JPS6219120Y2 - - Google Patents
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- JPS6219120Y2 JPS6219120Y2 JP1981064291U JP6429181U JPS6219120Y2 JP S6219120 Y2 JPS6219120 Y2 JP S6219120Y2 JP 1981064291 U JP1981064291 U JP 1981064291U JP 6429181 U JP6429181 U JP 6429181U JP S6219120 Y2 JPS6219120 Y2 JP S6219120Y2
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- permanent magnet
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- magnet rotor
- armature windings
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、永久磁石回転子の回転に対する位置
検出回数を増して回転むらを少なくし、又永久磁
石回転子の両極で回転体を駆動することにより起
動トルクを大きくとれる無整流子直流電動機を実
現するものである。[Detailed description of the invention] This invention increases the number of position detections for the rotation of the permanent magnet rotor to reduce uneven rotation, and also increases the starting torque by driving the rotating body with both poles of the permanent magnet rotor. This realizes a commutatorless DC motor.
従来より、ホール素子、可飽和リアクタンス等
の磁気センサーを用いて回転体の回転位置を検出
し、その検出出力を増幅し電機子巻線を順次励磁
することにより回転体の回転を円滑に維持する方
法が取られている。第１図ａはその一例を示す回
路図で１，２，３はそれぞれ第相、第相、第
相の電機子巻線である。４，５，６は前記電機
子巻線に励磁電流を流すためのスイツチングトラ
ンジスタでそれぞれのエミツタ端子は電機子巻線
１，２，３の一端と接続されている。７，８，９
はドライブトランジスタであり、それぞれのコレ
クタ端子は前記スイツチングトランジスタ４，
５，６のベース端子と接続されている。又それぞ
れのベース端子には位置検出ホール素子１０，１
１，１２の電圧端子が接続されている。前記位置
検出ホール素子の電流端子の一側はそれぞれ固定
抵抗１３，１４，１５を介して接地されており、
一方の電流端子は共通接続されバイアス電流供給
抵抗１６を介して電源の（＋）端子に接続されて
いる。又前記ドライブトランジスタ７，８，９の
それぞれのエミツタ端子は共通接続され固定抵抗
１７を介して接地されており、電機子巻線１，
２，３の他端は共通接続されて供給電流制御トラ
ンジスタ１８のコレクタに接続されている。前記
供給電流制御トランジスタ１８のエミツタは電源
の（＋）端子に、ベースは回転に応じて電位を可
変する制御器１９に接続されている。 Traditionally, magnetic sensors such as Hall elements and saturable reactances are used to detect the rotational position of a rotating body, and the detected output is amplified to sequentially excite the armature windings to maintain smooth rotation of the rotating body. A method is being taken. FIG. 1a is a circuit diagram showing one example, and numerals 1, 2, and 3 are armature windings of the first phase, second phase, and second phase, respectively. Reference numerals 4, 5, and 6 are switching transistors for causing excitation current to flow through the armature windings, and each emitter terminal is connected to one end of the armature windings 1, 2, and 3. 7, 8, 9
is a drive transistor, and each collector terminal is connected to the switching transistor 4,
It is connected to base terminals 5 and 6. Also, each base terminal has a position detection Hall element 10, 1.
Voltage terminals 1 and 12 are connected. One side of the current terminal of the position detection Hall element is grounded via fixed resistors 13, 14, and 15, respectively,
One current terminal is commonly connected and connected to the (+) terminal of the power supply via a bias current supply resistor 16. Further, the emitter terminals of the drive transistors 7, 8, and 9 are commonly connected and grounded via a fixed resistor 17, and the armature windings 1,
The other ends of the transistors 2 and 3 are commonly connected and connected to the collector of the supply current control transistor 18. The emitter of the supply current control transistor 18 is connected to the (+) terminal of the power supply, and the base is connected to a controller 19 that varies the potential according to rotation.
第１図ｂは電機子巻線と永久磁石回転子及び、
位置検出ホール素子の位置関係の一例を示したも
のである。図において１，２，３，１０，１１，
１２は第１図ａの符号と相対しており、図の様な
位置関係にある。t1，t2，t3，t4は永久磁石回転子
の第、第、第の電機子巻線が順次励磁され
る瞬間の位置でありt1〜t2の間、電機子巻線１が
励磁され、t2〜t3，t3〜t4のそれぞれの間、電機子
巻線２，３がそれぞれ励磁される関係にある。 Figure 1b shows the armature winding, the permanent magnet rotor, and
An example of the positional relationship of position detection Hall elements is shown. In the figure 1, 2, 3, 10, 11,
12 is opposite to the reference numeral in FIG. 1a, and is in the positional relationship as shown in the figure. t 1 , t 2 , t 3 , and t 4 are the instantaneous positions when the first, second, and third armature windings of the permanent magnet rotor are sequentially excited. is excited, and the armature windings 2 and 3 are each excited during each of t 2 to t 3 and t 3 to t 4 .
