JPH04359689A - Brushless motor - Google Patents
Brushless motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモ−タに関
し、更に詳しくはロ−タの位置検出素子からの位置信号
に基づいて回転数制御が行われるブラシレスモ−タに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to a brushless motor whose rotational speed is controlled based on a position signal from a rotor position detection element.
【０００２】0002
【従来の技術】ブラシレスモ−タは異なる磁極が交互に
周方向に着磁されているロ−タと、このロ−タを外囲し
ロ−タを回転駆動させる磁界を発生させる駆動コイルを
備えるステ−タとを備えている。[Prior Art] A brushless motor includes a rotor in which different magnetic poles are alternately magnetized in the circumferential direction, and a drive coil that surrounds this rotor and generates a magnetic field that rotates the rotor. A stator is provided.
【０００３】このようなブラシレスモ−タを一定の回転
速度で回転させるために下記のような制御が行われる。In order to rotate such a brushless motor at a constant rotational speed, the following control is performed.
【０００４】ブラシレスモ−タ内には、たとえばホ−ル
素子など、ロ−タの磁極の変化を検出してロ−タの周方
向位置を検知する位置検出素子が内蔵されている。A brushless motor has a built-in position detection element, such as a Hall element, that detects a change in the magnetic pole of the rotor to detect the circumferential position of the rotor.
【０００５】このような位置検出素子から出力されるパ
ルス信号などの位置信号は、ブラシレスモ−タの外部に
ケ−ブルなどを介して取出され、前記ステ−タの駆動コ
イルへの通電方向と通電位相とを定め、当該ブラシレス
モ−タをたとえば定速回転となるように回転数制御する
制御装置に供給される。制御装置は、位置信号の周波数
などに基づき、この周波数がたとえば一定周波数となる
ように、前記駆動コイルへの通電方向および通電位相を
制御する。[0005] Position signals such as pulse signals outputted from such a position detection element are taken out to the outside of the brushless motor via a cable or the like, and are determined in accordance with the direction of energization to the drive coil of the stator. The signal is supplied to a control device that determines the energization phase and controls the rotation speed of the brushless motor so that it rotates at a constant speed, for example. The control device controls the energization direction and energization phase to the drive coil based on the frequency of the position signal, etc. so that this frequency becomes, for example, a constant frequency.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前記ホ−ル素子などか
らなる位置検出素子からの位置信号の電流値は極めて小
さく、このようなレベルの位置信号がケ−ブルなどを介
して、外部の制御装置に入力される際に、前記駆動コイ
ル或いはケ−ブルの周辺にある電子回路素子などのノイ
ズ発生源による誘導を受け、制御装置に入力される位置
信号が不所望に変形して、制御装置におけるブラシレス
モ−タの回転数制御が困難となる場合がある。[Problem to be Solved by the Invention] The current value of the position signal from the position detection element, such as the Hall element, is extremely small, and the position signal at such a level is transmitted to an external control device via a cable or the like. When input to the device, the position signal input to the control device is undesirably deformed due to induction by noise generating sources such as electronic circuit elements around the drive coil or cable, and the position signal input to the control device is undesirably distorted. It may be difficult to control the rotation speed of the brushless motor.
【０００７】したがって、従来は、モ―タ本体と制御装
置との間のケ−ブルの長さは、２〜３ｍぐらいにしかで
きなかった。Therefore, conventionally, the length of the cable between the motor body and the control device could only be about 2 to 3 meters.
