JPH0638483A - 無整流子電動機 - Google Patents
無整流子電動機Info
- Publication number
- JPH0638483A JPH0638483A JP20982792A JP20982792A JPH0638483A JP H0638483 A JPH0638483 A JP H0638483A JP 20982792 A JP20982792 A JP 20982792A JP 20982792 A JP20982792 A JP 20982792A JP H0638483 A JPH0638483 A JP H0638483A
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- Japan
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- signal
- shaft
- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転子の軸振れの検出、監視を容易に行うこ
とが可能な無整流子電動機を提供する。 【構成】 磁気検出素子３１，３２を用い回転子２の磁
極位置を検出し、回転周波数に同期した周波数で駆動す
る無整流子電動機において、回転子２の位置を検出する
磁気検出素子３１，３２からの信号より、回転子軸３の
振れ廻りを検出する軸振れ検出回路７を備えたことを特
徴とする。
とが可能な無整流子電動機を提供する。 【構成】 磁気検出素子３１，３２を用い回転子２の磁
極位置を検出し、回転周波数に同期した周波数で駆動す
る無整流子電動機において、回転子２の位置を検出する
磁気検出素子３１，３２からの信号より、回転子軸３の
振れ廻りを検出する軸振れ検出回路７を備えたことを特
徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無整流子電動機に係り、
特にその回転子の軸振れを検出することのできる無整流
子電動機に関する。
特にその回転子の軸振れを検出することのできる無整流
子電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、機械整流子を用いず、ホール素子
等の磁気検出素子を用い、永久磁石の装着された回転子
の位置を検出し、常に回転周波数に同期した周波数で駆
動する無整流子電動機が広く普及している。係る無整流
子電動機は回転子の軸受に、転がり軸受を用いているの
が一般的であるが、この転がり軸受の損傷や摩耗等は電
動機の異常振動や故障、あるいは電動機の回転制御回路
の故障の原因となっている。従来、軸受の摩耗及び損傷
によって発生するこの種の異常検出のためには、電動機
本体の振動値を計測し、正常状態の時の振動値と比較し
異常を検出する方法が一般的であった。
等の磁気検出素子を用い、永久磁石の装着された回転子
の位置を検出し、常に回転周波数に同期した周波数で駆
動する無整流子電動機が広く普及している。係る無整流
子電動機は回転子の軸受に、転がり軸受を用いているの
が一般的であるが、この転がり軸受の損傷や摩耗等は電
動機の異常振動や故障、あるいは電動機の回転制御回路
の故障の原因となっている。従来、軸受の摩耗及び損傷
によって発生するこの種の異常検出のためには、電動機
本体の振動値を計測し、正常状態の時の振動値と比較し
異常を検出する方法が一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の異常検
出のための装置は使用者が特殊な検知装置を購入する必
要があり、検知装置その物も操作が複雑で高価であるな
どの欠点があった。
出のための装置は使用者が特殊な検知装置を購入する必
要があり、検知装置その物も操作が複雑で高価であるな
どの欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこの欠点を解消
するため、無整流子電動機の回転子の磁極位置を測定し
電動機の回転制御のため電動機内に設置している磁気検
出素子を電動機回転子の異常振れ廻り検出素子として兼
用させ、この磁気検出素子からの信号をもとに、電動機
回転子の軸受摩耗、損傷等による、回転軸の異常振れ廻
りを検出する回路を備えたものである。
するため、無整流子電動機の回転子の磁極位置を測定し
電動機の回転制御のため電動機内に設置している磁気検
出素子を電動機回転子の異常振れ廻り検出素子として兼
用させ、この磁気検出素子からの信号をもとに、電動機
回転子の軸受摩耗、損傷等による、回転軸の異常振れ廻
りを検出する回路を備えたものである。
【０００５】
【作用】回転子の磁極位置を測定し電動機の回転制御を
