JP3286053B2 - Control circuit for brushless motor - Google Patents
Control circuit for brushless motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータの制
御回路に関し、特に、モータの電気角に基づいて制動力
を制御するようにされたブラシレスモータの制御回路に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control circuit for a brushless motor, and more particularly to a control circuit for a brushless motor that controls a braking force based on an electric angle of the motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】ブラシレスモータは、複数のスイッチン
グ素子から構成される駆動回路により電力供給され、こ
れらスイッチング素子をオン・オフ制御する信号をチョ
ッパ制御するPWM制御により速度制御が行われるのが
一般的である。2. Description of the Related Art Generally, a brushless motor is supplied with electric power by a drive circuit composed of a plurality of switching elements, and speed control is generally performed by PWM control in which a signal for controlling on / off of these switching elements is chopper-controlled. It is.
【0003】ここで図2は、3相ブラシレスモータの各
相コイルへ電流を供給するための駆動回路の概略を示す
電気回路図である。スター結線されたU相コイル6、V
相7、W相8は、それぞれ出力端子10〜12を介して
図に破線で囲まれた駆動回路9内のスイッチング素子で
ある複数の電界効果トランジスタ(以下、FETと称
す)に接続されている。そして、図示されない電源の両
端子が接続された電源端子13と接地端子14との間に
は、FET15のドレインD−ソースS及びFET16
のドレインD−ソースSがこの順に接続されている。そ
してFET15のソースSとFET16のドレインDと
のノードには、出力端子10を介してU相コイル6の一
方の端子に接続されている。また、端子13と14との
間にはFET17のドレインD−ソースS及びFET1
8のドレインD−ソースSがこの順に接続されている。
そしてFET17のソースSとFET18のドレインD
とのノードには、出力端子11を介してV相コイル7の
一方の端子に接続されている。同様に、端子13と14
との間にはFET19のドレインD−ソースS及びFE
T20のドレインD−ソースSがこの順に接続されてい
る。そしてFET19のソースSとFET20のドレイ
ンDとのノードには、出力端子12を介してW相コイル
7の一方の端子に接続されている。そして、各FET1
5〜20のドレインD−ソースS間には、ダイオード2
1〜26がそれぞれ逆方向に並列接続されている。FIG. 2 is an electric circuit diagram schematically showing a drive circuit for supplying a current to each phase coil of a three-phase brushless motor. Star-connected U-phase coil 6, V
The phase 7 and the W phase 8 are connected via output terminals 10 to 12 to a plurality of field effect transistors (hereinafter referred to as FETs), which are switching elements in the drive circuit 9 surrounded by broken lines in the figure. . The drain D-source S of the FET 15 and the FET 16 are connected between the power terminal 13 to which both terminals of the power source (not shown) are connected and the ground terminal 14.
Are connected in this order. The node between the source S of the FET 15 and the drain D of the FET 16 is connected to one terminal of the U-phase coil 6 via the output terminal 10. Further, between the terminals 13 and 14, the drain D-source S of the FET 17 and the FET 1
Eight drains D-sources S are connected in this order.
The source S of the FET 17 and the drain D of the FET 18
Are connected to one terminal of the V-phase coil 7 via the output terminal 11. Similarly, terminals 13 and 14
Between the drain D-source S of FET 19 and FE
The drain D-source S of T20 is connected in this order. The node between the source S of the FET 19 and the drain D of the FET 20 is connected to one terminal of the W-phase coil 7 via the output terminal 12. And each FET1
A diode 2 is connected between the drain D and the source S of 5 to 20.
1 to 26 are connected in parallel in opposite directions.
