JP4158448B2

JP4158448B2 - Brushless motor

Info

Publication number: JP4158448B2
Application number: JP2002228843A
Authority: JP
Inventors: 善一千石谷; 正浩八十原; 賢治杉浦
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2022-08-06
Also published as: JP2004072903A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低騒音・低振動を実現するブラシレスモータ、およびそれを搭載したエアコン、空気清浄機、あるいは給湯機等の電気機器または自動車（以下、機器）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ブラシレスモータは、長寿命でメンテナンスフリーであることから広い用途に利用されており、低騒音・低振動が要求されている。従来のブラシレスモータのロータ極数は４または８が一般的で、ポータブルタイプの機器は、モータと制御回路とを一体構成している。一方、据え置きタイプの機器では、モータと制御回路を別構成にして、制御回路は機器側に設けている。
【０００３】
ここで、一般的なブラシレスモータについて説明する。図７に示すように、円周方向にＮ極とＳ極を交互に８極備えたロータ７１と、１２ヶのスロット７２に３相結線されたステータ７３と、ステータ７３に三相全波通電を行う駆動回路７４と、ロータ７１の位置を検出する位置検出素子７５ａ〜７５ｃと、位置検出素子７５の出力信号を処理する位置検出信号処理回路７６と、位置検出信号処理回路７６で生成された回転数パルス信号を外部に出力する回転数パルス信号出力回路７７より構成されている。
【０００４】
回転数パルス信号はロータ極数が８であるので、１ヶの位置検出素子７５の出力信号をそのまま出力する場合は１回転当り４パルス、３ヶの位置検出素子７５の出力信号を合成して出力する場合は１回転当り１２パルスである。これらの回転数パルス信号を出力するブラシレスモータを搭載した機器では、この回転数パルス信号をブラシレスモータの速度検出に利用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブラシレスモータに対する低騒音・低振動の要求への解決策として、ロータ極数が１０、スロットに３相巻線を１２個有するステータとを備えたブラシレスモータが提案されている。
【０００６】
その回転数パルス信号の生成方法を図８に示しており、１ヶの位置検出素子７５ａの出力信号７５ａｏを、位置検出信号処理回路７６を通してそのまま出力すると、１回転当り５パルスの回転数パルス信号となる。同様に３ヶの位置検出素子７５ａ〜７５ｃの出力信号７５ａｏ〜７５ｃｏを、位置検出信号処理回路７６にて合成して出力すると１回転当り１５パルスの回転数パルス信号となる。
【０００７】
一般的に回転数パルス信号は、ロータ極数をｎとすると、１回転当りｎ／２パルスまたは３ｎ／２パルスが得られる。
【０００８】
このため、従来の８極ロータのブラシレスモータの制御回路に、１０極ロータのブラシレスモータを接続すると、１０極ロータのブラシレスモータは回転数パルス信号をそれぞれ１回転当り５パルス、または１５パルス出力するため、８極ロータのブラシレスモータと同じ回転速度であっても１．２５倍の回転速度として検出されるという問題があった。
【０００９】
したがって、これらブラシレスモータを搭載する機器では、ロータ極数が８と１０のブラシレスモータを共用する場合、機器内の回転数検出回路を変更しなければならないという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、ロータ極数が１０であってもロータ極数が８のモータと同じパルス数の回転数パルス信号を出力することにより、ブラシレスモータを搭載する機器内の回転数検出回路を変更することなく簡単に置き換えができ、低騒音・低振動を実現するブラシレスモータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、回転数パルス信号周波数変換回路を設けたものである。ロータ極数が１０であっても、１回転当り４パルスまたは１２パルスの回転数パルス信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
前記の課題を解決するために本発明は、複数の磁石を有するロータと、複数のスロットを有し前記スロットに３相結線されたステータと、前記ステータに三相全波通電を行う駆動回路と、前記ロータの位置を検出する位置検出素子と、前記位置検出素子の出力信号を処理する位置検出信号処理回路と、前記位置検出信号処理回路で生成された回転数パルス信号の周波数を変換する回転数パルス信号周波数変換回路と、前記回転数パルス信号周波数変換回路で周波数変換された回転数パルス信号を外部に出力する回転数パルス信号出力回路よりなるブラシレスモータにおいて、
前記スロットの数は同じで前記ロータ極数が異なってもモータの１回転当たりのパルスの数が等しくなるように前記回転数パルス信号周波数変換回路で周波数変換するかどうかの選択を行い前記回転数パルス信号を出力することを特徴とするブラシレスモータである。
【００１３】
また、ロータの極数とステータのスロット数の比が１０：１２であっても、ロータの極数とステータのスロット数の比が８：１２の場合と等しい回転数パルス信号を出力するようにモータの１回転当たりのパルスの数が等しくなるように前記回転数パルス信号周波数変換回路で周波数変換するかどうかの選択を行ものである。
【００１４】
また、ロータの極数が８の時には、１回転当りｎ／２パルスまたは３ｎ／２パルスが得られ、ロータの極数が１０の時には、１回転当り（ｎ−２）／２パルスまたは３（ｎ−２）／２パルスが得られるように前記回転数パルス信号周波数変換回路で周波数変換するかどうかの選択を行う回転数パルス信号周波数変換回路を備えた回転数パルス信号を出力するようにしたものである。
【００１５】
また、駆動回路の通電幅は電気角にて１３５〜１８０°としたものである。
【００１６】
また、駆動回路を正弦波駆動回路としたものである。
【００１７】
また、駆動回路の通電幅を電気角にて１５０°としたものである。
【００１８】
また、駆動回路の通電幅を電気角にて１５０°とし、第一通電期間の印加電圧の大きさを第１の値、第二通電期間の印加電圧の大きさを第２の値としたものである。
【００１９】
また、第１の値と第２の値との比率をｓｉｎ（π／３）：１（概略０．８６６：１）としたものである。
【００２０】
また、駆動回路と、位置検出素子と、位置検出信号処理回路と、回転数パルス信号周波数変換回路と、回転数パルス信号出力回路をモータ内に内蔵したものである。
【００２１】
また、ロータは磁石を内蔵したＩＰＭ構造としたものである。
【００２２】
また、これらのブラシレスモータを搭載した電気機器としたものである。
【００２３】
また、これらのブラシレスモータを搭載した自動車としたものである。
【００２４】
このように、本発明によりブラシレスモータを搭載する機器内の回転数検出回路を変更することなく、低騒音・低振動を実現するブラシレスモータを従来品から簡単に置き換えることが可能になる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照し説明する。
【００２６】
（実施例１）
図１は、１０極のロータ１１と、１２ヶのスロット１２に巻線１２ａを備え、３相結線されたステータ１３と、ステータ１３に三相全波通電を行う駆動回路１４と、ロータ１１の位置を検出する位置検出素子１５ａ〜１５ｃと、位置検出素子１５ａ〜１５ｃの出力信号１５ａｏ〜１５ｃｏを処理する位置検出信号処理回路１６と、位置検出信号処理回路１６で生成された回転数パルス信号１６ａｏ、１６ｂｏの周波数を変換する回転数パルス信号周波数変換回路１７と、回転数パルス信号周波数変換回路１７で周波数変換された回転数パルス信号１７ａｏ、１７ｂｏを外部に出力する回転数パルス信号出力回路１８よりなるブラシレスモータの概略構成を示したものである。
【００２７】
図２に示すように、位置検出素子１５ａ〜１５ｃの出力信号１５ａｏ〜１５ｃｏはそれぞれ電気角１２０°づつ位相がずれた１回転当り５パルスの信号である。出力信号１５ａｏ〜１５ｃｏを位置検出信号処理回路１６で信号処理を行い、１回転当り５パルスの信号１５ａｏまたは１回転当り１５パルスの信号１５ｂｏを出力する。この信号１５ａｏまたは信号１５ｂｏを回転数パルス信号周波数変換回路１７にて周波数変換し、１回転当り４パルスの信号１７ａｏまたは１回転当り１２パルスの信号１７ｂｏを出力する。この信号１７ａｏまたは信号１７ｂｏは、回転数パルス信号出力回路１８を通して、外部に出力される。回転数パルス信号周波数変換回路１７で周波数変換するかどうかの選択は自由にできるのは言うまでもなく、従来の４極ロータあるいは８極ロータの場合には変換しない。
【００２８】
なお、このようにロータの極数とステータのスロット数の比を１０：１２としたブラシレスモータにおいては、線間誘起電圧を正弦波に近づけることができ、トルク脈動を抑え、低騒音・低振動とすることができる。
【００２９】
また、駆動回路の通電幅を電気角にて１３５〜１８０°にすることにより、相切り替わり時に３相通電期間があるためにコイルに流れる電流の変化を小さくし、トルク脈動を抑え、さらに低騒音・低振動とすることができる。
【００３０】
また、通電幅を電気角１５０°とし、第一通電期間の印加電圧の大きさを第１の値、第二通電期間の印加電圧の大きさを第２の値とすることにより、印加電圧波形を正弦波状とすることができ、各相コイルに流れる電流が正弦波に近づくことで、より一層の低騒音・低振動とすることができる。
【００３１】
特に、第一通電期間を電気角３０°とし、これを３０°間隔で発生させると共に第１の値と第２の値との比率をｓｉｎ（π／３）：１（概略０．８６６：１）とすることにより、印加電圧波形を精度良く正弦波状とすることができ、各相コイルの電流波形をより正弦波に近づけることができるので、さらなる低騒音・低振動を可能とする。
