JPH0347439Y2 - - Google Patents

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JPH0347439Y2
JPH0347439Y2 JP1990026344U JP2634490U JPH0347439Y2 JP H0347439 Y2 JPH0347439 Y2 JP H0347439Y2 JP 1990026344 U JP1990026344 U JP 1990026344U JP 2634490 U JP2634490 U JP 2634490U JP H0347439 Y2 JPH0347439 Y2 JP H0347439Y2
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transistor
transistors
coil
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collector
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は直流無刷子電動機に係り、2つのホー
ル素子のうちのいずれか一方のホール素子に対応
したトランジスタに流れる電流を制御するだけで
4つの固定子巻線に流れる電流の振幅を制御し
得、部品点数が少なく、簡単に構成し得る直流無
刷子電動機に関する。
[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) The present invention relates to a DC brushless motor, and is capable of producing four The present invention relates to a DC brushless motor that can control the amplitude of current flowing through two stator windings, has a small number of parts, and can be easily constructed.

(従来の技術) 第2図A,Bは夫々一般の直流無刷子電動機の
概略正面図及びステータコイルとホール素子との
位置関係図を示す。同図において、永久磁石の底
面に8極着磁されたロータ1は、その軸2を軸受
け3に軸承されている。ステータコイルL1〜L4
上にロータ1の着磁面に対向して設けられてお
り、コイルL1とコイルL2(コイルL3とコイルL4
とは例えば電気角で3π/2ラジアンの位相差、
コイルL2とコイルL3(コイルL4とコイルL1)とは
例えば電気角で5π/2ラジアンの位相差を有す
る。ホール素子HG1,HG2は例えば電気角で
π/2ラジアンの位相差を以て基板4に取付けら
れている。なお、ホール素子HG1とコイルL4
は電気角でπラジアンの位相差を有する。
(Prior Art) FIGS. 2A and 2B respectively show a schematic front view of a general DC brushless motor and a positional relationship diagram between a stator coil and a Hall element. In the figure, a rotor 1 has eight poles magnetized on the bottom surface of a permanent magnet, and its shaft 2 is supported by a bearing 3. Stator coil L 1 ~ L 4
Coil L 1 and coil L 2 (coil L 3 and coil L 4 ) are provided on the top facing the magnetized surface of rotor 1.
For example, the phase difference is 3π/2 radians in electrical angle,
For example, the coil L 2 and the coil L 3 (the coil L 4 and the coil L 1 ) have a phase difference of 5π/2 radians in electrical angle. The Hall elements HG 1 and HG 2 are attached to the substrate 4 with a phase difference of, for example, π/2 radians in electrical angle. Note that the Hall element HG 1 and the coil L 4 have a phase difference of π radian in electrical angle.

第4図は第2図A,Bに示す構成を有する直流
無刷子電動機の従来の駆動回路の一例の回路図を
示す。同図において、ホール素子HG1,HG2
電流端子に電流を端子に電流を流すと、ロータの
回転に伴つてその電圧端子,,,より第
3図A′,Bに示す如き出力電圧e1′,e3′,e2,e4
がとり出され、トランジスタQ5′〜Q8は電圧e1′,
e2,e3′,e4の低レベル期間導通される。トラン
ジスタQ5′〜Q8の導通によりトランジスタQ1′〜
Q4が導通され、ステータコイルL1〜L4に同図C
〜Fに示す如きコイル電流i1′〜i4′が電気角90°の
位相差を以て順次時分割的に流れてロータを一方
向に回転させる。
FIG. 4 shows a circuit diagram of an example of a conventional drive circuit for a DC brushless motor having the configuration shown in FIGS. 2A and 2B. In the figure, when a current is passed through the current terminals of Hall elements HG 1 and HG 2 , as the rotor rotates, the output voltage e as shown in Figure 3 A' and B is generated from the voltage terminals, . 1 ′, e 3 ′, e 2 , e 4
is taken out, and the transistors Q 5 ′ to Q 8 have a voltage e 1 ′,
It is conductive during the low level periods of e 2 , e 3 ', and e 4 . Conduction of transistors Q 5 ′ to Q 8 causes transistors Q 1 ′ to
Q 4 is conductive and stator coils L 1 to L 4 are connected to C in the same figure.
Coil currents i 1 ′ to i 4 ′ as shown in ~F flow sequentially in a time-division manner with a phase difference of 90 degrees in electrical angle to rotate the rotor in one direction.