【0004】このようにして構成された駆動回路9内の
各FET15〜20をオン・オフ制御し、各相コイル6
〜8に流れる電流を転流することで、モータを回転制御
している。例えば、このモータを駆動させる場合には、
図3に示されるように、ロータの位置検出信号IHu、
IHv、IHwに対して各FET15〜20のゲートG
が接続された各端子U+、U−、V+、V−、W+、W
−に図示されない制御手段よりイ〜ヘの各モードに従っ
て駆動信号を供給し、この駆動信号をPWM制御するこ
とで各相コイル6〜8に通電される電流を制御してモー
タ回転数を制御するようにされている。Each of the FETs 15 to 20 in the driving circuit 9 configured as described above is turned on / off, and each phase coil 6 is controlled.
The rotation of the motor is controlled by commutating the current flowing through. For example, when driving this motor,
As shown in FIG. 3, the rotor position detection signals IHu,
Gate G of each FET 15 to 20 for IHv and IHw
Are connected to each terminal U +, U-, V +, V-, W +, W
A drive signal is supplied from control means (not shown) in accordance with the respective modes (a) to (e), and the drive signal is subjected to PWM control to control the current supplied to each phase coil 6 to 8 to control the motor speed. It has been like that.
【0005】また、上記PWM制御によるモータの制動
時には、ハイサイドのFET15、17、19を全てオ
フとし、ローサイドのFET16、18、20をオンす
ることでコイルを短絡状態にし、電磁作用によって発生
する制動電流をチョッパ制御して制動力を確保してい
る。つまり、図4に示されるように、コイル毎に流れる
制動電流Iu、Iv、Iwが正の成分(図2に矢印A方
向に流れる電流)であるとき、例えばコイル6に正の制
動電流が流れている際にFET16を遮断し、電流の遮
断により発生する逆起電圧を電源に回生することで制動
力の確保及び充電を行うようにされている。When the motor is braked by the PWM control, the high-side FETs 15, 17, and 19 are all turned off, and the low-side FETs 16, 18, and 20 are turned on to short-circuit the coil, which is generated by electromagnetic action. The braking force is ensured by chopper control of the braking current. That is, as shown in FIG. 4, when the braking currents Iu, Iv, Iw flowing for each coil are positive components (currents flowing in the direction of arrow A in FIG. 2), for example, a positive braking current flows through the coil 6. In this case, the FET 16 is cut off, and the back electromotive voltage generated by the cutoff of the current is regenerated to the power supply, thereby ensuring and charging the braking force.
【0006】このようにしてPWM制御された制動力
は、図10に示されるような特性を有することが実測に
より明らかとなっている。PWM方式による制動制御で
は、チョッパ周波数が固定となっていることから、回転
速度が高いときでも低いときにでも同じ周波数(デュー
ティーサイクル)で制御した場合には、モータ回転速度
により制動力の特性にばらつきが生じてしまう。例え
ば、図に破線で示される回転速度が高い場合と、一点鎖
線で示される低い場合とをデューティーサイクル60%
で制御した時について比較してみると、高い場合には約
38kgf・cmの制動力を確保することができるが、小さ
い場合のそれは約4kgf・cmに過ぎないことが分かる。
これは、モータの回転速度が高い場合には制動電流の周
期が短くなり電流が流れている時間を大きくチョッパ制
御するのに対して、回転速度が低い場合には制動電流の
周期が長くなり電流が流れている時間を細かくチョッパ
制御するからである。このように、PWM方式による制
動制御では、モータの回転速度に依存して制動特性が変
化する傾向にあることから、同じ制動力を得るためには
高い回転速度でモータが回転している場合にはデューテ
ィーサイクルを大きく、逆に低い回転速度でモータが回
転している場合にはデューティーサイクルを小さくしな
ければならないため、回転数毎に応じた制動力の制御を
行うなどの複雑な制御が要求されていた。[0006] It has been clarified by actual measurement that the braking force subjected to the PWM control in this manner has characteristics as shown in FIG. In the braking control by the PWM method, since the chopper frequency is fixed, when the control is performed at the same frequency (duty cycle) even when the rotation speed is high or low, the characteristics of the braking force depend on the motor rotation speed. Variations occur. For example, a case where the rotational speed is high as shown by the broken line in the figure, one point chain
Duty cycle 60% with low case indicated by line
Comparing with the case where the control is performed, it can be understood that a braking force of about 38 kgf · cm can be secured when the control is high, but that it is only about 4 kgf · cm when the control is small.