第１図ｃは、上記第１図ｂの説明にある電機子
巻線１，２，３に流れる励磁電流I1，I2，I3の永
久磁石回転子の位置に対する増流状態の位相関係
を表わしたものである。 Figure 1c shows the phase relationship of the excitation currents I 1 , I 2 , and I 3 flowing through the armature windings 1, 2 , and 3 in the increased state with respect to the position of the permanent magnet rotor, as explained in Figure 1b above. It represents.
さて、第１図ｂの永久磁石回転子の位置がt1の
位置にある時電源端子間に電源電圧を印加すると
予めＮ極が接近した時に電圧端子に電位が高くな
る様にセツトされているホール素子１０，１１，
１２のうち１０の電圧端子の電位が高くなり、第
１図ａのドライブトランジスタ７、スイツチング
トランジスタ４のそれぞれがON状態となり、予
め励磁された時にスロツト１−ｂ、スロツト１−
ｄがＳ極に、スロツト１−ａ、スロツト１−ｃが
Ｎ極に等価的になる様に巻線してある電機子巻線
１が励磁される。そのため、永久磁石回転子は同
図ｂの矢印２０の方向に移動する。その移動幅は
同図ｃのI1の如く０〜π／３の間であり、同図ｂの永
久磁石回転子はt2の位置迄移動することになる。
次に永久磁石回転子の位置がt2にある時はホール
素子１１の電圧端子の電位が高くなり同図ａのド
ライブトランジスタ８、スイツチングトランジス
タ５のそれぞれがON状態となり、予め励磁され
た時にスロツト２−ｂ、スロツト２−ｄがＳ極に
スロツト２−ａ、スロツト２−ｃがＮ極に等価的
になる様に巻線してある電機子巻線２が励磁され
る。そのため永久磁石回転子は同図ｂの矢印２０
の方向に移動する。その移動幅は同図ｃのI2の如
くπ／３〜２／３πの間であり同図ｂの永久磁石回転子
は
t3の位置迄移動することになる。又、永久磁石回
転子の位置がt3にある時はホール素子１２の電圧
端子の電位が高くなり同図ａのドライバトランジ
スタ９、スイツチングトランジスタ６のそれぞれ
がON状態となり、予め励磁された時にスロツト
３−ｂ、スロツト３−ｄがＳ極にスロツト３−
ａ、スロツト３−ｃがＮ極に等価的になる様に巻
線してある電機子巻線３が励磁される。そのた
め、永久磁石回転子は同図ｂの矢印２０の方向に
移動する。その移動幅は同図ｃのI3の如く２／３π〜
πの間であり同図ｂの永久磁石回転子はt4の位置
迄移動することになる。この永久磁石回転子の位
置t4は前記したt1の位置と相対しており、永久磁
石回転子は半回転したことになる。残りの半回転
も今述べたと同様に位置検出を行いそれぞれの電
機子巻線は励磁される。即ち、同図ｃにおいて、
π〜４／３π、４／３π〜５／３π，５／３π〜２πの
各期間はそれぞ
れ電機子巻線１，２，３が励磁されるものであ
る。 Now, when the permanent magnet rotor is at position t1 in Figure 1b, and a power supply voltage is applied between the power supply terminals, it is set in advance so that the potential at the voltage terminals becomes high when the N pole approaches. Hall elements 10, 11,
The potential of 10 of the 12 voltage terminals becomes high, and each of the drive transistor 7 and the switching transistor 4 in FIG.
The armature winding 1, which is wound so that d is equivalent to the south pole and slots 1-a and 1-c are equivalent to the north pole, is excited. Therefore, the permanent magnet rotor moves in the direction of arrow 20 in FIG. The movement width is between 0 and π/3 as shown by I 1 in the figure c, and the permanent magnet rotor shown in the figure b moves to the position t 2 .