この際、端子1に入来するロータの回転速度に
応じた速度誤差信号によつてコイル電流i1′〜i4
の振幅が制御され、速度制御される。即ち、例え
ばトランジスタQ1′がオンされてコイルL1に電流
i1′が流れている期間、電流i1′の振幅は抵抗R1
て検出され、この検出電圧V11と速度誤差信号電
圧VsにとよつてトランジスタQ11,Q9のエミツタ
電流が制御され、コイルL1に流れる電流i1′は速
度誤差信号に応じて変化する。コイルL1,L3
流れる電流i1′,i3′はトランジスタQ11,Q9
Q5′,Q7′,Q1′,Q3′、抵抗R1による負帰還増幅
回路で制御される一方、コイルL2,L4に流れる
電流i2′,i4′は、トランジスタQ12,Q10,Q6
Q8,Q2,Q4、抵抗R2による負帰還増幅回路で上
記の場合と同様に制御される。
At this time, the coil currents i 1 ' to i 4 '
The amplitude of is controlled and the speed is controlled. That is, for example, transistor Q 1 ' is turned on and current flows through coil L 1 .
While i 1 ' is flowing, the amplitude of current i 1 ' is detected by resistor R 1 , and the emitter currents of transistors Q 11 and Q 9 are determined by this detection voltage V 11 and speed error signal voltage V s . The controlled current i 1 ' flowing through the coil L 1 changes in response to the speed error signal. The currents i 1 , i 3 ′ flowing through the coils L 1 , L 3 are the transistors Q 11 , Q 9 ,
Currents i 2 ′ and i 4 ′ flowing through coils L 2 and L 4 are controlled by transistor Q 12 , Q10 , Q6 ,
Control is performed in the same way as in the above case using a negative feedback amplifier circuit consisting of Q 8 , Q 2 , Q 4 , and resistor R 2 .

(考案が解決しようとする課題) ところで、この従来の回路はコイル電流i1′〜
i4′を制御するための回路として、上記のように
コイルL1,L3に対応する負帰還増幅回路及びコ
イルL2,L4に対応する負帰還増幅回路の2系統
必要であり、このため、特に、抵抗R1及び抵抗
R2の夫々の抵抗値、トランジスタQ11及びトラン
ジスタQ12の夫々のベース・エミツタ間電圧に
夫々正確に揃つていなければならない。然るに、
一般に、抵抗、トランジスタ等は周囲温度の変化
や経年変化等の影響でその特性は不斉一になり易
く、特に、大電流の流れる抵抗R1,R2はその影
響が著しく、この結果、トルクリツプルや回転む
らを生じ易い欠点があつた。
(Problem to be solved by the invention) By the way, in this conventional circuit, the coil current i 1 ′ ~
As a circuit for controlling i 4 ', two systems are required: a negative feedback amplifier circuit corresponding to coils L 1 and L 3 and a negative feedback amplifier circuit corresponding to coils L 2 and L 4 as described above. In particular, the resistor R 1 and the resistor
The resistance values of R 2 and the base-emitter voltages of transistors Q 11 and Q 12 must be precisely matched. However,
In general, the characteristics of resistors, transistors, etc. tend to become ununiform due to changes in ambient temperature, aging, etc., and this is especially noticeable for resistors R 1 and R 2 through which large currents flow, resulting in torque ripple and It had the drawback of easily causing uneven rotation.

又、この従来の回路は、上記負帰還増幅回路を
2系統必要とするため、回路が複雑で、安価に構
成し得ない欠点があつた。
In addition, this conventional circuit requires two systems of the negative feedback amplifier circuits, and therefore has the disadvantage that the circuit is complicated and cannot be constructed at low cost.