This is because, when the rotation speed of the motor is high, the cycle of the braking current is short and the time during which the current is flowing is greatly controlled by chopper control, whereas when the rotation speed is low, the cycle of the braking current is long and the current is increased. This is because the chopper control is finely performed for the time during which the air flows. As described above, in the braking control by the PWM method, the braking characteristics tend to change depending on the rotation speed of the motor. Therefore, in order to obtain the same braking force, when the motor is rotating at a high rotation speed. Requires a large duty cycle, and conversely, if the motor is rotating at a low rotation speed, the duty cycle must be reduced, requiring complicated control such as controlling the braking force according to each rotation speed. It had been.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、モータの回転速度
に左右されることなく安定した制動力を得ることができ
るブラシレスモータの制御回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems of the prior art, a main object of the present invention is to provide a brushless motor capable of obtaining a stable braking force without being affected by the rotation speed of the motor. It is to provide a control circuit.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、ブラシレスモータの複数のコイルを選択的
に短絡状態としてモータの制動を制御する制御回路であ
って、前記モータを制動する際に制動電流を流すために
前記各コイルを選択的に短絡状態とするためのスイッチ
ング手段と、前記モータの電気角を検出する電気角検出
手段とを有し、前記スイッチング手段によるコイルの短
絡時間を前記電気角に基づいて変更することにより制動
力を可変制御する制御手段を有することを特徴とするモ
ータ制御回路を提供することにより達成される。更に、
前記制御手段が、前記各コイルを短絡状態とする開始点
を概ね電力回生がなされない点に定めて前記スイッチン
グ手段を制御するものであったり、前記各コイルの短絡
状態の終了点を変更するように前記スイッチング手段を
制御するものであればなお良い。According to the present invention, there is provided a control circuit for controlling the braking of a motor by selectively short-circuiting a plurality of coils of a brushless motor. Switching means for selectively bringing each of the coils into a short-circuit state so that a braking current flows, and an electrical angle detection for detecting an electrical angle of the motor.
And means, braking by changing the basis of short-circuiting time of the coil by the switching means prior Symbol electrical angle
This is achieved by providing a motor control circuit having control means for variably controlling the force . Furthermore,
The control means may be configured to control the switching means by setting a start point for setting each of the coils in a short-circuit state to a point where power regeneration is not substantially performed, or may change an end point of the short-circuit state of each of the coils. It is even better if it controls the switching means.
【0010】[0010]
【作用】このようにすれば、制動電流が流れる時間をモ
ータの電気角に基づいて可変制御することから、モータ
の回転速度に応じて制動電流の周期が変化しても、得た
い制動力を簡単に確保することができる。更に、制動力
は回転速度の高低に関係なく、電気角に概ね一意的に確
定することができる。In this way, since the time during which the braking current flows is variably controlled based on the electric angle of the motor, the desired braking force can be obtained even if the period of the braking current changes according to the rotation speed of the motor. It can be easily secured. Further, the braking force can be substantially uniquely determined by the electrical angle regardless of the rotation speed.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【0012】図1は、本発明が適用されたブラシレスモ
ータの制御回路の概略を示すブロック図であり、モータ
1へ電源2の電力を供給するためのスイッチング手段3
と、このスイッチング手段をオン・オフ制御するための
制御手段4と、モータ1のロータ(図示せず)の位置を
検出するためのロータ位置検出手段5とから構成されて
いる。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a control circuit of a brushless motor to which the present invention is applied, and a switching means 3 for supplying power of a power supply 2 to a motor 1.
And a control means 4 for controlling on / off of the switching means, and a rotor position detecting means 5 for detecting a position of a rotor (not shown) of the motor 1.
