JP2529674B2 - 直流モ−タ - Google Patents
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- JP2529674B2 JP2529674B2 JP61278892A JP27889286A JP2529674B2 JP 2529674 B2 JP2529674 B2 JP 2529674B2 JP 61278892 A JP61278892 A JP 61278892A JP 27889286 A JP27889286 A JP 27889286A JP 2529674 B2 JP2529674 B2 JP 2529674B2
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- commutation
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/15—Controlling commutation time
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- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は永久磁石回転子と、少なくとも３つの端子間
に配置される複数個の固定子コイルが内部に配置される
磁化可能材料製の固定子と、電子式の転流装置とを具え
ており、該転流装置によって前記端子を周期的な切換パ
ターンで直流電圧源の２極の一方に接続したり、該２極
の一方から切断したりして前記固定子コイルを附勢し得
るようにし、前記直流電圧源の少なくとも一方の極を転
流期間中に或る端子から切断して他の端子に接続するよ
うにしたブラシレス直流モータに関するものである。
に配置される複数個の固定子コイルが内部に配置される
磁化可能材料製の固定子と、電子式の転流装置とを具え
ており、該転流装置によって前記端子を周期的な切換パ
ターンで直流電圧源の２極の一方に接続したり、該２極
の一方から切断したりして前記固定子コイルを附勢し得
るようにし、前記直流電圧源の少なくとも一方の極を転
流期間中に或る端子から切断して他の端子に接続するよ
うにしたブラシレス直流モータに関するものである。
斯種の直流モータは***国特許公開公報DE29.40.637
号に開示されている。これに開示されているモータの構
成は比較的簡単なメカニズムで生産し得るようになって
おり、しかもモータが適当な制御特性を呈するようにし
ているため、斯種のモータは例えばオーディオ及びビデ
オレコーダの如き、特定部品の速度制御を正確に行うた
めの大量生産品によく用いられている。しかし、磁化可
能固定子を有している斯種モータの欠点は、固定子コイ
ルの自己インダクタンスが高いと言うことにある。この
ように、自己インダクタンスが高いと附勢電流に比較的
大な時定数で過渡現象を起生し、この過渡現象のために
駆動トルクが変動したりもする。
号に開示されている。これに開示されているモータの構
成は比較的簡単なメカニズムで生産し得るようになって
おり、しかもモータが適当な制御特性を呈するようにし
ているため、斯種のモータは例えばオーディオ及びビデ
オレコーダの如き、特定部品の速度制御を正確に行うた
めの大量生産品によく用いられている。しかし、磁化可
能固定子を有している斯種モータの欠点は、固定子コイ
ルの自己インダクタンスが高いと言うことにある。この
ように、自己インダクタンスが高いと附勢電流に比較的
大な時定数で過渡現象を起生し、この過渡現象のために
駆動トルクが変動したりもする。
斯様なトルク変動のために斯種のモータは、例えば最
大許容速度変数を公称速度の10-4倍程度とするビデオレ
コーダの回転式再生及び記録ヘッド用の駆動モータの如
き、極めて安定なモータ速度が要求される用途には左程
好適でない。
大許容速度変数を公称速度の10-4倍程度とするビデオレ
コーダの回転式再生及び記録ヘッド用の駆動モータの如
き、極めて安定なモータ速度が要求される用途には左程
好適でない。
本発明の目的は駆動トルクの安定性を改善し得るよう
に適切に構成配置した冒頭にて述べた種類の直流モータ
を提供することにある。
に適切に構成配置した冒頭にて述べた種類の直流モータ
を提供することにある。
本発明は、永久磁石回転子と、少なくとも３つの端子
間に配置される複数個の固定子コイルが内部に配置され
る磁化可能材料製の固定子と、電子式の転流装置とを具
えており、該転流装置によって前記端子を周期的な切換
パターンで直流電圧源の２極の一方に接続したり、該２
極の一方から切断したりして前記固定子コイルを附勢す
ることができ、前記直流電圧源の少なくとも一方の極が
転流期間中に或る端子から切断されて他の端子に接続さ
れるブラシレス直流モータであって、該直流モータに制
御手段を設け、転流中の附勢電流における過渡現象によ
るモータトルクの変動を低減させるために、前記制御手
段が転流期間内の前記切断および接続瞬時を、転流期間
中の前記トルクの平均値が転流期間以外におけるモータ
トルクの平均値にほぼ等しくなるように、互いに或る特
定の時間間隔だけシフトさせるようにしたことを特徴と
する直流モータにある。
間に配置される複数個の固定子コイルが内部に配置され
る磁化可能材料製の固定子と、電子式の転流装置とを具
