JP2000166283A - ロータ位置検出装置 - Google Patents

ロータ位置検出装置

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JP2000166283A
JP2000166283A JP10339647A JP33964798A JP2000166283A JP 2000166283 A JP2000166283 A JP 2000166283A JP 10339647 A JP10339647 A JP 10339647A JP 33964798 A JP33964798 A JP 33964798A JP 2000166283 A JP2000166283 A JP 2000166283A
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JP
Japan
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phase
exclusive
digital
rotor position
rotor
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JP10339647A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Suzuki
秀俊 鈴木
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Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo Co Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単なセンサで精度の良いロータ位置検出装置
を得る。 【解決手段】 2極磁力を電気角として発生するロータ
(2)に対向して、電気角にて等間隔であり全てが一極
性を判別するよう順次配置された第1相から第9相にお
いて、第1相(U1)と第4相(V1)と第7相(W
1)との排他的論理和を第1演算相(A)とし、第2相
(U2)と第5相(V2)と第8相(W2)との排他的
論理和を第2演算相(B)とし、第3相(U3)と第6
相(V3)と第9相(W3)との排他的論理和を第3演
算相(C)とし、第1演算相から第3演算相の発生パル
スでロータ位置検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はモータにおけるマ
グネットを有するロータのロータ位置検出装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来のブラシレスモータにおけるマグネ
ットを有するロータのロータ位置検出装置では、巻線を
有するステータにホールICが設けられ、ロータの2極
磁力の変化をホールICがデジタル式に検出し、そのカ
ウント数を制御回路において単位時間当たりで累積カウ
ントし、基準位置に対してロータの位置を検出してい
た。
【0003】ここでロータの位置検出の精度を高めるた
めには、パルスを発生するロータに設けられたマグネッ
トの2極磁力の数を多くして2極磁力の角度を細かく
し、ロータが1回転する間に多くのパルスを発生させる
方法、もしくは、検出装置であるホールICの数を多く
する方法等が考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の構成で
は、マグネットの極性を増やしたり、ホールICの数を
増やすと部品点数が増加してしまい製造上好ましくなか
った。また、部品点数を増加した結果、さらに、それら
を結合するための回路が必要となり、装置全体が複雑に
なるという問題があった。よって、本発明は簡単な構成
でモータにおいてロータの位置検出精度を向上させたロ
ータ位置検出装置を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明であるロ
ータ位置検出装置(1)は、モータにおけるロータ
(2)の2極磁力を発生する電気角に対して順次等間隔
にステータ(3)に配置された第1相から第9相(U
1、U2、U3、V1、V2、V3、W1、W2、W
3)のデジタル判別センサ(31、32、33、34、
35、36、39)と、第1相(U1)と第4相(V
1)と第7相(W1)との排他的論理和を第1演算相
(A)として演算する第1演算手段(41)と、第2相
(U2)と第5相(V2)と第8相(W2)との排他的
論理和を第2演算相(B)として演算する第2演算手段
(42)と、第3相(U3)と第6相(V3)と第9相
(W3)との排他的論理和を第3演算相(C)として演
算する第3演算手段(43)とを備え、第1演算相
(A)もしくは第2演算相(B)もしくは第3演算相
(C)の発生パルスをロータ位置検出信号としたことを
特徴とする。
【0006】この請求項2の発明であるロータ位置検出
装置(1)は、上記目的を達成するため、請求項1の構
成に加えて、前記第1演算相(A)と前記第2演算相
(B)と前記第3演算相(C)との排他的論理和を第4
演算相(P)とする第4演算手段(44)を設け、前記
第4演算相(P)の発生パルスをロータ位置検出信号と
したことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明のロータ位置検出装置における請求項1
の発明では、デジタル判別センサはN極もしくはS極の
一つの極性を判別するものであり、磁気の大きさを見て
いないので精度は最も低いもので済む。この第1から第9
のデジタル判別センサは2極磁力の電気角を360°と