【0013】前記スイッチング手段3は、例えば3相ブ
ラシレスモータに適用した場合には図2に駆動回路9で
示されるように構成されるものであり、その説明は前述
した通りである。この駆動回路9を用いてモータを制動
させる場合について、図4、図5を参照しながら説明す
る。図4は、外部からモータを回転させて、駆動回路9
内の各FET15〜20を、ハイサイドに位置するFE
T15、17、19を全てオフとし、ローサイドに位置
するFET16、18、20を、(a)に於いては全て
オンとしたとき、(b)に於いてはFET16、18を
オンとしFET20をオフとしたとき、(c)に於いて
はFET16のみをオンとし他のFETは全てオフとし
たときの、各相コイルに流れる制動電流の波形をそれぞ
れ出力端子10〜12で観測し、かつそれぞれの場合に
於けるロータ位置を電気的に示した信号IHuと共に示
す図である。When the switching means 3 is applied to, for example, a three-phase brushless motor, the switching means 3 is configured as shown by a drive circuit 9 in FIG. 2, and the description is as described above. A case where the motor is braked using the drive circuit 9 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows that the driving circuit 9 is driven by rotating the motor from the outside.
Each of the FETs 15 to 20 is connected to the FE located on the high side.
When T15, 17, and 19 are all turned off and the FETs 16, 18, and 20 located on the low side are all turned on in (a), the FETs 16 and 18 are turned on and the FET 20 is turned off in (b). In (c), when only the FET 16 is turned on and all the other FETs are turned off, the waveforms of the braking current flowing through each phase coil are observed at the output terminals 10 to 12, respectively. FIG. 7 is a diagram showing a rotor position in a case together with a signal IHu which is electrically indicated.
【0014】ここで、制動電流と制動力及び電気角の関
係について説明する。先ず制動電流は、各コイル6〜8
と図示されない永久磁石との電磁作用によって発生する
ものであり、本実施例では、ロータに永久磁石を、ステ
ータにスター結線された3相の界磁巻線を備える回転界
磁形のブラシレスモータを採用していることから、全相
を短絡状態とした場合には図4(a)に示すような互い
に(2/3)πの位相差をもって流れる交流の制動電流
Iu、Iv、Iwを各出力端子10〜12で観測でき
る。このように発生した制動電流は回転速度が高い場合
にはその周期は短くなり、低い場合のそれは長くなるこ
とは周知の通りである。また制動力は回生制動を採用し
ていることから、直流電源に電力を回生する場合には、
正の制動電流(図2の矢印A方向に流れる電流)を遮断
することにより発生する逆起電圧を電源に回生すること
で制動力を得ている。またモータの電気角とは、この場
合制動電流の1周期を角度をもって表したものであっ
て、電気角360度が制動電流の1周期となる。この電
気角は電気角検出手段としての磁界センサであるホール
素子によって検出することができる。Here, the relationship between the braking current, the braking force and the electrical angle will be described. First, the braking current is applied to each coil 6-8.
In the present embodiment, a rotating field type brushless motor having a three-phase field winding star-connected to a stator is used as a rotating field type brushless motor. When all the phases are short-circuited, AC braking currents Iu, Iv, Iw flowing with a phase difference of (2/3) π as shown in FIG. Observable at terminals 10-12. It is well known that the period of the braking current generated in this way becomes shorter when the rotation speed is high, and becomes longer when the rotation speed is low. In addition, since regenerative braking is adopted for the braking force, when regenerating power to the DC power supply,
The braking force is obtained by regenerating the back electromotive voltage generated by interrupting the positive braking current (current flowing in the direction of arrow A in FIG. 2) to the power supply. In this case, the electric angle of the motor represents one cycle of the braking current as an angle, and 360 degrees of the electrical angle is one cycle of the braking current. This electrical angle can be detected by a Hall element which is a magnetic field sensor as electrical angle detecting means .