Next, when the permanent magnet rotor is at the position t2 , the potential of the voltage terminal of the Hall element 11 becomes high, and the drive transistor 8 and switching transistor 5 shown in FIG. The armature winding 2, which is wound so that the slots 2-b and 2-d are equivalent to S poles, and the slot 2-a and slot 2-c are equivalent to N poles, is excited. Therefore, the permanent magnet rotor is
move in the direction of The movement width is between π/3 and 2/3π as shown by I 2 in the figure c, and the permanent magnet rotor in the figure b moves to the position t 3 . Furthermore, when the permanent magnet rotor is at position t3 , the potential of the voltage terminal of the Hall element 12 becomes high, and the driver transistor 9 and switching transistor 6 shown in FIG. Slot 3-b and slot 3-d are S poles.
The armature winding 3, which is wound so that the slot 3-c becomes equivalent to the north pole, is excited. Therefore, the permanent magnet rotor moves in the direction of arrow 20 in FIG. The movement width is between 2/3π and π, as indicated by I 3 in the figure c, and the permanent magnet rotor in the figure b moves to the position t 4 . This position t 4 of the permanent magnet rotor is opposite to the position t 1 described above, and the permanent magnet rotor has made a half rotation. For the remaining half rotation, position detection is performed in the same manner as described above, and each armature winding is energized. That is, in figure c,
During each period of π to 4/3π, 4/3π to 5/3π, and 5/3π to 2π, the armature windings 1, 2, and 3 are excited, respectively.
以上述べた通り第１図ａの回路でこの無整流子
直流電動機は位置検出制御されるが、この方式で
は、位置検出の回数が回転子の１回転に対して６
回であり、又位置検出素子としてホール素子を３
個使用しなければならない。回転子の１回転に対
する位置検出は回数が多い程モータの回転むらが
少なくなることは周知の通りであり、又、比較的
高価なホール素子を３個使用することからも位置
検出方法の改善が求められていた。 As mentioned above, this non-commutated DC motor is controlled by position detection using the circuit shown in Fig. 1a, but in this method, the number of position detections is 6 per rotation of the rotor.
3 times, and a Hall element is used as a position detection element.
must be used. It is well known that the more times the position is detected for one rotation of the rotor, the less uneven the rotation of the motor will be.Also, since three relatively expensive Hall elements are used, it is possible to improve the position detection method. It was wanted.
本考案の位置検出回路及び電機子巻線の巻線構
成はかかる問題を解消するものである。第２図ａ
は本考案の位置検出回路であり、１，２，３，４
はそれぞれ第相、第相、第相、第相の電
機子巻線である。５，６，７，８は前記電機子巻
線に励磁電流を供給するためのスイツチングトラ
ンジスタでそれぞれのコレクタ端子は電機子巻線
１，２，３，４の一端と接続され、又、それぞれ
のエミツタ端子は共通接続されて供給電流制御ト
ランジスタ１７のコレクタに接続されている。ス
イツチングトランジスタ５，８のそれぞれのベー
ス端子は共通接続されて位置検出ホール素子９の
電圧端子９−２に接続されている。又、スイツチ
ングトランジスタ６，７のそれぞれのベース端子
は共通接続されて位置検出ホール素子９の電圧端
子９−１に接続されている。前記位置検出ホール
素子９の電流端子の一端は固定抵抗１０を介して
接地されており、他端は固定抵抗１１を介して電
源の（＋）端子に接続されている。前記電機子巻
線１，２の他端は共通接続されて、スイツチング
トランジスタ１２のコレクタに接続されている。
前記スイツチングトランジスタ１２のベース端子
は位置検出ホール素子の電圧端子１４−１に接続
されており、エミツタ端子は接地されている。前
記電機子巻線３，４の他端は共通接続されて、ス
イツチングトランジスタ１３のコレクタに接続さ
れている。前記スイツチングトランジスタ１３の
ベース端子は位置検出ホール素子の電圧端子１４
−２に接続されており、エミツタ端子は接地され
ている。前記位置検出ホール素子１４の電流端子
の一端は固定抵抗１５を介して接地されており、
他端は固定抵抗１６を介して電源の（＋）端子に
接続されている。前記供給電流制御トランジスタ
１７のエミツタ端子は電源の（＋）端子に接続さ
れており、ベース端子は回転に応じて電位を可変
する制御器１８に接続されている。 The position detection circuit and the winding configuration of the armature winding of the present invention solve this problem. Figure 2a
is the position detection circuit of the present invention, and 1, 2, 3, 4
are the phase, phase, phase, and phase armature windings, respectively. Reference numerals 5, 6, 7, and 8 are switching transistors for supplying excitation current to the armature windings, and their collector terminals are connected to one end of the armature windings 1, 2, 3, and 4, respectively. The emitter terminals of the transistors are commonly connected to the collector of the supply current control transistor 17. The base terminals of the switching transistors 5 and 8 are commonly connected to the voltage terminal 9-2 of the position detection Hall element 9. Further, the base terminals of the switching transistors 6 and 7 are commonly connected to the voltage terminal 9-1 of the position detection Hall element 9. One end of the current terminal of the position detection Hall element 9 is grounded via a fixed resistor 10, and the other end is connected via a fixed resistor 11 to the (+) terminal of a power source. The other ends of the armature windings 1 and 2 are commonly connected and connected to the collector of a switching transistor 12.
