JPS60226792A - Position detector of commutatorless dc motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To facilitate maintenance by detecting the rotary position of a rotor with a position detecting magnet, a position detecting coil, a comparator and a logic circuit, thereby reducing signal lines from position detection sensors. CONSTITUTION:A position detecting coil 19 disposed oppositely to a position detecting magnet is composed of the first - the third coils 19-21 commonly connected at one ends, and grounded. The normal input of the first comparator 23 in a comparator circuit 22 is connected with the first coil 19, the inverting input is connected with the third coil 21, the normal input of the second comparator 24 is connected with the second coil 20, the inverted input is connected with the first coil 19, the normal input of the third comparator 25 is connected with the third coil 21, and the inverted input is connected with the second coil 20. The output of the comparator 22 is input to a logic circuit 26, and signal T1-T6 are output to turn ON or OFF a semiconductor switch.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は無整流子直流電動機に関し、特にその回転子の
位置検出回路に係わる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to a commutatorless DC motor, and particularly to a rotor position detection circuit thereof.

従来例の構成とその問題点 一般的な無整流子直流電動機の構造は第１図、第２図に
示すようになっている。図において１は永久磁石を有す
る回転子、２は前記回転子１の中心を通る回転軸、３は
前記回転軸２に取り付けられ前記回転子１の永久磁石と
同位置に極を配置した位置検出用磁石、４，５．６は前
記位置検出用磁石３に対向して取り付けられた位置検出
センサである。７は直流電源、８は前記直流電源の出力
を入力とする電子整流子回路、９は前記電子整流子回路
８の出力につながれている固定子巻線である。前記電子
整流子回路８は半導体スイッチ８１〜Ｓ６によってイン
バータ構成され、前記回転子１の回転位置によって適当
な半導体スイッチ８１〜Ｓ６をＯＮ又はＯＦＦにするこ
と姉より、前記固定子巻線１９を励磁させ、前記回転子
１を回転させる。Conventional Structure and Problems The structure of a general non-commutator DC motor is shown in FIGS. 1 and 2. In the figure, 1 is a rotor having a permanent magnet, 2 is a rotating shaft passing through the center of the rotor 1, and 3 is a position detector attached to the rotating shaft 2 and having a pole located at the same position as the permanent magnet of the rotor 1. Magnets 4, 5.6 are position detection sensors mounted opposite to the position detection magnet 3. 7 is a DC power supply; 8 is an electronic commutator circuit which receives the output of the DC power supply; and 9 is a stator winding connected to the output of the electronic commutator circuit 8. The electronic commutator circuit 8 is configured as an inverter by semiconductor switches 81 to S6, and the stator winding 19 is excited by turning on or off the appropriate semiconductor switches 81 to S6 depending on the rotational position of the rotor 1. to rotate the rotor 1.

そして、従来の無整流子直流電動機の位置検出回路は第
３図に示すような構成であった。すなわち、１０〜１２
は前記位置検出センサ４〜６として使用されるホール素
子、１３は前記ホール素子１０〜１２に電源を供給する
ホール素子電源、１４〜１６は前記ホール素子１０〜１
２の信号を処理するホール素子信号処理回路、１７は前
記ホール素子信号処理回路１０〜１２の出力により前記
半導体スイ・フチ８１〜Ｓ６をＯＮ又はＯＦＦさせる信
号Ｔ１′〜Ｔ６′を発生させる論理回路である。なお、
この信号Ｔ１′はスイッチＳ１に、Ｔ２′はスイッチＳ
２にといったふうに対応させである。このように位置検
出用センサとしてホール素子１０〜１２を使っていたた
めに信号線が多くなり誤配線の可能性があり、メンテナ
ンスもめんどうである。またモータを過酷な条件下（高
温等）で用いたい時には、半導体素子（ホール素子）を
使っているために信頼性が悪いという欠点を有していた
。A conventional position detection circuit for a non-commutated DC motor has a configuration as shown in FIG. That is, 10 to 12
13 is a Hall element power source that supplies power to the Hall elements 10 to 12, and 14 to 16 are Hall elements 10 to 1 used as the position detection sensors 4 to 6.
17 is a logic circuit that generates signals T1' to T6' for turning on or off the semiconductor switch edges 81 to S6 based on the outputs of the Hall element signal processing circuits 10 to 12; It is. In addition,
This signal T1' is applied to switch S1, and T2' is applied to switch S.
This corresponds to 2. Since the Hall elements 10 to 12 are used as position detection sensors in this way, the number of signal lines increases, which may lead to incorrect wiring, and maintenance is also troublesome. Furthermore, when the motor is to be used under harsh conditions (such as high temperatures), it has the disadvantage of poor reliability due to the use of semiconductor elements (Hall elements).