すれば、その範囲において等間隔で設けられているので
電気角40°間隔で9個用いることになる。それぞれの
センサは、デジタル判別センサは180°周期でオンオ
フの切り替えを行う第1相(U1)、第2相(U2)、
第3相(U3)、第4相(V1)、第5相(V2)、第6
相(V3)、第7相(W1)、第8相(W2)、第9相
(W3)を発生する。第1相(U1)と第4相(V1)
とでまず排他的論理和の計算を行いその結果と第7相
(W1)とで第1演算手段(41)にて排他的論理和の
計算を行えば、その計算結果としての第1演算相(A)
は120°周期のオンオフのデジタル信号が得られる。
よって、このデジタル信号を使用することにより精度の
良いロータ位置検出が行える。同様に、第2相(U2)
と第5相(V2)とでまず第2演算手段(42)にて排
他的論理和の計算を行いその計算結果と第8相(W2)
とで排他的論理和の計算を行えば、第2演算相(B)は
120°周期のオンオフのデジタル信号が得られ、第3
相(U3)と第6相(V3)とでまず第3演算手段(4
3)にて排他的論理和の計算を行いその計算結果と第9
相(W3)とで排他的論理和の計算を行えば、第3演算
相(C)は120°周期のオンオフのデジタル信号が得
られる。よって、このデジタル信号をロータ位置検出信
号として使用することにより精度の良いロータ位置検出
が行える。
【0008】本発明のロータ位置検出装置における請求
項2の発明では、上記請求項1の作用効果に加えて、第
1相(U1)と第4相(V1)と第7相(W1)に対し
て40°ずれた第2相(U2)と第5相(V2)と第8
相(W2)から得られる第2演算相(B)と、第1相
(U1)と第4相(V1)と第7相(W1)に対して8
0°ずれた第3相(U3)と第6相(V3)と第9相
(W3)から得られる第3演算相(C)のデジタル信号
も同時得られるので、第1演算相(A)、第2演算相
(B)、第3演算相(C)の排他的論理和の計算を第4
演算手段(44)にて行えば、その結果としての第4演
算相(P)は40°周期のオンオフのデジタル信号が得
られる。よって、このデジタル信号をロータ位置検出信
号として使用することにより精度の良いロータ位置検出
が行える。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明を図1から図2に示
す実施例について説明する。図1は本発明のロータ位置
検出装置の実施形態例を示したブロック構成図、図2は
制御回路に入力される第1相から第9相(U1〜U3、
V1〜V3、W1〜W3)と、第1演算相から第4演算
相(A、B、C、P)におけるパルス信号の波形を示し
た波形図である。以下図面に従い説明する。
【0010】まずは図1に従い説明する。本発明である
ロータ位置検出装置1はロータ2とステータ3を備えた
モータに設けられている。ロータ2は2極磁力を電気角
360°として発生するマグネットを有するものであ
る。ステータ3には図示しないステータコアに巻線が複
数相に渡って巻装されており、この巻線に順次相を変化
させて電流を供給することにより、マグネットであるロ
ータ2を回転させるものである。さらに、ステータ3に
は全てがN極に反応するデジタル判別センサ31、3
2、33,34、35、36,37、38、39が電気
角40°間隔で設けられている。このデジタル判別セン
サ31〜39はN極に反応するものであるが、S極に反
応するものであっても良く、簡単な構造が良い。そし
て、制御回路4はデジタル判別センサ31〜39からの
信号を得てロータ2の回転位置を検出し、図示しないス
テータの巻線に供給する電流値を変化させてロータ2を
制御している。
【0011】制御回路4は、第1相(U1)を発生する
第1デジタル判別センサ31と、第2相(U2)を発生
する第2デジタル判別センサ32と、第3相(U3)を
発生する第3デジタル判別センサ33と、第4相(V
1)を発生する第4デジタル判別センサ34と、第5相
(V2)を発生する第5デジタル判別センサ35と、第
6相(V3)を発生する第6デジタル判別センサ36
と、第7相(W1)を発生する第7デジタル判別センサ
37と、第9相(W2)を発生する第8デジタル判別セ
ンサ38と、第9相(W3)を発生する第9デジタル判
別センサ39とを相互間で40°間隔で配置されてい
る。
【0012】そして、第1デジタル判別センサ31の出
力線と第4デジタル判別センサ34の出力線とがEXO
Rデジタルロジック回路(排他的論理和回路)で結線さ
れており、その出力信号の出力線と第7デジタル判別セ
ンサ37の出力線とがEXORデジタルロジック回路
(排他的論理和回路)で結線されており、これが第1演
算手段41であり、最終的に第1演算相(A)が発生す
る。
【0013】そして、第2デジタル判別センサ32の出
力線と第5デジタル判別センサ35の出力線とがEXO
Rデジタルロジック回路(排他的論理和回路)で結線さ
れており、その出力信号の出力線と第8デジタル判別セ
ンサ38の出力線とがEXORデジタルロジック回路
(排他的論理和回路)で結線されており、これが第2演
算手段42であり、最終的に第2演算相(B)が発生す
る。
【0014】そして、第3デジタル判別センサ33の出
力線と第6デジタル判別センサ36の出力線とがEXO
Rデジタルロジック回路(排他的論理和回路)で結線さ
れており、その出力信号の出力線と第9デジタル判別セ
ンサ39の出力線とがEXORデジタルロジック回路
(排他的論理和回路)で結線されており、これが第3演
算手段43であり、最終的に第3演算相(C)が発生す
る。
【0015】そして、第1演算手段41から第1演算相
(A)の出力線と、第2演算手段42から第2演算相