(課題を解決するための手段) 本考案は上記課題を解決するために、永久磁石
を含む回転子と、この回転子の回転位置を検出
し、その出力信号が電気角で略π(n+(1/2))ラ
ジアン(nは零または整数)の位相差を有する第
1及び第2のホール素子と、電気角で互いにπ
(n+(1/2))ラジアン(nは零または整数)だけ
離して配置し、かつそれぞれの一端が共通接続さ
れる第1、第2、第3、第4相の固定子巻線と、
前記第1相の固定子巻線の他端と電源の一端との
間にそのコレタクタとエミツタとが接続される第
1のトランジスタと、前記第2相の固定子巻線の
他端と前記電源の他端との間にそのコレクタとエ
ミツタとが接続される第2のトランジスタと、前
記第3相の固定子巻線の他端と前記電源の一端と
の間にそのコレクタとエミツタとが接続される第
3のトランジスタと、前記第4相の固定子巻線の
他端と前記電源の他端との間にそのコレクタとエ
ミツタとが接続される第4のトランジスタと、前
記第1のホール素子の出力信号に応じて前記第1
及び第3のトランジスタのコレクタ−エミツタ間
を飽和状態と遮断状態とにそれぞれ制御する第1
及び第3の回路手段と、前記第1および第3のト
ランジスタの飽和状態を前記回転子の回転誤差に
基づく速度誤差信号に応じて制御する第1の制御
手段と、前記第2ホール素子の出力信号に応じて
前記第2及び第4のトランジスタのコレクタ−エ
ミツタ間を導通状態と遮断状態とにそれぞれ制御
する第2及び第4の回路手段と、前記第1乃至第
4相の固定子巻線に流れる全電流に基づいた信号
を検出する手段と、前記全電流に基づいた信号と
前記速度誤差信号とに応じて前記第2及び第4の
トランジスタの前記導通状態時のコレクタ−エミ
ツタ間のインピーダンスを制御する第2の制御手
段とを備えたことを特徴とする直流無刷子電動機
を提供する。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention detects a rotor including a permanent magnet and the rotational position of this rotor, and the output signal is approximately π(n+( The first and second Hall elements have a phase difference of 1/2)) radian (n is zero or an integer) and are electrically angular to each other by π.
First, second, third, and fourth phase stator windings arranged at a distance of (n+(1/2)) radians (n is zero or an integer) and having one end of each connected in common;
a first transistor whose collector and emitter are connected between the other end of the first phase stator winding and one end of the power supply; and the other end of the second phase stator winding and the power supply. a second transistor whose collector and emitter are connected between the other end of the transistor and the second transistor whose collector and emitter are connected between the other end of the third phase stator winding and one end of the power supply; a fourth transistor whose collector and emitter are connected between the other end of the stator winding of the fourth phase and the other end of the power supply; and the first hole said first according to the output signal of the element.
and a first transistor for controlling the collector-emitter of the third transistor into a saturated state and a cutoff state, respectively.
and a third circuit means, a first control means for controlling the saturation states of the first and third transistors according to a speed error signal based on a rotational error of the rotor, and an output of the second Hall element. second and fourth circuit means for respectively controlling the collector-emitter of the second and fourth transistors into a conductive state and a cut-off state according to a signal; and stator windings of the first to fourth phases. means for detecting a signal based on the total current flowing through the transistor, and impedance between the collector and emitter of the second and fourth transistors in the conductive state according to the signal based on the total current and the speed error signal; A direct current brushless electric motor is provided, characterized in that it is equipped with a second control means for controlling.

(実施例) 第1図以下と共にその一実施例について説明す
る。
(Example) An example will be described with reference to FIG. 1 and the following figures.