発明の目的 そこで本発明は、位置検出センサからの信号線を減少さ
せ、誤配線を少なくしまたメンテナンスも容易にし、か
つモータを過酷な条件下で用いた場合にも高信頼性を得
られる無整流子直流電動機の位置検出回路を提供するこ
とを目的とする。Purpose of the Invention Therefore, the present invention provides a method that reduces the number of signal lines from a position detection sensor, reduces incorrect wiring, facilitates maintenance, and provides high reliability even when the motor is used under harsh conditions. An object of the present invention is to provide a position detection circuit for a commutator DC motor.

発明の構成 この目的を達成するために本発明は回転子と同軸上にあ
りかつ回転子の永久磁石と極が同位置にある位置検出用
磁石と、前記位置検出用磁石と対向して配置されている
位置検出用コイルと、前記位置検出用コイルの出力を比
較する比較回路と、前記比較回路の出力を電子整流子回
路を動作させるのに必要な信号に変換する論理回路より
構成することにより前記回転子の回転位置を検出するよ
う処したものである。Structure of the Invention In order to achieve this object, the present invention provides a position detecting magnet which is coaxial with the rotor and whose poles are in the same position as the permanent magnet of the rotor, and which is arranged opposite to the position detecting magnet. and a comparison circuit that compares the output of the position detection coil, and a logic circuit that converts the output of the comparison circuit into a signal necessary to operate the electronic commutator circuit. The rotational position of the rotor is detected.

実施例の説明 以下本発明の一実施例を第４図、第５図に従い説明する
。DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.

図において１８は位置検出用コイルで一端が共通に接祷
くれ接地された第１コイル１９．第２コイル２０．第３
コイル２１により構成される。２２は比較回路であり、
第１比較器２３、第２比較器２４、第３比較器２５によ
り構成される。第１比較器２３の正転入力は第１コイル
１９に接続され、反転入力は第３コイル２１に接続され
る。第２比較器２４の正転入力は第２コイル２ｏに接続
され反転入力は第１コイル１９に接続される。また第３
比較器２６の正転入力は第３コイル２１に接続され、反
転入力は第２コイル２０に接続される。In the figure, reference numeral 18 denotes a position detection coil, and one end of the first coil 19 is commonly grounded. Second coil 20. Third
It is composed of a coil 21. 22 is a comparison circuit;
It is composed of a first comparator 23, a second comparator 24, and a third comparator 25. The normal input of the first comparator 23 is connected to the first coil 19 , and the inverted input is connected to the third coil 21 . The normal input of the second comparator 24 is connected to the second coil 2o, and the inverted input is connected to the first coil 19. Also the third
The normal input of the comparator 26 is connected to the third coil 21 , and the inverted input is connected to the second coil 20 .

２６は論理回路で、比較回路２２の出力が入力され、半
導体スイッチ８１〜Ｓ６をＯＮ又はＯＦＦさせる信号Ｔ
１〜Ｔ６を発生させる。この信号Ｔ１ＦｉスイッチＳ１
に、Ｔ２　はスイッチＳ２に以後それぞれ対応している
。26 is a logic circuit into which the output of the comparison circuit 22 is input, and a signal T for turning on or off the semiconductor switches 81 to S6.
1 to T6 are generated. This signal T1Fi switch S1
, T2 corresponds to switch S2, respectively.

上記構成において動作を第６図に従って説明する０いま
回転子１が回転しているとする。この時第１　コイル１
９．第２コイル２’Ｏ、第３　コイ／ｌ／２１には各々
ａ　−Ｃに示すような起電圧が発生する。The operation of the above configuration will be explained with reference to FIG. 6. Let us now assume that the rotor 1 is rotating. At this time, the first coil 1
9. Electromotive voltages as shown at a-C are generated in the second coil 2'O and the third coil/l/21, respectively.

第１比較器２３の正転入力にはａの信号が、また反転入
力にはＣの信号が入力されるためその出力はｄに示すよ
うになる。時間ｔ。から時間ｔ１　の間においては第１
比較器２３の正転入力５反転入力であるため第１比較器
２３の出力はＬ　ＩＩとなる。時間ｔ１　から時間ｔ２
の間においては第１比較器２３の正転入力２反転入力で
あるため第１比転器２３の出力はＨ”となる。時間ｔ２
から時間ｔ３の間においては第１比較器２３の正転入力
５反転入力であるため第１比較器の出力はｎ　Ｌ　ｕと
なる。第２比較器２４．第３比較器２６についても同様
にして、各々ｅ、ｆに示すような信号が得られる。比較
回路２２の出力信号ｄ、ｅ、ｆを論理回路１７に入力す
ることにより半導体スイッチ８１〜Ｓ６に供給する信号
Ｔ１〜Ｔ６は各々ｑ−１のように得られる。この信号ｑ
−１によって半導体スイッチ８１〜Ｓ６を動作させるこ
とによって回転子１は回転を続ける。Since the signal a is input to the normal input of the first comparator 23, and the signal C is input to the inversion input, the output is as shown in d. Time t. to time t1, the first
Since the normal input and the inverted input of the comparator 23 are the same, the output of the first comparator 23 becomes L II. From time t1 to time t2
During the period t2, the output of the first ratio converter 23 becomes H'' because the first comparator 23 has a normal input and 2 inverted inputs.
During the period from t3 to time t3, the first comparator 23 has a normal rotation input and an inversion input, so the output of the first comparator becomes nL u. Second comparator 24. Similarly, for the third comparator 26, signals as shown in e and f are obtained, respectively. By inputting the output signals d, e, f of the comparison circuit 22 to the logic circuit 17, the signals T1 to T6 supplied to the semiconductor switches 81 to S6 are obtained as q-1, respectively. This signal q
-1, the rotor 1 continues to rotate by operating the semiconductor switches 81 to S6.