【００３２】
さらに、この駆動回路を正弦波駆動回路にすれば、コイルに流れる電流が最も正弦波に近づき、より一層の低騒音・低振動とすることができる。
【００３３】
（実施例２）
実施例２のブラシレスモータは、実施例１における駆動回路を正弦波駆動回路としたものである。
【００３４】
図３において、ブラシレスモータは正弦波駆動回路２４と、ロータ２１の位置を検出する位置検出素子２５ａ〜２５ｃと、位置検出信号処理回路２６と、回転数パルス信号周波数変換回路２７と、回転数パルス信号出力回路２８をモータ内部に内蔵した構造となっており、モータと回路を一体化することにより、小型化を図ることができる。
【００３５】
また、磁石２１ａをロータコア２１ｂに内蔵したＩＰＭロータ構造とした１０極ロータとすると低騒音・低振動に加え、高効率を実現できる。
【００３６】
（実施例３）
実施例３は、本発明のブラシレスモータをルームエアコン室内機、室外機に搭載した例である。
【００３７】
図４において、室内機送風用のブラシレスモータ４１にクロスフローファン４２を取り付け、室内機４３の熱交換器４４を冷却する。また、室外機送風用のブラシレスモータ４５にはプロペラファン４６を取り付け、室外機４７の熱交換器４８を冷却する。ルームエアコンの運転時にこれらのブラシレスファンモータが回転駆動される。
【００３８】
このように本発明をルームエアコンのファンモータに使用することにより、ルームエアコン運転時のファンや機器本体の共振を抑える作用があり、低騒音・低振動を実現できる。
【００３９】
（実施例４）
実施例４は、給湯器に本発明のブラシレスモータを搭載したもので、燃焼に必要な空気を供給するための送風用ファンモータに搭載する。
【００４０】
図５において、送風用ファンモータ５１にシロッコファン５２が取り付けられ
、ケーシング５３に収納されて排気口５４から給湯器本体５６の燃焼釜５５に送風する。給湯器運転時のファンや機器本体の共振を抑える作用があり、低騒音・低振動を実現できる。
【００４１】
（実施例５）
実施例５は、空気清浄機に本発明のブラシレスモータを搭載したもので、清浄化した空気を供給するための送風用ファンモータに搭載する。
【００４２】
図６において、空気清浄機本体６３の内部断面図６４にあるように空気清浄機送風用モータ６１にはシロッコファン６２が取り付けられている。これについても、空気清浄機運転時のファンや機器本体の共振を抑える作用があり、低騒音・低振動を実現できる。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その他の用途としては、例えば室内空間の静粛性が要求される自動車用エアコンのファンモータ、あるいはラジエター冷却用のファンモータ、電気自転車の駆動用モータとして搭載することもできる。
【００４４】
【発明の効果】
前記実施例から明らかなように請求項１記載の発明によれば、ロータ極数が１０であってもロータ極数が８のモータと同じパルス数の回転数パルス信号を出力することにより、ブラシレスモータを搭載する機器内の回転数検出回路を変更することなく簡単に置き換えができ、低騒音・低振動を実現するブラシレスモータを提供することができる。
【００４５】
また、請求項２記載の発明のようにロータの極数とステータのスロット数の比を１０：１２とすることによりロータの極数とステータのスロット数の比を２：３としたブラシレスモータよりも線間誘起電圧が正弦波に近づけることができ、トルク脈動を抑え、低騒音・低振動とすることができる。
【００４６】
また、請求項４記載の発明のように駆動回路の通電幅を電気角にて１３５〜１８０°にすることにより、相切り替わり時に３相通電期間があるためにコイルに流れる電流の変化を小さくし、トルク脈動を抑え、低騒音・低振動とすることができる。
【００４７】
また、請求項５に記載の発明のように駆動回路を正弦波駆動回路とすることによりコイルに流れる電流を正弦波に近づけることができ、さらに、ロータ極数とステータスロット数の比を１０：１２にしたことにより線間誘起電圧を正弦波に近づけることができるので、より一層トルク脈動を抑え低騒音・低振動とすることができる。
【００４８】
また、請求項６に記載の発明のように駆動回路の通電幅を電気角にて１５０°とすることで、簡便に線間誘起電圧を正弦波に近づけることができ、巻線に流れる電流を正弦波に近づけることができるので、簡便に低騒音・低振動とすることができる。
【００４９】
また、請求項７に記載の発明のように駆動回路の通電幅を電気角にて１５０°とし、第一通電期間の印加電圧の大きさを第１の値、第二通電期間の印加電圧の大きさを第２の値とすることで、さらに巻線に流れる電流を正弦波に近づけることができ、より低騒音・低振動とすることができる。
【００５０】
また、請求項８に記載の発明のように第１の値と第２の値との比率をｓｉｎ（π／３）：１（概略０．８６６：１）とすることで、１５０°通電において最も低騒音・低振動のブラシレスモータを得ることができる。
【００５１】
また、請求項１０に記載の発明のように磁石を内蔵したＩＰＭ構造とし、磁石の磁束量を増やすことにより、低騒音・低振動に加え、高効率とすることができる。
【００５２】
さらに、請求項１１および請求項１２に記載の発明のように電気機器本体または自動車本体の共振を抑制することができ、機器本体においても低騒音・低振動とすることができる。
【００５３】
このように、回転数パルス信号周波数変換回路を設けることで、ブラシレスモータを搭載する機器内の回転速度検出回路を変更することなく、従来品から簡単に置き換えることが可能になり、低騒音・低振動を実現できるブラシレスモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるブラシレスモータの概略構成図
【図２】本発明の実施例１における回転数パルス信号生成の説明図
【図３】本発明の実施例２におけるブラシレスモータの構造断面図
【図４】本発明の実施例３におけるルームエアコン室内機・室外機への応用説明図
【図５】（ａ）本発明の実施例４における送風用ファンモータの説明図
（ｂ）本発明の実施例４における給湯器への応用説明図
【図６】（ａ）本発明の実施例５における空気清浄機への応用説明図
（ｂ）本発明の実施例５における空気清浄機の外観図
【図７】従来のブラシレスモータの概略構成図
【図８】従来のブラシレスモータの回転数パルス信号生成の説明図
【符号の説明】
１１、２１ロータ
１２スロット
１２ａ巻線
１３ステータ
１４駆動回路
１５、２５位置検出素子
１６、２６位置検出信号処理回路
１７、２７回転数パルス信号周波数変換回路
１８、２８回転数パルス信号出力回路
２１ａ磁石
２４正弦波駆動回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brushless motor that realizes low noise and low vibration, and an electric device or automobile (hereinafter, device) such as an air conditioner, an air purifier, or a water heater equipped with the brushless motor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, brushless motors have been used for a wide range of applications because they have a long life and are maintenance-free, and low noise and low vibration are required. The number of rotor poles of a conventional brushless motor is generally 4 or 8, and a portable type device has a motor and a control circuit integrally formed. On the other hand, in a stationary type device, the motor and the control circuit are configured separately, and the control circuit is provided on the device side.
[0003]
Here, a general brushless motor will be described. As shown in FIG. 7, a rotor 71 having eight N poles and S poles alternately in the circumferential direction, a stator 73 connected in three phases to twelve slots 72, and a three-phase full-wave energization to the stator 73 Generated by the drive circuit 74 for performing position detection, the position detection elements 75a to 75c for detecting the position of the rotor 71, the position detection signal processing circuit 76 for processing the output signal of the position detection element 75, and the position detection signal processing circuit 76. The rotation speed pulse signal output circuit 77 outputs a rotation speed pulse signal to the outside.