【0015】次に制動電流と各コイル6〜8の短絡状態
との関係について考察してみる。図4(a)に示すよう
に、ハイサイドに位置するFET15、17、19を全
てオフとし、ローサイドに位置するFET16、18、
20を全てオンとしたとき、各出力端子10〜12には
互いに(2/3)πの位相差をもって流れる交流の制動
電流Iu、Iv、Iwが流れている。いま、出力端子1
0を流れる制動電流Iuについて着目してみる。図に示
す区間Aでは負の制動電流となっている。この区間Aに
於いてFET16をオフしても発生する逆起電圧は電源
に対して直列に接続されることから、電力の回生は行わ
れない。次に図4(b)に示す場合には、FET15、
17をオンとしFET19をオフとしているため区間B
で負の制動電流となる。この区間Bは前記区間Aに比べ
て短く、その振幅も小さくなっている。この場合も同様
に区間Bに於いてFET16をオフすれば電力の回生は
行われない。更に図4(c)に示す場合には、FET1
5のみをオンとし他のFETは全てオフとなっているた
め、区間Cに於いて制動電流が0となる。これはFET
18、20がオフであることから、負方向に対しては電
流が流れないからである。よって区間Cに於いてFET
16をオフとすれば逆起電圧は発生せず、よって電力回
生も行われない。Next, the relationship between the braking current and the short-circuit state of each of the coils 6 to 8 will be considered. As shown in FIG. 4A, all of the FETs 15, 17, and 19 located on the high side are turned off, and the FETs 16, 18, and 18 located on the low side are turned off.
When all the switches 20 are turned on, alternating current braking currents Iu, Iv, and Iw flowing through the respective output terminals 10 to 12 with a phase difference of (2/3) π are flowing. Now, output terminal 1
Attention is paid to the braking current Iu flowing through 0. In the section A shown in the figure, the braking current is negative. In this section A, even if the FET 16 is turned off, the back electromotive voltage generated is connected in series to the power supply, so that power regeneration is not performed. Next, in the case shown in FIG.
Section 17 because FET 17 is on and FET 19 is off
, Resulting in a negative braking current. The section B is shorter than the section A and has a smaller amplitude. In this case, similarly, if the FET 16 is turned off in the section B, power regeneration is not performed. Further, in the case shown in FIG.
Since only 5 is on and all the other FETs are off, the braking current becomes 0 in section C. This is FET
This is because currents do not flow in the negative direction because the switches 18 and 20 are off. Therefore, in section C, the FET
When 16 is turned off, no back electromotive voltage is generated, and thus no power regeneration is performed.
【0016】制動時のFET16、18、20のオン・
オフ状態は上記した3つのパターンにより検証されるこ
とから、その結果を考察すると区間Cは区間Aにも区間
Bにも含まれることがわかる。よってこの区間Cに於い
てFET16をオンし、所定の位相区間に於いてオフす
るように制御すれば、電源への電力回生が行われること
となる。他のFET18、20についても同様のことが
言え、各コイル6〜8はスター結線されていることか
ら、FET18の場合には、FET16のオフポイント
から(2/3)π遅れてオンすればよく、FET20の
場合には更に(2/3)π遅れてオンすれば電力回生が
行われるわけである。When the FETs 16, 18, and 20 are turned on during braking,
Since the off state is verified by the three patterns described above, it can be seen from the results that section C is included in section A and section B. Therefore, if the FET 16 is controlled to be turned on in this section C and turned off in a predetermined phase section, power regeneration to the power supply is performed. The same can be said for the other FETs 18 and 20. Since the coils 6 to 8 are star-connected, in the case of the FET 18, it is only necessary to turn on with a delay of (2) π from the off point of the FET 16. In the case of the FET 20, if it is turned on further with a delay of (2/3) π, power regeneration is performed.