従って、従来のホール素子の場合８本必要であった信号
線が本実施例によって４本に削減することができだ。こ
れにより誤配線の可能性が少なくなり、かつメンテナン
スも容易になった。まだ位置検出用センサとしてコイル
を用いているので過酷な条件下においても高信頼性が得
られるという効果が得られる。Therefore, the number of signal lines required for the conventional Hall element, which was eight, can be reduced to four according to this embodiment. This reduces the possibility of incorrect wiring and makes maintenance easier. Since a coil is still used as a position detection sensor, high reliability can be obtained even under harsh conditions.

発明の効果 以上の説明からも明らかなように本発明は回転子と同軸
上にありかつ回転子の永久磁石と極が同位置にある位置
検出用磁石と、前記位置・検出用磁石と対向して配置さ
れている位置検出用コイルと、前記位置検出用コイルの
出力を比較する比較回路と、前記比較回路の出力を電子
整流子回路を動作させるのに必要な信号に変換する論理
回路より構成することにより前記回転子の回転位置を検
出するようにしたものであるから、位置検出用信号の信
号線の数が削減でき、誤配線の可能性が少なくなりかつ
メンテナンスも容易になった。また位置検出用センサと
してコイルを用いているので過酷々条件下においても高
信頼性が得られるという効果が得られるものである。Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the present invention has a position detecting magnet that is coaxial with the rotor and whose poles are in the same position as the permanent magnets of the rotor, and a position detecting magnet that faces the position/detecting magnet. It consists of a position detection coil arranged at Since the rotational position of the rotor is thereby detected, the number of signal lines for position detection signals can be reduced, the possibility of incorrect wiring is reduced, and maintenance is also facilitated. Furthermore, since a coil is used as the position detection sensor, high reliability can be obtained even under severe conditions.

第２図は無整流子直流電動機の回路図、第３図は従来の
無整流子直流電動機の位置検出回路図、第４図は本発明
の一実施例を示す無整流子直流電動機の位置検出回路図
、第６図は第４図における各部の動作を示すタイミング
チャート図である。Fig. 2 is a circuit diagram of a non-commutated DC motor, Fig. 3 is a position detection circuit diagram of a conventional non-commutated DC motor, and Fig. 4 is a position detection circuit diagram of a non-commutated DC motor showing an embodiment of the present invention. The circuit diagram and FIG. 6 are timing charts showing the operation of each part in FIG. 4.

１・・・・・・回転子、３・・・・・・位置検出用磁石
、７・・・・・・直流電源、８・・・・・・電子整流子
回路、９・・・・・・固定子巻線、１８・・・・・・位
置検出用磁石、２２・・・・・・比較回路、２６・・・
・・・論理回路。1... Rotor, 3... Position detection magnet, 7... DC power supply, 8... Electronic commutator circuit, 9...・Stator winding, 18... Position detection magnet, 22... Comparison circuit, 26...
...Logic circuit.

代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ｎ相の固定子巻線と、永久磁石を有する回転子と、直流
電源と、前記固定子巻線に電流を流す電子整流子回路と
よりなる無整流子モータを形成し、前記回転子と同軸上
にあり・・かつ前記永久磁石と極が同位置にある位置検
出用磁石と、前記位置検出用磁石と対向して配置されて
いる位置検出用コイルと、前記位置検出用コイルの出力
を比較する比較回路と、前記比較回路の出力を前記電子
整流子回路を動作させるのに必要な信号に変換する論理
回路より前記回転子の回転位置を検出する無整流子直流
電動機の位置検出回路。A commutatorless motor is formed of an n-phase stator winding, a rotor having a permanent magnet, a DC power source, and an electronic commutator circuit for passing current through the stator winding, and is coaxial with the rotor. Compare the output of the position detection magnet located above and whose pole is in the same position as the permanent magnet, the position detection coil placed opposite to the position detection magnet, and the position detection coil. and a position detection circuit for a non-commutated DC motor that detects the rotational position of the rotor using a logic circuit that converts an output of the comparison circuit into a signal necessary for operating the electronic commutator circuit.