[0004]
Since the rotation speed pulse signal has 8 rotor poles, when the output signal of one position detection element 75 is output as it is, 4 pulses per rotation and the output signal of three position detection elements 75 are synthesized. When outputting, there are 12 pulses per revolution. In a device equipped with a brushless motor that outputs these rotational speed pulse signals, this rotational speed pulse signal is used for speed detection of the brushless motor.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, a brushless motor having a rotor pole number of 10 and a stator having 12 three-phase windings in a slot has been proposed as a solution to the demand for low noise and low vibration for the brushless motor.
[0006]
FIG. 8 shows a method of generating the rotation speed pulse signal. When the output signal 75ao of one position detection element 75a is directly output through the position detection signal processing circuit 76, the rotation speed pulse signal of 5 pulses per rotation is obtained. It becomes. Similarly, when the output signals 75ao to 75co of the three position detecting elements 75a to 75c are combined and output by the position detection signal processing circuit 76, a rotation speed pulse signal of 15 pulses per rotation is obtained.
[0007]
In general, an n / 2 pulse or a 3n / 2 pulse per rotation is obtained from the rotation number pulse signal where n is the number of rotor poles.
[0008]
Therefore, when a 10-pole rotor brushless motor is connected to a control circuit for a conventional 8-pole rotor brushless motor, the 10-pole rotor brushless motor outputs a rotation speed pulse signal of 5 pulses or 15 pulses per rotation, respectively. Therefore, there is a problem that even if the rotational speed is the same as that of an 8-pole rotor brushless motor, the rotational speed is detected as 1.25 times.
[0009]
Therefore, in devices equipped with these brushless motors, when a brushless motor having 8 and 10 rotor poles is shared, there has been a problem that the rotational speed detection circuit in the device must be changed.
[0010]
The present invention solves such a conventional problem, and even if the number of rotor poles is 10, a brushless motor is produced by outputting a rotation speed pulse signal having the same number of pulses as that of a motor having 8 rotor poles. It is an object of the present invention to provide a brushless motor that can be easily replaced without changing the rotational speed detection circuit in the mounted device and realizes low noise and low vibration.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is provided with a rotation speed pulse signal frequency conversion circuit. Even if the number of rotor poles is 10, a rotation speed pulse signal of 4 pulses or 12 pulses per rotation is output.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotor having a plurality of magnets, a stator having a plurality of slots and three-phase connected to the slots, and a drive circuit for conducting three-phase full-wave current to the stator. A position detection element for detecting the position of the rotor, a position detection signal processing circuit for processing an output signal of the position detection element, and a rotation for converting the frequency of the rotational speed pulse signal generated by the position detection signal processing circuit In a brushless motor comprising a number pulse signal frequency conversion circuit and a rotation number pulse signal output circuit that outputs the rotation number pulse signal frequency-converted by the rotation number pulse signal frequency conversion circuit to the outside,
Even if the number of slots is the same and the number of rotor poles is different, the number of revolutions is selected by the revolution number pulse signal frequency conversion circuit so that the number of pulses per revolution of the motor becomes equal. A brushless motor that outputs a pulse signal .
[0013]
Further, even if the ratio between the number of rotor poles and the number of stator slots is 10:12 , a rotation speed pulse signal equal to the ratio between the number of rotor poles and the number of stator slots is 8:12 is output. The selection of whether or not the frequency conversion is performed by the rotation speed pulse signal frequency conversion circuit so that the number of pulses per rotation of the motor becomes equal .