えており、該転流装置によって前記端子を周期的な切換
パターンで直流電圧源の２極の一方に接続したり、該２
極の一方から切断したりして前記固定子コイルを附勢す
ることができ、前記直流電圧源の少なくとも一方の極が
転流期間中に或る端子から切断されて他の端子に接続さ
れるブラシレス直流モータであって、該直流モータに制
御手段を設け、転流中の附勢電流における過渡現象によ
るモータトルクの変動を低減させるために、前記制御手
段が転流期間内の前記切断および接続瞬時を、転流期間
中の前記トルクの平均値が転流期間以外におけるモータ
トルクの平均値にほぼ等しくなるように、互いに或る特
定の時間間隔だけシフトさせるようにしたことを特徴と
する直流モータにある。
本発明は、経時的なシフトによって切断により生ずる
トルク変動の大部分を接続によるトルク変動で補償する
ことができ、この結果モータトルクの安定性、従ってモ
ータ速度の安定性が十分に改善されると言う事実の認識
に基づいて成したものである。
トルク変動の大部分を接続によるトルク変動で補償する
ことができ、この結果モータトルクの安定性、従ってモ
ータ速度の安定性が十分に改善されると言う事実の認識
に基づいて成したものである。
ブラシレス直流モータの転流期間中固定子コイルの滅
勢をつぎの固定子コイルの附勢に対して或る特定時間遅
延させることは欧州特許願第0,043,138号から既知であ
るが、この手段は電子式転流回路のスイッチングトラン
ジスタがブレークダウンしないようにするために用いら
れるものであり、フライホイールダイオードは省くこと
ができる。
勢をつぎの固定子コイルの附勢に対して或る特定時間遅
延させることは欧州特許願第0,043,138号から既知であ
るが、この手段は電子式転流回路のスイッチングトラン
ジスタがブレークダウンしないようにするために用いら
れるものであり、フライホイールダイオードは省くこと
ができる。
さらに、２つの転流相に対する附勢期間が互いに部分
的にオーバラップするようにした２相ブラシレス直流モ
ータは***国公開公報第31.07.621号に開示されてい
る。しかしこの手段は整流レンジにおける不都合なトル
ク角度特性を補償することに仕えるが、この場合には２
相モータのトルクが低減することになる。
的にオーバラップするようにした２相ブラシレス直流モ
ータは***国公開公報第31.07.621号に開示されてい
る。しかしこの手段は整流レンジにおける不都合なトル
ク角度特性を補償することに仕えるが、この場合には２
相モータのトルクが低減することになる。
種々の転流相に対する附勢期間が部分的に互いにオー
バラップするようにしてブラシレス直流モータの転流を
行なうことも、Dr.Radziwill著による論文「電子制御転
流器による小形直流電動機の準安定運転」（アインドー
フェンの工業大学、1978年６月第204頁）から既知であ
る。しかし、このような手段によっても均一なモータト
ルクを得ることはできない。
バラップするようにしてブラシレス直流モータの転流を
行なうことも、Dr.Radziwill著による論文「電子制御転
流器による小形直流電動機の準安定運転」（アインドー
フェンの工業大学、1978年６月第204頁）から既知であ
る。しかし、このような手段によっても均一なモータト
ルクを得ることはできない。
以下図面につき本発明を説明する。
第１図は強磁性固定子２のまわりに回転自在に配置し
た永久磁石材料製の円筒状回転子１を具えている慣例タ
イプのブラシレス直流モータ22の断面図である。回転子
１と固定子２との間の角度はθとなるように形成され
る。固定子２は６個の固定子歯10……15を具えており、
これらの固定子歯は互いに60°離間され、しかも各々く
つ状の端部を有している。固定子歯10……15のくつ状端
部の正反対側には回転子円周に沿って４個のＮ磁極5,7,
9,11と４個のＳ磁極4,6,8,23を等間隔で離間させる。固
定子歯10……15は固定子コイル16……21のコアをそれぞ
れ構成し、これらのコイルは第２図に示すような方法で
３つの端子A,B及びＣ間に接続することができる。固定
子コイル16と19は端子ＡとＣとの間に直列に配置し固定
子コイル17と20は端子ＡとＢとの間に直列に配置し、ま
た固定子コイル18と21は端子ＢとＣとの間に直列に配置
する。端子A,B及びＣは転流装置30に接続し、この転流
装置を介して各端子A,B及びＣを直流電圧源38の正極61
又は負極62に接続することができる。このために転流装
置30は３つの同一構成の磁気制御スイッチング手段33,3
4及び35で構成する。各スイッチング手段（第３図参
照）は第１電子スイッチ39と第２電子スイッチ40とを具
えており、第１電子スイッチ39は第１入力端子36と出力
端子41との間に配置し、前記第２スイッチ40は第２入力
端子37と出力端子41との間に配置する。スイッチ39及び
40はそれぞれフリーホイールダイオード42及び43によっ
て分路される。
た永久磁石材料製の円筒状回転子１を具えている慣例タ
イプのブラシレス直流モータ22の断面図である。回転子
１と固定子２との間の角度はθとなるように形成され
る。固定子２は６個の固定子歯10……15を具えており、
これらの固定子歯は互いに60°離間され、しかも各々く
つ状の端部を有している。固定子歯10……15のくつ状端
部の正反対側には回転子円周に沿って４個のＮ磁極5,7,
