JP2001112286A - Current detection device for brushless dc motor - Google Patents
Current detection device for brushless dc motorInfo
- Publication number
- JP2001112286A JP2001112286A JP28839699A JP28839699A JP2001112286A JP 2001112286 A JP2001112286 A JP 2001112286A JP 28839699 A JP28839699 A JP 28839699A JP 28839699 A JP28839699 A JP 28839699A JP 2001112286 A JP2001112286 A JP 2001112286A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- voltage
- current
- brushless
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電機子巻線が△結
線された3相ブラシレスDCモータに流れる電流を検出
する電流検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current detecting device for detecting a current flowing in a three-phase brushless DC motor in which armature windings are △ -connected.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、電機子巻線が△結線された3
相ブラシレスDCモータの駆動装置は、例えば、図3に
示す如く構成されている。図3に示す駆動装置は、回転
子に永久磁石を備え、固定子側には△結線された3相
(U,V,W)の電機子巻線2U,2V,2Wが巻回さ
れた3相ブラシレスDCモータ(以下、単にモータとい
う)2を駆動するためのものであり、駆動回路として、
モータ2の各相の電機子巻線同士の接続点を夫々直流電
源4の正極側に接続するための3個のトランジスタTR
1,TR2,TR3と、同じく、各相の電機子巻線同士
の接続点を夫々直流電源4の負極側に接続するための3
個のトランジスタTR4,TR5,TR6とから構成さ
れたインバータ6を備える。2. Description of the Related Art Conventionally, 3 armature windings are connected by △.
The drive device of the phase brushless DC motor is configured, for example, as shown in FIG. The drive device shown in FIG. 3 is provided with a permanent magnet on the rotor, and three-phase (U, V, W) armature windings 2U, 2V, 2W wound on the stator side. It is for driving a two-phase brushless DC motor (hereinafter simply referred to as a motor) 2, and as a drive circuit,
Three transistors TR for connecting the connection points between the armature windings of each phase of the motor 2 to the positive side of the DC power supply 4 respectively
1, TR2, TR3, and 3 for connecting the connection points of the armature windings of each phase to the negative electrode side of the DC power supply 4 respectively.
An inverter 6 including the transistors TR4, TR5, and TR6 is provided.
【0003】また、モータ2には、モータ2の回転に同
期した検出信号Vθを発生する回転センサ8が設けら
れ、更に、この回転センサ8からの検出信号Vθの周波
数(F)を電圧(V)に変換することによりモータ2の
回転速度を表す速度信号Vnを生成するF/V変換器1
0が備えられている。そして、回転センサ8からの検出
信号Vθ及びF/V変換器10にて生成された速度信号
Vnは、外部から入力されるモータ2の目標速度を表す
指令信号と共に、制御回路12に入力される。Further, the motor 2 is provided with a rotation sensor 8 for generating a detection signal Vθ synchronized with the rotation of the motor 2, and further, the frequency (F) of the detection signal Vθ from the rotation sensor 8 is converted to a voltage (V F / V converter 1 that generates a speed signal Vn representing the rotation speed of the motor 2 by converting
0 is provided. The detection signal Vθ from the rotation sensor 8 and the speed signal Vn generated by the F / V converter 10 are input to the control circuit 12 together with an externally input command signal indicating the target speed of the motor 2. .
【0004】制御回路12は、回転センサ8からの検出
信号Vθにて得られるモータ2の回転位置に応じて各電
機子巻線2U,2V,2Wへの通電を切り換えると共
に、電機子巻線2U,2V,2Wへの通電電流量を制御
することにより、F/V変換器10からの速度信号Vn
により得られるモータ2の実回転速度を目標速度に制御
するためのものであり、具体的には、インバータ6を構
成する各トランジスタTR1〜TR6のオン・オフ状態
を制御する。例えば、U相の電機子巻線2Uを通電する
際には、電機子巻線2Uの一端に接続されたトランジス
タTR1をオンし、他端に接続されたトランジスタTR
6を通電すべき電流量に応じてパルス幅変調(PWM)
されたPWM信号にてオン・オフさせることにより、電
機子巻線2Uに流れる電流量を制御する。The control circuit 12 switches the energization to each of the armature windings 2U, 2V, and 2W according to the rotational position of the motor 2 obtained from the detection signal Vθ from the rotation sensor 8, and also controls the armature winding 2U. , 2V, and 2W, the speed signal Vn from the F / V converter 10 is controlled.
Is used to control the actual rotation speed of the motor 2 obtained by the above to a target speed. Specifically, the on / off state of each of the transistors TR1 to TR6 constituting the inverter 6 is controlled. For example, when energizing the U-phase armature winding 2U, the transistor TR1 connected to one end of the armature winding 2U is turned on, and the transistor TR connected to the other end is turned on.
6. Pulse width modulation (PWM) according to the amount of current to be passed through 6
By turning on and off with the applied PWM signal, the amount of current flowing through the armature winding 2U is controlled.
【0005】またこのように、ブラシレスDCモータの
駆動装置においては、各電機子巻線2U,2V,2Wに
流れる電流をPWM制御することにより、モータ2の回
転速度を目標速度に制御するが、モータ2がロックした
場合や、モータ2側で断線・短絡等の異常が生じた場合
には、インバータ6を介してモータ2側に過電流が流
れ、モータ2或いはインバータ6が焼損することがあ
る。As described above, in the brushless DC motor driving device, the current flowing through each of the armature windings 2U, 2V, and 2W is PWM-controlled to control the rotation speed of the motor 2 to the target speed. When the motor 2 is locked or when an abnormality such as disconnection or short circuit occurs on the motor 2 side, an overcurrent flows to the motor 2 side via the inverter 6 and the motor 2 or the inverter 6 may be burned. .
