JPS61132064A - ブラシレスモ−タ - Google Patents

ブラシレスモ−タ

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Publication number
JPS61132064A
JPS61132064A JP59252181A JP25218184A JPS61132064A JP S61132064 A JPS61132064 A JP S61132064A JP 59252181 A JP59252181 A JP 59252181A JP 25218184 A JP25218184 A JP 25218184A JP S61132064 A JPS61132064 A JP S61132064A
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JP
Japan
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high frequency
rotor
coil
coils
circuit
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JP59252181A
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English (en)
Inventor
Masami Yuasa
湯浅　正美
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/185—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using inductance sensing, e.g. pulse excitation
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Brushless Motors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はブラシレスモータにおける回転子の回転位置検
出に関するものである。
従来の技術 ブラシレスモータにおける回転子の位置検出には、ホー
ル素子等の検出素子を用いる方法が広く行われている。
また高周波電流を励磁コイルに通じ、この励磁コイルと
固定子コイルとの相対位置の変化による相互誘導の変化
を検出する方法が、特公昭５９−３１３０４号等により
知られている。
発明が解決しようとする問題点 上述した前者の従来方法は、検出素子及びその配線用リ
ード線等を用いる為、スペースを要しモータの小型化の
妨げになると共に、コストアブブにもなる。
また後者の従来方法は検出素子を省略できるが、励磁コ
イルを設けたり、この励磁コイルと固定子コイルとの相
互誘導を増大させる誘導体とそのバランサ等を回転子に
設けるので、構造が複雑になる。
問題点を解決するための手段 本発明の実施例においては、回転子マグネットの磁極の
一部に導電体を形成すると共に、固定子コイルに高周波
電流を通じるようにしている。
作用 上記高周波電流により上記導電体に渦電流が生じ、この
導電体がコイルに近づくと、そのコイルのインピーダン
スが等価的に増大する。従って、各相のコイルのインピ
ーダンスを検出することにより、各コイルに流す駆動電
流を切り換えるスイッチング信号を形成することができ
る。
実施例 本発叩を偏平形ブラシレスモーフに適用した場合の実施
例について説明する。
第１図及び第２図において、回転子を構成するマグネッ
ト１は例えば８極に着磁されている。このマグネット１
の図示せずも固定子コイルと対向する面に、扇形を成す
導電体２．　３．　４．　５がＳ極（又はＮ極でもよい
）上に設けられている。この導電体２〜５としては、例
えば厚さ１００〜２００ＩＪｍ程度の銅箔等の良導体か
あるいはメッキ等による導電層が用いら、れる。また上
記扇形の成す角度θは図示の場合４５°より大きいが、
４５°又は４５°より′小さくてもよい。
第３図は駆動回路の一部を示す。
図において、Ｕ相、■相及びＷ相のコイル６ｇ　ｓ６ｖ
、６ｗは一端を中性点０に接続されてＹ結線されている
。各コイル６Ｕ、６ｖ、６．にはドライブアンプ７υ、
