JPS5996859A - ブラシレスモ−タ− - Google Patents
ブラシレスモ−タ−Info
- Publication number
- JPS5996859A JPS5996859A JP57205175A JP20517582A JPS5996859A JP S5996859 A JPS5996859 A JP S5996859A JP 57205175 A JP57205175 A JP 57205175A JP 20517582 A JP20517582 A JP 20517582A JP S5996859 A JPS5996859 A JP S5996859A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- flop
- stator
- flip
- waveform
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
- H02K29/12—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using detecting coils using the machine windings as detecting coil
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、プランレスモーターに関スる。
従来のブラシレスモーターは、回転位置をホール素子、
光電素子等の位置検出素子を用いる事によって検出して
いるものが殆んどであった。第１図には、位置検出素子
としてホール素子を用いた従来例を示す。ローターヨー
ク１の内周にローターマグネット２が固定され、回転軸
３がローターヨーク１に固定される事によって回転体を
形成している。ステータコア４にコイル５が巻回され、
ステータコア４はベアリング６を固定したベアリングホ
ルダ７に固定されている。ホール素子１０はプリント基
板９に固定されている。８は取付板、１１はケースであ
る。第１図の構造によるブラシレスモーターでは、構造
上ローターマグネットの漏洩磁束の検出をホール素子は
ステータコイルの外側または下側で行なう事になり形状
的な制約を受けた場合、ホール素子を取付ける事が不可
能な場合があった。また、該位置検出素子の取付けの際
、その取付は位置精度が、そのまま検出誤差となり回転
斑の悪化につながり必要によっては位置調整が必要とな
り組立工数の増大にもつながった。
光電素子等の位置検出素子を用いる事によって検出して
いるものが殆んどであった。第１図には、位置検出素子
としてホール素子を用いた従来例を示す。ローターヨー
ク１の内周にローターマグネット２が固定され、回転軸
３がローターヨーク１に固定される事によって回転体を
形成している。ステータコア４にコイル５が巻回され、
ステータコア４はベアリング６を固定したベアリングホ
ルダ７に固定されている。ホール素子１０はプリント基
板９に固定されている。８は取付板、１１はケースであ
る。第１図の構造によるブラシレスモーターでは、構造
上ローターマグネットの漏洩磁束の検出をホール素子は
ステータコイルの外側または下側で行なう事になり形状
的な制約を受けた場合、ホール素子を取付ける事が不可
能な場合があった。また、該位置検出素子の取付けの際
、その取付は位置精度が、そのまま検出誤差となり回転
斑の悪化につながり必要によっては位置調整が必要とな
り組立工数の増大にもつながった。
さらにホール素子を使用する場合ホール素子には定期的
に電流を流している為、消電力比には不向きである。ま
た、モーターに異状負荷が掛かり、最悪、拘束される様
な事が起った場合、駆動コイルに異常電流が流れる為、
該フィルが焼損する事が有り制御回路内に保護回路を付
加する必要があった。
に電流を流している為、消電力比には不向きである。ま
た、モーターに異状負荷が掛かり、最悪、拘束される様
な事が起った場合、駆動コイルに異常電流が流れる為、
該フィルが焼損する事が有り制御回路内に保護回路を付
加する必要があった。
又、ブラシレスモーターにおいて精密な速度制御を行な
う場合、通常位置検出素子・と１は別に、タフジェネレ
ータ等の速度検出器を使用する必要があり小型化、低価
格化に対して問題を拘えていた。
う場合、通常位置検出素子・と１は別に、タフジェネレ
ータ等の速度検出器を使用する必要があり小型化、低価
格化に対して問題を拘えていた。
本発明はかかる従来技術の欠点を解消したもので、特別
な位置検出素子及び速度検出器を使用せずに、多極ステ
ータに駆動コイルと重ねて或いは単独に巻かれている検
出コイルの誘起電圧を使用する事ニより、ブラシレスモ
ーターの低価格化。
な位置検出素子及び速度検出器を使用せずに、多極ステ
ータに駆動コイルと重ねて或いは単独に巻かれている検
出コイルの誘起電圧を使用する事ニより、ブラシレスモ
ーターの低価格化。