The base terminal of the switching transistor 12 is connected to the voltage terminal 14-1 of the position detection Hall element, and the emitter terminal is grounded. The other ends of the armature windings 3 and 4 are commonly connected and connected to the collector of a switching transistor 13. The base terminal of the switching transistor 13 is connected to the voltage terminal 14 of the position detection Hall element.
-2, and the emitter terminal is grounded. One end of the current terminal of the position detection Hall element 14 is grounded via a fixed resistor 15,
The other end is connected to the (+) terminal of the power supply via a fixed resistor 16. The emitter terminal of the supply current control transistor 17 is connected to the (+) terminal of the power supply, and the base terminal is connected to a controller 18 that varies the potential according to rotation.
第２図ｂは電機子巻線と永久磁石回転子及び位
置検出ホール素子の位置関係の一例を示したもの
であり、前述した従来例と同じ電機子を使用した
場合を示す。図において１，２，３，４，９，１
４の符号は第２図ａの符号と相対しており、図の
様な位置関係にある。t1，t2，t3，t4，t5は永久磁
石回転子の第、第、第、第の電機子巻線
が順次励磁される瞬間の位置であり、t1〜t2の
間、電機子巻線１が励磁されt2〜t3，t3〜t4，t4〜
t5のそれぞれの間、電機子巻線２，３，４がそれ
ぞれ励磁される関係に有る。又、電機子巻線１，
２，３，４の巻線構成は前述した従来例第１図ｂ
の電機子巻線１，２，３のそれぞれが３スロツト
に渡つて巻線されているのに対して、２スロツト
に渡つて巻線されている。 FIG. 2b shows an example of the positional relationship between the armature winding, the permanent magnet rotor, and the position detection Hall element, and shows a case where the same armature as in the conventional example described above is used. In the figure 1, 2, 3, 4, 9, 1
The reference numeral 4 is opposite to the reference numeral in FIG. 2a, and the positional relationship is as shown in the figure. t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , t 5 are the instantaneous positions when the first, second, third, and third armature windings of the permanent magnet rotor are sequentially excited, and between t 1 and t 2 , the armature winding 1 is excited t 2 ~ t 3 , t 3 ~ t 4 , t 4 ~
During each of t5 , armature windings 2, 3, and 4 are in a relationship in which they are each excited. Also, armature winding 1,
The winding configuration of windings 2, 3, and 4 is as shown in the conventional example shown in Fig. 1b.
Each of the armature windings 1, 2, and 3 is wound over three slots, whereas each of the armature windings 1, 2, and 3 is wound over two slots.
第２図ｃは、前述した第２図ｂの説明にある電
機子巻線１，２，３，４に流れる励磁電流I1，
I2，I3，I4の永久磁石回転子の位置に対する増流
状態の位相関係を表わしたものである。 FIG. 2c shows the excitation currents I 1 ,
This figure shows the phase relationship of the increased flow state with respect to the position of the permanent magnet rotor of I 2 , I 3 , and I 4 .