[0014]
Further, when the number of poles of the rotor is 8, one rotation per n / 2 pulse or 3n / 2 pulse is obtained when the number of poles of the rotor is 10, one rotation per (n-2) / 2 pulse or 3 (N-2) / 2 A rotation speed pulse signal including a rotation speed pulse signal frequency conversion circuit for selecting whether to perform frequency conversion by the rotation speed pulse signal frequency conversion circuit so as to obtain a pulse is output. It is a thing.
[0015]
The energization width of the drive circuit is set to 135 to 180 degrees in electrical angle.
[0016]
The drive circuit is a sine wave drive circuit.
[0017]
Further, the energization width of the drive circuit is set to 150 ° in electrical angle.
[0018]
Further, the energization width of the drive circuit is set to 150 ° in electrical angle, the applied voltage during the first energization period is set to the first value, and the applied voltage during the second energization period is set to the second value. It is.
[0019]
Further, the ratio of the first value and the second value is sin (π / 3): 1 (approximately 0.866: 1).
[0020]
Further, a drive circuit, a position detection element, a position detection signal processing circuit, a rotation speed pulse signal frequency conversion circuit, and a rotation speed pulse signal output circuit are incorporated in the motor.
[0021]
The rotor has an IPM structure with a built-in magnet.
[0022]
Moreover, it is set as the electric equipment carrying these brushless motors.
[0023]
Moreover, it is set as the motor vehicle carrying these brushless motors.
[0024]
As described above, according to the present invention, it is possible to easily replace a brushless motor that realizes low noise and low vibration from a conventional product without changing a rotation speed detection circuit in a device on which the brushless motor is mounted.
[0025]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0026]
(Example 1)
FIG. 1 shows a rotor 11 having 10 poles, a stator 13 having windings 12 a in 12 slots 12, a three-phase connected stator 13, a drive circuit 14 for conducting three-phase full-wave current to the stator 13, Position detection elements 15a to 15c for detecting positions, a position detection signal processing circuit 16 for processing output signals 15ao to 15co of the position detection elements 15a to 15c, and a rotation speed pulse signal 16ao generated by the position detection signal processing circuit 16 , A rotation speed pulse signal frequency conversion circuit 17 for converting the frequency of 16bo, and a rotation speed pulse signal output circuit 18 for outputting the rotation speed pulse signals 17ao and 17bo frequency-converted by the rotation speed pulse signal frequency conversion circuit 17 to the outside. The schematic structure of the brushless motor which becomes is shown.
[0027]
As shown in FIG. 2, the output signals 15ao to 15co of the position detection elements 15a to 15c are signals of 5 pulses per rotation, each having a phase shifted by an electrical angle of 120 °. The position detection signal processing circuit 16 processes the output signals 15ao to 15co to output a signal 15ao of 5 pulses per revolution or a signal 15bo of 15 pulses per revolution. This signal 15ao or signal 15bo is frequency-converted by the rotation speed pulse signal frequency conversion circuit 17, and a 4-pulse signal 17ao per rotation or a 12-pulse signal 17bo per rotation is output. This signal 17ao or signal 17bo is output to the outside through the rotation speed pulse signal output circuit 18. Needless to say, it is possible to freely select whether or not the frequency conversion is performed by the rotation speed pulse signal frequency conversion circuit 17. In the case of a conventional 4-pole rotor or 8-pole rotor, no conversion is performed.
[0028]
In this way, in a brushless motor in which the ratio of the number of rotor poles to the number of stator slots is 10:12, the induced voltage between lines can be made close to a sine wave, torque pulsation can be suppressed, and noise and vibration can be reduced. It can be.
[0029]
Also, by setting the drive circuit energization width to 135 to 180 degrees in electrical angle, there is a three-phase energization period at the time of phase switching, so the change in current flowing in the coil is reduced, torque pulsation is suppressed, and low noise・ Low vibration can be achieved.