9,11と４個のＳ磁極4,6,8,23を等間隔で離間させる。固
定子歯10……15は固定子コイル16……21のコアをそれぞ
れ構成し、これらのコイルは第２図に示すような方法で
３つの端子A,B及びＣ間に接続することができる。固定
子コイル16と19は端子ＡとＣとの間に直列に配置し固定
子コイル17と20は端子ＡとＢとの間に直列に配置し、ま
た固定子コイル18と21は端子ＢとＣとの間に直列に配置
する。端子A,B及びＣは転流装置30に接続し、この転流
装置を介して各端子A,B及びＣを直流電圧源38の正極61
又は負極62に接続することができる。このために転流装
置30は３つの同一構成の磁気制御スイッチング手段33,3
4及び35で構成する。各スイッチング手段（第３図参
照）は第１電子スイッチ39と第２電子スイッチ40とを具
えており、第１電子スイッチ39は第１入力端子36と出力
端子41との間に配置し、前記第２スイッチ40は第２入力
端子37と出力端子41との間に配置する。スイッチ39及び
40はそれぞれフリーホイールダイオード42及び43によっ
て分路される。
各スイッチング手段はホール検出器50、比較回路51、
出力増幅器52及び制御回路57も具えている。ホール検出
器の出力端子53,54は比較回路51の正の入力端子と負の
入力端子にそれぞれ接続する。比較回路51の出力端子55
に現れる出力信号H0は制御回路57の入力端子56と、出力
増幅器52を介してスイッチング手段の出力端子58とに供
給する。スイッチング手段の入力端子59における入力信
号Hiは制御回路57に供給する。
出力増幅器52及び制御回路57も具えている。ホール検出
器の出力端子53,54は比較回路51の正の入力端子と負の
入力端子にそれぞれ接続する。比較回路51の出力端子55
に現れる出力信号H0は制御回路57の入力端子56と、出力
増幅器52を介してスイッチング手段の出力端子58とに供
給する。スイッチング手段の入力端子59における入力信
号Hiは制御回路57に供給する。
ホール検出器50は検出した磁界の方向に応じて出力端
子53と54との間に差電圧を発生する。なお、ホール検出
器50及び比較回路51は互いに適切に適合させて、Ｎ磁極
が検出器50の検出表面上に位置する場合に、比較回路51
が論理値“1"信号を発生し、かつＳ磁極が検出表面上に
位置する場合に比較回路51が論理値“0" 信号を発生す
るようにする。制御回路57は入力信号Hi及びH0に応じて
スイッチ39及び40を開いたり、閉じたりする。次表１は
スイッチ30及び40の状態をHi及びH0の関数として示した
ものである。
子53と54との間に差電圧を発生する。なお、ホール検出
器50及び比較回路51は互いに適切に適合させて、Ｎ磁極
が検出器50の検出表面上に位置する場合に、比較回路51
が論理値“1"信号を発生し、かつＳ磁極が検出表面上に
位置する場合に比較回路51が論理値“0" 信号を発生す
るようにする。制御回路57は入力信号Hi及びH0に応じて
スイッチ39及び40を開いたり、閉じたりする。次表１は
スイッチ30及び40の状態をHi及びH0の関数として示した
ものである。
第２図に示した転流装置30では、各スイッチング手段
33,34及び35の出力端子58に現われる信号H01,H02,H03を
スイッチング手段35,33及び34の入力端子にそれぞれ供
給して、これらの信号をスイッチング手段35,33及び34
に対する入力信号Hi3,Hi1及びHi2としてそれぞれ作用さ
せる。スイッチング手段33,34及び35の出力端子41は端
子A,B及びＣにそれぞれ接続する。スイッチング手段33,
34及び35の各入力端子36は直流電圧源38の正極61に接続
し、他の各入力端子37は直流電圧源38の負極62に接続す
る。
33,34及び35の出力端子58に現われる信号H01,H02,H03を
スイッチング手段35,33及び34の入力端子にそれぞれ供
給して、これらの信号をスイッチング手段35,33及び34
に対する入力信号Hi3,Hi1及びHi2としてそれぞれ作用さ
せる。スイッチング手段33,34及び35の出力端子41は端
子A,B及びＣにそれぞれ接続する。スイッチング手段33,
34及び35の各入力端子36は直流電圧源38の正極61に接続
し、他の各入力端子37は直流電圧源38の負極62に接続す
る。
個々のスイッチング手段33,34及び35は、これらが回
転子１により発生される磁界によって周期的に順次制御
され得るような短い離間距離で固定子２に慣例の方法で
対称的に取付ける。第４図はスイッチング手段33,34及
び35によって出力端子58に発生される信号H01,H02及びH
03を回転子位置の関数として示したものである。これら
の信号H01,H02及びH03はスイッチング手段35,33及び34
の各入力端子59における信号Hi3,Hi1及びHi2とそれぞれ
同じものである。
転子１により発生される磁界によって周期的に順次制御
され得るような短い離間距離で固定子２に慣例の方法で
対称的に取付ける。第４図はスイッチング手段33,34及
び35によって出力端子58に発生される信号H01,H02及びH
03を回転子位置の関数として示したものである。これら
の信号H01,H02及びH03はスイッチング手段35,33及び34
の各入力端子59における信号Hi3,Hi1及びHi2とそれぞれ
同じものである。
