JPH0723027Y2 - ブラシレスモ−タ - Google Patents

ブラシレスモ−タ

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JPH0723027Y2
JPH0723027Y2 JP1986023409U JP2340986U JPH0723027Y2 JP H0723027 Y2 JPH0723027 Y2 JP H0723027Y2 JP 1986023409 U JP1986023409 U JP 1986023409U JP 2340986 U JP2340986 U JP 2340986U JP H0723027 Y2 JPH0723027 Y2 JP H0723027Y2
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JP
Japan
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magnetic pole
magnetic
pole
poles
wide
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Application number
JP1986023409U
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JPS62135573U (ja
Inventor
勝己 竹川
文宏 笠野
将登 永井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 [技術分野] 本考案は回転子の位置検出にホール素子を用いた2相ブ
ラシレスモータに関するものである。
[背景技術] 従来、第5図に示すようなブラシレスモータが特願昭59
−177016号により提案されている。このブラシレスモー
タは、NS交互に且つ等間隔に着磁された4極の環状の永
久磁石回転子10の内部に、対角位置の2磁極5a,5bを等
角度位置から回転方向側に偏位させると共に、これら偏
位させた磁極5a,5bの磁極幅を他の2磁極4a,4bの磁極幅
より狭くした4極の突極型固定子3を配置し、広い磁極
空間を介して隣合う幅広磁極と幅狭磁極、つまりは磁極
4a,5a及び4b,5bとが異なる極性になるように夫々の磁極
4a,4b,5a,5bに巻線6(L1,L2)を巻装し、永久磁石回転
子10の回転を位置検出素子としてのホール素子11で検出
し、そのホール素子11の出力に応じて上記巻線6のいず
れか一方に電流切換回路で切換的に電流を供給するよう
になっている。ここで、突極型固定子3は、幅狭磁極5
a,5bを等角度位置から回転方向側に20〜40度(電気角)
偏位させると共に、幅狭磁極5a,5bの磁極幅を幅広磁極4
a,4bの磁極幅より30〜60%狭くしてある。
第6図は上記ブラシレスモータの動作を示したもので、
コイル電流による磁束と回転子との相互作用のみによる
主トルク曲線T1は半周期ごとに基本波が切換えられて上
半分のみの波形となっており、コイル電流ゼロの状態に
おける永久磁石と固定子突磁極との相互作用による補助
トルク曲線T2は基本波T1の1/2の周期を持ち、正から負
へ座標軸を切る点θ,θが安定停止点となってい
る。もし固定子の各磁極が等間隔に設けられておれば、
この安定停止点が基本波T1のゼロ点に一致するのである
が、幅狭磁極5a,5bを偏位させることにより補助トルク
曲線T2を正回転方向へずらし、安定停止点θ,θ
基本波T1のゼロ点の若干右側に位置するようにしたもの
であり、合成トルク曲線T1+T2は常に正で死点のない曲
線となっている。こうして起動時すなわちコイル電流が
ゼロの状態において、回転子を正回転方向へ若干回転し
た位置で停止させるようにしたものである。
この構成によれば、回転子10の停止位置が無励磁時には
主として幅狭磁極5a,5bによって規制され、励磁時には
両磁極4a,4b及び5a,5bによって均等に吸引されるので、
回転子を4極8極構成にしたり、固定子に補極を設けた
りしなくても、簡単に起動特性が得られるという利点が
ある反面、起動時に固定子コイルに発生する起磁力を充
分大きくしなければ起動し切れず、そのために高い起動
電圧が要求される上に、回転むらや振動音が大きく、直
流ブラシレスモータが本来長所としている広い動作電圧
範囲と広範囲な回転数可変幅という特徴が充分生かせな
いという問題があった。
これは一方の磁極を幅狭とし且つ偏位させることにより
死点をなくす方式であるために、磁極間隔が大きくなっ
て補助トルクT2の大きさが過剰になるのが原因と考えら
れるが、その対策として幅狭磁極の偏位角を小さくする
のは、第6図中補助トルク曲線T2の位相がずれるので、
合成トルク曲線T1+T2に実質上の死点が生じ易くなると
いう問題があり、また両方の磁極幅の比を変えずに大き
さのみを変えることも考えられるが、これ以上磁極幅を
大きくするとコイルの巻装が困難になるという問題があ