７ｖ１７−よりコイルインピーダンス検出用抵抗Ｒｕ、
ＲｖＳ　Ｒｗを通じて駆動電流が所定のタイミングで供
給される。上記中性点０には、高周波発振器８からカッ
プリングコンデンサ９を通じて２０〜１００ＫＨｚ程度
の一定の高周波信号が供給されている。ｌｏｕ　、１０
ｖ　、１０ｗはスイッチングの際に発生するヒゲノイズ
を除去するダンピング用コンデンサで、一端が接地され
ている。各相の回路における高周波に対するインピーダ
ンスはコイル６ｕ、６ｖ、６１が支配的になるようにし
て、他の回路素子のインピーダンスは小さく抑えられる
。このために上記コンデンサｌＯＵ、１０ｖ、ｌＯｗは
図示のように接地されるか又は電源電圧ＶＣＣが加えら
れる。
上記構成によれば、各コイル６゜、６ｖ、６−には、第
４図に示すように、回転子の回転に伴って、高周波の重
畳された駆動電流■。、■９、ＩＷが流れる。この場合
、コイル６ｕ、６ｖ、６ｗに前記導電体２〜５が近づく
と、コイルに発生する高周波磁界により導電体２〜５に
渦電流が発生して、そのコイルのインピーダンスが実質
的に増大する。従って上記電流１ｕ、Ｉｖ、Ｉｗを夫々
バイパスフィルタに通じることにより、第４図のＩｇ　
ｓｌｖ、ｓ、ＩＨに示すような、回転に応じて振巾が変
化する高周波成分を得ることができる。このｉＵ、ｌｖ
ｓｌｗを復調して、同図＾。、Ａｙ　％　　篩に示す振
巾変化を求め、これらのＡｕ、Ａｖ、八〇のクロスポイ
ントを検出して、ＤＬＩ　％　　ロ９、Ｄ。
に示すパルスを得る。次にこれらのパルスＤ（＋　％Ｄ
ｖ、Ｄｗを論理回路に加え比較することによっ□ て゛、ｕｏ、ＶＨ，Ｗ、及びＩｔ、ＶＬ、Ｗ、ニ示すよ
うな、３相１２０°通電を行うためのスイッチング信号
を得ることができる。
第５図は上記０原理９基クトタ０駆動回路０実施例を示
す。
この駆動回路は、前記検出ｉ氏抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗから
第４図の高周波の重畳されたＩｕ’、Ｉｖ、Ｉｔｍを得
てこれらを増巾し、さらに第４図の高周波電流１０％　
　ｉＶｓ　　ｔｗを得る増巾同調回路部と、１ｇ５ｉｖ
ｓ　　鵡の振巾変化を復調する復調回路部と、復調回路
部の出力を２つづつ比較する比較回路部と、比較回路部
が正しい動作をしているタイミングでクロックを与えら
れて、データをラッチするラッチ回路部と、ラッチされ
たデータに基いて前記スイッチング信号Ｕ工、ＶＨＳＷ
ＮｓＵＬ、ＶＬ、Ｗ、を形成する論理回路部と、スイッ
チング回路部と、クロック発生回路部とから構成されて
いる。
高周波発振器８から得られる例えば２０〜１００ＫＨｚ
の高周波信号は、バッファアンプ１１及びコンデンサ９
を通じて、コイル６ｕ、６ｖ、６％１に供給される。コ
イル６ｕ、６ｖ１６いにはまたスイッチングによる駆動
電流が供給されている。従って検出抵抗Ｒｔ１．、Ｒｖ
、Ｒｗの両端の信号を、上記増巾同調回路部を構成する
差動アンプ１２ＬＩ、１２ｖ　、１２ｗに供給すること
により、第４図の電流Ｉｕ、Ｌ、■いが得られる。これ
らの電流■。、■９、■−を２次のバイパスフィルタ１
３ｕ　−１３ｖ　１１３８に通じて第４図の高周波電流
ＩＵ％　　１９％　　ＩＨを得、これらをアンフ”、１
４’ｕ　：　１４ｖ　Ｌ　１／Ｌを通じて上記復調回路
部を構成する最大値ホールド回路１５ｕ。
１５、　、　ｉ５ｗに加えると共に、最小値ホールド回
路１６ｕ　、１６ｖ　１１６ｗに加える。この復調回路
部はＩＬＩ％　　ＩＶ％　　Ｆの直流分を得るために、
最大値ホールドと最小値ホールドとを行うようにしてい
る。各最大値ホールド回路１５ｕ　、１５ｖ　、１５ｗ
からは、第６図のＨＭＡで示すような最大値が得られ、
各最小値ホールド回路１６ｕ　、１６ｖ　、１６ｗから
は、第６図のＨＭＩで示すような最小値が得られる。
尚、これらの最大値及び最小値ホールド回路は、クロッ
ク発生回路部から得られるリセットパルスＣＫＨにより
所定のタイミングでリセットされる。
上記各最大値ＨＭＡ及び各最小値ＨＭ［は比較回路部を
構成する加算器１７，１８．１９，２０゜２１．２２に
それぞれ図示のように加えられる。
これらの加算器１７〜２２において、上記ＨＭＡとＨＭ
Ｉとの差が求められることにより、ｔｕ、ｌＶ％１１１
の直流分を含む振巾変化が得られる。
これらの振巾変化の２つづつが比較回路２３ｔ＋、２３