[0030]
Further, by setting the energization width to an electrical angle of 150 °, the magnitude of the applied voltage in the first energization period to the first value, and the magnitude of the applied voltage in the second energization period to the second value, the applied voltage waveform Can be made sinusoidal, and when the current flowing through each phase coil approaches a sine wave, the noise and vibration can be further reduced.
[0031]
In particular, the first energization period is set to an electrical angle of 30 °, which is generated at intervals of 30 °, and the ratio between the first value and the second value is sin (π / 3): 1 (approximately 0.866: 1 ), The applied voltage waveform can be made into a sine wave shape with high accuracy, and the current waveform of each phase coil can be made closer to a sine wave, thereby further reducing noise and vibration.
[0032]
Furthermore, if this drive circuit is a sine wave drive circuit, the current flowing through the coil is closest to the sine wave, and the noise and vibration can be further reduced.
[0033]
(Example 2)
In the brushless motor of the second embodiment, the drive circuit in the first embodiment is a sine wave drive circuit.
[0034]
In FIG. 3, the brushless motor includes a sine wave drive circuit 24, position detection elements 25a to 25c for detecting the position of the rotor 21, a position detection signal processing circuit 26, a rotation speed pulse signal frequency conversion circuit 27, and a rotation speed pulse. The signal output circuit 28 is built in the motor, and the motor and the circuit can be integrated to reduce the size.
[0035]
Further, if the magnet 21a is a 10-pole rotor having an IPM rotor structure in which the rotor core 21b is built, high efficiency can be realized in addition to low noise and low vibration.
[0036]
(Example 3)
Example 3 is an example in which the brushless motor of the present invention is mounted in a room air conditioner indoor unit or an outdoor unit.
[0037]
In FIG. 4, a cross flow fan 42 is attached to a brushless motor 41 for blowing the indoor unit, and the heat exchanger 44 of the indoor unit 43 is cooled. Further, a propeller fan 46 is attached to the brushless motor 45 for blowing the outdoor unit, and the heat exchanger 48 of the outdoor unit 47 is cooled. These brushless fan motors are driven to rotate during operation of the room air conditioner.
[0038]
Thus, by using this invention for the fan motor of a room air conditioner, there exists an effect | action which suppresses the resonance of the fan and apparatus main body at the time of a room air conditioner driving | operation, and low noise and low vibration are realizable.
[0039]
Example 4
In Example 4, the brushless motor of the present invention is mounted on a water heater, and is mounted on a blower fan motor for supplying air necessary for combustion.
[0040]
In FIG. 5, a sirocco fan 52 is attached to a blower fan motor 51, housed in a casing 53, and blown from an exhaust port 54 to a combustion pot 55 of a water heater main body 56. It has the effect of suppressing the resonance of the fan and equipment body during water heater operation, and can realize low noise and vibration.
[0041]
(Example 5)
In Example 5, the brushless motor of the present invention is mounted on an air purifier, and is mounted on a blower fan motor for supplying purified air.
[0042]
In FIG. 6, a sirocco fan 62 is attached to the air purifier blowing motor 61 as shown in an internal sectional view 64 of the air purifier main body 63. This also has the effect of suppressing the resonance of the fan and the device body during the operation of the air purifier, and can realize low noise and low vibration.
[0043]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and other uses include, for example, a fan motor of an air conditioner for automobiles that requires a quiet interior space, a fan motor for cooling a radiator, and an electric bicycle. It can also be mounted as a drive motor.
[0044]
【The invention's effect】
As apparent from the above embodiment, according to the first aspect of the present invention, even if the number of rotor poles is 10, a rotational speed pulse signal having the same number of pulses as that of a motor having a rotor pole number of 8 is output. It is possible to provide a brushless motor that can be easily replaced without changing the rotation speed detection circuit in the device on which the motor is mounted, and realizes low noise and low vibration.
