JP2001045783A - Motor control method - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータの制御方法において、誘起電圧に含ま
れる高調波成分による負トルクを正トルクに利用し、高
効率化を図る。
【解決手段】 直流電圧をインバータ回路3のスイッチ
ング素子でスイッチングしてモータ4に印加し、このモ
ータ4の非通電相に発生する誘起電圧により位置検出信
号を位置検出回路5で得、この位置検出信号により回転
子の位置を制御回路11で検出してモータ4の通電を切
り替え、かつ、スイッチング素子をPWM制御してモー
タ4を駆動する。予め誘起電圧に含まれる高調波成分を
正トルクとするような電圧成分をモータ4の印加電圧に
重畳してモータ4を運転し、この運転の最も効率のよい
ときの印加電圧に相当する波形パターン(電圧(PW
M)パターン)を求めてROM10に記憶している。制
御回路11は、そのROM10の波形パターンを用いて
スイッチング素子をPWM制御し、モータ4を駆動す
る。
(57) [Summary] In a motor control method, a negative torque due to a harmonic component included in an induced voltage is used as a positive torque to improve efficiency. A DC voltage is switched by a switching element of an inverter circuit and applied to a motor, and a position detection signal is obtained by a position detection circuit based on an induced voltage generated in a non-energized phase of the motor. The control circuit 11 detects the position of the rotor by a signal to switch the energization of the motor 4 and to drive the motor 4 by PWM-controlling the switching elements. The motor 4 is operated by previously superimposing a voltage component such that a harmonic component included in the induced voltage is a positive torque on the applied voltage of the motor 4, and a waveform pattern corresponding to the applied voltage when the operation is most efficient. (Voltage (PW
M) pattern) is obtained and stored in the ROM 10. The control circuit 11 performs PWM control of the switching element using the waveform pattern of the ROM 10 and drives the motor 4.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ(例えばブ
ラシレスDCモータ)の非通電相に発生する誘起電圧波
形を用いて回転子の位置を検出して通電を切り替える制
御技術に係り、特に詳しくは、モータの構造的起因によ
り誘起電圧に含まれる高調波成分を正のトルクに利用す
る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 control technique for detecting the position of a rotor using an induced voltage waveform generated in a non-energized phase of a motor (for example, a brushless DC motor) and switching energization. The present invention relates to a method of controlling a motor using a harmonic component included in an induced voltage due to a structural cause of the motor as a positive torque.
【0002】[0002]
【従来の技術】モータをインバータ制御する場合、例え
ば図4に示す制御装置を必要とする。まず、商用電源1
をAC/DC変換部2で直流に変換し、この変換直流電
源をトランジスタ・マトリックス部3でスイッチングし
て三相の矩形波電圧として三相四極のモータ4に印加
し、モータ4に駆動電流を流して回転トルクを得る。そ
して、回転子の位置を位置検出回路5で検出し、この位
置検出の信号を制御回路(マイクロコンピュータ)6に
入力し、この制御回路6によってトランジスタ・マトリ
ックス部3のトランジスタを駆動して固定子の巻線電流
を切り替える。2. Description of the Related Art Inverter control of a motor requires, for example, a control device shown in FIG. First, the commercial power supply 1
Is converted to DC by an AC / DC converter 2, and the converted DC power is switched by a transistor matrix unit 3 and applied as a three-phase rectangular wave voltage to a three-phase four-pole motor 4, and a drive current is supplied to the motor 4. Flow to obtain rotational torque. Then, the position of the rotor is detected by a position detection circuit 5, and a signal of the position detection is inputted to a control circuit (microcomputer) 6, and the control circuit 6 drives the transistors of the transistor / matrix section 3 to drive the stator. Switch the winding current.
【0003】この位置検出の方法としては、例えば非通
電相に誘起する逆起電力(誘起電圧)波形からゼロクロ
ス点を検出し、このゼロクロス点により回転子の位置を
検出する方法がある。この位置検出方法の場合、位置検
出回路5は、電機子巻線U,V,Wの端子電圧を合成回
路5aで合成、分圧して当該モータの中性点電圧に相当
する電圧波形(仮想中性点電圧)を得るとともに、この
仮想中性点電圧(つまり誘起電圧)と電圧発生回路5b
で発生した所定電圧(基準電圧)とを比較回路5cで比
較し、この比較結果を位置検出信号として制御回路(マ
イクロコンピュータ)6に出力する。As a method of detecting the position, for example, there is a method of detecting a zero cross point from a back electromotive force (induced voltage) waveform induced in a non-energized phase, and detecting the position of the rotor based on the zero cross point. In the case of this position detection method, the position detection circuit 5 synthesizes and divides the terminal voltages of the armature windings U, V, and W with the synthesizing circuit 5a, divides the voltage, and generates a voltage waveform corresponding to the neutral point voltage of the motor (virtual medium And the virtual neutral point voltage (ie, induced voltage) and the voltage generating circuit 5b.
