CN1161599A - 无刷电机 - Google Patents

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Abstract

在具有励磁永磁体部件(10)的无刷电机中，由交变信号产生电路(22)产生响应位置检测器(21)的输出信号而模拟变化的交变信号；然后用第一分配电路(31)和第二分配电路(32)分配指令框15的第一和第二输出电流信号，将其变为响应交变信号而模拟变化的第一和第二三相分配电流信号；用一个分配合成器(33)合成第一和第二分配电流信号，产生三相分配信号，并由驱动框(14)产生用于三相线圈的波形驱动信号。

Description

无刷电机
本发明涉及一种无刷电机，在其中三相线圈的电流是由电子电路分配的。
近来，用电子电路为三相线圈分配电流的无刷电机得到了广泛的应用。图132表示了这现有技术的无刷电机的结构。
霍尔元件9911，9912和9913检测转子旋转磁体9901的磁极，并且输出对应旋转位置的三相检测信号。霍尔元件9911，9912和9913的输出分别被放大器9921，9922和9923放大到预定的倍数。乘法器9931，9932和9933分别用指令电路9950输出的指令信号乘以放大器9921，9922和9923的输出，并且获得各自具有对应指令信号的幅值的三相乘积信号。功率放大器9941，9942和9943分别放大乘法器9931，9932和9933的输出，并且把放大的输出分别提供给三相线圈9902，9903和9904。
其结果是，随着转子磁体的旋转而变化的三相驱动信号被提供给三相线圈9902，9903和9904，从而使转子磁体在预定的方向上转动。
然而，例如图132所示的现有技术的结构具有以下的缺点。
驱动信号的幅值正比于指令电路9950的指令信号与霍尔元件9911，9912和9913的输出的乘积。由于霍尔元件灵敏度的变化和转子磁体9901的磁场中的变化，霍尔元件9911，9912和9913的检测信号的幅值也会出现变化。这样就会造成驱动信号幅值的变化或差别。特别是霍尔元件的灵敏度的变化是很大的。
为了减少霍尔元件之间灵敏度的变化或差别，通常是用这样的方式来实现每个电机中三个霍尔元件的匹配，也就是使霍尔元件的灵敏度范围彼此吻合。然而，在大量生产的电机中，由于霍尔元件的灵敏度的变化，在驱动信号的幅值中仍有很大的变化。这样会造成转矩相对于指令电路9950的指令信号的变化，从而在大批量生产时构成严重的问题。
本发明的一个目的就是要解决现有技术的上述问题，并且提供一种即使在霍尔元件等等发生变化时几乎不受这种变化影响的无刷电机。
为了实现上述目的，本发明的无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置；
切割励磁磁通的三相线圈；
位置检测装置，用于检测励磁永磁体装置和三相线圈的相对位置；
交变信号产生装置，用于获得与位置检测装置输出信号相一致地模拟变化的交变信号；
指令装置，用于产生对应一个指令信号的电流信号；
第一分配装置，用于把指令装置的第一输出电流信号分配给与交变信号产生装置的输出信号相一致地模拟变化的三相第一分配电流信号；
第二分配装置，用于把指令装置的第二输出电流信号分配给与交变信号产生装置的输出信号相一致地模拟变化的三相第二分配电流信号；
合成装置，用于合成第一分配装置的第一分配电流信号和第二分配装置的第二分配电流信号，从而获得三相分配信号；以及
驱动装置，用于把对应合成装置的三相分配信号的驱动信号提供给三相线圈的端子。
在本发明的无刷电机结构中：利用对应位置检测信号的交变信号把对应指令信号的第一输出电流信号分配给三相第一分配电流信号，利用对应位置检测信号的交变信号把对应指令信号的第二输出电流信号分配给三相第二分配电流信号；第一和第二分配电流信号被合成在一起，从而产生三相分配信号；并且把对应合成装置的分配信号的驱动信号提供给三相线圈。因此，由于位置检测元件灵敏度的变化和处理电路增益的变化造成的影响是很小的，从而使大量生产的电机中间的驱动增益的变化被明显地减小了。
其结果是，提供给三相线圈端子的驱动信号也不会受到位置检测装置检测输出变化的影响，从而获得对应指令信号的精确的驱动信号。因此，所产生的转矩变化很小。
本发明另一方面的无刷电机包括：
用于获得励磁磁通磁极的励磁永磁体装置；
切割励磁磁通的三相线圈；
位置装置，用于获得对应励磁装置和三相线圈的相对位置的检测信号；
指令装置，利用对应位置装置检测信号的一个高次谐波信号与一个指令信号的乘积信号来产生输出电流信号，上述输出电流信号正比于指令信号，并且包含预定百分数的对应乘积信号的高次谐波分量；
分配装置，用于获得与指令装置的输出电流信号和位置装置输出信号的乘积相对应的三相分配信号；以及
驱动装置，用于把对应分配装置的三相分配信号的驱动信号提供给三相线圈的端子。
在这种结构中：正比于指令信号，并且包含预定百分数的高次谐波分量的输出电流信号是利用对应位置装置检测信号的高次谐波信号与指令信号的乘积信号来产生的；产生三相分配信号，它们对应输出电流信号与位置检测器输出信号的乘积；并且把对应三相分配信号的驱动信号提供给三相线圈。因此，分配信号(以及驱动信号)具有对应着检测信号的波形，而且可以减少失真或是变得平滑，从而有可能获得变化较小或是均匀的驱动力。
本发明又一方面的无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置；
切割励磁磁通的三相线圈；
位置检测装置，用于检测励磁永磁体装置和三相线圈的相对位置，并且获得彼此具有电气相位差的两相检测信号；
交变信号产生装置，用于获得与位置检测装置获得的两相检测信号相一致地模拟变化的至少一组三相交变信号；
指令装置，用于产生对应一个指令信号的电流信号；
第一分配装置，用于把指令装置的第一输出电流信号分配给与交变信号产生装置的三相交变信号相一致地模拟变化的三相第一分配电流信号；
第二分配装置，用于把指令装置的第二输出电流信号分配给与交变信号产生装置的三相交变信号相一致地模拟变化的三相第二分配电流信号；
合成装置，用于合成第一分配电流信号和第二分配电流信号，从而获得三相分配信号；以及
驱动装置，用于把对应由合成装置获得的三相分配信号的驱动信号提供给三相线圈的端子。
在这种无刷电机中，三相交变信号是仅用两相检测信号来产生的，对应指令信号的第一输出电流信号是通过三相交变信号分配给三相第一分配电流信号的，而对应指令信号的第二输出电流信号是通过三相交变信号分配给三相第二分配电流信号的。第一和第二分配电流信号被合成在一起，从而产生三相分配信号。对应分配信号的驱动信号被提供给三相线圈。
在这种结构中，用于获得两相检测信号的位置检测元件只有两个，从而简化了各个电机的结构。
本发明再一方面的无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置；
切割励磁磁通的三相线圈；
位置检测装置，用于检测励磁永磁体装置和三相线圈的相对位置；
交变信号产生装置，用于获得与位置检测装置输出信号相一致地模拟变化的三相输出信号；
交变调节装置，用于产生一个与位置检测装置的检测信号幅值成正比变化的调节信号，把调节信号与一个预定的信号相比较，并且调节交变信号产生装置的输出信号的幅值；
指令装置，用于获得对应一个指令信号的输出信号；
分配装置，用于获得与指令装置输出信号和交变信号产生装置输出信号的乘积相一致地模拟变化的三相分配信号；以及
驱动装置，用于把驱动信号提供给三相线圈，该驱动信号对应分配装置的三相分配信号。
在这种无刷电机的结构中：产生了一个调节信号，它与位置检测器检测信号的幅值成正比地变化；该调节信号与一个预定的信号相比较，从而调节一个交变信号产生电路的输出信号的幅值；产生与指令框输出电流信号和交变信号产生电路输出信号的乘积相对应的三相分配信号；并且把对应分配信号的驱动信号提供给三相线圈。因此，由于位置检测元件灵敏度的变化和处理电路增益的变化造成的影响被明显地减少了。因此，在大量生产的无刷电机中，驱动增益的变化很小。
本发明进一步的无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置；
切割励磁磁通的三相线圈；
位置检测装置，用于检测励磁永磁体装置和三相线圈的相对位置；
交变信号产生装置，用于获得与位置检测装置输出信号相一致地模拟变化的三相电流信号；
交变调节装置，用于产生一个调节信号，它响应交变信号产生装置的三相电流信号的单极值或绝对值之和而变化，把调节信号与一个预定的信号相比较，并且调节交变信号产生装置的输出信号的幅值；
指令装置，用于获得对应一个指令信号的输出信号；
分配装置，用于获得与指令装置输出信号和交变信号产生装置输出信号的乘积相一致地模拟变化的三相分配信号；以及
驱动装置，用于把驱动信号提供给三相线圈，该驱动信号对应分配装置的三相分配信号。
在这种结构的无刷电机中，产生了一个调节信号，它响应对应一个位置检测器检测信号的三相电流信号的单极值或绝对值之和而变化，把调节信号与一个预定信号相比较，从而调节交变信号产生电路输出信号的幅值，产生与指令框输出电流信号和交变信号产生电路输出信号的乘积相对应的三相分配信号；并且把对应分配信号的驱动信号提供给三相线圈。因此，由于位置检测元件灵敏度的变化和处理电路增益的变化造成的影响被明显地减少了。因此，在大量生产的无刷电机中，驱动增益的变化很小。(SAYO of pll of D的前半部分)
在上述最后两个方面的无刷电机中，产生了与位置检测装置检测信号的幅值成正比变化的调节信号，并且按照调节信号与预定信号之间相比较的结果来调节交变信号产生装置输出信号的幅值。分配信号是根据交变信号产生装置的被调节的输出信号与指令装置输出信号的乘积来产生的。因此，交变信号产生装置输出信号的幅值以及分配装置的分配信号的幅值不会受到位置检测装置检测信号的幅值的影响。这样就使提供给三相线圈的驱动信号不会受到位置检测装置变化的影响，因此，在大批量生产中，指令信号与所产生的转矩之间关系的变化被明显地减少了。
本发明再进一步的无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置；
切割励磁磁通的三相线圈；
位置检测装置，用于检测励磁装置和三相线圈之间的相对位置；
指令装置，用于获得对应一个指令信号的输出信号；
分配信号产生装置，用于获得与位置检测装置输出信号相一致地模拟变化，并且对应指令装置输出信号的三相分配信号；
分配调节装置，用于产生与位置检测装置检测信号的幅值成正比变化的调节信号，将调节信号与指令装置的输出信号实际地比较，并且调节分配信号产生装置的分配信号的幅值；以及
驱动装置，用于把驱动信号提供给三相线圈，该驱动信号对应分配装置的三相分配信号。
在上述的无刷电机结构中，产生了一个与位置检测器检测信号的幅值相应变化的调节信号，将调节信号与指令框的输出信号相比较，从而去调节交变信号产生电路的分配信号的幅值，并且把对应分配信号的驱动信号提供给三相线圈。因此，由于位置检测元件灵敏度的变化和处理电路增益的变化造成的影响被明显地减少了。因此，在大量生产的无刷电机中，驱动增益的变化很小。
本发明更进一步的无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置；
切割励磁磁通的三相线圈；
位置检测装置，用于检测励磁装置和三相线圈之间的相对位置；
指令装置，用于获得对应一个指令信号的输出信号；
分配信号产生装置，用于获得与位置检测装置输出信号相一致地模拟变化，并且对应指令装置输出信号的三相分配信号；
分配调节装置，用于产生一个调节信号，它与对应位置检测装置检测信号的三相电流信号的单极值或是绝对值之和相应地变化，将调节信号与指令装置的输出信号实际地比较，并且调节分配信号的幅值；以及
驱动装置，用于把对应分配信号的驱动信号提供给三相线圈。
在上述的无刷电机结构中：产生一个调节信号，它与对应位置检测器检测信号的三相电流信号的单极值或是绝对值之和相应地变化；将调节信号与指令框的信号相比较，从而调节分配信号的幅值，并且把对应分配信号的驱动信号提供给三相线圈。因此，由于位置检测元件灵敏度的变化和处理电路增益的变化造成的影响被明显地减少了。因此，在大量生产的无刷电机中，驱动增益的变化很小。
在本发明的无刷电机的许多主要结构中实现了改进，从而使分配信号和驱动信号具有对应检测信号的正弦波形，而且没有失真或是比较平滑，从而使驱动力的变动很小。
在上述最后两个方面的无刷电机中，产生了与位置检测装置检测信号的幅值成正比变化的调节信号，并且按照调节信号和指令框的一个信号之间相比较的结果来调节分配信号产生装置输出信号的幅值。因此，分配装置的分配信号的幅值不会受到位置检测装置检测信号的幅值的影响。这样就使提供给三相线圈的驱动信号不会受到位置检测装置变化的影响，因此，在大批量生产中，指令信号与所产生的转矩之间关系的变化被明显地减少了。
在以下的实施例中要详细地说明这些以及其他的结构和工作方式。
图1是本发明实施例1的框图。
图2是该实施例电机的结构示意图。
图3是实施例1的指令电流电路50的具体电路图。
图4是实施例1的位置检测器21和交变信号产生电路22的具体电路图。
图5是实施例1的第一分配电路31，第二分配电路32以及分配合成器33的具体电流图。
图6是实施例1的第一驱动电路41，第二驱动电路42以及第三驱动电路43的具体电流图。
图7是说明该实施例操作的波形图。
图8是本发明实施例2的框图。
图9是实施例2的指令电流电路301的具体电路图。
图10是实施例2的乘积指令电流电路302的具体电路图。
图11是实施例2的指令输出电路303的具体电路图。
图12是说明实施例2操作的波形图。
图13是本发明实施例3的框图。
图14是实施例3的电机结构示意图。
图15是该实施例的位置检测器521和交变信号产生电路522的具体电路图。
图16是本实施例的第一分配电路531和第二分配电路532的具体电路图。
图17是分配合成器533的具体电路图。
图18是本实施例的第一驱动电路541，第二驱动电路542以及第三驱动电路543的具体电路图。
图19是指令电流电路551的具体电路图。
图20是本实施例的乘积指令电流电路552的具体电路图。
图21是本实施例的指令输出电路553的具体电路图。
图22是说明实施例3操作的波形图。
图23本发明实施例4的框图。
图24是该实施例的位置检测器521和交变信号产生电路1022的具体电路图。
图25是本实施例的分配合成器1033的具体电路图。
图26是实施例4的指令输出电路1053的具体电路图。
图27是本发明实施例5的框图。
图28是实施例5电机结构的示意图。
图29是实施例5的指令电流电路2050的具体电路图。
图30是实施例5的位置检测器2021和交变信号产生电路2022的具体电路图。
图31是实施例5的第一分配电路2031，第二分配电路2032以及分配合成器2033的具体电路图。
图32是实施例5的第一驱动电路2041，第二驱动电路2042以及第三驱动电路2043的具体电路图。
图33是实施例5的信号波形图。
图34是本发明实施例6的框图。
图35是实施例6的指令电流电路2301的具体电路图。
图36是实施例6的乘积指令电流电路2302的具体电路图。
图37是实施例6的指令输出电路2303的具体电路图。
图38是实施例6的信号波形图。
图39是本发明实施例7的框图。
图40是实施例7电机结构的示意图。
图41是实施例7的位置检测器2521和交变信号产生电路2522的具体电路图。
图42是实施例7的第一分配电路2531和第二分配电路2532的具体电路图。
图43是实施例7的分配合成器2533的具体电路图。
图44是实施例7的第一驱动电路2541，第二驱动电路2542以及第三驱动电路2543的具体电路图。
图45是实施例7的指令电流电路2551的具体电路图。
图46是实施例7的乘积指令电流电路2552的具体电路图。
图47是实施例7的指令输出电路2553的具体电路图。
图48是实施例7的信号波形图。
图49是本发明实施例8的框图。
图50是实施例8的位置检测器2521和交变信号产生电路3022的具体电路图。
图52是实施例8的指令输出电路3053的具体电路图。
图53是本发明实施例9的框图。
图54是实施例9的第一驱动电路3341，第二驱动电路3342以及第三驱动电路3343的具体电路图。
图55是本发明实施例10的框图。
图56是实施例10电机结构的示意图。
图57是实施例10的指令电流电路4050的电路图。
图58是实施例10的位置检测器4021，交变信号产生电路4022以及交变调节电路4023的电路图。
图59是实施例10的电流输出电路4195的电路图。
图60是实施例10的分配合成器4031的电路图。
图61是实施例10的第一驱动电路4041，第二驱动电路4042以及第三驱动电路4043的电路图。
图62是实施例10的信号波形图。
图63是本发明实施例11的框图。
图64是实施例11的指令电流电路4301的电路图。
图65是实施例11的乘积指令电流电路4302的电路图。
图66是实施例11的指令输出电路4303的电路图。
图67是实施例11的信号波形图。
图68是本发明实施例12的框图。
图69是实施例12的电机结构示意图。
图70是实施例12的位置检测器4521，交变信号产生电路4522以及交变调节电路4523的电路图。
图71是实施例12的分配合成器4531的电路图。
图72是实施例12的第一驱动电路4541，第二驱动电路4542以及第三驱动电路4543的电路图。
图73是实施例12的指令电流电路4551的电路图。
图74是实施例12的乘积指令电流电路4552的电路图。
图75是实施例12的指令输出电路4553的电路图。
图76是实施例12的信号波形图。
图77是本发明实施例13的框图。
图78是实施例13的位置检测器4521，交变信号产生电路5022以及交变调节电路5023的电路图。
图79是实施例13的分配合成器5031的电路图。
图80是实施例13的指令输出电路5053的电路图。
图81是本发明实施例14的框图。
图82是实施例14的位置检测器4521，交变信号产生电路5302以及交变调节电路5303的电路图。
图83是实施例14的设定信号产生电路1320的电路图。
图84是本发明实施例15的框图。
图85是实施例15的位置检测器4521，交变信号产生电路5502以及交变调节电路5503的电路图。
图86是实施例15的调节信号产生电路1510的电路图。
图87是本发明实施例16的框图。
图88是实施例16的位置检测器5701，交变信号产生电路5702以及交变调节电路5703的电路图。
图89是实施例16的乘积指令电流电路5705的电路图。
图90是本发明实施例17的框图。
图91是实施例17的位置检测器5701，交变信号产生电路5902以及交变调节电路5903的电路图。
图92是实施例17的设定信号产生电路1905的电路图。
图93是本发明实施例18的框图。
图94是实施例18的位置检测器5701，交变信号产生电路6102以及交变调节电路6103的电路图。
图95是实施例18的调节信号产生电路2105的电路图。
图96是本发明实施例19的框图。
图97是实施例19的第一驱动电路6301，第二驱动电路6302以及第三驱动电路6303的电路图。
图98是本发明实施例20的框图。
图99是实施例20的电机结构示意图。
图100是实施例20的指令电流电路7050的电路图。
图101是实施例20的位置检测器7021，分配信号产生电路7031以及分配调节电路7032的电路图。
图102是实施例20的电流输出电路3195的电路图。
图103是实施例20的第一驱动电路7041，第二驱动电路7042以及第三驱动电路7043的电路图。
图104是实施例20的信号波形图。
图105是本发明实施例21的框图。
图106是实施例21的指令电流电路7301的电路图。
图107是实施例21的乘积指令电流电路7302的电路图。
图108是实施例21的指令输出电路7303的电路图。
图109是实施例21的信号波形图。
图110是本发明实施例22的框图。
图111是实施例22的电机结构图。
图112是实施例22的位置检测器7521，分配信号产生电路7531以及分配调节电路7532的电路图。
图113是实施例22的第一驱动电路7541，第二驱动电路7542以及第三驱动电路7543的电路图。
图114是实施例22的指令电流电路7551的电路图。
图115是实施例22的乘积指令电流电路7552的电路图。
图116是实施例22的指令输出电路7533的电路图。
图117是实施例22的信号波形图。
图118是本发明实施例23的框图。
图119是实施例23的位置检测器7521，分配信号产生电路8031以及分配调节电路8032的电路图。
图120是实施例23的第一驱动电路8041，第二驱动电路8042以及第三驱动电路8043的电路图。
图121是本发明实施例24的框图。
图122是实施例24的位置检测器7521，分配信号产生电路8331以及分配调节电路8332的电路图。
图123是实施例24的调节信号产生电路4510的电路图。
图124是本发明实施例25的框图。
图125是实施例25的位置检测器8701，分配信号产生电路8701以及分配调节电路8703的电路图。
图126是实施例25的乘积指令电流电路8705的电路图。
图127是本发明实施例26的框图。
图128是实施例26的位置检测器8701，分配信号产生电路8902以及分配调节电路8903的电路图。
图129是实施例26的调节信号产生电路4905的电路图。
图130是本发明实施例27的框图。
图131是实施例27的第一驱动电路9301，第二驱动电路9302以及第三驱动电路9303的电路图。
图132是现有技术电机结构的示意图。
以下要结合附图并通过实施例对本发明做出详细的说明。
实施例1
图1至6表示本发明第一实施例的无刷电机。图1表示了电机的整体结构。
在电路框图中，从电路框出入的带有交叉短斜线的连接线表示多条连接线或是用于组合信号的一条连接线。
在图1中所示的作为励磁装置的励磁部件10被装在转子或是电机的运动体上，并且由一个永磁体构成多个励磁磁极。由励磁部件10产生励磁磁通。三相线圈11A，11B和11C被装在定子或是静止体上，并且被安排成相对于励磁部件10的磁通偏移预定的电角度(120电角度)。
图2具体地表示了励磁部件10以及三相线圈11A，11B和11C的结构。在附着在转子101内侧的一个环形永磁体102中，其内侧和端面被磁化成四个磁极(依次为N，S，N和S)，从而构成图1所示的励磁部件。电枢铁心103被置于定子上面对永磁体102的磁极的位置上。三个凸极104a，104b和104c按照120度的间隔被设在电枢铁心103内。使用设在凸极之间的绕线槽106a，106b和106c分别把三相线圈105a，105b和105c(相当于图1中的三相线圈11A，11B和11C)绕在凸极104a，104b和104c上。在线圈105a，105b和105c中间相对于永磁体102(对应360度电角度的一组N和S极)产生的交连磁通形成120度电角度的相位差。  三个位置检测元件107a，107b和107c(例如是作为磁电转换元件的霍尔元件)被装在定子上，并且检测永磁体102端面上的磁极，从而获得对应励磁部件与线圈相对位置的三相检测信号。在本实施例中，线圈的中心和位置检测元件的中心在相位上偏移了90度的电角度。如果把与位置检测元件的检测信号同相的驱动信号提供给线圈，就可以获得朝着预定方向的转动力。
图1中所示的指令框包括一个指令电流电路50，它输出对应指令信号R的第一和第二输出电流信号。第一和第二输出电流信号分别被提供给第一和第二分配电路31和32。
图3具体表示了指令电流电路50。在被供给+Vcc和-Vcc(+Vcc＝9V，-Vcc＝-9V)的电路中，晶体管121，122以及123和124构成了一个差动电路，它响应指令信号R而工作，把恒定电流源120的电流分配给晶体管121和122的集电极。由晶体管125和126构成的一个电流镜像电路把晶体管121和122的集电极电流相互比较，并且通过晶体管127，128和129构成的电流镜像电路输出差动电流。结果，就获得了第一和第二输出电流信号d1和d2(d1和d2是流出的电流)。因此，输出电流信号d1和d2就维持在对应指令信号R的同一电流值(在指令信号R低于地电平0V时，d1和d2增加)。第一输出电流信号d1被提供给分配框13的第一分配电路31，而第二输出电流信号d2被提供给分配框13的第二分配电路32。
图1所示的位置框12包括位置检测器21和交变信号产生电路22，它从位置检测器21的位置检测元件的检测信号中产生交变信号，并且把交变信号提供给分配框13的第一和第二分配电路31和32。
图4具体地表示了位置检测器21和交变信号产生电路22。为此检测器21的位置检测元件130A，130B和130C对应着图2中检测元件107a，107b及107c的位置。电压通过电阻131并联地提供给位置检测元件。
对应励磁部件10(相当于图2中的永磁体102)的被测磁场的差动检测信号e1和e2从位置检测元件130A的输出端子(e1和e2反相地变化)输出，随后被提供给交变信号产生电路22的差动晶体管141和142的基极。
对应励磁部件10的被测磁场的差动检测信号f1和f2从位置检测元件130B的输出端子输出，并且提供给差动晶体管151和152的基极。
对应励磁部件10的被测磁场的差动检测信号g1和g2从位置检测元件130C的输出端子输出，并且提供给差动晶体管161和162的基极。
随着励磁部件10的持续转动，检测信号e1，f1和g1(以及e2，f2和g2)平滑地改变，从而起到三相信号的作用，它们在电气相位上彼此分开120度。
交变信号产生电路22的恒流源140，147，148，150，157，158，160，167和168提供同一恒定值的电流。差动晶体管141和142与检测信号e1和e2相一致地向集电极分配恒流源140的电流值。晶体管141的集电极电流被晶体管143和144构成的电流镜像电路放大两倍。从晶体管144的集电极输出和恒流源147的节点上获得一个交变信号h1。晶体管142的集电极电流被晶体管145和146构成的电流镜像电路放大两倍。通过连接到晶体管146的集电极输出和恒流源148的节点上的由晶体管171和172构成的电流镜像电路获得一个交变信号i1。类似地，差动晶体管151和152与检测信号f1和f2相一致地向集电极分配恒流源150的电流。晶体管151的集电极电流被晶体管153和154构成的电流镜像电路放大两倍。从晶体管154的集电极输出和恒流源157的节点上获得一个交变信号h2。晶体管152的集电极电流被晶体管155和156构成的电流镜像电路放大两倍。通过连接到晶体管156的集电极输出和恒流源158的节点上的由晶体管173和174构成的电流镜像电路获得一个交变信号i2。进而，差动晶体管161和162与检测信号g1和g2相一致地向集电极分配恒流源160的电流。晶体管161的集电极电流被晶体管163和164构成的电流镜像电路放大两倍。从晶体管164的集电极输出和恒流源167的节点上获得一个交变信号h3。晶体管162的集电极电流被晶体管165和166构成的电流镜像电路放大两倍。通过连接到晶体管166的集电极输出和恒流源168的节点上的由晶体管175和176构成的电流镜像电路获得一个交变信号i3。
交变信号h1，h2和h3是与检测信号相一致地模拟变化的三相信号，并且被提供给第一分配电路31(由于以下要说明的第一分配电路31的结构，交变信号h1，h2和h3看起来是从交变信号产生电路22流出的电流)。交变信号i1，i2和i3是与检测信号相一致地模拟变化的三相信号，并且被提供给第二分配电路32(由于以下要说明的第二分配电路32的结构，交变信号i1，i2和i3看起来是流入交变信号产生电路22的电流)。交变信号h1和i1的电平交替地增大，交变信号h2和i2的电平交替地增大，交变信号h3和i3的电平也是交替地增大。
图1中的分配框13的第一分配电路31获得三相第一分配电流信号，在其上与交变信号产生电路22的交变信号h1，h2和h3相一致地分配了第一输出电流信号d1。第二分配电路32获得三相第二分配电流信号，在其上与交变信号产生电路22的交变信号i1，i2和i3相一致地分配了第二输出电流信号d2。一个分配合成器33用第一和第二分配电流信号合成三相分配信号，并将该分配信号提供给驱动框14。
图5具体地表示了分配框13的第一分配电路31，第二分配电路32以及分配合成器33的结构。输入到第一分配电路31的交变信号h1，h2和h3使电流流入第一二极管180，181和182，从而产生与信号h1，h2和h3的流入的电流值相对应的电压信号。第一二极管180，181和182的一侧被连接在一起，而另一侧分别被连接到第一分配晶体管185，186和187的基极。指令框15的第一输出电流信号d1通过由晶体管188和189构成的电流镜像电路被提供给第一分配晶体管185，186和187的彼此连接在一起的发射极。因此，第一分配晶体管185，186和187与交变信号h1，h2和h3相一致地分配第一输出电流信号d1，从而产生模拟变化的三相第一分配电流信号j1，j2和j3(流入电流)。二极管183和184产生偏置电压。
第一分配电路31的第一分配电流信号j1随着交变信号h1(流入电流值)和指令框15的第一输出电流信号d1(电流值)的乘积h1*d1而变化，第一分配电流信号j2随着交变信号h2和第一输出电流信号d1的乘积h2*d1而变化，而第一分配电流信号j3随着交变信号h3和第一输出电流信号d1的乘积h3*d1变化(第一分配电流信号的合成电流j1+j2+j3的值等于第一输出电流信号d1)。
输入到第二分配电路32的交变信号i1，i2和i3使电流从第二二极管200，201和202流出，从而产生对应信号i1，i2和i3的流出电流值的电压信号。第二二极管200，201和202的一侧被连接在一起，而另一侧分别被连接到第二分配晶体管205，206和207的基极。指令框15的第二输出电流信号d2被提供给第二分配晶体管205，206和207的彼此连接在一起的发射极。因此，第二分配晶体管205，206和207与交变信号i1，i2和i3相一致地分配第二输出电流信号d2，从而产生模拟变化的三相第二分配电流信号k1，k2和k3(流出电流)。二极管203和204产生偏置电压。
第二分配电路32的第二分配电流信号k1随着交变信号i1(流出电流值)和指令框15的第二输出电流信号d2(电流值)的乘积i1*d2而变化，第二分配电流信号k2随着交变信号i2和第二输出电流信号d2的乘积i2*d2而变化，而第二分配电流信号k3随着交变信号i3和第二输出电流信号d2的乘积i3*d2变化(第二分配电流信号的合成电流k1+k2+k3的值等于第二输出电流信号d2)。
在分配合成器33中，分别由晶体管220和221，222和223，以及224和225构成的三个电流镜像电路使第一分配电流信号j1，j2和j3反相并且输出反相的信号。在分配合成器33中，分别由晶体管230和231，232和233，以及234和235构成的三个电流镜像电路使第二分配电流信号k1，k2和k3反相并且输出反相的信号。在各自的电流镜像电路的节点上，第一和第二分配电流信号j1和k1被合成在一起，并且获得对应差电流(j1-k1)的合成分配电流信号。合成分配电流信号被提供给电阻241，从而在电阻241上产生以电压降形式出现的分配信号m1。类似地，在各自的电流镜像电路的节点上，第一和第二分配电流信号j2和k2被合成在一起，并且获得对应差电流(j2-k2)的合成分配电流信号。该合成分配电流信号被提供给电阻242，从而在电阻242上产生以电压降形式出现的分配信号m2。进而，在各自的电流镜像电路的节点上，第一和第二分配电流信号j3和k3被合成在一起，并且获得对应差电流(j3-k3)的合成分配电流信号。该合成分配电流信号被提供给电阻243，从而在电阻243上产生以电压降形式出现的分配信号m3。
按照这样的方式，分配信号m1，m2和m3形成了对应交变信号的三相电压信号，并且具有预定的幅值，该幅值取决于指令框15的输出电流信号d1和d2的电流值(该幅值不受检测信号和交变信号幅值的影响)。
图1中的驱动枢14包括第一驱动电路41，第二驱动电路42以及第三驱动电路43，并且向三相线圈11A，11B和11C的端子提供驱动信号Va，Vb和Vc，它们是对应分配框13的分配信号m1，m2和m3的功率放大信号。
图6具体地表示了第一驱动电路41，第二驱动电路42以及第三驱动电路43的结构。分配信号m1被输入到第一驱动电路41的放大器260的同相端并且按照由电阻261和262限定的放大系数被放大，从而产生驱动信号Va。该驱动信号被提供给线圈11A的电源输入端。类似地，分配信号m2被输入到第二驱动电路42的放大器270的同相端并且按照由电阻271和272限定的放大系数被放大，从而产生驱动信号Vb。该驱动信号被提供给线圈11B的电源输入端。进而，分配信号m3被输入到第三驱动电路43的放大器280的同相端并且按照由电阻281和282限定的放大系数被放大，从而产生驱动信号Vc。该驱动信号被提供给线圈11C的电源输入端。用电源电压+Vm和-Vm为放大器260，270和280供电(+Vm＝15V，-Vm＝-15V)。
由于提供了驱动信号Va，Vb和Vc，三相线圈11A，11B和11C获得了三相驱动电流，从而通过线圈电流与励磁部件10的磁场之间的电磁感应产生了预定方向上的驱动力。
图7是说明本实施例工作原理的波形图。随着励磁部件10的持续转动(或是相对于三相线圈的相对移动)，检测励磁部件10磁场的位置检测元件130A，130B和130C产生正弦检测信号e1-e2，f1-f2和g1-g2(见图7(a)，其中的横轴表示旋转位置)。交变信号产生电路22产生三相交变信号h1，h2和h3(提供给第一二极管的电流，参见图7(b))以及i1，i2和i3(提供给第二二极管的电流，参见图7(c))，它们与检测信号相一致地模拟变化。在第一分配电路31中，用第一分配晶体管185，186和187与交变信号h1，h2和h3(提供给第一二极管180，181和182的电流值)相一致地分配第一输出电流信号d1，从而获得三相第一分配电流信号j1，j2和j3(图7(d))。第一分配电流信号j1，j2和j3是三相电流信号，它们分别与交变信号h1，h2，及h3和第一输出电流信号d1的乘积h1*d1，h2*d1和h3*d1相一致地变化，并且是按这样的方式分配的，即令h1*d1+h2*d1+h3*d1的相加结果等于第一输出电流d1。类似地，在第二分配电路32中，用第二分配晶体管205，206和207与交变信号i1，i2和i3(提供给第二二极管200，201和202的电流值)相一致地分配第二输出电流信号d2，从而获得三相第二分配电流信号k1，k2和k3(图7(e))。第二分配电流信号k1，k2和k3是三相电流信号，它们分别与交变信号i1，i2，及i3和第二输出电流信号d2的乘积i1*d2，i2*d2和i3*d2相一致地变化，并且是按这样的方式分配的，即令i1*d2+i2*d2+i3*d2的相加结果等于第二输出电流d2。分配合成器33合成第一分配电流信号j1，j2及j3和第二分配电流信号k1，k2及k3，并且获得三相分配信号m1，m2及m3(图7(f))。分配信号m1，m2及m3与各相的第一和第二分配电流信号之间的差电流j1-k1，j2-k2及j3-k3相一致地变化。驱动框14的第一驱动电路41，第二驱动电路42及第三驱动电路43把放大分配信号m1，m2及m3后分别获得的驱动信号Va，Vb及Vc(图7的(g))提供给三相线圈11A，11B及11C。
在本实施例的结构中，无论对应位置检测器21检测信号的交变信号h1，h2，h3，i1，i2及i3的幅值大小，都可以保证把第一和第二分配电路31和32的第一和第二分配信号限制在与指令框15的第一和第二输出电流信号d1和d2相对应的幅值。因此，分配信号m1，m2及m3(或是驱动信号Va，Vb及Vc)不会受到检测信号和交变信号幅值的影响。换句话说，信号不会受到由于位置检测器21的位置检测元件130A，130B及130C灵敏度的变化，励磁部件10磁场中的变化以及交变信号产生电路22中增益的变化所带来的影响。因此，当本实施例的无刷电机被用于速度控制或转矩控制时，在大量生产中可以减少速度控制增益或转矩控制增益的变化，因此，大量生产的电机的控制性能是极为一致的(不会出现由于电机增益变化造成的控制不稳定)。
在本实施例中，即使当位置检测器的检测信号模拟正弦变化时，分配信号和驱动信号也会畸变成梯形。在许多应用场合允许这种畸变。然而，为了实现较高的性能，最好是消除这种畸变。以下要说明对这一点做出改进的一个实施例。
实施例2
以下要参照附图说明本发明的第二实施例。
图8至11表示本发明第二实施例的无刷电机。图8表示了电机的整体结构。
在电路框图中，从电路框出入的带有交叉短斜线的连接线表示多条连接线或是用于组合信号的一条连接线。
在本实施例中，指令框15包括指令电流电路301，乘积指令电流电路302，以及指令输出电路303，并且产生模拟变化的分配信号和驱动信号。其中与实施例1相同的元件用相同的标号表示。
图9具体地表示了指令框15的指令电流电路301的结构。晶体管321和322以及电阻323和324与指令信号R相一致地把恒流源320的电流分配给晶体管321和322的集电极。集电极电流通过晶体管325和326构成的电流镜像电路被相互比较，并且通过晶体管327，328和329构成的电流镜像电路输出差电流，将其作为指令电流信号p1和p2。因此，指令电流电路301产生对应指令信号R的两个指令电流信号p1和p2(p1和p2彼此成比例)。第一指令电流信号p1被提供给指令输出电路303，第二指令电流信号p2被提供给乘积指令电流电路302。
图10具体地表示了指令框15的乘积指令电流电路302的结构。晶体管342和343与检测信号e1和e2相一致地把恒流源341的电流值分配给集电极。通过晶体管344和345构成的电流镜像电路获得差电流，并且通过晶体管346，347，348，349，350和351以及电阻411获得对应差电流绝对值的电压信号S1。换句话说，就是产生一个对应检测信号e1-e2的绝对值的电压信号S1。类似地，在电阻412上产生一个对应检测信号f1-f2的绝对值的电压信号S2，而在电阻413上产生对应检测信号g1-g2的绝对值的电压信号S3。换句话说，电阻411，412和413上的电压信号s1，s2和s3是三相检测信号e1-e2，f1-f2以及g1-g2的绝对值信号。晶体管414，415，416及417把电压信号s1，s2和s3与一个恒压源418的预定电压值(包括0V)相比较。指令电流信号p2与差电压相一致地被分配给晶体管的集电极。晶体管414，415和416的集电极电流被合成在一起。由晶体管421和422构成的电流镜像电路把合成电流与晶体管417的集电极电流相比较，并且所得的差电流通过晶体管423和424构成的电流镜像电路被作为乘积指令电流信号q(流入电流)输出。乘积指令电流信号q响应对应检测信号的电压信号s1，s2和s3与对应指令信号的指令电流信号p2的乘积而变化。具体地说，由于晶体管414，415，416及417的结构，乘积指令电流信号q响应电压信号s1，s2及s3(三相绝对值信号)中的最小值与指令电流信号p2的乘积而变化。对应检测信号绝对值的电压信号s1，s2及s3(三相绝对值信号)中的最小值是一个高次谐波信号，它与检测信号同步并且在检测信号的每个变化周期中改变6次。因此，乘积指令电流信号q是一个高次谐波信号，其幅值与指令电流信号p2成比例，并且在检测信号的每个周期中改变6次。
图11具体地表示了指令框15的指令输出电路303的结构。乘积指令输出电路302的乘积指令电流信号被输入到晶体管431和432构成的电流镜像电路并且电流值被降低到大约一半。然后，通过相加把该信号和指令电流电路301的指令电流信号p1合成到一起。合成的指令电流信号作为两个输出电流信号d1和d2通过晶体管433和434构成的电流镜像电路以及晶体管435，436及437构成的电流镜像电路被输出。结果，指令框15的第一和第二输出电流信号d1和d2就变成了与指令信号一致变化的输出电流信号，并且包含预定百分数的高次谐波信号分量。第一输出电流信号d1被提供给分配框13的第一分配电路31，而第二输出电流信号d2被提供给第二分配电路32。
位置框12(位置检测器21和交变信号产生电路22)，分配框13(第一分配电路31，第二分配电路32以及分配合成器33)，以及驱动框14(第一驱动电路41，第二驱动电路42和第三驱动电路43)均与图4，5和6中所示的相同，因此省略了对它们的说明。
图12是本实施例的波形图。随着励磁部件10的持续转动(或是相对于三相线圈的相对移动)，检测励磁部件10磁场的位置检测元件130A，130B和130C产生正弦检测信号e1-e2，f1-f2和g1-g2(见图12(a)，其中的横轴表示旋转位置)。响应于预定值(图12(b))的指令信号R，指令框15的乘积指令电流电路302和指令输出电路303产生指令框15的第一和第二输出电流信号d1和d2，它们各自包含与检测信号(图12(c))一致的预定百分数的高次谐波信号分量。交变信号产生电路22产生三相交变信号h1，h2和h3以及i1，i2和i3，它们与检测信号相一致地模拟变化。在第一分配电路31中，用第一分配晶体管185，186和187与交变信号h1，h2和h3(提供给第一二极管180，181和182的电流值)相一致地分配指令框15的第一输出电流信号d1，从而获得三相第一分配电流信号j1，j2和j3(图12(d))。第一分配电流信号j1，j2和j3是电流信号，它们分别与交变信号h1，h2，及h3和第一输出电流信号d1的乘积h1*d1，h2*d1和h3*d1相一致地变化，并且是按这样的方式分配的，即令h1*d1+h2*d1+h3*d1的相加结果等于第一输出电流d1。类似地，在第二分配电路32中，用第二分配晶体管205，206和207与交变信号i1，i2和i3(提供给第二二极管200，201和202的电流值)相一致地分配指令框15的第二输出电流信号d2，从而获得三相第二分配电流信号k1，k2和k3(图12(e))。第二分配电流信号k1，k2和k3是电流信号，它们分别与交变信号i1，i2，及i3和第二输出电流信号d2的乘积i1*d2，i2*d2和i3*d2相一致地变化，并且是按这样的方式分配的，即令i1*d2+i2*d2+i3*d2的相加结果等于第二输出电流d2。分配合成器33把第一分配电流信号j1，j2及j3和第二分配电流信号k1，k2及k3合成在一起，并且获得三相分配信号m1，m2及m3(图12(f))。分配信号m1，m2及m3与各相的第一和第二分配电流信号之间的差电流j1-k1，j2-k2及j3-k3相一致地变化。驱动框14的第一驱动电路41，第二驱动电路42及第三驱动电路43把放大分配信号m1，m2及m3后分别获得的驱动信号Va，Vb及Vc(图12(g))提供给三相线圈11A，11B及11C。
在如此构成的实施例中，分配信号m1，m2及m3(或是驱动信号Va，Vb及Vc)信号不会受到由于位置检测器21的位置检测元件130A，130B及130C灵敏度的变化，励磁部件10磁场中的变化以及交变信号产生电路22中增益的变化所带来的影响。
在指令框中产生了与指令信号成比例的输出电流信号，并且其中包含与检测信号一致的预定百分数的高次谐波信号分量，并且产生了与输出电流和交变信号(对应检测信号的信号)的乘积一致变化的分配信号，这样就可以形成分配信号m1，m2和m3(或是驱动信号Va，Vb和Vc)它们是与检测信号一致地模拟变化的三相正弦信号。因此就把分配信号和驱动信号的畸变降到了很低的水平，并且形成均匀的转矩，从而可以平滑地驱动电机。
当指令电流电路产生两个对应指令信号的指令电流信号时，乘积指令电流电路产生乘积指令电流信号，它是把一个指令电流信号与检测信号产生的高次谐波信号相乘而获得的，并且指令输出电路把另一个指令电流信号与乘积指令电流信号合成，从而产生输出电流信号，即使在检测信号幅值发生变化时，乘积指令电流信号幅值的变化也可以被减少。因为乘积指令电流电路中的晶体管414，415和416是工作在非线性状态。因此，在指令框的输出电流信号d1和d2中所含的高次谐波信号分量百分数的变化可以被降低。换句话说，电机对位置检测元件灵敏度的变化和励磁部件磁场中的变化具有很强的承受能力。如果这样构成电机，即使其获得对应检测信号的三相绝对值信号和一个对应三相绝对值信号最小值的高次谐波信号，就可以用简单的结构精确地产生一个高次谐波信号，它与检测信号同步，并且在每个变化周期中改变6次。
实施例3
下面参照附图说明本发明的第三实施例。
图13至21表示本发明的无刷电机的第三实施例。
在电路方块图中，见有斜杠的连线表示几根线或一根总的信号的连线。