さて、第２図ｂの永久磁石回転子の位置がt1の
位置にある時、電源端子間に電源電圧を印加する
と、予め無磁界の時、ON状態となる様に固定抵
抗１０，１１でセツトされているスイツチングト
ランジスタ５，６，７，８及びOFF状態となる
様に固定抵抗１５，１６でセツトされているスイ
ツチングトランジスタ１２，１３の動作を説明す
る。位置検出ホール素子９は永久磁石回転子のＮ
極が接近した時電圧端子９−１の電位が高くな
り、スイツチングトランジスタ６，７はOFFと
なる。しかし、スイツチングトランジスタ５，８
はON状態を維持し、電機子巻線１，４に電流を
供給しようとする。又、永久磁石回転子が同じ位
置t1にある時、別の位置検出ホール素子１４は、
永久磁石回転子のＮ極が接近した時、電圧端子１
４−１の電位が高くなり、スイツチングトランジ
スタ１２はON状態となつている。即ち前述の電
流を供給されようとしている電機子巻線１，４の
うち、スイツチングトランジスタ１２のコレクタ
に接続されている電機子巻線１に電流が流れる
が、予め励磁された時にスロツト１−ａ，１−
ｃ，１−ｅがＮ極に、スロツト１−ｂ，１−ｄ，
１−ｆがＳ極に等価的になる様に巻線してあるた
め永久磁石回転子は同図ｂの矢印１９の方向に移
動する。その移動幅は同図ｃのI1の如く０〜π／
６の間であり、同図ｂの永久磁石回転子はt2の位
置迄移動することになる。次に永久磁石回転子の
位置がt2にある時、位置検出ホール素子９は、永
久磁石回転子のＳ極が接近した時、電圧端子９−
２の電位が高くなり、スイツチングトランジスタ
５，８はOFFとなる。しかしスイツチングトラ
ンジスタ６，７はON状態を維持し、電機子巻線
２，３に電流を供給しようとする。又、その永久
磁石回転子が同じ位置t2にある時、別の位置検出
ホール素子１４は永久磁石回転子のＮ極が接近し
た時、電圧端子１４−１の電位が高くなりスイツ
チングトランジスタ１２はON状態となつてい
る。即ち前述の電流を供給されようとしている電
機子巻線２，３のうち、スイツチングトランジス
タ１２のコレクタに接続されている電機子巻線２
に電流が流れるが、予め励磁された時にスロツト
２−ａ，２−ｃ，２−ｅがＮ極に、スロツト２−
ｂ，２−ｄ，２−ｆがＳ極に等価的になる様に巻
線してあるため、永久磁石回転子は同図ｂの矢印
１９の方向に移動する。その移動幅は同図ｃのI2
の如くπ／６〜π／３の間であり、同図ｂの永久磁石回
転
子はt3の位置迄移動する。次に永久磁石回転子の
位置がt3にある時、位置検出ホール素子９は永久
磁石回転子のＳ極が接近した時、電圧端子９−２
の電位が高くなり、スイツチングトランジスタ
５，８はOFFとなる。しかし、スイツチングト
ランジスタ６，７はON状態を維持し、電機子巻
線２，３に電流を供給しようとする。又、その永
久磁石回転子が同じ位置t3にある時、別の位置検
出ホール素子１４は永久磁石回転子のＳ極が接近
した時電位の高くなる電圧端子１４−２の電位が
高くなりスイツチングトランジスタ１３はON状
態となつている。即ち前述の電流を供給されよう
としている電機子巻線２，３のうち、スイツチン
グトランジスタ１３のコレクタ端子に接続されて
いる電機子巻線３に電流が流れるが、予め励磁さ
れた時にスロツト３−ａ，３−ｃ，３−ｅがＮ極
に、スロツト３−ｂ，３−ｄ，３−ｆがＳ極に等
価的になる様に巻線してあるため、永久磁石回転
子は同図ｂの矢印１９の方向に移動する。その移
動幅は同図ｃのI3の如くπ／３〜π／２の間であり、同
図
ｂの永久磁石回転子はt4の位置迄移動する。次に
永久磁石回転子の位置がt4にある時、位置検出ホ
ール素子９は、永久磁石回転子のＮ極が接近した
時、電圧端子９−１の電位が高くなり、スイツチ
ングトランジスタ６，７はOFFとなる。しか
し、スイツチングトランジスタ５，８はON状態
を維持し、電機子巻線１，４に電流を供給しよう
とする。又、その永久磁石回転子が同じ位置t4に
ある時、別の位置検出ホール素子１４は永久磁石
回転子のＳ極が接近した時、電圧端子１４−２の
電位が高くなり、スイツチングトランジスタ１３
はON状態となつている。即ち、前述の電流を供
給されようとしている電機子巻線１，４のうち、
スイツチングトランジスタ１３のコレクタ端子に
接続されている電機子巻線４に電流が流れるが、
予め励磁された時にスロツト４−ａ，４−ｃ，４
−ｅがＮ極に、スロツト４−ｂ，４−ｄ，４−ｆ
がＳ極に等価的になる様に巻線してあるため、永
久磁石回転子は同図ｂの矢印１９の方向に移動す
る。その移動幅は同図ｃのI4の如く、π／２〜２／３π
の
間であり、同図ｂの永久磁石回転子はt5の位置迄
移動する。この永久磁石回転子の位置t5は前記し
たt1の位置と相対しており、永久磁石回転子は1/
3回転したことになる。残りの2/3回転も今述べた
と同様の位置検出を1/3回転づつ行い、それぞれ
の電機子巻線は励磁をされる。即ち同図ｃにおい
て２／３π〜５／６π，４／３π〜３／２πは電機子巻
線１が、５／６π〜
π、３／２π〜５／３は電機子巻線２が、π〜７／６π
，５／３π〜１１／６
πは電機子巻線３が、７／６π〜４／３π，１１／６π
〜２πは電
機子巻線４のそれぞれが励磁されるものである。 Now, when the permanent magnet rotor is at the position t 1 in Figure 2b, when a power supply voltage is applied between the power supply terminals, the fixed resistors 10 and 11 are set in advance so that it will be in the ON state when there is no magnetic field. The operation of the switching transistors 5, 6, 7, and 8 that are set and the switching transistors 12 and 13 that are set by fixed resistors 15 and 16 so as to be in the OFF state will be explained. The position detection Hall element 9 is the N of the permanent magnet rotor.
