JPS6188754A - 二相ブラシレスモ−タ - Google Patents
二相ブラシレスモ−タInfo
- Publication number
- JPS6188754A JPS6188754A JP20786684A JP20786684A JPS6188754A JP S6188754 A JPS6188754 A JP S6188754A JP 20786684 A JP20786684 A JP 20786684A JP 20786684 A JP20786684 A JP 20786684A JP S6188754 A JPS6188754 A JP S6188754A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- poles
- torque
- brushless motor
- electrical angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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)
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、トルクリップルを低減した二相ブラシレスモ
ーフに関する。
ーフに関する。
従来の技術
二相ブラシレスモーフとして一般的な二相両方向通電ブ
ラシレスモーフは、電気角で9o゛ (又は90°の奇
数倍)の位相差の二相(A相及びB相)のコイルを備え
ていて、各コイルに作用するS極及びN極の回転磁界に
対応させて、正負交互に変化するスイッチイブ電流又は
正負交互に&FC的に変化する正弦波状電流を流すよう
に構成されている。この二相両方向通電ブラシレスモー
フは、二相片方向通電ブラシレスモーフのように各相の
コイルについて特定の通電角でオン・オフする方式でな
いので、回転死点が無く、また各相が常時通電されるか
らモータのサイズ対出力比が大きいと云う特徴を有して
いる。
ラシレスモーフは、電気角で9o゛ (又は90°の奇
数倍)の位相差の二相(A相及びB相)のコイルを備え
ていて、各コイルに作用するS極及びN極の回転磁界に
対応させて、正負交互に変化するスイッチイブ電流又は
正負交互に&FC的に変化する正弦波状電流を流すよう
に構成されている。この二相両方向通電ブラシレスモー
フは、二相片方向通電ブラシレスモーフのように各相の
コイルについて特定の通電角でオン・オフする方式でな
いので、回転死点が無く、また各相が常時通電されるか
らモータのサイズ対出力比が大きいと云う特徴を有して
いる。
発明が解決しようとする問題点
ところが二相両方向通電ブラシレスモーフは、相数が少
ないために3相以上の多相上−タと比べるとトルクリッ
プルが多い欠点を有している。本発明は極めて簡単な手
段で二相ブラシレスモーフのトルクリップルを低減する
ことを目的とする。
ないために3相以上の多相上−タと比べるとトルクリッ
プルが多い欠点を有している。本発明は極めて簡単な手
段で二相ブラシレスモーフのトルクリップルを低減する
ことを目的とする。
発明の概要
本発明の二相ブラシレスモーフは、電気角で90°の奇
数倍の角度差の二相のステークコイル(LA、LB)と
、ロータマグネット(M)の信束を検出して各相の鎖交
磁束と同相の駆動電流を各コイルに流すように配置され
た二つの検出素子(HA、HB)とを備え、上記ロータ
マグネットの主極(Is、IN)の境界から電気角で4
5゛の奇数倍の位置に主極磁束を部分的に減じるための
補極(2N、2S)が設けられていることを特徴とする
ものである。
数倍の角度差の二相のステークコイル(LA、LB)と
、ロータマグネット(M)の信束を検出して各相の鎖交
磁束と同相の駆動電流を各コイルに流すように配置され
た二つの検出素子(HA、HB)とを備え、上記ロータ
マグネットの主極(Is、IN)の境界から電気角で4
5゛の奇数倍の位置に主極磁束を部分的に減じるための
補極(2N、2S)が設けられていることを特徴とする
ものである。
作用
この種のモータでは、90゛位相差で生じる各相のトル
クを合成するので、電気角でπ/4゜3π/4,5π/
4−一一一−−−−−・−−一−−−の位置において
トルクリップル波形の山が生じる。従って補極を上記山
部に対応させて設けることにより、山部が凹み、トルク
リップルが低減する。
クを合成するので、電気角でπ/4゜3π/4,5π/
4−一一一−−−−−・−−一−−−の位置において
トルクリップル波形の山が生じる。従って補極を上記山
