JPS5961462A - ブラシレスモ−タ - Google Patents
ブラシレスモ−タInfo
- Publication number
- JPS5961462A JPS5961462A JP57171961A JP17196182A JPS5961462A JP S5961462 A JPS5961462 A JP S5961462A JP 57171961 A JP57171961 A JP 57171961A JP 17196182 A JP17196182 A JP 17196182A JP S5961462 A JPS5961462 A JP S5961462A
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- Japan
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- rotor
- output
- hall
- current
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ホール素子を用いたブラシしスモークに関す
るものである。
るものである。
第1図はホール素子(2)の動作原理図を示すものであ
り、GaAs 、 InSb 、 Ge 、 Si等の
半導体薄片(2γに電流1cを流し、それと垂直方向に
磁界Hを加えると、電流IC及び磁界Hと垂直方向に電
圧VHが発生する。この現象がいわゆるホール効果であ
り、この時発生する電圧Valホール出力電圧と称し、
次式で定義される。
り、GaAs 、 InSb 、 Ge 、 Si等の
半導体薄片(2γに電流1cを流し、それと垂直方向に
磁界Hを加えると、電流IC及び磁界Hと垂直方向に電
圧VHが発生する。この現象がいわゆるホール効果であ
り、この時発生する電圧Valホール出力電圧と称し、
次式で定義される。
ここで、Rnはホール係数、dは素子厚さ、θはホール
角、ICは制御電流、Bけ磁束密度、fHは形状因子で
ある。
角、ICは制御電流、Bけ磁束密度、fHは形状因子で
ある。
第2図(a)はホール素子(2)を用いた最も簡単なブ
ラシレスを−9回路を示し、第2図(b)はその等価回
路を示している。LIL2(/i固定子側の固定子巻線
で、QI 02は固定予巻#L+LgK電流を流すため
のスイッチング素子たるトランジスタである。ホール素
子(2)は永久磁石形の回転子磁極を検出してトランジ
スタQIQ2をオンオフ制御せしめるものである。■は
回路に供給される直流電源の線間電圧を示す。回転子の
S$i、N極の位置によるホール素子(2)の出力電圧
にてトランジスタQ+ 、 Q、を交互にオンオフせし
め、該当する固定子巻線り、 、 L2に電流を流して
回転子磁極との聞にトルクを発生し、回転子を回転させ
る。回転子の回転に伴ないホール素子(21Kよる回転
子位置検出信号も順次切換えられ、電流を流す固定子巻
線り、 、 L2を切換え、回転を持続する。
ラシレスを−9回路を示し、第2図(b)はその等価回
路を示している。LIL2(/i固定子側の固定子巻線
で、QI 02は固定予巻#L+LgK電流を流すため
のスイッチング素子たるトランジスタである。ホール素
子(2)は永久磁石形の回転子磁極を検出してトランジ
スタQIQ2をオンオフ制御せしめるものである。■は
回路に供給される直流電源の線間電圧を示す。回転子の
S$i、N極の位置によるホール素子(2)の出力電圧
にてトランジスタQ+ 、 Q、を交互にオンオフせし
め、該当する固定子巻線り、 、 L2に電流を流して
回転子磁極との聞にトルクを発生し、回転子を回転させ
る。回転子の回転に伴ないホール素子(21Kよる回転
子位置検出信号も順次切換えられ、電流を流す固定子巻
線り、 、 L2を切換え、回転を持続する。
ところで、1〜ランジスタQ1. Q2は回転子のS極
、N極の位置によって交互にオンするために、第8図に
丞すような動作波形で現わされる。すなわち、第2図(
b)及び第、3図において、Eは固定子巻線り、 、
L2の逆起電圧、rは固定子巻線り、、L、の内部抵抗
であり、印加電圧Vとの関係は次式で示される。
、N極の位置によって交互にオンするために、第8図に
丞すような動作波形で現わされる。すなわち、第2図(
b)及び第、3図において、Eは固定子巻線り、 、