【0006】そこで、従来では、図3に示すように、直
流電源4とインバータ6との間の電流経路上に、インバ
ータ6を介してモータ2に供給される電流(モータ電
流)を検出するための電流検出抵抗(シャント抵抗)R
sを設け、制御回路12側では、電流検出抵抗Rsでの
電圧降下が過電流検出用の設定値以上となった際に、モ
ータ2への通電(換言すれば、インバータ6の制御)を
停止するようにしている。Therefore, conventionally, as shown in FIG. 3, a current (motor current) supplied to the motor 2 via the inverter 6 is detected on a current path between the DC power supply 4 and the inverter 6. Current detection resistor (shunt resistor) R
s is provided, and the control circuit 12 stops energizing the motor 2 (in other words, controlling the inverter 6) when the voltage drop at the current detection resistor Rs becomes equal to or greater than the set value for overcurrent detection. I am trying to do it.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように直流電源4とインバータ6との間の電流経路に設
けた電流検出抵抗Rsを用いてモータ電流を検出するよ
うにすると、電流検出抵抗Rsにモータ電流が流れるこ
とから、電流検出抵抗Rsにて電力損失が生じる。そし
て、モータ電流の検出レベルを高めるために、その抵抗
値を大きくすると、電力損失が増大するとか、電流検出
抵抗Rsが発熱する、といった問題が発生する。However, if the motor current is detected using the current detection resistor Rs provided in the current path between the DC power supply 4 and the inverter 6 as described above, the current detection resistor Rs , A power loss occurs in the current detection resistor Rs. If the resistance value is increased in order to increase the detection level of the motor current, there arises a problem that the power loss increases or the current detection resistor Rs generates heat.
【0008】一方、モータ電流が流れる電流経路上に電
流検出抵抗Rsを設けることなくモータ電流を検出する
方法として、インバータ6を構成するスイッチング用の
トランジスタTR1〜TR6を図3に示すようにMOS
FETで構成し、MOSFETのオン時のドレイン−ゲ
ート間電圧(オン電圧)を検出することにより、モータ
電流を検出することも考えられている。On the other hand, as a method of detecting a motor current without providing a current detection resistor Rs on a current path through which the motor current flows, a switching transistor TR1 to TR6 constituting an inverter 6 includes a MOS transistor as shown in FIG.
It has also been considered that the motor current is detected by using a FET and detecting a drain-gate voltage (ON voltage) when the MOSFET is turned on.
【0009】つまり、モータ2の電機子巻線2U,2
V,2Wには、インバータ6を構成するトランジスタT
R1〜TR6を介して電流が流れ、MOSFETのオン
電圧は、MOSFETのオン抵抗とMOSFETに流れ
る電流とにより決定されることから、インバータの各ト
ランジスタをMOSFETにて構成して、MOSFET
のオン電圧を検出するようにすれば、そのオン電圧から
モータ電流を検出することができるのである。That is, the armature windings 2U, 2
V, 2W include a transistor T constituting the inverter 6.
A current flows through R1 to TR6, and the on-voltage of the MOSFET is determined by the on-resistance of the MOSFET and the current flowing through the MOSFET.
By detecting the ON voltage, the motor current can be detected from the ON voltage.
【0010】しかし、このようにMOSFETのオン電
圧からモータ電流を検出するには、オン電圧の検出対象
となるMOSFETをモータ2の回転に応じて切り換え
なければならず、しかも、MOSFETには寄生ダイオ
ードを介して回生電流が流れ、逆電圧が発生するので、
電流検出回路が複雑になってしまう。特に、上記のよう
にモータ電流をPWM制御する駆動回路では、MOSF
ETのオン電圧が変動するので、電流検出回路がより複
雑になってしまう。However, in order to detect the motor current from the ON voltage of the MOSFET, the MOSFET whose ON voltage is to be detected must be switched in accordance with the rotation of the motor 2, and the MOSFET has a parasitic diode. The regenerative current flows through and the reverse voltage is generated,
The current detection circuit becomes complicated. In particular, in the drive circuit that performs PWM control of the motor current as described above, the MOSF
Since the ON voltage of the ET fluctuates, the current detection circuit becomes more complicated.
【0011】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、従来のようにモータ電流が流れる電流経路上
に設けた電流検出抵抗やMOSFETでの電圧降下を利
用することなく、モータ電流を簡単に検出することので
きるブラシレスDCモータの電流検出装置を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and the motor current can be simply reduced without using a voltage drop in a current detection resistor or MOSFET provided on a current path through which the motor current flows as in the prior art. It is an object of the present invention to provide a current detection device for a brushless DC motor that can detect a current.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1記載の電流検出装置は、電機子巻
線が△結線された3相ブラシレスDCモータを駆動回路
を介して回転駆動した際に前記各電機子巻線に流れるモ
ータ電流を検出するためのものであり、中性点電圧検出
手段と回転比例電圧生成手段と演算手段とを備える。According to a first aspect of the present invention, there is provided a current detecting apparatus for rotating a three-phase brushless DC motor having armature windings connected via a drive circuit. This is for detecting the motor current flowing through each of the armature windings when the operation is performed, and includes neutral point voltage detection means, rotation proportional voltage generation means, and calculation means.