【0017】さて、具体的に制動力を制御するにあたっ
て、制動電流は前述したように各コイル6〜8と図示さ
れない永久磁石との電磁作用により発生するものである
から、FET16、18、20をオンするポイントはロ
ータ位置によって決定され、それは回転速度によって多
少のずれを生じるもののモータ設計段階で固定されるも
のである。したがって、ロータの位置を検出しかつ検出
結果を電気信号として出力できるロータ位置検出手段5
を設け、即ちFET16、18、20をオンするポイン
トに於いてエッジ信号を出力するようなホールICをそ
れぞれに対応して設けることにより実現できる。本実施
例では、図示はされていないがステータの適宜位置に互
いに120度の間隔をもって3つのホール素子を含むホ
ールICが設けられている。In controlling the braking force, the braking current is generated by the electromagnetic action between the coils 6 to 8 and the permanent magnets (not shown) as described above. The turning-on point is determined by the rotor position, which is fixed at the motor design stage, although it slightly varies depending on the rotational speed. Therefore, the rotor position detecting means 5 can detect the position of the rotor and output the detection result as an electric signal.
, That is, by providing Hall ICs that output edge signals at the points where the FETs 16, 18, and 20 are turned on. In this embodiment, although not shown, a Hall IC including three Hall elements is provided at an appropriate position on the stator at an interval of 120 degrees from each other.
【0018】図5にロータ位置検出手段5から出力され
る信号の波形図を示す。ロータ位置検出手段であるホー
ルICは、前述した各FET16、19、20オンする
ポイントに対応したエッジ信号IHu、IHv、IHw
を制御手段4に出力する。制御手段4では、制動時の各
FET16、18、20のオフをそれぞれ対応する立ち
上がりエッジ信号をもって行うようにすると共に、各エ
ッジ信号IHu、IHv、IHwのエッジを入力するこ
とで電気角を60度毎に分割して後述する制動力の制御
時のタイミング信号として使用している。この時の位置
信号IHu、IHv、IHwと各FET16、18、2
0のゲートへの供給信号は図3の駆動状態とは異なる。FIG. 5 shows a waveform diagram of a signal output from the rotor position detecting means 5. The Hall IC serving as the rotor position detecting means is provided with edge signals IHu, IHv, IHw corresponding to the points where the FETs 16, 19, and 20 are turned on.
Is output to the control means 4. The control means 4 turns off the FETs 16, 18, and 20 at the time of braking with the corresponding rising edge signals, and inputs the edges of the edge signals IHu, IHv, IHw to set the electrical angle to 60 degrees. Each is divided and used as a timing signal at the time of controlling the braking force described later. At this time, the position signals IHu, IHv, IHw and the FETs 16, 18, 2
The supply signal to the gate of 0 is different from the driving state of FIG.
【0019】次に、制御手段4より位置信号に同期して
ローサイドに位置する各FETをオン・オフ制御するこ
とにより、電源への電力の回生を行ってモータを制動さ
せることができる。具体的には、図6に示すようにハイ
サイドのFET15、17、19をオフ状態とし、ロー
サイドのFET、例えばFET16がオフしている場合
には位置信号IHvが立ち上がった時点でこのFET1
6をオンし、FET18には位置信号IHwが、FET
20には位置信号IHuというように、それぞれ対応す
る位置信号が立ち上がった時点でオンするように制御す
る。また、オンしているFETをオフする際には、予め
検証された所定の位相区間でオフし、この場合には図7
及び図8に示す制動特性から明らかなように、電気角0
度から電気角180度までを所定の位相区間とし、電気
角0度で各FET16、18、20をオンし、電気角1
80度までの区間内にオフするように制御する。ここ
で、図7は端子13を流れる充電電流と電気角との関係
を示すものであり、図8は制動力と電気角との関係を示
すものである。両者から充電電流と制動力との関係は充
電電流の大小に比例して制動力も大小することがわか
る。また、図4に示すように概ね電気角180度付近で
制動電流が最大値をとることから、この時点でオフすれ
ば最大の制動力を確保することができる。また、制動力
の可変制御は図6に示すように区間D内で各FETをオ
フするポイントを電気角60度分割で変更して、制動力
を可変制御できる。Next, by turning on / off each of the FETs located on the low side in synchronization with the position signal by the control means 4, the power can be regenerated to the power supply and the motor can be braked. Specifically, as shown in FIG. 6, the high-side FETs 15, 17, and 19 are turned off, and when the low-side FET, for example, the FET 16 is off, when the position signal IHv rises, this FET 1
6 is turned on, and the position signal IHw is
20 is controlled to turn on when the corresponding position signal rises, such as a position signal IHu. Further, when turning off the ON FET, the FET is turned off in a predetermined phase section verified in advance.