The comparison circuit 5c compares the predetermined voltage (reference voltage) generated in the step (c) with the comparison result, and outputs the comparison result to the control circuit (microcomputer) 6 as a position detection signal.
【0004】また、PWM制御方式を採用している場
合、制御回路6は位置検出信号をもとにして電機子巻線
の通電を切り替え、かつPWM信号を生成し、このPW
M波形を含む駆動信号を駆動回路7を介してトランジス
タ・マトリックス部3に出力する。すると、トランジス
タ・マトリックス部3の各トランジシタUa,Va,W
a,X,Y,Zが所定にオン、オフされ、モータ4の電
機子巻線の通電が切り替えられる。これにより、モータ
4には矩形波電圧が印加されることから、モータ4に電
流が流れ、回転トルクが得られる。When the PWM control method is adopted, the control circuit 6 switches the energization of the armature winding based on the position detection signal and generates a PWM signal.
A drive signal including the M waveform is output to the transistor matrix unit 3 via the drive circuit 7. Then, each of the transistors Ua, Va, W of the transistor matrix section 3
“a”, “X”, “Y”, and “Z” are turned on and off in a predetermined manner, and the energization of the armature winding of the motor 4 is switched. Thus, a rectangular wave voltage is applied to the motor 4, so that a current flows through the motor 4 and a rotating torque is obtained.
【0005】また、モータ4としては、モータ4の高効
率化の観点からマグネットトルクだけではなく、リラク
タンストルクを利用するものも提案されている。例え
ば、回転子に埋め込むマグネットの形状や配置を考慮し
て固定子からの一方のq軸から他方のq軸への磁路を確
保し、またその磁路に沿ってスリットを形成してd軸と
q軸とのインダクタンス差を大きくすれば、リラクタン
ストルクの発生が可能となる。[0005] As the motor 4, a motor that uses not only magnet torque but also reluctance torque has been proposed from the viewpoint of increasing the efficiency of the motor 4. For example, a magnetic path from one q-axis to the other q-axis from the stator is secured in consideration of the shape and arrangement of the magnet embedded in the rotor, and a slit is formed along the magnetic path to form a d-axis. By increasing the inductance difference between the q axis and the q axis, reluctance torque can be generated.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記モ
ータの制御方法においては、モータ4の構造上の問題を
考慮していないため、誘起電圧波形がその構造上の起因
により高調波成分を含むことになる。このため、この高
調波成分を含んだ有機電圧波形がモータ4に負のトルク
として現れるばかりか、モータ4の振動成分(振動トル
ク)となるだけでモータの実効トルクに反映されない。
例えば、リラクタンストルクを活用した場合には、固定
子1のスロットとリラクタンストルクの相互作用により
リップル(高次高調波)が誘起電圧に重畳する。特に三
相四極のモータ4で固定子として24スロットを用いた
場合、図5(a),(b)に示すように、誘起電圧に重
畳するリップルは第11番目の高調波(第11次高調
波)となる。However, in the above-described motor control method, since the structural problem of the motor 4 is not taken into account, the induced voltage waveform contains harmonic components due to its structural cause. Become. Therefore, the organic voltage waveform including the harmonic component appears not only as a negative torque in the motor 4 but also as a vibration component (vibration torque) of the motor 4 and is not reflected in the effective torque of the motor.
For example, when the reluctance torque is used, ripples (higher harmonics) are superimposed on the induced voltage due to the interaction between the slots of the stator 1 and the reluctance torque. In particular, when 24 slots are used as the stator in the three-phase four-pole motor 4, as shown in FIGS. 5A and 5B, the ripple superimposed on the induced voltage is the eleventh harmonic (the eleventh harmonic). Wave).
【0007】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、モータの構造上の起因による発生する
誘起電圧に含まれる高調波成分を正のトルクに利用する
でモータの高効率化を実現することができるようにした
モータの制御方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to improve the efficiency of a motor by utilizing a harmonic component included in an induced voltage generated due to a structural cause of the motor for a positive torque. It is an object of the present invention to provide a motor control method capable of realizing the above.
【0008】[0008]
【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、直流電圧をインバータのスイッチング素
子でスイッチングして当該モータに印加し、該モータの
非通電相に発生する誘起電圧により位置検出信号を得、
該位置検出信号により回転子の位置を検出して前記モー
タの通電を切り替える一方、前記スイッチング素子をP
WM制御して前記モータを駆動するモータの制御方法に
おいて、予め前記誘起電圧に含まれる高調波成分を正の
トルクとするような電圧成分を前記モータの印加電圧に
重畳して前記モータを運転し、該運転時の印加電圧に相
当する波形パターン(電圧(PWM)パターン)を求め
てROMに記憶し、該ROMの波形パターンを用いて前
記スイッチング素子をPWM制御して前記モータを駆動
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 method for controlling a DC voltage by switching a switching element of an inverter and applying the DC voltage to the motor. Get the position detection signal,
The position of the rotor is detected based on the position detection signal, and the energization of the motor is switched.