順次の転流相をf1……f6にて示してある。第４図には
端子A,B及びＣにおける各電圧VA,VB及びVCの波形も示し
てある。端子Ａにおける電圧VAはスイッチング手段33の
スイッチ39及び40の状態によって決定され、これらのス
イッチは信号H01とHi1（＝H02）によって制御される。
信号H01とHi1が同じ論理値を有する場合には、スイッチ
39と40が開くため、端子Ａは電圧源38から完全に切断さ
れる。これは転流相f3及びf6の期間中に生ずる。この場
合には端子Ａにおける電圧は不確定となり、これを第４
図では破線にて示してある。H01＝０で、かつHi1＝１
（f1及びf2の期間）の場合にはスイッチ39が閉状態に維
持される。この場合の電圧VAは電圧源38の正極61におけ
る電圧Vpに等しくなる。H01＝１で、Hi1＝０（f4及びf5
の期間）の場合にはスイッチ40が閉状態に維持される。
この場合の端子Ａにおける電圧は電圧源38の負端子にお
ける電圧Vnに等しくなる。同様に電圧VBは信号H02及びH
i2によって決定され、また電圧VCは信号H03及びHi3によ
って決定される。
端子A,B及びＣにおける各電圧VA,VB及びVCの波形も示し
てある。端子Ａにおける電圧VAはスイッチング手段33の
スイッチ39及び40の状態によって決定され、これらのス
イッチは信号H01とHi1（＝H02）によって制御される。
信号H01とHi1が同じ論理値を有する場合には、スイッチ
39と40が開くため、端子Ａは電圧源38から完全に切断さ
れる。これは転流相f3及びf6の期間中に生ずる。この場
合には端子Ａにおける電圧は不確定となり、これを第４
図では破線にて示してある。H01＝０で、かつHi1＝１
（f1及びf2の期間）の場合にはスイッチ39が閉状態に維
持される。この場合の電圧VAは電圧源38の正極61におけ
る電圧Vpに等しくなる。H01＝１で、Hi1＝０（f4及びf5
の期間）の場合にはスイッチ40が閉状態に維持される。
この場合の端子Ａにおける電圧は電圧源38の負端子にお
ける電圧Vnに等しくなる。同様に電圧VBは信号H02及びH
i2によって決定され、また電圧VCは信号H03及びHi3によ
って決定される。
第５図は固定子コイルを流れる電流をモータ22の一定
な機械的負荷に対して時間の関数として示した電流波形
図である。この図でIABは端子Ａから端子Ｂに流れる電
流であり、IBCは端子Ｂから端子Ｃに流れる電流であ
り、またICAは端子Ｃから端子Ａに流れる電流である。
転流相f1の期間中における端子ＡとＢとの間の電圧差は
直流電圧源38の端子電圧に等しい。この転流相f1の期間
中には電流IABが値Imにまで増加する。
な機械的負荷に対して時間の関数として示した電流波形
図である。この図でIABは端子Ａから端子Ｂに流れる電
流であり、IBCは端子Ｂから端子Ｃに流れる電流であ
り、またICAは端子Ｃから端子Ａに流れる電流である。
転流相f1の期間中における端子ＡとＢとの間の電圧差は
直流電圧源38の端子電圧に等しい。この転流相f1の期間
中には電流IABが値Imにまで増加する。
転流相f1からf2への転移期間中には電圧源38の負極が
端子Ｂから切断されて、端子Ｃに接続されるため、電流
IABの値は1/2Imにまで低下する。転流相f2からf3への転
移期間中には電圧源38の正極が端子Ａから切断されて、
端子Ｂに接続される。この結果、電流IABの値は−1/2Im
にまでさらに低下する。転流相f3からf4への転移期間中
には電圧源38の負極が端子Ｃから切断されて、端子Ａに
接続される。この場合端子Ａ及びＢは電圧源38の負極61
及び正極62にそれぞれ直接接続される。この際電流IAB
は最小値−Imにまで低下する。ついでこの電流IABはつ
ぎの転流相f5,f6及びf1の期間中に再び増大して、最大
値Imにまで達する。
端子Ｂから切断されて、端子Ｃに接続されるため、電流
IABの値は1/2Imにまで低下する。転流相f2からf3への転
移期間中には電圧源38の正極が端子Ａから切断されて、
端子Ｂに接続される。この結果、電流IABの値は−1/2Im
にまでさらに低下する。転流相f3からf4への転移期間中
には電圧源38の負極が端子Ｃから切断されて、端子Ａに
接続される。この場合端子Ａ及びＢは電圧源38の負極61
及び正極62にそれぞれ直接接続される。この際電流IAB
は最小値−Imにまで低下する。ついでこの電流IABはつ
ぎの転流相f5,f6及びf1の期間中に再び増大して、最大
値Imにまで達する。
電流IBC及びICAは電流IABと同じように変化する。し
かし電流IBC及びICAは電流IABに対してそれぞれ120°及
び240°移相される。各電流IAB,IBC及びICAはモータ22
の駆動トルクMTに対するコントリビューション（分担
度）MA,MB及びMCを提供し、トルクMTに対するコントリ
ビューションMAは、 MA＝Ｋ・IAB・ｆ（２θ） として表すことができる。なお、ここにｆ（２θ）は２
θの周期関数であり、またｆ（２θ）はcos（２θ）に
ほぼ等しい。
かし電流IBC及びICAは電流IABに対してそれぞれ120°及
び240°移相される。各電流IAB,IBC及びICAはモータ22
の駆動トルクMTに対するコントリビューション（分担
度）MA,MB及びMCを提供し、トルクMTに対するコントリ