部に対応させて設けることにより、山部が凹み、トルク
リップルが低減する。
実施例
第1図〜第4図は本発明を適用した二相ブラシレスモー
タの一実施例を示し、第1図はモータの構成を示す概念
図で、第2図はロータマグネットの着磁パターン図、第
3図はホール素子の配置図、第4図は動作波形図(電流
、磁束、トルク)である。この実施例のモータは二相8
極(4対(チ)の偏平(面対向)形で、ロータマグネッ
トMは8極に着磁され、A相コイルLA及びBF目コイ
ルL Bの間隔は電気角で90°の奇数倍となっている
。
タの一実施例を示し、第1図はモータの構成を示す概念
図で、第2図はロータマグネットの着磁パターン図、第
3図はホール素子の配置図、第4図は動作波形図(電流
、磁束、トルク)である。この実施例のモータは二相8
極(4対(チ)の偏平(面対向)形で、ロータマグネッ
トMは8極に着磁され、A相コイルLA及びBF目コイ
ルL Bの間隔は電気角で90°の奇数倍となっている
。
各コイルLA、LBの開き角度(巻線ピッチ)1ま着磁
ピッチの奇数倍、即ち電気角180°の奇数倍である。
ピッチの奇数倍、即ち電気角180°の奇数倍である。
各相の直列関係にあるコイルLA’。
LB′は原理的にはコイルLA、LBの夫々から電気角
で360°の整数倍の距離に置かれるが、電流の向きが
逆になるように接続すれば電気角180°の整数倍の位
置でもよい。
で360°の整数倍の距離に置かれるが、電流の向きが
逆になるように接続すれば電気角180°の整数倍の位
置でもよい。
ロータの回転位置を検出するホール素子HA。
HBは、各相のコイルにその鎖交磁束と同相の電流を流
すために、各コイルのトルクか作用する辺から電気角で
360°の整数倍の位置に置かれる。
すために、各コイルのトルクか作用する辺から電気角で
360°の整数倍の位置に置かれる。
但し、ホール素子からは逆相の信号を取り出すことがで
きるから、出力信号の極性を考慮すれは電気角で180
°の整数倍の位置でもよい。
きるから、出力信号の極性を考慮すれは電気角で180
°の整数倍の位置でもよい。
マグネットMは一般にS極及びN極交互に矩形波状に飽
和着磁されるが、S、Nの境界部ではトルク発生に有効
な直交磁束が著しく減少する上、各コイルの作用辺がモ
ータ回転方向に巾を持っているので、各相のトルク発生
に寄与する有効鎖交磁束φヶ、φ8は第4図aのように
正弦波状となる。
和着磁されるが、S、Nの境界部ではトルク発生に有効
な直交磁束が著しく減少する上、各コイルの作用辺がモ
ータ回転方向に巾を持っているので、各相のトルク発生
に寄与する有効鎖交磁束φヶ、φ8は第4図aのように
正弦波状となる。
各相の通電電流iA、i、は、第4図すのように鎖交磁
束の極性に合った位相で正負にスイッチングされる。ス
イッチング電流は、ホール素子HA、HBの出力をオペ
オンプP、、P、で増申し75EPP段D−、Dbを駆
動することによって流される。この場合、5EPP段り
、、D、はスイッチング(D級)動作する。
束の極性に合った位相で正負にスイッチングされる。ス
イッチング電流は、ホール素子HA、HBの出力をオペ
オンプP、、P、で増申し75EPP段D−、Dbを駆
動することによって流される。この場合、5EPP段り
、、D、はスイッチング(D級)動作する。
人相及びB[目のトルクTA、TEは、第4図Cに示ず
ように、 TA=KIΦsinθ T s = K [Φsin (θ+90°)−KIφ
5in(K;定数、I:電流、Φ:最大鎖交磁束)とな
り、合成トルクTは、 T=KIΦ(sinθ+cosθ) となる。つまり第4図dに示すように、θ−−×i
(i =0 、 1 、 2−−−−−−−−−−−m
−−)の点で最小値Tm1n = K Iφとなり、θ
=−Xi+45° (1= 0 、 1 、 2−−一
・・・−−−−−)の点で最大値Tmax −KlΦ(
2xsin 45°) =1.414 K IΦとなる
。
ように、 TA=KIΦsinθ T s = K [Φsin (θ+90°)−KIφ
5in(K;定数、I:電流、Φ:最大鎖交磁束)とな
り、合成トルクTは、 T=KIΦ(sinθ+cosθ) となる。つまり第4図dに示すように、θ−−×i
(i =0 、 1 、 2−−−−−−−−−−−m
−−)の点で最小値Tm1n = K Iφとなり、θ
=−Xi+45° (1= 0 、 1 、 2−−一
・・・−−−−−)の点で最大値Tmax −KlΦ(
2xsin 45°) =1.414 K IΦとなる
。
従って理論的に、