る。
[考案の目的] 本考案は上記の問題点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところはこの種の2相ブラシレスモータにお
いて、簡単な改造により動作電圧範囲や回転数可変幅を
改善すると共に、回転むらや振動を低減するにある。
[考案の開示] NS交互に且つ等間隔に着磁された4極の環状の永久磁石
回転子の内部に、対角位置の2磁極を等角度位置から回
転方向側に偏位させると共に、これら偏位させた磁極の
磁極幅を他の2磁極の磁極幅より狭くした4極の突極型
固定子を配置し、広い磁極空間を介して隣合う幅広磁極
と幅狭磁極とが異なる極性になるように夫々の磁極に巻
線を巻装し、永久磁石回転子の回転を位置検出素子で検
出し、その位置検出素子の出力に応じて上記巻線のいず
れか一方に電流切換回路で切換的に電流を供給するブラ
シレスモータにおいて、広い磁極空間を介して隣合う上
記幅広磁極と幅狭磁極の側縁同士を磁性材製の薄板で連
結したものであり、無励磁時に幅狭磁極の磁束が集中す
ることを緩和し、つまりは幅狭磁極の磁束を広く分散さ
せ、これにより補助トルクを減少させて、起動電圧を減
少させる。このように幅狭磁極の磁束を広く分散させる
ことで、補助トルクの変動を小さくし、回転むらや振動
を低減し、起動電圧を減少させることにより、動作電圧
範囲を広くする。
[実施例] 第1図乃至第4図は本考案ブラシレスモータの一実施例
を示したものである。第1図及び第2図において、本体
ケーシング1に固定された円筒状支持体2の周囲に、積
層鉄芯よりなる4極の突極型固定子3が固設され、各磁
極4a,4b,5a,5bには2相の電機子巻線6が施されてい
る。円筒状支持体2は内側にベアリング7を介して回転
軸8を保持しており、この回転軸8の一端に固定された
カップ状ヨーク9とその内周面に固着された円筒状永久
磁石10とにより回転子が構成されている。永久磁石10は
固定子と同一極数すなわち4極構成で周面に等間隔に且
つNS交互に着磁されており、一方固定子は磁極幅(=
D1)の大きな幅広磁極4aおよび4bと磁極幅(=D2)が幅
広磁極の約1/2に形成された幅狭磁極5aおよび5bとで構
成され、さらに幅狭磁極5aおよび5bは等間隔位置よりも
回転方向側へ電気角で20度乃至40度偏位して設けられて
いる。このようにして各磁極4a,4b,5a,5b間には幅の広
い空間と幅の狭い空間が形成されるが、このうち少なく
とも広い方の磁極間空間において、隣接する磁極4a,5a
及び4b,5bの側縁同士を、第4図に示すような形状の磁
性材製の厚さ0.5mmの薄板12で連結したものである。
また一方の幅広磁極4aの中央から回転方向側へ電気角で
約90度離れた箇所に、通過する回転子磁極の極性を検出
するためのホール素子11が配設されており、このホール
素子11の出力により、第3図に示した電流切換回路の2
個のトランジスタQ1およびQ2を制御し、固定子の2組の
NS極にそれぞれ巻装された巻線L1およびL2に交互に電流
を供給している。このホール素子11が一方の極性(本実
施例ではN極)を検出して信号を出力し、トランジスタ
Q3をオンにすると、トランジスタQ1をオン、Q2をオフに
して、巻線L1に電流を流し、L2には電流が流れないの
で、第2図において巻線L1の巻装されている磁極4aと5a
のみが励磁され、巻線L2の巻装されている磁極4bと5bは
励磁されない。このように固定子磁極は常に4極のうち
のいずれか2極が励磁されるようになっているのであ
る。
しかして本考案の基本動作は、第6図で説明した従来例
と同様であるが、実際には固定子の磁極幅が狭く磁極間
隔が大きいために、補助トルク曲線T2はもっと急峻な波
形となっており、そのために合成トルク曲線T1+T2の凹
凸も激しくなって、起動トルクの不足する箇所が生じて
いたものである。そこで本考案では、磁極間空間に磁性
体よりなる薄板12を設けることにより無励磁時の磁束を
分散させ、補助トルクを減少し、起動電圧を減少させて
いる。また、主磁束が増加する励磁時には、薄板12が磁
気飽和し、巻線6で発生する主磁束が永久磁極10に作用
する妨げにならないようにし、発生トルクが減少するこ
とを少なくする。即ち、発生トルクを減少させることな
く、起動電圧を減少させる。さらに、幅狭磁極5a,5bの
磁束を広く分散させることで、補助トルクの変動を小さ
くし、回転むらや振動を低減し、また起動電圧を減少さ
せることにより、動作電圧範囲を広くする。しかも、広
い磁極空間を介して隣合う上記幅広磁極と幅狭磁極、つ
まりは磁極4a,5a及び4b,5bの側縁同士のみを磁性材製の
薄板で連結することにより、必要以上に補助トルクを低
下させない。これにより、磁極の幅を幅広と幅狭に形成
し、幅狭磁極を偏位させるという本考案のブラシレスモ
ータの基本構造に伴う効果、つまりは、主トルク曲線と
補助トルク曲線との合成トルク曲線に死点が生じないよ
うにするという効果が得られなくなることもない。
なお薄板12はケーシング1から切り起こして形成しても