(B)の出力線とがEXORデジタルロジック回路(排
他的論理和回路)で結線されており、その出力信号の出
力線と、第3演算手段43から第3演算相(C)の出力
線とをEXORデジタルロジック回路(排他的論理和回
路)で結線されており、これが第4演算手段44であ
り、最終的に第4演算相(P)が発生する。
【0016】次に、図2に第1相から第9相(U1〜U
3、V1〜V3、W1〜W3)と、第1演算相から第4
演算相(A、B、C、P)におけるパルス信号の波形を
示した波形図を示す。これらの波形は、デジタルロジッ
ク回路である第1演算手段41と第2演算手段42と第
3演算手段43と第4演算手段44により得られる。第
1演算相から第3演算相(A、B、C)は、120°間
隔のデジタルオンオフ信号なので、1回転の周期をTとす
れば時間3T/9周期である120°の精度でロータ位
置検出が行える。また、第4演算相(P)では時間T/9
周期である40°間隔のデジタルオンオフ信号なので、
40°の精度でロータの位置検出が行える。
【0017】以上図1および図2に示した実施形態例
は、ロータの2極磁力の発生がロータ1回転で1回のも
のを示したが、ロータに複数の2極磁力を用いたもので
も良く任意に設定できる。例えば、ロータ1回転に2極
磁力が10回発生するものを利用すれば、2極磁力する
角度はロータから見れば36°になり、12°間隔で設
けられた第1から第9デジタル判別センサにより、第1
演算相から第3演算相を用いれば、12°の精度でロー
タ位置検出が行える。また、第4演算相を用いれば4°
の精度でロータ位置検出が行える。さらに、この場合、
ステータ36°の範囲に第1から第9デジタル判別セン
サを集中して9個配置しても良いし、ステータの36°
毎の開始位置、(36°、72°、108°、144
°、180°、216°、252°、288°、324
°、360°)から、4°毎にずらした位置に任意に配
置しても同じ効果が得られる。
【0018】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば簡単なデジタル判別センサを用いてロータの位
置検出を精度良く行える。よって、簡単な構造であって
も精度の良いロータ位置検出装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明であるロータ位置検出装置の実施形態
例を示すブロック構成図である。
【図2】 本発明であるロータ位置検出装置の第1相か
ら第9相および第1演算相から第4演算相の波形図であ
る。
【符号の説明】
1…ロータ位置検出装置、2…ロータ、3…ステータ、
31〜39…デジタル判別センサ、41…第1演算手
段、42…第2演算手段、43…第3演算手段、44…
第4演算手段、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA35 BA21 BB03 BC02 BD16 CA09 CA34 DA01 DB07 DC08 DD06 GA35 GA52 GA71 LA14 LA15 LA19 2F077 AA25 AA28 AA43 NN04 NN24 PP05 QQ07 TT06 TT71 5H019 AA00 BB01 BB05 BB13 BB20 CC03 DD01 EE01 5H560 BB04 BB12 DA03 DA20 TT20 5H611 AA01 BB08 PP05 QQ03 RR02 TT01 UA01 UA03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータにおけるロータ(2)の2極磁力
    を発生する電気角に対して順次等間隔にステータ(3)
    に配置された第1相から第9相(U1、U2、U3、V
    1、V2、V3、W1、W2、W3)のデジタル判別セ
    ンサ(31、32、33、34、35、36、39)
    と、 第1相(U1)と第4相(V1)と第7相(W1)との
    排他的論理和を第1演算相(A)として演算する第1演
    算手段(41)と、 第2相(U2)と第5相(V2)と第8相(W2)との
    排他的論理和を第2演算相(B)として演算する第2演
    算手段(42)と、 第3相(U3)と第6相(V3)と第9相(W3)との
    排他的論理和を第3演算相(C)として演算する第3演
    算手段(43)とを備え、 第1演算相(A)もしくは第2演算相(B)もしくは第
    3演算相(C)の発生パルスをロータ位置検出信号とす
    るロータ位置検出装置(1)。
  2. 【請求項2】 前記第1演算相(A)と前記第2演算相
    (B)と前記第3演算相(C)との排他的論理和を第4
    演算相(P)とする第4演算手段(44)を設け、前記
    第4演算相(P)の発生パルスをロータ位置検出信号と
    する請求項1記載のロータ位置検出装置(1)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006292534A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Daido Steel Co Ltd ブラシレスモータのロータ位置検出センサ
JP2012002716A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Tokai Rika Co Ltd 回転検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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