【0013】ここで、中性点電圧検出手段は、ブラシレ
スDCモータの中性点電圧V1を検出するためのもので
あり、一端が各相の電機子巻線同士の接続点に接続さ
れ、他端が互いに接続された同一抵抗値の3個の抵抗に
て構成されている。つまり、電機子巻線が△結線された
3相ブラシレスDCモータでは、電機子巻線がスター結
線(Y結線)された3相モータのように中性点が物理的
に存在しない。そこで、本発明では、中性点電圧検出手
段を上記のように構成することにより、各相の電機子巻
線同士の接続点に接続された3個の抵抗を用いて、中性
点電圧V1を検出するようにしているのである。Here, the neutral point voltage detecting means is for detecting the neutral point voltage V1 of the brushless DC motor, one end of which is connected to a connection point between the armature windings of each phase. The ends are constituted by three resistors having the same resistance value connected to each other. That is, in a three-phase brushless DC motor in which armature windings are △ -connected, a neutral point does not physically exist as in a three-phase motor in which armature windings are star-connected (Y-connected). Therefore, in the present invention, by configuring the neutral point voltage detecting means as described above, the neutral point voltage V1 is obtained by using three resistors connected to the connection point between the armature windings of each phase. Is to be detected.
【0014】また、回転比例電圧生成手段は、回転セン
サからの検出信号に基づき、次式(1) により定義される
ブラシレスDCモータの回転速度Nに比例した回転比例
電圧V2を生成する。 V2=A・N …(1) (但し、Aは比例定数であり、起電力定数をk、電機子
巻線にかかる磁束量をΦとしたとき、A=k・Φ/2と
なるように設定される)そして、演算手段は、ブラシレ
スDCモータの駆動回路に印加されるモータ駆動用の電
源電圧VBと、中性点電圧検出手段にて検出された中性
点電圧V1と、回転比例電圧生成手段にて生成された回
転比例電圧V2とに基づき、モータ電流を表す検出電圧
Voを次式(2) に従い算出する。The rotation proportional voltage generating means generates a rotation proportional voltage V2 proportional to the rotation speed N of the brushless DC motor defined by the following equation (1) based on the detection signal from the rotation sensor. V2 = A · N (1) (where A is a proportional constant, so that when an electromotive force constant is k and a magnetic flux amount applied to the armature winding is Φ, A = k · Φ / 2. The calculation means includes a motor driving power supply voltage VB applied to the drive circuit of the brushless DC motor, a neutral point voltage V1 detected by the neutral point voltage detection means, and a rotation proportional voltage. Based on the rotation proportional voltage V2 generated by the generation means, a detection voltage Vo representing the motor current is calculated according to the following equation (2).
【0015】Vo=VB−V1−V2 …(2) 即ち、DCモータの挙動を表す一般式は、モータへの印
加電圧をVM、起電力定数をk、ロータから電機子巻線
にかかる磁束量をΦ、電機子巻線に流れる電流をIa,
電機子巻線を含むモータ駆動系の全抵抗をRaとする
と、次式(3) の通り記述できる。Vo = VB-V1-V2 (2) That is, the general expression representing the behavior of the DC motor is as follows: VM is the voltage applied to the motor, k is the electromotive force constant, and the amount of magnetic flux applied from the rotor to the armature winding. Is Φ, and the current flowing through the armature winding is Ia,
Assuming that the total resistance of the motor drive system including the armature winding is Ra, it can be described as the following equation (3).
【0016】VM=k・Φ・N+Ia・Ra …(3) 一方、3相ブラシレスDCモータでは、駆動回路(前述
のインバータ回路)を介して各巻線に電圧が印加される
ことから、モータへの印加電圧VMを直接検出すること
はできない。しかし、3相ブラシレスDCモータの中性
点電圧を上記の通りV1とすれば、モータへの印加電圧
VMは、この中性点電圧V1と、駆動回路(前述のイン
バータ回路)に供給される電源電圧VBとから、次式
(4) の通り記述できる。VM = k ・ Φ ・ N + Ia ・ Ra (3) On the other hand, in a three-phase brushless DC motor, a voltage is applied to each winding via a drive circuit (the inverter circuit described above). The applied voltage VM cannot be directly detected. However, if the neutral point voltage of the three-phase brushless DC motor is V1 as described above, the voltage VM applied to the motor is equal to the neutral point voltage V1 and the power supply supplied to the drive circuit (the inverter circuit described above). From the voltage VB, the following equation
Can be described as (4).
【0017】VM=2(VB−V1) …(4) そして、この(4) 式を上記(3) 式に代入し、モータ電流
Iaを電源電圧VBと中性点電圧V1とを用いて求める
ための計算式を導出すると、次式(5) のようになる。VM = 2 (VB-V1) (4) Then, this equation (4) is substituted into the above equation (3), and the motor current Ia is obtained using the power supply voltage VB and the neutral point voltage V1. The following equation (5) is derived when the calculation formula for the calculation is derived.