As is clear from the braking characteristics shown in FIG.
A predetermined phase section from the electrical angle of 180 degrees to the electrical angle of 180 degrees, the FETs 16, 18, and 20 are turned on at the electrical angle of 0 degree, and the electrical angle of 1
Control is performed so as to turn off within a section up to 80 degrees. Here, FIG. 7 shows the relationship between the charging current flowing through the terminal 13 and the electrical angle, and FIG. 8 shows the relationship between the braking force and the electrical angle. From both, it can be seen that the relationship between the charging current and the braking force is proportional to the magnitude of the charging current, and the braking force is also large. Further, as shown in FIG. 4, since the braking current takes the maximum value at around the electrical angle of about 180 degrees, the maximum braking force can be secured by turning off at this time. In the variable control of the braking force, as shown in FIG. 6, the point at which each FET is turned off in the section D is changed by an electrical angle of 60 degrees, so that the braking force can be variably controlled.
【0020】本実施例によれば図9に示す制動特性から
も明らかなように、制動時の回転速度が変化しても電気
角に基づいて制動電流を遮断していることから、どの回
転域に於いても略同様の制動力を確保することができる
ため、図10に示されるPWM方式による制動力の制御
のように、回転数毎に制動力の特性が変化することがな
く、複雑な制御を必要としない。According to the present embodiment, as is clear from the braking characteristics shown in FIG. 9, the braking current is cut off based on the electrical angle even if the rotation speed during braking changes. In this case, since substantially the same braking force can be secured, unlike the control of the braking force by the PWM method shown in FIG. No control required.
【0021】尚、本実施例にあっては3つのホール素子
を用いて電気角60度毎の制動制御を行っていたが、こ
れに限定されるものではなく、例えばホール素子の数を
倍にすれば電気角30度毎の制動制御が可能となり、更
に増やすことで制動制御をより細かく行える。また、タ
イマを用いてエッジ間を計時すれば電気角を時間に勘算
することができ、前記とは別のタイマを用いてアナログ
的な電気角の制御を可能として制動制御を行うこともで
きる。In this embodiment, the braking control is performed for each electrical angle of 60 degrees using three Hall elements. However, the present invention is not limited to this. For example, the number of Hall elements is doubled. Then, the braking control can be performed at every 30 degrees of the electrical angle, and the braking control can be performed more finely by further increasing the electrical angle. In addition, if the time between edges is measured using a timer, the electrical angle can be considered as time, and braking control can be performed by using another timer to enable analog electrical angle control. .
【0022】[0022]
【発明の効果】このように、本発明によれば、モータの
回転速度に依存することなく、制動力を可変制御できる
ことから、これまでのPWMによる制動制御で問題視さ
れていたモータの回転速度に応じて制動特性が変化する
などの問題点を生じることがなく、簡単な制御であるに
も係わらず安定した制動力を確保することができる制動
制御を実現可能とする。As described above, according to the present invention, since the braking force can be variably controlled without depending on the rotation speed of the motor, the rotation speed of the motor which has been regarded as a problem in the braking control by the conventional PWM is considered. Thus, it is possible to realize a braking control that can secure a stable braking force despite simple control without causing a problem such as a change in the braking characteristic according to the control.
【図1】本発明が適用されたブラシレスモータの制御回
路の概略を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a control circuit of a brushless motor to which the present invention is applied.
【図2】3相ブラシレスモータの各コイルへ電流を供給
するための駆動回路の概略を示す電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram schematically showing a drive circuit for supplying a current to each coil of a three-phase brushless motor.