在本实施例中，线圈和位置检测元件之间的位置关系彼此错开30度电角度。因此，检测元件位于线圈之间，从而有利于电机的制造。因为位置检测元件和线圈的排列使其彼此具有大约30度电角度的独立的相位关系，所以和位置检测元件的检测信号相差30度电角度的驱动信号被分别施加在各个线圈上。
图13是这种电机的整个结构。图13所示的励磁部件被安装在转子或可动部件上，并由永磁铁形成几个磁极，用以产生磁通。三相线圈511A，511B和511C被安装在定子或静止部件上，并被这样排列，使其彼此相对于和磁场部件510产生的磁通的交叉在电气上分开预定的角度(相应于120度)。
图14具体地示出了励磁部件510和三相线圈511A，511B以及511C的结构，在安装在转子601的内侧上的环形永磁铁602中，其内端面被磁化，从而形成4极，借以构成图13所示的磁场部件510。电枢铁心603位于定子上与永磁铁602的极相对的位置上。在电枢铁心603中，以120度的间隔设置三个凸极604a，604b和604c。三相线圈(相应于三相线圈511A，511B和511C，图13)605a，605b，605c分别绕在凸极604a，604b，604c上。在线圈605a，605b，605c当中，相对于来自永磁铁602的交叉磁通建立120度电角度的相位差(一组N、S极相应于360度电角度)。三个位置检测元件607元件607b，607c(例如作为磁电转换元件的霍尔元件)被安置在定子上，并检测永磁体602的极，借以得到相应于磁场部件和线圈的相互位置的三相检测信号。在本实施例中，线圈的中心和位置检测元件的中心错开120度电角度。按照这种结构，位置检测元件可以装在电枢铁心的绕组槽中，以便检测永磁铁的内表面部分的磁场，从而使电机结构小型化。
图13所示的指令方块包括指令电流电路551、被乘的指令电流电路552和指令输出电路553，并相应于检测信号产生含预定百分比的高次谐波信号分量的输出电流信号。
图19具体地示出了指令块515的指令电流电路551的结构。按照指令信号R，晶体管821和822以及电阻823和824把恒流源820的值分配给晶体管821和822的集电极。集电极电流由包括晶体管825和826的电流镜像电路相互比较，并通过由晶体管827、828和829构成的电流镜像电路输出差值电流作为指令电流信号P1和P2。因此，指令电流电路551相应于指令信号R产生两个指令电流信号p1和P2。第一指令电流信号P1送到指令输出电路553，第二指令电流信号P2被送到被乘指令电流电路552。
图20具体地示出了指令块515的被乘指令电流电路552的结构。按照位置检测元件的检测信号E1和E2，晶体管842和843把恒流源841的电流值分配给其集电极，由包括晶体管844、845的电流镜像电路获得差值电流，并通过电阻846、847、848、849、850和851得到相应于差值电流的绝对值的电压信号S1。换句话说，产生相应于检测信号E1-E2的绝对值的电压信号S1。类似地，在电阻912上产生相应于检测信号F1-F2的绝对值的电压信号S2，在电阻913上产生相应于检测信号G1-G2的绝对值的电压信号S3。换句话说，在电阻911、912、913上的电压信号S1、S2、S3是检测信号E1-E2，F1-F2，G1-G2的三相绝对值信号。晶体管914、915、916、917比较三相绝对值信号S1、S2、S3和恒压源918的预定电压值(包括0V)。按照差值电压1指令电流信号P2被分配给晶体管的集电极。晶体管914、915、916的集电极电流被合在一起。由晶体管921、922构成的电流镜电路比较合成的电流和晶体管917的集电极电流。差值电流被输入到由晶体管923、924构成的电流镜像电路并被减少到接近一半的电流值。被减少的电流作为被乘指令电流信号Q(内流电流)输出，被乘的指令电流信号Q相应于对应于检测信号的电压信号S1、S2、S3乘以对应于指令(信号R的指令电流信号P2的结果而改变。具体地说，因为晶体管914、915、916、917的连接，被乘指令电流信号Q响应电压信号S1、S2、S3(三相绝对值信号)的最小值乘以指令电流信号P2的结果而改变。相应于检测信号的绝对值的电压信号S1，S2，S3(三相绝对值信号)的最小值是一个较高次谐波信号，它和检测信号同步，并在检测信号的每个周期内变化6次。因此，被乘的指令电流信号Q是一个具有比例于指令电流信号P2的幅值的并在检测信号的每一周期内变化6次的较高次谐波信号。
图21具体说明了指令方块515的指令输出电路553的结构。被乘的指令输出电路552的被乘的指令电流信号Q被输入到由晶体管931、932构成的电流镜电路并使其电流方向反向。此后，该信号和指令电流电路551的第一指令电流信号P1由加法合成。合成的指令电流信号通过由晶体管933、934构成的电流镜像电路以及由晶体管935、936、937构成的电流镜电路作为两个输出电流信号D1和D2被输出。结果，指令块515的第一和第二输出电流信号D1和D2成为按照指令信号改变的并含有预定百分比的较高次谐波信号分量的电流信号。第一输出电流信号D1被送到分配块513的第一分配电路531，第二输出电流信号D2被送到第二分配电路532。
图13所示的位置块512包括位置检测器521和交变信号产生电路522，根据位置检测器521的位置检测元件的检测信号产生交变信号，并把其供给分配块513的第一、第二分配电路531和532。
图15具体示出了位置检测器521和交变信号产生电路522的结构。位置检测器521的位置检测元件630A、630B、630C相应于图14中的位置检测元件607a、607b、607c。通过电阻631把电压同时加到位置检测元件上。相应于励磁部件510(相应于图14的永磁铁)的被检测的磁场的微分检测信号E1和E2从位置检测元件630A的输出端输出(E1、E2呈反相关系)，然后被送到交变信号产生电路522的差动晶体管641、642的基极。相应于被检测磁场的微分检测信号F1、F2从位置检测元件630B的输出端输出，然后被送到交变信号产生电路522的差动晶体管651、652的基极。相应于被检测磁场的微分检测信号G1和G2从位置检测元件630C的输出端输出，并被送到交变信号产生电路的差动晶体管661、662的基极。当励磁部件510作旋转运动时，检测信号E1，F1和G1(以及E2，F2，G2)模拟地改变，从而作为彼此相差120度电角度的三相信号。
交变信号产生电路522的恒流源640、650、660提供相同恒定值的电流。按照检测信号E1、E2，差动晶体管641、642把恒流源的电流值分配到集电极。晶体管641、642的集电极电流由包括晶体管643、644的电流镜像电路互相比较，并输出差值电流作为交变信号H1。类似地，按照检测信号F1和F2，差动晶体管651、652分配恒流源650的电流值到集电极。晶体管651、652的集电极电流由包括晶体管653、654的电流镜像电路互相比较，并输出差值电流作为交变信号H2。此外，按照检测信号G1、G2，差动晶体管661、662分配恒流源的电流值到集电极。晶体管661、662的集电极电流由包括晶体管663、664的电流镜像电路互相比较，并输出差值电流作为交变信号H3。
交变信号H1、H2、H3是三相电流信号(内流/外流信号)，它根据检测信号模拟地改变，并被送到第一、第二分配电路531、532。
图13的分配块513的第一分配电路531获得三相第一分配电流信号，按照交变信号产生电路522的交变信号H1、H2、H3把第一输出电流信号D1分配给所述三相第一分配电流信号。第二分配电路532获得三相第二分配电流信号，按照交变信号产生电路522的交变信号H1、H2、H3把第二输出电流信号D2分配给所述三相第二分配电流信号。分配合成器533把第一第二分配电流信号合成三相分配电流信号，并把分配信号供给驱动块514。
图16具体示出了分配块513的第一第二分配电路531、532的结构。交变信号H1、H2、H3的内流电流流入第一分配电路531的第一二极管680、681、682，从而在第一二极管680、681、682的两端产生相应于信号H1、H2、H3的内流电流值的电压信号。在第一二极管680、681、682中，其一侧的一端彼此相连，其它端被分别连到第一分配晶体管685、686、687的基极。晶体管683对第一二极管提供预定电压的偏压。指令块515的第一输出电流信号D1通过由晶体管688、689构成的电流镜像电路被送到彼此相连的第一分配晶体管685、686、687的发射极。因此，按照流入第一二极管680、681、682的交变信号H1、H2、H3的值，第一分配晶体管685、686、687分配第一输出电流信号D1，使得产生连续变化的三相第一分配电流信号J1、J2、J3(内流信号)。
第一分配电路531的第一分配电流信号J1响应交变信号H1的内流电流(流向第一二极管680的内流电流)值H1P乘以指令块515的第一输出电流信号D1(电流值)的结果H1P·D1而变化，第一分配电流信号J2响应交变信号H2的内流电流值H2P乘以第一输出电流信号D1的结果H2P·D1而变化，第一分配电流信号J3响应交变信号H3的内流电流值H3P乘以第一输出电流信号D1的结果H3P·D1而变化(第一分配电流信号的合成电流J1+J2+J3的值等于第一输出电流信号D1)。
交变信号H1、H2、H3的外流电流流入第二分配电路532的第二二极管700、701和702，从而在第二二极管700、701和702的两端产生相应于信号H1、H2和H3的电流值的电压信号。在第二二极管700、701和702中，其一侧的一端彼此相连，而其它端(电流流出侧)分别和第二分配晶体管705、706和707的基极相连。晶体管703向第二二极管提供预定电压的偏压。指令块515的第二输出电流信号D2被送到彼此相连的第二分配晶体管705、706和707的发射极。因此，按照流出进入第二二极管700，701和702的交变信号H1，H2和H3的电流值，第二分配晶体管705，706和707分配第二输出电流信号D2，从而产生连续变化的三相第二分配电流信号K1，K2和K3(外流电流)。
第二分配电路532的第二分配电流信号K1响应交变信号H1的外流电流值HIN(从第二二极管700流出的电流)和指令块515的第二输出电流信号D2的相乘结果HIN.D2而变化，第二分配电流信号K2响应交变信号H2的外流电流值H2N和第二输出电流信号D2的相乘结果H2N.D2而变化，第三分配电流信号K3响应交变信号H3的外流电流值H3N和第二输出电流信号的相乘结果H3N.D2而变化(第二分配电流信号的合成电流K1+K2+K3的值等于第二输出电流信号D2)。
图17具体地示出了分配块513的分配合成器533的结构。第一分配电流信号J1、J2和J3由包括晶体管710，711和712的电流镜像电路、包括晶体管715，716和717的电流镜像电路以及包括晶体管720，721和722的电流镜像电路分别反向。第二分配电流信号K1，K2和K3的电流被包括晶体管725，726和727的电流镜像电路、包括晶体管730，731和732的以及包括晶体管735，736和737的电流镜像电路分别反向。对每一相，电流镜像电路的一侧的输出端彼此相连，从而为该相产生差值电流。这些电流镜像电路的其它输出电流分别被包括晶体管718和719的、包括晶体管723和724的、包括晶体管728和729的、包括晶体管733和734的以及包括晶体管738和739的电流镜像电路反向。对于每一相，电流镜像电路的输出端彼此相连，从而对该相产生差值电流。在电流J1和K1之间的差值电流(J1-K1)以及电流J3和K3之间的差值电流(J3-K3)被相加合成，从而产生合成的分配电流信号。合成的分配电流信号被送到电阻741，从而在电阻741的两端产生分配信号M1。类似地，在电流J2和K2之间的差值电流(J2-K2)和电流J1和K1之间的差值电流(J1-K1)被相加合成，从而产生合成的分配电流信号。合成的分配电流信号被送到电阻742，从而在电阻742的两端产生分配信号M2。此外，电流J3和K3之间的差值电流(J3-K3)和电流J2、K2之间的差值电流(J2-K2)被相加合成，从而产生合成的分配电流信号。该合成的分配电流信号被送到电阻743，从而在电阻743两端产生分配信号M3。按这种方式，产生分配电流信号M1、M2和M3，作为相应于交变信号的三相电压信号，并具有一取决于指令块515的输出电流信号D1和D2的电流值的预定的幅值(该信号不受交变信号的幅值的影响)。
图13的驱动块514包括第一驱动电路541，第二驱动电路542和第三驱动电路543，并向三相线圈511A，511B和511C的端子提供驱动信号Va，Vb和Vc，它们是通过功率放大分配块513的分配信号M1，M2和M3而获得的。
图18具体示出了驱动块514的第一驱动电路541、第二驱动电路542和第三驱动电路543的结构。输入信号M1被输入到第一驱动电路541的放大器760的非反相端并进行由电阻761、762决定的电压放大，从而产生驱动信号Va。该驱动信号被送到线圈511A的功率输入端。类似地，分配信号M2被送到第二驱动电路542放大器770的同相端然后按照电阻771和772决定的放大系数进行电压放大，从而产生驱动信号Vb。驱动信号被送到线圈511B的功率输入端。此外，分配信号M3被送到第三驱动电路543的放大器780的同相端，然后按照电阻781、782决定的系数进行电压放大，借以产生驱动信号Vc。驱动信号被送到线圈511C的电源输入端。放大器760，770和780用电源电压+Vm和-Vm(+Vm＝15V，-Vm＝-15V)供电。
由于提供了驱动信号Va，Vb和Vc，便在三相线圈511A，511B和511C中产生三相驱动电流，从而借助于在线圈电流和励磁部件510的磁通之间的电磁作用按预定方向产生驱动力。
图22是说明本实施例的操作的波形图。随着励磁部件510作旋转运动(或作相对于三相线圈的相对运动)，检测励磁部件510的磁场的位置检测元件630A，630B和630C产生正弦检测信号E1-E2，F1-F2和G1-G2(见图22(a)，其中水平轴代表旋转位置)。交变信号产生电路522产生按照检测信号进行连续变化的三相交变信号H1，H2和H3(外流/内流电流，图22(b))。在第一分配电路531中，指令块515的第一输出电流信号D1(图22(c))由第一分配晶体管685，686和687按照交变信号H1，H2和H3的正侧的值(流入第一二极管680，681和682的电流的值)进行分配，从而获得三相第一分配电流信号J1，J2和J3(图22(d))。第一分配电流信号J1，J2和J3按照交变信号H1，H2和H3的正侧的信号H1P，H2P，H3P分别乘以第一输出电流信号D1的结果H1P·D1，H2P·D1和H3P·D1而改变，并被按这样的方式进行分配，使得H1P·D1+H2P·D1+H3P·D1等于第一输出电流信号D1。类似地，在第二分配电路532中，指令块515的第二输出电流信号D2由第二分配晶体管705，706和707按照交变信号H1，H2和H3的负侧的值(从第二二极管700，701和702流出的电流的值)进行分配，从而获得三相第二分配电流信号K1，K2和K3(图22(e))。第二分配电流信号K1，K2和K3按照交变信号H1，H2和H3的负例的信号H1N，H2N，和H3N分别乘以第二输出电流信号D2的结果H1N·D2，H2N·D2和H3N·D2改变，并按这样的方式进行分配，使得H1N·D2+H2N·D2+H3N·D2等于输出电流信号D2。分配合成器533把第一分配电流信号J1，J2和J3与第二分配电流信号K1，K2和K3合成在一起，从而获得三相分配信号M1，M2和M3(图22(f))。对于每相的分配信号M1，M2和M3分别由合成第一和第二分配电流信号之间J1-K1，J2-K2和J3-K3的两相产生。具体地说，分配信号M1由合成(J1-K1)和(K3-J3)产生，分配信号M2由合成(J2-K2)和(K1-J1)产生，分配信号M3由合成(J3-K3)和(K2-J2)产生。驱动块514的第一驱动电路541，第二驱动电路542和第三驱动电路543向三相线圈511A，511B和511C提供驱动信号Va，Vb和Vc(图22(g))，它们是分别通过放大分配信号M1，M2和M3获得的。
在这种结构的实施例中，即使相应于位置检测器521的检测信号的交变信号H1，H2和H3的幅值是大的或小的，第一第二分配电路531和532的第一第二分配信号具有严格按照指令块515的第一第二输出电流信号D1和D2决定的幅值。因此，分配信号M1，M2和M3(或驱动信号Va，Vb和Vc)不受检测信号和交变信号幅值的影响。换句话说，这些信号不受位置检测器51的位置检测元件630A，630B和630C的灵敏度的改变、励磁部件510的磁场的改变、以及交变信号产生电路522的增益的改变的影响。因此，当本实施例的无刷电机用于速度控制或转矩控制时，在几个电机当中的速度控制增益或转矩控制增益的变化被显著减小，因而极大地稳定了大批生产的电机的控制性能(不会发生由于电机增益的改变而引起的控制不稳定)。
此外，在这种结构的实施例中，分配信号M1，M2和M3(或驱动信号Va，Vb和Vc)相应于检测信号作模拟的正弦变化。因此，可以获得小的畸变程度的分配信号和驱动信号，并可以产生均匀的转矩，从而使电机被平滑地驱动。
此外，在这种结构的实施例中，因为位置检测元件被装在电枢铁心的凸极之间，所以可以使电机结构小型化。
下面参照附图说明本发明的第四实施例。
图23至26表示本发明的无刷电机的第四实施例。
在电路方块图中，具有斜杠的电路方块图的连线表示几根连线或用于总的信号的一根连线。
此外，在本实施例中，线圈和位置检测元件之间的安装位置之间的位置关系彼此错开大约30度电角。检测元件位于线圈之间，从而有利于电机的制造。
图23表示电机的整体结构，在本实施例中，由交变信号产生电路1022产生和位置检测元件的检测信号大约相差30°电角的交变信号，分配块513的分配合成的1033不进行移相操作。指令块515的指令输出电路1053具有这样的结构，使其通过减法把指令电流信号和被乘的指令电流信号合成在一起。和第三实施例相同的元件用相同的标号表示。
图24具体地示出了位置块512的交变信号产生电路1022和位置检测器521的结构。位置检测器521的位置检测元件630A，630B，和630C相当于图14的位置检测元件607a，607b和607c。电压通过电阻631被同时加到位置检测元件上。相应于励磁部件510(图14中是永磁体602)的被检测磁场的微分检测信号E1和E2从位置检测元件630A的输出端子输出(E1和E2成反相关系)，然后被送到交变信号产生电路1022的差动晶体管1141和1142的基极。相应于被检测励磁的微分检测信号F1和F2从位置检测元件630B的输出端子输出，并被送到差动晶体管1151和1152的基极。相应于被检测励磁的微分检测信号G1、G2从位置检测元件630C的输出端子输出，然后被送到差动晶体管1161和1162的基极。随着励磁部件510作旋转运动，检测信号E1，F1和G1(以及E2，F2和G2)模拟地改变，从而作为在相位上彼此相差120度电角的三相信号。
变交信号产生电路1022的恒流源1140，1150和1160提供相同恒定值的电流。响应检测信号E1和E2，差动晶体管1141和1142把恒流源1140的电流值分配给集电极。类似地，响应检测信号F1和F2，差动晶体管1151和1152把恒流源1150的电流值分配给集电极。此外，响应检测信号G1和G2，差动晶体管1161和1162把恒流源1160的电流值分配给集电极。晶体管1141和1162的集电极电流被合成在一起，然后被由晶体管1143，1144和1145构成的电流镜像电路反向并输出。晶体管1151和1142的集电极电流被合成在一起，然后被由晶体管1153，1154和1155构成的电流镜电路反向并输出。晶体管1161和1152的集电极电流被合成在一起，然后被由晶体管1163、1164和1165构成的电流镜像电路反向并输出。晶体管1144、1154和1164的输出电流被合成在一起，并由包括晶体管1171，1172，1173和1174的电流镜像电路输出电流，每个电流大约为合成电流的1/3。晶体管1145和1172之间的差值电流作为交变信号H1(流出/流入电流)输出。类似地，晶体管1155和1173之间的差值电流作为交变信号H2(流出/流入电流)输出。此外，晶体管1165和1174之间的差值电流作为交变信号H3(流出/流入电流)输出。因此，交变信号H1相应于两相检测信号(E1-E2)和(G1-G2)的差值信号改变，交变信号H2按照两相检测信号(F1-F2)和(E1-E2)的差值信号改变，交变信号H3按照两相检测信号(G1-G2)和(F1-F2)的差值信号改变。结果，交变信号H1，H2和H3相对于检测信号E1，F1和G1被移相大约30度。
图23的分配块513的第一分配电路531获得三相第一分配电流信号，按照交变信号产生电路1022的交变信号H1，H2和H3指令输出电路1053的第一输出电流信号D1被分配给所述三相第一分配电流信号。第二分配电路532获得三相第二分配电流信号，对其按照交变信号产生电路1022的交变信号H1，H2和H3分配给指令输出电路1053的第二输出电流信号D2。分配合成器1033把第一和第二分配电流信号合成在一起成为三相分配信号，并将其送给驱动块514。第一分配电路531和第二分配电路532的具体结构和图16的相同，因而省略其说明。
图25具体示出了分配块513的分配合成器1033的结构。第一分配电流信号J1，J2和J3的电流分别被由晶体管1210和1211构成的由晶体管1212和1213构成的和由晶体管1214、1215构成的电流镜像电路反相。第二分配电流信号K1，K2和K3的电流分别被由晶体管1220和1221构成的、由晶体管1222和1223构成的以及由晶体管1224和1225构成的电流镜像电路反向。对于每一相，这些电流镜像电路的输出端被连到一起，从而产生该相的差值电流。电流J1和K1之间的差值电流(J1-K1)被送给电阻1231，从而在其两端出现分配信号M1。类似地，电流J2和K2之间的差值电流(J2-K2)被送给电阻1232，从而在其两端出现分配信号M2。此外，电流J3和K3之间的差值电流(J3-K3)被送给电阻1233，从而在其两端出现分配信号M3。
图23的驱动块514包括第一驱动电路541，第二驱动电路542和第三驱动电路543，并提供驱动信号Va，Vb和Vc给三相线圈511A，511B和511C的端子，Va，Vb和Vc是通过放大分配块513的分配信号M1，M2和M3而获得的。第一驱动电路541、第二驱动电路542和第三驱动电路543的结构和图18所示的相同，因此，省略其说明。
图26具体示出了指令块515的指令输出电路1053的结构。指令电流电路551的第一指令电流信号P1和被乘指令输出电路552的被乘指令电流信号Q被合成在一起，从而产生合成的指令电流信号。由包括晶体管1241和1242的以及包括晶体管1243、1244和1245的电流镜像电路产生按照合成指令电流信号改变的第一第二输出电流信号D1和D2。第一输出电流信号D1被送到分配块513的第一分配电路531，第二输出电流信号D2被送到第二分配电路532。指令电流电路551和被乘指令输出电路552的结构和图19，图20所示的相同，因此，省略其说明。
此外，在这种结构的实施例中，分配信号M1，M2和M3(或驱动信号Va，Vb和Vc)不受检测信号和交变信号幅值的影响。换句话说，这些信号不受由于位置检测器521的位置检测元件630A，630B和630C的灵敏度的改变、励磁部件510的磁场的改变以及交变信号产生电路1022的增益的改变而产生的影响。分配信号M1，M2和M3(或驱动信号Va，Vb和Vc)按照检测信号作模拟正弦变化。因此，可以获得小的畸变程度的分配信号和驱动信号，结果，可以产生均匀的转矩，从而使电机平滑地驱动。此外，因为位置检测元件装在电枢铁心的凸极之间，所以可以使电机结构小型化。
上述的第一到第四实施例的结构可以用不同的方式改变。例如，每相的线圈可以由几个并联的或串联的线圈构成。每个线圈可以包括集中绕组，或分散绕组，或是没有凸极的空心线圈。三相线圈的连接不限于Y连接，可以是△连接。位置检测元件不限于霍尔元件和其它磁电转换元件。线圈和位置检测元件当中的相对位置关系可以作不同的修正。在这些实施例中，借助于分配合成器和交变信号产生电路之一实现移相操作。但不限于此，可以由两者共同实现。电机的结构不限于具有几个极的磁场部件(磁极的数目不限于4个)，可以有任何数量的磁极，只要由永磁铁磁极产生的磁通跨过线圈并且线圈的交叉磁通随磁场部件和线圈之间的相对运动而改变即可。例如，电机可以具有这样的结构，其中由永磁铁施加偏磁场，并实现旋转或运动，同时磁场单元的齿对着凸极的齿，在凸极上绕着线圈。电机不限于旋转的无刷电机，可以是直线无刷电机，其中励磁部件或线圈作直线运动。
当然本发明在其构思范围内可以作不同的修正，这些修正都在本发明的范围之内。
实施例5
下面参照附图说明本发明的实施例5。
图27至32是实施例5的无刷电机。在电路方块图中，具有斜杠的和方块图相连的连线代表几条连线或用于总的信号的连线。图27是表示电机的整体结构的方块图。图27所示的励磁部件2010被安装在转子或可动的本体上，借助于由永磁铁的磁极产生的磁通而形成几个磁场的极。三相线圈2011A，2011B和2011C被安装在定子或静止的本体上，彼此分开预定的电角(相应于120度，并与励磁部件2010产生的磁通交叉。
图28具体地表示励磁部件2010和三相线圈2011A，2011B和2011C的结构，在固定在转子2101的内侧上的环形永磁铁2102内，内部和端面被磁化使得形成4个极，借以构成图27所示的磁场部件2010。电枢铁心2103被置于和永磁体2102的磁极相对的定子上。三个凸极2104a，2104b和2104c以120度的间隔被设置在电枢铁心2103内。三相线圈2011A，2011B和2011C分别被绕在凸极2104a，2104b和2104c上，在凸极2104a，2104b和2104c之间形成的绕组槽2106a，2106b和2106c被用作绕制绕组时的操作空间。在线圈2011A，2011B和2011C当中，相对于来自永磁铁2102的交叉磁通建立起120度电角的相位差(一组N极和S极相应于360度电角)
两个位置检测元件2107a和2107b(例如作为磁电转换元件的霍尔元件)被安置在定子上，用来检测永磁铁2102的端角的磁极，借以获得相应于磁场部件和线圈的相对位置的两相检测信号。在本实施例中，线圈的中心和位置检测元件的中心错开90度电角。
图27所示的指令块2015包括指令电流电路2050，并输出相应于指令信号R的第一第二输出电压信号。第一、第二输出电流信号被送到分配块2013的第一第二分配电路2031和2032。
图29是具体地表示指令电流电路2050的电路图。电路中由+Vcc(＝9V)和-Vcc(＝-9V)供电，晶体管2121和2122，以及晶体管2123和2124构成差动电路，用来按照指令信号R把恒流源2120的电流分配给晶体管2121和2122的集电极。晶体管2121和2122的集电极电流通过由晶体管2125和2126构成的电流镜像电路相互比较，其差值电流通过由晶体管2127、2128和2129构成的电流镜像电路输出。结果便获得第一第二输出电流信号d1和d2(d1和d2是外流电流)。因此，输出电流信号d1和d2保持和指令信号R相应的相同的电流值。当指令信号R变得低于地电位或0V时，输出电流信号d1和d2则增加。第一输出电流信号d1被送到图27的分配块2013的第一分配电路2031，第二输出电流信号d2被送到第二分配电路2032。
图27所示的位置块2012包括位置检测器2021和交变信号产生电路2022。位置块2021如后所述通过使用图28所示的位置检测器2021的位置检测元件2107a和2107b的两相检测信号产生三相交变信号，并把交变信号送给分配块2013的第一第二分配电路2031和2032。
图30是具体表示位置检测器2021和交变信号产生电路2022的电路图。位置检测器2021的两个位置检测元件2107a和2107b彼此并联连接，通过电阻2131对其提供电压。相应于来自磁场部件2010(相应于图28的永磁铁2102)的被检测的磁场的微分检测信号e1和e2从位置检测元件2107a的输出端输出(e1和e2的相位相反)。然后，检测信号e1和e2被分别送到交变信号产生电路2022的差动晶体管2141和2142的基极和差动晶体管2161、2162的基极。类似地，相应于来自磁场部件2010的被检测的磁场的微分检测信号f1和f2从位置检测元件2107b的输出端输出，然后被分别送到差动晶体管2151和2152的基极和差动晶体管2164、2165的基极。
两个位置检测元件2107a和2107b输出两相检测信号e1和f1以及e2和f2，它们互相错开120度电角。磁场部件2010作旋转运动时，两相检测信号e1和e2或f1和f2作模拟的正弦或基本上为正弦的变化。检测信号e1和f1或e2和f2呈反相关系。因此，在电机的操作中，就存在互相独立的两相。
交变信号产生电路2022的恒流源2140、2147、2148、2150、2157、2158、2160、2163、2170和2171对电路提供相同恒定值的电流。按照检测信号e1和e2差动晶体管2141和2142把恒流源2140的电流值分配给集电极。晶体管2141的集电极电流通过由晶体管2143和2144构成的电流镜像电路放大两倍，借以从晶体管2144的集电极输出与恒流源2147的节点获得交变信号h1。
晶体管2142的集电极电流通过由晶体管2145和2146构成的电流镜像电路放大两倍。通过由晶体管2174和2175构成的电流镜像电路获得交变信号i1，所述电流镜像电路被连接在晶体管2146的集电极输出和恒流源2148的节点。
类似地，按照检测信号f1和f2，差动晶体管2151和2152把恒流源2150的电流分配给集电极。晶体管2151的集电极电流通过由晶体管2153和2154构成的电流镜像电路放大两倍。从晶体管2154的集电极输出和恒流源2157的节点获得交变信号h2。
晶体管2152的集电极电流通过由晶体管2155和2156构成的电流镜像电路放大两倍。通过由晶体管2176和2177构成的并连接于晶体管2156的集电极输出和恒流源2158的节点上的电流镜电路获得交变信号i2。
按照检测信号e1和e2，差动晶体管2161和2162把恒流源2160的电流分配给集电极。按照检测信号f1和f2，差动晶体管2164和2165把恒流源2163的电流分配给集电极。晶体管2162和2165的集电极电流被合成在一起，合成的电流通过由晶体管2166和2167构成的电流镜像电路放大两倍。从晶体管2167的集电极输出和恒流源2170的节点获得交变信号h3。
晶体管2161和2164的集电极电流被合在一起，合成的电流通过由晶体管2168和2169构成的电流镜电路放大两倍。通过由晶体管2178和2179构成的并联接在晶体管2169的集电极输出和恒流源2171的节点上的电流镜像电路获得交变信号i3。
恒流源2140，2147，2148，2150，2157，2158，2160和2163提供相同恒定值的电流。设置恒流源2170和2171，用来提供其值为上述电流源的电流的两倍的电流。
从图30的右侧提供给图31的左侧的交变信号h1，h2和h3是三相电流信号(交变电流信号)，它按照两相检测信号模拟地改变，并被送到图27的第一分配电路2031。因为以后要说明的第一分配电路2031的结构，交变信号h1，h2和h3作为外流电流，如同从交变信号产生电路2022看到的那样。
交变信号i1，i2和i3是三相交变电流信号(电源信号)，它按照两相检测信号模拟地变化，并被送到图31的第二分配电路2032。因为如后所述的第二分配电路2032的结构，交变信号i1，i2和i3从交变信号产生电路2022看来为内流电流。
交变信号h1和i1的值被交替地增加。类似地交变信号h2和i2的值被交替地增加，交变信号h3和i3的值被交替地增加(见如后所述的图33的波形图(b)和(c))。
按这种方式，位置检测块2012的交变信号产生电路2022通过计算把两相检测电流合成在一起，使得产生两组彼此错开120度电角的三相交变电流信号。
图27的分配块2013的第一分配电路2031获得三相第一分配电流信号，对此电流信号按照交变信号产生电路2022的交变信号h1，h2分配给第一输出电流信号d1。第二分配电路2022获得三相第二分配电流信号，对此电流信号按照交变信号产生电路2022的交变信号i1，i2和i3分配给第二输出电流信号d2，分配合成器2033把第一第二分配电流信号合成为三相分配信号，把分配信号提供给驱动块2014。
图31具体表示分配块2013的第一分配电路2031、第二分配电路2032和分配合成器2033的结构，在图31中，被输入到第一分配电路2031的交变信号h1，h2和h3使电流流入第一二极管2180，2181和2182，从而产生相应于信号h1，h2和h3的内流电流值的电压信号。在第一二极管2180，2181和2182中，其一侧的一端彼此相连，另一端被分别连接第一分配晶体管2185，2186和2187的基极。
通过由晶体管2188和2189构成的电流镜像电路把指令块(图27)2015的第一输出电流信号d1供给彼此相连的第一分配晶体管2185，2186和2187的发射极。因此，按照交变信号h1，h2和h3，第一分配晶体管2185，2186和2187分配第一输出电流信号d1，从而产生模拟变化的三相第一分配电流信号j1，j2和j3(对电路2031为内流电流)。二极管2183和2184产生电压偏置。
第一分配电路2031的第一分配电流信号j1按照交变信号h1(内流电流值)乘以指令块2015的第一输出电流信号d1(电流值)的结果h1·d1而变化。类似地，第一分配电流信号j2按照交变信号h2和第一输出电流信号d1的相乘结果h2·d1而变化，第一分配电流信号j3按照交变信号h3和第一输出电流信号d1的相乘结果h3·d1而变化。第一分配电流信号的合成电流j1+j2+j3等于第一输出电流信号d1。
被输入到第二分配电路2032的交变信号i1，i2和i3使电流流出二极管2200，2201和2202，从而产生相应于信号i1，i2和i3的外流电流值的电压信号。在第二二极管2200，2201和2202中，其一侧的一端被互相连到一起，另一端分别连接第二分配晶体管2205，2206和2207的基极。指令块2015的第二输出电流信号d2被送给彼此相连的第二分配晶体管2205，2206和2207的发射极。因此，按照交变信号i1，i2和i3，第二分配晶体管2205，2206和2207分配第二输出电流信号d2，从而产生模拟变化的三相第二分配电流信号k1，K2和k3(外流电流)。二极管2203和2204产生电压偏置。
第二分配电路2032的第二分配电流信号k1按照交变信号i1(外流电流值)乘以指令块2015的第二输出电流信号d2(电流值)的结果i1·d2而变化。类似地，第二分配电流信号k2按照交变信号i2乘以第二输出电流信号d2的结果i2·d2而变化，第二分配电流信号k3按照交变信号k3乘以第二输出电流信号d2的结果k3·d2而变化。第二分配电流信号的合成电流k1+k2+k3的值等于第二输出电流信号d2。
在图31中，分别由分配合成器2033的晶体管2220和2221，2222和2223，以及2224和2225构成的三个电流镜像电路分别使第一分配电流信号j1，j2和j3反相，并输出被反相的信号。分别由分配合成器33的晶体管2230和2231，2232和2233，以及2234和2235构成的三个电流镜像电路使第二分配电流信号k1，k2和k3反相并输出反相的信号。第一和第二分配电流信号j1和k1在各个电流镜电路的结点(晶体管2221和2231的集电极节点)被合成在一起，得到相应于差值电流(j1-k1)的合成的分配电流信号。合成的分配电流信号被送给电阻2241，从而以电阻2241的电压降的形式产生分配信号m1。
类似地，第一和第二分配电流信号j2和k2在各个电流镜像电路的结点被合成在一起，产生相应于差值电流(j2-k2)的合成的分配电流信号。合成的分配电流信号被送给电阻2242，从而以电阻2242的电压降的形式产生分配信号m2。
此外，第一和第二分配电流信号j3和k3被在各个电流镜像电路的结点合成在一起，产生相应于差值电流(j3-k3)的合成的分配电流信号。合成的分配电流信号被送到电阻2243，从而以电阻2243的压降形成产生分配信号m3。
按这种方式，得到分配信号m1，m2和m3作为三相电压信号，它们分别相应于交变信号h1和i1，h2和i2以及h3和i3，并具有取决于指令块2015的输出电流信号d1和d2的稳定电流值的预定的幅值。换句话说，分配信号m1，m2和m3的幅值不受检测信号和交变信号的幅值的影响。
图27的驱动块2014包括第一驱动电路2041，第二驱动电路2042和第三驱动电路2043，并向三相线圈2011A，2011B和2011C的端子提供通过放大来自分配块2013的分配信号m1，m2和m3而获得的驱动信号Va，Vb和Vc。
图32是具体表示驱动块2014的第一、第二和第三驱动电路2041、2042和2043的结构的电路图。分配信号m1被输入到第一驱动电路2041的放大器2260的同相端，由电阻2261和2262决定的放大系数放大。作为电压放大的结果而产生的驱动信号Va被送入线圈2011A的电源输入端。
类似地，分配信号m2被送到第二驱动电路2042的放大器2270的同相端并按由电阻2271和2272决定的放大系数放大，从而产生驱动信号Vb。把该驱动信号送到线圈2011B的电源输入端。
此外，分配信号m3被输入到第三驱动电路2043的放大器2280的同相端并按由电阻2281和2282决定的放大系数放大，从而产生驱动信号Vc。把该驱动信号送到线圈2011C的电源输入端。
放大器2260，2270和2280由电源电压+Vm(＝+15V)和-Vm(＝-15V)供电。
作为提供驱动信号Va，Vb和Vc的结果，在三相线圈2011A，2011B和2011C中产生了三相驱动电流，从而按预定方向通过线圈和磁场部件2010之间的电磁相互作用产生驱动力。
图33是关于本实施例的无刷电机的操作的波形图。水平轴表示旋转位置。
当磁场部件2010作旋转运动时(或相对于三相线圈的一种运动)，检测励磁部件2010的两个位置检测元件2107a和2107b产生两相正弦检测信号(e1-e2)和(f1-f2)  (图33(a))。
交变信号产生电路2022产生第一组交变信号，即三相交变信号h1，h2和h3(提供给第一二极管2180至2182的电流，图33(b))和第二组交变信号，即三相交变信号i1，i2和i3(提供给第二二极管2200至2202的电流，图33(c))，它们按照两相检测信号作模拟变化。
在第一分配电路2031中，指令块2015的第一输出电流信号d1按照交变信号h1，h2和h3的值(供给第一二极管2180，2181和2182的电流的值)由第一分配晶体管2185，2186和2187分配，从而获得三相第一分配电流信号j1，j2和j3(图33(d))。
第一分配电流信号j1，j2和j3是三相电流信号，它按照交变信号h1，h2和h3乘以第一输出电流信号d1的结果h1·d1，h2·d1和h3·d1以这样的方式进行分配，使得h·d1+h2·d1+h3·d1等于第一输出电流信号d1。类似地，在第二分配电路2032中，指令块2015的第二输出电流信号d2由第一分配晶体管2205，2206和2207按照交变信号i1，i2和i3的值(提供给第二二极管2200，2201和2202的电流值)进行分配，借以获得三相第二分配电流信号k1，k2和k3(图33(e))。
第二分配电流信号k1，k2和k3是三相电流信号，它按照交变信号i1，i2和i3乘以第二输出电流信号d2的结果i1·d2，i2·d2和i3·d2按这种方式进行分配，使得i1·d2+i2·d2+i3·d2等于第二输出电流信号d2。分配合成器2033把第一分配电流信号j1，j2和j3和第二分配电流信号k1，k2和k3合成在一起，借以获得三相分配信号m1，m2和m3(图33(f))。分配信号m1，m2和m3对于每一相按照第一和第二分配电流信号之间的差值电流j1-k1，j2-k2和j3-k3而变化。驱动块2014的第一驱动电路2041，第二驱动电路2042和第三驱动电路2043把分别相应可分配信号m1，m2和m3的波形的驱动信号Va，Vb和Vc(图33(g))供给三相线圈2011A，2011B和2011C。
在这种结构的实施例中，能够通过使用由两个位置检测元件获得的两相检测信号产生三相交变信号。即使在相应于检测信号的交变信号的幅值变化时，也能确保使第一第二分配电路2031和2032的第一第二分配信号被限制在相应于指令块2015的第一第二输出电流信号d1和d2的幅值。
因此，分配信号m1，m2和m3(或驱动信号Va，Vb和Vc)不受检测信号和交变信号的幅值的影响。换句话说，位置检测器的位置检测元件2107a和2107b的灵敏度的改变，励磁部件2010的磁场的改变以及交变信号产生电路2022的增益的改变对幅值只具有很小的影响。所述幅值基本上不受由于这些变化引起的影响。
因此，在本实施例的无刷电机中，位置检测元件的元件数量是如此之小，以致可以减化电机的结构。当对本实施例的电机进行速度控制或转矩控制时，在电机当中速度控制增益或转矩控制增益的变化被消除了，因而使大批量生产生的电机的控制性能是非常稳定的(不会发生由于电机增益的变化而引起的控制不稳定现象)。换句话说，因为第一第二分配电路进行分线性相乘分配，即使在检测信号和交变信号失真或变化时，驱动信号也基本不受这种失真或变化的影响。
在本实施例中，即使当位置检测器的检测信号作模拟正弦变化时，分配信号和驱动信号也被畸变成为图33所示的梯形。在许多使用中，这种畸变是允许的。不过，为了实现高性能的无刷电机，最好消除这种畸变。下面说明对此作出改进的实施例。
实施例6
下面参照附图说明本发明的第六实施例。
图34至37表示第六实施例的一种无刷电机的结构。在电路方块图中，具有斜杠的电路方块的连线表示几根连线或用于总的信号的连线。图34是表示这种电机的总体结构的方块图。和实施例5相比，实施例6的特征在于图34的指令块2015包括指令电流电路2301，被乘指令电流电路2302和指令输出电路2303，并产生作模拟变化的分配信号和驱动信号。和实施例5相同的元件被冠以相同的符号。
图35是具体表示指令块2015的指令电流电路2301的结构的电路图。按照指令信号R，晶体管2321和2322以及电阻2323和2324把恒流源2320的电流分配给晶体管2321和2322的集电极。集电极电流由晶体管2325和2326构成的电流镜像电路进行相互比较，并通过由晶体管2327，2328和2329构成的电流镜像电路输出差值电流作为指令电流信号P1和P2。因此，指令电流的电路2301相应于指令信号R产生两个指令电流P1和P2(P1和P2彼此成比例)。第一指令电流信号P1被送给指令输出电路2303，第二指令电流信号P2被送给被乘的指令电流电路2302。
图36是具体表示指令块2015的被乘指令电流电路2302的结构。按照位置检测元件的检测信号e1和e2，晶体管2342和2343把恒流电流源2341的电流值分配给集电极。通过由晶体管2344和2345构成的电流镜像电路获得差值电流，并由晶体管2346，2347，2348，2349，2350和2351以及电阻2411的组合获得相应于差值电流的绝对值的电压信号S1。换句话说，产生相应于检测信号e1-e2的绝对值的电压信号S1(绝对值信号)
类似地，按照位置检测元件的检测信号f1和f2，晶体管2362和2363把恒流源2361的电流值分配给集电极。通过由晶体管2364和2365构成的电流镜像电路获得差值电流信号，通过晶体管2366，2367，2368，2369，2370和2371以及电阻2412的组合获得相应于差值电流的绝对值的电压信号S2。换句话说，产生相应于检测信号f1-f2的绝对值的电压信号S2(绝对信号)。
相应于检测信号e1和e2，晶体管2376和2377把恒流源2375的电流值分配给集电极。按照检测信号f1和f2，晶体管2379和2380把恒流源2378的电流值分配给集电极。晶体管2377和2380的集电极电流被合成在一起，并通过由晶体管2381和2382构成的电流镜像电路输出合成的电流。获得晶体管2376和2379的合成的集电极电流和晶体管2382的输出电流的差值电流，并通过晶体管2386，2387，2388，2389，2390和2391以及电阻2413的组合获得相应于差值电流的绝对值的电压信号S3。换句话说，产生相应于通过合成两相检测信号e1-e2和f1-f2而获得的合成信号的绝对值的电压信号S3(绝对信号)。因此，电压信号S1，S2和S3是相应于两相检测信号的三相绝对信号并和三相交变信号同号。电流源2341，2361，2375和2378被设为预定的电流值。
晶体管2414，2415，2416和2417以及二极管2419和2420把三相绝对信号S1，S2和S3和恒压源2418的预定电压值(包括OV)进行比较。按照不同的电压，指令电流电路2301的指令电流信号P2(图35)被分配给集电极。晶体管2414，2415和2416的集电极电流被合成在一起。由晶体管2421和2422构成的电流镜像电路比较合成电流和晶体管2417的集电极电流，并通过由晶体管2423和2424构成的电流镜像电路输出差值电流作为被乘的指令电流信号q(内流电流)。被乘以指令电流信号q相应于三相绝对信号S1，S2和S3(它们相应于检测信号)被相应于指令信号的指令电流信号p2相乘的结果，具体地说，因为晶体管2414，2415，2416和2417 以及二极管2419和2420的结构，被乘以指令电流信号q按照三相绝对信号S1，S2和S3的最小值被指令电流信号p2相乘的结果变化。相应于两相检测信号的三相绝对信号S1，S2和S3的最小值是一种高次谐波信号，它与检测信号同步，在检测信号的每个周期内变化6次。因此被乘以指令电流信号q是一个高次谐波信号，它具有正比于指令电流信号p2的幅值，在检测信号的每个周期内变化6次。
图37是具体表示指令块2015的指令输出电路的结构的电路图。被乘的指令输出电路的被乘指令信号q被输入到由晶体管2431和2432构成的电流镜像电路并把电流值减少为大约一半。此后，结果信号和指令电流电路2301的第一指令电流信号通过相加合成在一起。所得的合成指令电流信号通过由晶体管2433和2434，以及2435，2436和2437构成的电流镜像电路输出作为两个输出电流信号d1和d2。结果，指令块2015的第一第二输出电流信号d1和d2成为按照指令信号变化的并含有预定的百分比的高次谐波信号的电流信号。第一输出电流信号d1被送到分配块2013(图34)的第一分配电路2031，第二输出电流信号d2被送到第二分配电路2032。
图34所示的位置块2012(位置检测器2021和交变信号产生电路2022)、分配块2013(第一分配电路2031，第二分配电路2032和分配合成器2033)以及驱动块2014(第一驱动电路2041、第二驱动电路2042和第三驱动电路2043)的结构和操作与图30，31和32所示的相同，因此省略其详细说明。
图38是本实施例的信号的波形图。水平轴代表旋转位置。当励磁部件2010(图34)作旋转运动时(或相对于三相线圈的相对运动)，检测磁场部件2010的磁场的位置检测元件2107a和2107b产生两相正弦检测信号e1-e2和f1-f2(见图38(a))。
响应预定值的指令信号R(图38(b))，通过指令块2015的指令输出电路2303和被乘的指令电流电路的操作，指令块2015的第一第二输出电流信号d1和d2成为含给定百分比的高次谐波信号分量的信号(图38(c))。交变信号产生电路2022产生按照检测信号作模拟变化的三相交变信号h1，h2和h3以及i1，i2和i3。在第一分配电路2031中，指令块2015的第一输出电流信号d1按照交变信号h1，h2和h3的值(供给第一二极管2180，2181和2182的电流值)通过第一分配晶体管2185，2186和2187进行分配，从而获得三相第一分配电流信号j1，j2和j3(图38(d))。
第一分配电流信号j1，j2和j3是这样一个电源信号，它按照交变信号h1，h2和h3分别被第一输出电流信号d1相乘的结果h1·d1，h2·d1，和h3·d1如此进行分配，使得h1·d1+h2·d1+h3·d1等于第一输出电流信号。
类似地，在第二分配电路2032中，指令块2015的第二输出电流信号d2由第二分配晶体管2205，2206和2207按照交变信号i1，i2和i3的值(供给第二二极管2200，2201和2202的电流值)进行分配，借以获得三相第二分配电流信号k1，k2和k3(图38(e))。
第二分配电流信号k1，k2和k3是这样一种电流信号，它按照交变信号i1，i2和i3分别被第二输出电流信号d2相乘的结果i1·d2，i2·d2和i3·d2以这样的方式进行分配，使得i1·d2+i2·d2+i3·d2等于第二输出电流信号d2。
分配合成器2033把第一分配电流信号j1，j2和j3，以及第二分配电流信号k1，k2和k3合成在一起，从而获得三相分配信号m1，m2和m3(图38(f))。
分配信号m1，m2和m3是按照每相的第一和第二分配电流之间的差值电流j1-k1，j2-k2和j3-k3的差值电流而改变的信号。驱动块2014的第一驱动电路2041，第二驱动电路2042和第三驱动电路2043向三相线圈2011A，2011B和2011C提供由放大分配信号m1，m2和m3而分别获得的驱动信号Va，Vb和Vc(图38(g))。
在这种结构的实施例中，通过使用两相检测信号而产生的三相分配信号m1，m2和m3(或驱动信号Va，Vb和Vc)不受位置检测器2021的位置检测元件2107a，2107b的灵敏度的改变，磁场部件2010的磁场的改变和交变信号产生电路2022的增益的改变的影响，并被限制于相应于指令信号的幅值。
在指令块中，当产生正比于指令信号的并含有一个预定有分比的相应于检测信号的高次谐波信号的高次谐波信号分量的输出电流信号时，并且当产生相应于输出电流乘的交变信号(相应于检测信号的信号)的结果而改变的分配信号时，分配信号m1，m2和m3(或驱动信号Va，Vb和Vc)可以形成为按照检测信号作模拟改变的三相正弦信号。
因此，分配信号和驱动信号的失真被减少到非常低的程度，因而产生均匀的转矩，使得电机被平滑地驱动。当指令电流电路产生相应于指令信号的两个指令电流信号时，被乘的指令电流电路产生被乘指令电流信号，它是通过乘以具有检测信号的高次谐波信号的一个指令电流信号而获得的，并且指令输出电路产生输出电流信号，它是由合成其它的指令电流信号和被乘的指令电流信号而获得的，即使在检测信号(和高次谐波信号)的幅值改变时(在被乘的指令电流电路中，晶体管2414，2415和2416被非线性地差动操作)，也可以使被乘的指令电流信号的幅值的改变很小，并且可以减小会在指令块的输出电流信号d1和d2中的高次谐波信号分量的百分比的变化减小。换句话说，电机能抵抗位置检测元件灵敏度的变化和励磁部件的磁场变化。当电机按照本实施例构成从而获得相应于检测信号的三相绝对信号和相应于三相绝对信号的最小值的高次谐波信号时，便可以通过非常简单的结构精确地产生和检测信号同步的每个周期变化6次的高次谐波信号。
实施例7
下面结合附图说明本发明的第七实施例。
图39至47表示实施例7的无刷电机。在电路方块图中，具有斜杠的方框图的连线表示几根连线或一根总的信号的连线。在本实施例中，线圈和位置检测元件的安装位置之间的位置关系彼此错开30度电角，并且检测元件位于各个线圈之间，以便有利于电机的制造。因为位置检测元件和线圈彼此大约相差30度电角，所以对线圈分别提供从位置检测元件的位置检测信号看来被移相30度电角的驱动信号。
图39是表示电机整体结构的方块图。图中所示的砺磁部件2510被装在转子或可动的本体上，并且由永磁铁的极产生的磁通形成几个磁场的极，借以产生磁场的磁通。三相线圈2511A，2511B和2511C被装在定子或静止的本体上，并彼此在电气上相对于由励磁部件2510产生的磁通的交叉被分开预定的角度(相应于120度)。
图40具体地表示励磁部件2510和三相绕组2511A，2511B以及2511C的结构。在固定于转子2601的内侧上的环状永磁铁中，其内表面被磁化，从而形成4个极，借以构成图39所示的励磁部件2510。电枢铁心2603被置于和永磁铁2602的极相对的定子的位置上。在电枢铁心2603中以120度角的间隔设置三个凸极2604a，2604b和2604c。三相线图2511A，2511B和2511C分别被绕在凸极2604a，2604b和2604c上。线圈2604a，2604b和2604c相对于来自磁场部件2602的交叉的磁通具有120度电角差(一组N和S极相当于360度电角)。两个位置检测器(例如作为磁电转换元件的霍尔元件)被装在定子上，用来检测永磁体2602的极，从而获得相应于磁场部件和线圈的相对位置的三相检测信号，在本实施例中，线圈的中心和位置检测元件的中心错开120度电角。按照这种结构，位置检测元件可以装在电枢铁心的绕组槽中，从而检测永磁铁的内表面部分的磁场，借以可以使电机结构小型化。
图39所示的指块2515包括指令电流电路2551，被乘的指令电流电路2552和指令输出电路2553，并产生含有一个预定百分比的相应于检测信号的高次谐波分量的高次谐波信号分量的输出电流。
图45具体地表示指令块2515的指令电流电路的结构。按照指令信号R，晶体管2821和2822以及电阻2823和2824把恒流源2820的电流值分配给晶体管2821和2822的集电极。该集电极电流通过由晶体管2825和2826构成的电流镜像电路相互比较，其差值电流通过由晶体管2827，2828和2829构成的电流镜像电路输出作为指令电流信号P1和P2。因此，指令电流电路2551产生相应于指令信号R的两个指令电流信号P1和P2(P1和P2正比于指令信号R)。第一指令电流信号P1被供给指令输出电路2553，第二指令电流信号P2被供给被乘的指令电流电路2552。
图46具体示出了指令块2515的被乘的指令电流电路2552的结构。按照位置检测元件的检测信号E1和E2，晶体管2842和2843把恒流源2841的电流值分配给集电极。通过由晶体管2844和2845构成的电流镜像电路的组合获得差值电流信号，并通过晶体管2846，2847，2848，2849，2850和2851以及电阻2911获得相应于差值电流的绝对值的电压信号S1。换句话说，产生相应于检测信号E1-E2的绝对值的电压信号S1(绝对信号)。
类似地，按照位置检测元件的检测信号F2和F2，晶体管2862和2863把恒流源2861的电流值分配给集电极。由包括晶体管2864和2865和电流镜像电路的组合获得差值电流，由晶体管2866，2867，2868，2869，2870和2871以及电阻2912获得差值电流的绝对值。换句话说，产生相应于检测信号F1-F2的绝对值的电压信号S2(绝对信号)。
此外，按照检测信号E1和E2。晶体管2876和2877把恒流源2875的电流值分配给集电极。按照检测信号F1和F2，晶体管2879和2880把恒流源2878的电流值分配给集电极。晶体管2877和2880的集电极电流被合成在一起，并把合成的电流通过由晶体管2881和2882构成的电流镜像电路输出。通过晶体管2886，2887，2888，2889，2890和2891以及电阻2913的组合获得晶体管2876和2879的集电极电流和晶体管2882的输出电流的差值电流以及相应于差值电流的绝对值的电压信号S3。
换句话说，产生电压信号S3(绝对信号)，它相应于通过合成两相检测信号E1-E2和F1-F2而获得的合成信号的绝对值。因此，电压信号S1，S2和S3是相应于两相检测信号的并和三相交变信号同步的三相绝对信号。电流源2841，2861，2875和2878被设为预定的电流值。
晶体管2914，2915，2916和2917以及二极管2919和2920比较三相绝对信号S1，S2和S3和恒流源2918的预定的电压值(包括OV)。按照差值电压，指令电流电路2551的指令电流信号P2被分配给集电极。
晶体管2914，2915和2916的集电极电流被合成在一起。由晶体管2921和2922构成的电流镜像电路比较合成的电流和晶体管2917的集电极电流。差值电流通过由晶体管2923和2924构成的电流镜像电路乘以1/2，并然后被输出作为被乘的指令电流信号Q(内流电流)。被乘的指令电流信号Q按照相应于检测信号的电压信号S1，S2和S3乘以相应于指令信号的指令电流信号P2的结果而变化。具体地说，因为晶体管2914，2915，2916和2917以及二极管2919和2920的结构，被乘的指令电流信号Q按照三相绝对值信号S1，S2和S3的最小值乘以指令电流P2的结果而改变。相应于两相检测信号的三相绝对信号S1，S2和S3的最小值是一种高次谐波电流，它和检测电流同步，并在检测信号的一个周期内变化6次。因此，被乘的指令电流信号Q是一个高次谐波电流，它具有正比于指令电流信号P2的幅值，并在检测信号的一个周期内变化6次。
图47是具体表示指令块2015的指令输出电路2553的结构的电路图。被乘的指令输出电路2552的被乘的指令电流信号Q(图39)被输入到由晶体管2931和2932构成的电流镜像电路并被反向。此后，所得信号和指令电流电路2551的第一指令电流信号P1被用加法合成在一起。所得的合成指令电流信号通过由晶体管2933和2934以及由晶体管2935、2936和2937构成的电流镜像电路输出作为两个输出电流信号D1和D2。结果，指含块2515的第一第二输出电流信号D1和D2成为按照指定信号改变的并令有预定百分比的高次谐波信号分量的电流信号。第一输出电流信号D1被送到分配块2513的第一分配电路2531，第二输出电流信号D2被送到第二分配电路2532。
图39所示的位置块2512包括位置检测器2521和交变信号产生电路2522，它从构成位置检测器2521的位置检测元件的两相检测信号产生三相交变信号，并把交变信号提供给分配块2513的第一和第二分配电路2531和2532。
图41是具体表示位置检测器2521和交变信号产生电路2522的结构的电路图。构成位置检测器2521的两个位置检测元件2607a和2607b并联连接。通过电阻2631向元件提供电压。相应于来自磁场部件2510(相应于用40的永磁铁2602)的被检测磁场的微分检测信号E1和E2从位置检测元件2607a的输出端子输出(E1和E2相位相反)，然后被分别送到交变信号产生电路2522的差动晶体管2641和2642的基极以有及差动晶体管2661和2662的基极。
相应于被检测的磁场的微分检测信号F1和F2从位置检测元件2607b的输出端输出，然后被分别送到交变信号产生电路2522的差动晶体管2651和2652的基极和差动晶体管2664、2665的基极。两个位置检测元件2607a、2607b输出彼此相差120度电角的两相检测信号E1和F1(以及E2和F2)。当磁场部件2510作旋转运动时，两相检测信号E1和F1作模拟正弦变化。检测信号E1和E2或F1和F2的相位相反。因此，在电机的操作中，存在两个彼此独立的相。
交变信号产生电路2522的恒流源2640，2650，2660和2663提供数目恒定值的电流。按照检测信号E1和E2，差动晶体管2641和2642把恒流源的电流值分配给集电极。晶体管2641和2642的集电极电流通过由晶体管2643和2644构成的电流镜像电路互相比较，并输入差值电流作为交变信号H1。
类似地，按照检测信号F1和F2，差动晶体管2651和2652把恒流源2650的电流分配给集电极。晶体管2651和2652的集电极电流通过由晶体管2653和2654构成的电流镜像电路相互比较，并输出差值电流作为交变信号H2。
按照检测信号E1和E2，差动晶体管2661和2662把恒流源2660的电流值分配给集电极，并按照检测信号F1和F2，差动晶体管2664和2665把怛流源2663的电流值分配给集电极，晶体管2662和2665的集电极电流被合成在一起，合成的电流通过由晶体管2666和2667构成的电流镜像电路输出。晶体管2661和2664的集电极电流的合成电流和晶体管2667的输出电流比较，并输出差值电流作为交变信号H3，电流源2640，2650，2660和2663被设置为预定的电流值。
交变信号H1，H2和H3是三相电流信号(交变电流信号)，它相应于两相检测信号作模拟变化，并被送到图39的第一第二分配电路2531和2532。
图39的分配块2513的第一分配电路2531获得三相第一分配电流信号，按照交变信号产生电路2522的交变信号H1，H2和H3对其分配给第一输出电流信号D1。第二分配电路2532获得三相第二分配电流信号，按照交变信号产生电路2522的交变信号H1，H2和H3对其分配给第二输出电流信号D2，分配合成器2533把第一第二分配电流信号合成为三相分配信号并把它提供给驱动块2514。
图42具体地表示分配块2513的第一第二分配电路2531和2532的结构。交变信号H1，H2和H3的内流电流流入第一分配电路的第一二极管2680，2681和2682，从而在二极管2680至2682的端子上产生相应于信号H1，H2和H3的内流电流值的电压信号。在第一二极管2680，2681和2682中，一侧的一端彼此相连，而另一端(电流流入侧)分别被连到第一分配晶体管2685，2686和2687的基极。晶体管2683对第一二极管提供预定电压的偏置。指令块2515的第一输出电流信号D1通过由晶体管2688和2689构成的电流镜像电路提供给彼此相连的第一分配晶体管2685，2686和2687的发射极。因此，按照流入第一二极管2680，2681和2682的交变信号H1，H2和H3的值，第一分配晶体管2685，2686和2687分配第一输出电流信号D1，使得产生作模拟变化的三相第一分配电流信号J1，J2和J3(内流电流)。
第一分配电路2531的第一分配电流信号J1按照交变信号H1的内流电流值HIP流向第一二极管2680的电流乘以指令块2515的第一输出电流信号D1电流值的结果H1P·D1而变化。
第一分配电流信号J2按照交变信号H2的内流电流值H2P乘以第一输出电流信号D1的结果H2P·D1而变化，第一分配电流信号J3按照交变信号H3的内流电流值H3P乘以第一输出电流信号D1的结果H3·D1而变化(第一分配电流信号的合成电流J1+J2+J3的值等于第一输出电流信号D1)。
交变信号H1，H2和H3的外流电流流入第二分配电路2532的第二二极管2700，2701和2702，使得在第二二极管2700，2701和2702的端子上产生相应于信号H1，H2和H3的电流值的电压信号。在第二二极管2700，2701和2702中，一侧的一端彼此相连，另一端(电流外流侧)分别连接第二分配晶体管2705，2706和2707的基极。晶体管2703向第二二极管提供预定的电压偏置。指令块2515的第二输出电流信号D2被送到彼此相连的第二分配晶体管2705，2706和和2707的发射器。因此，按照外流进入第二二极管2700，2701和2702的交变信号H1，H2和H3的电流值，第二分配晶体管2705，2706和2707分配第二输出电流信号D2，使得产生作模拟变化的三相第二分配电流信号k1，k2和k3(外流电流)。
第二分配电路2532的第二分配电流信号k1按照交变信号H1的外流电流值H1N(从二极管2700外流的电流)乘以指令块2515的第二输出电流信号D2(电流值)的结果H1N·D2而变化。
第二分配电流信号k2按照交变信号H2的外流电流值H2N乘以第二输出电流信号D2的结果H2N·D2而变化。
第二分配电流信号k3按照交变信号H3的外流电流值H3N乘以第二输出电流信号D2的结果H3N·D2而变化(第二分配电流信号的合成电流值k1+k2+k3等于第二输出电流信号D2)。
图43是具体表示分配块2513的分配合成器2533的结构的电路图。第一分配电流信号J1，J2和J3分别通过由晶体管2710，2711，和2712、由晶体管2715、2716和2717以及由晶体管2720、2721和2722构成的电流镜像电路反相。
第二分配电流信号k1，k2和k3分别通过由晶体管2725、2726和2727、由晶体管2730、2731和2732以及由晶体管2735、2736和2737构成的电流镜像电路反相。
对于每一相的电流镜像电路，其一侧的输出端彼此相连，从而产生该相的差值电流。这些电流镜像电路的其它输出电流分别由通过由晶体管2713和2714、晶体管2718和2719、晶体管2723和2724、晶体管2728和2729、晶体管2733和2734以及晶体管2738和2739构成的电流镜像电路反相，对于每一相，电流镜像电路的输出端彼此相连，从而产生该相的差值电流。
电流J1和k1的差值电流(j1-k1)和电流J3和k3的差值电流(J3-K3)通过相加合成在一起，从而产生合成的分配电流信号。合成的分配电流信号被送到电阻2741，从而在其端子上出现分配信号M1。
类似地，电流J2和k2的差值电流(J2-k2)以及电流J1和k1的差值电流(J1-k1)通过相加合成在一起，从而产生合成的分配电流信号。合成的分配电流信号被送到电阻2742，从而在其两端出现分配信号M2。
此外，电流J3和k3的差值电流(J3-k3)以及电流J2和k2的差值电流(J2-k2)被合成在一起，从而产生合成的分配电流信号，把其送到电阻2743，从而在电阻2743上出现分配信号M3。
用这种方式，得到作为三相电压信号的分配信号M1，M2和M3，它们相应于交变信号，并具有取决于指令块2515的输出电流信号D1和D2的电流值的幅值(该信号不受交变信号幅值的影响)。
图39的驱动块2514包括第一、第二和第二驱动电路2541、2542和2543，并提供驱动信号Va，Vb和Vc到三相线圈2511A，2511B和2511C的端子上，这些驱动信号是通过放大分配块2513的分配信号M1，M2和M3而获得的。
图44是具体地表示驱动块2514的第一、第二和第三驱动电路2541、2542和2543的电路图。分配信号M1被送到第一驱动电路2541的放大器2760的同相端，通过由电阻2761和2762决定的放大系数放大，从而产生驱动信号Va。该驱动信号被送到线圈2511A的电源输入端。
类似地，分配信号M2被送到第二驱动电路2542的放大器2770的同相端，然后被按由电阻2771、2772决定的放大系数放大，从而得到驱动信号Vb，被送到线圈2511B的电流输入端。
此外，驱动信号M3被送到第三驱动电路2543的放大的2780的同相端，并按由电阻2781和2782决定的放大系数放大，从而得到驱动信号Vc，接着被送到线圈2511C的电源输入端。
放大器2760，2770和2780由电压源+Vm(＝15V)和-Vm(＝-15V)供电
由于提供了驱动信号Va，Vb和Vc，即对三相线圈2511A，2511B和2511C提供了三相驱动电流，从而按预定方向通过线圈和励磁部件2510之间的电磁作用产生驱动力。
图48是本实施例的信号波形图。横轴代表旋转位置。当励磁部件2510旋转(或作相对于线圈的相对运动)时，检测磁场部件2510的磁通的位置检测元件2607a和2607b产生作模拟变化的两相检测信号E1-E2和F1-F2(图48(a))。
交变信号产生电路2522产生相应于两相检测信号作模拟变化的三相交变信号H1，H2和H3(外流/内流电流，图48(b))。
在第一分配电路2531中，指令块2515的第一输出电流信号D1(图48(c))由第一分配晶体管2685，2686和2687按照交变信号H1，H2和H3的正侧的值(流入第一二极管2680，2681和2682的电流值)进行分配，从而获得三相第一分配电流信号J1，J2和J3(图48(d))。
第一分配电流信号J1，J2和J3是这样一种电流信号，它按照交变信号H1，H2和H3的正侧的信号H1P，H2P和H3P乘以第一输出电流信号D1的结果H1P·D1，H2P·D1和H3P·D1以这样的方式进行分配，使得H1P·D1+H2P·D1+H3P·D1等于第一输出电流信号D1。
类似地，在第二分配电路2532中，指令块2515的第二输出电流信号D2通过第二分配晶体管2705，2706和2707按照交变信号H1，H2和H3的负侧的值(从第二二极管2700，2701和2702流出的电流值)进行分配，从而获得三极第二分配电流信号k1，k2和k3(图48(e))。
第二分配电流信号k1，k2和k3是这样一种电流信号，它按照交变信号H1，H2和H3的负侧的信号H1N，H2N和H3N乘以第二输出电流信号D2的结果H1N·D2，H2N·D2和H3N·D2以这样的方式进行分配，使得H1ND2+H2ND2+H3ND2等于第二输出电流信号D2。分配合成器2533把第一分配电流信号J1，J2和J3和第二分配电流信号k1，k2和k3合成在一起，借以获得三相分配信号M1，M2和M3(图48(f))。
对于每一相，分别通过合成在第一与第二分配电流信号之间的两相差值电流J1-k1，J2-k2，J3-k3产生分配信号M1，M2和M3。具体地说，合成(J1-k1)和(k3-J3)产生分配信号M1，合成(J2-k2)和(k1-J1)产生分配信号M2，合成(J3-k3)和(k2-J2)产生分配信号M3。驱动块2514的第一、第二和第三驱动电路2541，2542和2543向三相线圈2511A，2511B和2511C提供通过放大分配信号M1，M2和M3所获得的驱动信号Va，Vb和Vc(图48(g))。
在这种结构的实施例中，可以通过使用两相检测信号产生三极交变信号。即使在相应于检测信号的三相交变信号H1，H2和H3的幅值是大或小时，第一第二分配电路2531和2532的第一和第二分配信号被可靠地限制于相应于指令块2515的第一第二输出电流D1和D2的幅值。因此，分配信号M1，M2和M3(或驱动信号Va，Vb和Vc)不是检测信号和交变信号的幅值的影响。换句话说，位置检测器2521的位置检测元件2607a和2067b的灵敏度的改变、励磁部件2510的磁场的改变、以及交变信号产生电路2522的增益的改变对幅值仅有极小的影响。幅值基本上不受这些变化的影响。因此在本实施例的无刷电机中，位置检测元件的元件数量少，可以减化电机的结构。
当对本实施例的电机进行速度或转矩控制时，在电机当中速度控制增益或转矩控制增益的变化被消除了，因而可以大大稳定批量生产的电机的控制性能(不会发生由于电机的增益变化而引起的控制不稳定现象)。换句话说，因为第一和第二分配电路进行非线性相乘分配，所以即使当检测信号和交变信号畸变或变化时，驱动信号基本上不受这种畸变或变化的影响。
在这种结构的实施例中，分配信号M1，M2和M3(或驱动信号Va，Vb和Vc)按照两相检测信号作模拟正弦变化。因此，能够获得小的失真程度的分配信号和驱动信号，从而产生均匀的转矩，使电机平稳地被驱动。
此外，在这种结构的实施例中，位置减测元件的数量可以减少，并可以以宽松一些的方式设置。因而，位置检测元件可以置于电枢铁心的凸极之间，并可以减少连线的数量，从而使电机的结构小型化。
实施例8
下面参照附图说明本发明的第8实施例。
图49至52是实施例8的无刷电机的图。在电路方块图中，具有斜杠的和电路方块图的连线代表几根连线或用于总的信号的连线。在本实施例中，线圈和安装位置检测元件的位置的位置关系彼此错开30度电角。并把位置检测元件置于线圈之间，从而有利于电机的制造。
图49是表示电机的总体结构的方块图。在本实施例中，交变信号产生电路产生和位置检测元件的检测信号相差30度电角的交变信号，因而分配块2513的分配合成器3033不进行移相操作。指令块2515的指令输出电路3053的结构可以通过减法综合指令信号和被乘的指令电流信号。和实施例7相同的元件被冠以相同的标号。
图50是具体表示位置方块2512的位置检测器2521和交变信号产生电路3022的结构的电路图。位置检测器2521的位置检测元件2607a和2607b并联连接。通过电阻2631对元件加上电压。按照励磁部件2510(相应于图40的永磁铁2602)的被检测磁场的微分检测信号E1和E2从位置检测元件2607a的输出端子输出(E1和E2反向)，然后分别送到交变信号产生电路3022的差动晶体管3141和3142的基极以及差动晶体管3164和3165的基极。
两个位置检测元件2607a和2607b输出输出彼此相差120度电角的两相检测信号E1和F1(以及E2和F2)。当磁场部件2510旋转时，两相检测信号E1和E2模拟地改变。
交变信号产生电路的恒流源3140，3150，3160和3163提供相同恒定值的电流。按照检测信号E1和E2，差动晶体管3141和3142把恒流源3140的电流值分配给集电极。响应检测信号F1和F2，差动晶体管3151和3152把恒流源的电流值分配到集电极。按照检测信号E1和E28差动晶体管3161和3162分配恒流源3160的电源值到集电极，并且按照检测信号F1和F2，差动晶体管3164和3165分配恒流源3163的电流到集电极。
晶体管3141、3161和3164的集电极电流被合成在一起。通过由晶体管3143、3144和3145构成的电流镜像电路输出合成的电流和恒流源3146的差值电流并被反相。
晶体管3151和3142的集电极电流被合成在一起，通过由晶体管3153，3154和3155构成的电流镜像电路输出合成的电流并被反向。晶体管3152、3162和3165的集电极电流被合成在一起。通过由晶体管3166、3167和3168构成的电流镜像电路输出合成电流和恒流源3169的差值电流并被反向。
晶体管3144、3154和3167的输出电流被合成在一起。由晶体管3171、3172和3174构成的电流镜像电路输出其值为大约合成电流的1/3的电流。
晶体管3145和3172的差值电流被输出作为交变信号H1(流出/流入电流)。类似地，晶体管3155和3173的差值电流被输出作为交变信号H2(流出/流入电流)。此外，晶体管3168和3174的差值电流被输出作为交变信号H3(流出/流入电流)。电流源3146和3169的值是电流源3160的电流值的一半。
在这种结构中，借助于计算把两相检测信号(E1-E2)和(F1-F2)合成在一起，从而产生彼此相差120度电角的三相相交变信号H1，H2和H3(交变电流信号)，它们是通过把检测信号E1和F1移动一个预定的相位(大约30度)而得的信号。
图49的分配块2513的第一分配电路2531获得三相第一分配电流信号，指令输出电路3053的第一输出电流信号D1按照交变信号产生电路3022的交变信号H1，H2和H3被分配给所述的第一分配电流信号。第二分配电路2532获得三相第二分配电流信号，指令输出电路3503的第二输出电流信号D2按照交变信号产生电路3022的交变信号H1，H2和H3被分配给所述第二分配电流信号。
分配合成器3033把第一第二分配电流信号合成为三相分配信号，并把它送到驱动块2514。第一第二分配  电路2531和2532的结构和图42的相同，因此省略其说明。
图51是具体表示分配块2513的分配合成器3033的结构图。第一分配电流信号J1，J2和J3的电流分别通过由晶体管3210和3211、晶体管3212和3213以及晶体管3214和3215构成的电流镜像电路反相。
第二分配电流信号k1，k2和k3的电流分别通过由晶体管3220和3221、晶体管3222和3223以及晶体管3224和3225构成的电流镜像电路反相。对于每一相，这些电流镜像电路的输出端彼此相连，从而为该明产生差值电流。
电流J1和k1的差值电流(J1-k1)被送到电阻3231，从而使在电阻3231上出现分配信号M1。类似地，电流J2和k2的差值电流(J2-k2)被送到电阻3232，使得在电阻3232上出现分配信号M2。此外，电流J3和k3的差值电流(J3-k3)被送到电阻3233，从而在电阻3233上出现分配信号M3。
图49的驱动块2514包括第一、第二和第三驱动电路2541、2542和2543，并向三相线圈2511A，2511B和2511C的端子提供通过放大分配块2513的分配信号而获得的驱动信号Va，Vb和Vc。第一、第二和第三驱动电路2541、2542和2543的结构和图44的相同。因此，省略其说明。
图52具体地表示指令块2515的指令输出电路3053的结构。指令电流电路2511的第一指令电流信号P1和被乘的指令输出电路2552的被乘的指令电流信号Q被合成在一起从而产生合成的指令电流信号。通过由晶体管3241和3242以及晶体管3243、3244和3245构成的电流镜像电路产生按照合成的指令电流信号变化的第一第二输出电流信号D1和D2。第一输出电流信号D1被送到第一分配电路2531，第二输出电流信号D2被送到第二分配电路2532。
图49所示的指令电流电路2551和被乘的指令输出电路2552的结构和图45、46的相同，因而省略其说明。
此外，在这种结构的实施例中，分配信号M1，M2和M3(或驱动信号Va，Vb和Vc)不受检测信号和交变信号的幅值的影响。换句话说，这些信号不受位置检测器2521的位置检测元件2607a和2607b的灵敏度的变化，励磁部件2510的磁场的变化以及交变信号产生电路3022的增益变化的影响(影响非常小)。分配信号M 1，M2和M3(或者驱动信号Va，Vb和Vc)按照检测信号作模拟正弦变化。因此，可以获得减小的畸变度的分配信号和驱动信号，从而产生均匀的转矩使电机平稳地驱动。此外，位置检测元件的数量可以减少，因而可以以宽松的方式设置，并可被设置在电枢铁心的凸极之间，从而使电机小型化。
实施例9
下面参照附图说明本发明的第9实施例。
图53和54是实施例9的无刷电机的图。图53是整个电机结构的方块图。在电路方块图中具有斜杠的和方块图的连线代表几根连线或用于总信号的连线。在本实施例中，驱动块2514的第一、第二和第三驱动电路3343按PWM系统(脉宽调制驱动)构成，从而减少驱动块2514的功率消耗。和上述第七实施例相同的元件冠以相同的标号。
图54具体地表示驱动块2514的第一第二和第三驱动电路3341、3342和3343的结构。第一驱动电路的比较器3402比较由三角波发生器3401产生的三角波信号和分配信号M1，并产生相应于分配信号M1的脉宽的PWM信号W1。按照PWM信号W1的电平，驱动晶体管3403和3404互补地导通和截止。按照PWM信号W1作数字式变化的驱动信号Va通过驱动晶体管3403和3404以及驱动二极管3405和3406的组合被送到线圈2511A的电源供给端子。
类似地，第二驱动电路的比较器3412比较由三角波发生器3401产生的三角波信号Nt和分配信号M2，并产生相应于分配信号M2的脉宽的PWM信号W2。按照PWM信号W2的电平，驱动晶体管3413和3414互补地导通与截止。按照PWM信号W2数字地改变的驱动信号Vb通过驱动晶体管3413和3414以及驱动二极管3415和3416被加到线圈2511B的电源供给端子。
此外，第三驱动电路3343的比较器3422比较由三角波发生器3401产生的三角波信号和分配信号M3，并产生相应于分配信号M3的脉宽的PWM信号W3。按照PWM信号W3的电平，驱动晶体管3423和3424互补地导通与截止。PWM信号W3作数字式变化的驱动信号Vc通过晶体管3423和3424以及驱动的二极管3425和3426的组合被送到线圈2511C的电源供给端子。
当按照上述的分配信号M1，M2和M3进行PWM操作的电压波形的驱动信号Va，Vb和Vc被反复地加于三相线圈2511A，2511B和2511C上时，驱动块(驱动晶体管3403、3404、3413、3414、3423和3424以及驱动二极管3405、3406、3415、3416、3425和3426)的功率耗失被大大地减小了。
除去图53中驱动块2515的第一第二和第三驱动电路3341/3342和3343之外的部分的操作和结构和第七实施例的相同，因此省略其说明。
上述的实施例的结构可以以各种方式改变，例如，实施例9的驱动块的结构可以用作实施例1到8的每个的驱动块。每相的线圈可以由几个串联或并联的线圈构成。每个线圈可由集中绕组或分散绕组构成，也可由没有凸极的空心线圈构成。三相线圈的连接不限于Y连线，可以是△连接。位置检测元件不限于霍尔元件和其它磁电转换元件。
在线圈和位置检测元件当中的相对位置关系可以以不同的方式修正。位置检测元件当中的相位差不限于120度，可以具有任何的值，只要从两相检测信号中可以产生三相交变信号即可。在本实施例中，根据需要由分配合成器和交变信号产生电路之一进行移相操作。执行移相操作的方式并不限于此。可以同时使用合成器和所述电路。为了获得两相检测信号，最好使用两相或更少的位置检测元件。不过，可以使用任何的结构，只要能通过位置检测器获得两相检测信号并通过计算由两相检测信号合成三相交变信号即可。
电机的结构不限于上述的结构，其中磁场部件具有几个磁极(磁极数不限于4个)，可以具有任意数量的磁极，只要由永磁铁产生的磁通跨过线圈并且与线圈交链的磁通随磁场部件和线圈的相对运动而改变即可。例如，电机可以具有通过永磁铁施加偏置磁场的结构，并在磁场装置的齿对着其上绕有线圈的凸板的齿时实现转动或运动。电机不限于旋转无刷电机，可以是直线无刷电机，其中磁场部件或线圈作直线运动。
显然，不脱离本发明的构思可以作出不同的改型，这些改型都落在本发明的范围之内。
下面参照附图说明本发明的实施例。
实施例10
图55至61表示本发明实施例10的无刷电机。图55表示电机的总体结构。在电路方块图中，具有斜杠的电路方块的连线代表几根连线或用于总的信号的连线。图55所示的磁场部件4010被装在转子或可运动的本体上并通过永磁铁的极产生的磁通形成几个磁场磁极，从而产生磁场磁通。三相线圈4011A，4011B和4011C被安装在定子或静止的本体上，并被如此排列，使其相对于和由磁场部件4010产生的磁通的交叉彼此相差一预定的角度(相应于120度)。
图56具体表示磁场部件4010和三相线圈4011A，4011B和4011C的结构。在安装在转子4101的内侧的环形永磁铁4102中，其内部端面被磁化，从而形成4个极，构成图55所示的磁场部件4010。电枢铁心4103位于和永磁铁的极相对的定子的位置上。三个凸极4104a，4104b和4104c置于电枢铁心4103上，彼此的位置相差120度。三相线圈4105a，4105b和4105c(相应于图55的三相线圈4011A，4011B和4011C)通过使用分别形成在凸极之间的绕组槽4106a，4106b和4106c绕在凸极4104a，4104b和4104c上。在线圈4105a，4105b和4105c当中，相对于永磁铁4102的交链磁通建立起120度电角的相位差。180度机械角度的一组N和S极相应于360度电角。三个位置检测元件4107a，4107b和4107c(例如霍尔元件，它是一种磁电转换元件)被设置在定子上，用来检测永磁铁4102的端面的磁极，从而获得相应于磁场部件和线圈之间的相对位置的三相检测信号。线圈和位置检测元件彼此相位错开90度电角。当和位置检测元件的检测信号同相的驱动信号被加于线圈时，便可以获得预定方向的转矩。
用55所示的指令块4015包括指令电流电路4050，并输出相应于指令信号R的输出电流信号。输出电流信号被送到分配块4013的分配电路4031。
用57具体表示指令电流电路4050的结构。在电路中用+Vcc和-Vcc(+Vcc＝9V，-Vcc＝-9V)供电，晶体管4121和4122以及电阻4123和4124构成差动电路，它按照指令信号R操作，并把恒流源4120的电流值分配给所述两个晶体管的集电极，所得的集电极电流由用晶体管4125和4126构成的电流镜像电路相互比较，并通过由晶体管4127和4128构成的电流镜像电路输出差值电流，从而获得输出信号d。在本实施例中，当指令信号R变得低于地电位或OV时，输出电流信号d增加。
图55所示的位置块4012包括位置检测器4021，交变信号产生电路4022和交变调节电路4023，用来由位置检测器4021的位置检测元件的检测信号中产生交变信号，并把交变信号提供给分配块4013的分配电路4031。
图58具体表示位置检测器4021，交变信号产生电路4022以及交变调节电路4023的具体结构。位置检测器4021的位置检测元件4130A、4130B和4130C相应于图56的位置检测元件4107a、4107b和4107c。通过电阻4131对位置检测元件同时施加电压。相应于磁场部件4010(相应于图56的永磁铁4102的被检测元件磁场的微分检测信号e1和e2从位置检测元件4130A的输出端输出，然后被送到交变信号产生电路4022的差动晶体管4151和4152的基极。相应于磁场部件4010的被检测磁场的微分检测信号f1和f2从位置检测4130B的输出端输出，然后被送到差动晶体管4157和4158的基极。相应于磁场部件4010的被检测磁场的微分检测信号g1和g2从位置检测元件4130C的输出端输出，然后被送到差动晶体管4163和4164的基极。当磁场部件4010作旋转运动时，检测信号e1，f1和g1以及e2，f2和g2模拟地变化，从而形成彼此相差120度电角的三相信号。检测信号e1和e2、f1和f2以及g1和g2成反相关系。在本实施例中，反相关系的信号不包括在相数内。
交变信号产生电路4022的晶体管4140，4141，4142，4143，4144，4145，4146，4147，4148和4149构成电流镜像电路，并输出(或接收)其值正比于反馈电流信号ib的电流。按照检测信号e1和e2，差动晶体管4151和4152把晶体管4142的电流值分配给集电极。晶体管4151的集电极电流通过由晶体管4153和4154构成的电流镜像电路放大两倍。流出或流入晶体管4154和4141的结点的电流被送到电阻4171，从而在电阻4171两端产生交变信号h1。晶体管4152的集电极电流通过由晶体管4155和4156构成的电流镜像电路放大两倍。流出或流入晶体管4156和4143的结点的电流被送到交变调节电路4023。类似地，按照检测信号f1和f2，差动晶体管4157和4158把晶体管4145的电流值分配给集电极。晶体管4157的集电极电流通过由晶体管4159和4160构成的电流镜像电路放大两倍。流出或流入晶体管4160和4144的结点的电流被送到电阻4172，从而在电阻4172上产生交变信号h2。晶体管4158的集电极电流通过由晶体管4161和4162构成的电流镜像电路放大两倍。流出或流入晶体管4162和4146的结点的电流信号i2被送到交变调节电路4023。此外，按照检测信号g1和g2，差动晶体管4163和4164把晶体管4148的电流值分配给集电极。晶体管4163的集电极电流通过由晶体管4165和4166构成的电流镜像电路放大两倍。流出或流入晶管4166和4147的结点的电流被送到电阻4173，从而在其上产生交变信号h3。晶体管4164的集电极电流通过由晶体管4167和4168构成的电流镜像电路放大两倍。流出或液入晶体管4168和4169的结点的电流信号i3被送到交变调节电路4023。
交变信号h1，h2和h3是三相电压信号，它按照检测信号作模拟变化，并被送到分配电路4031。电流信号i1，i2和i3是三相电流信号，它按照检测信号作模拟变化，并被送到交变调节电路4023(在本实施例中，交变信号h1，h2和h3，电流信号i1，i2和i3按反相关系变化，但此外这些信号可以同相地变化)。
交变调节电路4023包括：产生调节信号k1的调节信号产生电路4060；产生预定信号k0的设定产生电路4070；以及比较调节信号k1和预定信号k0的调节比较器4080。调节信号产生电路4060包括：幅值电流电路4061，用来产生和检测信号的幅值成比例的幅值电流信号jt；和调整信号输出电路4062，用来产生和幅值电流信号jt成比例的调节信号k1。幅值电流电路4061包括：电流输出电路4195，4196和4197，对其分别输入三相电流信号i1，i2和i3；以及电流合成二极管4184，4185和4186。电流输出电路4195，4196和4197分别输出相应于电流信号i1，i2和i3的绝值或单极性值的电流信号。
图59明确地表示出电流输出电路4195的构形。当开关SW处于a侧时，电流信号i1的绝对值由晶体管4200、4201、4202和4203的组合所产生，对应于该绝对值的电流信号j1通过由晶体管4204和4205组成的电流镜像电路而输出。当开关SW处于b侧时，对应于电流信号i1的单极值的电流信号j1输出。电流输出电路4196和4197相同地构成。每个电流输出电路可以具有下列构形之一：对应于输入电流信号的绝对值的输出电流信号被获得；以及对应于输入电流信号的单极值的输出电流信号被获得。
对应于单极值的输出电流信号意味着具有对应于一个信号的正侧和负侧之一的值的输出电流信号。
幅值电流电路4061的电流输出电路4195、4196和4197的输出电流信号通过二极管4184、4185和4186组合在一起，由此获得幅值电流信号jt。幅值电流信号jt是三相电流信号i1、i2和i3的单极值或绝对值的总和的电流信号，因而与检测信号e1、f1和g1的幅值成比例地变化。调节信号输出电路4062把幅值电流信号jt加给一个电阻4183，以便在电阻4183的端子上产生调节信号k1。因而，调节信号k1与检测信号的幅值成比例地变化。
设定产生电路4070把电流源4180的电流加给电阻4181，以便在电阻4181的端子上产生预定信号k0。
在调节比较器4080中，调节信号k1通过晶体管4187，4188，4189和4190的组合同预定信号k0相比较，对应于这些信号之差的差分电流被输入给电流放大器4191，该电流放大器4191轮流输出通过放大输入电流而获得的反馈电流信号ib。
用该方法，产生对应于与检测信号e1、f1和g1成比例的三相电流信号i1，i2和i3的幅值的调节信号k1，并产生对应于调节信号k1同预定信号k0相比较的结果的反馈电流信号ib。由晶体管4140至4149组成的电流镜像电路的输出电流与反馈电流信号ib相一致地变化，由此改变三相电流信号i1、i2和i3以及三相交变信号h1、h2和h3的幅值。结果，构成一反馈回路，该反馈回路根据调节信号k1同预定信号k0的比较结果来调节三相交变信号的幅值和调节信号的电平。根据该构型，不管位置检测器4021的检测信号e1、f1和g1的幅值，交变信号h1、h2和h3具有对应于预定信号k0的预定值的幅值。电容器4192使反馈回路稳定。
图55的分配方框4013包括分配电路4031，由命令框4015的命令电流电路4050的输出信号来产生对应于交变信号产生电路4022的三相交变信号的相乘结果的三相分配信号。
图60明确地表示出分配电路4031的构形。命令框4015的命令电流电路的输出电流信号d被加给由晶体管4210、4211、4212、4213、4214、4215和4216所组成的电流镜象电路，并输出(或接收)与输出电流信号d成正比例的电流信号。晶体管4221和4222与电阻4223和4224的组合使交变信号产生电路4022的交变信号h1同命令框4015的输出电流信号d相乘。相乘后的电流被反向，然后由晶体管4225和4226所组成的电流镜象电路输出，并产生晶体管4226与晶体管4212的输出电流的差分电流。该差分电流被加给电阻4251，以便在电阻4251的端子上获得分配信号m1。因而，该分配信号m1是一个与交变信号h1同输出电流信号d相乘结果成比例的信号。同样，晶体管4231和4232以及电阻4233和4234使交变信号产生电路4022的交变信号h2同命令框4015的输出电流信号d相乘。相乘后的电流被反向，并由晶体管4235和4236组成的电流镜象电路输出，并产生晶体管4236和晶体管4214的输出电路的差分电流。该差分电流被加给电阻4252，以便在电阻4252的端子上获得分配信号m2。因而，分配信号m2是一个与交变信号h2同输出电流信号d相乘结果成正比例的信号。进而，晶体管4241和4242以及电阻4243和4244使交变信号产生电路4022的交变信号h3同命令框4015的输出电流信号d相乘。相乘后的电流被反向，然后由晶体管4245和4246组成的电流镜象电路输出，并产生晶体管4246和晶体管4216的输出电流的差分电流。该差分电流被加给电阻4253，以便在电阻4253的端子上获得分配信号m3。因而，该分配信号m3是一个与交变信号h3同输出电流信号d的相乘结果成比例的信号。
图55的驱动框4014包括第一驱动电路4041、第二驱动电路4042和第三驱动电路4043，并且把通过放大分配框4013的分配信号m1、m2和m3所获得的驱动信号Va、Vb和Vc施加给三相线圈4011A、4011B和4011C的端子。
图61明确表示出驱动框4014的第一驱动电路4041、第二驱动电路4042和第三驱动电路4043的构形。分配信号m1被输入第一驱动电路4041的放大器4260的非反向端，然后以由电阻4261和4262所确定的放大系数进行放大，由此产生驱动信号Va。驱动信号Va被加给线圈4011A的功率输入端。同样，分配信号m2被输入第二驱动电路4042的放大器4263的非反向端，并以由电阻4264和4265所确定的放大系数进行放大，由此产生驱动信号Vb。驱动信号Vb被加给线圈4011B的功率输入端。进而，分配信号m3被输入第三驱动电路4043的放大器4266的非反向端，并以由电阻4267和4268所确定的放大系数进行放大，由此产生驱动信号Vc。该驱动信号Vc被加给线圈4011C的功率输入端。放大器4260、4263和4266以电源电压+Vm和-Vm(+Vm＝15V，-Vm＝-15V)供电。
作为施加驱动信号Va、Vb和Vc的结果，三相驱动电流被加给三相线圈4011A、4011B和4011C，从而通过线圈电流与励磁部件4010的磁通之间的电磁作用在预定方向上产生驱动力。
图62是表示该实施例的工作的波形图。当励磁部件4010的旋转运动(即相对于三相线圈的相对运动)进行时，检测励磁部件4010的磁场的位置检测元件4030A、4130B和4130C产生正弦波形的检测信号e1-e2，f1-f2和g1-g2(参见图62的(a)，其中横轴代表旋转位置)。交变信号产生电路4022和交变调节电路4023产生响应于检测信号(图62的(b)、(c)和(d))和三相交变信号h1、h2和h3而相似变化的三相电流信号i1、i2和i3，并获得三相电流信号i1、i2和i3(图62的(e)，其中纵轴上部对应于负侧)的绝对值总和(即单极值总和)所对应的调节信号k1，由此使反馈回路工作，以使调节信号k1与预定信号k0相一致。结果，与调节信号k1和预定信号k0的比较结果相一致，而且使交变信号h1、h2和h3的幅值被调节(图62的(f))。分配电路4031产生对应于交变信号h1、h2和h3与命令框4015的输出电流信号d相乘结果的三相分配信号m1、m2和m3(图62的(g))。驱动框4014的第一驱动电路4041、第二驱动电路4042和第三驱动电路4043把分别由放大分配信号m1、m2和m3所获得的驱动信号Va、Vb和Vc加给三相线圈4011A、4011B和4011C。
在这种构形的实施例中，产生了与检测信号的幅值成比例地变化的调节信号，并且可容易地与调节信号相一致地调节交变信号的幅值。结果，即使在位置检测器4021的检测信号在幅值上较大或较小时，交变信号h1、h2和h3的幅值也具有对应于预定信号k0的预定电平。因而，对应于交变信号h1、h2和h3与命令框4015的输出电流信号d相乘结果的分配信号m1、m2和m3以及驱动信号Va、Vb和Vc就不会受到位置检测器的检测信号幅值的影响。换句话说，该不会因信号检测器4021的位置检测元件4130A、4130B和4130C的灵敏度上的变化，励磁部件4010的磁场上的变化和交变信号产生电路4022的增益上的变化而受到影响。当形成该实施例的无刷电动机的速度控制或转矩控制时，抑制了电动机中速度控制或转矩控制中增益的变化，因而极大地稳定住了大批量生产中电动机的性能控制。尤其是，因电动机的增益上的变化而引起的控制不稳定的现象不会出现了。
当交变信号产生电路4022和交变调节电路4023产生对应于单极值总和(例如，由仅把正值相加所获得的值或由仅把负值相加所获得的值)或三相电流信号的绝对值的调节信号时，就总能由一个单一电路构形来获得与检测信号幅值成比例变化的调节信号，因而能够实现正确的调节。当然，能够比获得对应于绝对值总和的调节信号的电路更简单地构成获得对应于单极值总和的调节信号的电路。
在该实施例中，即使当位置检测器的检测信号正弦形地模拟变化时，分配信号和驱动信号也会被变形为一种梯形形状。在许多情况下，这种形变是允许的。但是，为了达到更高的性能，最好消除这种形变。下面将描述在这点上进行改进的一个实施例。
实施例11
图63至66表示出本发明的实施例11的无刷电动机。图63表示该电动机的完整构形。在该电路方框图中，在其上横过有短斜杠的电路框间的连接线代表多个连接线或用于聚集信号的一个连接线。在实施例11中，图63的命令框4015包括命令电流电路4301、乘法命令电流电路4302和命令输出电路4303，该命令框4015产生正弦形的分配信号和相似变化的驱动信号。用相同的标号来代表与上述实施例10相同的部件。
图64明确表示出命令框4015的命令电流电路4301的构形。与命令信号R相一致，晶体管4321和4322以及电阻4323和4324把恒流源4320的电流值分配给晶体管4321和4322的集电极。用由晶体管4325和4326组成的电流镜象电路来把集电极电流相互进行比较，通过由晶体管4327、4328和4329组成的电流镜象电路使差分电流作为两个命令电流信号P1和P2而输出。因而，命令电流电路4301产生对应于命令信号R的两个命令电流信号P1和P2(P1和P2相互成比例)。第一命令电流信号P1被加给命令输出电路4303；第二命令电流信号P2加给乘法命令电流电路4302。
图65明确表示出命令框4015的乘法命令电流电路4302。与位置检测元件的检测信号e1和e2相一致，晶体管4342和4343把恒流源4341的电流值分配给集电极。由晶体管4344和4345组成的电流镜象电路获得差分电流，而由晶体管4346、4347、4348、4349、4350和4350以及电阻4411的组合来获得该差分电流的绝对值所对应的电压信号S1。换句话说，产生了对应于检测信号e1-e2的绝对值的电压信号S1。同样，在电阻4412上产生了对应于检测信号f1-f2的绝对值的电压信号S2，在电阻4413上产生了对应于检测信号g1-g2的绝对值的电压信号S3。晶体管4414、4415、4416和4417把电压信号S1、S2和S3同恒压源4418的预定电压值(包括0V)进行比较，与差分电压相一致，命令电流电路4301的命令电流信号P2被分配给晶体管的集电极。晶体管4414，4415和4416的集电极电流被合成在一起。晶体管4421和4422所组成的电流镜象电路把该合成电流同晶体管4417的集电极电流进行比较，该差分电流作为乘法命令电流信号q(流入电流)通过由晶体管4423和4424组成的电流镜象电路被输出。乘法命令电流信号响应于检测信号所对应的电压信号S1、S2和S3同命令信号所对应的命令电流信号P2相乘的结果而变化。尤其是，由于晶体管4414、4415、4416和4417的构形，乘法命令电流信号q响应于电压信号S1、S2和S3的最小值同命令电流信号P2的相乘结果而变化。对应于检测信号的绝对值的电压信号S1、S2和S3的最小值是高次谐波信号，该高次谐波信号与检测信号同步并且对每一周期的检测信号的变化而变化6次。因而，乘法命令电流信号q是高次谐波信号，该高次谐波信号具有与命令电流信号P2成比例的幅值，并且在每一周期的检测信号中变化6次。
图66明确地表示出了命令框4015的命令输出电路4303的构形。乘法命令输出电路4302的乘法命令电流信号q被输出到由晶体管4431和4432组成的电流镜象电路中，并且在电流值上减小到几乎二分之一。此后，合成信号和命令电流电路4301的第一命令电流信号P1通过相加而组合在一起。该组合命令电流信号作为输出电流d通过由晶体管4433和4434以及由晶体管4435和4436所组成的电流镜象电路而输出。结果，命令框4015的输出电流信号d响应于命令而变化，并且包含预定百分率的高次谐波信号成份。
图63所示的位置框4012(位置检测器4021、交变信号产生电路4022和交变调节电路4023)、分配框4013(分配电路4031)和驱动框4014(第一驱动电路4041、第二驱动电路4042和第三驱动电路4043)的结构和工作与图58、60和61所示的相同，因而省略其详细的描述。
图67是表示该实施例的工作的波形图。当励磁部件4010的旋转运动(即相对于三相线圈的相对运动)进行时，检测励磁部件4010的磁场的位置检测元件4130A、4130B和4130C产生正弦波形的检测信号e1-e2、f1-f2和g1-g2(参见图67的(a)，其中横轴代表旋转位置)。响应预定值的命令信号R(图67的(b)，其中纵轴的上部对应于负侧)，命令块4015的命令电流电流4301、乘法命令电流电路4302和命令输出电路4303工作，以便于使命令框4015的输出电流信号d以预定的百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号成份(图67的(c))。交变信号产生电路4022和交调节电路4023产生响应于位置检测器4021的检测信号和三相交变信号h1、h2和h3而相似变化的三相电流i1、i2和i3(图67的(d))，并获得对应于三相电流i1、i2和i3的绝对值总和或单极值总和的调节信号k1(图67的(e)，其中纵轴的上部对应于负侧)，由此，使反馈回路工作，以使调节信号k1符合预定信号k0。结果，与调节信号k1和预定信号k0的比较结果相一致，交变信号h1、h2和h3的幅值也被调节(图67的(f))，从而导致交变信号h1、h2和h3的幅值具有符合预定信号k0的电平，因而不受检测信号的幅值的影响。分配电路4031产生对应于交变信号h1、h2和h3同命令框4015的输出电流d相乘结果的三相分配信号m1、m2和m3(图67的(g))。驱动框4014的第一驱动电路4041、第二驱动电路4042和第三驱动电路4043把分别由放大分配信号m1、m2和m3所获得的驱动信号Va、Vb和Vc施加给三相线圈4011A、4011B和4011C。
在这种结构的实施例中，交变信号h1、h2和h3，分配信号m1、m2和m3以及驱动信号Va、Vb和Vc不受位置检测器4021的位置检测元件4130A、4130B和4130C的灵敏度上的变化，励磁部件4010的磁场上的变化以及交变信号产生电路4022的增益上的变化影响。
在命令框中，产生输出电流信号，该输出电流信号与命令信号成比例并以预定的百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号的高次谐波信号成分。当产生响应于命令框的输出信号同交变信号相乘结果而变化的分配信号时，分配信号m1、m2和m3以及驱动信号Va、Vb和Vc可以形成为响应于检测信号而相似变化的三相正弦波信号。因而，分配信号和驱动信号的失真被降到非常低的水平上，而产生均匀的转矩，以使电动机被平滑驱动。
还有，在命令框中，命令电流电路，产生对应于命令信号的两个命令电流信号；乘法命令电流电路，产生由命令电流信号之一与检测信号的高次谐波信号相乘而获得的相乘命令电流信号；以及命令输出电路，产生由把另一个命令电流与相乘命令电流信号组合成一起而获得的输出电流信号。即使当检测信号在幅值上发生变化时，也能减小相乘命令电流信号q的幅值上的变化，并降低包含在命令框的输出电流信号d中的高次谐波信号成分的百分率上的变化。这是因为：在乘法命令电流电路中，晶体管4414、4415和4416可以非线性地工作。换句话说，该电动机可抗位置检测元件的灵敏度上的变化和励磁部件的磁场上的变化。
实施例12
图68至75表示本发明的实施例12的无刷电动机。在这些电路方框图中，在其上横过有短斜杠的电路框间的连接线代表多个连接线或用于聚集信号的一个连接线。在实施例12中，线圈与位置检测元件之间的位置关系相互移动大约30度的电角度，并且检测元件位于线圈之间，由此简化小电动机的生产。根据位置检测元件和线圈之间的相位关系，从位置检测元件的检测信号所见的移动了30度的驱动信号被分别施加给线圈。
图68表示出该电动机的完整结构。图68所示的励磁部件4510安装在转子或可旋转体上，以借助于由永磁体的磁极所产生的磁通形成多个磁极，由此产生励磁磁通。三相线圈4511A、4511B和4511C安装在定子或固定体上，并相对于同励磁部件4510产生的磁通的交叉被布置成相互电气隔开一个预定角度(对应于120度)。
图69明确表示出励磁部件4510和三相线圈4511A、4511B和4511C的构形。在装到转子4601内侧的环形永磁体4602中，内表面被磁化成四个极，由此构成图68所示的励磁部件4510。电枢铁心4603被置于定子上与永磁体4602的磁极相对的位置上。在电枢铁心4603上布置三个凸极4604a、4604b和4604c，以便于以120度的间隔在位置上相互隔开。三相线圈4605a、4605b和4605c(对应于图68的三相线圈4511A、4511B和4511C)分别缠绕在凸极4604a、4604b和4604c上。在线圈4605a、4605b和4605c之间，相对于来自永磁体4602的正交磁通建立120度电角度的相位差。三个位置检测元件4607a、4607b和4607c布置在定子上并检测永磁体4602的磁极，由此获得对应于励磁部件和线圈之间相对关系的三相检测信号。在该实施例中，线圈和位置检测元件在相位于移动120度的电角度。根据该构形。位置检测元件被设置在电枢铁心的凸极之间，以便于检测永磁体的内表面部分的磁场，由此可以使电动机结构小型化。
图68的命令框4515包括命令电流电路4551、乘法命令电流电路4552和命令输出电路4553，而产生以预定百分率包含对应于控制信号的高次谐波信号成分。
图73明确表示出命令框4515的命令电流电路4551的构形。对命令信号R相对应，晶体管4821和4822以及电阻4823和4824把恒流源4820的电流值分配给晶体管4821和4822的集电极。通过由晶体管4825和4826组成的电流镜象电路来把集电极电流相互进行比较，该差分电流作为两个命令电流信号P1和P2通过由晶体管4827、4828和4829所组成的电流镜象电路而输出。因而，命令电流电路4551对应于命令信号R产生两个命令电流信号P1和P2(P1和P2相互成比例)。第一命令电流信号P1被加给命令输出电路4553，而第二命令电流信号P2加给乘法命令电流电路4552。
图74明确表示出命令框4515的乘法命令电流电路4552。对应于位置检测元件的检测信号E1和E2，晶体管5842和4843把恒流源4841的电流值分配给集电极。由晶体管4844和4845组成的电流镜象电路获得差分电流，并且由晶体管4846、4847、4848、4849、4850和4851以及电阻4911的组合来获得对应于差分电流的绝对值的电压信号S1。换句话说，产生了对应于检测信号E1-E2的绝对值的电压信号S1。同样，在电阻4912上产生了对应于检测信号F1-F2的绝对值的电压信号S2；在电阻4913上产生了对应于检测信号G1-G2的绝对值的电压信号S3。晶体管4914、4915、4916和4917把三相电压信号S1、S2和S3同恒压源4918的预定电压值进行比较。对应于该差分电压，命令电流电路4551的命令电流信号P2被分配给晶本管的集电极。晶体管4914、4915和4916的集电极电流被组合在一起。由晶体管4921和4922所组成的电流镜象电路把该组合电流同晶体管4917的集电极电流进行比较。该差分电流被输入晶体管4923和4924组成的电流镜象电路，并把电流值降至约二分之一。该合成电流作为相乘命令电流信号Q(流入电流)而输出。相乘命令电流信号Q响应于对应于检测信号的电压信号S1、S2和S3同对应于命令信号R的命令电流信号P2相乘的结果而发生变化。尤其是，由于晶体管4914、4915、4916和4917的构形，相乘命令电流信号Q响应于电压信号S1、S2和S3的最小值同命令电流信号P2相乘的结果而发生变化，对应于检测信号绝对值的电压信号S1、S2和S3的最小值是高次谐波信号，该高次谐波信号与检测信号同步，并且对于每个周期的检测信号的变化而变化6次。因而，该相乘命令电流信号Q是高次谐波信号，该高次谐波信号具有同命令电流信号P2成比例的幅值并且在每一周期的检测信号中变化6次。
图75明确表示出命令框45-15的命令输出电路4553的构形。乘法命令输出电路4552的相乘命令电流信号Q被输入由晶体管4931和4932组成的电流镜象电路并在电流反向上反向。此后，命令电流电路4551的第一命令电流信号P1和合成信号通过相加而组成在一起。该组合的命令电流信号作为输出电流信号D通过由晶体管4933和4934组成的以及由晶体管4935和4936组成的电流镜象电路而输出，结果，命令框4515的输出电流信号D响应于命令信号而变化并以预定百分率包含高次谐波。
图68所示的位置框4512包括位置检测器4521、交变信号产生电路4522和交变调节电路4523，根据位置检测器4521的位置检测元件的检测信号产生交变信号，并把该交变信号加给分配框4513的分配电路4531。
图70明确表示出位置检测器4521、交变信号产生电路4522和交变调节电路4523的构形。位置检测器4521的位置检测元件4630A、4630B和4630C对应于图69的检测元件4607a，4607b和4607c。一电压通过电阻4631被并联加到位置检测元件上。对应于励磁部件4510(对应于图69的永磁体4602)的检测磁场的差分检测信号E1和E1从位置检测元件4630A的输出端上输出，然后被加给交变信号产生电路4522的差分晶体管4651和4652的基极上。对应于励磁部件4510的检测磁场的差分检测信号F1和F2从位置检测元件4630B的输出端上输出，并被加给差分晶体管4657和4658的基极上。对应于励磁部件4510的检测磁场的差分检测信号G1和G2从位置检测元件4630C的输出端输出，并被加给差分晶体管4663和4664的基极。当励磁部件4510的旋转运动时，检测信号E1、F1和G1以及E2、F2和G2相似地变化，以便于作为在相位上电气隔开120度的三相信号。检测信号E1和E2以反相关系变化；F1和F2以反相关系变化；G1和G2以反相关系变化。
交变信号产生电路4522晶体管4640、4641、4642、4643、4644、4645、4646、4647、4648和4649构成一电流镜象电路，与反馈电流信号Ib成比例的值的电流流入该电流镜象电路。对应于检测信号E1和E2，差分晶体管4651和4652把晶体管4642的电流值分配给集电极。由晶体管4653和4654组成的电流镜象电路把晶体管4651的集电极电流放大两倍。从晶体管4654和4641的接点流出或流入的电流被加给电阻4671。在电阻4671的端子上产生交变信号H1。由晶体管4655和4656组成的电流镜象电路把晶体管4652的集电极电流放大两倍。从晶体管4656和4643的接点流出或流入的电流信号I1被加给交变调节电路4653。同样，对应于检测信号F1和F2，差分晶体管4657和4658把晶体管4645的电流值分配给集电极。由晶体管4659和4660组成的电流镜象电路把晶体管4657的集电极电流放大两倍。从晶体管4660和4644的接点流出或流入的电流被加给电阻4672。在电阻4658的端子上产生交变信号H2。由晶体管4661和4662组成的电流镜象电路把晶体管4658的集电极电流放大两倍。从晶体管4662和4646的接点流出或流入的电流信号I2被加给交变调节电路423。进而，对应于检测信号G1和G2，差分晶体管4663和4664把晶体管4648的电流值分配集电极。由晶体管4665和4666组成的电流镜象电路把晶体管4663的集电极电流放大两倍。从晶体管4666和4647的接点流出或流入的电流加给电阻4673。在电阻43673的端子上产生交变信号H3。由晶体管4667和4668组成的电流镜象电路把晶体管4664的集电极电流放大两倍。从晶体管4668和4649的接点流出或流入的电流信号I3被加给交变调节电路4523。
交变信号H1、H2和H3是响应检测信号相似变化的三相电压信号，被加给分配电路4541。电流信号I1、I2和I3是响应检测信号相似变化的三相电流信号，被加给交变调节电路4523(在该实施例中，交变信号H1、H2和H3与电流信号I1、I2和I3以反相关系变化，而相应地，信号以同相变化)。
交变调节电路4523包括：产生调节信号K1的调节信号产生电路4560；产生预定信号K0的设定产生电路4570；及把调节信号K1同预定信号K0进行比较的调节比较器4580。调节信号产生电路4560包括：产生与检测信号的幅值成比例变化的幅值电流信号Jt的幅值电流电路4560；及产生与幅值电流信号Jt成比例的调节信号K1的调节信号输出电路4562。幅值电流电路4561包括：三相电流信号I1、I2和I3分别输入其中的电流输出电路4695、4696和4697；及电流组成二极管4684、4685和4686。电流输出电路4695、4696和4697分别输出对应于电流I1、I2和I3的单极值或绝对值的电流信号。电流输出电路按图59所示的方式构成，因而省略其细节的描述。
幅值电流电路4561的电流输出电路和4695、4696和4697的输出电流信号通过二极管4684、4685和4686组合在一起，由此获得幅值电流信号J4。幅值电流Jt是三相电流信号I1、I2和I3的单极值或绝对值总和的电流信号，因而与检测信号E1、F1和G1的幅值成比例地变化。调节信号输出电路4562把幅值电流信号Jt加给电阻4683，以便在电阻4683的端子上产生调节信号K1。因而，幅值电流信号Jt和调节信号K1与检测信号的幅值成比例地变化。
设定产生电路4570把电流源4680的电流加给电阻681，以便在电阻4681的端子上产生预定信号K0。
在调节比较器4580中，调节信号K1由晶体管4687、4689和4690的组合同预定信号K0进行比较，对应于信号之差的差分电流被输入一电流放大器4691，该放大器4691轮流输出由放大输入电流而获得的反馈电流信号Ib。
在该方法中，产生了对应于与检测信号E1、F1和G1成比例的三相电流信号I1、I2和I3幅值的调节信号K1，并产生了对应于调节信号K同预定信号K0的比较结果的反馈电流信号Ib。由晶体管4640至4649组成的电流镜象电路的输出电流按照反馈电流信号Ib而变化，由此改变三相电流信号I1、I2和I3以及三相交变信号H1、H2和H3。结果，构成一反馈环，以按照调节信号同预定信号的比较结果来调节三相电流信号和调节信号的电平，根据该结构，不管位置检测器4521的检测信号E1、F1和G1的幅值如何，交变信号H1、H2和H3具有对应于预定信号K0的预定值的幅值。电容器4692使反馈回路稳定。
图68的分配框4513包括分配电路4531，并产生对应于交变信号产生电路4522同命令框4515的输出信号相乘结果的三相分配信号。
图71明确表示出分配电路4531的构形。命令框4515的命令输出电路4553的输出电流信号D被加给由晶体管4710、4711、4712和4713组成的电流镜象电路，并输出与输出电流信号D成比例的电流信号。晶体管4721和4722及电阻4723和4724的组合把交变信号产生电路4522的交变信号H1同命令框4515的输出电流信号D相乘。相乘电流H1·D以反相关系从晶体管4721和4722的民极上输出。同样，晶体管4731和4732与电阻4733和4734的组合把交变信号产生电路4522的交变信号H2乘以命令框4515的输出电流信号D。相乘的电流H2·D以反相关系从晶体管4731和4732的集电极输出。进而，晶体管471和4742与电阻4743和4744的组合把交变信号产生电路4522的交变信号H3乘以命令框4515的输出电流信号D。该相乘的电流H3·D以反相关系从晶体管4741和4742的集电极输出。晶体管4721和4742的集电极电流被组合在一起，以便于产生一个组合电流，其中通过减法来把两相的相乘信号H1·D和H3·D组合在一起。该组合电流在反向后通过由晶体管4725、4726和4727组成的电流镜象电路输出。同样，晶体管4731和4722的集电极电流被组合在一起，以便产生一组合电流，其中两相的相乘信号H2·D和H1·D通过减法组合在一起，该组合电流在反向后通过由晶体管4735、4736和4737组成的电流镜象电路输出。进而，晶体管4741和4732的集电极电流被组合在一起，以便产生一组合电流，其中两相的相乘信号H3·D和H2·D通过减法组合在一起。该组合电流在反向后通过由晶体管4745、4746和4747组成的电流镜象电路输出。晶体管4726、4736和4746的输出电流被组合在一起。该组合电流被加给由晶体管4714、4715、4716和4717所组成的电流镜象电路，而获得一个电流，其中组合电流的电平被降至约三分之一。产生晶体管4727和晶体管4715的输出电流的差分电流。该差分电流被加给电阻4751，以便于在电阻4751的端子上获得分配信号M1。同样，产生晶体管4737和晶体管4716的输出电流的差分电流。该差分电流被加到电阻4752上，以便于在电阻4752的端子上获得分配信号M2。进而产生晶体管4747和晶体管4717的输出电流的差分电流。该差分电流被加给电阻4753，以便于在电阻4753的端子上获得分配信号M3。在该方法中，获得了交变信号的相乘电流信号和命令框的输出信号，并产生分配信号，其中至少两相的相乘电流信号被组合在一起。由此，分配信号在相位上偏离位置检测器的检测信号约30度。
图68的驱动框4514包括第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543，并把通过放大分配框4513的分配电路4531的分配信号M1、M2和M3所获得的驱动信号Va、Vb和Vc施加给三相线圈4511A、4511B和4511C的端子上。
图72明确表示出驱动框4514的第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543的构形。分配信号M1被输入第一驱动电路4541的放大器4760的非反向端，并以由电阻5761和5762所确定的放大系数进行放大，由此产生驱动信号Va。该驱动信号Va被加给线圈4511A的功率输入端。同样，分配信号M2被输入第二驱动电路4542的放大器4763的非反向端，并以由电阻4764和4765所确定的放大系数进行放大，由此产生驱动信号Vb。该驱动信号Vb被加给线圈4511B的功率输入端，进而，分配信号M3被输入第三驱动电路4543的放大器4766的反向端，并以由电阻4767和4768所确定的放大因数进行放大，由此产生驱动信号Vc。该驱动信号Vc被加给线圈4511C的功率输入端。放大器4760、4763和4766用电源电压+Vm和-Vm(+Vm＝15V，-Vm＝-15V)进行供电。
作为施加驱动信号Va、Vb和Vc的结果，三相驱动电流被加给三相线圈4511A、4511B和4511C，以便于由线圈电流和励磁部件4510的磁通之间的电磁作用以确定方向产生驱动力。
图76是表示该实施例的工作的波形图。当励磁部件4510的旋转运动(即相对于三相线圈的相对运动)进行时，检测励磁部件4510的磁场的位置检测元件4630A、4630B和4630C产生正弦波形的检测信号E1-E2、F1-F2和G1-G2(参见图76的(a)，其中横轴代表旋转位置)。响应于预定值的命令信号R(图76的(b)，其中纵轴的上部对应于负侧)，命令框4515的命令电流电路4551、乘法命令电流电路4552和命令输出电路4553工作，以便于使命令框4515的输出电流信号D以预定百分率包含高次谐波信号成分(图76的(c))。交变信号产生电路4522和交变调节电路4523产生响应于位置检测器4521的检测信号而模拟变化的三相电流信号I1、I2和I3(图76的(d))以及三相交变信号H1、H2和H3，以获得对应于三，相电流信号I1、I2和I3的绝对值总和或单极值总和的调节信号K1(图76的(e))，其中纵轴的上部对应于负侧)，由此使反馈环工作，以使调节信号K1同预定信号K0相符合。结果，对应于调节信号K1和预定信号K0的比较结果，交变信号H1、H2和H3的幅值的被调节(图76的(f))，而导致交变信号H1、H2和H3的幅值具有对应于预定信号K0的电平，因而不受检测信号幅值的影响，分配电路4531产生对应于交变信号H1、H2和H3同命令框4515的输出电流信号D的相乘结构的三相分配信号M1、M2和M3。特别是，通过把至少两相的相乘电流信号组合在一起而产生该分配信号，由此分配信号M1、M2和M3在相位上偏离检测信号E1-E2、F1-F2和G1-G2约30度(图76的(g))。驱动框4514的第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543把分别通过放大分配信号M1、M2和M3所获得的驱动信号Va、Vb和Vc施加给三相线圈4511A、4511B和4511C。
在这种构形的实施例中，产生同检测信号的幅值成比例变化的调节信号，并根据调节信号同预定信号的比较结果来调节该交变信号的幅值。结果，交变信号H1、H2和H3、分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc就不会受到位置检测器4521的位置检测元件4630A、4630B和4630C的灵敏度上的变化，励磁部件4510的磁场上的变化以及交变信号产生电路4522的增益上的变化的影响。
在交变信号产生电路4522和交变调节电路4523中，对应于三相电流的单极值或绝对值总和产生调节信号，并根据调节信号来调节交变信号的幅值。因而，与检测信号的幅值成比例地变化的调节信号总是可以由一个简单的电路结构获得，由此能够实现正确的调节。
当需要时，命令框可以按该实施例的方式构成，可以产生一个输出信号，其与命令信号成比例并以预定百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号的高次谐波信号成分，并且产生响应于输出信号同交变信号相乘结果的分配信号。根据该构形，分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc可形成为响应于检测信号而模拟变化的三相正弦信号。因而，分配信号和驱动信号的失真被降到一个极低的水平上，而产生均匀的转矩，以便于平滑驱动电动机。
进而，在命令框中，命令电流电路对应于命令信号产生两个命令电流信号；乘法命令电流电路产生由命令电流信号之一乘以检测信号的高次谐波信号所获得的相乘命令电流信号；命令输出电路产生通过把另一个命令电流信号同相乘命令电流信号结合在一起而获得的输出电流信号。即使当检测信号在幅值上变化时，相乘命令电流信号的幅值上的变化也能被减小并且包含在命令框的输出电流信号D中的高次谐波信号成份的百分率上的变化也能降低。这是因为：在乘法命令电流电路中，晶体管4914、4915和4916可以非线性地工作。换句话说，电动机抵抗位置检测元件的灵敏充上的变化和励磁部件的磁场上的变化。
在这种构形的实施例中，位置检测元件可以设置在电枢铁心的凸极之间，则电动机结构可以实现小型化。
实施例13
图77至80表示出本发明的实施例13的无刷电动机。在该实施例中，线圈和检测元件之间的位置关系被相互移开约30度的灵敏度，并且检测元件被置于线圈之间，由此便于小型电动机的生产。
图77表示出该电动机的整体构形。在该实施例中，由交变信号产生电路5022产生偏离位置检测元件的检测信号约30度电角度的交变信号。这样分配框4513的分配电路5031就不会移动信号的相位。命令框4515的命令输出电路5053构成为通过减法把命令电流信号和相乘命令电流信号组成到一起。用相同的标号来标注与实施例12相同的部分。
图78表示出位置框4512的位置检测器4521、交变信号产生电路5022和交变调节电路5023的构形。位置检测器4521的位置检测元件4630A、4630B和4630C对应于图69的位置检测元件5607a、4607b和4607c。一个电压通过电阻4631平行地加到位置检测元件上。对应于励磁部件4510(与图69的永磁体4602相对)的检测磁场的差分检测信号E1和E2从检测元件4630A的输出端上输出，并被加给交变信号产生电路5022的差分晶体管5153和5154的基极上。对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2从位置检测元件4630B的输出端上输出，并加给差分晶全管5160和5161的基极。对应于检测磁场的差分检测信号G1和G2从位置检测元件4630C的输出端上输出，并加给差分晶体管5167和5168的基极。当励磁部件4510的旋转运动进行时，检测信号E1、F1和G1相类地变化以便于作为在相位上电气隔开120度的三相信号。
交变信号产生电路5022的晶体管5140、5141、5142、5143、5144、5145、5146、5147、5148、5149、5150、5151和5152构成一个电流镜象电路，与反馈电路信号Ib成比例的值的电流流入该电流镜象电路。与检测信号E1和E2相一致，差分晶体管5153和5154把晶体管5142的电流值分配给集电极。由晶体管5155和5156组成的电流镜象电路把晶体管5153的集电极电流放大两倍。从晶体管5156和5141的接点流出或流入的电流被加给电阻5174。由晶体管5157、5158和5159组成的电流镜象电路把晶体管5154的集电极电流放大两倍。从晶体管5158和5143的接点流出或流入的电流被加给电阻5175。从晶体管5159和5144流出或流入的电流信号I1被加给交变调节电路5023。同样，对应于检测信号F1和F2，差分晶体管5160和5161把晶体管5146的电流值分配给集电极。由晶体管5162和5163组成的电流镜象电路把晶体管5160的集电极电流放大两倍。从晶体管5163和5145的接点流出或流入的电流被加给电阻5175。由晶体管5164、5165和5166组成的电流镜象电路把晶体管5161的集电极电流放大两倍。从晶体管5165和5147的接点流入或流出的电流被加给电阻5176。从晶体管5166和5148的接点流出或流入的电流以信号I2被加给交变调节电路5023。进而，对应于检测信号G1和G2，差分晶体管5167和5168把晶体管5150的电流值分配给集电极。由晶体管5169和5170组成的电流镜象电路把晶体管5167的集电极电流放大两倍。从晶体管5170和5149的接点流出或流入的电流被加给电阻5176。由晶体管5171、5172和5173组成的电流以镜象电路把晶体管5168的集电极电流放大两倍。从晶体管5172和5151的接点流出或流入的电流被加给电阻5174。从晶体管5173和5152的接点流出或流入的电流信号I3被加给交变调节电路5023。通过把对应于位置信号E1和G1的两相的信号进行组合而在电阻5174的端子上产生交变信号H1。通过把对应于位置信号F1和E1的两相的信号进行组合而在电阻5175的端子上产生交变信号H2。通过把对应于位置信号G1和F1的两相的信号进行组合而在电阻5176的端子上产生交变信号H3。
交变信号H1、H2和H3是响应检测信号而模拟变化的三相电压信号，被加给分配电路5031。该交变信号是至少两相检测信号组合在一起的信号，并且在相位上偏离检测信号约30度。电流信号I1、I2和I3是响应检测信号而模拟变化的三相电流信号，被加给交变调节电路5023。
交变调节电路5023包括：产生调节信号K1的调节信号产生电路5060；产生预定信号K0的设定产生电路5070；和把调节信号K1同预定信号K0进行比较的调节比较器5080。调节信号产生电路5060包括：产生与检测信号的幅值居比例的幅值电流信号Jt的幅值电流电路5060；和产生与幅值电流信号Jt成比例的调节电路K1的调节信号输出电路5062。幅值电流电路5061包括三相电流信号I1、I2和I3分别输入其中的电流输出电路5195、5196和5197。电流输出电路5195、5196和5197分别输出对应于电流信号I1、I2和I3的绝对值或单极值的电流信号。电流输出电路以与图59所示相同的方式构成，因而省略其详细说明。
幅值电流电路5061的电流输出电路5195、5196和5197的输出电流被组合在一起，由此获得幅值电流信号Jt。幅值电流信号Jt是三相电流信号I1、I2和I3的绝对值或单极值的总和的电流信号。因而与检测信号E1。F1和G1的幅值成比例地变化。调节信号输出电路5062把幅值电流信号Jt  给电阻5199，以便于在电阻5199的端产生调节信号K1。因而调节信号K1与检测信号的幅值成比例地变化。
设定产生电路5070把电流源5180的电流加给电阻5181，以便于在电阻5181的端子上产生预定信号K0。
在调节比较器5080中，由晶体管5187、5188、5189和5190的组合来把调节信号K1同预定信号K0进行比较，对应于信号之差的差分电流被输入电流放大器5191，该放大器5191轮流输出由放大输入电流而获得的反馈电流信号Ib。
在该方法中，产生对应于与检测信号E1、F1和G1成比例的三相电流信号I1、I2和I3的幅值的调节信号K1，并产生对应于调节信号K1与预定信号K0的比较结果的反馈电流信号Ib。由晶体管5140至5152组成的电流镜象电路的输出电流按照反馈电流信号Ib而变化，由此改变三相电流信号I1、I2和I3以及三相交变信号H1、H2和H3的幅值。结果，构成根据调节信号K1与预定信号K0的比较结果来调节三相交变信号幅值和调节信号电平的反馈回路。根据该构形，不管位置检测器4521的检测信号E1、F1和G1的幅度如何，交变信号H1、H2和H3都具有对应于预定信号K0的预定值的幅值。电容器5192使反馈回路稳定。
图77的分配框4513包括分配电路5031，以产生对应于交变信号产生电路5022的交变信号与合作框4515的输出信号相乘结果的分配信号。
图79明确表示出分配电路5031的构形。命令框的命令输出电路5053的输出电流信号D被加给由晶体管5210、5211、5213、5214、5215和5216所组成的电流镜象电路，并输出与输出电流信号D成比例的电流信号。晶体管5221和5222以及电阻5223和5224的组合使交变信号产生电路5022的交变信号H1同命令框4515的输出电流信号D相乘。相乘的电流H1·D从晶体管5221的集电极输出。由晶体管5225和5226组成的电流镜象电路把晶体管5221的集电极电流放大两倍。从晶体管5226和5227的接点流出或流入的电流被加给电阻5251，以便在电阻5251的端子上获得分配信号M1。因而，分配信号M1同相乘电流H1·D成比例。同样，晶体管5231和5232以及电阻5233和5234的组合使交变信号产生电路5022的交变信号H2乘以命令框4515的输出电流信号D。相乘的电流HZ、D从晶体管5231的集电极输出。由晶体管5235和5236组成的电流镜象电路把晶体管5231的集电极电流放大两倍。从晶体管5236和5214的接点流出或流入的电流被加给电阻5252，以便在电阻5252的端子上获得分配信号M2。因而，分配信号M2同相乘电流H2·D成比例。进而，晶体管5241和5242以及电阻5243和5244的组合使交变信号产生电路5022的交变信号H3同命令框4515的输出电流相乘。相乘的电流H3·D从晶体管5241的集电极输出。由晶体管5245和5246组成的电流镜象电路把晶体管5241的集电极电流放大两倍。从晶体管5246和5216的接点流出或流入的电流被加给电阻5253，以便在晶体管5253的端子上获得分配信号M3。因而，分配信号M3同相乘电流H3·D成比例。
图77的驱动框4514包括第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543，而把通过放大分配框4513的分配电路5031的分配信号M1、M2和M3所获得的驱动信号Va、Vb和Vc施加给三相线圈4511A、4511B和4511C的端子。驱动框4514的第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543的构形和工作与图72的相同，因而省略其详细说明。
图80明确表示出命令框4515的命令输出电路5053的构形。命令电流电路4551的第一命令电流信号P1同乘法命令输出电路4552的经命令电流信号Q被组合在一起，由晶体管5261和5262以及由晶体管5263和5264组成的电流镜象电路产生了对应于组合命令电流信号的输出电流信号D。该输出电流信号被加给分配电路5031。命令电流电路4551和乘法命令输出电路4552的构形和工作与图73和74的相同，因而省略其详细说明。
在这种结构的实施例中，交变信号H1、H2和H3、分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc不会受到检测信号幅值的影响。进而，分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc响应检测信号而正弦模拟地变化。因而，能够获得降低了失真水平的分配信号和驱动信号，从而产生均匀的转矩，以使电动机被平滑地驱动。然而，位置检测元件还能设置在电枢铁心的凸极之间，其结果就能使电动机结构小型化。
实施例14
图81至83表示本发明的实施例14的无刷电动机。图81表示实施例14的完整构形。根据该实施例，在交变信号产生电路5302和交变调节电路5303中，产生与位置检测器4521的检测信号幅值成比例变化的调节信号，产生包含检测信号的高次谐波信号成份的预定信号，并且按照调节信号与预定信号的比较结果来调节交变信号产生电路5302的交变信号的幅值。线圈与位置检测元件之间的位置关系相互错开约30度的电角度，并且把检测元件置于线圈之间，由此便于小型电动机的生产。使用相同的标号来标注与上述实施例中相同的部件。