L2の逆起電圧、rは固定子巻線り、、L、の内部抵抗
であり、印加電圧Vとの関係は次式で示される。
V=E+旨
これを、第3図(eiに示すトルク波形でみると、第3
図(b)に示す逆起電圧Eの低いところではトルクが低
いにもかかわらず、第3図(C)に示すように電流が多
く流れ、!3図(d)に示す内部抵抗損失12rが増大
し、効率を下ける一つの要因になっていると七がわかる
。つまり、固定子巻線り、 、 L2の逆起電圧Eの低
い領域ではトルクに寄与していないが、電流iが多くな
るため全体の効率を低Fさせていた。
図(b)に示す逆起電圧Eの低いところではトルクが低
いにもかかわらず、第3図(C)に示すように電流が多
く流れ、!3図(d)に示す内部抵抗損失12rが増大
し、効率を下ける一つの要因になっていると七がわかる
。つまり、固定子巻線り、 、 L2の逆起電圧Eの低
い領域ではトルクに寄与していないが、電流iが多くな
るため全体の効率を低Fさせていた。
本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって、ホー
ル素子の出力信号の不感帯を利用して逆起電圧の低い領
域に対応させて電流を平均化して効率を向上させること
を目的さしたブラシレスモー夕を提供するものである。
ル素子の出力信号の不感帯を利用して逆起電圧の低い領
域に対応させて電流を平均化して効率を向上させること
を目的さしたブラシレスモー夕を提供するものである。
以下本発明の実施例を図面により詳述する。第4図は2
組式のブラシレス七−タ回路側を示すものである。従来
と異なるところは両トランジスタQ1. Q2の間に制
御回路(3)を形成またものであり、この制御回路(3
)は、ホール素子(2)、ホール素子(2)の出力電圧
を増巾する増巾器OP、 、 OF2.増巾器oP1、
OF2の出力電圧を所定値でLレベルからHレベルへ波
形整形せしめるシュ三ットトリカ回路ST。
組式のブラシレス七−タ回路側を示すものである。従来
と異なるところは両トランジスタQ1. Q2の間に制
御回路(3)を形成またものであり、この制御回路(3
)は、ホール素子(2)、ホール素子(2)の出力電圧
を増巾する増巾器OP、 、 OF2.増巾器oP1、
OF2の出力電圧を所定値でLレベルからHレベルへ波
形整形せしめるシュ三ットトリカ回路ST。
、 Sr1、シュ三ットトリカ回路ST、 、 Sr1
の出力を増巾してノ\ワートランジスタQ1.Q2をス
イッチングさせる出力回路01,0□から構成されてい
る。
の出力を増巾してノ\ワートランジスタQ1.Q2をス
イッチングさせる出力回路01,0□から構成されてい
る。
以下、制御回路(3)の動作を説明する。第5図は制御
回路(3)の各電圧波形を示したものである。ホール素
子(2)による信号は増巾器OP、 、 OF2によっ
て第5図(a) (C)に示すように交互に出力されて
増巾され、さらに第5図(bl (d) K示すように
シュミツトトリガ回路ST、 、 Sr1によってスレ
ッショルドレベル(しきい値)のところでLレベルとH
レベルとによる2値化がされる。この時、シュ三ットト
リカ回路ST+ 、 Sr1のスレッショルドレベルに
よって出力がどちらもオフ(Lレベル)の状態が現われ
る。本発明はこの点に注目したものであって、第6図(
a) (b) K示すように制御回路(3)ノ出力端O
UT、 、 (IJr2から出力される波形信号にて、
トランジスタQl 。
回路(3)の各電圧波形を示したものである。ホール素
子(2)による信号は増巾器OP、 、 OF2によっ
て第5図(a) (C)に示すように交互に出力されて
増巾され、さらに第5図(bl (d) K示すように
シュミツトトリガ回路ST、 、 Sr1によってスレ
ッショルドレベル(しきい値)のところでLレベルとH
レベルとによる2値化がされる。この時、シュ三ットト
リカ回路ST+ 、 Sr1のスレッショルドレベルに
よって出力がどちらもオフ(Lレベル)の状態が現われ
る。本発明はこの点に注目したものであって、第6図(
a) (b) K示すように制御回路(3)ノ出力端O
UT、 、 (IJr2から出力される波形信号にて、
トランジスタQl 。
Q2を動作させることにより、第6図(d)に示す逆起
電圧の低領域部分はトランジスタQ+ 、 Q2は動作
されない区1i]となって、収線で示す従来例に相当す