ビューションMAは、 MA＝Ｋ・IAB・ｆ（２θ） として表すことができる。なお、ここにｆ（２θ）は２
θの周期関数であり、またｆ（２θ）はcos（２θ）に
ほぼ等しい。
トルクMTに対するコントリビューションMB及びMCは、
それぞれ次式によって表される。
それぞれ次式によって表される。
MB＝KIBCｆ（２θ−120°） MC＝KICAｆ（２θ−240°） コントリビューションMA,MB及びMCの和MTも第５図に
示してある。
示してある。
転流相の転移時に駆動トルクMTは主として２つ又は３
つの電流によって発生される。f2からf3への転流相の転
移時に駆動トルクMTを発生する電流はIBC及びICAであ
り、この瞬時に２θ＝90°であるため、電流IABによっ
て発生されるコントリビューションMAはほぼ０である。
つの電流によって発生される。f2からf3への転流相の転
移時に駆動トルクMTを発生する電流はIBC及びICAであ
り、この瞬時に２θ＝90°であるため、電流IABによっ
て発生されるコントリビューションMAはほぼ０である。
転流相f2からf3への転移時におけるこの転移期間中の
電流は主として端子Ａの切断によって生ずる。端子Ａの
切断によりコイル16,17,19及び20に誘起される電圧は、
端子Ａと負極62との間に配置されるスイッチング手段33
のフリーホイールダイオード43をターン・オンするた
め、端子Ａにおける電圧は電圧源38の端子電圧にほぼ等
しいステップだけ低下する。この結果、電流ICAは斯か
るステップの大きさによって主として決まる速度で、し
かもコイルのパラメータによって決まる時定数で迅速に
低下する。これと同時に電流IABは端子Ａにおける上記
ステップ状の電圧変動により迅速に増加する。短時間の
T1後に電流IABとICAは互いに等しくなり、その後端子Ａ
と負極62との間のフリーホイールダイオードはターン・
オフする。この瞬時に電流IAB及びICAはそれらの最終値
にほぼ達する。ついで電流IAB及びICAは、これらの電流
がそれらの最終値に達するまでゆっくり変化する。転流
相f2からf3への転流相の転移時における電流IBCの変動
は主として、正極61と端子Ｂとの間を接続することによ
って生ずるステップ状の電圧変化と、コイルパラメータ
によって決定される時定数T2とに依存する。この端子Ｂ
におけるステップ状の電圧変化は、切断によって生ずる
端子Ａにおけるステップ状の電圧変化の僅か数分の１で
あるため、電流IBCは電流ICAに比べてゆっくり変化する
だけである。これらの差異のために、電流ICAによって
決まるトルクコントリビューションMAは転流相の転移後
に既に短期間で十分に低下してしまうが、電流ICBによ
って決まるトルクコントリビューションMBは僅かに大き
くなるだけである。このために転流相の転移の時点にお
けるトルクMTは負のピーク状変化をすることになる。
電流は主として端子Ａの切断によって生ずる。端子Ａの
切断によりコイル16,17,19及び20に誘起される電圧は、
端子Ａと負極62との間に配置されるスイッチング手段33
のフリーホイールダイオード43をターン・オンするた
め、端子Ａにおける電圧は電圧源38の端子電圧にほぼ等
しいステップだけ低下する。この結果、電流ICAは斯か
るステップの大きさによって主として決まる速度で、し
かもコイルのパラメータによって決まる時定数で迅速に
低下する。これと同時に電流IABは端子Ａにおける上記
ステップ状の電圧変動により迅速に増加する。短時間の
T1後に電流IABとICAは互いに等しくなり、その後端子Ａ
と負極62との間のフリーホイールダイオードはターン・
オフする。この瞬時に電流IAB及びICAはそれらの最終値
にほぼ達する。ついで電流IAB及びICAは、これらの電流
がそれらの最終値に達するまでゆっくり変化する。転流
相f2からf3への転流相の転移時における電流IBCの変動
は主として、正極61と端子Ｂとの間を接続することによ
って生ずるステップ状の電圧変化と、コイルパラメータ
によって決定される時定数T2とに依存する。この端子Ｂ
におけるステップ状の電圧変化は、切断によって生ずる
端子Ａにおけるステップ状の電圧変化の僅か数分の１で
あるため、電流IBCは電流ICAに比べてゆっくり変化する
だけである。これらの差異のために、電流ICAによって
決まるトルクコントリビューションMAは転流相の転移後
に既に短期間で十分に低下してしまうが、電流ICBによ
って決まるトルクコントリビューションMBは僅かに大き
くなるだけである。このために転流相の転移の時点にお
けるトルクMTは負のピーク状変化をすることになる。
本発明によれば、端子A,B又はＣを切断するためのス
イッチを開く瞬時を、上述した例でそれらの端子を接続
するためにスイッチを閉じる瞬時に対して時間間隔T3だ
け遅延させる。第６図はこの場合に発生する電流IAB,I
BC及びICAを示す。上述したように端子切断のためにス
イッチを開く瞬時を時間間隔T3だけ遅延させる本発明手
段を講ずることにより、スイッチを開くことにより生ず
るトルクの低減が、スイッチを閉じることによって生ず
る実質上ゆっくりした増加トルクが十分に高い値に達す
るまで遅延される。トルクMTに及ぼす斯かる手段の影響
も第６図に示してある。明瞭化のために斯かる手段を採
らない場合のトルク変動を破線にて示してある。第６図
から明らかなように、本発明による手段を講ずることに