[0045]
Further, as in the invention according to claim 2, the ratio of the number of rotor poles to the number of stator slots is set to 10:12 so that the ratio of the number of rotor poles to the number of stator slots is set to 2: 3. Also, the line-to-line induced voltage can be made close to a sine wave, torque pulsation can be suppressed, and noise and vibration can be reduced.
[0046]
In addition, since the energization width of the drive circuit is set to an electrical angle of 135 to 180 degrees as in the invention described in claim 4, there is a three-phase energization period at the time of phase switching, so that the change in the current flowing through the coil is reduced. Torque pulsation can be suppressed, and noise and vibration can be reduced.
[0047]
Further, by making the drive circuit a sine wave drive circuit as in the invention described in claim 5, the current flowing in the coil can be made close to a sine wave, and the ratio of the number of rotor poles to the number of status lots is 10: Since the line induced voltage can be made closer to a sine wave by setting it to 12, torque pulsation can be further suppressed, and noise and vibration can be reduced.
[0048]
In addition, by setting the current-carrying width of the drive circuit to 150 ° in terms of electrical angle as in the invention described in claim 6, the line-to-line induced voltage can be easily approximated to a sine wave, and the current flowing through the winding can be reduced. Since it can approach a sine wave, low noise and low vibration can be easily achieved.
[0049]
Further, as in the invention described in claim 7, the energization width of the drive circuit is set to 150 ° in electrical angle, the magnitude of the applied voltage in the first energizing period is set to the first value, and the applied voltage in the second energizing period. By setting the magnitude to the second value, the current flowing through the winding can be made closer to a sine wave, and noise and vibration can be further reduced.
[0050]
Further, as in the invention according to claim 8, by setting the ratio of the first value and the second value to sin (π / 3): 1 (approximately 0.866: 1), in 150 ° energization The brushless motor with the lowest noise and vibration can be obtained.
[0051]
Further, by using an IPM structure with a built-in magnet as in the invention described in claim 10 and increasing the amount of magnetic flux of the magnet, high efficiency can be achieved in addition to low noise and low vibration.
[0052]
Further, as in the inventions of the eleventh and twelfth aspects, the resonance of the electric device main body or the automobile main body can be suppressed, and the device main body can be reduced in noise and vibration.
[0053]
In this way, by providing the rotation speed pulse signal frequency conversion circuit, it is possible to easily replace the conventional product without changing the rotation speed detection circuit in the device on which the brushless motor is mounted. A brushless motor capable of realizing vibration can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a brushless motor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of generation of a rotational speed pulse signal according to the first embodiment of the present invention. Cross-sectional view of the structure [FIG. 4] An explanatory diagram of application to a room air conditioner indoor unit / outdoor unit in Embodiment 3 of the present invention [FIG. 5] (a) An explanatory diagram of a fan motor for blowing in Embodiment 4 of the present invention (b) FIG. 6 (a) Application explanatory diagram to an air purifier in Example 5 of the present invention (b) Air cleaner in Example 5 of the present invention External view [Fig. 7] Schematic configuration diagram of a conventional brushless motor [Fig. 8] Explanatory diagram of rotation speed pulse signal generation of a conventional brushless motor [Explanation of symbols]
11, 21 Rotor 12 Slot 12a Winding 13 Stator 14 Drive circuit 15, 25 Position detection element 16, 26 Position detection signal processing circuit 17, 27 Speed pulse signal frequency conversion circuit 18, 28 Speed pulse signal output circuit 21a Magnet 24 Sine wave drive circuit