【０００８】[0008]
【発明の目的】本発明の目的は、上述の技術的課題を解
決し、位置検出素子から外部への制御装置へ出力される
位置信号のＳ／Ｎ比を改善し、高精度の回転数制御を行
うことができるブラシレスモ−タを提供することである
。OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems, improve the S/N ratio of a position signal output from a position detection element to an external control device, and achieve highly accurate rotation speed control. An object of the present invention is to provide a brushless motor that can perform the following operations.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、異なる磁極が
交互に周方向に着磁されているロ−タと、ロ−タを回転
させる磁界を発生させる駆動コイルを備えるステ−タと
、ロ−タの位置を検出して位置信号をそれぞれ出力する
１つまたは複数の位置検出素子と、位置検出素子からの
位置信号の電流値をそれぞれ増幅する低インピ−ダンス
の増幅器と、増幅器からの位置信号に基づいて駆動コイ
ルに通電する制御装置とを含むことを特徴とするブラシ
レスモ−タである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a rotor in which different magnetic poles are alternately magnetized in the circumferential direction, a stator including a drive coil that generates a magnetic field to rotate the rotor, One or more position detection elements that detect the position of the rotor and output position signals, low impedance amplifiers that amplify the current values of the position signals from the position detection elements, and The brushless motor is characterized in that it includes a control device that energizes a drive coil based on a position signal.
【００１０】0010
【作 用】本発明に従えば、制御装置が駆動コイルに
通電することにより、駆動コイルはロ−タを回転させる
磁界を発生し、異なる磁極が交互に周方向に着磁されて
いるロ−タが回転駆動される。このとき、位置検出素子
は、ロ−タの周方向の位置を検出して位置信号を出力し
、この位置信号は低インピ−ダンスの増幅器により電流
値が増幅されて、前記制御装置に出力される。すなわち
、位置検出素子からの位置信号の信号レベルが比較的小
さい場合であっても、低インピ−ダンスの増幅器によっ
てその電流値を増幅する。[Operation] According to the present invention, when the control device energizes the drive coil, the drive coil generates a magnetic field that rotates the rotor, and the rotor has different magnetic poles alternately magnetized in the circumferential direction. The motor is rotated. At this time, the position detection element detects the circumferential position of the rotor and outputs a position signal, and this position signal is amplified to a current value by a low impedance amplifier and output to the control device. Ru. That is, even if the signal level of the position signal from the position detection element is relatively low, the current value is amplified by the low impedance amplifier.
【００１１】これにより、位置信号の入力インピ−ダン
スを低下することができ、位置信号に対する前記駆動コ
イルなどの誘導ノイズ発生源からの誘導ノイズが混入す
る場合であっても、そのＳ／Ｎ比を向上することができ
る。[0011] As a result, the input impedance of the position signal can be lowered, and even if the position signal is mixed with induced noise from an induced noise generation source such as the drive coil, the S/N ratio of the position signal can be reduced. can be improved.
【００１２】したがって、増幅器と制御装置とを接続す
るたとえばケ−ブルを延長することができ、かつ延長時
における位置信号の信頼性を向上できる。Therefore, for example, the cable connecting the amplifier and the control device can be extended, and the reliability of the position signal during the extension can be improved.
【００１３】[0013]
【実施例】図１は本発明の一実施例のブラシレスモ−タ
１に関連する電気的構成を示す回路図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration related to a brushless motor 1 according to an embodiment of the present invention.
【００１４】ブラシレスモ−タ１は、たとえば周方向に
沿ってＮ極およびＳ極に半周ずつ着磁されたロ−タ２を
備えており、ロ−タ２を周方向に外囲するたとえば３つ
などの複数の駆動コイル３，４，５が備えられるステ−
タ６を備える。The brushless motor 1 includes a rotor 2 that is magnetized, for example, in a north pole and a half turn as an south pole along the circumferential direction. A stay equipped with a plurality of drive coils 3, 4, 5 such as one
6.
【００１５】ステ−タ６には、ロ−タ２の周方向の回転
位置を検出するために、たとえばホ−ル素子などからな
る３つの位置検出素子７，８，９が周方向に等間隔を隔
てて、各駆動コイル３，４，５の間にそれぞれ配置され
ている。The stator 6 has three position detecting elements 7, 8 and 9, which are made of, for example, a Hall element, arranged at equal intervals in the circumferential direction in order to detect the rotational position of the rotor 2 in the circumferential direction. The drive coils 3, 4, and 5 are arranged between the drive coils 3, 4, and 5, respectively.