Ｖ、２３．４に加えられることにより、上記振巾変化の
クロスポイントが求められる。
コイル６Ｌｌ、６Ｖ、６ｗの電流がスイッチングされた
直後にノイズが生じ、このノイズが上記ＩＬＩ％　　１
１／、１ｗの振巾に影響を与えることがある。このノイ
ズの影響を除去するために、上記チラソチ回路部により
、スイッチングの直後を除いたデータのみをラッチする
ようにしている。さらに上記ＨＭＡ、ＨＭＩを図示のよ
うに加算器１７〜２２に加えることにより、上記ノイズ
の影響をより確実に除去するようにしている。
ラッチ回路部はＤ形フリップフロップ２４ｕ、２４ｖ　
、２４ｗで構成され、クロック発生部から得られる第６
図に示すラフチクロックＣＫＤ２により、比較回路２３
Ｕ、２３ｖ、２３ｗの出力を取入れるようにしている。
尚、前記最大値及び最小値ホールド回路のリセットパル
スＣＫ　Ｒｃａｔ、上記ランチクロックＣＫＤ２の直後
のタイミングで発生される。
上記フリップフロップ２４．．２４ｖ、２４ｗからは第
４図の信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗが得られ、これらの信号に
基いて論理回路２５は、スイッチング信号＋３１１．Ｖ
）Ｉ、６及びＵ５、ｖＬ、ｔ＋、を形成する。
また上記信号Ｄｕ、Ｄｖ、九は３人力ＥＸ−オアゲート
２６に加えられ、その出力の立上り及び立下りで動作さ
れるモノマルチ２７．２８に加えられる。これによって
信号ＤＵ、Ｄｖ、Ｄ１．ｌの変化が検出される。
一方、前記高周波信号は波形成形回路２９に加えられて
、第６図に示すパルスＣＫＩに変換され、このパルスＣ
ＫＩに基いて、モノマルチ３０．３１がトリガされるこ
とにより、クロ・ツクＣＫＤ１を得る。このＣＫＤｌに
基いて遅延回路３２は上記リセットパルスＣＫＲを形成
する。また上記モノマルチ２７．２８の出力と上記クロ
ックＣＫＤ　１とはラッチフロツタ発生回路３３に加え
られる。
このラッチフロツタ発生回路３３は上記信号Ｄｕ、口９
、Ｄ８に変化がない場合のみ、ラフチクロックＣＫＤ２
を出力する。
以上は本発明を扁平形ブラシレスモーフに適用した場合
について述べたが、本発明は円筒形ブラシレスモーフに
適用することができるのは勿論である。また、移動体を
直線的に移動させるリニアモータに適用することもでき
る。またマグネットを固定子とし、コイルを回転子とす
る場合もある。
発明の効果 従来用いられていた位置検出素子を省略することができ
る。またコイルに高周波電流を通じるようにした従来の
モータが、相互誘導作用の変化を検出しているのに対し
て、回転に伴う渦流損の変化を検出しているので、マグ
ネットに導電体を設けるだけの簡単な構造でよい。従っ
て本発明はブラシレスモーフの小型化及びコストダウン
に非常に有利である。
【図面の簡単な説明】
第１〜第６図は本発明の実施例を示すもので、第１図は
回転子マグネットの斜視図、第２図は平面図、第３図は
駆動回路の一部を示す回路図、第４図は動作説明のため
のタイミングチャート、第５図は駆動回路の実施例を示
すブロック図、第６図は第５図のタイミングチャートで
ある。 なお図面に用いられた符号において、 ｌ・−・−−−−−一−−−−・−マグネット２．３，
４．５−−−−−−一導電体 ８−・−−−−一−−−−−−−−−裔周波発振器であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マグネットのコイルと対向する面における所定の磁極上
    に導電体を設けると共に、コイルの中性点に高周波信号
    を供給するようにしたことを特徴とするブラシレスモー
    タ。
JP59252181A 1984-11-29 1984-11-29 ブラシレスモ−タ Pending JPS61132064A (ja)

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US06/800,293 US4617499A (en) 1984-11-29 1985-11-21 Brushless motor
DE8585115199T DE3584663D1 (de) 1984-11-29 1985-11-29 Buerstenloser motor.
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