第1図は本考案になる直流無刷子電動機の一実
施例の回路図を示す。同図中、ホール素子HG1
HG2及びステータコイルL1〜L4の夫々の取付位
置は第2図A,Bに示す如くである。コイルL1
の一端、コイルL2の一端、コイルL3の一端、コ
イルL4の一端は夫々互いに共通に接続されてお
り、コイルL1の他端はトランジスタQ1のコレク
タに、コイルL2の他端はトランジスタQ2のコレ
クタに、コイルL3の他端はトランジスタQ3のコ
レクタに、コイルL4の他端はトランジスタQ4
コレクタに夫々接続されている。トランジスタ
Q1のベースはトランジスタQ5を介してホール素
子HG1の電圧端子に、トランジスタQ3のベー
スはトランジスタQ7を介してホール素子HG1
電圧端子に、トランジスタQ2のベースはトラ
ンジスタQ6を介してホール素子HG2の電圧端子
に、トランジスタQ4のベースはトランジスタ
Q8を介してホール素子HG2の電圧端子に夫々
接続されている。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of a DC brushless motor according to the present invention. In the figure, Hall elements HG 1 ,
The mounting positions of HG 2 and stator coils L 1 to L 4 are as shown in FIGS. 2A and 2B. Coil L 1
One end of the coil L 2 , one end of the coil L 3 , and one end of the coil L 4 are respectively commonly connected to each other, the other end of the coil L 1 is connected to the collector of the transistor Q 1, and the other end of the coil L 2 is connected to the collector of the transistor Q 1 . is connected to the collector of transistor Q2 , the other end of coil L3 is connected to the collector of transistor Q3 , and the other end of coil L4 is connected to the collector of transistor Q4 . transistor
The base of Q 1 is connected to the voltage terminal of Hall element HG 1 through transistor Q 5 , the base of transistor Q 3 is connected to the voltage terminal of Hall element HG 1 through transistor Q 7 , and the base of transistor Q 2 is connected to transistor Q 6 through the voltage terminal of the Hall element HG 2 , the base of the transistor Q 4 is the transistor
They are respectively connected to the voltage terminals of Hall element HG 2 via Q 8 .

トランジスタQ1,Q3のエミツタは電源の正端
子V1に、トランジスタQ5,Q7のエミツタは共通
に接続されてトランジスタQ20を介して速度誤差
信号入力端子1に接続されていると共に、トラン
ジスタQ20、抵抗R20を介して電源の負端子V2
接続されている。トランジスタQ6,Q8のエミツ
タは共通に接続されて抵抗R21、トランジスタ
Q21、抵抗R22を介して電源の正端子V1に接続さ
れており、トランジスタQ2,Q4のエミツタは抵
抗R0を介して電源の負端子V2に接続されている
一方、抵抗R24、トランジスタQ22を介して端子
1及びトランジスタQ21のベースに接続されてお
り、更に、抵抗R23を介して電源の正端子V1に接
続されている。
The emitters of the transistors Q 1 and Q 3 are connected to the positive terminal V 1 of the power supply, and the emitters of the transistors Q 5 and Q 7 are connected in common and connected to the speed error signal input terminal 1 via the transistor Q 20 . A transistor Q 20 is connected to the negative terminal V 2 of the power supply via a resistor R 20 . The emitters of transistors Q 6 and Q 8 are connected in common to resistor R 21 and transistor
Q 21 is connected to the positive terminal V 1 of the power supply through a resistor R 22 , and the emitters of transistors Q 2 and Q 4 are connected to the negative terminal V 2 of the power supply through a resistor R 0 . R 24 is connected to terminal 1 and the base of transistor Q 21 via transistor Q 22 , and further connected to the positive terminal V 1 of the power supply via resistor R 23 .

同図において、ホール素子HG1,HG2の電流
端子に電流が供給され、ロータが回転されると、
ホール素子HG1の電圧端子,より第3図A
に示す電圧e1,e3、ホール素子HG2の電圧端子
,より同図Bに示す電圧e2,e4が夫々とり出
される。電圧e1の正電圧期間(e1>e3の期間、電
気角π)トランジスタQ5、電圧e3の正電圧期間
(e3>e1の期間)トランジスタQ7、電圧e2の負電
圧期間(e2<e4の期間、電気角π)トランジスタ
Q6、電圧e4の負電圧期間(e4<e2の期間)トラン
ジスタQ8が夫々導通状態とされ、これ以外の期
間は遮断状態とされる。これにより、トランジス
タQ1,Q3は電圧e1,e3の高レベル期間は飽和状
態、低レベル期間は遮断状態、トランジスタQ2
Q4は出力電圧e2,e4の低レベル期間は導通状態、
高レベル期間は遮断状態とされる。
In the figure, when current is supplied to the current terminals of Hall elements HG 1 and HG 2 and the rotor is rotated,
Voltage terminal of Hall element HG 1 , from Figure 3 A
From the voltages e 1 and e 3 shown in , and the voltage terminals of the Hall element HG 2 , voltages e 2 and e 4 shown in FIG. Positive voltage period of voltage e 1 (period of e 1 > e 3 , electrical angle π) Transistor Q 5 , positive voltage period of voltage e 3 (period of e 3 > e 1 ) Transistor Q 7 , negative voltage of voltage e 2 Period (period with e 2 < e 4 , electrical angle π) transistor
During the negative voltage period of the voltage e 4 ( e 4 <e 2 ), the transistor Q 8 is turned on, and is turned off during the other periods. As a result, the transistors Q 1 and Q 3 are in a saturated state during the high level period of the voltages e 1 and e 3 and are in the cutoff state during the low level period, and the transistors Q 2 and
Q 4 is conductive during the low level period of output voltages e 2 and e 4 ,
The high level period is considered to be a cut-off state.