图82明确表示位置检测器4521、交变信号产生电路5302和交变调节电路5303的构形。位置检测器4521的位置检测元件4630A、4630B和4630C对应于图69的位置检测元件4607a、4607b和4607c通过电阻4631平行地加给位置检测元件一个电压。对应于励磁部件4510(相当于图69的永磁体4602)的检测磁场的差分检测信号E1和E2从位置检测元件4630A的输出端输出，并加给交变信号产生电路5302的差分晶体管5351和5352的基极。对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2从位置检测元件4630B的输出端输出，并加给差分晶体管5357和5358的基极。对应于检测磁场的差分检测信号G1和G2从位置检测元件4630C的输出端输出，并加给差分晶体管5363和5364的基极。当励磁部件4510的旋转运动进行时，检测信号E1、F1和G1模拟地变化以便于作为在相位上电气隔开120度的三相信号。
交变信号产生电路5302的晶体管5340、5341、5342、5344、5345、5346、5347。5348和5349构成一电流镜象电路，与反馈电流信号Ib成比例的值的电流流入该电流镜象电路。对应于检测信号E1和E2，分晶体管5351和5352把晶体管5342的电流值分配给集电极。由晶体管5353和5354组成的电流镜象电路把晶体管5351的集电极电流放大两倍。从晶体管5354和5341的接点流出或流入的电流被加给电阻5377。在电阻5371的端子上产生交变信号H1。由晶体管5355和5356组成的电流镜象电路把晶体管5352的集电极电流放大两倍。从晶体管5356和5343的接点流出或流入的电流信号I1被加给交变调节电路5303。同样，对应于检测信号F1和F2，差分晶体管5257和5358把晶体管5345的电流值分配给集电极。由晶体管5359和5360组成的电流镜象电路把晶体管5357的集电极电流放大两倍。从晶体管5360和5344的接点流出或流入的电流被加给电阻5372，在电阻5372的端子上产生交变信号H2。由晶体管5260和5362组成的电流镜象电路把晶体管5358的集电极电流放大两倍。从晶体管5362和5346的接点流出或流入的电流信号I2被加给交变调节电路5303。进而，对应于检测信号G1和G2，差分晶体管5303和5364把晶体管5348的电流值分配给集电极。由晶体管5365和5466组成的电流镜象电路把晶体管5363的集电极电流放大两倍。从晶体管5366和5367的接点流出或流入的电流被加给电阻5373。在电阻5373的端子上产生交变信号H3。由晶体管5367和5368组成的电流镜象电路把晶体管5364的集电极电流放大两倍。从晶体管5368和5349的接点流出或流入的电流信号I3被加给交变调节电路5303。
交变信号H1、H2和H3是响应控制信号模拟变化的三相电压信号，被加给分配电路4531。电流信号I1、I2和I3是响应检测信号模拟变化的三相电流信号，被加给交变调节电路5303。
交变调节电路5303包括：产生调节信号K1的调节信号产生电路5310；产生预定信号K0的设定信号产生电路5320；和把调节信号K1同预定信号K0进行比较的调节比较器。调节信号产生电路5310包括：产生与检测信号幅值成比例变化的幅值电流信号Jt的幅值电流电路5311；以及产生与幅值电流信号Jt成比例的调节信号K1的调节信号输出电路5312。幅值电流电路5311包括分别输入三相电流信号I1、I2和I3的电流输出电路5394、5396和5397。电流输出电路5395、5396和5397分别输出对应于电流信号I1、I2和I3的绝对值或单极值的电流信号。电流输出电路和以与图59所示的相同方式构成，因而省略其详细说明。
幅值电流电路5311的电流输出电路5395、5396和5397的输出电流信号被组合在一起，由此获得幅值电流信号Jt。幅值电流信号Jt是三相电流信号I1、I2和I3的绝对值或单极值的总和的电流信号，因而与检测信号E1、F1或G1成比例地变化。调节信号输出电路5312用电阻5399把幅值电流信号Jt转换成调节信号K1。因而，调节信号K1与检测信号的幅值成比例地变化。
设定信号产生电路5320包括：输出两个设定电流信号的设定电流电路5321；产率与检测信号同步的高次谐波信号并产生通过把高次谐波信号乘以一个设定电流信号而获得的相乘设定电流信号的乘法设定电路5322；以及输出与通过另一个设定电流信号乘以相乘设定电流而获得的组合设定电流信号成比例的预定信号K0的设定输出电路5323。
图83明确表示出设定信号产生电路5320的构形。设定电流电路5321包括两个电流源5481和5482，并输出两个设定电流Pf和Pg。
对应于位置检测元件的检测信号E1和E2，乘法设定电路5322的晶体管5402和5403把恒流源5401的电流值分配给集电极，由晶体管5404和5405组成的电流镜象电路获得差分电流。晶体管5406、5407、5408、5409、5410和5411以及电阻5461获得对应于差分电流的绝对值的电压信号S1。产生对应于检测信号E1-E2的绝对值的电压信号S1。同样，在电阻5462的端子上产生对应于检测信号F1-F2的绝对值的电压信号S2；并在电阻5463的端子上产生对应于检测信号G1-G2的绝对值的电压信号S3。晶体管5464、5465、5466和5467以及二极管45468和5469把电压信号S1、S2和S3同恒压源的预定电压值(包括0V)进行比较。对应于差分电压，设定电流信号Pf被分配给晶体管的集电极。晶体管5464、5465和5466的集电极电流被组合成一个组合电流。由晶体管5471和5472组成的电流镜象电路把该组合电流同晶全管5467的集电极电流进行比较，并把差分电流输入由晶体管5473和5474组成的电流镜象电路，而在电流值上降到几乎二分之一。合成电流作为相乘设定电流信号Qg(流入电流)输出。
在设定输出电路5323中，乘法设定电路5322的相乘设定电流信号Qg同设定电流电路5321的另一个设定电流信号Pg组合在一起而形成的组合设定电流信号被加给电阻5491。从电阻5491的端子上输出预定信号K0。
乘法设定电路5322的相乘设定电流信号Qg响应于对应检测信号的电压信号S1、S2和S3同设定电流电路5321的设定电流信号Pf的相乘结果而变化。由于晶体管5464、5465、5466和5467的结构，相乘设定电流信号Qg响应于电压信号S1、S2和S3的最小值同设定电流信号Pf的相乘结果而变化，对应于检测信号绝对值的电压信号S1、S2和S3的最小值是高次谐波信号，该高次谐波信号与检测信号同步并且对于每一周期的检测信号的变化而变化6次。因而，相乘设定电流信号Qg是具有与设定电流信号成比例的幅值并在每周期的检测信号中变化6次的高次谐波信号，设定输出电路5323的预定信号K0与相乘设定电流信号Qg和设定电流Pg的组合设定电流信号成比例，因而以预定百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号成分。
图82的调节比较器5330把调节信号K1同预定信号K0进行比较，并输出响应于信号之差而变化的电流放大器5391的反馈电流信号Ib。
根据该构形，从三相电流信号I1、I2和I3，产生与检测信号幅值成比例的调节信号K1，并产生对应于调节信号K1同预定信号K0的比较结果的反馈电流信号Ib。对应于反馈电流信号Ib，由晶体管5340至5349组成的电流镜象电路的输出电源进行变化，并且三相电流信号I1、I2和I3以及三相交变信号H1、H2和H3的幅值进行变化。换句话说，构成根据调节信号同预定信号的比较结果来调节三相交变信号的幅值和调节信号的电平的反馈回路。结果，无论位置检测器4521的检测信号E1、E2、F1、F2、G1和G2的幅值大小，交变信号H1、H2和H3都具有对应于预定信号K0的预定值的幅值。电容器5392使反馈回路稳定。
在此时，设定信号产生电路5320的预定信号K0是一个以预定百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号的高次谐波信号成分的电压信号。由于交变信号H1、H2和H3的幅值响应于预定信号K0而变化，则交变信号H1、H2和H3就成为进行模拟变化的正弦波电压信号，并且具有对应于预定信号K0的幅值。
图81的分配框4513的分配电路4531以及驱动框4514的第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543的构形和工作与图71和72的相同，因而省略其详细的说明。
图81的命令框4515的命令电流电路4050以与图57所示的相同的方式构成，命令电流电路4050的输出信号d同分配电路4531的输入信号D相连。命令电流电路4050以与图57所示的相同方式进行工作，因而省略其详细描述。
在这种结构的实施例中，产生与位置检测器的检测信号幅值成比例地变化的调节信号K1，并且根据调节信号K1同预定信号K0的比较结果来调节交变信号H1、H2和H3的幅值。结果，交变信号H1、H2和H3、分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc不受控制信号幅值的影响。
在交变调节电路5303的设定信号产生电路5320中，获得对应于检测信号的高次谐波信号，产生通过高次谐波信号的相乘所获得的相乘设定电流信号，并且预定信号K0以预定百分率包含对应于相乘设定电流信号的高次谐波信号成分。根据调节信号K1同预定信号K0的比较结果来调节交变信号H1、H2和H3的幅值，由此获得对应于检测信号进行正弦模拟变化的交变信号。由于产生了响应于交变信号H1、H2和H3同命令框的输出信号相乘结果进行变化的分配信号M1、M2和M3，则分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc响应于检测信号而进行正弦模拟地变化。因而，就能获得降低了失真水平的分配信号和驱动信号，而产生均匀的转矩，以便于平滑地驱动电动机。
实施例15
图84至86表示出本发明的实施例15的无刷电动机。图84表示出实施例15的完整构形。根据该实施例，在交变信号产生电路5502和交变调节电路5503中，产生与位置检测器4521的检测信号幅值成比例并包含检测信号的高次谐波信号成份的调节信号，根据调节信号同预定信号的比较结果来调节交变信号产生电路5502的交变信号幅值。线圈与位置检测元件之间的位置关系被相互错开约30度的电角度，并且检测元件处于线圈之间，由此便于小型电动机的产生。使用相同的标号来标注与上述实施例相同的部分。
图85明确表示出位置框4512的位置检测器4521、交变信号产生电路5502和交变调节电路5503的构型。位置检测器4521的位置检测元件4630A、4630B和4630C对应于图69的位置检测元件4607a、4607b和4607c。通过电阻4631并联地给位置检测元件施加个电压。对应于励磁部件4510(对应于图69的永磁体4602)的检测磁场的差分检测信号E1和E2从位置检测元件4630A的输出端输出，并被加给交变信号产生电路5502的差分晶体管5551和5552的基极。对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2从位置检测元件4630B的输出端输出，并被加给差分晶体管5557和5558的基极，对应于检测磁场的差分检测信号G1和G2从位置检测元件4630C的输出端输出，并被加给差分晶体管5563和5564的基极。当励磁部件4510的旋转运动进行时，检测信号E1、F1和G1相似地变化以便于作为在相位上相互电气隔开120度的三相信号。
交变信号产生电路5502的晶体管5540、5541、5542、5543、5544、5545、5546、5547、5548和5549构成一电流镜象电路，与反馈电流信号Ib成比例的值的电流流入该电流镜象电路。对应于检测信号E1和E2，差分晶体管5551和5552把晶体管5542的电流值分配给集电极。由晶体管5554和5553组成的电流镜象电路把晶体管5551的集电极电流放大两倍。从晶体管5554和5541的接点流出或流入的电流被加给电阻5571。在电阻5571的端子上产生交变信号H1。由晶体管5555和5556组成的电流象电路把晶体管5552的集电极电流放大两倍。从晶体管5556和5543的接点流出或流入的电流信号I1被加给交变调节电路5503。同样，对应于检测信号F1和F2，差分晶体管5557和5558把晶体管5545的电流值分配给集电极。由晶体管5559和5560组成的电流镜象电路把晶体管5557的集电极电流放大两倍。从晶体管5560和5544的接点流出或流入的电流被加给电阻5572。在电阻5572的端子上产生交变信号H2。由晶体管5561和5562组成的电流镜象电路把晶体管5558的集电极电流放大两倍。从晶体管5562和5546的接点流出或流入的电流信号I2被加给交变调节电路5503。进而，对应于检测信号G1和G2，差分晶体管5563和5564把晶体管5548的电流值分配给集电极。由晶体管5565和5566组成的电流镜象电路把晶体管5563的集电极电流放大两倍。从晶体管5566和5547的接点流出或流入的电流被加给电阻5573。在电阻5573的端子上产生交变信号H3。由晶体管5567和5568组成的电流镜象电路把晶体管5564的集电极电流放大两倍。从晶体管5568和5549的接点流出或流入的电流信号I3被加给交变调节电路5503。
交变信号H1、H2和H3是响应检测信号而相似变化的三相电压信号，被加给分配电路4531。电流信号I1、I2和I3是响应检测信号而相似变化的三相电流信号，被加给交变调节电路5303。
交变调节电路5503包括：产生调节信号K1的调节信号产生电路5510；产生预定信号K0的设定信号产生电路5520；和把调节信号K1同预定信号K0进行比较的调节比较器5530。调节信号产生电路5510包括：产生两个与控制信号幅值成比例变化的幅值电流信号的幅值电流电路5511；产生与检测信号同步的高次谐波信号并产生通过把高次谐波信号同一个幅值电流信号相乘而获得的相乘调节电流信号的乘法调节电路5512；以及产生与通过把另一个幅值电流信号与相乘调节电流信号组合在一起而获得的组合调节电流信号成比例的调节信号K1的调节信号输出电路5513。
图86明确表示出调节信号产生电路5510的构型。幅值电流电路5511的电流输出电路5595、5596和5597分别输出对应于电流信号I1、I2和I3的绝对值或单极值的电流信号。电流输出电路以与图59所示相同的方式构成，因而省略其详细描述。
幅值电流电路5511的电流输出电路5595、5596、和5597的输出电流信号组合在一起，以便于产生幅值电流信号Jt。幅值电流信号Jt是三相电流信号I1、I2和I3的绝对值或单极值的总和的电流信号，因而与检测信号E1、F1和G1的幅值成比例地变化。由晶体管5598、5599和5600组成的电流镜象电路输出两个与幅值电流信号Jt成比例的幅值电流信号Jf和Jg。
与位置检测元件的检测信号E1和E2相对应，乘法调节电路5512的晶体管5602和5603把恒流源5601的电流值分配给集电极。差分电流由晶体管5604和5605组成的电流镜象电路获得，而该差分电流的绝对值所对应的电压信号S1由晶体管5606、5607、5608、5609、5620和5611以及电阻5661的组合而获得。即，产生对应于检测信号E1-E2的绝对值的电压信号S1。同样，在电阻5662的端子上产生对应于检测信号F1-F2的绝对值的电压信号S2；在电阻5663的端子上产生对应于检测信号G1-G2绝对值的电压信号S3。晶体管5664、5665、5666和5667以及二极管5668和5669把电压信号S1、S2和S3同恒奈源的预定电压值(包括0V)进行比较。对应于差分电压，幅值电流信号Jf被分配给晶体管的集电极。晶体管5664、5665和5666的集电极电流被组合在一起成为一个组合电流。由晶体管5671和5672组成的电流镜象电路把该组合电流同晶体管5667的集电极电流进行比较，其差分电流被输入由晶体管5673和5674组成的电流镜象电路，并在电流值上降至接近二分之一。该合成电流作为相乘调节电流信号Oh(流入电流)输出。
调节信号输出电路5513产生一个组合调节电流信号，其中乘法调节电路5512的相乘调节电流信号Qh与幅值电流电路5511的另一个幅值电流信号Jg组合在一起。电流信号通过由晶体管5681和5682组成的电流镜象电路加给电阻5691。调节信号K1从电阻5691的端子上输出。
乘法调节电路5512的相乘调节电流信号Oh响应于检测信号对应的电压信号S1、S2和S3同幅值电流电路5511的幅值电流信号Jf的相乘结果而变化。由于晶体管5664、4665、4666和5667的构形，相乘调节电流信号Qh响应于电压信号S1、S2和S3的最小值同幅值电流信号Jf的相乘结果而变化。对应于检测信号绝对值的电压信号S1、S2和S3的最小值是一个高次谐波信号，其与检测信号同步并且对每一周期的检测信号的变化以6倍进行变化。因而，相乘调节电流信号Qh是一个高次谐波信号，其具有与幅值电流信号Jf成比例的幅值并在每一周期的检测信号中变化6次。调节信号输出电路5513的调节信号K1与相乘调节电流信号Qh和幅值电流信号Jg的组合调节电流信号成比例，因而以预定的百分率包含对应于检测信号的高次谐波成份。
图85的设定信号产生电路5520包括一恒流源5580和一电阻5581，并输出预定信号K0。调节比较器5530把调节信号K1同预定信号K0进行比较，并输出响应于信号之差而变化的电流放大器5591的反馈电流信号Ib。
根据该结构，从三相电流信号I1、I2和I3，而产生与检测信号的幅值成比例的调节信号K1，并产生对应于调节信号K1与预定K0的比较结果的反馈电流信号Ib。响应于反馈电流信号Ib，由晶体管5540至5549组成的电流镜象电路的输出电流进行变化，并且三相电流信号I1、I2和I3以及三相交变信号H1、H2和H3的幅值也进行变化，换句话说，构成了根据调节信号K1和预定信号K0来调节三相交变信号的幅值和调节信号电平的反馈回路。结果，不论位置检测器4521的检测信号E1、E2、F1、F2、G1和G2的幅值多大，交变信号H1、H2和H3都具有对应于预定信号K0的预定值的幅值。电容器5592使反馈回路稳定。
调节信号产生电路5510的调节信号K1是一个以预定是分率包含对应于检测信号的高次谐波信号的高次谐波信号成份的电压信号。由于交变信号H1、H2和H3的幅值响应于调节信号K1与预定信号K0之差而变化，则交变信号H1、H2和H3成为正弦形电压信号，其相似地变化并具有对应于预定信号K0的幅值。
图84的分配框4513的分配电路4531的构形和工作以及驱动框4514的第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543与图71和72的相同，因而省略其详细说明。
图84的命令框4515的命令电流电路4050以与图57所示相同的方式构成。命令电流电路4050的输出信号d同分配电路4531的输入信号D相连。命令电流电路4050以与图57所示的相同方式工作，因而省略其详细描述。
而且在这种结构的实施例中，产生与检测信号的幅值成比例地变化的调节信号K1，并根据调节信号K1同预定信号K0的比较结果来调节交变信号H1、H2和H3的幅值。结果，交变信号H1、H2和H3、分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc不受检测信号的幅值的影响。
在交变调节电路5503的调节信号产生电路5510中，获得对应于检测信号的高次谐波信号，并产生由高次谐波信号的相乘所获得的相乘调节电流信号，以及产生以预定百分率包含对应于相乘调节电流信号的高次谐波信号成分的调节信号K1。根据调节信号K1与预定信号K0的比较结果来调节交变信号H1、H2和H3的幅值，由此可以获得对应于检测信号而相似正弦变化的交变信号，由于产生了响应交变信号H1、H2和H3同命令框的输出信号相乘结果而变化的分配信号M1、M2和M3，则分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc响应于检测信号而正弦相似变化。因而，能够获得降低了失真水平的分配信号和驱动信号，而产生均匀转矩以平滑驱动电动机。
实施例16
图87至89表示本发明实施例16的无刷电动机。图87表示实施例16的完整构形。在该实施例中，修改了上述实施例12(图68)，以使位置检测器的位置检测元件数量降至两个。根据该结构，可以减少构成电动机的部件数量，因而进一步便于小型电动机的生产。用相同的标号来标注与实施例12相同的部件。
图88明确表示位置框4512的位置检测器5701、交变信号产生电路5702和交变调节电路5703的构形。位置检测器5701的位置检测元件4630A和4630B对应于图69的三个位置检测元件4607a、4607b和4607c中的两个元件。通过电阻4631并联地给位置检测元件施加一个电压。即，安装在定子上的位置检测元件的数量被减至两个。对应于励磁部件4510(相当于图69的永磁体4602)的检测磁场的差分检测信号E1和E2从位置检测元件4630A的输出端上输出。同样，对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2从位置检测元件4630B的输出端上输出。当励磁部件4510的旋转运动进行时，检测信号E1和F1相似变化，以便于作为在相位上电气错开120度的两相信号。检测信号E1和E2以反相关系变化，而且F1和F2以反相关系变化。在该实施例中，反相关系的检测信号E2和F2未算入相数。
交变信号产生电路5702的晶体管5740、5741、5742、5743、5744、5745、5746、5747、5748、5749和5750构成一个电流镜象电路，与反馈电流信号Ib成比例的值的电流流入该电流镜象电路。对应于检测信号E1和E2，差分晶体管5751和5752把晶体管5742的电流值分配给集电极。由晶体管5753和5754组成的电流镜象电路把晶体管5751的集电极电流放大两倍。从晶体管5754和5741的接点流出或流入的电流被加给电阻5771。在电阻5771的端子上产生交变信号H1。由晶体管5755和5756组成的电流镜象电路把晶体管5752的集电极电流放大两倍。从晶体管5756和5743的接点流出或流入的电流被加给交变调节电路5703。同样，对应于检测信号F1和F2差分晶体管5757和5758把晶体管5745的电流值分配给集电极。由晶体管5759和5760组成的电流镜象电路把晶体管5757的集电极放大两倍。从晶体管5760和5744的接点流出或流入的电流被加给电阻5772。在电阻5772的端子上产生了交变信号H2。由晶体管5761和5762组成的电流镜象电路把晶体管5758的集电极电流放大两倍。从晶体管5762和5746的接点流入或流出的电流信号I2被加给交变调节电路5703。对应于检测信号E1和E2，差分晶体管5763和5764把晶体管5748的电流值分配给集电极。对应于检测信号F1和F2，差分晶体管5765和5766把晶体管5749的电流值分配给集电极。晶体管5764和5766的集电极电流被组合在一起，由晶体管5767和5768组成的电流镜象电路把该组合电流放大两倍。从晶体管5768和5747的接点流出或流入的电流被加给电阻5773。在电阻5773的端子上产生交变信号H3。晶体管5763和5765的集电极电流被组合在一起，由晶体管5769和5770组成的电流镜象电路把组合电流放大两倍。从晶体管5770和5750的接点流出或流入的电流信号I3被加给交变调节电路5703。在此方法中，通过计算把两相检测信号E1和F1组合在一起以便于产生三相信号。
交变信号H1、H2和H3是三相电压信号，该信号响应于两相检测信号而相似变化并实际上具有120度电角度的相位差，被加给分配电流4531。电流信号I1、I2和I3是三相电流信号，该信号响应于两相检测信号而相似变化并实际上具有120度电角度的相位差，被加给交变调节电路5703。
交变调节电路5703包括：产生调节信号K1的调节信号产生电路4560；产生预定值K0的设定产生电路5470；和把调节信号K1同预定信号K0进行比较的调节比较器4580。调节信号产生电路4560包括：产生与检测信号幅值成比例的幅值电流信号的幅值电流电路；以及产生与幅值电流信号成比例的调节信号K1的调节信号输出电路4562；这些电路以与图70所示相同的方式构成，因而省略其详细说明。
在交变信号产生电路5702和交变调节电路5703中，使用两相检测信号来产生三相电流信号I1、I2和I3，产生与检测信号的幅值成比例的调节信号K1，并产生对应于调节信号K1同预定信号K0的比较结果的反馈电流信号Ib。对应于反馈电流信号Ib，由晶体管5740至5750组成的电流镜象电路的输出电流发生变化，并且三相电流信号I1、I2和I3以及三相交变信号H1、H2和H3的幅值发生变化。即，构成了根据调节信号与预定信号的比较结果来调节三相交变信号的幅值和调节信号的电平的反馈回路。结果，不管位置检测器5701的两相检测信号E1、E2、F1和F2的幅值多大，交变信号H1、H2和H3都具有对应于预定信号K0的预定值的幅值。
图87的命令框4515包括命令电流电路4551、乘法命令电流电路5705和命令输出电路4553。命令电流电路4551和命令输出电路4553以与图73和75相同的方式构成，因而省略其详细说明。
图89明确表示出乘法命令电流电路5705的构形。对应于位置检测元件的检测信号F1和F2，乘法命令电流电路5705的晶体管5802和5803把恒流源5801的电流值分配给集电极。由晶体管5804和5805组成的电流镜象电路获得差分电流，由晶体管5806、5807、5808、5809、5810和5811以及电阻5861的组合获得对应于差分电流绝对值的电压信号S1。换句话说，产生了对应于检测信号E1-E2的绝对值的电压信号S1。同样，恒流源5821、晶体管5822至5831和电阻5862在电阻5862的端子上产生对应于检测信号F1-F2的绝对值的电压信号S2。对应于检测信号E1和E2，晶体管5842和5843把恒流源5841的电流值分配给集电极。对应于检测信号F1和F2，晶体管5845和5846把恒流源5844的电流值分配给集电极。由晶体管5847和5848组成的电流镜象电路获得晶体管5843和5846的集电极电流的组合电流与晶体管5842和5845的集电极电流的组合电流的差分电流。由晶体管5849、5850、5851、5852、5853和5854以及电阻5863的组合来获得差分电流的绝对值所对应的电压信号S3。换句话说，从两相检测信号产生用于第三相的信号，并产生用于第三相的对应于该信号绝对值的电压信号S3。晶体管5864、5865、5866和5867以及二极管5868和5869把电压信号S1、S2和S3同恒压源5875的预定电压值(包括0V)进行比较。对应于其差分电压，命令电流电路4551的第二命令电流信号P2被分配给集电极。晶体管5864、5865、和5866的集电极电流被组合在一起成为一组合电流。由晶体管5871和5872组成的电流镜象电路把组合电流同晶体管5867的集电极电流进行比较，其差分电流被输入由晶体管5873和5874组成的电流镜象电路并且在电流值上降几乎二分之一。合成电流作为相乘命令电流信号Q(流入电流)而输出。
乘法命令电流电路5705的相乘命令电流信号Q响应于命令电流电路4551的第二命令电流信号P2与对应于检测信号的电压信号S1、S2和S3相乘结果而变化。由于晶体管5864、5865、5866和5867的构形，相乘命令电流信号Q响应于电压信号S1、S2和S3的最小值同命令电流信号P2相乘结果而变化。对应于检测信号绝对值的电压信号S1、S2和S3的最小值是一高次谐波信号，其与检测信号同步并对每一周期的检测信号的一个变化而变化6次。因而，相乘命令电流信号Q是一高次谐波信号，其具有与命令电流信号P2成比例的幅值并在每一周期的检测信号中变化6次。命令输出电路4553的输出电流信号D与相乘命令电流信号Q和第一命令电流信号P1的组合命令信号成比例，因而以预定百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号成分。
命令框4515的输出电流信号D是一个电流信号，其以预定百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号的高次谐波信号成分。由于分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc是根据输出电流信号D同交变信号H1、H2和H3的相乘结果而产生的，则分配信号和驱动信号是正弦相似变化的三相电压。
图87的分配框4513的分配电路4531以及驱动框4514的第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543的构形和工作与图71和72的相同，因而省略其详细描述。
在这种构型的实施例中，通过使用两相检测信号来产生用于三相线圈的驱动信号。结果，可以减少位置检测元件的零件数量，以便于在结构上简化电动机。
产生与位置检测器的两相检测信号的幅值成比例变化的调节信号K1，并根据调节信号K1同预定信号K0的比较结果来调节交变信号H1、H2和H3的幅值。因而，交变信号H1、H2和H3、分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc不受检测信号幅值的影响。
命令框具有乘法命令电流电路，其中：获得对应于两相检测信号的高次谐波信号；由高次谐波的相乘获得相乘调节电流信号；以及产生以预定百分率包含对应于相乘调节信号的高次谐波信号成份的命令框的输出信号。根据该结构，分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc按照检测信号而模拟正弦变化。由此，能够获得降低了失真度的分配信号和驱动信号，而产生均匀转矩，以便于平滑驱动电动机。
实施例17
图90至92表示出本发明实施例17的无刷电动机。在该实施例中，对上述实施例14(图81)进行了修改，以把位置检测器的位置检测元件的数量减至两个。根据该构形，就能减少构成电动机的部件数量，而进一步便于小型电动机的生产。用相同的标号来标注与实施例14相同的部件。
图91明确表示出位置框4512的位置检测器5701、交变信号产生电路5902和交变调节电路5903的构形。位置检测器5701的位置检测元件4630A和4630B对应于图69的三个位置检测元件4607a、4607b和4607c中的两个元件。通过电阻4631给位置检测元件并联施加一个电压。对应于励磁部件(相当于图69的永磁体4602)的检测磁场的差分检测信号E1和E2从位置检测元件4630A的输出端上输出。同样，对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2从位置检测元件4630B的输出端上输出。当励磁部件4510的旋转运动进行时，检测信号E1和F1相似变化，以便于作为相位于上电气错开120度的两相信号。
交变信号产生电路5902的晶体管5940、5941、5942、5943、5944、5945、4946、5947、5948、5949和5950构成一电流镜象电路，与反馈电流信号Ib成比例的值的电流流入该电路。对应于检测信号E1和E2，差分晶体管5951和5952把晶体管5942的电流值分配给差分晶体管5851和5952。由晶体管5953和5954组成的电流镜象电路把晶体管5951的集电极电流放大两倍。从晶体管5954和5941的接点流出或流入的电流被加给电阻5971。在电阻5971的端子上产生交变信号H1。由晶体管5955和5956组成的电流镜象电路把晶体管的集电极电流放大两倍。从晶体管5956和5943的接点流出或流入的电流信号I1被加给交变调节电路5903。同样，对应于检测信号F1和F2，差分晶体管5957和5958把晶体管5945的电流值分配给集电极。由晶体管5959和5960组成的电流镜象电路把晶体管5957的集电极电流放大两倍。从晶体管5960和5944的接点流出或流入的电流被加给电阻5972。在电阻5972的端子上产生交变信号H2。由晶体管5961和5962组成的电流镜象电路把晶体管5958的集电极流出或流入的电流信号I2被加给交变调节电路5903。对应于检测信号E1和E2，差分晶体管5963和5964把晶体管5948的电流值分配给集电极。对应于检测信号F1和F2，差分晶体管5965和5966把晶体管5949的电流值分配给集电极。晶体管5964和5966的集电极电流被组合在一起，由晶体管5967和5968组成的电流镜象电路把该组合电流放大两倍。从晶体管5968和5947的接点流出或流入的电流被加给电阻5973。在电阻5973的端子上产生交变信号H3。晶体管5963和5965的集电极电流被组合在一起，由晶体管5969和5970组成的电流镜象电路把该组合电流放大两倍。从晶体管5970和5950的接点流出或流入的电流信号I3被加给交变调节电路5903。在该方法中，两相检测信号E1和F1通过计算而组合在一起，以便于产生三相信号。
交变信号H1、H2和H3成为响应于两相检测信号而相似变化并实际上具有120度电角度相位差的三相电压信号，被加给分配电路4531。电流信号I1、I2和I3是响应于两相检测信号而相似变化并实际上具有120度电角度相位差的三相电流信号，被加给交变调节电路5903。
交变调节电路5903包括：产生调节调节信号K1的调节信号产生电路5310；产生预定信号K0的设定产生电路5905；和把调节信号K1同预定信号K0进行比较的调节比较器5330。调节信号产生电路5310包括：产生与检测信号的幅值成比例的幅值电流信号的幅值电流电路5311和产生与幅值电流信号成比例的调节信号K1的调节信号输出电路5312。调节信号产生电路5310和调节比较器5330以与图82所示的相同的方式构成，因而省略其详细说明。
设定信号产生电路5905包括：输出两个设定电流信号的设定电流电路5321；产生与检测信号同步的高次谐波信号并产生由高次谐波信号同一个设定电流信号相乘而获得的相乘设定电流信号的乘法设定电路5906；和输出与由另一个设定电流信号同相乘设定电流信号相乘而获得的组合设定电流信号成比例的预定信号K0。
图92明确地表示出了设定信号产生电路5905的构形。设定电流电路5321包括两个设定电流信号Pf和Pg。
对应于位置检测元件的检测信号E1和E2，乘法设定电路5906的晶体管6002和6003把恒流源6001的电流值分配给集电极，并由晶体管6004和6005组成的电流镜象电路获得差分电流。晶体管6006、6007、6008、6009、6010和6011以及电阻6061获得对应于差分电流的绝对值的电压信号S1。即，产生对应于检测信号E1-E2的绝对值的电压信号S1。同样，通过恒流源6021、晶体管6002至6031及电阻6062的组合而在电阻6062的端子上产生对应于检测信号F1-F2的绝对值的电压信号S2。对应于检测信号E1-E2，晶体管6042和6043把恒流源6041的电流值分配给集电极。对应于检测信号F1-F2，晶体管6045和6046把恒流源6044的电流值分配给集电极。由晶体管6047和6048组成的电流镜象电路获得晶体管6043和6046的集电极电流的组合电流与晶体管6042和6045的集电极电流的组合电流的差分电流。由晶体管6049、6050、6051、6052、6053和6054以及电阻6063的组合获得对应于差分电流的绝对值的电压信号S3。换句话说，从两相检测信号产生用于三相的信号，并产生对应于用于三相信号的绝对值的电压信号S3。晶体管6064、6065、6066和6067以及二极管6068和6069把电压信号S1，S2和S3同恒压源的预定电压值(包括0V)进行比较。对应于差分电压，设定电流电路5321的设定电流信号Pf被分配给集电极。晶体管6064、6065和6066的集电极电流被组合在一起成为组合电流。由晶体管6071和6072组成的电流镜象电路把该组合电流同晶体管6067的集电极电流进行比较，其差分电流被输入由晶体管6067和6074组成的电流镜象电路并在电流值上降至约二分之一。其合成电流作为相乘设定电流信号Qg(流入电流)。在设定输出电路5323中，乘法设定电流5906的相乘设定电流信号Qg同设定电流电路5321的另一个设定电流信号Pg被组合在一起中的组合设定电流信号施加给电阻5491。从电阻5491的端子上输出预定信号K0。
乘法设定电路5906的相乘设定电流信号Qg响应于设定电流电路5321的设定电流信号Pf同对应于两相检测信号的电压信号S1，S2和S3的相乘结果而进行变化。由于晶体管6064、6065、6066和6067的构形，相乘设定电流信号Qg响应于电压信号S1，S2和S3的最小值同设定电流信号Pf的相乘结果而进行变化。对应于检测信号的绝对值的电压信号S1，S2和S3的最小值是一高次谐波信号，其与检测信号同步，并对每一周期的检测信号的一个变化而变化6次，因而，相乘设定电流信号Qg是一高次谐波信号，其具有与设定电流信号Pf成比例的幅值，并在每一周期检测信号中变化6次。设定输出电路5323的预定信号K0与相乘设定电流信号Qg和设定电流信号Pg的组合设定电流信号成比例，因而以预定的百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号成分。
图91的调节比较器5330把调节信号K1同预定信号K0进行比较。并输出响应于信号之差而变化的反馈电流信号Ib。
根据该构形，从三相电流信号11、12和13产生与两相检测信号成比例的调节信号K1。并产生对应于调节信号K1同预定信号K0的比较结果的反馈电流信号Ib。对应于该反馈电流信号Ib，由晶体管5940至5950组成的电流镜象电路的输出电流发生变化，三相电流信号I1、I2和I3以及三相交变信号H1、H2和H3的幅值发生变化。换句话说，构成了根据调节信号与预定信号的比较结果来调节三相交变信号的幅值和调节信号的电平的反馈回路。结果，不管位置检测器5701的两相检测信号E1、E2、F1和F2的幅值大小，交变信号H1、H2和H3都有对应于预定信号K0的预定值的幅值。
设定信号产生电路5905的预定信号K0是一个以预定的百分率包含对应于检测信号的高次谐波信号的高次谐波信号成分。由于交变信号H1、H2和H3的幅值响应于预定信号K0而进行变化，交变信号H1、H2和H3成为相似变化的正弦波电压信号并具有对应于预定信号K0的幅值。
图90的分配框的分配电路4531及驱动框4514的第一驱动电路4541、第二驱动电路4542和第三驱动电路4543的构形和工作与图71和72的相同，因而省略其详细说明。
图90的命令框的命令电流电路4050以与图57所示的相同的方式构成。命令电流电路4050的输出信号d同分配电路4531的输入信号D相耦合。命令电流电路4050以与图57所示的方式工作，因而省略其详细说明。
在该构形的实施例中，使用位置检测器的两相检测信号来产生用于三相线圈的驱动信号。结果，可以减少位置检测元件的数量，以在结构上简化电动机。
产生与位置检测器的两相检测信号的幅值成比较地变化的调节信号K1并根据调节信号K1同预定信号K0的比较结果来调节交变信号H1、H2和H3的幅值。结果交变信号H1、H2和H3、分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc不受检测信号的幅值的影响。
乘法设定电路5906具有设定信号产生电路5905，其中：获得对应于两相检测信号的高次谐波信号；由高次谐波信号的相乘获得相乘设定电流信号；及产生以预定的百分率包含对应于相乘设定电流信号的高次谐波信号成分的预定信号K0。根据该构形，分配信号M1、M2和M3以及驱动信号Va、Vb和Vc响应于检测信号而相似正弦变化。因而，可以获得降低了失真率的分配信号和驱动信号，而产生均匀的转矩，以平滑地驱动电动机。
实施例18
图93至95表示出实施例18的无刷电动机。图93表示出实施例18的完整构形。在该实施例中，是对上述的实施例15(图84)进行了修改，以把位置检测器的位置检测元件的数量减至两个。根据该构形，可以减少构成电动机的部件数量，因而进一步便于小型电动机的生产。用相同的标号来标注与实施例15相同的部件。
图94明确地表示出位置框的位置检测器5701、交变信号产生电路6102和交变调节电路6103的构形。位置检测器5701的位置检测元件4630A和4630B对应于图69的三个位置检测元件4607a、4607g和4607c中的两个元件。通过电阻4631给位置检测元件并联地施加一个电压。对应于励磁部件4510(相当于图69的永磁体4602)的检测磁场的差分检测信号E1和E2从位置检测元件4630A的输出端上输出。同样，对应于的检测磁场的差分检测信号F1和F2从位置检测元件4630B的输出端上输出。当励磁部件4510的旋转运动进行时，检测信号E1和F1相似地变化，以便于作为相位上电气错开120度电角度的两相信号。
交变信号产生电路6102的晶体管6140、6141、6142、6143、6144、6145、6146、6147、6148、6149和6150构成一电流镜象电路，与反馈电流信号Ib成比例的值的电流流入该电流镜象电路。对应于检测信号E1和E2，差分晶体管6151和6152把晶体管6142的电流值分配给集电极。由晶体管6153和6154组成的电流镜象电路把晶体管6151的集电极电流放大两倍。从晶体管6154和5141的接点流出或流入的电流被加给电阻6171，以便在电阻6171的端子上产生交变信号H1。由晶体管6155和6156组成的电流镜象电路把晶体管6152的集电极电流放大两倍。从晶体管6156和5143的接点流出或流入的电流信号I1被加给交变调节电路6103。同样，对应于检测信号F1和F2，差分晶体管6157和6158把晶体管6145的电流值分配给集电极。由晶体管6159和6160组成的电流镜象电路把晶体管6157的集电极电流放大两倍。从晶体管6160和5144的接点流出或流入的电流被加给电阻6172，以便在电阻6172的端子上产生交变信号H2。由晶体管6161和6162组成的电流镜象电路把晶体管6158的集电极电流放大两倍。从晶体管6162和5146的接点流出或流入的电流信号I2被加给交变调节电路6103。对应于检测信号E1和E2，差分晶体管6163和6164把晶体管6148的电流值分配给集电极。对应于检测信号F1和F2，差分晶体管6165和6166把晶体管6149的电流值分配给集电极。晶体管6164和6166的集电极电流被组合在一起，由晶体管6167和6168组成的电流镜象电路把该组合电流放大两倍。从晶体管6168和6147的接点流出或流入的电流被加给电阻6173，以便在电阻6173的端子上产生交变信号H3。晶体管6163和6165的集电极电流被组合在一起，由晶体管6169和6170组成的电流镜象电路把该组合电流放大两倍。从晶体管6170和5150的接点流出或流入的电流信号I3被加给交变调节电路6103。在该方法中，两相检测信号E1和F1通过计算被组合在一起以产生三相信号。交变信号H1、H2和H3是三相电压信号，其响应于两相检测信号而相似地变化并实际上具有120度电角度的相位差，被加给分配电路4531。电流信号I1、I2和I3是三相电流信号，其响应于两相检测信号而相似地变化并实际上具有120度电角度的相位差，被加给交变调节电路6103。
交变调节电路6103包括：产生调节调节信号K1的调节信号产生电路6105；产生预定信号K0的设定产生电路5220；和把调节信号K1同预定信号K0进行比较的调节比较器5530。调节信号产生电路6105包括：产生与检测信号的幅值成比例的幅值电流信号的幅值电流电路5511；产生与检测信号同步的高次谐波信号并产生由高次谐波信号同一个幅值电流信号相乘而获得的相乘调节电流信号的乘法调节电路6106；和产生与由把另一个幅值电流信号同相乘调节电流信号组合在一起而获得的组合调节电流信号成比例的调节信号输出电路5513。
