JPH11146680A - Driver for multiphase motor - Google Patents
Driver for multiphase motorInfo
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- JPH11146680A JPH11146680A JP9307569A JP30756997A JPH11146680A JP H11146680 A JPH11146680 A JP H11146680A JP 9307569 A JP9307569 A JP 9307569A JP 30756997 A JP30756997 A JP 30756997A JP H11146680 A JPH11146680 A JP H11146680A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フロッピーディス
ク装置などに使用される多相モータの駆動装置に係り、
部品点数を少なくしてコストダウンを図れる多相モータ
駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving apparatus for a polyphase motor used in a floppy disk drive or the like.
The present invention relates to a polyphase motor drive device capable of reducing costs by reducing the number of parts.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8は、従来の三相モータの駆動装置を
示す構成図である。三相モータ51は、例えば三相DC
ブラシレスモータなどであり、フロッピーディスク装置
などに搭載され、ディスクを定速回転させるモータとし
て使用される。三相モータには、符号51u(U相),
51v(V相),51w(W相)で示される各相のモー
タコイル(駆動用コイル)が設けられており、各モータ
コイル51u,51v,51wの発生トルクが互いに1
20°の位相差を持つように配置されている。また、モ
ータコイル51u,51v,51wに近接する位置に
は、3つのホール素子52u,52v,52wが設けら
れている。三相モータ51の内部に設けられたロータマ
グネットには、N極およびS極が交互に磁着された駆動
用着磁部が設けられ、前記ホール素子52u,52v,
52wは、それぞれ前記駆動用着磁部に対向する位置に
固定して設けられている。ロータが回転すると、前記3
つのホール素子52u,52v,52wから位相が順に
120°ずつ相違する磁気検出信号が得られる。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a block diagram showing a conventional driving device for a three-phase motor. The three-phase motor 51 is, for example, a three-phase DC
A brushless motor is mounted on a floppy disk device or the like, and is used as a motor for rotating a disk at a constant speed. For the three-phase motor, reference numeral 51u (U phase),
Motor coils (driving coils) of the respective phases indicated by 51v (V phase) and 51w (W phase) are provided, and the generated torque of each of the motor coils 51u, 51v, and 51w is one.
They are arranged so as to have a phase difference of 20 °. Further, three Hall elements 52u, 52v, 52w are provided at positions close to the motor coils 51u, 51v, 51w. A rotor magnet provided inside the three-phase motor 51 is provided with a driving magnetized portion in which N poles and S poles are alternately magnetized, and the Hall elements 52u, 52v,
52w are fixedly provided at positions facing the driving magnetized portion, respectively. When the rotor rotates, the 3
From the two Hall elements 52u, 52v, and 52w, magnetic detection signals whose phases are sequentially different by 120 ° are obtained.
【0003】各ホール素子52u,52v,52wの出
力電圧(ホール電圧)Eu0,Ev0,Ew0は、入力端
子H1(+),H1(−)、H2(+),H2(−)、
H3(+),H3(−)を介してそれぞれモータドライ
バ(モータ駆動回路)53内に入力される。一方、モー
タドライバ53の出力端子Au0,Av0,Aw0は、前
記三相モータのモータコイル51u,51v,51wに
接続されており、所定のコイル電流Iu0,Iv0,Iw
0が給電されることにより、三相モータが回転駆動され
る。The output voltages (Hall voltages) Eu0, Ev0, Ew0 of the Hall elements 52u, 52v, 52w are input terminals H1 (+), H1 (-), H2 (+), H2 (-),
The signals are input to the motor driver (motor drive circuit) 53 via H3 (+) and H3 (-). On the other hand, output terminals Au0, Av0, Aw0 of the motor driver 53 are connected to motor coils 51u, 51v, 51w of the three-phase motor, and have predetermined coil currents Iu0, Iv0, Iw.
When 0 is supplied, the three-phase motor is driven to rotate.
【0004】図9は図8の三相モータ駆動回路のタイミ
ングチャートを示し、(A)はホール素子により検出さ
れるホール電圧,(B)はコイル電流である。三相モー
タが回転駆動されると、各ホール素子52u,52v,
52wからは、図9(A)に示すようなホール電圧Eu
0,Ev0,Ew0が検出される。各ホール電圧Eu0,E
v0,Ew0は、各ホール素子52u,52v,52wの
前を通過する前記ロータマグネットの磁界の向きに応じ
た信号として検出される。例えば、ホール素子52uの
前をN極が通過したときにホール電圧Eu0はハイレベ
ル(H)となり、S極が通過するときにはローレベル
(L)として検出される。他のホール電圧Ev0,Ew0
もホール素子52v,52wにより、上記同様にパルス
信号として検出されるが、各ホール素子52u,52
v,52wの取付け位置の関係により、ホール電圧Eu
0,Ev0,Ew0には、互いに1/3周期の位相差(1
/3T;120°)が生じる。FIG. 9 shows a timing chart of the three-phase motor drive circuit shown in FIG. 8, wherein (A) shows a Hall voltage detected by a Hall element and (B) shows a coil current. When the three-phase motor is driven to rotate, each of the Hall elements 52u, 52v,
From 52w, the Hall voltage Eu as shown in FIG.
0, Ev0, Ew0 are detected. Each Hall voltage Eu0, E
v0 and Ew0 are detected as signals corresponding to the direction of the magnetic field of the rotor magnet passing in front of each of the Hall elements 52u, 52v and 52w. For example, when the N pole passes before the Hall element 52u, the Hall voltage Eu0 becomes high level (H), and when the S pole passes, it is detected as low level (L). Other Hall voltages Ev0, Ew0
Are also detected as pulse signals by the Hall elements 52v and 52w in the same manner as described above.
The Hall voltage Eu depends on the mounting position of v and 52w.
0, Ev0 and Ew0 have a phase difference of 1/3 cycle (1
/ 3T; 120 °).