第3図C〜Fに示す如く、例えば、0〜π/2
の期間において、トランジスタQ1,Q4が導通状
態、トランジスタQ2,Q3が遮断状態であるので、
電源の正端子V1からの電流はトランジスタQ1
コイルL1,L4、トランジスタQ4、抵抗R0を介し
て電源の負端子V2に流れる。即ち、コイルL1
電流i1、コイルL4に電流I4が流れる。次に、π/
2〜πの期間において、トランジスタQ1,Q2
導通状態、トランジスタQ3,Q4が遮断状態であ
るので、電源の正端子V1からの電流はトランジ
スタQ1、コイルL1,L2、トランジスタQ2、抵抗
R0を介して電源の負端子V2に流れる。即ち、コ
イルL1に電流i1、コイルL2に電流i2が流れる。こ
の他の期間においてもこれと同様の動作にて各コ
イルL1〜L4には同図C〜Fに示す如き電流i1〜i4
が流れる。
For example, 0 to π/2 as shown in FIG. 3 C to F.
During the period, transistors Q 1 and Q 4 are on and transistors Q 2 and Q 3 are off, so
The current from the positive terminal V 1 of the power supply flows through the transistor Q 1 ,
The current flows through the coils L 1 and L 4 , the transistor Q 4 , and the resistor R 0 to the negative terminal V 2 of the power supply. That is, a current i 1 flows through the coil L 1 and a current I 4 flows through the coil L 4 . Next, π/
During the period from 2 to π, transistors Q 1 and Q 2 are on and transistors Q 3 and Q 4 are off, so the current from the positive terminal V 1 of the power supply flows through transistor Q 1 and coils L 1 and L 2. , transistor Q 2 , resistor
It flows through R 0 to the negative terminal V 2 of the power supply. That is, a current i 1 flows through the coil L 1 and a current i 2 flows through the coil L 2 . In other periods, the same operation is carried out, and the currents i 1 to i 4 as shown in C to F in the same figure are applied to each coil L 1 to L 4 .
flows.

この時、トランジスタQ1,Q3の飽和状態及び
遮断状態、即ちスイツチングは、それぞれトラン
ジスタQ5,Q7によりトランジスタQ1,Q3のベー
ス電流を制御して行なわれる。
At this time, the saturation state and cutoff state, ie, switching, of the transistors Q 1 and Q 3 are performed by controlling the base currents of the transistors Q 1 and Q 3 by the transistors Q 5 and Q 7 , respectively.

従つて、トランジスタQ1,Q3のベース電流は
これらを飽和状態にするために十分大きいことが
必要であるが、あまり大き過ぎるとトランジスタ
Q1,Q3のベース電流が電源の電力損失を招き、
かつ例えばトランジスタQ1,Q2の電流の流れる
期間(流通角)が電気角でπラジアンよりも大き
くなつて、トルクの減少や電力損失を招く。これ
はコイルL1乃至L4のいずれかのコイルもトルク
を発生する期間(角度)はコイルと回転子の相対
位置において、電気角でπラジアンの範囲である
からである。
Therefore, the base currents of transistors Q 1 and Q 3 need to be sufficiently large to bring them into saturation, but if they are too large, the transistors
The base current of Q 1 and Q 3 causes power loss in the power supply,
In addition, for example, the period during which current flows in the transistors Q 1 and Q 2 (flow angle) becomes larger than π radian in electrical angle, resulting in a decrease in torque and power loss. This is because the period (angle) during which any one of the coils L 1 to L 4 generates torque is in the range of π radians in terms of electrical angle, depending on the relative position of the coil and the rotor.