よって転流相の転移部におけるトルク変動は実質上低減
される。上記手段は、転移の影響によって生ずるトルク
変動の平均値がゼロ（第６図において、領域01＝領域0
2）となるようにT3の値を選定する場合に最適な効果を
呈する。
イッチを開く瞬時を、上述した例でそれらの端子を接続
するためにスイッチを閉じる瞬時に対して時間間隔T3だ
け遅延させる。第６図はこの場合に発生する電流IAB,I
BC及びICAを示す。上述したように端子切断のためにス
イッチを開く瞬時を時間間隔T3だけ遅延させる本発明手
段を講ずることにより、スイッチを開くことにより生ず
るトルクの低減が、スイッチを閉じることによって生ず
る実質上ゆっくりした増加トルクが十分に高い値に達す
るまで遅延される。トルクMTに及ぼす斯かる手段の影響
も第６図に示してある。明瞭化のために斯かる手段を採
らない場合のトルク変動を破線にて示してある。第６図
から明らかなように、本発明による手段を講ずることに
よって転流相の転移部におけるトルク変動は実質上低減
される。上記手段は、転移の影響によって生ずるトルク
変動の平均値がゼロ（第６図において、領域01＝領域0
2）となるようにT3の値を選定する場合に最適な効果を
呈する。
第７図は本発明に好適な構成が簡単な転流回路70を示
し、この回路では転流相の転移期間中に、スイッチを開
く瞬時を、スイッチを閉じる瞬時に対して一定時間間隔
T3だけ遅延させる。転流装置70は転流装置30とほぼ同じ
であるが、転流装置70では、スイッチング手段33,34及
び35の各出力端子58をそれぞれコンデンサ71,72及び73
を介してゼロ電位に接続する。この結果、出力端子58に
現れる信号H01,H02及びH03は入力端子59に遅れて転送さ
れるため、スイッチを開く瞬時（この瞬時は入力端子59
における信号Hi1,Hi2,Hi3の内の１つの信号におけるレ
ベル転移部分のみによって決定される）は延期されるよ
うになる。コンデンサＣの容量値は、遅延時間が値T3に
相当するように選定する。
し、この回路では転流相の転移期間中に、スイッチを開
く瞬時を、スイッチを閉じる瞬時に対して一定時間間隔
T3だけ遅延させる。転流装置70は転流装置30とほぼ同じ
であるが、転流装置70では、スイッチング手段33,34及
び35の各出力端子58をそれぞれコンデンサ71,72及び73
を介してゼロ電位に接続する。この結果、出力端子58に
現れる信号H01,H02及びH03は入力端子59に遅れて転送さ
れるため、スイッチを開く瞬時（この瞬時は入力端子59
における信号Hi1,Hi2,Hi3の内の１つの信号におけるレ
ベル転移部分のみによって決定される）は延期されるよ
うになる。コンデンサＣの容量値は、遅延時間が値T3に
相当するように選定する。
本例ではコンデンサを用いて制御信号を遅延させるこ
とによって直流電圧源への固定子コイルの切断及び接続
瞬時を時間的にシフトさせる。しかし、これは時間シフ
トを得る多数の方法の内の１つに過ぎないことは明らか
である。
とによって直流電圧源への固定子コイルの切断及び接続
瞬時を時間的にシフトさせる。しかし、これは時間シフ
トを得る多数の方法の内の１つに過ぎないことは明らか
である。
以上の説明では固定子コイルをデルタ配置した３相８
極ブラシレス直流モータについて本発明を説明したが、
本発明はそれよりも多相、又は多極のブラシレス直流モ
ータ、或いは固定子コイルを環状結線でなく、例えばス
ター結線で配置するモータにも同じように適用すること
ができる。
極ブラシレス直流モータについて本発明を説明したが、
本発明はそれよりも多相、又は多極のブラシレス直流モ
ータ、或いは固定子コイルを環状結線でなく、例えばス
ター結線で配置するモータにも同じように適用すること
ができる。
第１図は慣例のタイプのブレンシス直流モータの機械的
構成を示す断面図； 第２図はブラシレス直流モータの回路図； 第３図はモータの転流装置の一部を成す磁気制御可能な
スイッチング手段の一例を示すブロック線図； 第４図は転流装置に現れる幾つかの信号波形を回転子位
置の関数として示す波形図； 第５及び６図は固定子電流及びこれらの固定子電流によ
って発生されるモータトルクを時間の関数として示す特
性図； 第７図は本発明による直流モータの好適例を示す回路図
である。 １…回転子、２…固定子 5,7,9,11…Ｎ磁極、4,6,8,23…Ｓ磁極 10〜15…固定子歯、16〜21…固定子コイル 22…ブラシレス直流モータ 30…転流装置 33,34,35…磁気制御スイッチング手段 38…直流電圧源、39…第１電子スイッチ 40…第２電子スイッチ 42,43…フリーホイールダイオード 50…ホール検出器、51…比較器 52…出力増幅器、57…制御回路 70…転流装置、71,72,73…コンデンサ
構成を示す断面図； 第２図はブラシレス直流モータの回路図； 第３図はモータの転流装置の一部を成す磁気制御可能な
スイッチング手段の一例を示すブロック線図； 第４図は転流装置に現れる幾つかの信号波形を回転子位
置の関数として示す波形図； 第５及び６図は固定子電流及びこれらの固定子電流によ
って発生されるモータトルクを時間の関数として示す特
性図； 第７図は本発明による直流モータの好適例を示す回路図