のトルクリップルが生じる。
そこで本実施例のブラシレスモータでは、第2図の着磁
パターン図に示すように、マグ矛ノドMの主極1s、I
Nの有効f〃束を部分的に減少させるための補極2N、
25を第4図dのTmaxの位π 置(−i+45°即ち、主極の境界から力・15゜の位
置)に設けている。これらの袖能2N、2Sは主極IS
、INとは逆極性の着C鼓部分又は無着磁部分或いは主
極と同極性の非胞fO弱着(1部分であってよい。
パターン図に示すように、マグ矛ノドMの主極1s、I
Nの有効f〃束を部分的に減少させるための補極2N、
25を第4図dのTmaxの位π 置(−i+45°即ち、主極の境界から力・15゜の位
置)に設けている。これらの袖能2N、2Sは主極IS
、INとは逆極性の着C鼓部分又は無着磁部分或いは主
極と同極性の非胞fO弱着(1部分であってよい。
補極2N、2Sを設けたことにより、鎮交モ珪束φ4.
φ8は第4図eのように45°、135°、225°、
315° −−−−−−一−−−−の位置で減衰し、第
4図fに示すように同図dのトルク波形の山部分が凹み
、トルクリップルは約3%に減少する。
φ8は第4図eのように45°、135°、225°、
315° −−−−−−一−−−−の位置で減衰し、第
4図fに示すように同図dのトルク波形の山部分が凹み
、トルクリップルは約3%に減少する。
なお、ホール素子HA、HBは、補極2N、2Sによっ
て駆動電流波形に歪が生しないように第3図の如くに補
極2N、2Sと対向しない位置に配置する。
て駆動電流波形に歪が生しないように第3図の如くに補
極2N、2Sと対向しない位置に配置する。
次に第5図〜第9図は本発明の別の実施例を示し、第5
図はローフマグ2ツトの着はパターン図、第6図はホー
ル素子の配置図、第7図〜第9図は動作波形図である。
図はローフマグ2ツトの着はパターン図、第6図はホー
ル素子の配置図、第7図〜第9図は動作波形図である。
この実施例の二相ブラシレスモータの概略構造は第1図
と同一であるが、5EPP段り、、D、がB被動作し、
ホール素子HA。
と同一であるが、5EPP段り、、D、がB被動作し、
ホール素子HA。
)IBの出力を線形地中した正弦波状駆動電流を各相の
鎖交磁束と同相で流す点が異なる。即ち、この実施例の
モータはいわゆる二相リニア駆動ブラシレスモータであ
る。
鎖交磁束と同相で流す点が異なる。即ち、この実施例の
モータはいわゆる二相リニア駆動ブラシレスモータであ
る。
ロータマグネットMの着磁を正弦波状にすると、第7図
aに示すように鎖交磁束はφヶーφsinθ。
aに示すように鎖交磁束はφヶーφsinθ。
φ8−φcosθとなり、これらの鎖交磁束と同相の駆
動型7AIAliBを第7図すのように流すので、各相
のトルクは、 TA=KIΦ5in2 θ T、=KrΦcos ’ θ となり、合成トルクTは第7図dのように原理的には回
転角θに無関係の一定値KlΦとなる。
動型7AIAliBを第7図すのように流すので、各相
のトルクは、 TA=KIΦ5in2 θ T、=KrΦcos ’ θ となり、合成トルクTは第7図dのように原理的には回
転角θに無関係の一定値KlΦとなる。
ところが実際にモータを作る場合には、モータのサイズ
対出力比を上げるためにマグ名ノ1〜Mは飽和着磁され
、コイルはN、 S交互の矩形波状(d界を受ける。
対出力比を上げるためにマグ名ノ1〜Mは飽和着磁され
、コイルはN、 S交互の矩形波状(d界を受ける。
そしてコイルのトルク発生に寄与する作用辺は回転方向
に所定の巾を持っているので、トルク発生に有効な鎖交
磁束は第8図aに示すように、矩形波がなまった台形波
状となる。一方、ホール素子HA、HBは矩形波界磁を
正しく検出するから、駆動電流は第8図すのように着は
波形に近くなる。
に所定の巾を持っているので、トルク発生に有効な鎖交
磁束は第8図aに示すように、矩形波がなまった台形波
状となる。一方、ホール素子HA、HBは矩形波界磁を
正しく検出するから、駆動電流は第8図すのように着は
波形に近くなる。
従ってA相、B相のトルクは第8図Cのようになり、合
成トルクTは第8図dのように20%程度のトルクリッ
プルを含む。
成トルクTは第8図dのように20%程度のトルクリッ
プルを含む。
そこでこの第2実施例では、第5図に示すように、マグ
2 y トMの周辺のボール素子が対向する部分に主極
lS、INとは逆極性のごく小さな補極2N、2Sを主
極の境界から±45°の位置に設けている。この位置は
第8図dの合成トルク波形の各ピーク点に対応する。こ
れらの補極2N。