In the motor control method for driving the motor by performing WM control, the motor is operated by superimposing a voltage component such that a harmonic component included in the induced voltage is a positive torque on the applied voltage of the motor in advance. A waveform pattern (voltage (PWM) pattern) corresponding to the applied voltage during the operation is obtained and stored in the ROM, and the switching element is PWM-controlled using the waveform pattern of the ROM to drive the motor. It is characterized by doing.
【0009】本発明は直流電圧をインバータのスイッチ
ング素子でスイッチングして当該モータに印加し、該モ
ータの非通電相に発生する誘起電圧により位置検出信号
を得、該位置検出信号により回転子の位置を検出して前
記モータの通電を切り替える一方、前記スイッチング素
子をPWM制御して前記モータを駆動するモータの制御
方法において、予め前記誘起電圧に含まれる高調波成分
による前記モータの振動トルクを正のトルクとするよう
な電圧成分を前記モータの印加電圧に重畳して前記モー
タを運転するとともに、該運転で最も効率のよい場合の
印加電圧に相当する波形パターン(電圧(PWM)パタ
ーン)を求めてROMに記憶し、該ROMの波形パター
ンを用いて前記スイッチング素子をPWM制御して前記
モータを駆動するようにしたことを特徴としている。According to the present invention, a DC voltage is switched by a switching element of an inverter and applied to the motor, a position detection signal is obtained by an induced voltage generated in a non-energized phase of the motor, and the position of the rotor is determined by the position detection signal. In the control method of the motor that drives the motor by PWM-controlling the switching element while detecting the energization of the motor while detecting the vibration of the motor, the vibration torque of the motor due to a harmonic component included in the induced voltage in advance is positive. The motor is operated by superimposing a voltage component such as a torque on the applied voltage of the motor, and a waveform pattern (voltage (PWM) pattern) corresponding to the applied voltage when the operation is most efficient is obtained. The motor is stored in a ROM, and the switching element is PWM-controlled using a waveform pattern of the ROM to drive the motor. It is characterized in that there was Unishi.
【0010】前記ROMの波形パターンは、前記モータ
の位置検出の間隔を複数に等分割し、該分割毎にPWM
のデューティを求めたものであり、前記モータをPWM
制御する場合には前記モータの位置検出信号により位置
検出間隔の時間を計時するとともに、該位置検出間隔時
間を前記等分割の数で除して前記波形パターンの出力タ
イミングを生成し、前記位置検出信号を基準として前記
ROMの波形パターンを前記生成した出力タイミングで
出力するとよい。これにより、位置検出間隔の各分割毎
に波形パターンを適切なタイミングで出力することがで
き、また分割数を多くすれば、モータの回転制御をより
きめ細かなものとすることができる。[0010] The waveform pattern of the ROM is obtained by equally dividing the interval for detecting the position of the motor into a plurality of parts, and for each division, a PWM
Of the motor, and the motor
When controlling, the time of the position detection interval is measured by the position detection signal of the motor, and the output timing of the waveform pattern is generated by dividing the position detection interval by the number of equal divisions. Preferably, the waveform pattern of the ROM is output at the generated output timing on the basis of a signal. This makes it possible to output a waveform pattern at an appropriate timing for each division of the position detection interval, and to increase the number of divisions, it is possible to control the rotation of the motor more finely.
【0011】前記位置検出間隔時間は、前回の位置検出
と今回の位置検出とから得、あるいは過去の複数の位置
検出間隔時間を平均して得たものであるとよい。これに
より、波形パターンが安定して出力され、特に回転変動
による波形パターンの出力タイミング誤差が相殺され、
その出力の安定化がより図られる。The position detection interval time may be obtained from the previous position detection and the current position detection, or may be obtained by averaging a plurality of past position detection intervals. Thereby, the waveform pattern is output stably, and in particular, the output timing error of the waveform pattern due to the rotation fluctuation is offset,
The output is further stabilized.
【0012】前記モータの速度制御にあっては、予め基
準となるPWM用バッファを用意しており、該PWM用
バッファの値を前記モータの回転数に応じて増減し、該
PWM用バッファの値を前記ROMの波形パターンに加
味するとよい。前記PWM用バッファには予め当該速度
制御範囲を勘案した基準となる値を格納し、前記PWM
用バッファの値を前記ROMの波形パターンに加味する
方法は前記PWM用バッファの値を前記ROMの波形パ
ターンに乗じ、該値を前記波形パターンの最大値で除算
してなり、該計算を前記モータの回転数制御に応じて行
い、該再計算結果を前記モータの速度制御に対応させる
とよい。これにより、モータの回転速度制御時であって
も、高調波成分による負のトルクを正のトルクとして利
用することができる。In controlling the speed of the motor, a PWM buffer serving as a reference is prepared in advance, and the value of the PWM buffer is increased or decreased according to the rotation speed of the motor, and the value of the PWM buffer is adjusted. May be added to the waveform pattern of the ROM. The PWM buffer stores a reference value in consideration of the speed control range in advance.