る電流のし−クをカットでき、全体として電流iを平均
化している。つまり電流iが多く流れない逆起電圧Eの
所定値以上の高い領域区間でもって、トランジスタQ+
、 Q2をオン動作せしめ、ヒーク電流をカットする
ことで、第6図(f)に示すように、固定子巻線り、
、 L2の内部抵抗損17R(銅損)を少なくし、電流
iを低平均化することによって、トルクを一定化でき、
効率を向上させることができるものである。
電圧の低領域部分はトランジスタQ+ 、 Q2は動作
されない区1i]となって、収線で示す従来例に相当す
る電流のし−クをカットでき、全体として電流iを平均
化している。つまり電流iが多く流れない逆起電圧Eの
所定値以上の高い領域区間でもって、トランジスタQ+
、 Q2をオン動作せしめ、ヒーク電流をカットする
ことで、第6図(f)に示すように、固定子巻線り、
、 L2の内部抵抗損17R(銅損)を少なくし、電流
iを低平均化することによって、トルクを一定化でき、
効率を向上させることができるものである。
第7図は七−夕の構成およびホール素子(2)の配置の
状態を示すものであり、(4)は回転子で、フェライト
磁石で構成してあり、2組のS極、N極を構成している
。(5)は回転子(4)の内側に配置された画定子とな
るステータコアで、中央部には固定子巻線LII +
Ll□+ L2+ + ”2□が巻回しである。ホール
素子(2)は回転子(4)側に近接させてステータコア
(6)に配設しである。また固定子巻線LII + L
12は同一磁極となるように直列に巻回してあり、他の
固定子巻線L2+ + I−2□も同様に同一磁極とな
るように巻回しである。上述したように、ホール素子(
2)rJ″i回転子(4)の磁極にてホール出力電圧を
出力し、固定子巻線LII + L12 +とL2工、
L2□とを交互に励磁する。ホ−ル素子(2)の11j
力電圧波形は、第7図のAの位置とBの位置、つ捷りホ
ール素子(2)をステータコア(5)の半径方向(フェ
ライト磁石より遠ざける方向)に移動させた4局合にお
いては、異なるものである0すなわち、ホール素子(2
)がへの位置よりもBの位置におけるホール素子(2)
の出力電圧の方が低いために、シュ三ットトリガ回路S
T、 、 Sr1のスレッショルドレベルを固定してお
くと、制御回路(3)から出力される19ス動伯号のL
レベルの区間は長くなる。小−ル素子(2)の位置をス
テータコア(5)の半径方向に動かすことは、シュニッ
トトリガ回路Sr’。
状態を示すものであり、(4)は回転子で、フェライト
磁石で構成してあり、2組のS極、N極を構成している
。(5)は回転子(4)の内側に配置された画定子とな
るステータコアで、中央部には固定子巻線LII +
Ll□+ L2+ + ”2□が巻回しである。ホール
素子(2)は回転子(4)側に近接させてステータコア
(6)に配設しである。また固定子巻線LII + L
12は同一磁極となるように直列に巻回してあり、他の
固定子巻線L2+ + I−2□も同様に同一磁極とな
るように巻回しである。上述したように、ホール素子(
2)rJ″i回転子(4)の磁極にてホール出力電圧を
出力し、固定子巻線LII + L12 +とL2工、
L2□とを交互に励磁する。ホ−ル素子(2)の11j
力電圧波形は、第7図のAの位置とBの位置、つ捷りホ
ール素子(2)をステータコア(5)の半径方向(フェ
ライト磁石より遠ざける方向)に移動させた4局合にお
いては、異なるものである0すなわち、ホール素子(2
)がへの位置よりもBの位置におけるホール素子(2)
の出力電圧の方が低いために、シュ三ットトリガ回路S
T、 、 Sr1のスレッショルドレベルを固定してお
くと、制御回路(3)から出力される19ス動伯号のL
レベルの区間は長くなる。小−ル素子(2)の位置をス
テータコア(5)の半径方向に動かすことは、シュニッ
トトリガ回路Sr’。
、 Sr1のスレッショルドしベルを変えることと同じ
である。従って、ホール素子(2)の位置によって、第
6図に示すように時間巾を変えることができる0尚、上
記、回路方式やホール素子(2)の位置を変える方式は
、2相方式のづラシレス七−夕のみならず、8相、2相
P−P等ホール素子を使用する’f−夕にはすべて有効
であると(!:ばもちろんである。
である。従って、ホール素子(2)の位置によって、第
6図に示すように時間巾を変えることができる0尚、上