である。 １…回転子、２…固定子 5,7,9,11…Ｎ磁極、4,6,8,23…Ｓ磁極 10〜15…固定子歯、16〜21…固定子コイル 22…ブラシレス直流モータ 30…転流装置 33,34,35…磁気制御スイッチング手段 38…直流電圧源、39…第１電子スイッチ 40…第２電子スイッチ 42,43…フリーホイールダイオード 50…ホール検出器、51…比較器 52…出力増幅器、57…制御回路 70…転流装置、71,72,73…コンデンサ
Claims (3)
- 【請求項１】永久磁石回転子と、少なくとも３つの端子
間に配置される複数個の固定子コイルが内部に配置され
る磁化可能材料製の固定子と、電子式の転流装置とを具
えており、該転流装置によって前記端子を周期的な切換
パターンで直流電圧源の２極の一方に接続したり、該２
極の一方から切断したりして前記固定子コイルを附勢す
ることができ、前記直流電圧源の少なくとも一方の極が
転流期間中に或る端子から切断されて他の端子に接続さ
れるブラシレス直流モータであって、該直流モータに制
御手段を設け、転流中の附勢電流における過渡現象によ
るモータトルクの変動を低減させるために、前記制御手
段が転流期間内の前記切断および接続瞬時を、転流期間
中の前記トルクの平均値が転流期間以外におけるモータ
トルクの平均値にほぼ等しくなるように、互いに或る特
定の時間間隔だけシフトさせるようにしたことを特徴と
する直流モータ。 - 【請求項２】前記切断による過渡現象が前記接続による
過渡現象よりも迅速に減衰するようにした特許請求の範
囲第１項に記載の直流モータにおいて、前記制御手段に
遅延手段を設け、該遅延手段によって切断瞬時を接続瞬
時に対して予定した時間間隔だけ遅延させるようにした
ことを特徴とする直流モータ。 - 【請求項３】前記直流モータを３相モータとしたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の直
流モータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8503249 | 1985-11-26 | ||
| NL8503249A NL8503249A (nl) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | Borstelloze gelijkstroommotor. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62135292A JPS62135292A (ja) | 1987-06-18 |
| JP2529674B2 true JP2529674B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=19846918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4703236A (ja) |
| EP (1) | EP0224960B1 (ja) |
| JP (1) | JP2529674B2 (ja) |
| KR (1) | KR940006960B1 (ja) |
| AT (1) | ATE53718T1 (ja) |
| DE (1) | DE3672042D1 (ja) |
| NL (1) | NL8503249A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3641448A1 (de) * | 1986-12-04 | 1988-08-11 | Berger Gmbh & Co Gerhard | Ansteuerschaltung fuer 5-phasen-schrittmotor sowie verfahren zum ansteuern |
| DE3817423A1 (de) * | 1988-05-21 | 1989-11-23 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Vorrichtung und verfahren zur steuerung von buerstenlosen 4-straengigen gleichstrommotoren |
| US5079487A (en) * | 1989-12-14 | 1992-01-07 | North America Philips Corporation | Anti-backdrive commutation of brushless DC motors |
| DE3942003A1 (de) * | 1989-12-20 | 1991-06-27 | Thomson Brandt Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines elektronisch kommutierten motors |
| US5191618A (en) * | 1990-12-20 | 1993-03-02 | Hisey Bradner L | Rotary low-frequency sound reproducing apparatus and method |
| JPH07194178A (ja) * | 1992-12-16 | 1995-07-28 | Secoh Giken Inc | リラクタンス電動機の通電制御回路 |