A method of adding the value of the buffer for ROM to the waveform pattern of the ROM is such that the value of the buffer for PWM is multiplied by the waveform pattern of the ROM, and the value is divided by the maximum value of the waveform pattern. The recalculation result may correspond to the speed control of the motor. Thereby, even during the rotation speed control of the motor, the negative torque due to the harmonic component can be used as the positive torque.
【0013】前記モータの速度制御のうち減速制御にあ
っては、各位置検出間隔の波形パターンを出力した後次
の位置検出がなされるまで同波形パターンの最後の波形
パターンを連続して出力するとよい。前記モータの速度
制御のうち加速制御にあっては、各位置検出間隔の波形
パターンを出力する前に次の位置検出がなされたときに
は強制的に次の位置検出間隔の波形パターンを出力する
とよい。これにより、モータの減速時や加速時において
も、波形パターンの出力の不具合がなくなる。In the deceleration control of the motor speed control, a waveform pattern at each position detection interval is output, and then the last waveform pattern of the same waveform pattern is continuously output until the next position detection is performed. Good. In the acceleration control of the motor speed control, when the next position is detected before outputting the waveform pattern at each position detection interval, the waveform pattern at the next position detection interval may be forcibly output. As a result, even when the motor is decelerated or accelerated, the problem of the output of the waveform pattern is eliminated.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
ないし図3を参照して詳細に説明する。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。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 1,
The same parts as those in FIG.
【0015】図1において、本発明のモータの制御方法
が適用される制御装置は、予め誘起電圧波形に含まれる
高調波成分を正のトルクとなるような電圧成分を求めて
モータ4の印加電圧に重畳してなる波形パターン(電圧
(PWM)パターン)を記憶しているROM10と、任
意の位置検出タイミングを基準としてROM10の電圧
(PWM)パターンを連続的にモータ4に供給する制御
回路(マイクロコンピュータ)11とを備えている。な
お、制御回路11は図4に示す制御回路6の機能も備え
ている。In FIG. 1, a control apparatus to which the motor control method of the present invention is applied obtains a voltage component such that a harmonic component included in an induced voltage waveform becomes a positive torque in advance, and determines a voltage applied to the motor 4. And a control circuit (microcontroller) that continuously supplies the motor 4 with the voltage (PWM) pattern of the ROM 10 on the basis of an arbitrary position detection timing. Computer 11. The control circuit 11 has the function of the control circuit 6 shown in FIG.
【0016】上記ROM10の内容を具体的に説明す
る。まず、同期モータは図2に示すブロック線図で表さ
れる。Vはモータ4に印加する直流電圧、1/(LS+
R)はモータコイルのインダクタスLと抵抗分Rによる
伝達関数、kBは電流・トルクの変換伝達関数、1/J
Sは負荷等のモーメント、Tlは負荷トルク、Eは誘起
電圧で、回転角速度ωに比例して発生する。図2による
と、直流モータの理想的なフィードバック系は誘起電圧
定数kと磁束密度Bに関する速度帰還系として現され
る。なお、詳しくは他の書籍等を参照されたい。The contents of the ROM 10 will be specifically described. First, the synchronous motor is represented by a block diagram shown in FIG. V is a DC voltage applied to the motor 4, 1 / (LS +
R) is a transfer function based on the inductance L and resistance R of the motor coil, kB is a transfer function for converting current and torque, and 1 / J.
S is a moment of a load or the like, Tl is a load torque, E is an induced voltage, and is generated in proportion to the rotational angular velocity ω. According to FIG. 2, the ideal feedback system of the DC motor is expressed as a speed feedback system regarding the induced voltage constant k and the magnetic flux density B. For details, refer to other books and the like.
【0017】しかし、モータ4の構造的な起因により、
その帰還ループに歪みが生じるため、その歪みを勘案せ
ずにモータ4を駆動すると、その歪みが高調波成分とな
ってトルクに振動的な成分を含ませることになり、これ
が従来例で説明した負のトルクとして現れる。そこで、
誘起電圧に含まれる高調波成分、特に振動トルクとなっ
てしまう高調波成分を正のトルクとするような電圧成分
をモータ4の印加電圧に重畳してモータ4を運転し、こ
の運転時で最も高効率となる電圧パターンを経験的に求
める。However, due to the structural origin of the motor 4,
Since the feedback loop is distorted, if the motor 4 is driven without considering the distortion, the distortion becomes a harmonic component, and the torque includes an oscillating component, which has been described in the conventional example. Appears as negative torque. Therefore,
The motor 4 is operated by superimposing a voltage component such that a harmonic component included in the induced voltage, particularly a harmonic component that becomes an oscillation torque, into a positive torque is applied to the voltage applied to the motor 4. Empirically find a voltage pattern that provides high efficiency.