記、回路方式やホール素子(2)の位置を変える方式は
、2相方式のづラシレス七−夕のみならず、8相、2相
P−P等ホール素子を使用する’f−夕にはすべて有効
であると(!:ばもちろんである。
第8図は本発明のづラシレス七−夕を用いた応用例を示
し、換気扇の例を示すものである。本体(6)の中央部
に設けた円筒部(7)内にステータコア(6)、ホール
素子(2)及び他の電子回路部品を配置し、円筒部(7
)の中央には軸受台(Iすが設けられている。
し、換気扇の例を示すものである。本体(6)の中央部
に設けた円筒部(7)内にステータコア(6)、ホール
素子(2)及び他の電子回路部品を配置し、円筒部(7
)の中央には軸受台(Iすが設けられている。
(8)は回転子側の回転翼で、回転翼(8)の下面中央
より突設した回転軸(9)を軸受台(1すに挿入する。
より突設した回転軸(9)を軸受台(1すに挿入する。
(fillは磁極を構成する永久磁石である。(12)
は電掠線である。
は電掠線である。
本発明は上述のようにブラシレス七−夕において、固定
子巻線の逆起電圧の非低電圧領域に灼応するホール素子
の田方信号を所定のしきい値にて出力せしめるとともに
、この出力にてスイッチング素子をオンせしめる制御回
路を構成したものであるから、固定子巻線に発生する逆
起電圧の低い部分により多くの電流を流し、て全体の効
率を低下させたり、固定子巻線の内部抵抗損を多く生じ
させていた従来上比べ、逆起電圧の低い部分では制御回
路のしきい値にてスイッチング素子を不動作として、逆
起電圧のある所のレベルでスイッチング素子をオン動作
させることで、逆起電圧の低い所で生じるピーク?1′
、流をカットでき、電流を低く平均化することにより、
トルクを一定化でき、効率を向上させることができる効
果を奏する。また、水入磁石形回転子の半径方向におけ
る適互の位置にホール素子を配設したものであるから、
ホール素子と水入磁石形回転子との間の距離の変化によ
り、ホール素子の出力電圧の大きさが可変し、従って出
力電圧の大小が制御回路のしきい値を超える時間巾をo
J変せしめることとなるために、逆起電圧の低い部分で
の電流カット領域を調節でき、上記と同様の効果を得る
ものである。
子巻線の逆起電圧の非低電圧領域に灼応するホール素子
の田方信号を所定のしきい値にて出力せしめるとともに
、この出力にてスイッチング素子をオンせしめる制御回
路を構成したものであるから、固定子巻線に発生する逆
起電圧の低い部分により多くの電流を流し、て全体の効
率を低下させたり、固定子巻線の内部抵抗損を多く生じ
させていた従来上比べ、逆起電圧の低い部分では制御回
路のしきい値にてスイッチング素子を不動作として、逆
起電圧のある所のレベルでスイッチング素子をオン動作
させることで、逆起電圧の低い所で生じるピーク?1′
、流をカットでき、電流を低く平均化することにより、
トルクを一定化でき、効率を向上させることができる効
果を奏する。また、水入磁石形回転子の半径方向におけ
る適互の位置にホール素子を配設したものであるから、
ホール素子と水入磁石形回転子との間の距離の変化によ
り、ホール素子の出力電圧の大きさが可変し、従って出
力電圧の大小が制御回路のしきい値を超える時間巾をo
J変せしめることとなるために、逆起電圧の低い部分で
の電流カット領域を調節でき、上記と同様の効果を得る
ものである。
第1図−ホール素子の動作原理図、第2図(a) (b
)は従来例のブラシレス七−夕の回路図、等価回路図、
第3図(a)〜(e)は同上の動作波形図、第4図は本
発明の実施例の回路図、第5図(a)〜(d)は動作波
形図、第6図(a)〜(f)は同上の動作波形図、第7
図は同上の七−夕の配置構成図、第8図は+71 J−
のLt:用I!/11を示す換気扇の分解斜視図である
。 (2)はホール素子、(3)は制御回路、L、、L2は
固定子巻線を示す。 代理人 弁理士 石 1)長 七 i“(゛11ゝンフ 2′ 2; 2 H,H(b) (0) 第3図 V+
)は従来例のブラシレス七−夕の回路図、等価回路図、
第3図(a)〜(e)は同上の動作波形図、第4図は本
発明の実施例の回路図、第5図(a)〜(d)は動作波
形図、第6図(a)〜(f)は同上の動作波形図、第7
図は同上の七−夕の配置構成図、第8図は+71 J−
のLt:用I!/11を示す換気扇の分解斜視図である
。 (2)はホール素子、(3)は制御回路、L、、L2は
固定子巻線を示す。 代理人 弁理士 石 1)長 七 i“(゛11ゝンフ 2′ 2; 2 H,H(b) (0) 第3図 V+
Claims (1)
- (1)永久峻石形回転子の回転によりホール素子に磁界
を加えて、このホール素子にて回転子磁極位置検出を行
なってスイッチング素子をオンオフ!ti制御せしめ、
スイッチング素子に接続された固定子巻線に電流を流し
、回転子磁極と固定子巻線との間に1ヘルクを発生せし
めて回転子を回転させるブラシレス七−夕において、固
定子巻線の逆起電圧の非低電圧領域に対応するホール素
子の出力信号を所定のしきい値にて出力せしめるととも
に、この出力にてスイッチング素子をオンせしめる制御
回路を形成し、永久磁石形回転子の半径方向における適
宜の位置にホール素子を配設して成ることを特徴とする
ブラシレス七−タ0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57171961A JPS5961462A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ブラシレスモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57171961A JPS5961462A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ブラシレスモ−タ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5961462A true JPS5961462A (ja) | 1984-04-07 |
Family
ID=15932970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57171961A Pending JPS5961462A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ブラシレスモ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5961462A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0458780A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-25 | Seiko Electronic Components Ltd | ブラシレスモータの駆動回路 |
JP2009118583A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Seiko Epson Corp | Pwm制御回路及びpwm制御方法、並びに、それを用いた装置 |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57171961A patent/JPS5961462A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0458780A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-25 | Seiko Electronic Components Ltd | ブラシレスモータの駆動回路 |
JP2009118583A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Seiko Epson Corp | Pwm制御回路及びpwm制御方法、並びに、それを用いた装置 |
US8310184B2 (en) | 2007-11-02 | 2012-11-13 | Seiko Epson Corporation | PWM control circuit and PWN control method |
US8541966B2 (en) | 2007-11-02 | 2013-09-24 | Seiko Epson Corporation | PWM control circuit and PWM control method |
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