行う磁気検出素子は、もともと無整流子電動機には必須
のものであり、この磁気検出素子からの信号より回転子
の振れ廻りを検出する軸振れ検出回路を備えたことによ
り、容易に回転子の振れ廻りが検出可能となり、電動機
の損傷等を早期に検出することができる。もともと電動
機の回転制御を行っている機器に簡単な回路を追加する
ことにより、特殊な機器を購入することなく、軸受の損
傷及び摩耗等によって起こる回転子の振れ廻りが検出可
能になり、無整流子電動機の異常が早期に検出され、電
動機或いはその制御回路の損傷が防止される。
行う磁気検出素子は、もともと無整流子電動機には必須
のものであり、この磁気検出素子からの信号より回転子
の振れ廻りを検出する軸振れ検出回路を備えたことによ
り、容易に回転子の振れ廻りが検出可能となり、電動機
の損傷等を早期に検出することができる。もともと電動
機の回転制御を行っている機器に簡単な回路を追加する
ことにより、特殊な機器を購入することなく、軸受の損
傷及び摩耗等によって起こる回転子の振れ廻りが検出可
能になり、無整流子電動機の異常が早期に検出され、電
動機或いはその制御回路の損傷が防止される。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例における無整流子電
動機の説明図である。図中符号１は固定子、２は回転
子、５は回転制御回路、６は固定子巻線、３１，３２は
回転子の回転位置を検出するための磁気検出素子であ
る。回転制御回路５は、４個の磁極の固定子巻線６の励
磁電流を切換え制御するトランジスタａ，ｂ，ｃ，ｄか
らなり、トランジスタａ，ｂのベースは磁気検出素子３
１に接続され、トランジスタｃ，ｄのベースは磁気検出
素子３２に接続されている。
動機の説明図である。図中符号１は固定子、２は回転
子、５は回転制御回路、６は固定子巻線、３１，３２は
回転子の回転位置を検出するための磁気検出素子であ
る。回転制御回路５は、４個の磁極の固定子巻線６の励
磁電流を切換え制御するトランジスタａ，ｂ，ｃ，ｄか
らなり、トランジスタａ，ｂのベースは磁気検出素子３
１に接続され、トランジスタｃ，ｄのベースは磁気検出
素子３２に接続されている。
【０００７】図３は正常時の磁気検出素子の信号の説明
図である。無整流子電動機は、回転子が回転中には、磁
気検出素子３１，３２によって回転子２に装着された永
久磁石の磁極位置を検出し、図３の様な信号を発生す
る。この信号は回転制御回路５に入力され、この信号を
もとに一定の回転周波数を持つ様な界磁電圧Ｅがトラン
ジスタａ，ｂ，ｃ，ｄの切換により固定子巻線６に送ら
れ、回転子２の磁極が固定子の回転磁界に吸引されるこ
とにより駆動される。つまりこの無整流子電動機は、回
転子２がこの磁気検出素子３１，３２で検出した回転子
２の回転信号をもとに同期した一定の回転周波数で回転
する。
図である。無整流子電動機は、回転子が回転中には、磁
気検出素子３１，３２によって回転子２に装着された永
久磁石の磁極位置を検出し、図３の様な信号を発生す
る。この信号は回転制御回路５に入力され、この信号を
もとに一定の回転周波数を持つ様な界磁電圧Ｅがトラン
ジスタａ，ｂ，ｃ，ｄの切換により固定子巻線６に送ら
れ、回転子２の磁極が固定子の回転磁界に吸引されるこ
とにより駆動される。つまりこの無整流子電動機は、回
転子２がこの磁気検出素子３１，３２で検出した回転子
２の回転信号をもとに同期した一定の回転周波数で回転
する。
【０００８】即ち、磁気検出素子３１，３２について注
目すると、無整流子電動機が正常回転の場合、磁気検出
素子３１，３２によって検出される信号は、回転子の回
転周波数を基本周波数とした、振幅一定の正弦波状信号
が出力される。これは、この種の電動機の場合、回転子
２は回転方向に対し一定の間隔で極性の入れ替わった磁
石であり、回転子が回転した場合磁気検出素子３１，３
２から見た磁極の極性が回転子の回転のため交互に入れ
替わるため、信号が正弦波状に変化する。そして、磁気
検出素子３１，３２のそれぞれの出力信号はπ／２の電
気的な位相差を有する。これは、磁気検出素子３１，３
２は図示されるように互いに空間的にπ／２の角度を有
する磁極に固定されているためである。
目すると、無整流子電動機が正常回転の場合、磁気検出
素子３１，３２によって検出される信号は、回転子の回
転周波数を基本周波数とした、振幅一定の正弦波状信号
が出力される。これは、この種の電動機の場合、回転子
２は回転方向に対し一定の間隔で極性の入れ替わった磁
石であり、回転子が回転した場合磁気検出素子３１，３
２から見た磁極の極性が回転子の回転のため交互に入れ
替わるため、信号が正弦波状に変化する。そして、磁気
検出素子３１，３２のそれぞれの出力信号はπ／２の電