【0018】モータ4が三相四極モータである場合、図
3に示すように、その電圧パターンは半回転分だけでよ
く(通電1ないしN)、かつ位置検出間隔をn個に等分
割し、この分割数に応じてn個のデータを得る。また、
電圧パターンはPWM出力タイマのデューティとし、そ
の大きさの最大値は例えば100%に設定する。When the motor 4 is a three-phase four-pole motor, as shown in FIG. 3, the voltage pattern only needs to be a half turn (energization 1 to N), and the position detection interval is equally divided into n. According to this division number, n data are obtained. Also,
The voltage pattern is the duty of the PWM output timer, and the maximum value of the magnitude is set to, for example, 100%.
【0019】次に、上記構成とした制御装置の動作を説
明する。まず、制御回路11は、従来と同様に位置検出
回路5からの位置検出信号をもとにして位相角の計算お
よび通電切り替え等を実行し、モータ4をPWM制御方
式で回転制御する。このとき、制御回路11は、位置検
出信号をもとにして位置検出間隔時間を計時し、例え
ば、位置検出のタイミングAにあっては位置検出間隔時
間Tm−1の分割時間を計算する。つまり、既に計時し
ている位置検出間隔時間Tm−1を分割数nで除して分
割時間(Tm−1/n)を得る。なお、過去の複数の位
置検出間隔時間の平均値を分割数nで除して分割時間を
得てもよい。Next, the operation of the control device having the above configuration will be described. First, the control circuit 11 calculates the phase angle and switches the energization based on the position detection signal from the position detection circuit 5 in the same manner as in the related art, and controls the rotation of the motor 4 by the PWM control method. At this time, the control circuit 11 measures the position detection interval time based on the position detection signal, and calculates, for example, a division time of the position detection interval time Tm-1 at the timing A of the position detection. That is, the division time (Tm-1 / n) is obtained by dividing the position detection interval time Tm-1 already measured by the division number n. Note that the division time may be obtained by dividing the average value of the past plurality of position detection interval times by the division number n.
【0020】続いて、通電1ないしNに対応し、各通電
切り替え毎に電圧パターン(PWMのデューティ値)を
ROM10から読み出し、この読み出したデューティ値
をPWMタイマにセットするとともに、上記分割時間
(Tm−1/n)の経過毎にその読み出したデューティ
値を順次PWMタイマにセットする。これにより、モー
タ4には最も効率的に運転するような電圧が印加され、
つまり負のトルクが正のトルクにとして有効に利用され
た形となる。Subsequently, a voltage pattern (duty value of PWM) is read from the ROM 10 for each energization switching corresponding to the energization 1 to N, and the read duty value is set in the PWM timer, and the divided time (Tm) is set. Every time (−1 / n) elapses, the read duty value is sequentially set in the PWM timer. As a result, a voltage for operating the motor 4 most efficiently is applied,
That is, the negative torque is effectively used as the positive torque.
【0021】ところで、本発明を可変速制御に適用する
場合、回転速度に応じて最適なデューティ値をPWMタ
イマにセットしなければ、負のトルクが正のトルクとし
て有効に利用されなくなり、モータ4が最も効率的に運
転されない。そのため、制御回路11の内部RAMに予
め当該回転速度範囲を勘案して決定した基準値を格納し
たPWM用バッファを確保し、このPWM用バッファの
基準値を回転速度に応じて増減するとともに、この増減
した値をROM10から読み出したデューティ値に加味
してPWMタイマにセットする。なお、そのPWM用バ
ッファの基準値を増減する可変範囲は0ないし電圧パタ
ーンの最大デューティとし、0で停止、最大値でフルデ
ューティとし、速度加速時はその増減する値をプラス、
速度減速時はその増減する値をマイナスとする。When the present invention is applied to variable speed control, unless the optimum duty value is set in the PWM timer according to the rotation speed, the negative torque cannot be used effectively as the positive torque, and the motor 4 Is not operated most efficiently. For this reason, a PWM buffer storing a reference value determined in advance in consideration of the rotation speed range in the internal RAM of the control circuit 11 is secured, and the reference value of the PWM buffer is increased or decreased according to the rotation speed. The increased or decreased value is set in the PWM timer in consideration of the duty value read from the ROM 10. The variable range for increasing or decreasing the reference value of the PWM buffer is 0 or the maximum duty of the voltage pattern, stopping at 0, full duty at the maximum value, and increasing or decreasing the value during speed acceleration.
At the time of speed deceleration, the value of the increase / decrease is set to minus.