【0018】 Ia=(VB−V1−k・Φ・N/2)・2/Ra …(5) また、3相ブラシレスDCモータのロータには、通常、
永久磁石が設けられており、ロータからステータモータ
に加わる磁束Φは一定であり、起電力係数kも一定であ
る。Ia = (VB−V1−k · Φ · N / 2) · 2 / Ra (5) In addition, the rotor of the three-phase brushless DC motor usually has
A permanent magnet is provided, the magnetic flux Φ applied from the rotor to the stator motor is constant, and the electromotive force coefficient k is also constant.
【0019】従って、上記(5) 式は次式(6) の如く書き
換えることができ、演算手段において上記(2) 式に従い
求められる検出電圧Voは、モータ電流Iaに比例し、
この検出電圧Voからモータ電流Iaを検知できること
がわかる。 そして、このように、本発明の電流検出装置では、3相
ブラシレスDCモータの駆動装置に一般に設けられてい
る回転センサからの検出信号により得られる回転速度N
と、電機子巻線の中性点電圧V1と、電源電圧VBとか
ら、モータ電流Iaを表す検出電圧Voを得ることがで
き、従来のように電機子巻線への通電経路上に電流検出
抵抗を設ける必要はないため、消費電力の増大、電流検
出抵抗の発熱、といった問題を発生させることなく、モ
ータ電流を検出することができる。Therefore, the above equation (5) can be rewritten as the following equation (6), and the detection voltage Vo obtained by the arithmetic means according to the above equation (2) is proportional to the motor current Ia.
It can be seen that the motor current Ia can be detected from the detection voltage Vo. As described above, in the current detection device of the present invention, the rotation speed N obtained by the detection signal from the rotation sensor generally provided in the drive device of the three-phase brushless DC motor is obtained.
, The neutral point voltage V1 of the armature winding, and the power supply voltage VB, a detection voltage Vo representing the motor current Ia can be obtained. Since there is no need to provide a resistor, the motor current can be detected without causing problems such as an increase in power consumption and heat generation of the current detection resistor.
【0020】また、モータ電流(検出電圧)を検出する
には、上記各電圧VB,V1,V2を加減算し得る演算
回路を用いればよく、駆動回路を構成するMOSFET
のオン電圧からモータ電流を求める従来装置のように、
複雑なロジック回路を設ける必要がないため、装置構成
が複雑になって、コストアップを招くといったこともな
く、安価に実現できる。In order to detect the motor current (detection voltage), an arithmetic circuit capable of adding and subtracting each of the voltages VB, V1, V2 may be used.
Like the conventional device that calculates the motor current from the ON voltage of
Since there is no need to provide a complicated logic circuit, the device can be realized at low cost without complicating the device configuration and increasing the cost.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明が適用された実施例のブラシ
レスDCモータ駆動装置全体の構成を表す電気回路図で
ある。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the overall configuration of a brushless DC motor driving device according to an embodiment to which the present invention is applied.
【0022】本実施例の駆動装置は、例えば自動車用空
調装置で車室内に吹き出す空調空気の量を調整するのに
使用されるブロワ用ブラシレスDCモータを、空調用制
御装置側から指定された目標回転速度で駆動するための
ものである。そして、本実施例の駆動装置においては、
ブラシレスDCモータを含め、駆動系全体は、図3に示
した従来装置と全く同様に構成されており、図3に示し
た従来装置との異なる点は、モータ2の電機子巻線2
U,2V,2W同士の接続点(3カ所)に、夫々、同一
抵抗値の抵抗R0(3個)が接続されている点と、図3
に示した電流検出抵抗Rsに代えて、電流検出回路20
が設けられている点との2点である。The drive device of the present embodiment is, for example, a brushless DC motor for a blower, which is used for adjusting the amount of conditioned air blown into a vehicle interior by an air conditioner for a vehicle, by a target device designated by the control device for the air conditioner. It is for driving at a rotational speed. And in the driving device of the present embodiment,
The entire drive system, including the brushless DC motor, is configured in exactly the same way as the conventional device shown in FIG. 3, and differs from the conventional device shown in FIG.
FIG. 3 shows that the resistors R0 (three) having the same resistance value are connected to the connection points (three places) between U, 2V, and 2W, respectively.
Instead of the current detection resistor Rs shown in FIG.
Are provided.
【0023】そこで、以下の説明では、本実施例におい
て、図3に示した従来装置と同じ構成要素については、
従来装置の説明で使用した同一符号を付与して、その詳
細説明は省略し、図3に示した従来装置と異なる上述の
2点について、詳細に説明する。Therefore, in the following description, in the present embodiment, the same components as those of the conventional device shown in FIG.
The same reference numerals as used in the description of the conventional device are given and the detailed description is omitted, and the above-described two points different from the conventional device shown in FIG. 3 will be described in detail.
【0024】まず、上記3個の抵抗R0は、モータ2の
中性点電圧V1を検出するためのものである。つまり、
モータ2は、U,V,W相の電機子巻線2U,2V,2
Wが△結線された3相ブラシレスDCモータであり、電
機子巻線2U,2V,2WをY結線したモータのよう
に、中性点が物理的に存在しない。そこで、本実施例で
は、△結線された各電機子巻線2U,2V,2Wの各巻
線同士の接続点に、夫々、同一抵抗値の抵抗R0を接続
し、この3個の抵抗R0の他端を互いに接続することに
より、モータ2の仮想中性点を作り、その接続点電圧を
中性点電圧V1として検出するようにしているのであ
る。尚、これら3個の抵抗R0は、本発明の中性点電圧
検出手段に相当する。First, the three resistors R0 are for detecting the neutral point voltage V1 of the motor 2. That is,
The motor 2 includes U, V, W phase armature windings 2U, 2V, 2
W is a three-phase brushless DC motor with a △ connection, and a neutral point does not physically exist unlike a motor in which armature windings 2U, 2V, and 2W are Y-connected. Therefore, in the present embodiment, a resistor R0 having the same resistance value is connected to a connection point between the windings of the armature windings 2U, 2V, and 2W, which are connected to each other. By connecting the ends to each other, a virtual neutral point of the motor 2 is created, and the voltage at the connection point is detected as the neutral point voltage V1. Incidentally, these three resistors R0 correspond to the neutral point voltage detecting means of the present invention.