【００１６】各位置検出素子７，８，９には、位置検出
素子７，８，９からの位置信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を増幅
するために低インピ−ダンスの増幅器としてのバッファ
ＩＣ（集積回路）１０，１１，１２がそれぞれ接続され
ている。Each position detection element 7, 8, 9 is provided with a buffer IC (integrated circuit) as a low impedance amplifier in order to amplify the position signals S1, S2, S3 from the position detection elements 7, 8, 9. ) 10, 11, and 12 are connected to each other.
【００１７】ブラシレスモ−タ１内には、前記バッッフ
ァＩＣ１０，１１，１２などに駆動電力を供給する回路
電源１３が備えられている。A circuit power supply 13 for supplying driving power to the buffer ICs 10, 11, 12, etc. is provided within the brushless motor 1.
【００１８】ブラシレスモ−タ１の回転状態を制御する
ための制御装置１４が備えられている。A control device 14 for controlling the rotational state of the brushless motor 1 is provided.
【００１９】制御装置１４には、バッファＩＣ１０から
の位置信号Ｓ１１が伝送される信号線１５が接続される
モ−タ制御回路１６が備えられている。The control device 14 is equipped with a motor control circuit 16 to which a signal line 15 to which a position signal S11 from the buffer IC 10 is transmitted is connected.
【００２０】制御装置１４において、前記信号線１５に
は、一端が電源ライン１７を介して回路電源１３に接続
された抵抗１７と、一端が接地された抵抗１９とによっ
て、予め定めるバイアス電位が与えられている。信号線
１５の抵抗１８，１９よりも、ブラシレスモ−タ１側に
は、一端が接地されたコンデンサ２０が並列に接続され
、コンデンサ２０の接地電位側はバッファＩＣ１０の接
地端子と接地ライン２１を介して接続されている。In the control device 14, a predetermined bias potential is applied to the signal line 15 by a resistor 17 whose one end is connected to the circuit power supply 13 via a power supply line 17, and a resistor 19 whose one end is grounded. It is being A capacitor 20 whose one end is grounded is connected in parallel to the brushless motor 1 side of the resistors 18 and 19 of the signal line 15, and the ground potential side of the capacitor 20 is connected to the ground terminal of the buffer IC 10 and the ground line 21. connected via.
【００２１】モ−タ制御回路１６は、信号線１５を介す
る位置信号Ｓ１１に基づき、たとえばブラシレスモ−タ
１の現在の回転速度に関する制御信号を速度制御回路２
２に出力し、速度制御回路２２はインバ−タ回路２３に
制御パルスを出力し、インバ−タ回路２３は駆動ライン
２４を介して、駆動コイル３，４，５に流れる電流のタ
イミングと方向とを制御してロ−タ２を所定の回転速度
で回転駆動する。The motor control circuit 16 transmits, for example, a control signal related to the current rotational speed of the brushless motor 1 to the speed control circuit 2 based on the position signal S11 via the signal line 15.
The speed control circuit 22 outputs control pulses to the inverter circuit 23, and the inverter circuit 23 controls the timing and direction of the current flowing to the drive coils 3, 4, and 5 via the drive line 24. is controlled to rotate the rotor 2 at a predetermined rotational speed.
【００２２】前記信号線１５、電源ライン１７、接地ラ
イン２１および駆動ライン２４は、延長ケ−ブル２５と
して実現される。また前記バッファＩＣ１０に関連する
信号線１５、電源ライン１７および接地ライン２１など
の構成要素および駆動コイル３に関連する駆動ライン２
４などの構成要素は、他のバッファＩＣ１１，１２に関
しても同様に設けられ、また駆動回路４５に関しても同
様に設けられるものである。The signal line 15, power line 17, ground line 21 and drive line 24 are realized as an extension cable 25. Further, components such as a signal line 15, a power line 17, and a ground line 21 related to the buffer IC 10 and a drive line 2 related to the drive coil 3
Components such as 4 are similarly provided for the other buffer ICs 11 and 12, and are similarly provided for the drive circuit 45.