気的な位相差を有する。これは、磁気検出素子３１，３
２は図示されるように互いに空間的にπ／２の角度を有
する磁極に固定されているためである。
【０００９】図１に示すようにこの整流子電動機は回転
子２の磁極位置を検出する磁気検出素子３１，３２から
の信号より、回転子軸３の振れ廻りを検出する軸振れ検
出回路７を備える。更に軸振れ検出回路７に接続され、
軸振れを表示する手段である軸振れ表示機構９を備え
る。この軸振れ表示機構は、例えば、軸振れに対応して
ＬＥＤランプが点灯する、或いはメータの針が振れる等
により、軸振れを表示するものである。又、この無整流
子電動機は、軸振れ検出回路７に接続された判別回路８
を備え、一定の大きさ以上の軸振れが検出された場合に
は、電動機を自動停止する信号を出力するようになって
いる。
子２の磁極位置を検出する磁気検出素子３１，３２から
の信号より、回転子軸３の振れ廻りを検出する軸振れ検
出回路７を備える。更に軸振れ検出回路７に接続され、
軸振れを表示する手段である軸振れ表示機構９を備え
る。この軸振れ表示機構は、例えば、軸振れに対応して
ＬＥＤランプが点灯する、或いはメータの針が振れる等
により、軸振れを表示するものである。又、この無整流
子電動機は、軸振れ検出回路７に接続された判別回路８
を備え、一定の大きさ以上の軸振れが検出された場合に
は、電動機を自動停止する信号を出力するようになって
いる。
【００１０】図２は、本発明の一実施例の軸振れ検出回
路のブロック図である。磁気検出素子３１，３２の信号
は、それぞれバッファ３５，３６に入力され、素子３２
の信号はπ／２だけ位相を進ませる移相回路３７を経
て、加減算回路３８で減算処理が為される。又は、移相
回路３７で素子３２の信号の位相をπ／２遅らせ、加算
処理を行ってもよい。いずれにしても、一方の信号を移
相することにより、２つの信号を同相又は逆相として、
減算又は加算することにより、同じ大きさの信号であれ
ば、両者が打ち消され、出力が零となるように構成すれ
ばよい。
路のブロック図である。磁気検出素子３１，３２の信号
は、それぞれバッファ３５，３６に入力され、素子３２
の信号はπ／２だけ位相を進ませる移相回路３７を経
て、加減算回路３８で減算処理が為される。又は、移相
回路３７で素子３２の信号の位相をπ／２遅らせ、加算
処理を行ってもよい。いずれにしても、一方の信号を移
相することにより、２つの信号を同相又は逆相として、
減算又は加算することにより、同じ大きさの信号であれ
ば、両者が打ち消され、出力が零となるように構成すれ
ばよい。
【００１１】次にオフセット調整部３９で、正常時の出
力が零となるようにオフセットを調整し、アンプ４０で
増幅後、整流回路４２で整流後、その出力をＬＥＤラン
プ、メータ等の軸振れ表示機構９で表示する。又、パル
ス性の信号については、アンプ４０で増幅後、ホールド
回路４５でパルスのピーク値を保持して、比較器４６で
基準となる信号と比較し、一定値以上のパルスのピーク
に対して異常停止信号を出力するようになっている。こ
のように、ホールド回路４５、比較器４６は異常停止信
号を出力する判別回路８を構成する。
力が零となるようにオフセットを調整し、アンプ４０で
増幅後、整流回路４２で整流後、その出力をＬＥＤラン
プ、メータ等の軸振れ表示機構９で表示する。又、パル
ス性の信号については、アンプ４０で増幅後、ホールド
回路４５でパルスのピーク値を保持して、比較器４６で
基準となる信号と比較し、一定値以上のパルスのピーク
に対して異常停止信号を出力するようになっている。こ
のように、ホールド回路４５、比較器４６は異常停止信
号を出力する判別回路８を構成する。
【００１２】図４は異常時の磁気検出素子の信号の説明
図である。この無整流子電動機が、回転子軸受の摩耗、
損傷などの原因で回転子が回転軸中心をずれた状態で振
れ廻りの回転運動をした場合、先の磁気検出素子３１，
３２にて検知され出力される回転子２の位置信号には、
回転子の回転周波数のほかに振れ廻りによる異なった周
期の信号が含まれるとか、また振れ廻りによって磁気検
出素子と回転子の間の距離が一定の値を保てなくなる等
の理由から、図４の様に磁気検出素子３１，３２の出力
信号の振幅に変化を生ずる結果となる。
図である。この無整流子電動機が、回転子軸受の摩耗、
損傷などの原因で回転子が回転軸中心をずれた状態で振
れ廻りの回転運動をした場合、先の磁気検出素子３１，
３２にて検知され出力される回転子２の位置信号には、
回転子の回転周波数のほかに振れ廻りによる異なった周
期の信号が含まれるとか、また振れ廻りによって磁気検
出素子と回転子の間の距離が一定の値を保てなくなる等
の理由から、図４の様に磁気検出素子３１，３２の出力
信号の振幅に変化を生ずる結果となる。