トランジスタQ1,Q3のベース電流は適当な値
に制御される。その為にトランジスタQ1,Q3
電流は制御するトランジスタQ5,Q7を、端子1
に入来する速度誤差信号Vsが供給されてその導
通状態を制御されるトランジスタQ20にて制御す
ることによりトランジスタQ1,Q3のコレクタ−
エミツタ電流の振幅を制御している。
The base currents of transistors Q 1 and Q 3 are controlled to appropriate values. Therefore, the currents of transistors Q 1 and Q 3 are connected to the terminal 1
The collectors of transistors Q 1 and Q 3 are supplied with an incoming speed error signal V s and whose conduction state is controlled by transistor Q 20 .
Controls the amplitude of the emitter current.

一方、トランジスタQ2,Q4は、電圧e2,e4
出力に応じて制御されるトランジスタQ6,Q8
て導通状態及び遮断状態を繰返され、そのエミツ
タ電流を、端子1に入来する速度誤差信号Vs
供給されてその導通状態を制御されるトランジス
タQ22にて制御される。トランジスタQ22は、そ
のベースに速度誤差信号、そのエミツタにコイル
電流i1〜i4の振幅に応じた電圧が抵抗R24を介して
印加されているので、コイル電流i1〜i4の振幅は
速度誤差信号Vs及びコイルL1〜L4の電流値に応
じたものとなる。
On the other hand, transistors Q 2 and Q 4 are repeatedly turned on and off by transistors Q 6 and Q 8 which are controlled according to the output of voltages e 2 and e 4 , and their emitter currents are input to terminal 1. This is controlled by a transistor Q22 whose conduction state is controlled by being supplied with the upcoming speed error signal Vs. Transistor Q 22 has a speed error signal applied to its base and a voltage corresponding to the amplitude of coil currents i 1 to i 4 applied to its emitter via resistor R 24 , so that the amplitude of coil currents i 1 to i 4 depends on the speed error signal V s and the current values of the coils L 1 to L 4 .

この場合、コイル電流i1〜i4の電流値は、トラ
ンジスタQ2,Q4の直流電流増幅率hfeの値には殆
ど関係なく、速度誤差信号に応じて制御される。
これにより、各相の電流のばらつきに起因するト
ルクむらが少なく、回転むらも少ない。
In this case, the current values of the coil currents i 1 to i 4 are controlled in accordance with the speed error signal, with almost no relation to the value of the DC current amplification factor h fe of the transistors Q 2 and Q 4 .
As a result, there is less torque unevenness due to variations in current in each phase, and rotational unevenness is also reduced.

上記の如く、トランジスタQ1,Q3は適当なベ
ース電流が与えられる限り、電流の切換時以外は
飽和状態が遮断状態で動作する為、そのコレクタ
損失はトランジスタQ2,Q4のコレクタ損失より
小さく、比較的小型のトランジスタ使用すること
が可能である。
As mentioned above, as long as an appropriate base current is given, transistors Q 1 and Q 3 operate in a saturated state cut off except when switching the current, so their collector loss is greater than the collector loss of transistors Q 2 and Q 4 . It is possible to use small and relatively compact transistors.

ところで、コイル電流i1〜i4を制御する回路は
上記の如く、トランジスタQ22,Q21,Q6,Q8
Q2,Q4、抵抗R0等にて構成される負帰還増幅回
路であり、コイルL1,L3及びコイルL2,L4に対
して共通である。従つて、第2図に示す負帰還増
幅回路を2系統必要とする従来の回路のように各
系統における抵抗やトランジスタ等の特性が正確
に揃つている必要はなく、回路が簡単で、安価に
構成し得る。
By the way, the circuit that controls the coil currents i 1 to i 4 includes transistors Q 22 , Q 21 , Q 6 , Q 8 ,
This is a negative feedback amplifier circuit composed of Q 2 , Q 4 , resistor R 0 , etc., and is common to coils L 1 , L 3 and coils L 2 , L 4 . Therefore, unlike the conventional circuit that requires two systems of negative feedback amplifier circuits shown in Figure 2, it is not necessary that the characteristics of the resistors, transistors, etc. in each system be precisely matched, and the circuit is simple and inexpensive. Can be configured.