【0005】モータドライバ53では、上記各ホール電
圧Eu0,Ev0,Ew0に基づいて、図9(B)に示す
ようなコイル電流Iu0,Iv0,Iw0が生成される。
コイル電流Iu0,Iv0,Iw0はパルス電流であり、
上記ホール電圧Eu0,Ev0,Ew0の立ち上りおよび
立ち下がりエッジのタイミングに合わせて生成される。
また三相モータが定速回転している場合には、ホール電
圧Eu0,Ev0,Ew0の周期は一定となるため、コイ
ル電流Iu0,Iv0,Iw0のパルス幅も均等なものと
なる。そして、このようなコイル電流Iu0,Iv0,I
w0が給電されることにより、三相モータは全回転角度
に渡ってリップルの少ない安定したトルクを発生できる
ようになっている。In the motor driver 53, coil currents Iu0, Iv0, Iw0 as shown in FIG. 9B are generated based on the respective Hall voltages Eu0, Ev0, Ew0.
The coil currents Iu0, Iv0, Iw0 are pulse currents,
The hall voltages Eu0, Ev0, Ew0 are generated at the rising and falling edge timings.
When the three-phase motor is rotating at a constant speed, the cycle of the Hall voltages Eu0, Ev0, Ew0 is constant, and the pulse widths of the coil currents Iu0, Iv0, Iw0 are also uniform. Then, such coil currents Iu0, Iv0, I
By supplying w0, the three-phase motor can generate a stable torque with little ripple over the entire rotation angle.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の三
相モータの駆動回路では、以下に示すような問題があ
る。第1の問題は、上記三相モータの駆動回路では、ホ
ール素子を必要とするため、部品点数の面から全体のコ
ストが高騰するという点にある。第2には、三個のホー
ル素子を三相モータ内に収納すると三相モータ全体の寸
法が大きくなるため、三相モータ自体の小型化の妨げと
なるという問題がある。However, the conventional three-phase motor drive circuit has the following problems. The first problem is that the drive circuit of the three-phase motor requires a Hall element, and thus the overall cost increases in terms of the number of components. Second, if three Hall elements are housed in a three-phase motor, the overall size of the three-phase motor increases, which hinders miniaturization of the three-phase motor itself.
【0007】さらに、三個のホール素子は、三相モータ
内にそれぞれ所定の取付け角度で配置されるが、この取
付け角度に誤差が生じると各ホール電圧Eu0,Ev0,
Ew0のタイミングに誤差が生じる。また、コイル電流
Iu0,Iv0,Iw0は、各ホール電圧Eu0,Ev0,
Ew0の立ち上り及び立ち下がりエッジをトリガ信号と
して生成されるため、各コイル電流Iu0,Iv0,Iw
0にもタイミング的なずれが生じ、三相モータが安定し
たトルクで回転することができなくなる。よって、ホー
ル素子の取付け作業には、高い取付け精度が要求される
ため、高度の組立技術などが必要となり、組立てコスト
が高騰するという第3の問題がある。なお、センサレス
駆動なるものにより、ホール素子等の検出手段なしに安
定して三相モータを駆動する方法も存在する。しかし、
センサレス駆動は逆起電圧検出方式が一般的であるた
め、モータドライバ回路が複雑で高価なものになるとい
う欠点がある。Further, the three Hall elements are arranged in the three-phase motor at predetermined mounting angles, respectively. If an error occurs in the mounting angle, each of the Hall voltages Eu0, Ev0,
An error occurs in the timing of Ew0. Further, the coil currents Iu0, Iv0, Iw0 correspond to the Hall voltages Eu0, Ev0,
Since the rising and falling edges of Ew0 are generated as trigger signals, each coil current Iu0, Iv0, Iw
A timing shift also occurs at 0, so that the three-phase motor cannot rotate with a stable torque. Therefore, since the mounting operation of the Hall element requires high mounting accuracy, a high level of assembling technique is required, and there is a third problem that the assembling cost increases. Note that there is also a method of driving a three-phase motor stably without sensor means such as a Hall element by using sensorless driving. But,
Since the sensorless drive generally uses a back electromotive force detection method, there is a disadvantage that the motor driver circuit becomes complicated and expensive.
【0008】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、部品点数を少なくしてコストダウン化を図
った多相モータの駆動回路を提供することを目的として
いる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a drive circuit for a polyphase motor in which the number of parts is reduced and cost is reduced.
【0009】また本発明は、モータ自体を小型化できる
とともに、その組立て作業が容易となる多相モータの駆
動装置を提供することを目的としている。Another object of the present invention is to provide a drive apparatus for a multi-phase motor that can reduce the size of the motor itself and facilitate the assembly work.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の多相モータの駆
動装置は、複数の駆動用コイルを有する多相モータと、
この多相モータ内に設けられてロータの回転速度または
回転位相に対応した検出信号を発生させる検出手段と、
前記検出信号に基づいて、前記全ての駆動用コイルに与
える駆動電力に対応した互いに異なる位相の駆動信号を
生成する信号処理手段と、前記信号処理手段で生成され
た異なる位相の駆動信号に基づいて各駆動用コイルに位
相の相違する駆動電力を順に与えるモータ駆動回路と、
が設けられていることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a driving apparatus for a polyphase motor, comprising: a polyphase motor having a plurality of driving coils;
Detection means provided in the polyphase motor to generate a detection signal corresponding to the rotation speed or rotation phase of the rotor;
Based on the detection signal, a signal processing unit that generates drive signals of different phases corresponding to the drive power applied to all the drive coils, and based on the drive signals of different phases generated by the signal processing unit. A motor drive circuit for sequentially applying drive power having a different phase to each drive coil,
Is provided.
【0011】前記多相モータでは、検出手段が、例え
ば、ロータに設けられた多数の着磁部に対向して、この
多数の着磁部の移動速度に応じた周波数出力を得る回転
速度検出手段である。In the above-mentioned multi-phase motor, the detecting means is, for example, a rotating speed detecting means for obtaining a frequency output corresponding to the moving speed of the large number of magnetized parts provided on the rotor. It is.