【００１３】図４に示す磁気検出素子の出力信号が軸振
れ検出回路７に入力されると、素子３２の信号は、π／
２進相され、素子３１の信号に減算処理されるので、軸
振れ検出回路７の出力信号は図５に示すようなものとな
る。これを整流器４２で整流し、例えばＬＥＤランプを
点灯させる、或いはメータの針を振らせる等の表示機構
９によって、回転軸の振れ廻りを検出することができ
る。このように回転子軸受が摩耗、損傷等を起こし回転
子が振れ廻りを起こした場合、素子それぞれからの信号
は回転子の振れ廻りにより振幅が不平衡を生じるため、
軸振れ検出回路の出力にはそれぞれの振幅不平衡成分の
絶対値に比例した値が現れる。
れ検出回路７に入力されると、素子３２の信号は、π／
２進相され、素子３１の信号に減算処理されるので、軸
振れ検出回路７の出力信号は図５に示すようなものとな
る。これを整流器４２で整流し、例えばＬＥＤランプを
点灯させる、或いはメータの針を振らせる等の表示機構
９によって、回転軸の振れ廻りを検出することができ
る。このように回転子軸受が摩耗、損傷等を起こし回転
子が振れ廻りを起こした場合、素子それぞれからの信号
は回転子の振れ廻りにより振幅が不平衡を生じるため、
軸振れ検出回路の出力にはそれぞれの振幅不平衡成分の
絶対値に比例した値が現れる。
【００１４】また回転子の転がり軸受部のボールベアリ
ングの欠落などの故障の発生時は、回転子と軸受の接触
面の間にベアリング欠落による異常振動が発生し、これ
によって磁気検出素子には回転子の回転周波数以外の異
常振動による信号が発生する。この異常振動による信号
は無整流子電動機が正常な状態を保っている場合は検知
されず、先に述べたような異常が発生した場合、図６の
様に正常な時に現れる正弦波状信号の上にパルス状に出
現する。このような異常信号が現れた場合、軸振れ検出
回路７では、素子３１，３２の信号の電気的な位相を合
せ相殺するという処理が行われるので、正常な正弦波部
分は相殺消去され、パルス成分のみが残った図７に示す
信号が出力される。軸振れ検出回路７内でこのパルス信
号のみを抽出し、ピークサンプリングホールド回路４
５、比較器４６からなる判別回路８によって検知するこ
とができる。更に一定値以上の信号を異常停止信号とし
て出力することにより、電動機を停止させ、電動機或い
は制御回路の損傷等を防止することができる。
ングの欠落などの故障の発生時は、回転子と軸受の接触
面の間にベアリング欠落による異常振動が発生し、これ
によって磁気検出素子には回転子の回転周波数以外の異
常振動による信号が発生する。この異常振動による信号
は無整流子電動機が正常な状態を保っている場合は検知
されず、先に述べたような異常が発生した場合、図６の
様に正常な時に現れる正弦波状信号の上にパルス状に出
現する。このような異常信号が現れた場合、軸振れ検出
回路７では、素子３１，３２の信号の電気的な位相を合
せ相殺するという処理が行われるので、正常な正弦波部
分は相殺消去され、パルス成分のみが残った図７に示す
信号が出力される。軸振れ検出回路７内でこのパルス信
号のみを抽出し、ピークサンプリングホールド回路４
５、比較器４６からなる判別回路８によって検知するこ
とができる。更に一定値以上の信号を異常停止信号とし
て出力することにより、電動機を停止させ、電動機或い
は制御回路の損傷等を防止することができる。
【００１５】
【発明の効果】このように本発明は、無整流子電動機に
おいてもともと電動機回転子の磁極位置を検出するため
に設置されている磁気検出素子に、電動機の回転制御回
路と並列に軸振れ検出回路を設けることによって、特別
な機器を使用しなくとも、電動機の回転子軸受の摩耗、
損傷等の原因で発生する回転子軸の異常振れ廻りを検出
することができる。従って、この信号を表示しあるいは
電動機の非常停止などの動作を行わせることが出来るの
で、無整流子電動機の異常監視を常時行うことが可能と
なるなどの利点が生じる。
おいてもともと電動機回転子の磁極位置を検出するため
に設置されている磁気検出素子に、電動機の回転制御回
路と並列に軸振れ検出回路を設けることによって、特別
な機器を使用しなくとも、電動機の回転子軸受の摩耗、
損傷等の原因で発生する回転子軸の異常振れ廻りを検出
することができる。従って、この信号を表示しあるいは
電動機の非常停止などの動作を行わせることが出来るの
で、無整流子電動機の異常監視を常時行うことが可能と
なるなどの利点が生じる。
【図１】本発明の一実施例の無整流子電動機の説明図。
【図２】軸振れ検出回路のブロック図。
【図３】正常時の磁気検出素子の信号の説明図。
【図４】異常時の磁気検出素子の信号の説明図。
【図５】軸振れ検出回路の出力信号の説明図。
【図６】異常時の磁気検出素子の信号の説明図。