Claims

複数の磁石を有するロータと、複数のスロットを有し前記スロットに３相結線されたステータと、前記ステータに三相全波通電を行う駆動回路と、前記ロータの位置を検出する位置検出素子と、前記位置検出素子の出力信号を処理する位置検出信号処理回路と、前記位置検出信号処理回路で生成された回転数パルス信号の周波数を変換する回転数パルス信号周波数変換回路と、前記回転数パルス信号周波数変換回路で周波数変換された回転数パルス信号を外部に出力する回転数パルス信号出力回路よりなるブラシレスモータにおいて、
前記スロットの数は同じで前記ロータ極数が異なってもモータの１回転当たりのパルスの数が等しくなるように前記回転数パルス信号周波数変換回路で周波数変換するかどうかの選択を行い前記回転数パルス信号を出力することを特徴とするブラシレスモータ。A rotor having a plurality of magnets, a stator having a plurality of slots and three-phase connected to the slots, a drive circuit for conducting three-phase full-wave current to the stator, and a position detection element for detecting the position of the rotor; A position detection signal processing circuit for processing an output signal of the position detection element, a rotation speed pulse signal frequency conversion circuit for converting a frequency of a rotation speed pulse signal generated by the position detection signal processing circuit, and the rotation speed pulse In a brushless motor comprising a rotation speed pulse signal output circuit that outputs a rotation speed pulse signal frequency-converted by a signal frequency conversion circuit,
Even if the number of slots is the same and the number of rotor poles is different, the number of revolutions is selected by the revolution number pulse signal frequency conversion circuit so that the number of pulses per revolution of the motor becomes equal. A brushless motor characterized by outputting a pulse signal.