【0025】一方、電流検出回路20は、上述の(2) 式
に従いモータ電流に対応した検出電圧Voを生成するた
めのものであり、本発明の演算手段としての加・減算回
路を構成するオペアンプOP1を中心に構成されてい
る。ここでまず、オペアンプOP1の非反転入力端子
(+)には、抵抗R1を介して、直流電源4の正極側に
接続されると共に、抵抗R2を介して、直流電源4の負
極側(グランド)に接続されている。このため、オペア
ンプOP1の非反転入力端子(+)の電圧は、直流電源
4から駆動回路としてのインバータ6に供給される電源
電圧VBを抵抗R1,R2にて分圧した電圧「VB・R
2/(R1+R2)」となる。On the other hand, the current detection circuit 20 is for generating a detection voltage Vo corresponding to the motor current in accordance with the above-mentioned equation (2), and is an operational amplifier constituting an addition / subtraction circuit as arithmetic means of the present invention. OP1 is mainly configured. Here, first, the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP1 is connected to the positive electrode of the DC power supply 4 via the resistor R1, and is connected to the negative electrode (ground) of the DC power supply 4 via the resistor R2. It is connected to the. For this reason, the voltage of the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP1 is obtained by dividing the power supply voltage VB supplied from the DC power supply 4 to the inverter 6 as a drive circuit by the resistors R1 and R2, “VB · R
2 / (R1 + R2) ".
【0026】また、オペアンプOP1の反転入力端子
(−)は、抵抗R3を介してバッファBF1の出力端子
に接続されると共に、抵抗R6を介してバッファBF2
の出力端子に接続され、更に、抵抗R7を介して当該オ
ペアンプOP1の出力端子に接続されている。The inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP1 is connected to the output terminal of the buffer BF1 via a resistor R3, and the buffer BF2 is connected via a resistor R6.
, And further connected to the output terminal of the operational amplifier OP1 via a resistor R7.
【0027】バッファBF1は、上記3個の抵抗R0の
接続点から中性点電圧V1を取り込むためのものであ
り、その入力端子は、上記3個の抵抗R0の接続点(仮
想中性点)に接続されている。尚、この仮想中性点から
バッファBF1の入力端子に至る中性点電圧V1の入力
経路には、一端が直流電源4の負極側(グランド)に接
続されたコンデンサC0が接続されている。これは、モ
ータ2の回転に伴い生じる仮想中性点の電圧変動をコン
デンサC0により吸収して、安定した中性点電圧V1を
オペアンプOP1側に入力するためである。The buffer BF1 is for taking in the neutral point voltage V1 from the connection point of the three resistors R0, and has an input terminal connected to the connection point (virtual neutral point) of the three resistors R0. It is connected to the. A capacitor C0 having one end connected to the negative side (ground) of the DC power supply 4 is connected to the input path of the neutral point voltage V1 from the virtual neutral point to the input terminal of the buffer BF1. This is because the capacitor C0 absorbs the voltage change of the virtual neutral point caused by the rotation of the motor 2, and inputs a stable neutral point voltage V1 to the operational amplifier OP1.
【0028】一方、バッファBF2は、モータ2の回転
速度Nに比例した回転比例電圧V2を取り込むためのも
のであり、その入力端子は、抵抗R4を介してF/V変
換器10の出力端子に接続されると共に、抵抗R5を介
して直流電源4の負極側(グランド)に接続されてい
る。On the other hand, the buffer BF2 is for taking in a rotation proportional voltage V2 proportional to the rotation speed N of the motor 2, and its input terminal is connected to the output terminal of the F / V converter 10 via a resistor R4. It is connected to the negative side (ground) of the DC power supply 4 via the resistor R5.
【0029】抵抗R4,R5は、F/V変換器10から
出力される速度信号(電圧)Vnを分圧値「R5/(R
4+R5)」で分圧することにより、モータ2の回転速
度Nに比例し、前述の(1) 式で定義される回転比例電圧
V2を生成するためのものであり、F/V変換器10と
共に、本発明の回転比例電圧生成手段として機能する。The resistors R4 and R5 convert the speed signal (voltage) Vn output from the F / V converter 10 into a divided voltage value "R5 / (R
4 + R5) "to generate a rotation proportional voltage V2 defined by the above-mentioned equation (1) in proportion to the rotation speed N of the motor 2, and together with the F / V converter 10, It functions as the rotation proportional voltage generation means of the present invention.
【0030】即ち、F/V変換器10は、回転センサ8
から出力されるモータ2の回転に同期した検出信号の周
波数(F)を電圧(V)に変換することによりモータ2
の回転速度を表す速度信号Vnを生成するものであるこ
とから、速度信号Vnは、モータ2の回転速度Nに比例
する。That is, the F / V converter 10 includes the rotation sensor 8
By converting the frequency (F) of the detection signal synchronized with the rotation of the motor 2 output from the motor 2 into a voltage (V),
Is generated, the speed signal Vn is proportional to the rotation speed N of the motor 2.
