圧が発生しないた^ 起動時は第 3図の 8 U〜 8 Zの転流 信号を外部から低周波で与え、 前記ブラシレスモータ 3を強制 的に低速で回転させる。 この回転により前記電機子卷線 4 に誘 起電圧が発生し これを前記フィ ルタ回路 6にて波形処理し 比較回路 7 にて比較することで同図の 7 0 U〜 7 0 Wの位置検 出信号を得る。 以上を同期運転モー ドと呼ぶことにする。 同期 運転モー ドで前記位置検出信号が確立された時点でそれに基づ いて運転する位置検出運転モー ドへ移行することとなる。
    [0012] しかしながら上記第 4図のようなフィ ルタ回路の構成で（ 微分回路のコンデンサ 6 c、 積分回路のコ ンデンサ 6 eに電源 電圧レベルの髙耐圧が要求されるた & 装置の大型ィ コス ト アップを招く ことになる。 ま 髙耐圧で適度な静電容量でか つ小型化をねらうと電解コンデンサを使用することが多い力 電解コンデンサは高周波特性が悪いた 負荷変動に対する位 置検出信号の安定性が悪く なり、 負荷変動時モータの脱調現象 を起こしやすい。
    [0013] ま 第 4図 （A )、 （B ) 両回路とも微分回路中のコ ンデ ンサ 6 cの放電経路がなく、 ブラシレスモ一夕停止時、 常に直 流分を持つことになる。 この状態でブラシレスモータを起動す ると、 同期運転モー ド開始直後のフィルタ回路出力 （例えば U 相であれば 6 0 U ) も第 5図の点線のように直流分を持^ こ の直流分が位置検出運転モー ドへ移行時に減衰していないと移 行失敗しやすいという課題を有してぃナo
    [0014] 発明の開示
    [0015] そこで本発明のブラシレスモータの運転装置 直流電源と、 ブラ シレスモータの電機子卷線への電流を通電 遮断する半導 体スイッチング素子群と、 前記電機子卷線に誘起される誘起電 圧を波形処理する複数のフィ ルタ回路と、 前記複数のフィ ルタ 回路出力とその合成波を比較する比較回路と、 前記比較回路出 力に応じて前記半導体スイッチング素子群の導通 遮断を制御 する制御回路を備え、 前記フィ ル夕回路は複数の抵抗で構成さ れた分圧回路の後段に直列にコンデンサを配し その後段に積 分回路を配した構成を備えたものである。
    [0016] フィルタ回路中のコンデンサを低耐圧品で構成でき、 装置の 小型化 コス トダウンが可能となる。 さらに 低耐圧化に伴 小型の高周波特性の良いコンデンザが使用しやすくなり、 負荷 変動等に対する位置検出信号の安定化 回路の長寿命化が実現 できる。 ま 同コ ンデンサの放電経路を設けることによりプ ラシレスモータ起動時、 同コンデンザに直流分の残留がなく 同 期運転モー ドから位置検出運転モ一 ドへの移行がスムーズに行 えることとなる。
    [0017] 図面の簡単な説明
    [0018] 第 1図は従来のブラシレスモータの運転装置の構成 ¾ 第 2 図は従来例のフィルタ回路および比較回路の各部波形 ¾ 第 3 図は同位置検出信号と転流信号のタイ ミ ングチャー ト、 第 4図 は同フィ ルタ回路の構成 ¾ 第 5図は起動時の同フィ ルタ回路 の出力波形 ¾ 第 6図は本発明の一実施例におけるブラシレス モータの運転装置の要部構成図である。
    [0019] 発明を実施するための最良の形態
    [0020] 以下、 本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 本発明の実施例のブラシレスモータの運転装置の概略構成 第 1 図に示す従来例のものと同様であるので、 説明を省略する。 第 6図は本実施例のフィルタ回路 6、 比較回路 7、 制御回路 8の構成図である。 フィ ルタ回路 6 は U、 V、 W各相の誘起電 圧を波形処理するフィルタ回路 6 U、 6 V、 6 Wからなり、 さ らにフィ ルタ回路 6 Uは抵抗 6 a、 6 b、 コ ンデンサ 6 c、 積 分回路 6 dからなり、 抵抗 6 a、 6 bで構成される分圧回路の 後段に直列にコンデンサ 6 cを配し その後段に積分回路 6 d を配した構成となっている。 比較回路 7 は 3相分のフィ ルタ回 路出力 6 0 U〜 6 0 Wにっき、 それ自身と他の 2相分の合成波 とを比較して位置検出信号 7 0 U〜 7 0 Wを出力し これに基 づいて制御回路 8で第 4図に示す転流信号 8 U〜 8 Zを生成す るものである。 '