【0012】なお、本発明では、回転速度検出手段(周
波数ジェネレータ;FG)の代わりに、ロータの1周に
1箇所または2箇所に位相検出用の着磁部が設けられ
て、ロータが回転するときに、前記着磁部の通過を検出
し、ロータの1回転に1つまたは2つの磁気検出出力を
得る回転位相検出手段(位相ジェネレータ;PG)を用
い、この回転位相検出手段からの検出出力に基づいて、
各駆動用コイルに与える駆動電力に対応した位相の駆動
信号が生成されてもよい。In the present invention, instead of the rotational speed detecting means (frequency generator; FG), a magnetizing portion for phase detection is provided at one or two places on one circumference of the rotor, and the rotor rotates. Sometimes, a rotation phase detection means (phase generator; PG) for detecting passage of the magnetized portion and obtaining one or two magnetic detection outputs for one rotation of the rotor is used, and the detection output from the rotation phase detection means is used. On the basis of,
A drive signal having a phase corresponding to the drive power applied to each drive coil may be generated.
【0013】本発明のモータは、FGやPGなどのよう
な、駆動用コイルに与えるべき駆動信号と異なる周期の
検出信号を得て、この検出信号に基づいて全ての駆動用
コイルに対応した駆動信号を生成しているため、ホール
素子などのような、多相の駆動信号を生成するための専
用の検出手段をモータ内に設ける必要がないため、モー
タの小型化が容易となる。またFGやPGなどの検出手
段を兼用して使用することが可能となるため、コストが
抑えられる。さらに、ホール素子間の互いの取り付け角
度等を考慮する必要がない。よって、煩雑な作業がなく
なるため、組立てコストを安価にできるとともに、作業
効率の改善が可能となる。[0013] The motor of the present invention obtains a detection signal such as FG or PG having a period different from that of a drive signal to be applied to the drive coil, and drives the drive corresponding to all the drive coils based on the detection signal. Since the signal is generated, it is not necessary to provide a dedicated detection means for generating a multi-phase drive signal, such as a Hall element, in the motor, so that the motor can be easily downsized. Further, since it is possible to use the detecting means such as FG and PG, the cost can be reduced. Further, it is not necessary to consider the mounting angle between the Hall elements. Therefore, since complicated work is eliminated, assembling cost can be reduced and work efficiency can be improved.
【0014】なお、高精度のコイル電流を生成するため
には、検出手段の周波数が高いものが優れ、特に回転速
度検出着磁部の磁極対数の相数の整数倍の信号を発生で
きる検出手段が好ましい。この点で、PGよりもFGを
用いることが好ましい。In order to generate a high-precision coil current, it is preferable that the frequency of the detecting means is high. Is preferred. In this regard, it is preferable to use FG rather than PG.
【0015】本発明の信号処理手段では、FGやPGな
どの検出信号に基づいて、所定の時間を計数し、この係
数値に基づいて、駆動用コイルに与えられる駆動信号が
生成されるため、駆動信号を高精度に設定することがで
き、常にトルクの安定した回転を実現することが可能と
なる。In the signal processing means of the present invention, a predetermined time is counted based on a detection signal such as FG or PG, and a drive signal to be applied to the drive coil is generated based on the coefficient value. The drive signal can be set with high accuracy, and rotation with stable torque can be always realized.
【0016】さらにモータ駆動回路は、市販のものを使
用することができるため、部品を共通化することがで
き、コストダウンが図れる。Further, since a commercially available motor drive circuit can be used, parts can be shared and cost can be reduced.
【0017】また、本発明では、駆動用コイルがロータ
側に設けられているものであっても、このロータの回転
速度や回転位相に比例した検出信号を得ることにより、
モータ駆動が可能になる。Further, according to the present invention, even if the driving coil is provided on the rotor side, by obtaining a detection signal proportional to the rotation speed and rotation phase of the rotor,
Motor drive becomes possible.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図1は、本発明における被駆動部材とな
るの多相モータの断面図を示したものである。この多相
モータ(三相モータ)1は平板状のステータ基板2上
に、軸受4が固定されており、逆トレー型の円形状のロ
ータ3に固定された回転軸5が、前記軸受4に回転可能
に支持されている。前記ロータ3が対向する位置におい
て、ステータ基板2上にコイル本体20が固定されてい
る。前記ロータ3のステータ基板2とは反対の面に、情
報記録媒体としてのディスクを載せるためのターンテー
ブル14が固定されて設置されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a multi-phase motor serving as a driven member according to the present invention. In this polyphase motor (three-phase motor) 1, a bearing 4 is fixed on a flat stator substrate 2, and a rotating shaft 5 fixed to an inverted tray-shaped circular rotor 3 is attached to the bearing 4. It is rotatably supported. A coil body 20 is fixed on the stator substrate 2 at a position where the rotor 3 faces. On the surface of the rotor 3 opposite to the stator substrate 2, a turntable 14 for mounting a disk as an information recording medium is fixedly installed.
【0019】前記コイル本体20は、図2の平面図に示
すように、半径方向へ延びて配置された12個の鉄芯の
ヨーク6と、このヨーク6の中心線回りに巻回された駆
動用コイル7(7u,7v,7w)とから構成されてい
る。図2に示される多相モータ1は、例えば3相モータ
用であり、U相、V相、W相のヨーク6および駆動用コ
イル7u,7v,7wが順番に配列されている。As shown in the plan view of FIG. 2, the coil main body 20 includes twelve iron core yokes 6 extending in the radial direction and a drive wound around the center line of the yoke 6. And coils for use 7 (7u, 7v, 7w). The multi-phase motor 1 shown in FIG. 2 is for a three-phase motor, for example, in which U-, V-, and W-phase yokes 6 and drive coils 7u, 7v, 7w are arranged in order.