なお、第4図中、トランジスタQ2,Q4を飽和
状態及び遮断状態の繰返しで動作させ、トランジ
スタQ1,Q3のエミツタ電流を速度誤差信号にて
制御するように構成してもよい。
Note that in FIG. 4, the transistors Q 2 and Q 4 may be operated repeatedly in a saturated state and a cutoff state, and the emitter currents of the transistors Q 1 and Q 3 may be controlled by a speed error signal.

(考案の効果) 上述の如く、本考案になる直流無刷子電動機
は、固定子巻線が2個直列接続で電流制御され、
しかも速度誤差信号による電流制御系が従来の如
く2系統では無く、1系統であるため、回路構成
が簡単で、かつ素子の特性のばらつきによる悪影
響が少なくトルクむらも少ない特長が有る。
(Effect of the invention) As mentioned above, the DC brushless motor according to the invention has two stator windings connected in series to control the current.
Furthermore, since there is only one current control system based on the speed error signal instead of two systems as in the conventional system, the circuit configuration is simple, and there are advantages in that there is less adverse effect due to variations in element characteristics and less torque unevenness.

上記に加え、第1〜第4のトランジスタの内2
個のトランジスタは比較的小さい許容コレクタ損
失のものが使用出来ることもあつて、安価でもあ
る。
In addition to the above, two of the first to fourth transistors
The transistors can be used with relatively small allowable collector loss, and are therefore inexpensive.

更に、回転運転中4相の固定子巻線(コイル)
は電源に対して従来は2つが並列に、本考案は2
つが直列に接続される事になるので、従来と本考
案との電動機の電源に対する負荷を等しくするに
は、コイルの線積率(単位当りのコイルの線断面
積の割合)が略等しいとすると、従来に比例して
本考案の電動機の1つのコイルの抵抗値は1/4倍、
巻数は1/2倍、線径は√2倍となる。
Furthermore, during rotational operation, the 4-phase stator winding (coil)
Conventionally, two are connected in parallel to the power supply, but in this invention, two are connected in parallel to the power supply.
are connected in series, so in order to equalize the load on the power source of the conventional motor and the present invention, it is necessary to assume that the wire area factor (the ratio of the wire cross-sectional area of the coil per unit) of the coil is approximately equal. , the resistance value of one coil of the motor of the present invention is 1/4 times that of the conventional one,
The number of turns is 1/2 and the wire diameter is √2.

