JP2008022639A - 電動モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動制御回路は、磁気センサの出力信号のアナログ的変化を利用してコイル列への印加電圧を生成する駆動制御回路を備える。出力波形補正部は、電動モータの動作時における磁気センサの出力信号が所定の波形形状になるように、磁気センサの出力信号の波形を補正する。所定の波形形状は、電磁コイルの逆起電力波形又は正弦波波形である。
【選択図】図9
Description
複数の電磁コイルを有するコイル列と、
複数の永久磁石を有する磁石列と、
前記磁石列と前記コイル列の相対位置に応じて、アナログ的変化を示す出力信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサの出力信号のアナログ的変化を利用して、前記コイル列への印加電圧を生成する駆動制御回路と、
前記電動モータの動作時における前記磁気センサの出力信号が所定の波形形状になるように、前記磁気センサの出力信号の波形を補正する出力波形補正部と、
を備え、
前記所定の波形形状は、前記電磁コイルの逆起電力波形又は正弦波波形である。
前記磁気センサの出力信号のレベルを入力とし、前記出力信号の補正に使用される補正値を出力とするルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルを参照し、前記補正値を用いて前記磁気センサの出力信号の補正を実行する補正実行部と、
を含むようにしてもよい。
前記磁気センサの出力信号のレベルを引数とし、前記出力信号の補正に使用される補正値を関数値とする関数の係数を記憶する関数係数記憶部と、
前記関数係数を参照し、前記補正値を用いて前記磁気センサの出力信号の補正を実行する補正実行部と、
を含むようにしてもよい。
前記補正実行部による補正の前に、前記磁気センサの出力信号のオフセット補正を実行するオフセット補正部を含むようにしてもよい。
A.電動モータの構成:
B.駆動制御回路の構成と動作:
C.磁気センサ及び駆動制御回路の他の実施例:
D.変形例:
図1(A)は、本発明の一実施例としての電動モータのモータ本体の構成を示す断面図である。このモータ本体100は、それぞれ略円盤状のステータ部10及びロータ部30を有している。ロータ部30は、複数の磁石を有する磁石列34Mを有しており、回転軸112に固定されている。磁石列34Mの磁化方向は上下方向である。ステータ部10は、ロータ部30の上部に配置されたA相コイル列14Aと、ロータ部30の下部に配置されたB相コイル列24Bとを有している。
図7は、本実施例のモータの駆動制御回路の構成を示すブロック図である。図7(A)は、センサ波形のキャリブレーション時の構成を示し、図7(B)は、実用時の構成を示している。なお、「センサ波形のキャリブレーション」は、「センサの出力波形の補正」と同義語である。
(1)補正前の出力SSA0のレベルを入力とし、補正後の出力SSAのレベルを出力とする第1のルックアップテーブル。
(2)補正前の出力SSA0のレベルを入力とし、補正前の出力SSA0と補正後の出力SSAとの差分を出力とする第2のルックアップテーブル。
(3)補正前の出力SSA0のレベルを引数とし、補正前の出力SSA0と補正後の出力SSAとの比を出力とする第3のルックアップテーブル。
図12は、磁気センサ16Aの他の構成を示すブロック図である。この磁気センサ16Aは、図9に示したセンサの逆起電力変換部430を関数演算部430aに置き換えたものであり、他の構成は図9と同じである。記憶部440は、変換テーブルの代わりに関数係数を格納している。
(1)補正前の出力SSA0のレベルを引数(変数)とし、補正後の出力SSAのレベルを関数値とする第1の関数。
(2)補正前の出力SSA0のレベルを引数(変数)とし、補正前の出力SSA0と補正後の出力SSAとの差分を関数値とする第2の関数。
(3)補正前の出力SSA0のレベルを引数(変数)とし、補正前の出力SSA0と補正後の出力SSAとの比を関数値とする第3の関数。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施例ではアナログ磁気センサを利用していたが、アナログ磁気センサの代わりに、多値のアナログ的出力を有するデジタル磁気センサを使用してもよい。アナログ磁気センサも多値出力を有するデジタル磁気センサも、アナログ的変化を示す出力信号を有する点で共通している。なお、本明細書において、「アナログ的変化を示す出力信号」とは、オン/オフの2値出力ではなく、3値以上の多数レベルを有するデジタル出力信号と、アナログ出力信号との両方を包含する広い意味で使用されている。