【0020】前記ステータ基板2の前記ロータ3に対向
する表面に、銅箔をエッチングすることによりパターン
形成されたフレキシブル基板11が接着されて形成され
ている。また、このパターンでは、回転数の検出パター
ンとして機能するFG(周波数ジェネレータ)パターン
12が形成されており、前記FGパターン12はロータ
3の外周部に形成された後述するロータマグネット8に
沿って配設されている。なお、図3はFGパターン12
の上半分を平面図で示しているが、このFGパターン1
2では、半径方向に延びる検出ライン13が一定のピッ
チで配列している。隣接する検出ライン13どうしは、
外周側の接続ライン13aと内周側の接続ライン13b
とで交互に接続されており、その結果、FGパターン1
2はジグザグ形状である。A flexible substrate 11 patterned by etching a copper foil is adhered to the surface of the stator substrate 2 facing the rotor 3. In this pattern, an FG (frequency generator) pattern 12 functioning as a rotation number detection pattern is formed, and the FG pattern 12 is arranged along a rotor magnet 8 formed on the outer periphery of the rotor 3 and described later. Has been established. FIG. 3 shows the FG pattern 12
The upper half of the FG pattern 1 is shown in a plan view.
2, the detection lines 13 extending in the radial direction are arranged at a constant pitch. Adjacent detection lines 13
Outer connection line 13a and inner connection line 13b
And FG pattern 1 as a result.
2 is a zigzag shape.
【0021】また前記ロータ3の内面外周部にロータマ
グネット8が固定されている。図4はロータマグネット
8を斜視図で示しているが、前記ロータマグネット8で
は、上記コイル本体20の先端部に対向する面に、駆動
用着磁部9が形成され、上記FGパターン12に対向す
る面に回転速度検出着磁部(FG着磁部)10が形成さ
れている。前記駆動用着磁部9は、円周方向へ一定ピッ
チでN極とS極とが交互に着磁され、前記回転速度検出
着磁部10についても、円周方向へ前記駆動用着磁部9
のピッチよりも狭い一定ピッチでN極とS極とが交互に
着磁されている。A rotor magnet 8 is fixed to the inner peripheral portion of the rotor 3. FIG. 4 shows the rotor magnet 8 in a perspective view. In the rotor magnet 8, a driving magnetized portion 9 is formed on a surface facing the tip of the coil body 20, and the rotor magnet 8 faces the FG pattern 12. A rotation speed detecting magnetized portion (FG magnetized portion) 10 is formed on the surface to be rotated. The driving magnetizing section 9 is configured such that N poles and S poles are alternately magnetized at a constant pitch in the circumferential direction, and the rotational speed detecting magnetizing section 10 also has the driving magnetizing section in the circumferential direction. 9
N poles and S poles are alternately magnetized at a constant pitch narrower than the pitch of.
【0022】また、前記回転速度検出着磁部10に形成
されたN極とS極の着磁ピッチは、前記FGパターン1
2の半径方向の検出ライン13のピッチと同じに形成さ
れている。そして、駆動用着磁部9の着磁極数に対し、
回転速度検出着磁部10の着磁極数が3n倍(nは整
数)となるように設定される。また、FGパターン12
と各駆動用コイル7u,7v,7wとの配置位相および
回転速度検出着磁部10と駆動用着磁部9との配置位相
であるが、これは、FGパターン12から得られる周波
数信号が波形整形された後の信号の立ち上がりエッジま
たは立ち下がりエッジが、各駆動用コイルへの駆動電力
の切換えタイミングと一致していることが好ましい。The magnetization pitch between the N pole and the S pole formed on the rotation speed detecting magnetized section 10 is determined by the FG pattern 1
The pitch is the same as the pitch of the two radial detection lines 13. Then, with respect to the number of magnetized poles of the magnetized portion 9 for driving,
The number of magnetized poles of the rotation speed detecting magnetized unit 10 is set to be 3n times (n is an integer). FG pattern 12
And the arrangement phase of the drive coils 7u, 7v, 7w and the arrangement phase of the rotation speed detecting magnetizing unit 10 and the driving magnetizing unit 9. The frequency signal obtained from the FG pattern 12 has a waveform. It is preferable that the rising edge or the falling edge of the shaped signal coincide with the timing of switching the drive power to each drive coil.
【0023】これを実現するための具体的構成を説明す
る。図9に示すように、三相モータでは、U相,V相,
W相の各相への通電切換は120°の位相差を持って行
なわれ、各相の駆動用モータにより発生トルクが120
°の位相差を持つ。また図9に示すように、駆動用着磁
部9が所定位置(例えば1個の駆動用コイルの前方)を
移動するとき、N極とS極(一対の磁極)が通過する時
間(すなわち周期T)の間に、コイル電流Iu0,Iv
0,Iw0は6回切換えられるべきである。したがって、
前記FGパターン12からの周波数信号を波形整形した
ときの信号(図6(A)のVfg)の立ち上がりエッジ
と立ち下がりエッジが、前記コイル電流の6回の切換え
のタイミングと一致するように、周期Tの間に6回現れ
ることが好ましい。これは、FGパターン12と各駆動
用コイル7u,7v,7wとの配置位相および回転速度
検出着磁部10と駆動用着磁部9との配置位相、さらに
は回転速度検出着磁部10の着磁ピッチを決めることに
より設定できる。A specific configuration for realizing this will be described. As shown in FIG. 9, in the three-phase motor, the U-phase, the V-phase,
The energization switching to each phase of the W phase is performed with a phase difference of 120 °, and the torque generated by the driving motor of each phase is 120 °.
It has a phase difference of °. As shown in FIG. 9, when the drive magnetizing unit 9 moves at a predetermined position (for example, in front of one drive coil), the time (that is, the period) during which the N pole and the S pole (a pair of magnetic poles) pass. T), the coil currents Iu0, Iv
0, Iw0 should be switched six times. Therefore,
The period is set so that the rising edge and the falling edge of the signal (Vfg in FIG. 6A) obtained by shaping the frequency signal from the FG pattern 12 coincide with the timing of switching the coil current six times. Preferably it appears six times during T. This is because the arrangement phase of the FG pattern 12 and each of the drive coils 7u, 7v, and 7w, the arrangement phase of the rotation speed detection magnetization unit 10 and the drive magnetization unit 9, and the rotation speed detection magnetization unit 10 It can be set by determining the magnetization pitch.