小形化、消電力比および低回転斑化を達成せんとするも
のである。
のである。
以下実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。
第２図に本発明のブラシレスモーターの概略断面図の３
相ブラシレスモーターを示す。本実施例は、多極ステー
タコイルの内、各相それぞれ１つを検出フィルとして使
用している。１は１相検出用ステータコイル、２は２相
検出用ステータコイル、３は３相検出用ステータコイル
、１−１〜１−８は、１相駆動用ステータコイル、２−
１〜２−８は、２相駆動用ステータコイル、６−１〜３
−８は、６相駆動用ステータコイル、４は３６極に着磁
されたローターマグネット、５はローターヨーク、６は
ステータコア、７はボールベアリング、８はローターヨ
ークと連結でいる回転軸である。ローターマグネット４
はローターヨーク８に固定されており回転軸８を中心に
回転する。ローターマグネット４の回転により１相検出
用ステータコイル１，２相検出用ステータコイル２，３
相検出用ステータコイル３に誘起電圧が発生し、１相検
出用ステータコイル１の誘起電圧が発生し、１相検出用
ステータコイル１の誘起電圧を位置検出信号として１相
駆動用ステータコイルを励磁し、２相検出用ステータコ
イル２の誘起電圧を位置検出信号として２相駆動用ステ
ータコイルを励磁し、６相検出用ステータコイルの誘起
電圧を位置検出信号として６相駆動用ステータコイルを
励磁する事によって、所定方向に、ロータマグネット４
が回転駆動される。
相ブラシレスモーターを示す。本実施例は、多極ステー
タコイルの内、各相それぞれ１つを検出フィルとして使
用している。１は１相検出用ステータコイル、２は２相
検出用ステータコイル、３は３相検出用ステータコイル
、１−１〜１−８は、１相駆動用ステータコイル、２−
１〜２−８は、２相駆動用ステータコイル、６−１〜３
−８は、６相駆動用ステータコイル、４は３６極に着磁
されたローターマグネット、５はローターヨーク、６は
ステータコア、７はボールベアリング、８はローターヨ
ークと連結でいる回転軸である。ローターマグネット４
はローターヨーク８に固定されており回転軸８を中心に
回転する。ローターマグネット４の回転により１相検出
用ステータコイル１，２相検出用ステータコイル２，３
相検出用ステータコイル３に誘起電圧が発生し、１相検
出用ステータコイル１の誘起電圧が発生し、１相検出用
ステータコイル１の誘起電圧を位置検出信号として１相
駆動用ステータコイルを励磁し、２相検出用ステータコ
イル２の誘起電圧を位置検出信号として２相駆動用ステ
ータコイルを励磁し、６相検出用ステータコイルの誘起
電圧を位置検出信号として６相駆動用ステータコイルを
励磁する事によって、所定方向に、ロータマグネット４
が回転駆動される。
第６図は本発明によるブラシレスモーターの具体的な駆
動回路例である。９は１相検出用コイル、１０は２相検
出用コイル、１１は３相検出用コイル、１２，１３．１
４は反転増幅器、１５．１＜Ｓ、１７は波形整形回路、
１８，１９．２０はベース抵抗、２１，２２．２３は駆
動用トランジスタ、２４は１相駆動用ステータコイル、
２５は２相駆動用ステータコイル、２６は３相駆動用ス
テータコイル、２７は電源である。又、動作波形を１相
について第４図に示す。ローターマグネットの回転によ
り９，１０．１１の各位置検出用ステータコイルに発生
した誘起電圧波形２８を１２．１３．１４の反転増幅器
により、それぞれ増幅信号２９として取り出す。各増幅
信号を波形整形回路１５．１６．１７を通す事により方
形波３０に変換した後、ベース抵抗１８９丁９，２０を
介して駆動用トランジスタ２１，２２．２３を駆動し、
３相ステータコイル２４．２５．２６にそれぞれ電気角
で１２０度の位相差をもって順次駆動電流を流す。その
駆動コイル電流波形は３１の様゛になる。この結果ロー
ターマグネットは所定方向に回転駆動される。
動回路例である。９は１相検出用コイル、１０は２相検
出用コイル、１１は３相検出用コイル、１２，１３．１
４は反転増幅器、１５．１＜Ｓ、１７は波形整形回路、
１８，１９．２０はベース抵抗、２１，２２．２３は駆
動用トランジスタ、２４は１相駆動用ステータコイル、
２５は２相駆動用ステータコイル、２６は３相駆動用ス
テータコイル、２７は電源である。又、動作波形を１相
について第４図に示す。ローターマグネットの回転によ
り９，１０．１１の各位置検出用ステータコイルに発生
した誘起電圧波形２８を１２．１３．１４の反転増幅器
により、それぞれ増幅信号２９として取り出す。各増幅
信号を波形整形回路１５．１６．１７を通す事により方
形波３０に変換した後、ベース抵抗１８９丁９，２０を
介して駆動用トランジスタ２１，２２．２３を駆動し、
３相ステータコイル２４．２５．２６にそれぞれ電気角
で１２０度の位相差をもって順次駆動電流を流す。その