【００２３】図２はバッファＩＣ１０の電気的構成を示
す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the buffer IC 10.
【００２４】バッファＩＣ１０は、位置検出素子７から
の位置信号Ｓ１が入力される入力端子２６を備え、入力
端子２６は抵抗２７を経て、ＮＰＮ型トランジスタ２８
のベ−スに接続され、トランジスタ２８のコレクタは信
号線１５に接続されるとともに、ダイオ−ド３０のアノ
−ドに接続されている。トランジスタ２８のエミッタは
、ＮＰＮ型トランジスタ３１のベ−スに接続されると共
に、トランジスタ２８のベ−スに抵抗３２を介して接続
され、かつトランジスタ３１のエミッタに抵抗３３を介
して接続されている。トランジスタ３１のエミッタは接
地端子３４に接続されている。The buffer IC 10 includes an input terminal 26 to which the position signal S1 from the position detection element 7 is input, and the input terminal 26 is connected to an NPN transistor 28 via a resistor 27.
The collector of the transistor 28 is connected to the signal line 15 and to the anode of the diode 30. The emitter of the transistor 28 is connected to the base of an NPN transistor 31, the base of the transistor 28 via a resistor 32, and the emitter of the transistor 31 via a resistor 33. . The emitter of transistor 31 is connected to ground terminal 34.
【００２５】図１および図２を参照して、ブラシレスモ
−タ１の動作について説明する。The operation of the brushless motor 1 will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.
【００２６】ブラシレスモ−タ１のロ−タ２が回転駆動
しているとき、位置検出素子７，８，９は位置信号Ｓ１
を出力し、バッファＩＣ１０，１１，１２にそれぞれ入
力される。バッファＩＣ１０では、トランジスタ２８，
３１が反転回路３６を構成しており、出力端子２９から
は反転信号ＸＳ１（＝Ｓ１１）が出力されることになる
。バッファＩＣ１０は、前述したような構成を有してお
り、低インピ−ダンスであってしかも位置信号Ｓ１を増
幅する機能を有している。When the rotor 2 of the brushless motor 1 is rotationally driven, the position detection elements 7, 8, and 9 receive the position signal S1.
are output and input to buffer ICs 10, 11, and 12, respectively. In the buffer IC 10, the transistors 28,
31 constitutes an inversion circuit 36, and an inversion signal XS1 (=S11) is output from the output terminal 29. The buffer IC 10 has the configuration described above, has low impedance, and has a function of amplifying the position signal S1.
【００２７】反転位置信号ＸＳ１はモ−タ制御回路１６
に入力され、速度制御回路２２に波形整形されたパルス
信号の制御信号として入力される。速度制御回路２２は
、予め設定されるブラシレスモ−タ１の基準回転速度に
対応するデ−タに基づき、インバ−タ回路２３に制御パ
ルス信号を出力する。インバ−タ回路２３は、駆動コイ
ル３４５に流れる電流の方向と位相とを制御し、ロ−タ
２を対応する回転速度で駆動する。The reversal position signal XS1 is supplied to the motor control circuit 16.
The pulse signal is input to the speed control circuit 22 as a waveform-shaped pulse signal control signal. The speed control circuit 22 outputs a control pulse signal to the inverter circuit 23 based on data corresponding to a preset reference rotation speed of the brushless motor 1. The inverter circuit 23 controls the direction and phase of the current flowing through the drive coil 345, and drives the rotor 2 at a corresponding rotation speed.
【００２８】このような実施例において、ブラシレスモ
−タ１は、前述したような構成と作用とを有するバッフ
ァＩＣ１０，１１，１２を内蔵しており、出力される位
置信号Ｓ１１、すなわち反転位置信号ＸＳ１の電流値を
増幅している。これにより、位置信号Ｓ１の入力インピ
−ダンスを低下することができ、位置信号Ｓ１１が前記
延長ケ−ブル２５を伝送されるに際して、駆動コイル３
４５や外部のノイズ発生源３７からの誘導ノイズ３８が
混入する場合でも、その影響を抑制でき、Ｓ／Ｎを改善
することができる。In such an embodiment, the brushless motor 1 incorporates buffer ICs 10, 11, and 12 having the configuration and operation described above, and outputs a position signal S11, that is, an inverted position signal. The current value of XS1 is amplified. Thereby, the input impedance of the position signal S1 can be lowered, and when the position signal S11 is transmitted through the extension cable 25, the drive coil 3
45 or the induced noise 38 from an external noise source 37, the influence can be suppressed and the S/N ratio can be improved.