【0024】あるいは、FGパターン12からの周波数
信号を波形整形したときの信号(図6(A)のVfg)
のうちの、立ち上がりエッジの回数または立ち下がりエ
ッジの回数が、前記周期T間に6回現れ、立ち上がりエ
ッジまたは立ち下がりエッジのタイミングが、各相の駆
動用コイルへの通電切換えのタイミングと一致していて
もよい。または前記周期T間でのVfgの、立ち上がり
エッジと立ち下がりエッジの現れる回数が12回または
36回(6の倍数)でもよく、この場合には、前記Vf
gを整数倍で分周することにより、各相のモータへの通
電の切換えタイミングを設定できる。あるいは、周期T
の間に、前記エッジが2回または3回(6の因数)現れ
るようにし、Vfgを逓倍することにより、図6(A)
に示すように、周期T間にエッジが6回現れる信号を生
成できる。Alternatively, a signal obtained by shaping the waveform of the frequency signal from the FG pattern 12 (Vfg in FIG. 6A)
Among them, the number of rising edges or the number of falling edges appears six times during the period T, and the timing of the rising edge or the falling edge coincides with the timing of switching the energization to the driving coil of each phase. May be. Alternatively, the number of appearances of the rising edge and the falling edge of Vfg during the period T may be 12 or 36 (a multiple of 6). In this case, the Vfg is Vfg.
By dividing g by an integral multiple, it is possible to set the timing of switching the energization to the motor of each phase. Alternatively, the period T
6 (A) by causing the edge to appear twice or three times (a factor of 6) and multiplying Vfg.
As shown in FIG. 7, a signal in which an edge appears six times during the period T can be generated.
【0025】図5は本発明における多相モータの駆動装
置の実施の形態を示す構成図、図6は定常回転時におけ
る信号処理を示すタイミングチャートであり、(A)は
FG信号と駆動信号、(B)はコイル電流を示す。ま
た、図7は起動時における信号処理を示すタイミングチ
ャートであり、(A)はFG信号と駆動信号、(B)は
コイル電流を示す。上述の多相モータ1が三相モータで
ある場合には、例えば図5に示されるような駆動回路に
よって回転駆動される。すなわち、FGパターン12の
出力が、フレキシブル基板11を介してFGアンプ15
に入力され信号増幅された後、波形整形手段16で波形
整形される。符号18は、コンピュータや論理回路など
から構成された信号処理手段を示している。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a driving apparatus for a polyphase motor according to the present invention, and FIG. 6 is a timing chart showing signal processing at the time of steady rotation. (A) shows an FG signal and a driving signal. (B) shows the coil current. FIGS. 7A and 7B are timing charts showing signal processing at the time of startup. FIG. 7A shows an FG signal and a drive signal, and FIG. 7B shows a coil current. When the above-described multi-phase motor 1 is a three-phase motor, it is rotationally driven by a drive circuit as shown in FIG. 5, for example. That is, the output of the FG pattern 12 is output to the FG amplifier 15 via the flexible substrate 11.
The signal is amplified by the waveform shaping means 16 after the signal is amplified by the signal input. Reference numeral 18 denotes a signal processing unit including a computer, a logic circuit, and the like.
【0026】信号処理手段18では、後述するように波
形整形後の信号から3種類の駆動信号(Eu,Ev,E
w)を生成し、モータ駆動回路17の入力端子H1
(+),H2(+),H3(+)にそれぞれ入力され
る。また他方の入力端子H1(−),H2(−)および
H3(−)には、リファレンス電圧Vrefが印加されて
おり、所定の電圧レベルに固定されている。なお、この
リファレンス電圧Vrefは、例えば、モータ駆動回路1
7内にて第1の駆動信号Eu,第2の駆動信号Evおよ
び第3の駆動信号Ewとの差動信号を生成するための基
準電圧として使用される。そして、モータ駆動回路17
の出力端子Au,Av,Awは、前記三相モータの駆動
用コイル7u,7v,7wに接続されており、所定のコ
イル電流Iu,Iv,Iwが給電される。なお、モータ
駆動回路17は、通常の三相モータ用のドライバ回路を
そのまま使用することが可能である。In the signal processing means 18, three types of drive signals (Eu, Ev, E
w), and the input terminal H1 of the motor drive circuit 17 is generated.
(+), H2 (+), and H3 (+). A reference voltage Vref is applied to the other input terminals H1 (-), H2 (-) and H3 (-), and is fixed at a predetermined voltage level. Note that this reference voltage Vref is, for example, the motor drive circuit 1
7 is used as a reference voltage for generating a differential signal between the first drive signal Eu, the second drive signal Ev, and the third drive signal Ew. And the motor drive circuit 17
Are connected to the driving coils 7u, 7v, 7w of the three-phase motor, and are supplied with predetermined coil currents Iu, Iv, Iw. Note that the motor drive circuit 17 can use a driver circuit for a normal three-phase motor as it is.
【0027】上記のように構成される多相モータの駆動
回路の動作を説明する。 (定常回転モード)ロータマグネット8が回転すると、
回転速度検出着磁部10の磁束は前記検出ライン13を
垂直に通過するため、検出ライン13に電流が励起され
る。この際、隣合う検出ライン13を通過する磁束の向
きは互いに反対方向となるが、検出ライン13の向きも
互いに反対となるため、励起される電流は一方向に統一
される。また、検出ライン13には、ロータマグネット
8の回転によって回転速度検出着磁部10のN極とS極
が交互に対向する。よって、検出ライン13を通過する
磁束の向きは、その度に反転されるため、FGパターン
12からは、ロータの回転数に比例した周波数の信号が
得られる。図6(A)のVfgは、FGパターン12か
ら得られた周波数信号を波形整形した信号を示してい
る。The operation of the drive circuit of the multi-phase motor configured as described above will be described. (Steady rotation mode) When the rotor magnet 8 rotates,
Since the magnetic flux of the rotation speed detection magnetizing unit 10 passes through the detection line 13 vertically, a current is excited in the detection line 13. At this time, the directions of the magnetic flux passing through the adjacent detection lines 13 are opposite to each other, but the directions of the detection lines 13 are also opposite to each other, so that the excited current is unified in one direction. In addition, the N pole and the S pole of the rotation speed detecting magnetized unit 10 alternately face the detection line 13 by the rotation of the rotor magnet 8. Therefore, since the direction of the magnetic flux passing through the detection line 13 is inverted each time, a signal having a frequency proportional to the rotation speed of the rotor is obtained from the FG pattern 12. Vfg in FIG. 6A indicates a signal obtained by shaping the waveform of the frequency signal obtained from the FG pattern 12.