駆動コイル電流波形は３１の様゛になる。この結果ロー
ターマグネットは所定方向に回転駆動される。
第５図には、ＰＬＬ制御方式を使用した場合の速度制御
を含めた駆動回路例であり、位相比較器としてＲ−Ｓフ
リップフロップ使用した場合を示す。３２は水晶振動子
、３３は分周器、３４゜３５は微分回路、３６はＲ−Ｓ
フリップフロップ、６７は積分器、３８はベース抵抗、
３９は分圧抵抗、４０は制御用トランジスタ、４１は電
源である。任意に設定した回転速度と同周期になるべく
水晶振動子３２と分周器３３によって分周された波形を
微分回路６４を通す事によりトリガ波形に変換する。一
方、ローターマグネットの回転によって発生し増幅器１
２、波形整形回路１５によって方形波に変換された信号
を微分回路３５によりトリガ波形に変換する。
を含めた駆動回路例であり、位相比較器としてＲ−Ｓフ
リップフロップ使用した場合を示す。３２は水晶振動子
、３３は分周器、３４゜３５は微分回路、３６はＲ−Ｓ
フリップフロップ、６７は積分器、３８はベース抵抗、
３９は分圧抵抗、４０は制御用トランジスタ、４１は電
源である。任意に設定した回転速度と同周期になるべく
水晶振動子３２と分周器３３によって分周された波形を
微分回路６４を通す事によりトリガ波形に変換する。一
方、ローターマグネットの回転によって発生し増幅器１
２、波形整形回路１５によって方形波に変換された信号
を微分回路３５によりトリガ波形に変換する。
以下、第６図を用いて速度制御の動作を説明する。
第２図、第３図を用いてモーターの動作状態を説明した
ように検出コイル９，１０．１１に発生した誘起電圧を
反転増幅器１２ 、１３’ 、 １４を通し反転増幅し
、波形整形回路１５，１６．１７を通す事により方形波
に変換し々レス抵抗１８゜１９ 、２０を介してトラン
ジスタ２１，２２゜２６を駆動し３相ステータコイル２
４，２５゜２６にそれぞれ駆動電流を流すわけであるが
、速度検出用信号として６相検出コイルの内、任意の１
相の検出コイルの誘起電圧波形４２を速度検出用信号と
しても使用する。１相の検出コイル９の誘起電圧波形４
２を反転増幅器１２を通し反転増幅波形４３を作り出し
波形整形回路１５を通す事によって変換された方形波４
４を微分回路３５を通してトリガ波形（以下回転パルス
４４と呼ぶ）に変換する。又、水晶振動子３２により発
生したクロックパルス４６を分周器６３により分周波形
４７に変換し微分回路６４を通してトリガ波形（以下基
準パルス４８と呼ぶ）に変換する。
ように検出コイル９，１０．１１に発生した誘起電圧を
反転増幅器１２ 、１３’ 、 １４を通し反転増幅し
、波形整形回路１５，１６．１７を通す事により方形波
に変換し々レス抵抗１８゜１９ 、２０を介してトラン
ジスタ２１，２２゜２６を駆動し３相ステータコイル２
４，２５゜２６にそれぞれ駆動電流を流すわけであるが
、速度検出用信号として６相検出コイルの内、任意の１
相の検出コイルの誘起電圧波形４２を速度検出用信号と
しても使用する。１相の検出コイル９の誘起電圧波形４
２を反転増幅器１２を通し反転増幅波形４３を作り出し
波形整形回路１５を通す事によって変換された方形波４
４を微分回路３５を通してトリガ波形（以下回転パルス
４４と呼ぶ）に変換する。又、水晶振動子３２により発
生したクロックパルス４６を分周器６３により分周波形
４７に変換し微分回路６４を通してトリガ波形（以下基
準パルス４８と呼ぶ）に変換する。
回転パルスによりＲ−８７リツプ７０ツブ３６がセット
され出力は高レベルとなり基準パルスにより、リセット
され出力は低レベルとなる。こ゛れが交互に繰返される
事により４９の回転速度に応じた方形波が作り出される
。その方形波を積分器６７を通す事により直流電圧５０
に変換しベース抵抗３８と分圧抵抗３９を介し、該ベー
ス抵抗３８″と該分圧抵抗３９の分圧比によりＯＮ領域
を適性値に設定された制御用トランジスタ４０を制御す
る。規定回転速度区間５１においては、基準パルス４８
と回転パルス４５の周期は等しくＲ−８７リツプフロツ
プの出力波形３８の高レベル幅は広く積分器３７の出力
波形５０のように直流電圧値が高い為、制御用トランジ
スタ４０のコレクタ電流は少ない。外乱が加わり回転速
度が遅くなると回転区間５２に示すように回転パルスの
周期が広くなる為、Ｒ−Ｓフリップフロップの出力波形
４９の高レベル幅が狭くなり積分器６７の出力波形５０
のように直流電圧値が下がり制御用トランジスタ４０の
コレクタ電流が増え駆動力を増す方向に向かう。よって
回転速度は再び規定回転速度区間５６のようになる。
され出力は高レベルとなり基準パルスにより、リセット
され出力は低レベルとなる。こ゛れが交互に繰返される
事により４９の回転速度に応じた方形波が作り出される
。その方形波を積分器６７を通す事により直流電圧５０
に変換しベース抵抗３８と分圧抵抗３９を介し、該ベー
ス抵抗３８″と該分圧抵抗３９の分圧比によりＯＮ領域