| US6133656A (en) * | 1995-08-18 | 2000-10-17 | Hisey; Bradner L. | Brushless commutated torque motor for use with a rotary low frequency sound reproducing apparatus |
| EP0841744A1 (en) * | 1996-10-30 | 1998-05-13 | STMicroelectronics S.r.l. | Method for driving a D.C. brushless electric motor |
| JP2006288083A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fujitsu General Ltd | 同期モータの制御方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2403432B2 (de) * | 1974-01-24 | 1975-11-13 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Gleichstrommotor mit mehrphasiger Ständerwicklung und durch n Hallgeneratoren gesteuerter elektronischer Kommutierungseinrichtung |
| JPS5546890A (en) * | 1978-09-28 | 1980-04-02 | Sony Corp | Driving circuit for brushless dc motor |
| JPS6334480Y2 (ja) * | 1980-07-17 | 1988-09-13 | ||
| JPS5743588A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Brushless dc motor |
| US4535275A (en) * | 1981-12-23 | 1985-08-13 | Papst-Motoren Gmbh & Co., Kg | Brushless D-C motor system with improved commutation circuit |
| JPS5826584A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-02-17 | Canon Inc | 無刷子電動機の駆動回路 |
| DE3526007C2 (de) * | 1984-07-20 | 1999-11-11 | Papst Licensing Gmbh & Co Kg | Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines kollektorlosen, an ein Gleichstromnetz angeschlossenen Gleichsstrommotors |
-
1985
- 1985-11-26 NL NL8503249A patent/NL8503249A/nl not_active Application Discontinuation
-
1986
- 1986-04-07 US US06/848,504 patent/US4703236A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-24 DE DE8686202081T patent/DE3672042D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-24 AT AT86202081T patent/ATE53718T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-11-24 EP EP86202081A patent/EP0224960B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-25 JP JP61278892A patent/JP2529674B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1986-11-25 KR KR1019860009931A patent/KR940006960B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62135292A (ja) | 1987-06-18 |
| KR940006960B1 (ko) | 1994-07-30 |
| DE3672042D1 (de) | 1990-07-19 |
| EP0224960A1 (en) | 1987-06-10 |
| NL8503249A (nl) | 1987-06-16 |
| EP0224960B1 (en) | 1990-06-13 |
| ATE53718T1 (de) | 1990-06-15 |
| US4703236A (en) | 1987-10-27 |
| KR870005503A (ko) | 1987-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |