JPS61135352A - ブラシレス直流モ−タ - Google Patents
ブラシレス直流モ−タInfo
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- JPS61135352A JPS61135352A JP25535084A JP25535084A JPS61135352A JP S61135352 A JPS61135352 A JP S61135352A JP 25535084 A JP25535084 A JP 25535084A JP 25535084 A JP25535084 A JP 25535084A JP S61135352 A JPS61135352 A JP S61135352A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- excitation
- pole
- coil
- motor
- Prior art date
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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
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (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。
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、励磁巻線を多相にして夫々に半導体スイッチ
を接続し、永久磁石より成るロータと励磁巻線との相対
位置を検出して、該呵力磁巻線の電流方向を切り換え、
かつコイルを選択することにより一定方向にトルりを発
生させるブラシレス直流モータに関するものである。
を接続し、永久磁石より成るロータと励磁巻線との相対
位置を検出して、該呵力磁巻線の電流方向を切り換え、
かつコイルを選択することにより一定方向にトルりを発
生させるブラシレス直流モータに関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来例の代表としてトランジスタスイッチを用いた詰所
交流励磁で２相励磁に相当するブラシレスモータを第７
図に示す。第７図において、１は固定子鉄心、２はロー
タ磁石で、ＮＳ２極に着磁されている。
交流励磁で２相励磁に相当するブラシレスモータを第７
図に示す。第７図において、１は固定子鉄心、２はロー
タ磁石で、ＮＳ２極に着磁されている。
固定子鉄心１にはスロット３があり、夫々のスロット３
には励磁コイル４．４′ が巻回されている。夫々の
励磁コイ／Ｌ’４．４’ にはトランジスタよりなる
直流スイ） ｆ−Ｔｒ＋＋ 、 Ｔｒｊ２ 、 Ｔｒ２
１ 、 Ｔｒ２２が直列に接続され、さらに直流電源７
のｅ側に至る。コイルの反対側は電源了のｅ側に至る。
には励磁コイル４．４′ が巻回されている。夫々の
励磁コイ／Ｌ’４．４’ にはトランジスタよりなる
直流スイ） ｆ−Ｔｒ＋＋ 、 Ｔｒｊ２ 、 Ｔｒ２
１ 、 Ｔｒ２２が直列に接続され、さらに直流電源７
のｅ側に至る。コイルの反対側は電源了のｅ側に至る。
直流スイッチＴｒｙ、〜’ｒｒ２２はＯＮにおいて常に
一方方向の電流を通すので、例えば直流スイッチＴｒ、
Ｈに接線している励磁コイル４に電流が流れ込むと、コ
イル直下の鉄・ＵはＮに励磁され、図示のロータ％Ｎと
同瞳となる。一方直流スイノチＴｒ１２がＯＮになれば
励磁コイ／Ｌ／４′に電流が流れ込み、コイル１σ下の
鉄、ＵはＮにｆｍＪ磁され図示のロータ極Ｓと異面にな
る。すなわち、励磁コイル４の直下の極性は直流スイッ
チＴｒ、１ＯＮでＮ、Ｔｒ２．ＯＮでＳ′となり、一方
、励磁コイル４′の直下の極性はＴｒ＋＋ＯＮでＳ′、
Ｔｒ２１０ ＮでＮとなり、実質的に交流励磁における
単一の励磁コイルを表わしている。
一方方向の電流を通すので、例えば直流スイッチＴｒ、
Ｈに接線している励磁コイル４に電流が流れ込むと、コ
イル直下の鉄・ＵはＮに励磁され、図示のロータ％Ｎと
同瞳となる。一方直流スイノチＴｒ１２がＯＮになれば
励磁コイ／Ｌ／４′に電流が流れ込み、コイル１σ下の
鉄、ＵはＮにｆｍＪ磁され図示のロータ極Ｓと異面にな
る。すなわち、励磁コイル４の直下の極性は直流スイッ
チＴｒ、１ＯＮでＮ、Ｔｒ２．ＯＮでＳ′となり、一方
、励磁コイル４′の直下の極性はＴｒ＋＋ＯＮでＳ′、
Ｔｒ２１０ ＮでＮとなり、実質的に交流励磁における
単一の励磁コイルを表わしている。
励磁コイ１５．６’と直流スイッチＴｒ２． 、 Ｔｒ
２２の関係も同様であり、実質的には交流励磁における
２相励磁に相当する。Ｈｌ、Ｈ２、Ｈ＋ 、Ｈ２は夫々
ロータの着磁極性による励磁すべき励磁コイルを選択す
るだめのロータの位置センサであり、例ｔＪｆホール素
子を用いて図中において、ロータ２のＮ極の磁力にした
がってホール素子Ｈ１に電圧が誘起して直流スイッチＴ
ｒ＋ ＋をＯＮにし一方、Ｈｌの誘起電圧を減少させて
直流スイッチＴｒ、２ をＯＦＦにする。同様のこと
を−の位置のずれで直流スイッチＴｒ２＋ 、 Ｔｒ２
２にも作動させる。以上説明の通りこれは交流２相励磁
と等測的である。すなわちロータ２がシャフト６の回り
を回転することにより順次励磁コイル４ 、４’、 ５
、５’が切り換えられる。第８図（？Ｌ）はその時の
励磁コイル極性とロータ極の関係を示めしたものであり
第７図においてロータ２のＮ％とホール素子Ｈ１による
直流スイッチＴｒ１１ＯＮにより励磁コイル４がロータ
と同極励磁したときの第２コイルの励磁極の極性の関係
位置を示めしたものであり、さらにホール素子と励磁極
との関係位置を表わしている。
２２の関係も同様であり、実質的には交流励磁における
２相励磁に相当する。Ｈｌ、Ｈ２、Ｈ＋ 、Ｈ２は夫々
ロータの着磁極性による励磁すべき励磁コイルを選択す
るだめのロータの位置センサであり、例ｔＪｆホール素
子を用いて図中において、ロータ２のＮ極の磁力にした
がってホール素子Ｈ１に電圧が誘起して直流スイッチＴ
ｒ＋ ＋をＯＮにし一方、Ｈｌの誘起電圧を減少させて
直流スイッチＴｒ、２ をＯＦＦにする。同様のこと
を−の位置のずれで直流スイッチＴｒ２＋ 、 Ｔｒ２
２にも作動させる。以上説明の通りこれは交流２相励磁
と等測的である。すなわちロータ２がシャフト６の回り
を回転することにより順次励磁コイル４ 、４’、 ５
、５’が切り換えられる。第８図（？Ｌ）はその時の
励磁コイル極性とロータ極の関係を示めしたものであり
第７図においてロータ２のＮ％とホール素子Ｈ１による
直流スイッチＴｒ１１ＯＮにより励磁コイル４がロータ
と同極励磁したときの第２コイルの励磁極の極性の関係
位置を示めしたものであり、さらにホール素子と励磁極
との関係位置を表わしている。
第８図（１））は時間経過と共に発生するトルクを示す
。図中Ｔ１は第１コイルである励磁コイＩし４゜４′に
より発生するトルク、Ｔ２は第２コイルである励磁コイ
ル６．６′により発生するトルクで、Ｔ＋ ＋ ７２
はその合成されたトルりである。これはロータ２の回
転がπにわたって励磁コイルの夫々４．４′ 及び５
，６′が切り替わり、また励磁コイル群の第１コイルと
第２コイルの位相差はｉであることを示している。これ
はプランレスモータではπ通電と云われている。各励磁
コイルの励磁において発生するトルりは空隙長を一様と
してレラクタンストｌレクがないものとすれば単純にコ
イルを直流励磁している場合、 ステータの励磁磁束分布は単位軸方向長さ当りＢｓ５ｉ
ｎθ ロータ磁石の磁束分布は単位軸方向長さ当りＢＨｓｉｎ
（θ−（ｔｉｔ−ψ） θ、空間分布角 ωｔ；回転角速度 ψ、ステータとロータの初期位置差または負荷角 Ｂｓ；励磁分布の最大値 ＢＲ；ロータ着磁分布の最大道 空隙に蓄えられる磁気的エネルギＷは Ｒ：磁気抵抗 故に発生トルク 若し磁束分布において空間的に高調波磁束分布がある場
合■式、■式の経過よりトルりは同一次数の高調波磁束
分布があるときのみ発生する。
。図中Ｔ１は第１コイルである励磁コイＩし４゜４′に
より発生するトルク、Ｔ２は第２コイルである励磁コイ
ル６．６′により発生するトルクで、Ｔ＋ ＋ ７２
はその合成されたトルりである。これはロータ２の回
転がπにわたって励磁コイルの夫々４．４′ 及び５
，６′が切り替わり、また励磁コイル群の第１コイルと
第２コイルの位相差はｉであることを示している。これ
はプランレスモータではπ通電と云われている。各励磁
コイルの励磁において発生するトルりは空隙長を一様と
してレラクタンストｌレクがないものとすれば単純にコ
イルを直流励磁している場合、 ステータの励磁磁束分布は単位軸方向長さ当りＢｓ５ｉ
ｎθ ロータ磁石の磁束分布は単位軸方向長さ当りＢＨｓｉｎ
（θ−（ｔｉｔ−ψ） θ、空間分布角 ωｔ；回転角速度 ψ、ステータとロータの初期位置差または負荷角 Ｂｓ；励磁分布の最大値 ＢＲ；ロータ着磁分布の最大道 空隙に蓄えられる磁気的エネルギＷは Ｒ：磁気抵抗 故に発生トルク 若し磁束分布において空間的に高調波磁束分布がある場
合■式、■式の経過よりトルりは同一次数の高調波磁束
分布があるときのみ発生する。
’ｒｎ＝−２πＲｎＢ、ｎＢ＊ｎ５ｉｎ ｎ （ｔｌ）
ｔ ＋ ｔｐ ） ■Ｂｓｙｌ ＝ ｎ次励磁分布
の最大値 ＢＲＩ ＝＝ ｎ次ロータ着磁分布の最大値以上は励磁
コイルに直流を流しつソけた場合でるるから各励磁コイ
ル共、コイルとロータの位置セン吹であるホール素子Ｈ
１〜Ｈ２の夫々による励磁コイルが直流で励磁している
区間において成立している。
ｔ ＋ ｔｐ ） ■Ｂｓｙｌ ＝ ｎ次励磁分布
の最大値 ＢＲＩ ＝＝ ｎ次ロータ着磁分布の最大値以上は励磁
コイルに直流を流しつソけた場合でるるから各励磁コイ
ル共、コイルとロータの位置セン吹であるホール素子Ｈ
１〜Ｈ２の夫々による励磁コイルが直流で励磁している
区間において成立している。
すなわちπ通電であれば、ωｔが０〜πの通電期間で各
励磁コイルとロータの関係で成立している。
励磁コイルとロータの関係で成立している。
以上説明の通り２相励磁において−の間隔で固有のトル
り変動を有している。
り変動を有している。
３相についても同様、−の間隔で固有のトルり変動を有
している。
している。
なお、ブラシレスモータの固有のトルクリップルは回転
側に大きな慣性を附すことにより軽減出来るが、反動力
がステータ側にか＼り振動の原因になる。特にレーザ光
の走査システム等で振動が多大の影響をおよぼす光学系
や超小形モータの如き慣性体を附帯する空間のない場合
はモータそれ自体のトルクリップル発生源を減少させる
必安がある。
側に大きな慣性を附すことにより軽減出来るが、反動力
がステータ側にか＼り振動の原因になる。特にレーザ光
の走査システム等で振動が多大の影響をおよぼす光学系
や超小形モータの如き慣性体を附帯する空間のない場合
はモータそれ自体のトルクリップル発生源を減少させる
必安がある。
また、近年永久磁石を使用したブランレスモータは電力
、損失が少なく、速度が広範囲に可変なので用途が広ま
って来ている。特にクーラー、エアコンディ７ヨナーの
コンプレッサモータ等に検討されている。その場合、モ
ータはフレオンガスと共に密封される。一般のブラシレ
スモータは位置センサとして樹脂封止のホール素子等が
使用され耐フレオン性、信号のやりとりのリード線数の
増加等技術上厄介な問題が多い。か−る背景においては
セノサレスブラシレスモークや別に附加スル速度センサ
が不ザなモータシステムが望まれる。
、損失が少なく、速度が広範囲に可変なので用途が広ま
って来ている。特にクーラー、エアコンディ７ヨナーの
コンプレッサモータ等に検討されている。その場合、モ
ータはフレオンガスと共に密封される。一般のブラシレ
スモータは位置センサとして樹脂封止のホール素子等が
使用され耐フレオン性、信号のやりとりのリード線数の
増加等技術上厄介な問題が多い。か−る背景においては
セノサレスブラシレスモークや別に附加スル速度センサ
が不ザなモータシステムが望まれる。
発明の目的
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、π
通電におけるブラシレスモータの励磁切り換えにより生
ずる固有のトルクリップル化することを目的とするもの
である。
通電におけるブラシレスモータの励磁切り換えにより生
ずる固有のトルクリップル化することを目的とするもの
である。
発明の構成
この目的を達成するため本発明は、ステータの励磁に伴
なう随伴の高調波磁束分布と同極数で位相がπずれに関
係を持ったロータ磁極を設けて効果的にトルク！Ｊ ｙ
７’／Ｌ’を平準化するものである。
なう随伴の高調波磁束分布と同極数で位相がπずれに関
係を持ったロータ磁極を設けて効果的にトルク！Ｊ ｙ
７’／Ｌ’を平準化するものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
。なお、実施例は詰所交流励磁における２相同期モータ
相当のものを例示する。勿論３相においても同様であり
容易に展開することが出来る。第１図は本発明の実施例
を示し、（＆）はステータの第１コイル（第１相）、第
２コイ／Ｉ／（第２相）と夫々に随伴する第３高調波成
分の極（随伴極）の相対的極性関係を展開して図示した
ものであり、それに対して、ある瞬間のロータ磁石の極
性関係の展開とロータの基本磁石極の位置を検出して第
１コイル、第２コイルの励磁を切り換えるだめの位置セ
ンサとしてホール素子Ｈの位置を示している。
。なお、実施例は詰所交流励磁における２相同期モータ
相当のものを例示する。勿論３相においても同様であり
容易に展開することが出来る。第１図は本発明の実施例
を示し、（＆）はステータの第１コイル（第１相）、第
２コイ／Ｉ／（第２相）と夫々に随伴する第３高調波成
分の極（随伴極）の相対的極性関係を展開して図示した
ものであり、それに対して、ある瞬間のロータ磁石の極
性関係の展開とロータの基本磁石極の位置を検出して第
１コイル、第２コイルの励磁を切り換えるだめの位置セ
ンサとしてホール素子Ｈの位置を示している。
まだ、第１図（′ｂ）において、Ｔ１は第１相（第１コ
イ／Ｉ／）の基本励磁極とロータ基本磁石極による発生
トルり、Ｔ２ は第２相（第２コイル）の基本励磁極と
ロータ基本磁石極による発生トルり、Ｔ５−１はロータ
の３倍磁石極と第１相励磁極の第３高調波分布である随
伴極との間に発生するトルり、Ｔ３−２ はロータの
３倍磁石極と第２相励磁極の第３高調波分布である随伴
極との間に発生するトルク、Ｔ３はロータ３倍磁石極に
より発生する合成トルクＴ３−１ ＋ Ｔｓｚ で随
滓トルりとして表示する。
イ／Ｉ／）の基本励磁極とロータ基本磁石極による発生
トルり、Ｔ２ は第２相（第２コイル）の基本励磁極と
ロータ基本磁石極による発生トルり、Ｔ５−１はロータ
の３倍磁石極と第１相励磁極の第３高調波分布である随
伴極との間に発生するトルり、Ｔ３−２ はロータの
３倍磁石極と第２相励磁極の第３高調波分布である随伴
極との間に発生するトルク、Ｔ３はロータ３倍磁石極に
より発生する合成トルクＴ３−１ ＋ Ｔｓｚ で随
滓トルりとして表示する。
Ｔはロータの基本磁石極により発生するトルりで、ＴＩ
＋Ｔ２ で基本トルクとして表示する。
＋Ｔ２ で基本トルクとして表示する。
Ｔ＋Ｔ３ は基本トルりと随伴トルクの合成されたも
ので、トルクリップルを補正した目的のトルクである。
ので、トルクリップルを補正した目的のトルクである。
横軸ωｔはロータ磁石の回転による時間経過を示す。基
本トルりと随伴トルクの合成トルクＴ＋Ｔｓを最も平準
化する条件は各相の基本励磁極による最大トルりを基準
１とすれば、１＋Ｔ３ ；１．４１ （１−Ｔｓ） 各トルク成分子１，Ｔ３ は励磁磁束分布と対応する
各ロータ磁石の磁束分布の積である。
本トルりと随伴トルクの合成トルクＴ＋Ｔｓを最も平準
化する条件は各相の基本励磁極による最大トルりを基準
１とすれば、１＋Ｔ３ ；１．４１ （１−Ｔｓ） 各トルク成分子１，Ｔ３ は励磁磁束分布と対応する
各ロータ磁石の磁束分布の積である。
ステータ励磁磁束分布をπ０１矩形波分布とするとフー
リエ展開により、 各相の基本波励磁磁束最大値Ｂｓ＋”：１、（基準）と
すれば第３調波励磁束の最大１ｉｉｉ Ｂｓｓ＝− Ｂ
ｓ＋：！：Ｑ．３３３Ｂｓ１磁路を共用しているからｎ
，随伴の高調波次数 Ｂｓ＋ ；各相励磁基本磁束分布の最大値＋３Ｒ＋；ロ
ータの基本磁石極の磁束分布の最大値 ＢＳ５ｉ各相励磁の随伴第３調波磁束分布の最大１直 ＢＨ３ ；ロータの３倍磁石極の磁束分布の最大値 Ｂｓ＋ ｌＥｌ 、 ＢＨ ＝１として単位基準とすれ
ば、ロータの基本磁石に３倍磁石を附加して第３調波着
磁磁束分布ＢＲ５の大きさを補正して０式を満足させる
。ステータはπ０１矩形波分布とする。
リエ展開により、 各相の基本波励磁磁束最大値Ｂｓ＋”：１、（基準）と
すれば第３調波励磁束の最大１ｉｉｉ Ｂｓｓ＝− Ｂ
ｓ＋：！：Ｑ．３３３Ｂｓ１磁路を共用しているからｎ
，随伴の高調波次数 Ｂｓ＋ ；各相励磁基本磁束分布の最大値＋３Ｒ＋；ロ
ータの基本磁石極の磁束分布の最大値 ＢＳ５ｉ各相励磁の随伴第３調波磁束分布の最大１直 ＢＨ３ ；ロータの３倍磁石極の磁束分布の最大値 Ｂｓ＋ ｌＥｌ 、 ＢＨ ＝１として単位基準とすれ
ば、ロータの基本磁石に３倍磁石を附加して第３調波着
磁磁束分布ＢＲ５の大きさを補正して０式を満足させる
。ステータはπ０１矩形波分布とする。
− ＝ ３ Ｘｏ、３３３ ｋＲ５＝ ０．１７、°
、ｋＲ３−０、２ 第２図（＋Ｌ）はロータ基本磁石極とロータ３倍磁石陰
の大きさを示している。軸方向の中圧で実現させること
が出来る。但し、着磁は夫々正弦波分布で着磁分布がな
されていることが必要で、これは等方性フェライト磁石
がはｙ近い値を示す。
、ｋＲ３−０、２ 第２図（＋Ｌ）はロータ基本磁石極とロータ３倍磁石陰
の大きさを示している。軸方向の中圧で実現させること
が出来る。但し、着磁は夫々正弦波分布で着磁分布がな
されていることが必要で、これは等方性フェライト磁石
がはｙ近い値を示す。
第２図（ｂ）は基本磁石極と３倍磁石極が同一材質より
なり、かつ、磁路を共有しているとすれば着磁パターン
は軸方向に ＢＨｓｉｎ０＋ＢＲ３ｓｉｎ（３θ）＝ＢＲ１（ｓｉｎ
θ＋ｏ、２ｓｉｎ（３θ））となる。ＢＲｊミ１として
−ヒッチでプロットしたものであり、無着磁帯を含むは
ソ２等辺３角形（図中点線）の着磁パターンを示してい
る。
なり、かつ、磁路を共有しているとすれば着磁パターン
は軸方向に ＢＨｓｉｎ０＋ＢＲ３ｓｉｎ（３θ）＝ＢＲ１（ｓｉｎ
θ＋ｏ、２ｓｉｎ（３θ））となる。ＢＲｊミ１として
−ヒッチでプロットしたものであり、無着磁帯を含むは
ソ２等辺３角形（図中点線）の着磁パターンを示してい
る。
３相π通電の場合も同様手順で補正トルりを得ることが
出来る。
出来る。
次に該ロータの着磁分布パターンがは、！２等辺３角形
すなわちロータ着磁分布がその軸周辺に大きさではソ２
等辺３角形の分布をしている場合、センサレスブラシレ
スモータへの展開に対シて有効である。
すなわちロータ着磁分布がその軸周辺に大きさではソ２
等辺３角形の分布をしている場合、センサレスブラシレ
スモータへの展開に対シて有効である。
第３図は磁石ロータより構成されている同期モータを示
すもので、第７図においてロータ位置センサＨを省いた
もので、同一対応部分は同一番号を付している。
すもので、第７図においてロータ位置センサＨを省いた
もので、同一対応部分は同一番号を付している。
図において、ロータ２の回転にともない励磁コイル４
、４’、 ５ 、６’に速度に比例した電圧が誘起する
。
、４’、 ５ 、６’に速度に比例した電圧が誘起する
。
今、トランジスタよりなる直流スイソｆ−Ｔｒ＋＋がＯ
Ｎで、電源７より励磁されコイ／ｖ４（第１相）がＮ
Ｋ ｈＪ磁され、ロータ２のＮと同極で相対している場
合、同時に励磁コイル６′（第２相）が直流スイッチＴ
ｒ２２０ Ｎにより動磁されている状態を表わしている
。夫々の誘起電圧はダイオードＤを通して端子Ａ、Ｈに
表われるのであるが、直流スイッチＴｒＩ Ｉ ＋ Ｔ
ｒ２２のＯＮにおけるダイオードは逆電圧になり非励磁
側コイル５．４′に発生した誘起電圧１２＋ ｌ１１’
は直接端子Ａ、Ｂに現われる。この場合、励磁コイルら
に誘起する電圧１２が励磁コイ／ｖ４′に誘起する電圧
７１１′より高い区間ではβ２が、その逆の区間では７
１１′が端子ＡＢに現われる。
Ｎで、電源７より励磁されコイ／ｖ４（第１相）がＮ
Ｋ ｈＪ磁され、ロータ２のＮと同極で相対している場
合、同時に励磁コイル６′（第２相）が直流スイッチＴ
ｒ２２０ Ｎにより動磁されている状態を表わしている
。夫々の誘起電圧はダイオードＤを通して端子Ａ、Ｈに
表われるのであるが、直流スイッチＴｒＩ Ｉ ＋ Ｔ
ｒ２２のＯＮにおけるダイオードは逆電圧になり非励磁
側コイル５．４′に発生した誘起電圧１２＋ ｌ１１’
は直接端子Ａ、Ｂに現われる。この場合、励磁コイルら
に誘起する電圧１２が励磁コイ／ｖ４′に誘起する電圧
７１１′より高い区間ではβ２が、その逆の区間では７
１１′が端子ＡＢに現われる。
この働きをダイオードＤがはだす。
第４図は時間経過ωｔに対して直流スイッチＴｒの各Ｏ
Ｎ、ＯＦＦ区間における基本トルクで、補正した合成ト
ルクＴ＋Ｔ３、端子ＡＢより見た誘起電圧を示したもの
で、基本磁石摩による誘起電圧はダイオードＤの作用に
よりβ２→７！１′→ｐ２′→ａ１→ｐ２ の夫々の高
い誘起電圧の包絡となる。この包絡誘起電圧は固有の変
動をもった速度電圧である。十分にロータスピードの高
い場合はよいが、低速駆動時、特に起動待附近では円滑
な信号として取り出すことが困難である。
Ｎ、ＯＦＦ区間における基本トルクで、補正した合成ト
ルクＴ＋Ｔ３、端子ＡＢより見た誘起電圧を示したもの
で、基本磁石摩による誘起電圧はダイオードＤの作用に
よりβ２→７！１′→ｐ２′→ａ１→ｐ２ の夫々の高
い誘起電圧の包絡となる。この包絡誘起電圧は固有の変
動をもった速度電圧である。十分にロータスピードの高
い場合はよいが、低速駆動時、特に起動待附近では円滑
な信号として取り出すことが困難である。
本発明においてはロータ着磁分布の大きさがはヌ２等辺
３角形になっているので励磁コイルに誘起する速度電圧
は図中点線の如くはソ矩形波に近い台形になっているの
で、ＡＢ端子に現われる電圧ははソ直流になり、低速時
にも安定した信号として取り出せる。
３角形になっているので励磁コイルに誘起する速度電圧
は図中点線の如くはソ矩形波に近い台形になっているの
で、ＡＢ端子に現われる電圧ははソ直流になり、低速時
にも安定した信号として取り出せる。
第６図は第３図の方式を使用してセンサレスグラｌレス
モータとして駆動するシステムを示したもので、ダイオ
ードＤより出た速度誘起電圧をＶ−ｒ変換器を通して速
度に比例した駆動周波数に変換してモータＭを運転する
。インバータＩＴは直流スイッチＴｒに信号を配分する
。ｆ、は起動周波数で、起動時は速度電圧が零なので起
動可能な周波数を定めてスタートスイッチＯＮ時に使用
する。差動アンプｏｐは誘起電圧と電源電圧Ｅとの差を
取って正の誘起速度電圧を取り出すだめのものである。
モータとして駆動するシステムを示したもので、ダイオ
ードＤより出た速度誘起電圧をＶ−ｒ変換器を通して速
度に比例した駆動周波数に変換してモータＭを運転する
。インバータＩＴは直流スイッチＴｒに信号を配分する
。ｆ、は起動周波数で、起動時は速度電圧が零なので起
動可能な周波数を定めてスタートスイッチＯＮ時に使用
する。差動アンプｏｐは誘起電圧と電源電圧Ｅとの差を
取って正の誘起速度電圧を取り出すだめのものである。
第６図は別のセンサレスブラシレスモータの駆動システ
ムを示す。起動時は省略する。第４図における各励磁コ
イルによる誘起電圧において、例えば直流スイッチＴｒ
１１は誘起電圧１１’により、Ｔｒ２２はｅ２により、
Ｔｒ２．は７！２′により、Ｔｒ、２は７！１ によ
りＯＮになり、対応するコイルを選択的に励磁すればボ
転が出来る。この場外もロータ着磁分布の大きさがほり
２等辺３角形になることによりコイルの誘起電圧がはＶ
矩形波になるので、各直流スイッチのＯＮ、ＯＦＦが低
速時にも確実・ に動作するために円滑な運転が可能で
ある。
ムを示す。起動時は省略する。第４図における各励磁コ
イルによる誘起電圧において、例えば直流スイッチＴｒ
１１は誘起電圧１１’により、Ｔｒ２２はｅ２により、
Ｔｒ２．は７！２′により、Ｔｒ、２は７！１ によ
りＯＮになり、対応するコイルを選択的に励磁すればボ
転が出来る。この場外もロータ着磁分布の大きさがほり
２等辺３角形になることによりコイルの誘起電圧がはＶ
矩形波になるので、各直流スイッチのＯＮ、ＯＦＦが低
速時にも確実・ に動作するために円滑な運転が可能で
ある。
すなわち各部分の記号は共通として夫々のコイルに発生
した誘起電圧を差動増巾器ＯＰＩ、、ＯＰ２．。
した誘起電圧を差動増巾器ＯＰＩ、、ＯＰ２．。