を適性値に設定された制御用トランジスタ４０を制御す
る。規定回転速度区間５１においては、基準パルス４８
と回転パルス４５の周期は等しくＲ−８７リツプフロツ
プの出力波形３８の高レベル幅は広く積分器３７の出力
波形５０のように直流電圧値が高い為、制御用トランジ
スタ４０のコレクタ電流は少ない。外乱が加わり回転速
度が遅くなると回転区間５２に示すように回転パルスの
周期が広くなる為、Ｒ−Ｓフリップフロップの出力波形
４９の高レベル幅が狭くなり積分器６７の出力波形５０
のように直流電圧値が下がり制御用トランジスタ４０の
コレクタ電流が増え駆動力を増す方向に向かう。よって
回転速度は再び規定回転速度区間５６のようになる。
このように本発明は、駆動コイルと同様にステータに検
出コイルを巻く為にホール素子等の位置検出素子を使用
する必要がなく、その素子の為の空間を設ける必要がな
い。又、該位置検出素子を使用する場合、その取付は位
置は極めて精度が要求され、その取付は位置精度がその
まま検出誤差となり回転速の悪化となり、場合によって
は位置調整が必要となる為、組立工数の増大にもつなが
るが、本発明によれば検出コイルはステータに巻かれる
為、非常に精度の有る検出が行なわれ、当然、位置調整
の必要は皆無である。さらにホール素子等のような位置
検出素子に定常的に電流を流す必要がない。又、モータ
ーにおいて予想される異常負荷時、特に拘束されるよう
な状態が発生した時、保護対策としてモーター単体に温
度ヒーーズ等の熱感応素子を封入するか、モーター制御
回路内に保護回路を付加する必要がある。ところがが本
発明によれば、ローターマグネットの回転によって発生
する誘起電圧を回転位置検出及び回転速度検出に使用し
ている為、モーター拘束状態のような異常状態が発生し
てモーターの回転が止まると誘起電圧も発生しなくなる
為、特に保護対策をする必要がない。すなわち、ブラシ
レスモータ一本体の小型化、低価格化、低回転速化を達
成できるばかりでなく、併せて回路の小型化、低価格化
、′ｌ肖電力化を達成する事ができる。
出コイルを巻く為にホール素子等の位置検出素子を使用
する必要がなく、その素子の為の空間を設ける必要がな
い。又、該位置検出素子を使用する場合、その取付は位
置は極めて精度が要求され、その取付は位置精度がその
まま検出誤差となり回転速の悪化となり、場合によって
は位置調整が必要となる為、組立工数の増大にもつなが
るが、本発明によれば検出コイルはステータに巻かれる
為、非常に精度の有る検出が行なわれ、当然、位置調整
の必要は皆無である。さらにホール素子等のような位置
検出素子に定常的に電流を流す必要がない。又、モータ
ーにおいて予想される異常負荷時、特に拘束されるよう
な状態が発生した時、保護対策としてモーター単体に温
度ヒーーズ等の熱感応素子を封入するか、モーター制御
回路内に保護回路を付加する必要がある。ところがが本
発明によれば、ローターマグネットの回転によって発生
する誘起電圧を回転位置検出及び回転速度検出に使用し
ている為、モーター拘束状態のような異常状態が発生し
てモーターの回転が止まると誘起電圧も発生しなくなる
為、特に保護対策をする必要がない。すなわち、ブラシ
レスモータ一本体の小型化、低価格化、低回転速化を達
成できるばかりでなく、併せて回路の小型化、低価格化
、′ｌ肖電力化を達成する事ができる。
また６相ブラシレスモーターについて説明したが、２相
ブラシレスモーター、４相ブラシレスモーター等の６相
以外の相数のブラシレスモーターにも本発明は運用でき
る。
ブラシレスモーター、４相ブラシレスモーター等の６相
以外の相数のブラシレスモーターにも本発明は運用でき
る。
第１図は従来のブラシレスモーターでラジアルギャップ
型モーターの断面図、第２図は本発明の実施例を示す概
略断面図、第３図は本発明の駆動回路図、第４図は第３
図の駆動回路の動作を説明した信号波形図、第５図は本
発明の速度制御を含めた駆動回路図、第６図は本発明の
速度制御動作を説明する為の信号波形図である。 １．９は１相検出用ステータコイル、２，１０は２相検
出用ステータコイル、３，１１は６相検出用ステータコ
イル１−１〜１−８．２４は１相駆動用ステータコイル
、２−１．〜２−８．２５は２相駆動用ステータコイル
、２−１〜２−８．２６は６相駆動用ステータコイル、
４はローターマグネット、５はヨーク、６はステータ、
７はボールベアリング、８は回転軸、１２，１３．１４
は増幅器、１５，１６，１７は波形整形回路、１８゜１
９．２０，３３はペース抵抗、２１，２２゜２６は駆動
用トランジスタ、３２は水晶振動子、３３は分周器、３
４．３５は微分回路、３６はＲ−Ｓフリップフロップ、
３７は積分器、６８はベース抵抗、６９は分圧抵抗、４
０は制御用トランジスタ、２７．４１は電源である。 以 上 第−１−図 第２図 ［ 第゛〜３図 Ｍ
Ｑｖ：３／ ｆｆρ−ＣＬθｌ−ｏ。 第４−図
型モーターの断面図、第２図は本発明の実施例を示す概