图95特别示出了调节信号产生电路6105的构形。幅值电流电路5511的电流输出电路5595，5596和5597输出电流信号，其分别对应于电流信号I1，I2，和I3的绝对值或单极值。电流输出电路以与图59所示相同的方式构成，因此省略其详细的描述。幅值电流电路5511的电流输出电路5595，5596，和5597的输出电流信号被组合在一起，以便产生一幅值电流信号Jt。幅值电流信号Jt是三相电流信号I1，I2，和I3绝对值或单极值的总和的电流信号，因此它与检测信号E1和F1的幅值成正比。由晶极管5598，5599，和5600组成的电流镜象电路输出两个与幅值电流信号Jt成正比的幅值电流信号Jf和Jg。与位置检测元件的检测信号E1和E2相一致，乘法调节电路6106的晶体管6202和6203将恒定电流源6201的电流值分配给集电极。差分电流通过由晶体管6204和6205组成的电流镜象电路而获得，并且对应于差分电流绝对值的电压信号S1可通过晶体管6206，6207，6208，6209，6210和6211，以及电阻6261的组合而获得。也就是说，产生与检测信号E1-E2绝对值相对应的电压信号S1。同样地，通过电流源6221，晶体管6222至6231，和电阻6262的组合在电阻6262的端子上产生与检测信号F1-F2绝对值相对应的电压信号S2。与检测信号E1和E2相一致，晶体管6242和6243将恒定电流源6241的电流值分给集电极。与检测信号F1和F2相一致，晶体管6245和6246将恒定电流源6244的电流值分给集电极。由晶体管6247和6248组成的电流镜象电路获得由晶体管6243和6246的集电极电流组成的电流，和由晶体管6242和6245的集电极电流组成的电流的差分电流。与差分电流的绝对值相对应的电压信号S3可通过晶体管6249，6250，6251，6252，6253和6254，以及电阻6263的组合而获得。换句话说，用于第三相的信号是由两相检测信号产生的，并且还产生与用于第三相信号的绝对值相对应的电压信号S3。晶体管6264，6265，6266和6267，以及二极管6268和6269将电压信号S1，S2和S3与恒定电压源6275的预定电压值(包括0V)进行比较。与差分电压相一致，幅值电流电路5511的幅值电流信号Jf被分配给集电极。晶体管6264，6265和6266的集电极电流一起组成组合电流。由晶体管6271和6272组成的电流镜象电路将组合电流与晶体管6267的集电极电流相比较，并且将差分电流输入给由晶体管6273和6274组成的电流镜象电路，并将电流值减小至近一半。将所得电流作为相乘调节电流信号Qh(流入电流)而输出。
调节信号输出电路5513产生组合调节电流信号，其中乘法调节电路6106的相乘调节电流信号Qh和幅值电流电路5511的其它幅值电流信号Jg被组合在一起。组合调节电流信号通过由晶体管5681和5682组成的电流镜象电路而提供给电阻5691。调节信号K1通过电阻5691的端子而输出。
乘法调节电路6106的相乘调节电路信号Qh通过幅值电流电路5511的幅值电流信号Jf相应于与两相检测信号对应的电压信号S1，S2和S3的相乘结果而变化。由于晶体管6264，6265，6266，和6267的结构，相乘调节电流信号Qh通过幅值电流信号Jf相应于电压信号S1，S2，和S3最小值的相乘结果而变化。与检测信号的绝对值相对应的电压信号S1，S2，和S3的最小值是与检测信号同步的高次谐波信号，其对于每个检测信号周期的变化改变6次。因此，相乘调节电流信号Qh是一高次谐波信号，它具有与幅值电流信号Jf成正比的振幅，并且在每一检测信号周期改变6次。调节信号输出电路5513的调节信号K1与幅值调节电流信号Qh和幅值电流信号Jg的组合调节电流信号成正比，并且其含有预定百分比的对应于检测信号的高次谐波信号成分。
在图94的设定信号产生电路5520中，预定信号K0是通过产生设定电流信号的恒定电流源，和电阻的组合而产生的。调节比较器5530将调节信号K1与预定信号K0进行比较，并将与比较结果相对应的反馈电流信号Ib提供给交变信号产生电路6102。这些组成是以与图85所示相同的方式构成，因此其详细的描述被省略。
按照这种结构，由三相电流信号I1，I2，和I3，产生与两相检测信号的幅值成正比的调节信号K1，并且产生与调节信号K1同预定信号K0的比较结果相对应的反馈电流信号Ib。与反馈电流信号Ib相一致，由晶体管6140至6150组成的电流镜象电路的输出电流改变，则三相电流信号I1，I2，和I3，以及三相交变信号H1，H2，和H3的幅值改变。换句话说，构成了一反馈回路，其可调节三相交变信号的幅值，并可调节调节信号的电平，使其与调节信号同预定信号的比较结果相一致。因此，与位置检测器5701的两相检测信号E1，E2，F1，和F2的幅值无关，交变信号H1，H2，和H3具有与预定信号K0相对应的预定值幅值。
调节信号产生电路6105的调节信号K1是一电压信号，它以预定百分比包含与检测信号的高次谐波信号相对应的高次谐波信号成分。由于交变信号H1，H2，H3的振幅值相应于调节信号K1和预定信号K0的差而改变，所以交变信号H1，H2，和H3变为类似变化的正弦电压信号，并且具有与预定信号K0相对应的幅值。
图93的分配框4513的分配电路4531，和驱动方框4514的第一驱动电路4541，第二驱动电路4542和第三驱动电路4543的结构和操作与图71和72的相同，因此其详细描述被省略。
图93的命令框4515的命令电流电路4050以与图57所示相同的方式构成。命令电流电路4050的输出信号d与分配电路4531的输入信号D相耦合。命令电流电路4050以与图57所示相同的方式操作，因此省略了对其的详细描述。
在如此构成的实施例中，用于三相线圈的驱动信号是通过使用位置检测器的两相检测信号产生的。因此，可以减少位置检测元件的部件数，使得电机在结构上得到简化。
与位置检测器的两相检测信号的幅值成正比变化的调节信号K1被产生，从而可根据调节信号K1与预定信号K0的比较结果来调节交变信号H1，H2，和H3的幅值。因此，交变信号H1，H2，和H3，分配信号M1，M2和M3，以及驱动信号Va，Vb，Vc不受检测信号幅值的影响。
将乘法调节电路6106设置在调节信号产生电路6105中，并且其中：获得与两相检测信号相对应的高次谐波信号；相乘调节电流信号通过高次谐波信号的相乘而获得；并且产生调节信号K1，其含有与相乘调节电流信号相对应的具有预定百分比的高次谐波信号成分。按照这种结构，分配信号M1，M2，和M3，和驱动信号Va，Vb，和Vc与检测信号相对应正弦波地类似变化。因此，可以获得减小了失真水平的分配信号和驱动信号，并产生均匀转矩，使得电动机得到平滑驱动。
实施例19
图96和97表示本发明实施例19的无刷电动机。在实施例19中，上述的实施例12(图68)得到改进，使得驱动框4514的第一驱动电路6301，第二驱动电路6302，和第三驱动电路6303构成PWM驱动(脉宽调制驱动)，由此减小了驱动框4514的电力消耗。与上述实施例12相同的部分用相同的参考数字表示。
图97特别示出了驱动框4514的第一驱动电路6301，第二驱动电路6302，和第三驱动电路6303的结构。第一驱动电路6301的比较器6321将由三角波发生器6310产生的三角波信号Nt与分配信号M1进行比较，并产生与分配信号M1相对应的脉宽的PWM信号W1。与PWM信号W1的电平相一致，驱动晶体管6322和6323互补地导通或截止。与PWM信号W1相对应数字地改变的驱动信号Va通过驱动晶体管6322和6323和驱动二极管6324和6325的组合而提供给线圈4511A的电源终端。同样地，第二驱动电路6302的比较器6331将由三角波发生器6310产生三角波信号Nt与分配信号M2进行比较，并产生与分配信号M2相对应脉宽的PWM信号W2。与PWM信号W2的电平相一致，驱动晶体管6332和6333互补地导通或截止。与PWM信号W2相对应数字地改变的驱动信号Vb通过驱动晶体管6332和6333和驱动二极管6334和6335的组合而提供给线圈4511B的电源终端。进一步地，第三驱动电路6303的比较器6341将由三角波发生器6310产生的三角波信号Nt与分配信号M3进行比较，并产生与分配信号M3相对应脉宽的PWM信号W3。与PWM信号W3的电平相一致，驱动晶体管6342和6343互补地导通或截止。与PWM信号W3相对应数字地改变的驱动信号Vc通过驱动晶体管6342和6343和驱动二极管6344和6345的组合而提供给线圈4511C的电源端子。
图96的位置框4512，分配框4513，和命令框4515的结构和操作与上述实施例12的相同，因此省略了其详细的描述。
在实施例中，与分配信号M1，M2，和M3相一致，驱动框4514的第一驱动电路6301，第二驱动电路6302，和第三驱动电路6303进行PWM操作，使得PWM驱动信号Va，Vb，Vc被提供给三相线圈4511A，4511B，和4511C。按照这种结构，驱动框4514的功率损耗会大大地降低，同时可将充足的驱动功率提供给三相线圈。换句话说，驱动晶体管和驱动二极管的功率损耗被降低到很低的水平。因此，可以获得具有优异效率的无刷电动机。
将本实施例中所使用的第一驱动电路6301，第二驱动电路6302，和第三驱动电路6303用于上述实施例，由此会降低各实施例的功率损耗。
实施例20
图98至103表示发明实施例20的无刷电动机。在电路方框图中，从电路方框来或去的连接线带有与其相交的斜短线，表示多条连接线或用于组合信号的连接线。图98是表示电动机整个结构的方框图。图98中所示励磁部件7010被安装在转子或可移动体上，并且借助于永久磁铁的磁极所产生的磁通形成多个磁场的磁极，由此产生励磁磁通。三相线圈7011A，7011B，和7011C被安装在定子或相互电气间隔一给定角度(对应于120度)的静止体上，其相对于由励磁部件7010所产生的磁通而相互交叉。
图99特别示出了励磁部件7010和三相线圈7011A，7011B，和7011C的结构。在安置于转子7101内侧的环形永久磁铁7102中，内侧和端面被磁化以便形成四个磁极，由此构成图98中所示的励磁部件。电枢铁心7103被放置在与永久磁铁7102的磁极相对的定子位置上。三个凸极7104a，7104b，和7104c以120度的间隔被安放在电枢铁心7103上。三相线圈7105a，7105b，和7105c(与图98的三相线圈7011A，7011B，和7011C相对应)通过使用凸极之间所形成的绕组槽7106a，7106b，和7106c分别绕在凸极7104a，7104b，和7104c上。在线圈7105a，7105b，和7105c中，相对于与永久磁铁7102的磁通相互交叉而建立电角度120度的相位差。一套N和S极的180度机械角对应于360度的电角度。三个位置检测元件7107a，7107b，和7107c(例如，霍尔元件，它是电磁转换元件)被安置在定子上，并用以检测永久磁体7102端面的磁极，由此获得对应于励磁部件和线圈之间相对位置的三相检测信号。线圈和位置检测元件相位上位移90度电角度。当将与位置检测元件的检测信号同相的驱动信号施加给线圈时，可以获得预定方向的转动力。
图98中所示命令框7015包括命令电流电路7050，其产生与命令信号R对应的输出电流信号，并将输出电流信号提供给分配框7013的分配调节电路7032 。
图100特别示出了命令电流电路7050的结构。在加以+Vcc和-Vcc(+Vcc＝9V和-Vcc＝-9V)电源电压的电路中，晶体管7121和7122，和电阻7123和7124构成差分电路，其与命令信号R相一致而操作，并将恒定电流源7120的电流值分配给晶体管7121和7122的集电极。晶体管7121和7122的集电极电流通过由晶体管7125和7126组成的电流镜象电路而相互比较，并且差分电流通过由晶体管7127和7128组成的电流镜象电路而输出，以便获得输出电流信号d。在本实施例中，当命令信号R低于地电平或0V时，可增加输出电流信号d。
图98所示的位置框7012包括位置检测器7021，并且将位置检测器7021的位置检测元件的检测信号提供给分配框7013的分配信号产生电路7031。
图101特别示出了位置框7012的位置检测器7021，分配框7013的分配信号产生电路7031，和分配调节电路7032的结构。位置检测器7021的位置检测元件7130A，7130B，和7030C对应于图99的位置检测元件7107a，7107b，和7107c。将电压通过电阻7131并联地施加给位置检测元件。对应于励磁部件7010(对应于图99的永久磁铁7102)的检测磁场的差分检测信号e1和e2通过位置检测元件7130A的输出端输出，然后提供给分配信号产生电路7031的差分晶体管7151和7152的基极。对应于励磁部件7010检测磁场的差分检测信号f1和f2通过位置检测元件7130B输出端输出，然后提供给差分晶体管7157和7158的基极。对应于励磁部件7010的检测磁场的差分检测信号g1和g2通过位置检测元件7130c的输出端输出，然后提供给差分晶体管7163和7164的基极。当励磁部件7010转动开始时，检测信号e1，f1，和g1和e2，f2，和g2类似地变化，以便起到相位上相互间隔120度的三相信号的作用。检测信号e1和e2以反相关系变化，f1和f2以反相关系变化，和g1和g2的反相关系变化。在本实施例中，反相关系信号在相数上不计。
分配信号产生电路7031的晶体管7140，7141，7142，7143，7144，7145，7146，7147，7148，和7149构成一电流镜象电路，并输出(或接收)与反馈电流信号ib成正比的数值电流。与检测信号e1和e2相一致，差分晶体管7151和7152将晶体管7142的电流值分配给集电极。晶体管7151的集电极电流通过由晶体管7153和7154组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管7154和7141接点的电流被提供给电阻7171，使得在电阻7171的端子上产生分配信号m1。晶体管7152的集电极电流通过由晶体管7155和7156组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管7156和7143接点的电流信号i1被提供给分配调节电路7032。同样地，与检测信号f1和f2相一致，差分晶体管7157和7158将晶体管7145的电流值分给集电极。晶体管7157的集电极电流通过由晶体管7159和7160组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管7160和7144接点的电流被提供给电阻7172，使得在电阻7172的端子上产生分配信号m2。晶体管7158的集电极电流通过由晶体管7161和7162组成的电流镜象电路放大两倍。流入或流出晶体管7162和7146结的电流信号i2被提供给分配调节电路7032。进一步地，与检测信号g1和g2相一致，差分晶体管7163和7164将晶体管7148的电流值分给集电极。晶体管7163的集电极电流通过由晶体管7165和7166组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管7166和7147接点的电流被提供给电阻7173，使得在电阻7173端子上产生分配信号m3。晶体管7164的集电极电流通过由晶体管7167和7168组成的电流镜象电路放大两倍。流入或流出晶体管7168和7149接点的电流信号i3被提供给分配调节电路7032。
分配信号m1，m2，和m3是三相电压信号，其相应于检测信号而类似地改变，其被分别提供给驱动框7014的第一驱动电路7041，第二驱动电路7042，和第三驱动电路7043。电流信号i1，i2，和i3是三相电流信号，其相应于检测信号而类似地改变，其被提供给分配调节电路7032(在本实施例中，分配信号m1，m2，和m3，和电流信号i1，i2，和i3的反相关系改变，而可替换地，信号可以在相位上改变)。
分配调节电路7032包括：调节信号产生电路7060，其产生调节信号k1；命令侧信号产生电路7070，其产生对应于命令框7015输出电流信号d的命令侧信号K0；和调节比较器7080，其可将调节信号K1与命令侧信号K0进行比较。调节信号产生电路7060包括：幅值电流电路7061，其产生与检测信号幅值成正比改变的幅值电流信号jt；和调节信号输出电路7062，其产生与幅值电流信号jt成正比的调节信号K1。幅值电流电路7061包括：电流输出电路7195，7196，和7197，其分别输入有三相电流信号i1，i2，和i3；和电流复合二极管7184，7185，和7186。电流输出电路7195，7196，和7197分别输出对应于电流信号i1，i2，和i3的绝对值或单极值的电流信号。
图102特别示出了电流输出电路7195的结构。当开关SW处于a侧时，电流信号i1的绝对值是通过晶体管7200，7201，7202，和7203的组合而产生的，并且对应于绝对值的电流信号j1通过由晶体管7204和7205组成的电流镜象电路而输出。当开关SW处于b侧时，输出对应于电流信号i1单极值的电流信号j1。电流输出电路4196和4197类似地构成。每个电流输出电路可具有这样的结构，其中可获得对应于输入电流信号绝对值的输出电流信号，或是其中可获得对应于输入电流信号单极值的输出电流信号。
幅值电流电路7061的电流输出电路7195，7196，和7197的输出电流信号通过二极管7184，7185，和7186组合在一起，由此获得幅值电流信号jt。幅值电流信号jt是三相电流信号i1，i2，和i3的绝对值或单极值总和的电流信号，因此与检测信号e1，f1，和g1的幅值成正比改变。调节信号输出电路7062将幅值电流信号jt提供给电阻7183，使得在电阻7183的端子上产生调节信号K1。因此，调节信号K1与检测信号的幅值成正比改变。
命令侧信号产生电路7070将命令框7015的输出电流信号d通过由晶体管7176和7177组成的电流镜象电路提供给电阻7175，使得在电阻7175的端子上产生命令侧部号K0。换句话说，命令侧信号K0通过将命令框7015的输出电流信号d变换成电压而产生。因此，命令侧信号K0正比于输出电流信号d，并且实质上对应于命令框7015的输出信号。
在调节比较器7080中，调节信号K1通过晶体管7187，7188，7189，和7190的组合而与命令侧信号K0进行比较，并且对应于信号差的差分电流被输入给电流放大器7191，接着输出通过放大输入电流所获得的反馈电流信号ib。换句话说，调节比较器7080实质上将调节信号K1与命令框7015的输出信号进行比较，并输出对应于比较结果的反馈电流信号ib。
以这种方式，产生对应于正比于检测信号e1，f1，和g1的三相电流信号i1，i2，和i3幅值的调节信号k1，并产生对应于调节信号k1和命令侧信号k0比较结果的反馈电流信号ib。由晶体管7140至7149组成的电流镜象电路的输出电流与反馈电流信号ib一致地改变，由此改变三相电流信号i1，i2，和i3和三相分配信号m1，m2，和m3的幅值。结果，构成反馈回路，其可与调节信号K1同命令侧信号K0比较结果一致地调节三相分配信号的幅值和调节信号的电平。按照这种结构，与位置检测器7021的检测信号e1，f1，和g1幅值无关，分配信号m1，m2，和m3具有对应于命令侧信号K0的预定值幅值。电容器7192可稳定反馈回路。
图98的驱动框7014包括第一驱动电路7041，第二驱动电路7C42，和第三驱动电路7043，并且将通过放大分配框7013分配信号m1，m2，和m3所获得的具有电压波形的驱动信号Va，Vb，Vc提供给三相线圈7011A，7011B，和7011C。
图103特别示出了驱动框7014的第一驱动电路7041，第二驱动电路7042，和第三驱动电路7043。分配信号m1被输入给第一驱动电路7041的放大器7260的非反向输入端，然后以由电阻7261和7262所限定的放大系数进行放大，由此产生驱动信号Va。驱动信号Va可提供给线圈7011A的功率输入端。同样地，分配信号m2被输入给第二驱动电路7042的放大器7263的非反向输入端，然后以由电阻7264和7265所限定的放大系数进行放大，由此产生驱动信号Vb。驱动信号Vb可提供给线圈7011B的功率输入端。进一步地，分配信号m3被输入给第三驱动电路7043的放大器7266的非反向输入端，然后，以由电阻7267和7268所限定的放大系数进行放大，由此产生驱动信号Vc。驱动信号Vc可提供给线圈7011C的功率输入端。放大器7260，7263，和7266被提供以电源电压+Vm和-Vm(+Vm＝15V，-Vm＝-15V)。
通过提供驱动信号Va，Vb，和Vc，使三相驱动电流被提供给三相线圈7011A，7011B，和7011C，使得通过线圈电流和励磁部件7010的磁通之间电磁相互作用而产生预定方向的驱动力。
图104是表示本实施例工作的曲线图。当励磁部件7010开始转动时(或相对于三相线圈作相对运动时)，检测励磁部件7010磁场的位置检测元件7130A，7130B，和7130C会产生正弦检测信号e1-e2，f1-f2，和g1-g2[见图104(a)，其中水平轴表示转动位置1。分配信号产生电路7031和分配调节电路7032产生三相电流信号i1，i2，和i3[图104(b)，(c)，和(d)]，其相应于检测信号和三相分配信号m1，m2，和m3类似地改变，并获得对应于三相电流信号i1，i2，和i3绝对值总和或单极值总和的调节信号K1[图104(e)，其中纵轴的上部对应于负侧]，由此使反馈回路工作，使得调节信号K1与命令侧信号K0一致。因此，与调节信号K1同命令侧信号K0的比较结果相一致，分配信号m1，m2，和m3的幅值也得到  调节[图104(f)]。驱动框7014的第一驱动电路7041，第二驱动电路7042，和第三驱动电路7043将驱动信号Va，Vb，和Vc提供给三相线圈7011A，7011B，和7011C[图104(g)]，其中驱动信号Va，Vb，和Vc是通过放大分配信号m1，m2，和m3而分别获得的。
在如此构成的实施例中，产生与检测信号的幅值成正比变化的调节信号，并且分配信号的幅值很容易地与调节信号相一致的调节。因此，即使当位置检测器7021的检测信号幅值大或小时，分配信号m1，m2，和m3的幅值也具有对应于命令侧信号K0的预定电平。因此，分配信号m1，m2，和m3和驱动信号Va，Vb，和Vc不受位置检测器检测信号幅值的影响。换句话说，信号不受位置检测器7021位置检测元件7130A，7130B，和7130C灵敏度改变，励磁部件7010磁场变化，和分配信号产生电路7031增益变化的影响。当进行本实施例中无刷电机的速度控制或转矩控制时，电动机中速度控制或转矩控制上的增益变化得到消除，因此，在批量生产中，可以极其稳定地控制电动机特性。特别是，不会出现由于电机增益变化而造成的控制不稳定的现象。
当分配信号产生电路7031和分配调节电路7032产生对应于三相电流信号的单极值或绝对值的总和的调节信号时，与检测信号的幅值成正比改变的调节信号总是能够通过简单电路结构获得，并由此能够进行正确调节。当然，获得对应于单极值总和的调节信号的电路要比获得对应于绝对值总和的调节信号的电路更容易构成。
在本实施例中，即使当位置检测器的检测信号正弦类似的变化时，分配信号和驱动信号也会变形成为梯形。在许多情况下，这种变形是允许的。然而，为了获得更高的性能，最好是消除这种变形。下面，将描述在这一点上进行改进的实施例。
实施例21
图105至108表示本发明实施例21的无刷电动机。图105表示电动机的整个结构。在实施例21中，图105的命令框7015包括命令电流电路7301，乘法命令电流电路7302，和命令输出电路7303，并且产生正弦分配信号和类似变化的驱动信号。在上述实施例20相同的部分通过相同的参考数字表示。
图106特别示出了命令框7015的命令电流电路7301的结构。与命令信号R相一致，晶体管7321和7322，和电阻7323和7324将恒定电流源7320的电流值分给晶体管7321和7322的集电极。集电极电流通过由晶体管7325和7326组成的电流镜象电路而相互比较，并且其差分电流作为两个命令电流信号P1和P2通过由晶体管7327，7328，和7329组成的电流镜象电路输出。因此，命令电流电路7301产生对应于命令信号R的两个命令电流信号P1和P2(P1和P2相互成正比)。第一命令电流信号P1被提供给命令输出电路7303，第二命令电流信号P2被提供给乘法命令电流电路7302。
图107特别示出了命令框7015乘法命令电流电路7302的结构。与位置检测元件的检测信号e1和e2相一致，晶体管7342和7343将恒定电流源7341的电流值分给集电极。差分电流通过由晶体管7344和7345组成的电流镜象电路而获得，并且对应于差分电流绝对值的电压信号S1通过晶体管7346，7347，7348，7349，7350，和7351，和电阻7411而获得。换句话说，产生对应于检测信号e1-e2绝对值的电压信号S1。同样地，在电阻7412上产生对应于检测信号f1-f2绝对值的电压信号S2，并且在电阻7413上产生对应于检测信号g1-g 2绝对值的电压信号S3。晶体管7414，7415，7416，和7417将电压信号S1，S2，和S3同恒定电压源7418的预定电压值(包括0V)进行比较。与差分电压相一致，命令电流电路7301的命令电流信号P2被分配给晶体管的集电极。晶体管7414，7415，和7416的集电极电流被组成在一起。由晶体管7421和7422组成的电流镜象电路将组合电流同晶体管7417的集电极电流进行比较，并且将差分电流作为相乘命令电流信号q(流入电流)通过由晶体管7423和7424组成的电流镜象电路而输出。相乘命令电流信号q相应于与检测信号相对应的电压信号S1，S2，和S3同与命令信号相对应的命令电流信号P2相乘的结果而改变。特别是，由于晶体管7414，7415，7416，和7417的结构，相乘命令电流信号q对应于电压信号S1，S2，和S3最小值同命令电流信号P2的相乘结果而改变。与检测信号的绝对值相对应的电压信号S1，S2，和S3的最小值是一高次谐波信号，它与检测信号同步，并且其对于检测信号每一周期的变化改变6次。因此，相乘命令电流信号q是一高次谐波信号，它具有正比于命令电流信号P2的幅值，并且它在检测信号每一周期改变6次。
图108特别示出了命令框7015命令输出电路7303的结构。乘法命令输出电路7302的相乘命令电流信号q被输入给由晶体管7431和7432组成的电流镜象电路，并且其电流值减小了近一半。然后，将所得信号和命令电流电路7301的第一命令电路信号P1通过相加组合在一起。组合命令电流信号作为输出电流信号d通过由晶体管7433和7434，和由晶体管7435和7436组成的电流镜象电路而输出。因此，命令框7015的输出电流信号d对应于命令信号而改变，并且含有预定百分比的高次谐波信号成分。
示于图105中的位置框7012(位置检测器7021)，分配框7013(分配信号产生电路7031和分配调节电路7032)，和驱动框7014(第一驱动电路7041，第二驱动电路7042，和第三驱动电路7043)的结构和工作与图101和103中所示相同，因此省略其详细描述。
图109是表示本实施例工作的曲线图。当励磁部件7010开始转动时(或相对于三相线圈作相对运动时)，检测励磁部件7010磁场的位置检测元件7130A，7130B，和7130C产生正弦检测信号e1-e2，f1-f2，和g1-g2[见图109(a)，其中水平轴表示转动位置]。与预定值的命令信号R相一致[图109(b)，其中纵轴的上部对应于负侧]，命令框7015的命令电流电路7301，乘法命令电流电路7302，和命令输出电路7303工作，以便产生命令框7015的输出电流信号d，其含有预定百分比的对应于检测信号的高次谐波成分[图109(c)]。由于命令侧信号K0正比于输出电流信号d，所以命令侧信号K0也含有对应于检测信号的高次谐波成分。分配信号产生电路7031和分配调节电路7032产生三相电流信号i1，i2，和i3[图109(d)]，其对应于位置检测器7021的检测信号，和三相分配信号m1，m2，和m3而类似地改变，并且含有对应于三相电流信号i1，i2，和i3绝对值总和或单极值总和的调节信号K1[图109(e)，其中竖轴的上部对应于负侧]，由此使反馈回路工作，使得调节信号K1与命令侧信号K0相一致。因此，与调节信号K1同命令侧信号K0的比较结果相一致，分配信号m1，m2，和m3的幅值也被调节[图109(f)]，从而导致分配信号m1，m2，和m3的幅值具有对应于命令侧信号K0的水平，因此其不受检测信号幅值的影响。驱动框7014的第一驱动电路7041，第二驱动电路7042，和第三驱动电路7043将分别通过放大分配信号m1，m2，和m3而获得的驱动信号Va，Vb，和Vc提供给三相线圈7011A，7011B，和7011C[图109(g)]。
在如此构成的实施例中，分配信号m1，m2，和m3和驱动信号Va，Vb，和Vc不受位置检测器7021的位置检测元件7130A，7130B，和7130C灵敏度的变化、励磁部件7010磁场的变化，和分配信号产生电路7031增益的变化的影响。
在命令框中，产生输出信号，其正比于命令信号，并且其含有预定百分比的对应于检测信号高次谐波信号的高次谐波信号成分。当产生随命令侧信号KO5正比于输出信号的调节信号K1的比较结果相应变化的分配信号时，分配信号m1，m2，和m3和驱动信号Va，Vb，和Vc可以形成三相正弦信号，其相应于检测信号类似地变化。因此，可将分配信号和驱动信号的失真减小到很低的水平，并产生均匀转矩，使得电机可平滑地驱动。
进一步地，在命令框中，命令电流电路产生对应于命令信号的两个命令电流信号，乘法命令电流电路产生相乘的命令电流信号，它是由命令电流信号之一与检测信号的高次谐波信号相乘而获得的，和命令输出电路产生输出电流信号(和命令侧信号)，它是通过将另一命令电流信号与相乘命令电流信号组成在一起而获得的。即使当检测信号幅值改变时，也可使相乘命令电流信号q的幅值变化较小，并且可以减小命令框的输出电流信号d(和命令侧信号K0)中所含高次谐波信号成分百分比的变化。因为，在乘法命令电流电路中，晶体管7414，7415，和7416可以非线性地工作。换句话说，电机是非常能耐受位置检测元件灵敏度改变和励磁部件磁场的改变的。
实施例22
图110至116表示本发明实施例22的无刷电动机。在实施例22中，线圈和位置检测元件安装位置之间的位置关系相互还要移位约30度电角度，并且检测元件定位在线圈之间，由此适于小电机的生产。与位置检测元件和线圈之间的相位关系相一致，正如由位置检测元件的检测信号所看到的，位
移30度的驱动信号被分别提供给线圈。
图110表示电动机的整个结构。图110中所示励磁部件7510被安装在转子或可移动体上，并借助于永久磁铁的磁极所产生的磁通形成多个磁极，由此产生励磁磁通。三相线圈7511A，7511B，和7511C被安装在定子或静止体上，并相对于励磁部件7510所产生磁通相互交叉地相互间隔预定角度(对应于120度)而设置。
图111特别示出了励磁部件7510，和三相线圈7511A，7511B，和7511C。在安装于转子7601内侧的环形永久磁铁7602中，内表面被磁化，以便形成四个磁极，由此构成图110中所示励磁部件7510。电枢铁心7603放置在相对永久磁铁7602磁极的定子位置上。三个凸极7604a，7604b，和7604c以120度的间隔放置在电枢铁心7603上。三相线圈7605a，7605b，和7605c(对应于图110的三相线圈7511A，7511B，和7511C)分别绕在凸极7604a，7604b，和7604c上。在线圈7605a，7605b，和7505c中，相对于永久磁铁7602的磁通相交叉地建立120度电角度的相位差。三个位置检测元件7607a，7607b，和7607c安置在定子上，并且用以检测永久磁铁7602的磁极，由此获得对应于励磁部件和线圈之间相对位置的三相检测信号。在本实施例中，线圈和位置检测元件相位上位移120度电角度。按照这种结构，位置检测元件可放置在电枢铁心的凸极之间，以便检测永久磁铁内表面部分的磁场，由此使电机结构小型化。
图110的命令框7515包括命令电流电路7551，乘法命令电流电路7552，和命令输出电路7553，并且产生含有预定百分比的高次谐波信号成分的输出电流信号。
图114特别示出了命令框7515命令电流电路7551的结构。与命令信号R相一致，晶体管7821和7822和电阻7823和7824将恒定电流源7820的电流值分配给晶体管7821和7822的集电极。将集电极电流通过由晶体管7825和7826组成的电流镜象电路而相互比较，并将差分电流作为两命令电流信号P1和P2通过由晶体管7827，7828，和7829组成的电流镜象电路而输出。因此，命令电流电路7551产生对应于命令信号R的两个命令电流信号P1和P2(P1和P2是相互成正比的)。第一命令电流信号P1被提供给命令输出电路7553，第二命令电流信号P2被提供给乘法命令电流电路7552。
图115特别示出了命令框7515的乘法命令电流电路7552的结构。与位置检测元件的检测信号E1和E2相一致，晶体管7842和7843将恒定电流源7841的电流值分给集电极。差分电流通过由晶体管7844和7845组成的电流镜象电路而获得，对应于差分电流绝对值的电压信号S1通过晶体管7846，7847，4848，4849，7850，和7851和电阻7911的组合而获得。换句话说，产生对应于检测信号E1-E2绝对值的电压信号S1。同样地，在电阻7912上产生对应于检测信号F1-F2绝对值的电压信号S2，并且在电阻7913上产生对应于检测信号G1-G2绝对值的电压信号S3。晶体管7914，7915，7916，和7917将三相绝对值信号S1，S2，和S3同恒定电压源7918的预定电压值进行比较。与差分电压相一致，命令电流电路7551的命令电流信号P2被分给晶体管的集电极。晶体管7914，7915，和7916的集电极电流被组合在一起。由晶体管7921和7922组成的电流镜象电路将组合电流同晶体管7917的集电极电流进行比较。差分电流被输入给由晶体管7923和7924组成的电流镜象电路，并且将电流值减小到约一半。将所得电流作为相乘命令电流信号Q(流入电流)而输出。相乘命令电流信号Q相应于与检测信号对应的电压信号S1，S2，和S3同与命令信号R对应的命令电流信号P2的相乘结果而变化。特别是，由于晶体管7914，7915，7916，和7917的结构，相乘命令电流信号Q相应于电压信号S1，S2，和S3的最小值与命令电流信号P2的相乘结果而变化。对应于检测信号绝对值的电压信号S1，S2，和S3的最值是一高次谐波信号，它与检测信号同步，并且对于每一周期检测信号的变化改变6次。因此，相乘命令电流信号Q是一高次谐波信号，其具有与命令电流信号P2成正比的幅值，并且在每一检测信号周期改变6次。
图116特别示出了命令框7515的命令输出电路7553的结构。乘法命令输出电路7552的相乘命令电流信号Q被输入给由晶体管7931和7932组成的电流镜象电路，并且电流方向相反。然后，将所得信号和命令电流电路7551的第一命令电流信号P1通过相加合成在一起。合成命令电流信号作为输出电流信号D通过由晶体管7933和7934组成的和由晶体管7935和7936组成的电流镜象电路而输出。因此，命令框7515的输出电流信号D相应于命令信号而改变，并且含有预定百分比的高次谐波信号成分。
图110中所示位置框7512包括位置检测器7521。分配框7513包括分配信号产生电路7531和分配调节电路7532，其产生对应于位置检测器7521位置检测元件的检测信号而类似变化的分配信号，并可将分配信号提供给驱动框7514。
图112特别示出了位置检测器7521，分配信号产生电路7531，和分配调节电路7532的结构。位置检测器7521的位置检测元件7630A，7630B，和7630C对应于图111的位置检测元件7607a，7607b，和7607c。通过电阻7631将电压并联地提供给位置检测元件。对应于励磁部件7510的检测磁场(对应于图111的永久磁铁7602)的差分检测信号E1和E2由位置检测元件7630A的输出端子而输出，并提供给分配信号产生电路7531的差分晶体管7651和7652的基极。对应于励磁部件7510的检测磁场的差分检测信号F1和F2通过位置检测元件7630B的输出端而输出，并然后提供给差分晶体管7657和7658的基极。对应于励磁部件7510检测磁场的差分检测信号G1和G2通过位置检测元件7630C的输出端而输出，然后提供给差分晶体管7663和7664的基极。当励磁部件7510开始转动时，检测信号E1，F1，和G1和E2，F2，和G2类似变化，以便起三相信号的作用，其信号在相位上相互电气间隔120度。检测信号E1和E2以反相关系改变，F1和F2以反相关系改变和G1和G2以反相关系改变。
分配信号产生电路7531的晶体管7640，7641、7642、7643，7644，7645，7646，7647，7648，和7649构成电流镜象电路，其中正比于反馈电流信号Ib的电流值流入其中。与检测信号E1和E2相一致，差分晶体管7651和7652将晶体管7642的电流值分给集电极。晶体管7651的集电极电流通过由晶体管7653和7654组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管7654和7641接点的电流被提供给电阻7671。在电阻7671的端子上产生分配信号M1。晶体管7652的集电极电流通过由晶体管7655和7656组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管7656和7643接点的电流信号I1被提供给分配调节电路7532。同样地，与检测信号F1和F2相一致，差分晶体管7657和7658将晶体管7645的电流值分给集电极。晶体管7657的集电极电流通过由晶体管7659和7660组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管7660和7644的结的电流被提供给电阻7672，使得在电阻7672的端子上产生分配信号M2。晶体管7658的集电极电流通过由晶体管7661和7662组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管7662和7646结的电流信号I2被提供给分配调节电路7532。进一步地，与检测信号G1和G2相一致，差分晶体管7663和7664将晶体管7648的电流值分给集电极。晶体管7663的集电极电流通过由晶体管7665和7666组成的电流镜象电路而放大两倍。流出和流入晶体管7666和7647接点的电流被提供给电阻7673，使得在电阻7673的端子上产生分配信号M3。晶体管7664的集电极电流通过由晶体管7667和7668组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管7668和7649结的电流信号I3被提供给分配调节电路7532。
分配信号M1，M2，和M3是相应于检测信号而类似变化的三相电压信号，其被提供给驱动框7514。电流信号I1，I2，和I3是相对应于检测信号而类似变化的三相电流信号，其被提供给分配调节电路7532(在本实施例中，分配信号M1，M2，和M3和电流信号I1，I2，和I3以反相关系变化，而另一方面信号可以在相位上改变)。
分配调节电路7532包括：调节信号产生电路7560，其产生调节信号K1；命令侧信号产生电路7570，其产生对应于命令框7515输出电流信号的命令侧信号K0；和调节比较器7580，其将调节信号K1与命令侧信号K0进行比较。调节信号产生电路7560包括：幅值电流电路7561，其产生与检测信号幅值成正比变化的幅值电流信号Jt；和调节信号输出电路7562，其产生正比于幅值电流信号Jt的调节信号K1。幅值电流电路7561包括：电流输出电路7695，7696，和7697，其中可分别输入有三相电流信号I1，I2，和I3；和电流组合二极管7684，7685和7686。电流输出电路7695，7696，和7697输出分别对应于电流信号I1，I2，和I3绝对值或单极值的电流信号。电流输出电路以与图102所示相同方式构成，因此省略了其详细描述。
幅值电流电路7561的电流输出电路7695，7696，和7697的输出电流信号通过二极管7684，7685，7686而组合在一起，由此获得幅值电流信号Jt。幅值电流信号Jt是三相电流信号I1，I2，和I3绝对值或单极值总和的电流信号，因此与检测信号E1，F1，和G1的幅值成正比变化。调节信号输出电路7562将幅值电流信号Jt提供给电阻7683，使得在电阻7683的端子上产生调节信号K1。因此，调节信号K1与检测信号的幅值成正比变化。
命令侧信号产生电路7570通过由晶体管7676和7677组成的电流镜象电路将命令框7515的输出电流信号D提供给电阻7675，使得在电阻7675的端子上产生命令侧信号K0。换句话说，命令侧信号K0通过将命令框7515的输出电流信号D变换成电压而产生。因此，命令侧信号K0正比于输出电路信号D，并且实质上对应于命令框7515的输出信号。
在调节比较器7580中，调节信号K1通过晶体管7687，7688，7689，和7690的组合而与命令侧信号K0相比较，并且将对应于信号差的差分电流输入给电流放大器7691，接着输出通过放大输入电流所获得的反馈电流信号Ib。换句话说，调节比较器7580实质上是将调节信号K1与命令框7515的输出信号进行比较，并且输出对应于比较结果的反馈电流信号Ib。
以这种方式，产生对应于三相电流信号I1，I2，和I3幅值的调节信号K1，其正比于检测信号E1，F1，和G1，并且产生对应于调节信号K1与命令侧信号K0的比较结果的反馈电流信号Ib。由晶体管7640至7649组成的电流镜象电路的输出电流与反馈电流信号Ib一致地变化，由此改变三相电流信号I1，I2，和I3和三相分配信号M1，M2，和M3。因此，构成反馈回路，其可与调节信号K1同命令侧信号K0的比较结果相一致地调节三相电流信号和调节信号的电平。按照这种结构，与位置检测器7521的检测信号E1，F1，和G1的幅值无关，分配信号M1，M2，和M3具有对应于命令侧信号K0的预定值的幅值。电容器7692可稳定反馈回路。
图110的驱动框包括第一驱动电路7541，第二驱动电路7542，和第三驱动电路7543，并且将驱动信号Va，Vb，Vc提供给三相线圈7511A，7511B，和7511C，其中驱动信号Va，Vb，Vc是通过放大分配框7513分配信号产生电路7531的分配信号M1，M2，和M3而获得的。
图113特别示出了驱动框7514的第一驱动电路7541，第二驱动电路7542，和第三驱动电路7543。分配信号M1被输入给第一驱动电路7541的缓冲放大器7711，分配信号M2被输入给第二驱动电路7542的缓冲放大器7731，和分配信号M3被输入给第三驱动电路7543的缓冲放大器7751。第一驱动电路7541的放大器7712和电阻7713，7714，7715，和7716协同工作，以便获得缓冲放大器7711和7751输出信号的差，并产生分配信号M1和M2的差分信号。放大器7720和电阻7721和7722组合放大了放大器7712输出信号的功率，以便产生驱动信号Va，并将驱动信号Va提供给线圈7511A的功率输入端。同样地，第二驱动电路7542的放大器7732和电阻7733，7734，7735，和7736协同工作，以便获得缓冲放大器7731和7711输出信号的差，并产生分配信号M2和M1的差分信号。放大器7740和电阻7741和7742的组合放大了放大器7732输出信号的功率，以便产生驱动信号Vb，并将驱动信号Vb提供给线圈7511B的功率输入端。进一步地，第三驱动电路7543的放大器7752和电阻7753，7754，7755，和7756协同工作，以便获得缓冲放大器7751和7731输出信号的差，并且产生分配信号M3和M2的差分信号。放大器7760和电阻7761和7762的组合对放大器7752输出信号进行功率放大，以便产生驱动信号Vc，并将驱动信号Vc提供给线圈7511C的功率输入端。放大器7720，7740，和7760提供的电源电压+Vjm和-Vm(+Vm＝15V，-Vm-15V)。
由于提供了驱动信号Va，Vb，和Vc，使得三相驱动电流被提供给三相线圈7511A，7511B，和7711C，使得由于线圈电流和励磁部件7510的磁通之间的电磁相互作用而产生预定方向的驱动力。