ＯＦ、２．０Ｆ２２により電源電圧との差を取ることに
より、第４図点線の如き誘起電圧成分Ｌ ｌ ｅ７ ＋
１１’、ｌ！２’を夫々のタイミングで取り出して直流
スイッチ’ｒｒｌ ＋ 、 Ｔｒ２１ 、 Ｔｒ＋２
、 Ｔｒ２２をＯＮ、ＯＦＦする。
より、第４図点線の如き誘起電圧成分Ｌ ｌ ｅ７ ＋
１１’、ｌ！２’を夫々のタイミングで取り出して直流
スイッチ’ｒｒｌ ＋ 、 Ｔｒ２１ 、 Ｔｒ＋２
、 Ｔｒ２２をＯＮ、ＯＦＦする。
以上の実施例によれば励磁しないコイルに発生する誘起
電圧をはソ矩形波にして直流に近い法度電圧を得、低速
時の運転を円滑にすることができる。また、同様に励磁
しないコイルに発生するはソ矩形波状の誘起電圧をトラ
ンジスタスイッチのＯＮ、ＯＦＦ信号に使用して低速時
の運転を確実、かつ円ｌ骨にすることができる。
電圧をはソ矩形波にして直流に近い法度電圧を得、低速
時の運転を円滑にすることができる。また、同様に励磁
しないコイルに発生するはソ矩形波状の誘起電圧をトラ
ンジスタスイッチのＯＮ、ＯＦＦ信号に使用して低速時
の運転を確実、かつ円ｌ骨にすることができる。
発明の効果
以上の如く本発明は、π通電のブラシレスモータにおい
て、ステータ巻線に第３調波励磁束分布を含み、ロータ
磁石に３倍樺着磁のロータを附加するか、軸方向に無着
磁帯を含むはゾ２等辺３角形の着磁極を形成して、励磁
切り換えによる固有 。
て、ステータ巻線に第３調波励磁束分布を含み、ロータ
磁石に３倍樺着磁のロータを附加するか、軸方向に無着
磁帯を含むはゾ２等辺３角形の着磁極を形成して、励磁
切り換えによる固有 。
のトルクｌＪ ノフルを補正することができる。
第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図（ａ）
はステータのコイルとロータの相対的極性関係を展開し
て示す説明図、第１図（ｂ）は励磁極とロータ磁石極に
よる発生トルりを示す説明図、第２図（＆）はロータ基
本磁石面とロータ３倍磁石極との関係を示す説明図、第
２図（ｂ）はロータの青磁パターンを示す説明図、第３
図は同期モータの電気回路図、第４図は第３図の回路に
おける直流スイッチの各ＯＮ、ＯＦＦ区間の基本ト／レ
ク１合成トルク、誘起電圧を示す説明図、第６図は本発
明の実施例にかかるセンサレスブランレスモータの電気
回路図、第６図は本発明の別の実施例のＮ、気回路図、
第７図は２相ブヲンレスモータの構成図、第８図（ａ）
は同モータにおける励磁コイル序性とロータ序性の関係
を示す説明図、第８図（ｂ）は同モータの発生トルクを
示す説明図である。 ２・・・・・・ロータ、４．４’、５．５’・・・・・
・励磁コ・Ｃル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１８富１
図 （■ 第 ７ 図 第８図
はステータのコイルとロータの相対的極性関係を展開し
て示す説明図、第１図（ｂ）は励磁極とロータ磁石極に
よる発生トルりを示す説明図、第２図（＆）はロータ基
本磁石面とロータ３倍磁石極との関係を示す説明図、第
２図（ｂ）はロータの青磁パターンを示す説明図、第３
図は同期モータの電気回路図、第４図は第３図の回路に
おける直流スイッチの各ＯＮ、ＯＦＦ区間の基本ト／レ
ク１合成トルク、誘起電圧を示す説明図、第６図は本発
明の実施例にかかるセンサレスブランレスモータの電気
回路図、第６図は本発明の別の実施例のＮ、気回路図、
第７図は２相ブヲンレスモータの構成図、第８図（ａ）
は同モータにおける励磁コイル序性とロータ序性の関係
を示す説明図、第８図（ｂ）は同モータの発生トルクを
示す説明図である。 ２・・・・・・ロータ、４．４’、５．５’・・・・・
・励磁コ・Ｃル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１８富１
図 （■ 第 ７ 図 第８図
Claims (2)
- （１）電気角π通電のブラシレス直流モータにおいて、
ステータ巻線に第３調波を含ませる励磁束分布を施し、
一方、ロータの永久磁石の着磁分布の強さがほゞ２等辺
３角形の分布を周辺になすようなほゞ正弦波形に着磁分