【図3】図2のモータの駆動時の各スイッチング素子に
供給される信号の状態を示す転流モード図及びその波形
図である。3A and 3B are a commutation mode diagram and a waveform diagram showing a state of a signal supplied to each switching element when the motor of FIG. 2 is driven.
【図4】図2のモータの制動時に各端子で観測される波
形を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing waveforms observed at respective terminals when the motor of FIG. 2 is braked.
【図5】図2のモータの制動時のロータの位置を電気的
に示した図である。FIG. 5 is a view electrically showing a position of a rotor at the time of braking of the motor of FIG. 2;
【図6】図2のモータの制動時の各スイッチング素子に
供給される波形図である。FIG. 6 is a waveform chart supplied to each switching element when the motor of FIG. 2 is braked.
【図7】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a braking force obtained by the circuit of the present invention.
【図8】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。FIG. 8 is a diagram showing characteristics of a braking force obtained by the circuit of the present invention.
【図9】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。FIG. 9 is a diagram showing characteristics of a braking force obtained by the circuit of the present invention.
【図10】PWM方式による制動制御を説明する図であ
る。FIG. 10 is a diagram illustrating braking control by a PWM method.
1 モータ 2 電源 3 スイッチング手段 4 制御手段 5 ロータ位置検出手段 6 U相コイル 7 相コイル 8 相コイル 9 駆動回路 10〜12 出力端子 13 電源端子 14 接地端子 15〜20 FET 21〜26 ダイオード Reference Signs List 1 motor 2 power supply 3 switching means 4 control means 5 rotor position detecting means 6 U-phase coil 7-phase coil 8 phase coil 9 drive circuit 10-12 output terminal 13 power supply terminal 14 ground terminal 15-20 FET 21-26 diode
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−64304(JP,A) 特開 平5−122982(JP,A) 特開 昭58−19180(JP,A) 特開 平5−137377(JP,A) 特開 平1−190286(JP,A) 特開 平2−231985(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/24 H02P 6/08 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-64304 (JP, A) JP-A-5-122982 (JP, A) JP-A-58-19180 (JP, A) JP-A-5-137377 (JP, A) JP-A-1-190286 (JP, A) JP-A-2-231985 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 6/24 H02P 6/08
Claims (3)
択的に短絡状態としてモータの制動を制御する制御回路
であって、 前記モータを制動する際に制動電流を流すために前記各
コイルを選択的に短絡状態とするためのスイッチング手
段と、前記モータの電気角を検出する電気角検出手段と
を有し、 前記スイッチング手段によるコイルの短絡時間を前記電
気角に基づいて変更することにより制動力を可変制御す
る制御手段を有することを特徴とするモータ制御回路。1. A control circuit for selectively controlling a plurality of coils of a brushless motor in a short-circuit state to control braking of the motor, wherein the coils are selectively supplied to supply a braking current when braking the motor. a switching means for short circuited, have <br/> electrical angle detecting means for detecting an electrical angle of said motor, a short time of the coil by the switching means prior Symbol electrostatic <br/> vapor angle A motor control circuit comprising control means for variably controlling a braking force by changing the braking force based on the control signal.
状態とする開始点を概ね電力回生がなされない点に定め
て前記スイッチング手段を制御することを特徴とする請
求項1に記載のモータ制御回路。2. The motor control according to claim 1, wherein the control means controls the switching means by setting a starting point of setting each of the coils in a short-circuit state to a point where power regeneration is not substantially performed. circuit.
状態の終了点を変更するように前記スイッチング手段を
制御することを特徴とする請求項1若しくは請求項2に
記載のモータ制御回路。3. The motor control circuit according to claim 1, wherein the control unit controls the switching unit to change an end point of the short-circuit state of each of the coils.
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JP34744193A JP3286053B2 (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Control circuit for brushless motor |
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JP34744193A Expired - Lifetime JP3286053B2 (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Control circuit for brushless motor |
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-
1993
- 1993-12-24 JP JP34744193A patent/JP3286053B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH07184392A (en) | 1995-07-21 |
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