【図７】軸振れ検出回路の出力信号の説明図。
１ 固定子 ２ 回転子 ５ 回転制御回路 ６ 固定子巻線 ７ 軸振れ検出回路 ８ 判別回路 ９ 軸振れ表示機構 ３１，３２ 磁気検出素子
Claims (4)
- 【請求項１】 磁気検出素子を用い回転子の磁極位置を
検出し、回転周波数に同期した周波数で駆動する無整流
子電動機において、回転子の位置を検出する磁気検出素
子からの信号より、回転子軸の異常振れ廻りを検出する
軸振れ検出回路を備えたことを特徴とする無整流子電動
機。 - 【請求項２】 前記回転子の軸振れ検出回路に接続さ
れ、回転子の軸振れを表示する手段を更に備えたことを
特徴とする請求項１記載の無整流子電動機。 - 【請求項３】 前記軸振れ検出回路に接続され、前記無
整流子電動機を自動停止する信号を出力する回路を更に
備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無
整流子電動機。 - 【請求項４】 前記軸振れ検出回路は、電気的な位相差
を有する少なくとも２個の磁気検出素子からの信号を、
一方の信号を移相することにより逆相又は同相として、
加算又は減算処理により回転子軸の異常振れ廻りを検出
するものであることを特徴とする請求項１、請求項２、
又は請求項３記載の無整流子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20982792A JPH0638483A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 無整流子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20982792A JPH0638483A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 無整流子電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0638483A true JPH0638483A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16579278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20982792A Pending JPH0638483A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 無整流子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638483A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100388248B1 (ko) * | 2000-02-10 | 2003-06-18 | 엘지전자 주식회사 | 단상 에스알엠의 파킹 장치 |
| JP2011072059A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の回転子軸心位置測定方法及び回転電機の回転子軸心位置測定装置 |
| JP2014199182A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | Tdk株式会社 | 磁気センサシステム |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP20982792A patent/JPH0638483A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100388248B1 (ko) * | 2000-02-10 | 2003-06-18 | 엘지전자 주식회사 | 단상 에스알엠의 파킹 장치 |
| JP2011072059A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の回転子軸心位置測定方法及び回転電機の回転子軸心位置測定装置 |
| JP2014199182A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | Tdk株式会社 | 磁気センサシステム |
| US9297635B2 (en) | 2013-03-29 | 2016-03-29 | Tdk Corporation | Magnetic sensor system including two detection circuits |
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