ロータの極数とステータのスロット数の比が１０：１２であっても、ロータの極数とステータのスロット数の比が８：１２の場合と等しい回転数パルス信号を出力するようにモータの１回転当たりのパルスの数が等しくなるように前記回転数パルス信号周波数変換回路で周波数変換するかどうかの選択を行うことを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。 Motor so that the ratio of the number of poles of the rotor and the stator number of slots also I 10:12 der, poles and slots the ratio of the number of stator rotor and outputs a rotational speed pulse signal is equal to the case 8:12 2. The brushless motor according to claim 1 , wherein selection is made as to whether or not the frequency conversion is performed by the rotation speed pulse signal frequency conversion circuit so that the number of pulses per rotation is equal .

ロータの極数が８の時には、１回転当りｎ／２パルスまたは３ｎ／２パルスが得られ、ロータの極数が１０の時には、１回転当り（ｎ−２）／２パルスまたは３（ｎ−２）／２パルスが得られるように前記回転数パルス信号周波数変換回路で周波数変換するかどうかの選択を行う回転数パルス信号周波数変換回路を備えた請求項１または請求項２記載のブラシレスモータ。 When the rotor speed of the poles of 8 per revolution n / 2 pulse or 3n / 2 pulse is obtained when the number of poles of the rotor is 10, one rotation per (n-2) / 2 pulse or 3 (n -2) A brushless motor according to claim 1 or 2 , further comprising a rotation speed pulse signal frequency conversion circuit for selecting whether or not to perform frequency conversion by the rotation speed pulse signal frequency conversion circuit so as to obtain a / 2 pulse. .

駆動回路の通電幅を電気角にて１３５〜１８０°としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレスモータ。 3. The brushless motor according to claim 1, wherein the energization width of the drive circuit is set to 135 to 180 degrees in terms of electrical angle.

駆動回路を正弦波駆動回路としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレスモータ。 3. The brushless motor according to claim 1, wherein the drive circuit is a sine wave drive circuit.

駆動回路の通電幅を電気角にて１５０°としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1 or 2, wherein an energization width of the drive circuit is set to 150 ° in electrical angle.

駆動回路の通電幅を電気角にて１５０°とし、各相コイルのうち２つの相コイルが同じ方向の電圧印加状態、残り１相が反対方向の電圧印加状態となる期間（以下、第一通電期間）の印加電圧の大きさを第１の値とし、前記第一通電期間以外で１相が休止し、残りの１相づつが互いに反対方向に電圧印加状態になる期間（以下、第二通電期間）の印加電圧の大きさを第２の値とするようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレスモータ。 The duration of energization of the drive circuit is set to 150 ° in electrical angle, and among the phase coils, two phase coils are in a voltage application state in the same direction and the remaining one phase is in a voltage application state in the opposite direction (hereinafter referred to as first energization). The magnitude of the applied voltage in the period) is the first value, one phase is paused outside the first energization period, and the remaining one phase is in a voltage application state in opposite directions (hereinafter referred to as second energization). 3. The brushless motor according to claim 1, wherein the magnitude of the applied voltage during the period is set to the second value.

第１の値と第２の値との比率をｓｉｎ（π／３）：１（概略０．８６６：１）とするようにしたことを特徴とする請求項７記載のブラシレスモータ。 8. The brushless motor according to claim 7, wherein a ratio between the first value and the second value is set to sin ([pi] / 3): 1 (approximately 0.866: 1).

駆動回路と、位置検出素子と、位置検出信号処理回路と、回転数パルス信号周波数変換回路と、回転数パルス信号出力回路をモータ内に内蔵したことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。 9. The motor according to claim 1, wherein a drive circuit, a position detection element, a position detection signal processing circuit, a rotation speed pulse signal frequency conversion circuit, and a rotation speed pulse signal output circuit are incorporated in the motor. The brushless motor of any one of Claims.

ロータは磁石を内蔵したＩＰＭ構造としたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 9, wherein the rotor has an IPM structure with a built-in magnet.

請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のブラシレスモータを搭載した電気機器。 An electric device equipped with the brushless motor according to any one of claims 1 to 10.

請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のブラシレスモータを搭載した自動車。 The motor vehicle carrying the brushless motor of any one of Claims 1-10.