【0031】そして、速度信号Vnの回転速度Nに対す
る比例定数がa(即ち、Vn=a・N)であるとした場
合、この速度信号Vnに基づき上記(1) 式で定義される
回転比例電圧V2を生成するには、上記(1) 式から V2=A・N=(k・Φ/2)・(Vn/a)=Vn・
R5/(R4+R5) となることから、上記抵抗R4,R5の抵抗値を、次式
(7) の如くなるように設定すればよい。If the proportionality constant of the speed signal Vn with respect to the rotation speed N is a (that is, Vn = aN), the rotation proportional voltage defined by the above equation (1) is determined based on the speed signal Vn. In order to generate V2, from the above equation (1), V2 = A · N = (k · Φ / 2) · (Vn / a) = Vn ·
Since R5 / (R4 + R5), the resistance values of the resistors R4 and R5 are calculated by the following equation.
What is necessary is just to set as shown in (7).
【0032】 R5(R4+R5)=(k・Φ)/(2・a) …(7) このため、本実施例では、上記抵抗R4,R5の抵抗値
を上記(7) 式を満足するように設定することにより、バ
ッファBF2を介してオペアンプOP1側に入力される
電圧を、上記(1) 式にて規定された回転比例電圧V2に
設定している。R5 (R4 + R5) = (k · Φ) / (2 · a) (7) Therefore, in the present embodiment, the resistance values of the resistors R4 and R5 are set so as to satisfy the above equation (7). By setting, the voltage input to the operational amplifier OP1 via the buffer BF2 is set to the rotation proportional voltage V2 defined by the above equation (1).
【0033】また、オペアンプOP1に接続される抵抗
R1,R2,R3,R6,R7の内、オペアンプOP1
の非反転入力端子(+)に接続される抵抗R1,R2の
抵抗値は、「R2=R1/2」となるように設定され、
他の抵抗R3,R6、R7の抵抗値は、抵抗R1と同一
の抵抗値(R1=R3=R6=R7)に設定されてい
る。Also, of the resistors R1, R2, R3, R6, and R7 connected to the operational amplifier OP1, the operational amplifier OP1
The resistance values of the resistors R1 and R2 connected to the non-inverting input terminal (+) are set such that “R2 = R1 / 2”.
The resistance values of the other resistors R3, R6, and R7 are set to the same resistance values as the resistor R1 (R1 = R3 = R6 = R7).
【0034】この結果、オペアンプOP1からの出力V
oは、 Vo=VB・R2/(R1+R2)+VB・R2/(R
1+R2)−V1+VB・R2/(R1+R2)−V2 =3・VB・R2/(R1+R2)−V1−V2 =VB−V1−V2 となり、前述の(2) 式に対応した検出電圧Voが得られ
ることになる。As a result, the output V from the operational amplifier OP1 is
o is: Vo = VB · R2 / (R1 + R2) + VB · R2 / (R
1 + R2) −V1 + VB · R2 / (R1 + R2) −V2 = 3 · VB · R2 / (R1 + R2) −V1−V2 = VB−V1−V2, and the detection voltage Vo corresponding to the above equation (2) is obtained. become.
【0035】そして、このオペアンプOP1から出力さ
れる検出電圧Voは、制御回路12に入力され、制御回
路12は、この検出電圧Voからモータ2に流れる過電
流を監視しつつモータ2を目標速度に駆動制御すること
により、モータ2及びインバータ6を過電流から保護す
る。The detection voltage Vo output from the operational amplifier OP1 is input to the control circuit 12, and the control circuit 12 monitors the overcurrent flowing through the motor 2 from the detection voltage Vo and sets the motor 2 at the target speed. The drive control protects the motor 2 and the inverter 6 from overcurrent.
【0036】尚、制御回路12による過電流からの保護
動作は、例えば、図2に示す如く実行される。即ち、モ
ータ2側に何らかの異常が生じて、モータ電流が上昇し
始めると、それに応じて検出電圧Voが上昇することか
ら、制御回路12は、モータ制御実行時に、検出電圧V
oが予め設定された過電流判定電圧Vthを越えたか否
かを判断することにより、モータ2に過電流が流れたか
否かを判定する。The protection operation from the overcurrent by the control circuit 12 is executed, for example, as shown in FIG. That is, when some abnormality occurs on the motor 2 side and the motor current starts to increase, the detection voltage Vo increases accordingly.
By determining whether or not o exceeds a preset overcurrent determination voltage Vth, it is determined whether or not an overcurrent has flowed through the motor 2.
【0037】そして、過電流を判定すると(時点t
1)、モータ制御を一旦停止し、所定時間経過した後、
モータ制御を再開する。つまり、このようにすれば、モ
ータ2が正常に復帰して、モータ制御を正常に実行でき
ることがあるので、過電流判定後は、所定時間にモータ
制御を停止した後、モータ制御を再開するのである。When an overcurrent is determined (at time t)
1), after temporarily stopping the motor control and elapse of a predetermined time,
Restart motor control. In other words, in this case, the motor 2 may return to a normal state and the motor control may be performed normally. After the overcurrent determination, the motor control is stopped for a predetermined time and the motor control is restarted. is there.