【0022】上記PWM用バッファの基準値を増減して
PWMのデューティ値に加味する方法としては、例えば
図3に示すように、位置検出タイミングAにおいてRA
M用バッファの基準値(現回転数に応じて増減したデュ
ーティ)にROM10のデューティ値を乗じ、これを電
圧パターンの最大デューティ(例えば100%)で除
す。この計算によって得たデューティ値を出力デューテ
ィとしてPWMタイマにセットし、また上述同様に、そ
の計算によって得たデューティ値を位置検出間隔の分割
時間(Tm−1/n)毎に順次PWMタイマにセットす
る。As a method of increasing or decreasing the reference value of the PWM buffer to take into account the PWM duty value, for example, as shown in FIG.
The reference value of the M buffer (the duty increased or decreased according to the current rotational speed) is multiplied by the duty value of the ROM 10, and the result is divided by the maximum duty of the voltage pattern (for example, 100%). The duty value obtained by this calculation is set as an output duty in the PWM timer, and the duty value obtained by this calculation is sequentially set in the PWM timer for each division time (Tm-1 / n) of the position detection interval as described above. I do.
【0023】また、上記出力デューティの計算は、例え
ば位置検出間隔分(n個分)だけ行う。したがって、上
記出力デューティをカウントし、例えばPWMタイマの
セット回数をカウントし、このカウント値が予め設定し
た値(分割数n)に達した場合、再度上述した計算によ
りデューティ値を得てPWMタイマにセットする。上記
処理を繰り返し、半回転分の電圧パターンが一巡した場
合、最初の電圧パターンから再度同じ処理を繰り返す。
これにより、速度可変制御が行われても、モータ4には
最も効率的に運転するような電圧が印加され、つまり負
のトルクが正のトルクとして有効に利用された形とな
る。The calculation of the output duty is performed, for example, only for the position detection interval (for n units). Therefore, the output duty is counted, for example, the number of times the PWM timer is set is counted, and when this count value reaches a preset value (number of divisions n), the duty value is obtained again by the above-described calculation, and the PWM timer is calculated. set. When the above process is repeated and the voltage pattern for a half turn makes one round, the same process is repeated again from the first voltage pattern.
As a result, even when the speed variable control is performed, the voltage that drives the motor 4 most efficiently is applied, that is, the negative torque is effectively used as the positive torque.
【0024】なお、減速時にあっては、例えば現位置検
出間隔時間Tmが前の位置検出間隔時間Tm−1より長
く、つまりTm>(Tm−1/n)・nであり、現位置
検出間隔の最後方の出力デューティが不足する。そこ
で、上記算出した最後の出力デューティを現位置検出間
隔時間Tmの区間の最後まで連続し、その不足を補う。
この場合、現区間におけるn番目の出力デューティをP
WMタイマにセットした後はPWMタイマのセット回数
をカウントするカウンタを停止し、上記出力デューティ
の計算処理を行わないようにする。At the time of deceleration, for example, the current position detection interval time Tm is longer than the previous position detection interval time Tm-1, that is, Tm> (Tm-1 / n) .n. The output duty at the end of is insufficient. Therefore, the calculated last output duty is continued to the end of the section of the current position detection interval time Tm to compensate for the shortage.
In this case, the n-th output duty in the current section is P
After the WM timer has been set, the counter for counting the number of times the PWM timer has been set is stopped so that the output duty calculation process is not performed.
【0025】また、加速時にあっては、例えば現位置検
出間隔時間Tmが前の位置検出間隔時間Tm−1より短
く、つまりTm<(Tm−1/n)・nであり、上記算
出した区間の出力デューティの最後方をPWMタイマに
セットする前に次の位置検出タイミングが来てしまう。
そこで、位置検出タイミングが得られた場合には、残り
の出力デューティをPWMタイマにセットすることな
く、強制的に次の通電を行い、つまり上述同様に次の通
電のための電圧パターンとなる出力デューティを計算
し、これをPWMタイマに順次セットする。During acceleration, for example, the current position detection interval time Tm is shorter than the previous position detection interval time Tm-1, that is, Tm <(Tm-1 / n) · n, and the calculated interval The next position detection timing comes before the last of the output duty is set in the PWM timer.
Therefore, when the position detection timing is obtained, the next energization is forcibly performed without setting the remaining output duty to the PWM timer, that is, the output which becomes the voltage pattern for the next energization as described above. The duty is calculated, and the duty is sequentially set in the PWM timer.