2 y トMの周辺のボール素子が対向する部分に主極
lS、INとは逆極性のごく小さな補極2N、2Sを主
極の境界から±45°の位置に設けている。この位置は
第8図dの合成トルク波形の各ピーク点に対応する。こ
れらの補極2N。
2Sは主極Is、INと同極性の非飽和弱着は部分又は
無着磁部分であってよい。
無着磁部分であってよい。
ホール素子HA、HBは第6図に示すように、補+ff
12N、2Sと対向するように配置される。
12N、2Sと対向するように配置される。
補極2N、2Sは微小であるから、第9図aのよ−うに
主極IS、INの有効磁束を城じるようになことは無い
が、ホール素子HA、HBの検出出力は補極2N、2S
によって大きな波形歪を受け、モータ駆動電流IA、1
Bは第9図すのようにθがπ/4,3π/4,5π/
4−・−−一一−−−−−−の位置で大きく凹む。この
結果、電流と磁束との関によって発生ずる各相のトルク
TA 、Taは第9図Cのように5in2θ及びcos
2θの波形に近づき、第9図dのようにほぼ一定の合成
トルク波形が得られる。トルクリップルは約5%に減少
する。
主極IS、INの有効磁束を城じるようになことは無い
が、ホール素子HA、HBの検出出力は補極2N、2S
によって大きな波形歪を受け、モータ駆動電流IA、1
Bは第9図すのようにθがπ/4,3π/4,5π/
4−・−−一一−−−−−−の位置で大きく凹む。この
結果、電流と磁束との関によって発生ずる各相のトルク
TA 、Taは第9図Cのように5in2θ及びcos
2θの波形に近づき、第9図dのようにほぼ一定の合成
トルク波形が得られる。トルクリップルは約5%に減少
する。
なお本発明は二相(四相)ブシュプル式のブラシレスモ
ータにモ適用される。このブラシレスモータは実際には
四相で各相は90゛位相差となっている。そして180
°位相差のコイル対を一組として各組(二組で実質的に
二相)がプソユプル回路によって駆動される。各組のコ
イルには片方向のみ電流が交互にブシュプルで流される
が、二つのホール素子の界磁検出によって各相の鎖交f
信束と同相の駆動電流を流す点は二相両方向通電モータ
と同じである。この二相ブシュプル式のブラシレスモー
タにおいても、90°位相差のコイルによって発生され
るトルクを合成するので、π/′4゜3π/4,5π/
4・−−−−−−−−−−−−−−・の位置にピーク(
山部)を持つトルクリップルが発生ずる。従って実施例
の如くにトルクリップルのピークを凹ませる補極をπ/
4,3π/4,5π/ 4 =−の位置に設ければ、ト
ルクリップルが大1IFiiに減少する。
ータにモ適用される。このブラシレスモータは実際には
四相で各相は90゛位相差となっている。そして180
°位相差のコイル対を一組として各組(二組で実質的に
二相)がプソユプル回路によって駆動される。各組のコ
イルには片方向のみ電流が交互にブシュプルで流される
が、二つのホール素子の界磁検出によって各相の鎖交f
信束と同相の駆動電流を流す点は二相両方向通電モータ
と同じである。この二相ブシュプル式のブラシレスモー
タにおいても、90°位相差のコイルによって発生され
るトルクを合成するので、π/′4゜3π/4,5π/
4・−−−−−−−−−−−−−−・の位置にピーク(
山部)を持つトルクリップルが発生ずる。従って実施例
の如くにトルクリップルのピークを凹ませる補極をπ/
4,3π/4,5π/ 4 =−の位置に設ければ、ト
ルクリップルが大1IFiiに減少する。
発明の効果
本発明によれば、ロータマグネットの着もは波形を部分
的に変更するという簡単な手段でトルクリップルを著し
く低減することができ、安価で高性能のブラシレスモー
フが得られる。
的に変更するという簡単な手段でトルクリップルを著し
く低減することができ、安価で高性能のブラシレスモー
フが得られる。
第1図〜第4図は本発明の第1実施例を示し、第1図は
本発明が適用される二相ブラシレスモーフの概略構成図
、第2図はロータマグネットの着磁パターン図、第3図
はホール素子の配置図、第4図は動作波形図である。 第5図〜第9図は本発明の別の実施例を示し、第5図は
ロータマグネットの着磁パターン図、第6図はホール素
子の配置図、第7図〜第9図は動作波形図である。 なお図面に用いられた符号において、 I S、 I N−−−−−−−−−−−・−主極2
S 、 2 N−−−−−−−−−−一補極M−−
−−−−−−−−−−−・−−−一−=−−−−−一ロ
ータマグネットLA、 LB−−−一−−−−・・−
−一一−コイル)(A 、 HB −−−−−−−−