【0038】また、このようにモータ制御を一旦停止し
た後再開しても、モータ2が正常復帰せず、過電流が流
れることがあるので、その後も、検出電圧Voと過電流
判定電圧Vthとに基づく過電流判定を行う。そして、
モータ制御の再開後に、再び過電流を判定すると、モー
タ制御を所定時間停止した後、再開させる。Further, even if the motor control is temporarily stopped and then resumed, the motor 2 does not return to the normal state, and an overcurrent may flow. Therefore, the detection voltage Vo and the overcurrent determination voltage Vth are maintained. Is performed based on the overcurrent. And
When the overcurrent is determined again after the restart of the motor control, the motor control is stopped for a predetermined time and then restarted.
【0039】そして、このようなモータ制御の停止・再
開を繰り返し実行しても、モータ2が正常に復帰せず、
過電流が繰り返し判定される場合には、モータ2は、完
全に故障していると判断できるので、過電流を判定した
際には、その判定回数をカウントし、そのカウント値が
所定値に達すると(時点t2)、モータ2は完全に故障
しているとして、モータ制御の実行を禁止し、その旨
(モータ故障)を使用者に報知する。Even if the motor control is repeatedly stopped and restarted, the motor 2 does not return to normal,
If the overcurrent is repeatedly determined, the motor 2 can be determined to be completely out of order. Therefore, when the overcurrent is determined, the number of determinations is counted, and the count value reaches a predetermined value. Then (time t2), it is determined that the motor 2 has completely failed, and execution of the motor control is prohibited, and the user is notified of that (motor failure).
【0040】以上説明したように、本実施例では、直流
電源4からインバータ6に供給されるモータ駆動用の電
源電圧VBと、ブラシレスDCモータ2の中性点電圧V
1と、モータ2の回転速度Nに比例した回転比例電圧V
2とから検出電圧Voを生成する電流検出回路20を用
いて、ブラシレスDCモータ2に流れるモータ電流を検
出するようにされている。As described above, in this embodiment, the power supply voltage VB for driving the motor supplied from the DC power supply 4 to the inverter 6 and the neutral point voltage VB of the brushless DC motor 2
1 and a rotation proportional voltage V proportional to the rotation speed N of the motor 2
2, a motor current flowing through the brushless DC motor 2 is detected by using a current detection circuit 20 that generates a detection voltage Vo from the motor.
【0041】このため、図3に示した従来装置のよう
に、モータ電流が流れる電流経路上に電流検出抵抗Rs
を設ける必要がないので、モータ電流検出のために生じ
る電力損失を低減できる。また、電流検出抵抗Rsのよ
うに、モータ電流が流れることによって発熱する発熱素
子を使用することなくモータ電流を検出できるので、素
子の発熱により駆動装置全体の温度が高くなるといった
こともなく、モータ制御を安定して実行させることがで
きる。Therefore, as in the conventional device shown in FIG. 3, the current detection resistor Rs
Need not be provided, it is possible to reduce power loss caused by motor current detection. Further, since the motor current can be detected without using a heating element that generates heat when the motor current flows, such as the current detection resistor Rs, the temperature of the entire driving device does not increase due to the heat generated by the element. Control can be executed stably.
【0042】また、電流検出回路20自体は、上記(2)
式に従い演算を行う簡単な演算回路(加・減算回路)に
て構成することができることから、インバータ6を構成
するトランジスタ(MOSFET)のオン電圧からモー
タ電流を検出する場合に比べて、電流検出回路20の構
成を簡単にし、安価に実現することができる。Further, the current detection circuit 20 itself is provided by the above (2)
Since it can be configured by a simple arithmetic circuit (addition / subtraction circuit) that performs an operation according to the equation, the current detection circuit is compared with the case where the motor current is detected from the ON voltage of the transistor (MOSFET) forming the inverter 6. 20 can be simplified and realized at low cost.
【図1】 実施例のブラシレスDCモータの駆動装置全
体の構成を表す電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram illustrating a configuration of an entire driving device for a brushless DC motor according to an embodiment.
【図2】 実施例の制御回路による過電流保護動作を説
明するタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart illustrating an overcurrent protection operation by a control circuit according to the embodiment.
【図3】 従来のブラシレスDCモータの駆動装置全体
の構成を表す電気回路図である。FIG. 3 is an electric circuit diagram illustrating a configuration of a whole brushless DC motor driving device.
2…ブラシレスDCモータ、2U,2V,2W…電機子
巻線、4…直流電源、6…インバータ、8…回転セン
サ、10…F/V変換器、12…制御回路、20…電流
検出回路、BF1,BF2…バッファ、OP1…オペア
ンプ、C0…コンデンサ、R0〜R7…抵抗。2 ... brushless DC motor, 2U, 2V, 2W ... armature winding, 4 ... DC power supply, 6 ... inverter, 8 ... rotation sensor, 10 ... F / V converter, 12 ... control circuit, 20 ... current detection circuit, BF1, BF2: buffer, OP1: operational amplifier, C0: capacitor, R0 to R7: resistor.