图117是表示本实施例工作的波形图。当励磁部件7510开始转动时(或相对于三相线圈作相对运动时)，检测励磁部件7510磁场的位置检元件7630A，7630B，和7630C产生正弦检测信号E1-E2，F-F2，和G1-G2[见图117(a)，其中横轴表示转动位置]。与预定值的命令信号R相一致[图117(b)，其中纵轴的上部对应于负侧]，命令框7515的命令电流电路7551，乘法命令电流电路7552，和命令输出电路7553工作，以便产生命令框7515的输出电流信号D，其含有预定百分比的对应于检测信号的高次谐波信号成分[图117(c)]。由于命令侧信号K0正比于输出电流信号D，所以命令侧信号K0也含有对应于检测信号的高次谐波信号成分。分配信号产生电路7531和分配调节电路7532产生三相电流信号I1，I2，和I3 [图117(d)]，其相应于位置检测器7521的检测信号和三相分配信号M1，M2，和M3而类似地变化，和获得对应于三相电流信号I1，I2和I3的绝对值总和或单极值总和的调节信号K1[图117(e)，其中纵轴的上部对应于负侧]，由此使反馈回路工作，使得调节信号K1与命令侧信号K0相一致。因此，与调节信号K1同命令侧信号K0的比较结果相一致，分配信号M1，M2，和M3的幅值也得到调节[图117(f)]，从而使得分配信号M1，M2，和M3的幅值具有对应于命令侧信号K0的水平，因此不会受到检测信号幅值的影响。驱动框7514的第一驱动电路7541，第二驱动电路7542，和第三驱动电路7543通过对至少两相的分配信号组合在一起而产生驱动信号Va，Vb，和Vc，由此驱动信号Va，Vb，和Vc与分配信号M1，M2，和M3和检测信号E1-E2，F1-F2，和G1-G2在相位上位移约30度[图117(g)]。第一驱动电路7541，第二驱动电路7542，和第三驱动电路7543将与分配信号M1，M2，和M3相应变化的驱动信号Va，Vb，和Vc提供给三相线圈7511A，7511B，和7511C。
在本实施例中，产生与检测信号幅值成正比改变的调节信号，并且调节信号的幅值很容易相应于调节信号与命令侧信号的比较结果进行调节。因此，分配信号M1，M2，和M3和驱动信号Va，Vb，和Vc不受位置检测器位置检测元件7630A，7630B，和7630C灵敏度变化、励磁部件7510磁场的变化及和分配信号产生电路7531增益的变化的影响(影响是很小的)。
在分配信号产生电路7531和分配调节电路7532中，产生对应于三相电流信号绝对值总和或单极值总和的调节信号，并且分配信号的幅值相应于调节信号进行调节。因此，与检测信号的幅值成正比改变的调节信号总是能够通过简单的电路结构来获得，由此能够进行正确调节。
当命令框按需要以与本实施例相同方式构成时，会产生与命令信号成正比的输出信号，其含有预定百分比的对应于检测信号高次谐波信号的高次谐波信号成分。当产生相应于命令侧信号KO5同输出信号成正比的调节信号K1的比较结果变化的分配信号时，分配信号M1，M2，和M3和驱动信号Va，Vb，和Vc可形成为三相正弦信号，其相应于检测信号而类似地变化。因此，分配信号和驱动信号的失真会被降至很低的水平，并且产生均匀的转矩，使得电机可平滑地驱动。
进一步地，在命令框中，命令电流电路产生对应于命令信号的两个命令电流信号乘法命令电流电路产生相乘命令电流信号，它是通过命令电流信号之一与检测信号的高次谐波信号相乘而获得的，并且命令输出电路产生输出电流信号，它是通过将另一命令电流信号与相乘命令电流信号组合在一起而获得的。即使当检测信号幅值改变时，相乘命令电流信号的幅值变化也会很小，并且可以减小在命令框中输出电流信号D和命令侧信号K0中所包含的高次谐波信号成分百分比的变化。这是因为，在乘法命令电流电路中，晶体管7914，7915，和7916可以非线性地工作。换句话说，电机是非常能耐受位置检测元件灵敏度变化和励磁部件磁场变化的。
此外，在如此构成的实施例中，可将位置检测元件放置在电枢铁心凸极之间，并使电机结构小型化。
实施例23
图118至120示出了本发明实施例2 3的无刷电机。还是在本实施例中，线圈与位置检测元件之间的位置关系相互位移的30度电角度，还有，检测元件可放置在线圈之间，由此便于小型电机的生产。
图118示出了电机的整个结构。在本实施例中，通过分配信号产生电路8031产生交变信号，其在相位上与位置检测元件的检测信号位移约30度电角度，并且驱动框7514的第一驱动电路8041，第二驱动电路8042，和第三驱动电路8043不会位移信号的相位。与上述实施例22相同的部分采用相同的参考数字表示。
图119特别示出了位置框7512的位置检测器7521、分配框7513的分配信号产生电路8031和分配调节电路8032的结构。位置检测器7521的位置检测元件7630A，7630B，和7630C对应于图111的位置检测元件7607a，7607b，和7607c。通过电阻7631将电压并联地加给位置检测元件。对应于励磁部件7510的检测磁场(对应于图111的永磁铁7602)的差分检测信号E1和E2由位置检测元件7630A的输出端而输出，然后提供给分配信号产生电路8031的差分晶体管8153和8154的基级。对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2由位置检测元件7630B的输出端而输出，然后提供给差分晶体管8160和8161的基极。对应于检测磁场的差分检测信号G1和G2由位置检测元件7630C的输出端而输出，然后提供给差分晶体管8167和8168的基极。当励磁部件7510开始转动时，检测信号E1，F1，和G1类似地改变，以便起到三相信号的作用，其在相位上相互间隔120度。
分配信号产生电路8031的晶体管8140，8141，8142，8143，8144，8145，8146，8147，8148，8149，8150，8151，和8152构成了电流镜象电路，与反馈电流信号Ib成正比的值的电流流入其中。与检测信号E1和E2相一致，差分晶体管8153和8154将晶体管8142的电流值分给集电极。晶体管8153的集电极电流通过由晶体管8155和8156组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8156和8142接点的电流被提供给电阻8174。晶体管8154的集电极电流通过由晶体管8157，8158，和8159组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8158和8143接点的电流被提供给电阻8175，并且流出或流入晶体管8159和8144接点的电流信号I1被提供给分配调节电路8032。同样地，与检测信号F1和F2相一致，差分晶体管8160和8161将晶体管8146的电流值分给集电极。晶体管8160集电极电流通过由晶体管8162和8163组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8163和8145接点的电流被提供给电阻8175。晶体管8161的集电极电流通过由晶体管8164，8165，和8166组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8165和8147接点的电流被提供给电阻8176，并且流出或流入晶体管8166和8148接点的电流信号I2被提供给分配调节信号8032。而且，与检测信号G1和G2相一致，差分晶体管8167和8168将晶体管8150的电流值分给集电极。晶体管8167的集电极电流通过由晶体管8169和8170组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8170和8149接点的电流被提供给电阻8176。晶体管8168的集电极电流通过由晶体管8171，8172，和8173组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8172和8151接点的电流被提供给电阻8174，并且流出或流入晶体管8173和8152接点的电流信号I3被提供给分配调节电路8032。
分配信号M1，M2，和M3是相应于检测信号而类似变化的三相电压信号，它可提供给驱动框7514。分配信号是将至少两相检测信号组成在一起的信号，其与检测信号相移约30度。电流信号I1，I2，和I3是相应于检测信号而类似变化的三相电流信号，它可提供给分配调节电路8032。
分配调节电路8032包括：调节信号产生电路7560，其产生调节信号K1；命令测信号产生电路7570，其产生命令信号K0；和调节比较器8580，其将调节信号K1与命令侧信号K0进行比较。调节信号产生电路7560包括：幅值电流电路7661，其产生与检测信号幅值成正比改变的幅值电流信号Jt；和调节信号输出电路7562，其产生正比于幅值电流信号Jt的调节信号K1。幅值电流电路7561包括电流输出电路7695，7696，和7697，其中可分别输入三相电流信号I1，I2，和I3。电流输出电路7695，7696，和7697分别输出对应于电流信号I1，I2，和I3绝对值或单极值的电流信号。电流输出电路以与图102相同方式构成，因此省略了其详细描述。
幅值电流电路7561的电流输出电路7695，7696，和7697的输出电流信号被组合在一起，以便获得幅值电流信号Jt。幅值电流信号Jt是三相电流信号I1，I2，和I3绝对值总和或单极值总和的电流信号，因此与检测信号E1，F1，和G1的幅值成正比变化。调节信号输出电路7562将幅值电流信号Jt提供给电阻7683，以便在电阻7683的端子上产生调节信号K1。因此，调节信号K1与检测信号的幅值成正比改变。
命令侧信号产生电路7570通过由晶体管7676和7677组成的电流镜象电路将命令框7515的输出电流信号D提供给电阻7675，使得在电阻7675的端子上产生命令侧倍K0。换句话说，命令侧信号K0通过将命令框7515的输出电流信号D转换成电压而产生。因此，命令侧信号K0正经于输出电流信号D，实质上对应于命令框7515的输出信号。
在调节比较器7580中，调节信号K1通过晶体管7687，7688，7689，和7690的结合而与命令侧信号K0进行比较，并且对应于信号差的差分电流被输入给电流放大器7691，接着输出通过放大输入电流所获得的反馈电流信号Ib。换句话说，调节比较器7580实质上是将调节信号与命令框的输出信号进行比较，并且输出对应于比较结果的反馈电流信号Ib。
以这种方式，产生对应于三相电流信号I1，I2，和I3幅值的调节信号K1，其正比于检测信号E1，F1，和G1，并且产生对应于调节信号K1与命令侧信号K0比较结果的反馈电流信号Ib。由晶体管8140至8152组成的电流镜象电路的输出电流与反馈电流信号Ib一致地改变，由此改变三相电流信号I1，I2，和I3和三相分配信号M1，M2，和M3的幅值。因此，构成反馈回路，其可相应于调节信号K1与命令侧信号K0的比较结果来调节三相分配信号的幅值和调节信号的电平。按照这种结构，与位置检测器7521的检测信号E1，F1和G1的幅值无关，分别信号M1，M2，和M3具有对应于地命令侧信号K0的预定值幅值。电容7692可稳定反馈回路。
图118的驱动框包括第一驱动电路8041，第二驱动电路8042，和第三驱动电路8043，并且可将通过放大分配框7513分配信号产生电路8031的分配信号M1，M2，和M3所获得的驱动信号Va，Vb，Vc提供给三相线圈7511A，7511B，和7511C。
图120特别示出了驱动框7514的第一驱动电路8041，第二驱动电路8042，和第三驱动电路8043。分配信号M1的电压通过第一驱动电路8041的放大器8210和电阻8211和8212的结合按所需放大系数而放大，由此产生驱动信号Va。驱动信号Va被提供给线圈7511A的功率输入端。同样地，分配信号M2的电压通过第二驱动电路8042的放大器8220和电阻8221和8222的结合按所需放大系数而放大，由此产生驱动信号Vb。驱动信号Vb被提供给线圈7511B的功率输入端。还有，分配信号M3的电压通过第三驱动电路8043的放大器8230和电阻8231和8232的结合按所需放大系数而放大，由此产生驱动信号Vc。驱动信号Vc被提供给线圈7511C的功率输入端。放大器8210，8220，和8230提供以电源电压+Vm和-Vm(+Vm＝15V，-Vm＝-15V)。
图118的命令框7515包括命令电流电路7551，乘法命令电流电路7552，和命令输出电路7553。这些电路的结构和工作与图114，115，和116所示相同，因此省略了其详细的描述。
还是在如此构成的实施例中，分配信号M1，M2，和M3和驱动信号Va，Vb，和Vc不受检测信号幅值的影响。此外，分配信号M1，M2，和M3以及驱动信号Va，Vb，和Vc相应于检测信号模拟正弦波地变化。因此，可以获得减小了失真水平的分配信号和驱动信号，并且产生均匀转矩，使得电机可平滑地驱动。还有，位置检测元件可放置在电枢铁心的凸极之间，并且可使电机结构小型化。
实施例24
图121至123表示本发明实施例24的无刷电机。图121表示实施例24的整个结构。按照该实施例，在分配信号产生电路8331和分配调节电路8332中，产生调节信号，其与位置检测器7521的检测信号幅值成正比变化，并且其含有检测信号的高次谐波信号成分，并且分配信号产生电路8331的分配信号幅值可相应于调节信号与命令侧信号的比较结果进行调节。线圈与附加的位置检测元件的位置之间的位置关系是相互位移约30度电角度，并且检测元件定位在线圈之间，由此便于小电机的生产。与上述实施例相同的部分用相同的标号表示。
图122特别示出了位置框7512的位置检测器7521、分配框7513的分配信号产生电路8331和分配调节电路8332的结构。位置检测器7521的位置检测元件7630A，7630B，和7630C对应于图111的位置检测元件7607a，7607b，和7607c。电压通过电阻7631以并联施加给位置检测元件。对应于励磁部件7510检测磁场(对应于图111的永久磁铁7602)的差分检测信号E1和E2通过位置检测元件7630A的输出端而输出，然后提供给分配信号产生电路8331的差分晶体管8551和8452的基极。对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2通过位置检测元件7630B的输出端而输出，然后提供给差分晶体管8557和8558的基极。对应于检测磁场的差分检测信号G1和G2通过位置检测元件7630C的输出端而输出，然后提供给差分晶体管8563和8564的基极。当励磁部件7510开始转动时，检测信号E1，F1，和G1类似地变化，以便起三相信号的作用，其信号在相位上相互电气间隔120度。
分配信号产生电路8331的晶体管8540，8541，8542，8543，8544，8545，8546，8547，8548，和8549构成电流镜象电路，使得正比于反馈电流信号Ib的数值的电流流入其中。与检测信号E1和E2相一致，差分晶体管8551和8552将晶体管8542的电流值分给集电极。晶体管8551的集电极电流通过由晶体管8553和8554组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管8554和8541接点的电流被提供给电阻8571。在电阻8571的端子上产生分配信号M1。晶体管8552的集电极电流通过由晶体管8555和8556组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管8556和8543接点的电流信号I1被提供给分配调节电路8332。同样地，与检测信号F1和F2相一致，差分晶体管8557和8558将晶体管8545的电流值分给集电极。晶体管8557的集电极电流通过由晶体管8559和8560组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管8560和8544接点的电流被提供给电阻8572，使得在电阻8572的端子上产生分配信号M2。晶体管8558集电极电流通过由晶体管8561和8562组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管8562和8546接点的电流信号I2被提供给分配调节电路8332。还有，与检测信号G1和G2相一致，差分晶体管8563和8564将晶体管8548的电流值分给集电极。晶体管8563集电极电流通过由晶体管8565和8566组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管8566和8547接点的电流被提供给电阻8573，使得在电阻8573的端子上产生分配信号M3。晶体管8564的集电极电流通过由晶体管8567和8568组成的电流镜象电路放大两倍。流出或流入晶体管8568和8549结的电流信号I3被提供给分配调节电路8332。
调节信号M1，M2，和M3是相应于检测信号而类似变化的三相电压信号，并提供给驱动框7514。电流信号I1，I2，和I3是相应于检测信号而类似变化的三相电流信号，并提供给分配调节电路8332。
分配调节电路8332包括：调节信号产生电路8510，其产生调节信号K1；命令侧信号产生电路8520，其产生命令侧信号K0；和调节比较器8530，其将调节信号K1与命令侧信号K0进行比较。调节信号产生电路8510包括：幅值电流电路8511，其产生与检测信号幅值成正比改变的两个幅值电流信号；乘法调节电路8512，其产生与检测信号同步的高次谐波信号，并产生通过高次谐波信号与幅值电流信号之一相乘所获得的相乘调节电流信号；和调节信号输出电路8513，其产生正比于通过将另一幅值电流信号与相乘调节电流信号组合在一起所获得的组合调节电流信号的调节信号K1。
图123特别示出了调节信号产生电路8510的结构。幅值电流电路8511的电流输出电路8595，8596，和8597输出电流信号，其分别对应于电流信号I1，I2，和I3的绝对值或单极值。电流输出电路以与图102中所示相同的方式构成，因此省略了其详细描述。
幅值电流电路8511的电流输出电路8595，8596，和8597的输出电流信号被组合在一起，以便产生幅值电流信号Jt。幅值电流信号Jt是三相电流信号I1，I2，和I3的单极值或绝对值总和的电流信号，因此正比于检测信号E1，F1，和G1的幅值变化。由晶体管8598，8599，和8600组成的电流镜象电路输出正比于幅值电流信号Jt的两个幅值电流信号Jf和Jg。
与位置检测元件的检测信号E1和E2相一致，乘法调节电路8512的晶体管8602和8603将恒定电流源8601的电流值分给集电极。差分电流通过由晶体管8604和8605组成的电流镜象电路而获得，并且对应于差分电流绝对值的电压信号S1通过晶体管8606，8607，8608，8609，8610，和8611和电阻8661的结合而获得。也就是说，产生对应于检测信号E1-E2  绝对值的电压信号S1。同样地，在电阻8662的端子上产生对应于检测信号F1-F2绝对值的电压信号S2，并且在电阻8663的端子上产生对应于检测信号G1-G2绝对值的电压信号S3。晶体管8664，8665，8666，和8667和二极管8668和8669将电压信号S1，S2和S3与恒定电压源8675的预定电压值(包括0V)进行比较。与差分电压相一致，幅值电流信号Jf被分给晶体管集电极。晶体管8664，8665和8666的集电极电流组合在一起成为组合电流。由晶体管8671和8672组成的电流镜象电路将组合电流与晶体管8667的集电极电流进行比较，并且差分电流被输入给由晶体管8673和8674组成的电流镜象电路，并将电路值减小到约一半。将所得电流作为相乘调节电流信号Qh(流入电流)而输出。
调节信号输出电路8513产生组合调节电流信号，其中乘法调节电路8512的相乘调节电流信号Qh和幅值电流电路8511的另外幅值电流信号Jg被组合在一起。电流信号通过由晶体管8681和8682组成的电流镜象电路而提供给电阻8691。调节信号K1通过电阻8691的端子而输出。
乘法调节电路8512的相乘调节电流信号Qh对应于与检测信号相对应的电压信号S1，S2，和S3同幅值电流电路8511的幅值电流信号Jf的相乘结果而变化。由于晶体管8664，8665，8666和8667的结构，相乘调节电流信号Qh相应于电压信号S1，S2和S3的最小值与幅值电流信号Jf的相乘结果而变化。对应于检测信号绝对值的电压信号S1，S2，和S3的最小值是一高次谐波信号，它与检测信号同步，并对于每一检测信号周期的变化而改变6次。因此，相乘调节电流信号Qh是一高次谐波信号，其具有正比于幅值电流信号Jf的幅值，并且检测信号的每一周期改变6次。调节信号输出电路8513的调节信号K1正比于相乘调节电流信号Qh和幅值电流信号Jg的组合调节电流信号，并因此其含有预定百分比的对应于检测信号的高次谐波信号成分。
图122的命令侧信号产生电路8520通过由晶体管8876和8577组成的电流镜象电路将命令电流电路7050的输出电流信号d提供给电阻8575，使得在电阻8575的端子上产生命令侧信号K0。换句话说，命令侧信号K0是通过将命令框7515的命令电流电路7050的输出电流信号d变换成电压而产生的。因此，命令侧信号K0正比于输出电流信号d，而实质上对应于命令框7515的输出信号。图121的命令框7515的命令电流电路7050的结构和工作与图100中所示相同，因此，省略了其详细描述。
在调节比较器8530中，将调节信号K1与命令侧信号K0进行比较，并将对应于信号差的差分电流输入给电流放大器8591，其接着输出通过放大输入电流所获得的反馈电流信号Ib。换句话说，调节比较器8530实质上将调节信号K1与命令框7515的输出信号进行比较，并输出对应于比较结果的反馈电流信号Ib。
因此，通过三相电流信号I1，I2，和I3产生与检测信号E1，F1，和G1幅值一致变化的调节信号K1，并产生对应于调节信号K1与命令侧信号K0的比较结果的反馈电流信号Ib。由晶体管8540至8549组成的电流镜象电路的输出电流与反馈电流信号Ib一致地变化，由此改变三相电流信号I1，I2，和I3和三相分配信号M1，M2，和M3的幅值。因而，构成了反馈回路，其可调节三相分配信号的幅值，并可与调节信号同命令侧信号的比较结果相一致地来调节调节信号的水平。按照这种结构，与位置检测器7521的检测信号E1，E2，F1，F2，G1，和G2的幅值无关，分配信号M1，M2，和M3具有对应于命令侧信号K0的预定值的幅值。电容8592可稳定反馈回路。
调节信号产生电路8510的调节信号K1是一电压信号，其含有预定百分比的对应于检测信号高次谐波信号的高次谐波信号成分。由于调节信号M1，M2，和M3的幅值相应于调节信号K1与命令侧信号K0的差而改变，所以分配信号M1，M2，和M3变为正弦电压信号，其类似地改变并具有对应于命令侧信号K0的幅值。
图121的驱动框7514的第一驱动电路7541，第二驱动电路7542，和第三驱动电路7543的结构和工作与图113的相同，因此省略了其详细描述。
还是在如此构成的实施例中，产生正比于位置检测器检测信号幅值变化的调节信号K1，并且分配信号M1，M2，和M3的幅值根据调节信号K1与命令侧信号K0的比较结果进行调节。因此，分配信号M1，M2和M3及驱动信号Va，Vb和Vc不受检测信号幅值的影响。
在分配调节电路8332的调节信号产生电路8510中，产生对应于检测信号的高次谐波信号，相乘调节电流信号是通过高次谐波信号相乘而产生的，并由此产生含有预定百分比的对应于相乘调节电流信号的高次谐波信号成分。分配信号M1，M2，和M3的幅值与调节信号K1同命令侧信号K0的比较结果相一致地进行调节，由此获得分配信号，其相应于检测信号模拟正弦波而变化。换句话说，分配信号M1，M2，和M3和驱动信号Va，Vb，和Vc相应于检测信号模拟正弦波而变化。因此，分配信号和驱动信号的失真减小到很低的水平，并且产生均匀转矩，使得电机平滑地驱动。
实施例25
图124至126表示本发明实施例25的无刷电机。图124表示实施例25的整个结构。在本实施例中，对上述实施例22(图110)进行改型，使得将位置检测器的位置检测元件数减少到2个。按照这种结构，减少了构成电机的部件数，因此进一步地便于小电机的生产。与上述实施例22相同的部分采用相同标号表示。
图125特别示出了位置框7512的位置检测器8701，和分配框7513的分配信号产生电路8702和分配调节电路8703的结构。位置检测器8701的位置检测元件8630A和8630B对应于图111的三个位置检测元件7607a，7607b，和7607c中的两个元件。电压通过电阻7631以并联施加给位置检测元件。也就是说，安装在定子上的位置检测元件数减少到两个。对应于励磁部件7510检测磁场(对应于图111的永久磁铁)的差分检测信号E1和E2通过位置检测元件7630A的输出端而输出。同样地，对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2通过位置检测元件7630B的输出端而输出。当励磁部件7510开始转动时，检测信号E1和F1类似地变化，以便起两相信号的作用，其在相位上相互电气间隔120度。检测信号E1和E2以反相关系变化，并且F1和F2以反相关系变化。在本实施例中，反相关系的检测信号E2和F2不是以相位数计数的。
分配信号产生电路8702的晶体管8740，8741，8742，8743，8744，8745，8746，8747，8748，8749，和8750构成电流镜象电路，其中正比于反馈电流信号Ib的数值电流流入其中。与检测信号E1和E2相一致，差分晶体管8751和8752将晶体管8742的电流值分配给集电极。晶体管8751的集电极电流通过由晶体管8753和8754组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8754和8741接点的电流被提供给电阻8771。在电阻8771的端子上产生分配信号M1。晶体管8752的集电极电流通过由晶体管8755和8756组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8756和8743结的电流信号I1被提供给分配调节电路8703。同样地，与检测信号F1和F2相一致，差分晶体管8757和8758将晶体管8745的电流值分给集电极。晶体管8757的集电极电流通过由晶体管8759和8760组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8760和8744接点的电流被提供给电阻8772。在电阻8772的端子上产生分配信号M2。晶体管8758的集电极电流通过由晶体管8761和8762组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8762和8746接点的电流信号I2被提供给分配调节电路8703。与检测信号E1和E2相一致，差分晶体管8763和8764将晶体管8748的电流值分给集电极。与检测信号F1和F2相一致，差分晶体管8765和8766将晶体管8749的电流值分给集电极。晶体管8764和8766的集电极电流被组合在一起，并且组合电流通过由晶体管8767和8768组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8768和8747接点的电流被提供给电阻8773。在电阻8773的端子上产生分配信号M3。晶体管8763和8765的集电极电流被组合在一起，并且组合电流通过由晶体管8769和8770组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8770和8750结的电流信号I3被提供给分配调节电路8703。以这种方式，将两相检测信号E1和F1组合在一起，以便产生三相信号。
分配信号M1，M2，和M3是三相电压信号，其相应于两相检测信号而类似变化，并且其实质上具有120度电角度的相差，并且提供给驱动框7514。电流信号I1，I2，和I3是三相电流信号，其相应于两相检测信号而类似变化，并且其实质上具有120度电角度的相差，并且提供给分配调节电路8703。
分配调节电路8703包括：调节信号产生电路7560，其产生调节信号K1；命令侧电路7570，其产生命令侧信号K0；和调节比较器7580，其将调节信号K1与预定信号K0进行比较。调节信号产生电路7560包括：幅值电流电路7561，其产生与检测信号幅值成正比变化的幅值电路信号；和调节信号输出电路7562，其产生正比于幅值电流信号的调节信号K1。这些电路以与图112的分配调节电路7532相同方式构成，因此省略其详细描述。
在分配信号产生电路8702和分配调节电路8703中，三相电流信号I1，I2，和I3通过使用两相检测信号而产生，还产生与检测信号幅值成正比变化的调节信号K1，并且产生对应于调节信号K1与命令侧信号K0的比较结果的反馈电流信号Ib。与反馈电流信号Ib相一致，由晶体管8740至8750组成的电流镜象电路的输出电路改变，并且三相电流信号I1，I2和I3及三相分配信号M1，M2和M3的幅值改变。也就是说，构成反馈回路，其与调节信号同命令侧信号的比较结果相一致地调节三相分配信号的幅值和调节信号的水平。因此，与位置检测器8701的两相检测信号E1，E2，F1，和F2的幅值无关，分配信号M1，M2和M3具有对应于命令侧信号K0的预定值幅值。
图124的命令框7515包括命令电流电路7551，乘法命令电流电路8705，和命令输出电路7553。命令电流电路7551和命令输出电路7553以与图114和116中所示相同方式构成，因此省略了其详细描述。
图126特别示出了乘法命令电流电路8705的结构。与位置检测元件的检测信号E1和E2相一致，乘法命令电流电路8705的晶体管8802和8803将恒定电流源8801的电流值分给集电极。差分电流通过由晶体管8804和8805组成的电流镜象电路而获得，并且对应于差分电流绝对值的电压信号S1通过晶体管8806，8807，8808，8809，8810，和8811和电阻8861的组合而获得。换句话说，产生对应于检测信号E1-E2绝对值的电压信号S1。同样地，恒定电流源8821，晶体管8822至8831，和电阻8862在电阻8862的端子上产生对应于检测信号F1-F2绝对值的电压信号S2。与检测信号E1和E2相一致，晶体管8842和8843将恒定电流源8841的电流值分给集电极。与检测信号F1和F2相一致，晶体管8845和8846将恒定电流源8844的电流值分给集电极。由晶体管8847和8848组成的电流镜象电路将晶体管8843和8846集电极电流的组合电流与晶体管8842和8845集电极电流的组合电流进行比较，以便获得差分电流。与差分电流绝对值相对应的电压信号S3通过晶体管8849， 8850，8851，8852，8853，和8854和电阻8863的组合而获得。换句话说，用于第三相的信号是通过两相检测信号而产生的，并且产生对应于用于第三相信号绝对值的电压信号S3。晶体管8864，8865，8866和8867及二极管8868和8869将电压信号S1，S2，和S3与恒定电压源8875的预定电压值(包括0V)进行比较。与差分电压相一致，命令电流电路7551的第二命令电流给集电极。晶体管8864，8865，和8866的集电极电流被组合成组合电流。由晶体管8871和8872组成的电流镜象电路将组合电流与晶体管8867的集电极电流进行比较，并将差分电流输入给由晶体管8873和8874组成的电流镜象电路，使电流值减小到约一半。将所得电流作为相乘命令电流信号Q(输入电流)而输出。
乘法命令电流电路8705的相乘命令电流信号Q相应于对应检测信号的电压信号S1，S2，和S3与命令电流电路7551的第二命令电流信号P2的相乘结果而变化。由于晶体管8864，8865，8866，和8867的结构，相乘命令电流信号Q相应于电压信号S1，S2，和S3最小值与命令电流信号P2的相乘结果而变化。对应于检测信号绝对值的电压信号S1，S2，和S3的最小值是与检测信号同步的高次谐波信号，它对于每一周期检测信号的变化而改变6次。因此，相乘命令电流信号Q是具有正比于命令电流信号P2幅值的高次谐波信号，它在每一周期检测信号改变6次。命令输出电路7553的输出电流信号D正比于相乘命令电流信号Q和第一命令电流信号P1的组合命令电流信号，因此含有预定百分比的对应于检测信号的高次谐波信号成分。
由于命令侧电路7570的命令侧信号K0正比于命令框7515的输出电流信号D，因此命令侧信号K0是含有预定百分百分比的对应于检测信号高次谐波信号的高次谐波信号成分的信号。由于分配信号幅值相应于命令侧信号K0与调节信号K1的比较结果进行调节，所以调节信号M1，M2和M3是类似变化的三相正弦电压信号。
图124驱动框7514的第一驱动电路7541，第二驱动电路7542，和第三驱动电路7543的结构和工作与图113的相同，因此省略了其详细描述。按照这种结构，可以获得三相驱动信号Va，Vb和Vc，其相应于分配信号M1，M2和M3而模拟正弦波地变化。
在如此构成的实施例中，用于三相线圈的三相驱动信号通过使用位置检测器的两相检测信号而产生。因此，减少了位置检测元件的部件数，使得电机在结构上得以简化。
与位置检测器的两相检测信号幅值成正比变化的调节信号信号被产生，并且分配信号M1，M2，和M3的幅值相应于调节信号K1与命令侧信号K0的比较结果进行调节。因此，分配信号M1，M2和M3及驱动信号Va，Vb和Vc不受检测信号幅值的影响。
命令框具有乘法命令电流电路，并且其中：产生对应于两相检测信号的高次谐波信号，相乘调节电流信号通过高次谐波信号的相乘而获得；并且获得命令框的输出电流信号D，其含有预定百分比的对应于相乘调节电流信号的高次谐波信号成分，以使产生正比于输出电流信号D的命令侧信号K0。按照这种结构，分配信号M1，M2，和M3和驱动信号Va，Vb，和Vc相应于给测信号模拟正弦波地变化。因此，可以获得减小了失真水平的分配信号和驱动信号，并且产生均匀转矩，使得电机可平滑地驱动。
实施例26
图127至129表示本发明实施例26的无刷电动机。图127表示实施例26的整个结构。在本实施例中，上述实施例24(图121)得到改型，使得位置检测器的位置检测元件的数量减少到两个。按照这种结构，减少了构成电机的部件数量，并因此进一步地便于小电机的生产。与实施例24相同的部件采用相同的参考数字表示。
图128特别示出了位置框7512的位置检测器8701和分配框7513的分配信号产生电路8902和分配调节电路8903的结构。位置检测器8701的位置检测元件6730A和7630B对应于图111的三个位置检测元件7607a，7607b和7607c中的两个元件。电压通过电阻7631以并联施加给位置检测元件。对应于励磁部件7510检测磁场(对应于图111的永久磁铁7602)的差分检测信号E1和E2通过位置检测元件7630A的输出端而输出。同样地，对应于检测磁场的差分检测信号F1和F2通过位置检测元件7630B的输出端而输出。当励磁部件7510开始转动时，检测信号E1和F1类似变化，以便起两相信号的作用，其相位上相互电气间隔120度。
分配信号产生电路8902的晶体管8940，8941，8942，8943，8944，8945，8946，8947，4948，4949，和8950构成电流镜象电路，其中正比于反馈电流信号Ib的数值电流流入其中。与检测信号E1和E2相一致，差分晶体管8951和8952将晶体管8942的电流值分给集电极。晶体管8951的集电极电流通过由晶体管8953和8954组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8954和8941接点的电流被提供给电阻8971。在电阻8971的端子上产生分配信号M1。晶体管8952的集电极电流通过由晶体管8955和8956组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8956和943接点的电流信号I1被提供给分配调节电路8903。同样地，与检测信号F1和F2相一致，差分晶体管8957和8958将晶体管8945的电流值分给集电极。晶体管8957的集电极电流通过由晶体管8959和8960组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8960和8944接点的电流被提供给电阻8972。在电阻8972的端子上产生分配信号M2。晶体管8958的集电极电流通过由晶体管8961和8962组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8962和8946接点的电流信号I2被提供给分配调节电路8903。与检测信号E1和E2相一致，差分晶体管8963和8964将晶体管8948的电流值分给集电极。与检测信号F1和F2相一致，并分晶体管8965和8966将晶体管8949的电流值分给集电极。晶体管8964和8966的集电极电流被组合在一起，并且组合电流通过由晶体管8967和8968组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8968和8947接点的电流被提供给电阻8973。在电阻8973的端子上产生分配信号M3。晶体管8963和8965的集电极电流被组合在一起，并且该组合电流通过由晶体管8969和8970组成的电流镜象电路而放大两倍。流出或流入晶体管8970和8950接点的电流信号I3被提供给分配调节电路8903。以这种方法，两相检测信号E1和F1通过计算而组合在一起，以便产生三相信号。
分配信号M1，M2，和M3是三相电压信号，其相应于两相检测信号而类似变化，并且其实质上具有120度相差的电角度，并且被提供给驱动框7514。电流信号I1，I2，和I3是三相电流信号，其相应于两相检测信号而类似变化，并且其实质上具有120度相差的电角度，其被提供给分配调节电路8903。
分配调节电路8903包括：调节信号产生电路8905，其产生调节信号K1；命令侧电路8520，其产生命令侧信号K0；和调节比较器8530，其将调节信号K1与命令侧信号K0进行比较。调节信号产生电路8905包括：幅值电流电路8511，其产生与检测信号值成正比变化的两个幅值电流信号；乘法调节电路8906，其产生与检测信号同步的高次谐波信号，并且产生通过高次谐波信号与幅值电流信号之一相乘所获得的相乘调节电流信号；和调节信号输出电路8513，其产生正比于组合调节电流信号的调节信号K1，其组合调节电流信号是通过将另一幅值电流信号与相乘调节电流信号组合在一起而获得的。
图129特别示出了调节信号产生电路8905。幅值电流电路8511的电流输出电路8595，8596，和8597输出电流信号，其分别对应于电流信号I1，I2，和I3的绝对值或单极值。电流输出电路以与图102相同的方式构成，因此省略了其详细描述。幅值电流电路8511的电流输出电路8595，8596，和8597的输出电流信号被组合在一起，以便产生幅值电流信号Jt。幅值电流信号Jt是三相电流信号I1，I2，和I3绝对值或单极值总和的电流信号，因此正比于检测信号E1和F1的幅值变化。由晶体管8598，8599，和8600组成的电流镜象电路输出两个幅值电流信号Jf和Jg，其正比于幅值电流信号Jt。
与位置检测元件的检测信号E1和E2相一致，乘法调节电路8906的晶体管9002和9003将恒定电流源9001分给集电极。通过由晶体管9004和9005组成的电流镜象电路获得差分电流，并通过晶体管9006，9007，9008，9009，9010，和9011和电阻9061的组合获得对应于差分电流绝对值的电压信号S1。也就是说，产生对应于检测信号E1-E2绝对值的电压信号S1。同样地，通过恒定电流源9021，晶体管9022至9031，和电阻9062的组合，而在电阻9062的端子上产生对应于检测信号F1-F2绝对值的电压信号S2。与检测信号E1和E2相一致，晶体管9042和9043将恒定电流源9041的电流值分给集电极。与检测信号F1和F相一致，晶体管9045和9046将恒定电流源9044的电流值分给集电极。由晶体管9047和9048组成的电流镜象电路将晶体管9043和9046集电极电流的组合电流与晶体管9042和9045集电极电流的组合电流进行比较，并获得差分电流。对应于差分电流绝对值的电压信号S3通过晶体管9049，9050，9051，9052，9053，和9054和电阻9063的组合而产生。换句话说，用于第三相的信号是由两相检测信号而产生，并且产生对应于用于第三相信号绝对值的电压信号S3。晶体管9064，9065，9066，和9067和二极管9068和9069将电压信号S1，S2，和S3与恒定电压源9075的预定电压值(包括0V)进行比较。与差分电压相一致，幅值电流电路8511的幅值电流信号Jf被分给集电极。晶体管9064，9065，和9066的集电极电流被组合在一起成为组合电流。由晶体管9071和9072组成的电流镜象电路将组合电流与晶体管9067的集电极电流进行比较，并将差分电流输入给由晶体管9073和9074组成的电流镜象电路，其电流值减小到约一半。所得电流作为相乘调节电流信号Qh(流入电流)而输出。
调节信号输出电路8513产生组合调节电流信号，其中乘法调节电路8906的相乘调节电流信号Qh和幅值电流电路8511的另一幅值电流信号Jg被组合在一起。组合调节电流信号通过由晶体管8681和8682组成的电流镜象电路而提供组电阻8691。调节信号K1由电阻8691的端子而输出。
乘法调节电路8906的相乘调节电流信号Qh相应于与两相检测信号对应的电压信号S1，S2，和S3同幅值电流电路8511的幅值电流信号Jf的相乘结果而变化。由于晶体管9064，9065，9066，和9067，的结果，相乘调节电流信号Qh相应于电压信号S1，S2，和S3的最小值与幅值电流信号Jf的相乘结果而变化。对应于检测信号绝对值的电压信号S1，S2，和S3的最小值是与检测信号同步的高次谐波信号，并且其对于每一周期检测信号而变化6次。因此，相乘调节电流信号Qh是一高次谐波信号，其具有正比于幅值电流信号Jf的幅值，并且其每一周期检测信号改变6次。调节信号输出电路8513的调节信号K1正比于相乘调节电流信号Qh和幅值电流信号Jg的组合调节电流信号，并且含有预定百分比的对应于检测信号的高次谐波信号成分。
图128的命令侧信号产生电路8520产生命令侧信号K0，其通过将命令框7515的命令电流电路7050的输出电流信号d变换成电压而获得。因此，命令侧信号K0正比于输出电流信号d，并且实质上对应于命令框7515的输出信号。调节比较器8530将调节信号K1与命令侧信号K0进行比较，并输出对应于信号差的反馈电流信号Ib。换句话说，调节比较器8530实质上将调节信号K1与命令框7515的输出信号进行比较，并输出对应于比较结果的反馈电流信号Ib。命令侧信号产生电路8520和调节比较器8530以与图122所示相同方式构成，因此省略了其详细描述。图127的命令框7515的命令电流电路7050的结构和工作与图100所示相同，因此省略了其详细描述。
以这种方式，由三相电流信号I1，I2，和I3产生与两相检测信号幅值成正比改变的调节信号K1，并产生对应于调节信号K1与命令侧信号K0比较结果的反馈电流信号Ib。由晶体管8940至8950组成的电流镜象电路的输出电流相应于反馈电流信号Ib而变化，由此改变三相电流信号I1，I2，和I3和三相分配信号M1，M2，和M3的幅值。因此，构成反馈回路，其可相应于调节信号与命令侧信号的比较结果调节三相分配信号的幅值和调节信号的水平。按照这种结构，与位置检测器8701的两相检测信号E1，E2，F1和F2幅值无关，分配信号M1，M2，和M3具有对应于命令侧信号K0的预定值幅值。
调节信号产生电路8905的调节信号K1是一电压信号，其含有预定百分比的对应于检测信号高次谐波信号的高次谐波信号成分。由于分配信号M1，M2，和M3的幅值相应于调节信号K1与命令侧信号K0的比较结果而变化，因而分配信号M1，M2，和M3是类似改变的正弦电压信号，并具有对应于命令侧信号K0的幅值。
图127驱动框7514的第一驱动电路7541，第二驱动电路7542，和第三驱动电路7543的结构和工作与图113的相同，因此省略了其详细描述。按照这种结构，可以获得三相驱动信号Va，Vb，和Vc，其相应于分配信号M1，M2，和M3模拟正弦波地变化。
在如此构成的实施例中，用于三相线圈的驱动信号通过使用位置检测器的两相检测信号而产生。因此，可以减少位置检测元件的部件数量，使得电机在结构得以简化。
与位置检测器的两相检测信号幅值成正比变化的调节信号K1被产生，并且分配信号M1，M2，和M3的幅值根据调节信号K1与命令侧信号K0的比较结果进行调节。因此，分配信号M1，M2，和M3和驱动信号Va，Vb，和Vc不受检测信号幅值的影响。
乘法调节电路8906可提供于分配调节电路8903的调节信号产生电路8905中，并且其中：获得对应于两相检测信号的高次谐波信号，相乘调节电流信号通过高次谐波信号相乘而获得；和产生调节信号K1，其含有预定百分比的对应于相乘调节电流信号的高次谐波信号成分。按照这种结构，分配信号M1，M2，和M3和驱动信号Va，Vb，和Vc相应于检测信号模拟正弦波地变化。因此，可以获得减小了失真水平的分配信号和驱动信号，并产生均匀转矩，使得电机平滑地驱动。
实施例27
图130和131表示本发明实施例27的无刷电机。在实施例27中，对上述实施例23(图118)进行改型，使得构成驱动框7514的第一驱动电路9301，第二驱动电路9302，和第三驱动电路9303，以便操作PWM驱动(脉宽调制驱动)，由此减小驱动框7514的功耗。与上述实施例23相同的部分采用相同的参考数字表示。