【００２９】したがって、モ―タ本体と制御装置１４と
の間の延長ケ−ブル２５の長さを、従来のように２〜３
ｍでなく、２０〜３０ｍにして使用することができ、ブ
ライレスモ―タの使用用途がひろがる。Therefore, the length of the extension cable 25 between the motor body and the control device 14 is reduced to 2 to 3 as in the conventional case.
It can be used in lengths of 20 to 30 m instead of 20 m, expanding the range of uses for the bridleless motor.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上のように本発明に従えば、位置検出
素子は、ロ−タの周方向の位置を検出して位置信号を出
力し、この位置信号は低インピ−ダンスの増幅器により
電流値が増幅されて、前記制御装置に出力される。すな
わち、位置検出素子からの位置信号の信号レベルが比較
的小さい場合であっても、低インピ−ダンスの増幅器に
よってその電流値を増幅する。これにより位置信号の入
力インピ−ダンスを低下することができ、位置信号に対
する前記駆動コイルなどの誘導ノイズ発生源からの誘導
ノイズが混入する場合であってもそのＳ／Ｎを向上する
ことができる。これにより、増幅器と制御装置とを接続
するたとえばケ−ブルを延長することができ、かつ延長
時における位置信号の信頼性を向上できる。As described above, according to the present invention, the position detection element detects the position of the rotor in the circumferential direction and outputs a position signal, and this position signal is converted into a current by a low impedance amplifier. The value is amplified and output to the control device. That is, even if the signal level of the position signal from the position detection element is relatively low, the current value is amplified by the low impedance amplifier. As a result, the input impedance of the position signal can be lowered, and the S/N ratio can be improved even when the position signal is mixed with induction noise from an induction noise generation source such as the drive coil. . As a result, for example, a cable connecting the amplifier and the control device can be extended, and the reliability of the position signal during the extension can be improved.
【図１】本発明の一実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】バッファＩＣの構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a buffer IC.
１………ブラシレスモ−タ ２………ロ−タ ３，４，５………駆動コイル ７，８，９………位置検出素子 １０，１１，１２………バッファＩＣ １４………制御装置 １５………信号線 ２５………延長ケ−ブル 1...Brushless motor 2......rotor 3, 4, 5……Drive coil 7, 8, 9……Position detection element 10, 11, 12...Buffer IC 14......control device 15……Signal line 25……Extension cable
Claims (1)
るロ−タと、ロ−タを回転させる磁界を発生させる駆動
コイルを備えるステ−タと、ロ−タの位置を検出して位
置信号をそれぞれ出力する１つまたは複数の位置検出素
子と、位置検出素子からの位置信号の電流値をそれぞれ
増幅する低インピ−ダンスの増幅器と、増幅器からの位
置信号に基づいて駆動コイルに通電する制御装置とを備
えたことを特徴とするブラシレスモ−タ。Claim 1: A rotor having different magnetic poles alternately magnetized in the circumferential direction, a stator including a drive coil that generates a magnetic field to rotate the rotor, and a rotor that detects the position of the rotor. one or more position detection elements that each output a position signal, a low impedance amplifier that amplifies the current value of the position signal from the position detection element, and a drive coil that outputs a position signal based on the position signal from the amplifier. A brushless motor characterized by comprising a control device for energizing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008285A JPH04359689A (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008285A JPH04359689A (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04359689A true JPH04359689A (en) | 1992-12-11 |
Family
ID=11688910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008285A Pending JPH04359689A (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04359689A (en) |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008285A patent/JPH04359689A/en active Pending
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