略断面図、第３図は本発明の駆動回路図、第４図は第３
図の駆動回路の動作を説明した信号波形図、第５図は本
発明の速度制御を含めた駆動回路図、第６図は本発明の
速度制御動作を説明する為の信号波形図である。 １．９は１相検出用ステータコイル、２，１０は２相検
出用ステータコイル、３，１１は６相検出用ステータコ
イル１−１〜１−８．２４は１相駆動用ステータコイル
、２−１．〜２−８．２５は２相駆動用ステータコイル
、２−１〜２−８．２６は６相駆動用ステータコイル、
４はローターマグネット、５はヨーク、６はステータ、
７はボールベアリング、８は回転軸、１２，１３．１４
は増幅器、１５，１６，１７は波形整形回路、１８゜１
９．２０，３３はペース抵抗、２１，２２゜２６は駆動
用トランジスタ、３２は水晶振動子、３３は分周器、３
４．３５は微分回路、３６はＲ−Ｓフリップフロップ、
３７は積分器、６８はベース抵抗、６９は分圧抵抗、４
０は制御用トランジスタ、２７．４１は電源である。 以 上 第−１−図 第２図 ［ 第゛〜３図 Ｍ
Ｑｖ：３／ ｆｆρ−ＣＬθｌ−ｏ。 第４−図
Claims (2)
- （１）複数の極に分割着磁されたローターマグネットと
、該ローターマグネットに回転力を与える為の多相ステ
ータコイルと、該ローターマグネットの回転位置検出機
構を具えたプランレスモーターに於て、回転位置検出機
構として、ステータコアに専用に検出コイルを巻回した
事を特徴とするブラシレスモーター。 - （２） 前記検出コイルを前記ローターマグネットの
回転速度検出に使用する事を特徴とするブラシレスモー
ター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205175A JPS5996859A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | ブラシレスモ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205175A JPS5996859A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | ブラシレスモ−タ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5996859A true JPS5996859A (ja) | 1984-06-04 |
Family
ID=16502661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57205175A Pending JPS5996859A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | ブラシレスモ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5996859A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6244093A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-26 | Toyota Motor Corp | ブラシレスモ−タ |
| JPS6244095A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-26 | Toyota Motor Corp | ブラシレスモ−タ |
| WO2013073264A1 (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-23 | 株式会社安川電機 | モータおよびモータシステム |
| JPWO2013073263A1 (ja) * | 2011-11-14 | 2015-04-02 | 株式会社安川電機 | モータおよびモータシステム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5457608A (en) * | 1977-10-17 | 1979-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Rotary electric machine |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57205175A patent/JPS5996859A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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Cited By (5)
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