    [0021] 以上の構成において、 例えぱ U相の場合、 電機子巻線 4の誘 起電圧 V uは抵抗 6 a、 6 bによって分圧され 抵抗 6 bの両 端電圧は 6 b / ( 6 a + 6 b ) * V uとなる。 この分圧比を適 当に選ぶことで抵抗 6 bの両端電圧を低く抑えることができる。 これにより抵抗 6 b以降の E路を低圧回路とすることができ、 微分回 ¾ 積分回路に使用するコ ンデンサ 6 c、 6 e も低耐圧 品が使用可能となる。
    [0022] ま 微分回路のコンデンサ 6 cに蓄積された直流分 抵 抗 6 bを通して放電されるた & ブラシレスモータ停止時コン デンサ 6 cに直流分が残留することはなく、 次回起動時同期運 転モー ドから位置検出運転モー ドへスムーズに移行すること力く できる。
    [0023] 以上 U相について説明した力 V柢 W相についても同様で ある。 ま 本実施例では積分回路をオペアンプを用いた回路 としたカ 抵抗とコ ンデンサによる 1次遅れ回路としてもよい。 産業上の利用可能性 以上のように本発明 直流電源と、 ブラシレスモータの電 機子卷線への電流を通電 遮断する半導体スイ ッチング素子群 と、 前記電機子巻線に誘起される誘起電圧を波形処理する複数 のフィ ルタ回路と、 前記複数のフィ ルタ回路出力とその合成波 を比較する比較回路と、 前記比較回路出力に応じて前記半導体 スイ ッチング素子群の導 iE 遮断を制御する制御回路を備え、 前記フィ ルタ回路は複数の抵抗で構成された分圧回路の後段に 直列にコンデンサを配し その後段に積分回路を配することに より、 フィ ルタ回路中のコンデンサを低耐圧品で構成でき、 装 置の小型化 コス トダウンが可能となる。
    [0024] さらに 低耐圧化に伴い、 小型の高周波特性の良いコンデン ザが使用しゃすく なり、 負荷変動等に対する位置検出信号の安 定化 回路の長寿命化が実現できる。
    [0025] ま 同コンデンザの放電経路を設けることにより ブラ シレ スモータ起動時、 同コンデンザに直流分の残留なく同期運転モ ― ドから位置検出運転モー ドへの移行をスムーズに行なう こと ができる。
    权利要求:
    Claims• 請 求 の 範 囲
    1. 中性点非接地に結線された複数相の電機子卷線と磁石回転 子とを有するブラシレスモータ と、 直流電源と、 前記電機 子巻線への電流を通電 遮断する半導体スイ ッチング素子
    5 群と、 前記電機子卷線に誘起される誘起電圧を波形処理す る複数のフィ ルタ回路と、 前記複数のフィ ルタ回路からの 出力とその合成波を比較する比較回路と、 前記比較回路出 力に応じて前記半導体スイ ッチング素子群の導通 遮断を 制御する制御回路とを備え、 前記フ ルタ回路は複数の抵 0 杭で構成された分圧回路の後段に直列したコンデンサを配
    U その後段に積分回路を配したブラシレスモータの運転
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    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    DE4190249T|1992-03-12|
    JP2738109B2|1998-04-08|
    KR940009210B1|1994-10-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-08-22| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE KR US |
    1992-03-12| RET| De translation (de og part 6b)|Ref document number: 4190249 Country of ref document: DE Date of ref document: 19920312 |
    1992-03-12| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 4190249 Country of ref document: DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2/34321||1990-02-14||
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