ここで、各コイルに発生する逆起電力は巻数に
比例するので、本考案の電動機の1つのコイルに
発生する逆起電力は従来に比較して1/2倍である。
本考案では2つのコイルが直列に接続されるが、
それらは電気角でπ(n+(1/2))ラジアンの位相
差があるので、従来よりも少ない逆起電力である
為、高速回転時にもコイルへの供給電流を大きく
出来、大トルクが得られる特長が有る。
Here, since the back electromotive force generated in each coil is proportional to the number of turns, the back electromotive force generated in one coil of the motor of the present invention is 1/2 that of the conventional motor.
In this invention, two coils are connected in series,
Since they have a phase difference of π (n + (1/2)) radians in electrical angle, the back electromotive force is smaller than conventional ones, so the current supplied to the coil can be increased even during high-speed rotation, resulting in large torque. It has the following characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の直流無刷子電動機の一実施例
の回路図、第2図A,Bは一般の直流無刷子電動
機の概略正面図及びステータコイルとホール素子
との位置関係図、第3図A〜Fは従来および本考
案の直流無刷子電動機の動作説明用信号波形図、
第4図は従来の電動機の回路図である。 1……速度誤差信号入力端子、HG1,HG2
…第1、第2のホール素子、L1〜L4……第1〜
第4相の固定子巻線(コイル)、Q1〜Q4……第1
〜第4のトランジスタ、Q5〜Q8,……第1〜第
4の回路手段(トランジスタ)、Q20,Q22……第
1、第2の制御手段(トランジスタ)、R0,R20
〜R23……抵抗、V1,V2……電源の端子、Vs
…速度誤差信号。
Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the DC brushless motor of the present invention, Figs. 2A and B are a schematic front view and a diagram of the positional relationship between the stator coil and the Hall element of a general DC brushless motor, and Fig. 3 Figures A to F are signal waveform diagrams for explaining the operation of the conventional and present DC brushless motors,
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional electric motor. 1...Speed error signal input terminal, HG 1 , HG 2 ...
...first and second Hall elements, L 1 to L 4 ...first to
4th phase stator winding (coil), Q 1 to Q 4 ... 1st
~Fourth transistor, Q5 ~ Q8 ,...first to fourth circuit means (transistor), Q20 , Q22 ...first and second control means (transistor), R0 , R20
~ R23 ...Resistance, V1 , V2 ...Power supply terminals, Vs ...
...Speed error signal.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 永久磁石を含む回転子と、 この回転子の回転位置を検出し、その出力信号
が電気角で略π(n+(1/2))ラジアン(nは零ま
たは整数)の位相差を有する第1及び第2のホー
ル素子と、 電気角で互いにπ(n+(1/2))ラジアン(nは
零または整数)だけ離して配置し、かつそれぞれ
の一端が共通接続される第1、第2、第3、第4
相の固定子巻線と、 前記第1相の固定子巻線の他端と電源の一端と
の間にそのコレタクタとエミツタとが接続される
第1のトランジスタと、 前記第2相の固定子巻線の他端と前記電源の他
端との間にそのコレクタとエミツタとが接続され
る第2のトランジスタと、 前記第3相の固定子巻線の他端と前記電源の一
端との間にそのコレクタとエミツタとが接続され
る第3のトランジスタと、 前記第4相の固定子巻線の他端と前記電源の他
端との間にそのコレクタとエミツタとが接続され
る第4のトランジスタと、 前記第1のホール素子の出力信号に応じて前記
第1及び第3のトランジスタのコレクタ−エミツ
タ間を飽和状態と遮断状態とにそれぞれ制御する
第1及び第3の回路手段と、 前記第1および第3のトランジスタの飽和状態
を前記回転子の回転誤差に基づく速度誤差信号に
応じて制御する第1の制御手段と、 前記第2ホール素子の出力信号に応じて前記第
2及び第4のトランジスタのコレクタ−エミツタ
間を導通状態と遮断状態とにそれぞれ制御する第
2及び第4の回路手段と、 前記第1乃至第4相の固定子巻線に流れる全電
流に基づいた信号を検出する手段と、 前記全電流に基づいた信号と前記速度誤差信号
とに応じて前記第2及び第4のトランジスタの前
記導通状態時のコレクタ−エミツタ間のインピー
ダンスを制御する第2の制御手段とを備えたこと
を特徴とする直流無刷子電動機。
[Claims for Utility Model Registration] A rotor including a permanent magnet, the rotational position of this rotor is detected, and the output signal is approximately π (n + (1/2)) radians in electrical angle (n is zero or an integer). ) are arranged at a distance of π (n + (1/2)) radians (n is zero or an integer) from each other in electrical angle, and one end of each is connected to a common connection. 1st, 2nd, 3rd, 4th
a stator winding of the first phase; a first transistor whose collector and emitter are connected between the other end of the stator winding of the first phase and one end of the power supply; and the stator of the second phase. a second transistor whose collector and emitter are connected between the other end of the winding and the other end of the power source; and between the other end of the third phase stator winding and one end of the power source. a third transistor, the collector and emitter of which are connected between the other end of the stator winding of the fourth phase and the other end of the power source; a transistor; first and third circuit means for respectively controlling collector-emitter regions of the first and third transistors into a saturated state and a cutoff state according to an output signal of the first Hall element; a first control means for controlling saturation states of the first and third transistors according to a speed error signal based on a rotational error of the rotor; second and fourth circuit means for controlling the collector-emitter of the transistor No. 4 into a conductive state and a cut-off state, respectively; and a signal based on the total current flowing through the stator windings of the first to fourth phases. a second control means for controlling the impedance between the collectors and emitters of the second and fourth transistors in the conductive state according to the signal based on the total current and the speed error signal; A DC brushless motor characterized by being equipped with.
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