图131特别示出了驱动框7514的第一驱动电路9301，第二驱动电路9302，和第三驱动电路9303的结构。第一驱动电路9301的比较器9321将由三角波发生器9310所产生的三角波信号Nt与分配信号信号进行比较，并产生对应于分配信号M1的脉宽的PWM信号W1。与PWM信号W1的水平相一致，驱动晶体管9322和9323互补地接通或断开。将相应于PWM信号W1而数字地变化的驱动信号Va通过驱动晶体管9322和9323和驱动二极管9324和9325的组合而提供给线圈7511A的功率供给端。同样地，第二驱动电路9302的比较器9331将由三角波发生器9310所产生的三角波信号Nt与分配信号M2进行比较，并产生对应于分配信号M2的脉宽的PWM信号W2。与PWM信号W2的水平相一致，驱动晶体管9332和9333互补地接通或断开。将相应于PWM信号W2而数字地变化的驱动信号Vb通过驱动晶体管9332和9333和驱动二极管9334和9335的组合而提供给线圈7511B的功率供给端。并且，第三驱动电路9303的比较器9341将由三角波发生器9310所产生的三角波信号Nt与分配信号M3进行比较，并产生对应于分配信号M3脉宽的PWM信号W3。与PWM信号W3的水平相一致，驱动晶体管9342和9343互补地接通或断开。将相应于PWM信号W2而数字地变化的驱动信号Vc通过驱动晶体管9342和9343和驱动二极管9344和9345的组合而提供给线圈7511C的功率供给端。
图130的位置框7512，分配框7513，和命令框7515的结构和工作与上述实施例23的相同，因此省略了其详细的描述。
本实施例中，与分配信号M1，M2，和M3相一致，驱动框7514的第一驱动电路9301，第二驱动电路9302，和第三驱动电路9303进行PWM工作，使得已进行了功率放大的PWM驱动信号Va，Vb，Vc被提供给三相线圈7511A，7511B，和7511C。按照这种结构，驱动框7514的功率消耗大大地降低，同时足够的驱动功率被提供给三相线圈。换句话说，驱动晶体管和驱动二极管的功耗被降低到很低的水平。因此，可以获得具有优异功率效率的无刷电机。
本实施例中所使用的第一驱动电路9301，第二驱动电路9302，和第三驱动电路9303可用于上述实施例中，因此可减小各实施例的功耗。
上述实施例的结构可进行各种方式的改型。用于每相的线圈可通过多个线圈的串或并连接而构成。每个线圈可由集中绕组，或分布绕组组成，或可以是设有正极的空心线圈。三相线圈的连接不限于Y连接，线圈可以是△连接。位置检测元件不限于霍尔元件和其它磁电转换元件。在本实施例，相移操作按需要可通过分配组合器和交流信号产生电路中之一来进行。执行相移操作的方式不限于上述形式，它们可以通过组合器和电路二者来分担。电机的结构不限于上述的一种，其中励磁部件具有多个磁极(磁极数不限于四个)，并且就由永久磁铁产生的穿过线圈的磁场磁通来说，其可以为任何一种，并且线圈的交叉磁通随着励磁部件与线圈相对运动的开始而变化。例如，电机可具有这样的结构，其中通过永久磁铁施加偏置磁场，并且实现转动或运动，同时励磁单元的齿与绕有线圈的正极相对。电机不限于转动无刷电机，其可以是线性无刷电机，其中励磁部件或线圈线性地移动。
交变信号产生电路和交变调节电路构成反馈回路，使得交变信号的幅值精确地与对应于预定信号的预定值一致。在上述各实施例中，使用了电流反馈信号。本发明不限于上述实施例，它可以具有这样结构，例如，其中可使用电压反馈信号，并且可以改变施加于位置检测元件上的电压。还有，本发明不限于使用反馈回路的结构。例如，交变信号的幅值可以通过相应于调节信号与预定信号的比较结果的前馈校正进行调节。
分配信号产生电路和分配调节电路构成一反馈回路，使得分配信号的幅值精确地与对应于命令侧信号的预定值一致。在上述实施例中，使用了电流反馈信号。本发明不限于上述实施例，并且可以具有这样的结构，例如，其中可使用电压反馈信号，并且可改变提供给位置检测元件的电压。还有，本发明不限于使用反馈回路的结构。例如，交变信号的幅值可以通过对应于调节信号与命令侧信号的比较结果的前馈校正来进行调节。在上述各实施例中，命令侧信号产生电路是在分配调节电路中。本发明不限于上述实施例。命令侧信号产生电路可以在命令框中。当然，这种结构也是在本发明的范围内。
在上述各实施例中，与位置检测器的检测信号成正比变化的调节信号很容易以三相电流信号的绝对值或单极值总和的形式产生。本发明不限于此。
驱动框的驱动电路可以进行各种改型，使得分配信号被放大，并然后提供给三相线圈。当然，本发明可以进行各种改型，其均不会脱离本发明的精神，并且其改型处于本发明的范围内。
虽然本发明的现有优选实施例的形式进行了描述，可以理解，其所公开内容不能认为是对本发明的限制。毫无疑问，各种对本发明的改变和改型对于本技术领域的普通人员来说都将是明显的，特别是在阅读了上述公开内容以后。因此，试图通过后续权利要求来覆盖落入本发明真正精神和范围内的所有变化和改型。

Claims (63)

1.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(10；510)；
切割励磁磁通的三相线圈(11A，11B，11C；511A，511B，511C)；
位置检测装置(21；521)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置；
交变信号产生装置(22；522；1022)，用于获得与上述位置检测装置输出信号相一致地模拟变化的交变信号；
指令装置(15；515)，用于产生对应一个指令信号的电流信号；
第一分配装置(31；531)， 用于把上述指令装置的第一输出电流信号分配给响应于上述交变信号产生装置的输出信号模拟变化的三相第一分配电流信号；
第二分配装置(32；532)，用于把上述指令装置的第二输出电流信号分配给响应于上述交变信号产生装置的输出信号模拟变化的三相第一分配电流信号；
合成装置(33；533；1033)，用于合成上述第一分配装置的第一分配电流信号和上述第二分配装置的第二分配电流信号，从而获得三相分配信号；以及
驱动装置(14；514)，用于把对应上述合成装置的三相分配信号的驱动信号提供给上述三相线圈。
2.按照权利要求1的无刷电机，其特征是上述第一分配装置(31；531)包括：
三个第一二极管(180，181，182；680，681，682)，从上述交变信号产生装置为它们提供三相交变信号；以及
三个第一分配晶体管(185，186，187；685，686，687)，其基极分别连接到上述第一二极管，接收上述指令装置的输出电流信号的发射极被相互连接在一起，并且从集电极获得三相第一分配电流信号。
3.按照权利要求1的无刷电机，其特征是上述第二分配装置(32；532)包括：
三个第二二极管(200，201，202；700，701，702)，从上述交变信号产生装置为它们提供三相交变信号；以及
三个第二分配晶体管(205，206，207；705，706，707)，其基极分别连接到上述第二二极管，接收上述指令装置的输出电流信号的发射极被相互连接在一起，并且从集电极获得三相第二分配电流信号。
4.按照权利要求1的无刷电机，其特征是上述第一分配装置(31；531)包括：
三个第一二极管(180，181，182；680，681，682)，从上述交变信号产生装置为它们提供三相交变信号；以及
三个第一分配晶体管(185，186，187；685，686，687)，其基极分别连接到上述第一二极管，接收上述指令装置的输出电流信号的发射极被相互连接在一起，并且从集电极获得三相第一分配电流信号。
上述第二分配装置(32；532)包括：
三个第二二极管(200，201，202；700，701，702)，从上述交变信号产生装置为它们提供三相交变信号；以及
三个第二分配晶体管(205，206，207；705，706，707)，其基极分别连接到上述第二二极管，接收上述指令装置的第二输出电流信号的发射极被相互连接在一起，并且从集电极获得三相第二分配电流信号，以及
上述合成装置(33；533)把用于每相的第一和第二分配电流信号合成在一起，获得三相合成分配电流信号，并且包括三个电阻(241，242，243；741，742，743)，在其上提供三相合成分配电流信号。
5.按照权利要求1的无刷电机，其特征是上述指令装置(15；515)包括：
用于获得对应于上述位置检测装置(21；521)的检测信号的高次谐波信号的装置(301+302+303；551+552+553)，用高次谐波信号乘以指令信号，从而获得包含高次谐波信号分量的第一和第二电流信号，并且分别把对应电流信号的第一和第二输出电流信号提供给上述第一和第二分配装置。
6.按照权利要求5的无刷电机，其特征是上述指令装置(15；515)包括：
指令电流装置(301；551)，用于获得对应指令信号的两个指令电流信号；
乘积指令装置(302；552)，用于获得对应上述位置检测装置检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述指令电流装置的一个指令电流信号，从而获得一个乘积指令电流信号；以及
指令输出装置(303；553；1053)，用于获得一个合成指令电流信号，它把通过把上述指令电流装置的另一个指令电流信号与乘积指令电流信号合成而获得的，并且向上述第一和第二分配装置输出对应合成指令电流信号的第一和第二输出电流信号。
7.按照权利要求5的无刷电机，其特征是上述指令装置(15；515)包括：
乘积指令装置(302；552)，用于获得一个乘积指令电流信号，它是由一个高次谐波信号的乘积获得的，这一高次谐波信号在上述位置检测装置(21；521)检测信号的每个周期中改变6次。
8.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(10；510)；
切割励磁磁通的三相线圈(11A，11B，11C；511A，511B，511C)；
位置检测装置(21；521)，用于获得对应上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置的检测信号；
指令装置(15；515)，利用对应上述位置装置检测信号的一个高次谐波信号与一个指令信号的乘积来产生一个输出电流信号，由此获得的上述输出电流信号正比于指令信号，并且包括含预定百分数的对应乘积信号的高次谐波分量；
分配装置(13；513)，用于获得与上述指令装置的输出电流信号和上述位置装置输出信号的乘积相对应的三相分配信号；以及
驱动装置(14；514)，用于把对应上述分配装置的三相分配信号的经过功率放大的驱动信号提供给上述三相线圈。
9.按照权利要求8的无刷电机，其特征是上述指令装置(15；515)包括：
指令电流装置(301；551)，用于获得对应于指令信号的两种指令电流信号；
乘积指令装置(302；552)，用于获得对应上述位置装置检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述指令电流装置的一个指令电流信号，从而获得一个乘积指令电流信号；以及
指令输出装置(303；553；1053)，用于获得一个合成指令电流信号，它是通过把上述指令电流装置的另一个指令电流信号与乘积指令电流信号合成在一起而获得的，并且输出对应合成指令电流信号的输出电流信号。
10.按照权利要求8的刷电机，其特征是上述指令装置(15；515)包括：
用于获得高次谐波信号的装置(301+302+303；551+552+553)，该高次谐波信号在上述位置检测装置检测信号的每个周期中改变6次，用高次谐波信号乘以指令信号，从而获得一个乘积电流信号，并且获得对应乘积电流信号的输出电流信号。
11.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(2010；2510)；
三相线圈(2011A，2011B，2011C；2511A，2511B，2511C)；
位置检测装置(2021；2521)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置，并且获得彼此具有电气相位差的两相检测信号；
交变信号产生装置(2022；2522；3022)，用于获得响应上述位置检测装置的两相检测信号而模拟变化的至少一组三相交变信号；
指令装置(2015；2515)，用于产生对应一个指令信号的电流信号；
第一分配装置(2031；2531)，用于把上述指令装置的第一输出电流信号分配给响应上述交变信号产生装置的三相输出信号而模拟变化的三相第一分配电流信号；
第二分配装置(2032；2532)，用于把上述指令装置的第二输出电流信号分配给响应上述交变信号产生装置的三相输出信号而模拟变化的三相第二分配电流信号；
合成装置(2033；2533；3033)，用于把上述第一分配装置的第一分配电流信号和上述第二分配装置第二分配电流信号合成在一起，从而获得三相分配信号；以及
驱动装置(2014；2514)，用于把对应上述合成装置的三相分配信号的驱动信号提供给上述三相线圈。
12.按照权利要求11的无刷电机，其特征是上述第一分配装置(2031；2531)包括：
三个第一二极管(2180，2181，2182；2680，2681，2682)，从上述交变信号产生装置为它们提供三相交变电流信号；以及
三个第一分配晶体管(2185，2186，2187；2685，2686，2687)，其基极分别连接到上述第一二极管，接收上述指令装置的输出电流信号的发射极被相互连接在一起，并且从集电极获得三相第一分配电流信号。
13.按照权利要求11的无刷电机，其特征是上述第二分配装置(2032；2532)包括：
三个第二二极管(2200，2201，2202；2700，2701，2702)，从上述交变信号产生装置为它们提供三相交变电流信号；以及
三个第二分配晶体管(2205，2206，2207；2705，2706，2707)，其基极分别连接到上述第二二极管，接收上述指令装置的输出电流信号的发射极被相互连接在一起，并且从集电极获得三相第二分配电流信号。
14.按照权利要求11的无刷电机，其特征是上述第一分配装置(2031；2531)包括：
三个第一二极管(2180，2181，2182；2680，2681，2682)，从上述交变信号产生装置为它们提供三相交变电流信号；以及
三个第一分配晶体管(2185，2186，2187；2685，2686，2687)，其基极分别连接到上述第一二极管，接收上述指令装置的输出电流信号的发射极被相互连接在一起，并且从集电极获得三相第一分配电流信号，
上述第二分配装置(2032；2532)包括：
三个第二二极管(2200，2201，2202；2700，2701，2702)，从上述交变信号产生装置为它们提供三相交变电流信号；以及
三个第二分配晶体管(2205，2206，2207；2705，2706，2707)，其基极分别连接到上述第二二极管，接收上述指令装置的输出电流信号的发射极被相互连接在一起，并且从集电极获得三相第二分配电流信号，并且
上述合成装置(2033；2533)把用于每相的第一和第二分配电流信号合成在一起，获得三相合成分配电流信号，并且包括三个电阻(2241，2242，2243；2741，2742，2743)，在其上提供三相合成分配电流信号。
15.按照权利要求11的无刷电机，其特征是上述指令装置(2015；2515)包括：
用于获得对应上述位置检测装置(2021；2521)的两相检测信号的高次谐波信号的装置(2301+2302+2303；2551+2552+2553)，用高次波信号乘以指令信号，从而获得包含高次谐波信号分量的第一和第二电流信号，并且分别把对应电流信号的第一和第二输出电流信号提供给上述第一和第二分配装置。
16.按照权利要求11的无刷电机，其特征是上述指令装置(2015；2515)包括：
指令电流装置(2301；2551)，用于获得对应指令信号的两个指令电流信号；
乘积指令装置(2302；2552)，用于获得对应上述位置检测装置的两相检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述指令电流装置的一个指令电流信号，从而获得一个乘积指令电流信号；以及
指令输出装置(2303；2553；3053)，用于获得一个合成指令电流信号，它是通过把上述指令电流装置的另一个指令电流信号与乘积指令电流信号合成而获得的，并且向上述第一和第二分配装置输出对应合成指令电流信号的第一和第二输出电流信号。
17.按照权利要求11的无刷电机，其特征是上述指令装置(2015；2515)包括：
乘积指令装置(2302；2552)，用于获得一个乘积指令电流信号，它是由一个高次谐波信号的乘积获得的，这一高次谐波信号在上述位置检测装置(2021；2521)的两相检测信号的每个周期中改变6次。
18.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(4010；4510)；
切割励磁磁通的三相线圈(4011A，4011B，4011C；4511A，4511B，4511C)；
位置检测装置(4021；4521；5701)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置；
交变信号产生装置(4022；4522；5022；5302； 5502；5702；5902；6102)，用于获得与上述位置检测装置输出信号相一致地模拟变化的三相输出信号；
交变调节装置(4023；4523；5023；5303；5503；5703；5903；6103)，用于产生一个与上述位置检测装置检测信号的幅值成正比变化的调节信号，把调节信号与一个预定的信号相比较，并且调节上述交变信号产生装置的输出信号的幅值；
指令装置(4015；4515)，用于产生对应一个指令信号的输出信号；
分配装置(4013；4513)，用于获得响应上述指令装置输出信号和上述交变信号产生装置输出信号的乘积而模拟变化的三相分配信号；以及
驱动装置(4014；4514)，用于把驱动信号提供给上述三相线圈，该驱动信号对应上述分配装置的三相分配信号。
19.按照权利要求18的无刷电机，其特征是上述交变信号产生装置(4022；4522；5022；5302；5502；5702；5902；6102)和上述交变调节装置(4023；4523；5023；5303；5503；5703；5903；6103)包括：
反馈环装置(4022+4023；4522+4523；5022+5023；5302+5303；5502+5503；5702+5703；5902+5903；6102+6103)，用于对应调节信号与预定信号的比较结果来调节上述交变信号产生装置输出信号的幅值以及调节信号的电平。
20.按照权利要求18的无刷电机，其特征是上述指令装置(4015；4515)包括：
用于获得对应上述位置检测装置(4021；4521；5701)检测信号的高次谐波信号的装置(4302；4552；5705)，用高次谐波信号乘以指令信号，从而获得包含高次谐波信号分量的乘积指令电流信号，并且输出对应乘积指令电流信号的输出信号。
21.按照权利要求18的无刷电机，其特征是上述指令装置(4015；4515)包括：
指令电流装置(4301；4551)，用于获得对应指令信号的两个指令电流信号；
乘积指令装置(4302；4552；5705)，用于获得对应上述位置检测装置(4021；4521；5701)检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述指令电流装置的一个指令电流信号，从而获得一个乘积指令电流信号；以及
指令输出装置(4303；4553；5053)，用于输出一个输出信号，它是通过把上述指令电流装置的另一个指令电流信号与乘积指令电流信号合成在一起获得的。
22.按照权利要求21的无刷电机，其特征是上述指令装置(4015；4515)包括：
用于获得乘积指令电流信号的装置(4302；4552；5705)，该信号是由一个在上述位置检测装置(4021；4521；5701)检测信号的每个周期中改变6次的高次谐波信号的乘积获得的。
23.按照权利要求18的无刷电机，其特征是上述交变调节装置(5303；5903)包括：
设定信号产生装置(5320；5905)，用于获得对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的高次谐波信号，通过用高次谐波信号乘以一个预定电流信号获得一个乘积设定电流信号，并且产生对应乘积设定电流信号的预定信号。
24.按照权利要求23的无刷电机，其特征是
上述设定信号产生装置(5320；5905)包括：
用于获得两种设定电流信号的设定电流装置(5321)；
乘法设定装置(5322；5906)，用于获得对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述设定电流装置的一个设定电流信号，从而获得乘积设定电流信号；以及
设定输出装置(5323)，用于输出预定的信号，它是通过把上述设定电流装置的另一个设定电流信号与乘积设定电流信号合成在一起获得的。
25.按照权利要求23的无刷电机，其特征是上述交变调节装置(5303；5903)包括：
用于获得乘识设定电流信号的装置(5322；5906)，该信号是由一个在上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的每个周期中改变6次的高次谐波信号的乘积获得的。
26.按照权利要求18的无刷电机，其特征是上述交变调节装置(5503；6103)包括：
调节信号产生装置(5510；6105)，用于获得一个对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号幅值的幅值电流信号，获得一个对应上述位置检测装置检测信号的高次谐波信号；产生一个乘识调节电流信号，它是通过用高次谐波信号乘以幅值电流信号而获得的，并且产生对应乘积调节电流信号的调节信号。
27.按照权利要求26的无刷电机，其特征是上述调节信号产生装置(5510；6105)包括：
幅值电流装置(5511)，用于获得对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号幅值的两个幅值电流信号；
乘法调节装置(5512；6106)，用于获得对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以一个幅值电流信号，从而获得乘积调节电流信号；以及
调节输出装置(5513)，用于输出调节信号，它是通过合成上述幅值电流装置的另一幅值电流信号和乘积调节电流信号而获得的。
28.按照权利要求26的无刷电机，其特征是上述调节信号产生装置(5510；6105)包括：
用于获得乘积调节电流信号的装置(5512；6106)，该信号是由一个在上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的每个周期中改变6次的高次谐波信号的乘积获得的。
29.按照权利要求18的无刷电机，其特征是上述位置检测装置(5701)包括：
获得两相检测信号的装置，并且
上述交变信号产生装置(5702；5902；6102)包括
用两相检测信号产生三相输出信号的装置，上述三相输出信号在电角度上彼此间大约相差120度。
30.按照权利要求29的无刷电机，其特征是上述位置检测装置(5701)仅包括两个位置检测元件。
31.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(4010；4510)；
切割励磁磁通的三相线圈(4011A，4011B，4011C；4511A，4511B，4511C)；
位置检测装置(4021；4521；4701)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置；
交变信号产生装置(4022；4522；5022；5302；5502；5702；5902；6102)，用于获得响应上述位置检测装置输出信号而模拟变化的三相输出信号；
交变调节装置(4023；4523；5023；5303；5503；5703；5903；6103)，用于产生一个调节信号，它响应上述交变信号产生装置的三相电流信号的单极值或绝对值之和而变化，把调节信号与一个预定的信号相比较，并且调节上述交变信号产生装置输出信号的幅值；
指令装置(4015；4515)，用于产生对应一个指令信号的输出信号；
分配装置(4013；4513)，用于获得响应上述指令装置输出信号和上述交变信号产生装置输出信号的乘积而模拟变化的三相分配信号；以及
驱动装置(4014；4514)，用于把驱动信号提供给上述三相线圈，该驱动信号对应上述分配装置的三相分配信号。
32.按照权利要求31的无刷电机，其特征是上述交变信号产生装置(4022；4522；5022；5302；5502；5702；5902；6102)和上述交变调节装置包括：
反馈环装置(4022+4023；4522+4523；5022+5023；5302+5303；5502+5503；5702+5703；5902+5903；6102+6103)，用于对应调节信号与预定信号的比较结果来调节上述交变信号产生装置输出信号的幅值以及调节信号的电平。
33.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(4010；4510)；
切割励磁磁通的三相线圈(4011A，4011B，4011C；4511A，4511B，4511C)；
位置装置(4012；4512)，用于获得对应上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置的检测信号，产生一个响应检测信号幅值而变化的调节信号，并且对应调节信号与一个预定信号的比较结果来调节输出信号的幅值；
指令装置(4015；4515)，利用对应上述位置装置检测信号的一个高次谐波信号与一个指令信号相乘的乘积信号来产生一个输出信号，由此获得的上述输出信号正比于指令信号，并且包含预定百分数的对应乘积信号的高次谐波分量；
分配装置(4013；4513)，用于获得响应上述指令装置输出信号和上述位置装置输出信号的乘积相一致地变化的三相分配信号；以及
驱动装置(4014；4514)，用于把对应上述分配装置的三相分配信号的经过功率放大的驱动信号提供给上述三相线圈。
34.按照权利要求33的无刷电机，其特征是上述位置装置(4012；4512)包括：
反馈环装置(4022+4023；4522+4523；5022+5023；5702+5703；)，用于对应调节信号与预定信号的比较结果来调节上述位置装置输出信号的幅值以及调节信号的电平。
35.按照权利要求33的无刷电机，其特征是上述指令装置(4015；4515)包括：
指令电流装置(4301；4551)，用于获得对应于指令信号的两种指令电流信号；乘法指令装置(4302；4552；5705)，用于获得对应上述位置装置检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述指令电流装置的一个指令电流信号，从而获得一个乘积指令电流信号；以及
指令输出装置(4303；4553；5053)，用于输出一个输出信号，该输出信号是通过把上述指令电流装置的另一个指令电流信号与乘积指令电流信号合成而获得的。
36.按照权利要求33的无刷电机，其特征是上述指令装置(4015；4515)包括：
用于获得高次谐波信号的装置(4302；4552；5705)，该信号在上述位置装置检测信号的每个周期中改变6次，并且通过用高次谐波信号乘以指令信号而获得一个乘积指令电流信号。
37.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(4510)；
切割励磁磁通的三相线圈(4511A，4511B，4511C)；
位置检测装置(4521；4701)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置；
交变信号产生装置(5302；5502；5902；6102)，用于获得响应上述位置检测装置的检测信号而模拟变化的输出信号；
交变调节装置(5303；5503；5903；6103)，用于获得对应上述位置检测装置检测信号的高次谐波信号，用一个电流信号乘以高次谐波信号从而产生一个包含高次谐波信号分量的乘积电流信号，并且调节上述交变信号产生装置输出信号的幅值；
指令装置(4515)，用于产生对应一个指令信号的输出信号；
分配装置(4513)，用于获得响应上述指令装置输出信号和上述交变信号产生装置输出信号的乘积而模拟变化的三相分配信号；以及
驱动装置(4514)，用于把经过功率放大的驱动信号提供给上述三相线圈，该驱动信号对应上述分配装置的三相分配信号。
38.按照权利要求37的无刷电机，其特征是上述交变调节装置(5303；5903)包括：
设定信号产生装置(5320；5905)，用于获得对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的高次谐波信号，通过用高次谐波信号乘以一个预定电流信号获得一个乘积设定电流信号，并且产生对应乘积设定电流信号的预定信号；
调节信号产生装置(5310)，用于产生一个对应上述位置检测装置(4521；5701)的幅值的调节信号；以及
调节比较装置(5330)，用于对应调节信号与预定信号的比较结果来调节上述交变信号产生装置输出信号的幅值。
39.按照权利要求38的无刷电机，其特征是上述设定信号产生装置(5320；5905)包括：
设定电流装置(5321)，用于获得两个设定电流信号；
乘法设定装置(5322；5906)，用于获得对应上述位置检测装置(4521；5701)的检测信号的高次谐波信号，并且通过用高次谐波信号乘以上述设定电流装置的一个设定电流信号而获得乘积设定电流信号；以及
设定输出装置(5323)，用于输出预定的信号，该信号是通过把上述设定电流装置的另一设定电流信号与乘积设定电流信号合成在一起而获得的。
40.按照权利要求38的无刷电机，其特征是上述设定信号产生装置(5320；5905)包括：
获得乘积设定电流信号的装置(5322；5906)，该信号是通过一个在上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的每个周期中改变6次的高次谐波信号的乘积而获得的。
41.按照权利要求37的无刷电机，其特征是上述交变调节装置(5303；6103)包括：
调节信号产生装置(5510；6105)，用于获得一个对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号幅值的幅值电流信号，获得一个对应上述位置检测装置检测信号的高次谐波信号；产生一个乘积调节电流信号，它是通过用高次谐波信号乘以幅值电流信号而获得的，并且产生对应乘积调节电流信号的调节信号；
设定信号产生装置(5520)，用于获得一个预定的信号；以及
调节比较装置(5330)，用于根据调节信号与预定信号的比较结果来调节上述交变信号产生装置输出信号的幅值。
42.按照权利要求41的无刷电机，其特征是上述调节信号产生装置(5510；6105)包括：
幅值电流装置(5511)，用于获得对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号幅值的两个幅值电流信号；
乘法调节装置(5512；6106)，用于获得一个对应上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的高次谐波信号；并且获得一个乘积调节电流信号，它是通过用高次谐波信号乘以一个幅值电流信号而获得的；以及
用于输出调节信号的调节输出装置(5513)，该调节信号是通过把上述幅值电流装置的另一幅值电流信号与乘积调节电流信号合成而获得的。
43.按照权利要求41的无刷电机，其特征是上述调节信号产生装置(5510；6105)包括：
获得乘积调节电流信号的装置(5512；6106)，该信号是通过一个在上述位置检测装置(4521；5701)检测信号的每个周期中改变6次的高次谐波信号的乘积而获得的。
44.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(7010；7510)；
切割励磁磁通的三相线圈(7011A，7011B，7011C；7511A，7511B，7511C)；
位置检测装置(7021；7521；8701)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置；
指令装置(7015；7515)，用于产生一个对应指令信号的输出信号；
分配信号产生装置(7031；7531；8031；8331；8702；8902)，用于获得响应上述位置检测装置输出信号和上述指令装置输出信号而模拟变化的三相分配信号；以及
分配调节装置(7032；7532；8032；8332；8703；8903)，用于产生一个与上述位置检测装置检测信号的幅值成比例变化的调节信号，把该调节信号与指令装置的输出信号实际比较，并且调节上述分配信号产生装置的分配信号的幅值；以及
驱动装置(7014；7514)，用于把对应上述分配信号产生装置的三相分配信号的驱动信号提供给上述三相线圈。
45.按照权利要求44的无刷电机，其特征是上述分配信号产生装置(7031；7531；8031；8331；8702；8902)和上述分配调节装置(7032；7532；8032；8332；8703；8903)包括：
反馈环装置(7031+7032；7531+7532；8031+8032；8331+8332；8702+8703；8902+8903)，用于把调节信号与指令装置(7015；7515)的输出信号实际地比较，并且根据比较结果来调节上述分配信号产生装置的分配信号的幅值以及调节信号的电平。
46.按照权利要求44的无刷电机，其特征是上述指令装置(7015；7515)包括：
用于获得对应上述位置检测装置(7021；7521；8701)检测信号的高次谐波信号的装置(7302；7552；8705)，用高次谐波信号乘以指令信号，从而获得包含高次谐波信号分量的乘积指令电流信号，并且产生对应乘积指令电流信号的输出信号。
47.按照权利要求44的无刷电机，其特征是上述指令装置(7015；7515)包括：
指令电流装置(7301；7551)，用于获得对应指令信号的两个指令电流信号；
乘积指令装置(7302；7552；8705)，用于获得对应上述位置检测装置(7021；7521；8701)检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述指令电流装置的一个指令电流信号，从而获得一个乘积指令电流信号；以及
指令输出装置(7303；7553)，用于输出一个输出信号，它是通过把上述指令电流装置的另一个指令电流信号与乘积指令电流信号合成而获得的。
48.按照权利要求44的无刷电机，其特征是上述指令装置(7015；7515)包括：
用于获得乘积指令电流信号的装置(7302；7552；8705)，该信号由一个在上述位置检测装置(7021；7521；8701)检测信号的每个周期中改变6次的高次谐波信号的乘积获得的。
49.按照权利要求44的无刷电机，其特征是上述分配调节装置(8332；8903)包括：
调节信号产生装置(8510；8905)，用于获得对应上述位置检测装置(7521；8701)检测信号的幅值的一个幅值电流信号，获得对应上述位置检测装置检测信号的一个高次谐波信号；产生一个乘积调节电流信号，它是通过用高次谐波信号乘以幅值电流信号而获得的，并且产生对应乘积调节电流信号的调节信号。
50.按照权利要求49的无刷电机，其特征是上述调节信号产生装置(8510；8905)包括：
幅值电流装置(8511)，用于获得对应上述位置检测装置(7521；8701)检测信号幅值的两个幅值电流信号；
乘法调节装置(8512；8906)，用于获得一个对应上述位置检测装置检测信号的高次谐波信号；并且获得一个乘积调节电流信号，它是通过用高次谐波信号乘以一个幅值电流信号而获得的；以及
用于输出调节信号的调节输出装置(8513)，该调节信号是通过把上述幅值电流装置的另一幅值电流信号与乘积调节电流信号合成而获得的。
51.按照权利要求49的无刷电机，其特征是上述调节信号产生装置(8510；8905)包括：
获得乘积调节电流信号的装置(8512；8906)，该信号是通过一个在上述位置检测装置(7521；8701)检测信号的每个周期中改变6次的高次谐波信号的乘积而获得的。
52.按照权利要求44的无刷电机，其特征是上述位置检测装置(8701)包括：
获得两相检测信号的装置，并且
上述分配信号产生装置(8702；8902)包括
用两相检测信号产生三相分配信号的装置，上述三相分配信号在电角度上彼此间大约相差120度。
53.按照权利要求52的无刷电机，其特征是上述位置检测装置(8701)仅包括两个位置检测元件。
54.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(7010；7510)；
三相线圈(7011A，7011B，7011C；7511A，7511B，7511C)；
位置检测装置(7021；7521；8701)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置；
指令装置(7015；7515)，用于获得一个对应指令信号的输出信号；
分配信号产生装置(7031；7531；8031；8331；8702；8902)，用于获得响应上述位置检测装置输出信号和上述指令装置输出信号而模拟变化的三相分配信号；
分配调节装置(7032；7532；8032；8332；8703；8903)，用于产生一个响应三相电流信号的绝对值或单极值之和而变化的调节信号，上述三相电流信号对应上述位置检测装置的检测信号，将调节信号与指令装置的输出信号实际比较，并且调节分配信号的幅值；以及
驱动装置(7014；7514)，用于把对应上述分配信号产生装置的三相分配信号的驱动信号提供给上述三相线圈。
55.按照权利要求54的无刷电机，其特征是上述分配信号产生装置(7031；7531；8031；8331；8702；8902)和上述分配调节装置(7032；7532；8032；8332；8703；8903)包括：
反馈环装置(7031；7531；8031；8331；8702；8902)，用于把调节信号与指令装置(7015；7515)的输出信号实际地比较，并且根据比较结果来调节上述分配信号产生装置的分配信号的幅值以及调节信号的电平。
56.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(7010；7510)；
切割励磁磁通的三相线圈(7011A，7011B，7011C；7511A，7511B，7511C)；
位置检测装置(7021；7521；8701)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置；
指令装置(7015；7515)，利用对应上述位置装置检测信号的一个高次谐波信号与一个指令信号的乘积信号来产生一个输出信号，由此获得的上述输出
信号正比于指令信号，并且包含预定百分数的对应乘积信号的高次谐波分量；
分配信号产生装置(7031；7531；8031；8702；)，用于获得三相分配信号，该信号响应上述位置检测装置的输出信号和上述指令装置的输出信号而模拟地变化；
分配调节装置(7032；7532；8032；8703；)，用于产生一个响应上述位置检测装置检测信号的幅值而变化的调节信号，将调节信号与指令位置的输出信号实际比较，并且调节上述分配信号产生装置的分配信号的幅值；以及
驱动装置(7014；7514)，用于把对应上述分配信号产生装置的三相分配信号并且经过功率放大的驱动信号提供给上述三相线圈。
57.按照权利要求16的无刷电机，其特征是上述分配信号产生装置(7031；7531；8031；8702)和上述分配调节装置(7032；7532；8032；8703)包括：
反馈环装置(7031+7032；7531+7532；8031+8032；8331+8332；8702+8703；)，用于把调节信号与指令装置(7015；7515)的输出信号实际地比较，并且根据比较结果来调节上述分配信号产生装置的分配信号的幅值以及调节信号的电平。
58.按照权利要求56的无刷电机，其特征是上述指令装置(7015；7515)包括：
指令电流装置(7301；7551)，用于获得对应指令信号的两个指令电流信号；
乘积指令装置(7302；7552；8705)，用于获得对应上述位置检测装置(7021；7521；8701)检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述指令电流装置的一个指令电流信号，从而获得一个乘积指令电流信号；以及
指令输出装置(7303；7553)，用于输出一个输出信号，它是通过把上述指令电流装置的另一个指令电流信号与乘积指令电流信号合成而获得的。
59.按照权利要求58的无刷电机，其特征是上述指令装置(7015；7515)包括：
用于获得高次谐波信号的装置(7302；7552；8705)，该信号在上述位置检测装置(7021；7521；8701)检测信号的每个周期中改变6次，并且通过用高次谐波信号乘以指令信号而获得一个乘积指令电流信号。
60.一种无刷电机包括：
用于获得励磁磁通的励磁永磁体装置(7510)；
切割励磁磁通的三相线圈(7511A，7511B，7511C)；
位置检测装置(7521；8701)，用于检测上述励磁永磁体装置和上述三相线圈的相对位置；
指令装置(7515)，用于获得一个对应指令信号的输出信号；
分配信号产生装置(8331；8902)，用于获得响应上述位置检测装置输出信号和上述指令装置输出信号而模拟变化的三相分配信号；
分配调节装置(8332；8903)，用于产生一个与上述位置检测装置检测信号的幅值成比例变化的幅值信号，利用幅值信号与对应上述位置检测装置检测信号的高次谐波信号的乘积获得一个调节信号，该调节信号与幅值信号成比例，并且包含预定百分数的高次谐波分量，将调节信号与指令装置的输出信号实际比较，并且调节上述分配信号产生装置的分配信号的幅值；以及
驱动装置(7514)，用于把对应上述分配信号产生装置的三相分配信号并且经过功率放大的驱动信号提供给上述三相线圈。
61.按照权利要求60的无刷电机，其特征是上述分配调节装置(8332；8903)包括：
调节信号产生装置(8510；8905)，用于获得一个对应上述位置检测装置(7521；8701)检测信号幅值的幅值电流信号，获得一个对应上述位置检测装置检测信号的高次谐波信号；产生一个乘积调节电流信号，它是通过用高次谐波信号乘以幅值电流信号而获得的，并且产生对应乘积调节电流信号的调节信号；以及
调节比较装置(8530)，用于将调节信号与指令装置(7515)的输出信号实际比较，并且根据比较结果来调节上述分配信号产生装置的分配信号的幅值以及调节信号的电平。
62.按照权利要求61的无刷电机，其特征是上述调节信号产生装置(8510；8905)包括：
幅值电流装置(8511)，用于获得对应上述位置检测装置(7521；8701)检测信号幅值的两个幅值电流信号；
乘法调节装置(8512；8906)，用于获得对应上述位置检测装置检测信号的高次谐波信号，并且用高次谐波信号乘以上述幅值电流装置的一个幅值电流信号，从而获得乘积调节电流信号；以及
用于输出调节信号的调节输出装置(8513)，该信号是通过把上述幅值电流装置的另一幅值电流信号与乘积调节电流信号合成而获得的。
63.按照权利要求61的无刷电机，其特征是上述调节信号产生装置(8510；8905)包括：
获得乘积调节电流信号的装置(8512；8906)，该信号是通过一个在上述位置检测装置(7521；8701)检测信号的每个周期中改变6次的高次谐波信号的乘积获得的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1736020B (zh) * 2003-02-18 2010-05-12 松下电器产业株式会社 马达驱动设备、由同一设备驱动的马达、以及使用同一马达的装置

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