布した基本磁石と３倍磁石極磁石とを同一シャフトに固
定してロータを構成してなるブラシレス直流モータ。 - （２）ロータは同一材質の磁石にて軸方向にほゞ２等辺
３角形になる着磁パターンを一部無着磁帯を含んで一体
に形成してなる特許請求の範囲第１項記載のブラシレス
直流モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25535084A JPS61135352A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | ブラシレス直流モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25535084A JPS61135352A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | ブラシレス直流モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61135352A true JPS61135352A (ja) | 1986-06-23 |
Family
ID=17277566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25535084A Pending JPS61135352A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | ブラシレス直流モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61135352A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49104112A (ja) * | 1973-02-09 | 1974-10-02 | ||
| JPS5656162A (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dc rotary motor |
| JPS5822574A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-09 | Sony Corp | ３相両方向通電方式のブラシレスモ−タ |
| JPS5986465A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-18 | Takahashi Yoshiteru | 着磁ヨ−ク |
| JPS59129560A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-25 | Sony Corp | ３相ブラシレスモ−タ |
-
1984
- 1984-12-03 JP JP25535084A patent/JPS61135352A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49104112A (ja) * | 1973-02-09 | 1974-10-02 | ||
| JPS5656162A (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dc rotary motor |
| JPS5822574A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-09 | Sony Corp | ３相両方向通電方式のブラシレスモ−タ |
| JPS5986465A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-18 | Takahashi Yoshiteru | 着磁ヨ−ク |
| JPS59129560A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-25 | Sony Corp | ３相ブラシレスモ−タ |
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