【0028】また、検出ライン13から得られる検出信
号の周期は、回転速度検出着磁部10の着磁極数および
検出ライン13のピッチに対応する。図6に示す例で
は、駆動用着磁部9のN極とS極が移動する周期Tの間
に、FGパターン12から得られた波形整形後の検出信
号(FG信号)Vfgの立ち上がりエッジと立ち下がり
エッジが、6回現れるように設定されている。信号処理
手段18では、FG信号Vfgの立ち下がりエッジ、お
よび立ち上がりエッジに同期させて、各駆動信号Eu,
Ev,Ewが切換えられる。The period of the detection signal obtained from the detection line 13 corresponds to the number of magnetized poles of the rotation speed detection magnetized unit 10 and the pitch of the detection line 13. In the example shown in FIG. 6, the rising edge of the waveform-shaped detection signal (FG signal) Vfg obtained from the FG pattern 12 during the period T in which the N-pole and S-pole of the driving magnetized portion 9 move and The falling edge is set to appear six times. The signal processing means 18 synchronizes the driving signals Eu, Eu, with the falling edge and the rising edge of the FG signal Vfg.
Ev and Ew are switched.
【0029】第1の駆動信号Euは、Vfgの立ち下が
りエッジ、立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジ
′に同期して極性が反転させられ、第2の駆動信号E
vは、Vfgの立ち下がりエッジ、立ち上がりエッジ
、立ち下がりエッジ′で極性が反転される。また第
3の駆動信号Ewは、立ち上がりエッジ、立ち下がり
エッジ、立ち上がりエッジ′に同期して極性が反転
させられる。このように信号処理手段18の論理回路を
構成することにより、第1の駆動信号Euに対して位相
が1/3周期(120°)進んだ第2の駆動信号Evが
生成され、また第1の駆動信号Euに対して位相が2/
3周期(240°)進んだ第3の駆動信号Ewが生成さ
れる。The polarity of the first drive signal Eu is inverted in synchronization with the falling edge, rising edge and falling edge ′ of Vfg, and the second drive signal Eu is inverted.
The polarity of v is inverted at the falling edge, rising edge, and falling edge ′ of Vfg. The polarity of the third drive signal Ew is inverted in synchronization with the rising edge, falling edge, and rising edge ′. By configuring the logic circuit of the signal processing unit 18 in this manner, the second drive signal Ev whose phase is advanced by 1 / cycle (120 °) with respect to the first drive signal Eu is generated, and the first drive signal Eu is generated. Phase 2 /
A third drive signal Ew advanced by three cycles (240 °) is generated.
【0030】このようにして生成された第1の駆動信号
Eu,第2の駆動信号Evおよび第3の駆動信号Ew
は、モータ駆動回路17に入力される。モータ駆動回路
17では、コイル電流Iu,Iv,Iwが上記第1の駆
動信号Eu、第2の駆動信号Evおよび第3の駆動信号
EwのH信号およびL信号の組み合わせに基づいて出力
される。The first drive signal Eu, the second drive signal Ev, and the third drive signal Ew generated in this manner.
Is input to the motor drive circuit 17. In the motor drive circuit 17, the coil currents Iu, Iv, Iw are output based on a combination of the H signal and the L signal of the first drive signal Eu, the second drive signal Ev, and the third drive signal Ew.
【0031】図6(A)に示す1周期Tに対する各駆動
信号Eu,Ev,EwのH信号およびL信号の組み合わ
せ、およびこれに対するコイル電流Iu,Iv,Iwの
出力は、以下の表1に示す通りである。The combination of the H signal and the L signal of each drive signal Eu, Ev, Ew for one cycle T shown in FIG. 6A and the output of the coil currents Iu, Iv, Iw corresponding thereto are shown in Table 1 below. As shown.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】表1の(1)(符号−間)に示すよう
に、第1の駆動信号Euがローレベル(以下、Lとい
う),第2の駆動信号Evがハイレベル(以下、Hとい
う),第3の駆動信号EwがL(この場合をEx=
〔L,H,L〕という、以下同様)である場合には、モ
ータ駆動回路17からIu=−向きの電流、Iv=+向
きの電流,およびIw=0(この場合をIx=『−,
+,0』という、以下同様)の各コイル電流が出力され
る。また、(1)の状態から(2)の状態(符号−
間)であるEx=〔L,H,H〕に切り変わると、モー
タ駆動回路17はIx=『−,0,+』の各コイル電流
を出力する。As shown in Table 1 (1) (between sign and sign), the first drive signal Eu is at a low level (hereinafter, referred to as L), and the second drive signal Ev is at a high level (hereinafter, referred to as H). , The third drive signal Ew is L (in this case, Ex =
[L, H, L], the same applies hereinafter) from the motor drive circuit 17, the current in the Iu = − direction, the current in the Iv = + direction, and Iw = 0 (in this case, Ix = “−,
+, 0 ", hereinafter the same). Further, the state of (1) is changed from the state of (2) (sign-
When Ex = [L, H, H], the motor drive circuit 17 outputs each coil current of Ix = “−, 0, +”.
【0034】すなわち、第1,第2および第3の駆動信
号Eu,Ev,Ewは、上表の(1)→(2)→(3)
→(4)→(5)→(6)→(1)→(2)……の順序
で規則的に切り換わる。よって、モータ駆動回路17
は、この規則通りの切り換えに応じて上表に掲げる極性
に対応する各コイル電流Iu,Iv,Iwをそれぞれ出
力するものとなっている。よって、三相モータの各モー
タコイル7u(U相),7v(V相)および7w(W
相)には、常に図6(B)に示すような規則正しい位相
差を持つコイル電流Iu,Iv,Iwを給電することが
できる。すなわち、三相モータの定速回転を維持するこ
とが可能となる。That is, the first, second, and third drive signals Eu, Ev, and Ew are obtained from (1) → (2) → (3) in the above table.