【0026】なお、前述した実施例では、三相の電機子
巻線U,V,Wの端子電圧をフィルタリングする場合に
ついて説明したが、一相の端子電圧を用いて通電切り替
えタイミングを得る場合にも適用可能であり、また三相
の端子電圧を合成した電圧波形(誘起電圧波形)を用い
て位置検出(通電切り替え)タイミングを得る場合にも
適用可能である。In the above-described embodiment, the case where the terminal voltages of the three-phase armature windings U, V, and W are filtered has been described. The present invention is also applicable to a case where a position detection (energization switching) timing is obtained using a voltage waveform (induced voltage waveform) obtained by combining three-phase terminal voltages.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、以下に述
べる効果を奏する。本発明は、予め誘起電圧に含まれる
高調波成分を正のトルクとするような電圧成分をモータ
の印加電圧に重畳してモータを運転し、この運転時の印
加電圧に相当する波形パターン(電圧(PWM)パター
ン)を求めてROMに記憶し、このROMの波形パター
ンを用いて上記スイッチング素子をPWM制御してモー
タに電圧を印加してモータを駆動することから、高調波
成分によって生じる負のトルクが正のトルクとして寄与
することになりモータトルクを有効に発生させることが
できるとともに、モータを高効率に駆動することができ
るという効果がある。According to the present invention described above, the following effects can be obtained. According to the present invention, a motor is operated by superimposing a voltage component such that a harmonic component included in an induced voltage is set to a positive torque on an applied voltage of the motor in advance, and a waveform pattern (voltage (PWM) pattern is obtained and stored in the ROM, and the switching element is PWM-controlled using the waveform pattern of the ROM to apply a voltage to the motor to drive the motor. The torque contributes as a positive torque, so that the motor torque can be effectively generated and the motor can be driven with high efficiency.
【0028】また、上記ROMに記憶する波形パターン
としては、上記誘起電圧に含まれる高調波成分でモータ
の振動トルクを正のトルクとするような電圧成分をモー
タの印加電圧に重畳してモータを運転するとともに、こ
の運転時で最も効率のよい場合の印加電圧に相当するも
のとしていることから、負のトルクとなっている振動ト
ルクが正のトルクとし寄与し、上述した効果を発揮する
ばかりでなく、モータの振動を抑えるという効果もあ
る。As the waveform pattern stored in the ROM, a voltage component that makes the vibration torque of the motor a positive torque by a harmonic component included in the induced voltage is superimposed on the applied voltage of the motor, so that the motor is driven. During the operation, since the applied voltage is equivalent to the applied voltage in the case of the most efficient operation at the time of the operation, the vibration torque that is a negative torque contributes as a positive torque and only exerts the effects described above. In addition, there is an effect of suppressing vibration of the motor.
【図1】本発明の第1の実施の形態を示し、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 according to a first embodiment of the present invention, to which a motor control method is applied;
【図2】図1に示す制御装置の動作を説明するためのモ
ータの概略的ブロック線図。FIG. 2 is a schematic block diagram of a motor 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 motor control device.
【図5】図4に示す制御装置の課題を説明するための概
略的誘起電圧波形および高調波形図。FIG. 5 is a schematic diagram of an induced voltage waveform and a harmonic waveform for explaining the problem of the control device shown in FIG. 4;
4 モータ(センサレス直流モータ) 5 位置検出回路 6,11 制御回路(マイクロコンピュータ) 10 ROM 4 Motor (sensorless DC motor) 5 Position detection circuit 6, 11 Control circuit (microcomputer) 10 ROM
Claims (8)
子でスイッチングして当該モータに印加し、該モータの
非通電相に発生する誘起電圧により位置検出信号を得、
該位置検出信号により回転子の位置を検出して前記モー
タの通電を切り替える一方、前記スイッチング素子をP
WM制御して前記モータを駆動するモータの制御方法に
おいて、予め前記誘起電圧に含まれる高調波成分を正の
トルクとするような電圧成分を前記モータの印加電圧に
重畳して前記モータを運転し、該運転時の印加電圧に相
当する波形パターン(電圧(PWM)パターン)を求め
てROMに記憶し、該ROMの波形パターンを用いて前
記スイッチング素子をPWM制御して前記モータを駆動
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。1. A DC voltage is switched by a switching element of an inverter and applied to the motor, and a position detection signal is obtained by an induced voltage generated in a non-energized phase of the motor.
The position of the rotor is detected based on the position detection signal, and the energization of the motor is switched.
In the motor control method for driving the motor by performing WM control, the motor is operated by superimposing a voltage component such that a harmonic component included in the induced voltage is a positive torque on the applied voltage of the motor in advance. A waveform pattern (voltage (PWM) pattern) corresponding to the applied voltage during the operation is obtained and stored in the ROM, and the switching element is PWM-controlled using the waveform pattern of the ROM to drive the motor. A method for controlling a brushless motor.
子でスイッチングして当該モータに印加し、該モータの
非通電相に発生する誘起電圧により位置検出信号を得、
該位置検出信号により回転子の位置を検出して前記モー
タの通電を切り替える一方、前記スイッチング素子をP
WM制御して前記モータを駆動するモータの制御方法に
おいて、予め前記誘起電圧に含まれる高調波成分による
前記モータの振動トルクを正のトルクとするような電圧
成分を前記モータの印加電圧に重畳して前記モータを運
転するとともに、該運転で最も効率のよい場合の印加電
圧に相当する波形パターン(電圧(PWM)パターン)
を求めてROMに記憶し、該ROMの波形パターンを用
いて前記スイッチング素子をPWM制御して前記モータ
を駆動するようにしたことを特徴とするモータの制御方
法。2. A DC voltage is switched by a switching element of an inverter and applied to the motor, and a position detection signal is obtained by an induced voltage generated in a non-energized phase of the motor.