When the poles approach each other, the potential of the voltage terminal 9-1 becomes high, and the switching transistors 6 and 7 are turned off. However, switching transistors 5 and 8
maintains the ON state and attempts to supply current to armature windings 1 and 4. Also, when the permanent magnet rotor is at the same position t1 , another position detection Hall element 14 is
When the N pole of the permanent magnet rotor approaches, voltage terminal 1
The potential of the transistor 4-1 becomes high, and the switching transistor 12 is turned on. That is, among the armature windings 1 and 4 to which the above-mentioned current is to be supplied, a current flows to the armature winding 1 connected to the collector of the switching transistor 12, but when it is excited in advance, the slot 1- a, 1-
c, 1-e are N poles, slots 1-b, 1-d,
Since the wires are wound so that 1-f is equivalent to the south pole, the permanent magnet rotor moves in the direction of arrow 19 in FIG. The movement width is 0 to π/ as shown in I 1 in the same figure c.
6, and the permanent magnet rotor shown in FIG. 6B moves to the position t2 . Next, when the permanent magnet rotor is in position t2 , the position detection Hall element 9 detects the voltage terminal 9- when the S pole of the permanent magnet rotor approaches.
The potential of transistor 2 becomes high, and switching transistors 5 and 8 are turned off. However, the switching transistors 6 and 7 maintain the ON state and attempt to supply current to the armature windings 2 and 3. Further, when the permanent magnet rotor is at the same position t2 , another position detection Hall element 14 detects that when the N pole of the permanent magnet rotor approaches, the potential of the voltage terminal 14-1 becomes high and the switching transistor 12 is in the ON state. That is, among the armature windings 2 and 3 to which the above-mentioned current is to be supplied, the armature winding 2 connected to the collector of the switching transistor 12
A current flows through the slots 2-a, 2-c, and 2-e when they are excited in advance, and the slots 2-a, 2-c, and 2-e become N poles.
Since the wires are wound so that b, 2-d, and 2-f are equivalent to the south pole, the permanent magnet rotor moves in the direction of arrow 19 in FIG. Its movement width is I 2 in c of the same figure.
It is between π/6 and π/ 3 , and the permanent magnet rotor shown in FIG. Next, when the position of the permanent magnet rotor is at t3 , the position detection Hall element 9 detects the voltage terminal 9-2 when the S pole of the permanent magnet rotor approaches.
becomes high, and switching transistors 5 and 8 are turned off. However, the switching transistors 6 and 7 maintain the ON state and attempt to supply current to the armature windings 2 and 3. Further, when the permanent magnet rotor is at the same position t3 , the potential of the voltage terminal 14-2, which becomes high when the S pole of the permanent magnet rotor approaches the S pole of the other position detection Hall element 14, becomes high and the switch is activated. The switching transistor 13 is in an ON state. That is, among the armature windings 2 and 3 to which the above-mentioned current is to be supplied, a current flows to the armature winding 3 connected to the collector terminal of the switching transistor 13, but when it is excited in advance, the slot 3 Since the wires are wound so that -a, 3-c, and 3-e are equivalent to N poles, and slots 3-b, 3-d, and 3-f are equivalent to S poles, the permanent magnet rotors are the same. Move in the direction of arrow 19 in figure b. Its movement width is between π/3 and π/2, as indicated by I 3 in the figure c, and the permanent magnet rotor in the figure b moves to the position t 4 . Next, when the permanent magnet rotor is at position t4 , the position detection Hall element 9 detects that when the N pole of the permanent magnet rotor approaches, the potential of the voltage terminal 9-1 becomes high, and the switching transistors 6, 7 is OFF. However, the switching transistors 5 and 8 maintain the ON state and attempt to supply current to the armature windings 1 and 4. Further, when the permanent magnet rotor is at the same position t4 , another position detection Hall element 14 detects that when the S pole of the permanent magnet rotor approaches, the potential of the voltage terminal 14-2 becomes high, and the switching transistor is activated. 13
is in the ON state. That is, among the armature windings 1 and 4 to which the above-mentioned current is to be supplied,
Current flows through the armature winding 4 connected to the collector terminal of the switching transistor 13.
Slots 4-a, 4-c, 4 when pre-energized
-e becomes N pole, slots 4-b, 4-d, 4-f
The permanent magnet rotor moves in the direction of the arrow 19 in FIG. The movement width is π/2 to 2/3π, as shown in I 4 in the same figure c.
The permanent magnet rotor shown in FIG. 5B moves to the position t5. This position t 5 of the permanent magnet rotor is opposite to the position t 1 described above, and the permanent magnet rotor is 1/
This means that it has rotated 3 times. For the remaining 2/3 rotations, the same position detection as just described is performed for each 1/3 rotation, and each armature winding is energized. That is, in the figure c, armature winding 1 is 2/3π to 5/6π, 4/3π to 3/2π is 5/6π to π, and armature winding 2 is π from 3/2π to 5/3. ~7/6π
, 5/3π to 11/6π, armature winding 3 is 7/6π to 4/3π, 11/6π
~2π is the one in which each of the armature windings 4 is excited.
以上述べた通り第２図ａの回路、第２図ｂの電
機子巻線状態、ホール素子の位置関係でこの無整
流子直流電動機は位置検出制御される。 As described above, this commutatorless DC motor is controlled by position detection based on the circuit shown in FIG. 2a, the armature winding state shown in FIG. 2b, and the positional relationship of the Hall element.
本考案の方式と従来例を比較すると、回転子の
１回転に対する位置検出回数が、従来例では６回
であるのに対し、本方式では12回であり２倍の位
置検出回数であり、モータの回転むらは著るしく
減少し、又、図からも明らかな様に位置検出ホー
ル素子も２個で良く、ホール素子間の特性むら、
コストダウン等を考慮した場合、効果は大であ
る。 Comparing the method of the present invention and the conventional example, the number of position detections per one revolution of the rotor is 6 times in the conventional example, but 12 times in the present method, which is twice as many times as the motor. In addition, as is clear from the figure, only two position detection Hall elements are required, which reduces the unevenness of the characteristics between the Hall elements.
When considering cost reduction, etc., the effect is significant.
また、電機子巻線の巻線構成も本方式を採用す
ることにより、位置検出回数を増しても永久磁石
回転子の両極を使用して駆動され、起動トルクを
減少せしめることはならない。 Furthermore, by adopting this method for the winding configuration of the armature winding, even if the number of position detections is increased, the motor is driven using both poles of the permanent magnet rotor, and the starting torque is not reduced.
第１図ａはホール素子を利用した従来の位置検
出回路図、第１図ｂは同図ａに示す回路のモータ
を駆動すべき電機子巻線と永久磁石回転子の位置
関係図、第１図ｃは同図ｂに示す位置関係にある
電機子巻線と永久磁石回転子を同図ａに示す位置
検出回路で動作させた場合の各電機子巻線に流れ
る駆動電流の位相関係図、第２図ａは本考案の一
実施例による位置検出回路図、第２図ｂは同図ａ
に示す回路の電機子巻線と永久磁石回転子の位置
関係図、第２図ｃは同図ｂに示す位置関係にある
電機子巻線に流れる駆動電流の位相関係図であ
る。
１〜４……電機子巻線、５〜８……スイツチン
グトランジスタ、９，１４……位置検出ホール素
子（磁気センサー）、１２，１３……スイツチン
グトランジスタ。
Figure 1a is a diagram of a conventional position detection circuit using a Hall element, Figure 1b is a diagram of the positional relationship between the armature winding and permanent magnet rotor that drive the motor of the circuit shown in Figure 1 Figure c is a phase relationship diagram of the drive current flowing through each armature winding when the armature windings and the permanent magnet rotor having the positional relationship shown in figure b are operated by the position detection circuit shown in figure a, Fig. 2a is a position detection circuit diagram according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2b is a diagram of the position detection circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2c is a diagram showing the positional relationship between the armature winding and the permanent magnet rotor of the circuit shown in FIG. 1-4... Armature winding, 5-8... Switching transistor, 9, 14... Position detection Hall element (magnetic sensor), 12, 13... Switching transistor.
Claims (1)
位置を検出する検出機構と、この検出出力を増幅
し電機子巻線を駆動する駆動回路と、この駆動回
路の出力によつて励磁される少なくとも第相、
第相、第相、第相の４個の電機子巻線１，
２，３，４とを有し、上記回転位置検出機構は、
前記永久磁石回転子の極性によつて２種類の異な
る検出出力を得られるべく、かつ前記永久磁石回
転子の回転角に対して異なる２種類の検出出力を
得られるように配置した２個の磁気センサー９，
１４よりなり、上記駆動回路は、上記電機子巻線
にそれぞれ接続され、ベースが共通接続された２
個のトランジスタが一対となつてベースを上記磁
気センサーの一方の磁気センサー９の出力端子９
−１，９−２に接続した４個のスイツチトランジ
スタ５，６，７，８と、他方の磁気センサー１４
の出力端子１４−１，１４−２にベースが接続さ
れ、上記４個のスイツチングトランジスタ５，
６，７，８とともに上記電機子巻線１，２，３，
４を順次励磁する少なくとも２個のスイツチング
トランジスタ１２，１３とより構成し、上記４個
のスイツチングトランジスタ５，６，７，８のう
ち、第相と第相の電機子巻線１，４に接続さ
れたスイツチングトランジスタ５，８のベース端
子を共通接続して一方の磁気センサー９の一方の
出力端子９−２に接続し、第相と第相の電機
子巻線２，３に接続されたスイツチングトランジ
スタ６，７のベース端子を共通接続して上記磁気
センサー９の他方の出力端子９−１に接続し、か
つ、他方の磁気センサー１４の一方の出力端子１
４−１にベースが接続されたスイツチングトラン
ジスタ１２の出力端子に、第相と第相又は第
相の電機子巻線に接続されたスイツチングトラ
ンジスタを接続し、上記磁気センサー１４の他方
の出力端子１４−２にベースが接続されたスイツ
チングトランジスタ１３の出力端子に、第相と
第相又は第相に接続されたスイツチングトラ
ンジスタを接続した無整流子直流電動機。 a permanent magnet rotor, a detection mechanism that detects the rotational position of the permanent magnet rotor, a drive circuit that amplifies the detection output and drives the armature winding, and at least one magnet excited by the output of the drive circuit. Phase,
4 armature windings 1, 1st phase, 1st phase, 1st phase
2, 3, and 4, and the rotational position detection mechanism has
Two magnets arranged so that two different detection outputs can be obtained depending on the polarity of the permanent magnet rotor and two different detection outputs can be obtained depending on the rotation angle of the permanent magnet rotor. sensor 9,
14, the drive circuit is connected to the armature windings, and the bases are connected in common.
A pair of transistors connect the base to the output terminal 9 of one of the magnetic sensors 9.
-1, 9-2 connected to four switch transistors 5, 6, 7, 8 and the other magnetic sensor 14
The bases are connected to the output terminals 14-1, 14-2 of the four switching transistors 5, 14-2.
6, 7, 8 as well as the armature windings 1, 2, 3,
At least two switching transistors 12 and 13 sequentially excite the armature windings 1 and 4, and among the four switching transistors 5, 6, 7 and 8, the armature windings 1 and 4 The base terminals of the switching transistors 5 and 8 connected to the magnetic sensor 9 are connected in common and connected to one output terminal 9-2 of one of the magnetic sensors 9, and then connected to the phase and phase armature windings 2 and 3. The base terminals of the switching transistors 6 and 7 are connected in common and connected to the other output terminal 9-1 of the magnetic sensor 9, and one output terminal 1 of the other magnetic sensor 14 is connected.
A switching transistor connected to the armature winding of the first phase and the second phase is connected to the output terminal of the switching transistor 12 whose base is connected to 4-1, and the other output of the magnetic sensor 14 is connected. A non-commutator DC motor in which a first phase and a switching transistor connected to the second phase are connected to the output terminal of the switching transistor 13 whose base is connected to the terminal 14-2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981064291U JPS6219120Y2 (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981064291U JPS6219120Y2 (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56169786U JPS56169786U (en) | 1981-12-15 |
| JPS6219120Y2 true JPS6219120Y2 (en) | 1987-05-15 |
Family
ID=29658493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1981064291U Expired JPS6219120Y2 (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6219120Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0242780Y2 (en) * | 1985-05-15 | 1990-11-14 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5349447Y2 (en) * | 1973-06-08 | 1978-11-28 |
-
1981
- 1981-04-30 JP JP1981064291U patent/JPS6219120Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56169786U (en) | 1981-12-15 |
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