→ (4) → (5) → (6) → (1) → (2)... Therefore, the motor drive circuit 17
Output coil currents Iu, Iv, Iw corresponding to the polarities listed in the above table in accordance with the switching according to the rule. Therefore, each of the motor coils 7u (U phase), 7v (V phase) and 7w (W
6), coil currents Iu, Iv, Iw having regular phase differences as shown in FIG. 6B can always be supplied. That is, it is possible to maintain the constant speed rotation of the three-phase motor.
【0035】(起動時モード)起動時には、ロータ3は
回転していないため、FG信号Vfgの出力は0である。
よって、信号処理手段18ではFG信号Vfgに基づいた
各駆動信号を生成することができない。そこで、信号処
理手段18において図7(A)に示すような擬似的な第
1,第2および第3の駆動信号Eu′,Ev′,Ew′
を生成し、モータ駆動回路17の入力端子H1(+),
H1(−)、H2(+),H2(−)およびH3
(+),H3(−)にそれぞれ与えられる。また信号処
理手段18では、駆動しようとする三相モータの特性に
合わせて、予め図7(A)に示すようなパターンのパル
スの切換えが行なわれ、このパルスがモータ駆動回路1
7に与えられる。(Starting Mode) At the time of starting, the output of the FG signal Vfg is 0 because the rotor 3 is not rotating.
Therefore, the signal processing means 18 cannot generate each drive signal based on the FG signal Vfg. Therefore, the pseudo first, second, and third drive signals Eu ', Ev', Ew 'as shown in FIG.
Are generated, and the input terminals H1 (+),
H1 (-), H2 (+), H2 (-) and H3
(+) And H3 (-). In the signal processing means 18, switching of a pulse having a pattern as shown in FIG. 7A is performed in advance in accordance with the characteristics of the three-phase motor to be driven.
7 given.
【0036】すなわち、図7(A)に示す各駆動信号E
u′,Ev′,Ew′の各パルス幅Tu1,Tv1,Tw
1は、予め設定されたものであり、起動指令が出された
ら、擬似的な第1の駆動信号Eu′を例えばH信号、第
2の駆動信号EvをL信号、第3の駆動信号EwをH信
号(Ex=〔H,L,H〕:表1の(4))として出力
し、それぞれの駆動信号を表1の順序で切り換える。さ
らにその後に前記Tu1,Tv1,Tw1よりも短いパル
ス幅Tu2,Tv2,Tw2、さらにはパルス幅Tu3,T
v3,Tw3,…と徐々に短いパルス幅とする。その結
果、各駆動用コイル7u,7v,7wには、図7(B)
に示すような前記表1の(1)〜(6)の全ての組合せ
のコイル電流Iu,Iv,Iwが与えられることにな
り、いずれかの時点でモータを始動させることができ
る。そして、このように各パルス幅を徐々に短くするこ
とにより、ロータ3の回転を加速させることができる。That is, each drive signal E shown in FIG.
u ′, Ev ′, Ew ′ pulse width Tu1, Tv1, Tw
1 is preset, and when a start command is issued, a pseudo first drive signal Eu 'is set to, for example, an H signal, a second drive signal Ev is set to an L signal, and a third drive signal Ew is set to An H signal (Ex = [H, L, H]: (4) in Table 1) is output, and each drive signal is switched in the order shown in Table 1. Further thereafter, the pulse widths Tu2, Tv2, Tw2 shorter than the above-mentioned Tu1, Tv1, Tw1 and the pulse widths Tu3, T2
The pulse width is gradually shorter, such as v3, Tw3,. As a result, each of the driving coils 7u, 7v, and 7w has the configuration shown in FIG.
As shown in Table 1, the coil currents Iu, Iv, Iw of all combinations of (1) to (6) in Table 1 are given, and the motor can be started at any time. Then, by gradually shortening each pulse width in this way, the rotation of the rotor 3 can be accelerated.
【0037】また、ロータ3にある程度の回転が生じる
とFGパターン12にパルス電流が生じFG信号Vfgが
検出されるようになる。よって、FG信号Vfgが得られ
た後は、擬似的な各駆動信号Eu′,Ev′,Ew′の
供給を停止する。そして、FG信号Vfgに基づいて第1
の駆動信号Eu,第2の駆動信号Evおよび第3のパル
ス信号Ewを生成させることにより、通常の回転制御動
作を行なう上記定常回転モードに移行させることができ
る。なお、この種のモータは、ロータが1/2回転また
は1回転するごとに、パルス出力を得る位相ジェネレー
タ(PG)が設けられているのが通常である。このPG
から出力が得られるタイミングを、駆動用着磁部9の着
磁位相に合わせて設定し、PGから得られる信号を整数
で逓倍して、例えば図6のVfgに示すように、駆動着
磁部9のN極とS極が移動する周期T内に6回エッジが
現れるような信号を生成し、これに基づいて第1と第2
と第2の駆動信号Eu,Ev,Ewを生成することも可
能である。When the rotor 3 rotates to some extent, a pulse current is generated in the FG pattern 12, and the FG signal Vfg is detected. Therefore, after the FG signal Vfg is obtained, the supply of the pseudo drive signals Eu ', Ev', Ew 'is stopped. Then, based on the FG signal Vfg, the first
By generating the drive signal Eu, the second drive signal Ev, and the third pulse signal Ew, it is possible to shift to the steady rotation mode in which a normal rotation control operation is performed. It should be noted that this type of motor is usually provided with a phase generator (PG) for obtaining a pulse output every time the rotor makes a half turn or one turn. This PG
Is set in accordance with the magnetization phase of the drive magnetizing section 9 and the signal obtained from PG is multiplied by an integer, for example, as shown by Vfg in FIG. 9 is generated such that an edge appears six times within a period T in which the N pole and the S pole move, and based on this, the first and second signals are generated.