よく、別体の部材をケーシング1に固定してもよい。ま
た薄板12の軸方向の長さは必ずしも磁極の長さと同じで
なくてもよい。
[考案の効果] NS交互に且つ等間隔に着磁された4極の環状の永久磁石
回転子の内部に、対角位置の2磁極を等角度位置から回
転方向側に偏位させると共に、これら偏位させた磁極の
磁極幅を他の2磁極の磁極幅より狭くした4極の突極型
固定子を配置し、広い磁極空間を介して隣合う幅広磁極
と幅狭磁極とが異なる極性になるように夫々の磁極に巻
線を巻装し、永久磁石回転子の回転を位置検出素子で検
出し、その位置検出素子の出力に応じて上記巻線のいず
れか一方に電流切換回路で切換的に電流を供給するブラ
シレスモータにおいて、広い磁極空間を介して隣合う上
記幅広磁極と幅狭磁極の側縁同士を磁性材製の薄板で連
結してあるので、無励磁時に幅狭磁極の磁束が集中する
ことを緩和することができ、つまりは幅狭磁極の磁束を
広く分散させることができ、このため補助トルクが減少
し、起動電圧を減少させることができる。また、主磁束
が増加する励磁時には、薄板が磁気飽和し、巻線で発生
する主磁束が永久磁石回転子に作用する妨げにならず、
発生トルクが減少することを少なくでき、これにより発
生トルクを減少させることなく、起動電圧を減少させる
ことができるという利点がある。さらに、幅狭磁極の磁
束を広く分散させることで、補助トルクの変動を小さく
することができ、回転むらや振動を低減することもで
き、また起動電圧を減少させることにより、動作電圧範
囲を広くすることができる。しかも、広い磁極空間を介
して隣合う上記幅広磁極と幅狭磁極の側縁同士のみを磁
性材製の薄板で連結してあるので、必要以上に補助トル
クを低下させることがなく、このため磁極の幅を幅広と
幅狭に形成し、幅狭磁極を偏位させるという基本構造に
伴う効果、つまりは主トルク曲線と補助トルク曲線との
合成トルク曲線に死点が生じないようにするという効果
が得られなくなることもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案ブラシレスモータの一実施例を示す縦断
面図、第2図は同上の横断面図、第3図は同上の回路
図、第4図は同上の要部斜視図、第5図は従来例の横断
面図、第6図は同上の動作説明図である。 1は本体ケーシング、2は円筒状支持体、3は固定子、
4a,4bは幅広磁極、5a,5bは幅狭磁極、6は巻線、7はベ
アリング、8は回転軸、9はカップ状ヨーク、10は永久
磁石、11はホール素子、12は薄板。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】NS交互に且つ等間隔に着磁された4極の環
    状の永久磁石回転子の内部に、対角位置の2磁極を等角
    度位置から回転方向側に偏位させると共に、これら偏位
    させた磁極の磁極幅を他の2磁極の磁極幅より狭くした
    4極の突極型固定子を配置し、広い磁極空間を介して隣
    合う幅広磁極と幅狭磁極とが異なる磁性になるように夫
    々の磁極に巻線を巻装し、永久磁石回転子の回転を位置
    検出素子で検出し、その位置検出素子の出力に応じて上
    記巻線のいずれか一方に電流切換回路で切換的に電流を
    供給するブラシレスモータにおいて、広い磁極空間を介
    して隣合う上記幅広磁極と幅狭磁極の側縁同士を磁性材
    製の薄板で連結して成ることを特徴とするブラシレスモ
    ータ。
JP1986023409U 1986-02-20 1986-02-20 ブラシレスモ−タ Expired - Lifetime JPH0723027Y2 (ja)

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JP1986023409U JPH0723027Y2 (ja) 1986-02-20 1986-02-20 ブラシレスモ−タ

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JPS62135573U JPS62135573U (ja) 1987-08-26
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS576560A (en) * 1980-06-12 1982-01-13 Tokyo Parts Kogyo Kk Commutatorless motor
JPS60119885U (ja) * 1984-01-20 1985-08-13 三洋電機株式会社 直流ブラシレスモ−タ

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Publication number Publication date
JPS62135573U (ja) 1987-08-26

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