The position of the rotor is detected based on the position detection signal, and the energization of the motor is switched.
In a motor control method for driving the motor by performing WM control, a voltage component such that a vibration torque of the motor due to a harmonic component included in the induced voltage is set to a positive torque is superimposed on a voltage applied to the motor in advance. Waveform pattern (voltage (PWM) pattern) corresponding to the applied voltage when the motor is operated in the most efficient manner.
And controlling the switching element by PWM using the waveform pattern of the ROM to drive the motor.
タの位置検出の間隔を複数に等分割し、該分割毎にPW
Mのデューティを求めたものであり、前記モータをPW
M制御する場合には前記モータの位置検出信号により位
置検出間隔の時間を計時するとともに、該位置検出間隔
時間を前記等分割の数で除して前記波形パターンの出力
タイミングを生成し、前記位置検出信号を基準として前
記ROMの波形パターンを前記生成した出力タイミング
で出力するようにした請求項1または2に記載のモータ
の制御方法。3. The waveform pattern of the ROM divides an interval for detecting the position of the motor into a plurality of equal parts, and a PW
M is obtained by calculating the duty of the motor.
When performing the M control, the position detection signal of the motor is used to measure the time of the position detection interval, and the position detection interval is divided by the number of equal divisions to generate the output timing of the waveform pattern. 3. The motor control method according to claim 1, wherein a waveform pattern of the ROM is output at the generated output timing based on a detection signal.
出と今回の位置検出とから得、あるいは過去の複数の位
置検出間隔時間を平均して得たものである請求項3に記
載のモータの制御方法。4. The motor according to claim 3, wherein the position detection interval time is obtained from a previous position detection and a current position detection, or obtained by averaging a plurality of previous position detection intervals. Control method.
基準となるPWM用バッファを用意しており、該PWM
用バッファの値を前記モータの回転数に応じて増減し、
該PWM用バッファの値を前記ROMの波形パターンに
加味するようにした請求項1,2,3または4に記載の
モータの制御方法。5. In the speed control of the motor, a reference PWM buffer is prepared in advance.
Increase or decrease the value of the buffer for the motor according to the number of rotations of the motor,
5. The motor control method according to claim 1, wherein the value of the PWM buffer is added to the waveform pattern of the ROM.
制御範囲を勘案した基準となる値を格納し、前記PWM
用バッファの値を前記ROMの波形パターンに加味する
方法は前記PWM用バッファの値を前記ROMの波形パ
ターンに乗じ、該値を前記波形パターンの最大値で除算
してなり、該計算を前記モータの回転数制御に応じて行
い、該再計算結果を前記モータの速度制御に対応させて
なる請求項5に記載のモータの制御方法。6. The PWM buffer stores in advance a value that is a reference in consideration of the speed control range.
A method of adding the value of the buffer for ROM to the waveform pattern of the ROM is such that the value of the buffer for PWM is multiplied by the waveform pattern of the ROM, and the value is divided by the maximum value of the waveform pattern. 6. The motor control method according to claim 5, wherein the control is performed in accordance with the rotation speed control, and the recalculation result corresponds to the speed control of the motor.
あっては、各位置検出間隔の波形パターンを出力した後
次の位置検出がなされるまで同波形パターンの最後の波
形パターンを連続して出力するようにした請求項5また
は6に記載のモータの制御方法。7. In the deceleration control of the speed control of the motor, after outputting a waveform pattern at each position detection interval, the last waveform pattern of the same waveform pattern is continuously output until the next position detection is performed. The motor control method according to claim 5 or 6, wherein the output is performed.
あっては、各位置検出間隔の波形パターンを出力する前
に次の位置検出がなされたときには強制的に次の位置検
出間隔の波形パターンを出力するようにした請求項5ま
たは6に記載のモータの制御方法。8. In the acceleration control of the motor speed control, when the next position is detected before outputting the waveform pattern at each position detection interval, the waveform pattern at the next position detection interval is forcibly applied. The motor control method according to claim 5, wherein the control signal is output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11214819A JP2001045783A (en) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | Motor control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11214819A JP2001045783A (en) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | Motor control method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001045783A true JP2001045783A (en) | 2001-02-16 |
Family
ID=16662058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11214819A Ceased JP2001045783A (en) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | Motor control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001045783A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012139092A (en) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Abb Research Ltd | Method for controlling converter |
-
1999
- 1999-07-29 JP JP11214819A patent/JP2001045783A/en not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012139092A (en) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Abb Research Ltd | Method for controlling converter |
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