And the second drive signals Eu, Ev, and Ew.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、従来から
あるFGパターンやPGパターンを使用してコイルへの
駆動電流の切換えタイミングが設定されるため、ホール
素子を使用する必要がなくなる。よって、部品点数を削
減できる。また市販のモータ駆動回路を使用することが
できるため、部品を共通化することができ、コストダウ
ンが図れる。According to the present invention described in detail above, since the switching timing of the drive current to the coil is set using the conventional FG pattern or PG pattern, it is not necessary to use a Hall element. Therefore, the number of parts can be reduced. In addition, since a commercially available motor drive circuit can be used, parts can be shared and cost can be reduced.
【0039】さらに、多相モータ内にホール素子を設け
る必要がなくなるため、モータ自体の小型化が可能とな
るとともに煩雑な取り付け作業からも開放される。Further, since it is not necessary to provide a hall element in the multi-phase motor, the motor itself can be reduced in size and a complicated mounting operation is released.
【図1】多相モータの断面図、FIG. 1 is a cross-sectional view of a polyphase motor,
【図2】モータに配置された駆動用コイルを示す平面
図、FIG. 2 is a plan view showing a driving coil arranged in the motor;
【図3】モータに使用されるFGパターンを示す一部省
略平面図、FIG. 3 is a partially omitted plan view showing an FG pattern used for a motor,
【図4】モータに使用されるロータマグネットを示す斜
視図、FIG. 4 is a perspective view showing a rotor magnet used in the motor,
【図5】本発明における多相モータの駆動装置を示す構
成図、FIG. 5 is a configuration diagram showing a driving device for a polyphase motor according to the present invention;
【図6】定常回転時におけるタイミングチャートを示
し、(A)はFG信号および信号処理手段の出力電圧,
(B)はコイル電流、FIG. 6 shows a timing chart at the time of steady rotation, in which (A) shows an FG signal and an output voltage of the signal processing means,
(B) is a coil current,
【図7】起動時におけるタイミングチャートを示し、
(A)はFG信号および信号処理手段の出力電圧,
(B)はコイル電流、FIG. 7 shows a timing chart at the time of startup,
(A) is the FG signal and the output voltage of the signal processing means,
(B) is a coil current,
【図8】従来の三相モータの駆動装置を示す構成図、FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional three-phase motor driving device;
【図9】図8のタイミングチャートを示し、(A)はホ
ール電圧信号処理手段の出力電圧,(B)はコイル電
流、9 shows a timing chart of FIG. 8, wherein (A) is an output voltage of the Hall voltage signal processing means, (B) is a coil current,
1 多相モータ 3 ロータ 7u 駆動用コイル(U相) 7v 駆動用コイル(V相) 7w 駆動用コイル(W相) 8 ロータマグネット 9 駆動用磁着部 10 回転速度検出磁着部 12 FGパターン(検出手段) 13 検出ライン 15 FGアンプ 16 波形整形手段 17 モータ駆動回路 18 信号処理手段 Eu 第1の駆動信号 Ev 第2の駆動信号 Ew 第3の駆動信号 Iu,Iv,Iw コイル電流(駆動電力) Reference Signs List 1 polyphase motor 3 rotor 7u drive coil (U phase) 7v drive coil (V phase) 7w drive coil (W phase) 8 rotor magnet 9 drive magnetic attachment unit 10 rotation speed detection magnetic attachment unit 12 FG pattern ( 13 detection line 15 FG amplifier 16 waveform shaping means 17 motor drive circuit 18 signal processing means Eu first drive signal Ev second drive signal Ew third drive signal Iu, Iv, Iw Coil current (drive power)
Claims (3)
と、この多相モータ内に設けられてロータの回転速度ま
たは回転位相に対応した検出信号を発生させる検出手段
と、前記検出信号に基づいて、前記全ての駆動用コイル
に与える駆動電力に対応した互いに異なる位相の駆動信
号を生成する信号処理手段と、前記信号処理手段で生成
された異なる位相の駆動信号に基づいて各駆動用コイル
に位相の相違する駆動電力を順に与えるモータ駆動回路
と、が設けられていることを特徴とする多相モータの駆
動装置。1. A multi-phase motor having a plurality of drive coils, detection means provided in the multi-phase motor for generating a detection signal corresponding to a rotation speed or a rotation phase of a rotor, and a detecting means based on the detection signal. A signal processing means for generating drive signals of different phases corresponding to the drive power applied to all of the drive coils; and a drive signal of different phases generated by the signal processing means. And a motor drive circuit for sequentially providing drive power having different phases.
着磁部に対向して、この多数の着磁部の移動速度に応じ
た周波数出力を得る回転速度検出手段である請求項1記
載の多相モータの駆動装置。2. The rotating speed detecting means according to claim 1, wherein said detecting means is a rotating speed detecting means for obtaining a frequency output corresponding to a moving speed of said plurality of magnetized portions provided on said rotor. Of multi-phase motor.
たパルス信号のパルス数を計数し、このパルス数に基づ
いて異なる位相の駆動信号が生成される請求項1または
2記載の多相モータの駆動装置。3. The multi-phase motor according to claim 1, wherein the signal processing means counts the number of pulses of the pulse signal detected by the detection means, and generates drive signals having different phases based on the number of pulses. Drive.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9307569A JPH11146680A (en) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Driver for multiphase motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9307569A JPH11146680A (en) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Driver for multiphase motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11146680A true JPH11146680A (en) | 1999-05-28 |
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ID=17970663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9307569A Withdrawn JPH11146680A (en) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Driver for multiphase motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11146680A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007082271A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Canon Inc | Motor controller |
CN117288978A (en) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 深圳市赛元微电子股份有限公司 | Rotation state and speed measuring method and device |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP9307569A patent/JPH11146680A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007082271A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Canon Inc | Motor controller |
CN117288978A (en) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 深圳市赛元微电子股份有限公司 | Rotation state and speed measuring method and device |
CN117288978B (en) * | 2023-11-24 | 2024-03-08 | 深圳市赛元微电子股份有限公司 | Rotation state and speed measuring method and device |
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