−−−−−−ホール素子である。 第1図 第7図
本発明が適用される二相ブラシレスモーフの概略構成図
、第2図はロータマグネットの着磁パターン図、第3図
はホール素子の配置図、第4図は動作波形図である。 第5図〜第9図は本発明の別の実施例を示し、第5図は
ロータマグネットの着磁パターン図、第6図はホール素
子の配置図、第7図〜第9図は動作波形図である。 なお図面に用いられた符号において、 I S、 I N−−−−−−−−−−−・−主極2
S 、 2 N−−−−−−−−−−一補極M−−
−−−−−−−−−−−・−−−一−=−−−−−一ロ
ータマグネットLA、 LB−−−一−−−−・・−
−一一−コイル)(A 、 HB −−−−−−−−
−−−−−−ホール素子である。 第1図 第7図
Claims (1)
- 電気角で90°の奇数倍の角度差の二相のステータコイ
ルと、ロータマグネットの磁束を検出して各相の鎖交磁
束と同相の駆動電流を各コイルに流すように配置された
二つの検出素子とを備え、上記ロータマグネットの主極
の境界から電気角で45°の奇数倍の位置に主極磁束を
部分的に減じるための補極が設けられていることを特徴
とする二相ブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20786684A JPS6188754A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 二相ブラシレスモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20786684A JPS6188754A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 二相ブラシレスモ−タ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6188754A true JPS6188754A (ja) | 1986-05-07 |
Family
ID=16546842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20786684A Pending JPS6188754A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 二相ブラシレスモ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6188754A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1096658A2 (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-02 | Moriyama Kogyo Kabushiki Kaisha | Permanent magnet 2-phase DC-brushless motor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JPS5947957A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモ−タ |
-
1984
- 1984-10-03 JP JP20786684A patent/JPS6188754A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JPS5947957A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモ−タ |
Cited By (2)
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EP1096658A2 (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-02 | Moriyama Kogyo Kabushiki Kaisha | Permanent magnet 2-phase DC-brushless motor |
EP1096658A3 (en) * | 1999-10-26 | 2002-11-27 | Kabushiki Kaisha MORIC | Permanent magnet 2-phase DC-brushless motor |
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