Claims (1)
ラシレスDCモータにおいて、該モータが駆動回路を介
して回転駆動されているときに前記各電機子巻線に流れ
るモータ電流を検出する電流検出装置であって、 一端が前記各相の電機子巻線同士の接続点に接続され、
他端が互いに接続された同一抵抗値の3個の抵抗からな
り、該3個の抵抗の接続点の電圧を前記ブラシレスDC
モータの中性点電圧V1として検出する中性点電圧検出
手段と、 前記ブラシレスDCモータの回転を検出する回転センサ
からの検出信号に基づき、次式(1) により定義されるブ
ラシレスDCモータの回転速度Nに比例した電圧V2を
生成する回転比例電圧生成手段と、 V2=A・N …(1) (但し、Aは比例定数であり、起電力定数をk、電機子
巻線にかかる磁束量をΦとしたとき、A=k・Φ/2と
なるように設定される) 前記駆動回路に印加されるモータ駆動用の電源電圧VB
と、前記中性点電圧検出手段にて検出された中性点電圧
V1と、前記回転比例電圧生成手段にて生成された回転
比例電圧V2とに基づき、前記モータ電流を表す検出電
圧Voを、次式(2) に従い算出する演算手段と、 Vo=VB−V1−V2 …(2) を備えたことを特徴とするブラシレスDCモータの電流
検出装置。1. A three-phase brushless DC motor in which armature windings of each phase are △ -connected, wherein a motor current flowing through each of the armature windings when the motor is rotationally driven via a drive circuit. A current detection device for detecting, wherein one end is connected to a connection point between the armature windings of each phase,
The other end is composed of three resistors connected to each other and having the same resistance value.
A neutral point voltage detecting means for detecting the neutral point voltage V1 of the motor; and a rotation of the brushless DC motor defined by the following equation (1) based on a detection signal from a rotation sensor for detecting the rotation of the brushless DC motor. A rotation proportional voltage generating means for generating a voltage V2 proportional to the speed N; V2 = A · N (1) (where A is a proportional constant, the electromotive force constant is k, the amount of magnetic flux applied to the armature winding, Is set to be A = k · Φ / 2, where Φ is Φ) Power supply voltage VB for motor drive applied to the drive circuit
Based on the neutral point voltage V1 detected by the neutral point voltage detection means and the rotation proportional voltage V2 generated by the rotation proportional voltage generation means, a detection voltage Vo representing the motor current, A current detecting device for a brushless DC motor, comprising: arithmetic means for calculating according to the following equation (2); and Vo = VB-V1-V2 (2).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28839699A JP2001112286A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Current detection device for brushless dc motor |
| US09/678,848 US6469461B1 (en) | 1999-10-05 | 2000-10-04 | Motor control apparatus |
| DE10049385.8A DE10049385B4 (en) | 1999-10-05 | 2000-10-05 | Engine control unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28839699A JP2001112286A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Current detection device for brushless dc motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001112286A true JP2001112286A (en) | 2001-04-20 |
Family
ID=17729674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28839699A Pending JP2001112286A (en) | 1999-10-05 | 1999-10-08 | Current detection device for brushless dc motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001112286A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100432962B1 (en) * | 2001-06-06 | 2004-06-12 | 가부시끼가이샤 도시바 | Washer |
| JP2008220043A (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Motor overcurrent supply protection system, refrigeration-cycle system, refrigeration-cycle system control method |
| JP2009136077A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Motor drive circuit |
| JP2010268554A (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mycom Inc | Positioning device |
| JP2010284053A (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Mycom Inc | Stepping motor step-out detecting device |
-
1999
- 1999-10-08 JP JP28839699A patent/JP2001112286A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100432962B1 (en) * | 2001-06-06 | 2004-06-12 | 가부시끼가이샤 도시바 | Washer |
| JP2008220043A (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Motor overcurrent supply protection system, refrigeration-cycle system, refrigeration-cycle system control method |
| JP2009136077A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Motor drive circuit |
| JP2010268554A (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mycom Inc | Positioning device |
| JP2010284053A (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Mycom Inc | Stepping motor step-out detecting device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5144315B2 (en) | Drive circuit for brushless DC motor | |
| JP2818327B2 (en) | Adjustment method of motor current of brushless DC current | |
| US7319300B2 (en) | Method of operating an electronically commutated motor, and method for carrying out such a method | |
| JP5809833B2 (en) | Motor drive device and motor device using the same | |
| JP3419157B2 (en) | Motor driving method and electric equipment using the same | |
| JPH07118944B2 (en) | Brushless DC motor | |
| JP2001112286A (en) | Current detection device for brushless dc motor | |
| JP2016136820A (en) | Motor drive device | |
| JP4203329B2 (en) | Motor control device | |
| JP4077995B2 (en) | Motor control device with soft start function for brushless motor | |
| JP4480325B2 (en) | Single-phase motor drive circuit and single-phase motor drive method | |
| JP2016163467A (en) | Motor control device | |
| JP3099256B2 (en) | Drive device for brushless motor | |
| JP2017201863A (en) | Motor drive unit | |
| JP2001231266A (en) | Inverter driving electric motor device | |
| JP3239150B2 (en) | Three-phase DC brushless motor | |
| JP2021065074A (en) | Motor control device | |
| JP2005201665A (en) | Voltage detection circuit | |
| JP2005176457A (en) | Position detecting circuit of brushless motor | |
| JPH087838Y2 (en) | Abnormality detection device for brushless motor | |
| JP3279377B2 (en) | Motor rotation control circuit | |
| JP3108965B2 (en) | Drive device for brushless motor | |
| JPH0628959Y2 (en) | Brushless motor | |
| JP3305606B2 (en) | Brushless motor drive circuit | |
| JPS6321193Y2 (en) |