上記実施例では、キャリブレーション時の駆動制御回路と実用時の駆動制御回路をそれぞれ用いていたが、この代わりに、キャリブレーション時にも実用時の駆動制御回路をそのまま使用し、キャリブレーション用の回路を接続部90に接続するようにしてもよい。このキャリブレーション用の回路としては、センサの出力波形の補正値をモータ内に登録する機能を有する任意の回路を利用することができる。
PWM回路としては、種々の回路構成を採用することが可能である。例えば、センサ出力と基準三角波とを比較することによってPWM制御を行う回路を利用してもよい。この場合には、PWM制御時において、望ましい印加電圧に応じてセンサ出力のゲインが調整されるが、このゲイン調整は、上述したセンサ波形の補正とは異なるものである。換言すれば、上述したセンサ波形の補正は、望ましい印加電圧のレベルに拘わらず、センサ出力を所望の波形に整形するための補正である。
上記実施例では、6極2相のブラシレスDCモータを説明したが、本発明はこれ以外の種々の電動モータに適用可能である。例えば、極数と相数としては、それぞれ任意の整数を採用することができる。
12A…支持部材
14A…A相コイル列
16A…A相センサ(アナログ磁気センサ)
22B…支持部材
24B…B相コイル列
26B…B相センサ(アナログ磁気センサ)
30…ロータ部
32M…支持部材
34M…磁石列
90…接続部
100…モータ本体
112…回転軸
200…駆動制御回路(キャリブレーション時)
210…電源回路
220…CPU
230…I/Oインタフェース
232…AD変換部
240…PWM制御部
250…ドライバ回路
252…A相ドライバ回路
254…B相ドライバ回路
260…通信部
270…電圧計
300…駆動制御回路(実用時)
410…磁気センサ素子
420…AD変換部
422…オフセット補正回路
424…ゲイン補正回路
430…逆起電力変換部
430a…関数演算部
440…記憶部
450…DA変換部
460…増幅器
470…IDコード記録部
480…通信部
600…駆動信号生成回路
610,620…増幅器
612,622…AD変換部
614,624…逆起電力変換部
660…記憶部
670…通信部
Claims (6)
- 電動モータであって、
複数の電磁コイルを有するコイル列と、
複数の永久磁石を有する磁石列と、
前記磁石列と前記コイル列の相対位置に応じて、アナログ的変化を示す出力信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサの出力信号のアナログ的変化を利用して、前記コイル列への印加電圧を生成する駆動制御回路と、
前記電動モータの動作時における前記磁気センサの出力信号が所定の波形形状になるように、前記磁気センサの出力信号の波形を補正する出力波形補正部と、
を備え、
前記所定の波形形状は、前記電磁コイルの逆起電力波形又は正弦波波形である、電動モータ。 - 請求項1記載の電動モータであって、
前記出力波形補正部は、
前記磁気センサの出力信号のレベルを入力とし、前記出力信号の補正に使用される補正値を出力とするルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルを参照し、前記補正値を用いて前記磁気センサの出力信号の補正を実行する補正実行部と、
を含む、電動モータ。 - 請求項1記載の電動モータであって、
前記出力波形補正部は、
前記磁気センサの出力信号のレベルを引数とし、前記出力信号の補正に使用される補正値を関数値とする関数の係数を記憶する関数係数記憶部と、
前記関数係数を参照し、前記補正値を用いて前記磁気センサの出力信号の補正を実行する補正実行部と、
を含む、電動モータ。 - 請求項2又は3記載の電動モータであって、
前記補正値は、前記磁気センサの出力信号のレベルと前記所定の波形形状を有する補正後の出力信号のレベルとの間の差分である、電動モータ。 - 請求項2ないし4のいずれかに記載の電動モータであって、
前記出力波形補正部は、更に、
前記補正実行部による補正の前に、前記磁気センサの出力信号のオフセット補正を実行するオフセット補正部を含む、電動モータ。 - 複数の電磁コイルを有するコイル列と、複数の永久磁石を有する磁石列と、前記磁石列と前記コイル列の相対位置に応じてアナログ的変化を示す出力信号を出力する磁気センサとを有する電動モータにおいて、前記磁気センサの出力信号の波形を補正する方法であって、
(a)前記磁気センサの出力信号のレベルを取得する工程と、
(b)前記取得されたレベルに基づいて、前記電動モータの動作時において前記磁気センサの出力信号が所定の波形形状になるように、前記磁気センサの出力信号の波形を補正する工程と、
を備え、
前記所定の波形形状は、前記電磁コイルの逆起電力波形又は正弦波波形である、方法。
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