JP2009089567A - Motor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、いわゆるLRK巻モータとして知られているモータ装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a motor device known as a so-called LRK winding motor.
次の非特許文献1には、上記LRK巻モータの構造等に関する情報が公開されている。LRK巻モータは、14の永久磁石を円筒面上に並べて固定したロータと、12のステータ歯を有したステータとを有したブラシレスモータで、高出力かつ、3相駆動1サイクル制御で、約54°しか回転しないという特徴がある。
LRK巻モータは、上述したように、1サイクルの制御で、約54°しか回転しないため、その1サイクルの制御を6ステートに区分すれば、1ステート当たり僅か8.6°となるが、これは、かなり高精度なステッピングモータの1ステップの回転角に匹敵する。従って、これをブラシでロータ位置制御をしようとしてもブラシの溝が非常に細かくなり、それに応じてブラシの先端が小さくなるため、機械的にかなり無理がでる。また、ブラシ先端が小さいために、電流も制限される。 As described above, the LRK motor rotates only about 54 ° in one cycle control. Therefore, if the control in one cycle is divided into six states, it becomes only 8.6 ° per state. Is comparable to the one-step rotation angle of a stepping motor with a very high accuracy. Therefore, even if it is attempted to control the rotor position with a brush, the groove of the brush becomes very fine, and the tip of the brush becomes small accordingly, which makes it quite difficult mechanically. Also, the current is limited because the brush tip is small.
現時点で、LRK巻モータは、模型飛行機等のRC(リモートコントロール)の動力等に使用されているに過ぎず、LRK巻モータをセンサによって高精度に制御する技術は知られていない。なお、RCの分野では、ブラシレスモータを、コイルからの回転起電圧をサンプリングして回すセンサレス方式によって制御することが多いが、センサレス方式では、モータ停止時にロータ位置を知ることが困難なので、回転停止、再開を伴うような高精度な起動制御を行うことはできない。
そこで、本発明は、LRK巻モータのロータ位置を検出して回転を制御するモータ装置を提供することを目的とする。
At present, the LRK winding motor is only used for RC (remote control) power of a model airplane or the like, and a technique for controlling the LRK winding motor with a sensor with high accuracy is not known. In the RC field, brushless motors are often controlled by a sensorless system that samples and rotates the rotational electromotive force from the coil. However, in the sensorless system, it is difficult to know the rotor position when the motor is stopped. Therefore, it is not possible to perform highly accurate start-up control that involves resumption.
Therefore, an object of the present invention is to provide a motor device that detects the rotor position of an LRK winding motor and controls the rotation.
本発明によるモータ装置は、磁極の極性が相互に反転するように14の永久磁石を円筒面上に並べて固定したロータと、12のステータ歯を有したステータとを有し、前記ステータ歯は、LRK巻により連続して巻線が施され、前記巻線に通じる第1、第2、第3の制御端子が設けられたブラシレスのモータ本体と、前記第1、第2、第3の制御端子に接続した駆動回路と、前記ロータの位置を検出するセンサを設けた検出回路と、前記検出回路の検知信号に基づいて、前記駆動回路を通じて、前記第1、第2、第3の制御端子に制御信号を通じさせる制御回路とを備えている。 The motor device according to the present invention includes a rotor in which 14 permanent magnets are arranged and fixed on a cylindrical surface so that the polarities of magnetic poles are reversed to each other, and a stator having 12 stator teeth, A brushless motor body provided with first, second, and third control terminals that are continuously wound by LRK windings and communicated with the windings, and the first, second, and third control terminals A drive circuit connected to the detection circuit, a detection circuit provided with a sensor for detecting the position of the rotor, and the first, second, and third control terminals through the drive circuit based on a detection signal of the detection circuit. And a control circuit for passing control signals.
そして、前記制御回路は、スイッチング3相ドライブ制御を実行するもので、1サイクルが前記ロータの位置に応じた6種類のステートに区分され、各ステートに対して、第1、第2、第3の制御端子に加える電圧の制御パターンが予め決められており、前記検出回路は、前記6種類のステートの各々に対応するロータ位置毎に全て異なる検知信号を出力するようになっている。 The control circuit executes switching three-phase drive control, and one cycle is divided into six types according to the position of the rotor. For each state, the first, second, third The control pattern of the voltage applied to the control terminals is determined in advance, and the detection circuit outputs different detection signals for each rotor position corresponding to each of the six types of states.
前記検出回路は、前記ロータの円筒面に沿って前記ステータ歯の所定の個数毎に、前記ステータ歯同士の中間位置に配置した、前記永久磁石の磁気を検出する3個の磁気センサを有している。 The detection circuit has three magnetic sensors for detecting the magnetism of the permanent magnets arranged at intermediate positions between the stator teeth for each predetermined number of the stator teeth along the cylindrical surface of the rotor. ing.
前記ステータ歯に施したLRK巻はデルタ巻き線であって、第1のリード線によって連続的に、第1のステータ歯に右巻きで巻線し、第2のステータ歯に左巻きで巻線し、第2のステータ歯に巻線した第1のリード線を第7のステータ歯に導いて左巻きに巻線し、第8のステータ歯に右巻きに巻線し、第2のリード線によって連続的に、第5のステータ歯に右巻きで巻線し、第6のステータ歯に左巻で巻線し、第6のステータ歯に巻線した第2のリード線を第11のステータ歯に導いて左巻に巻線し、第12のステータ歯に右巻きに巻線し、第3のリード線によって連続的に、第9のステータ歯に右巻きで巻線し、第10のステータ歯に左巻で巻線し、第10のステータ歯に巻線した第3のリード線を第3のステータ歯に導いて左巻に巻線し、第4のステータ歯に右巻きに巻線し、更に、第1のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部と、第12のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部を相互に接続して前記第1の制御端子とし、第5のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部と、第4のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部とを相互に接続して前記第2の制御端子とし、第9のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部と、第8のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部とを相互に接続して前記第3の制御端子とした巻き方としてもよい。なお、右巻き、左巻きはもちろん逆にしても構わない。もちろん、スター巻き線構成、あるいはこの磁石・ステータ数の整数倍構成のモータなどもある。 The LRK winding applied to the stator teeth is a delta winding, and is continuously wound around the first stator teeth with a right-hand winding and wound around the second stator teeth with a left-hand winding. The first lead wire wound on the second stator tooth is led to the seventh stator tooth, wound left-handedly, wound on the eighth stator tooth right-handed, and continuously by the second lead wire. Thus, the second stator wire is wound around the fifth stator tooth, and the second lead wire wound around the sixth stator tooth is wound around the sixth stator tooth. Then, it is wound in a left-handed manner, wound in a right-handed manner on the twelfth stator tooth, continuously wound on the ninth stator tooth by the third lead wire, and wound on the ninth stator tooth. The third lead wire wound around the 10th stator tooth is led to the third stator tooth and wound left-handed. Winding clockwise on the fourth stator tooth, and further, the end of the first lead wire led out from the first stator tooth and the second lead wire led out from the twelfth stator tooth Are connected to each other to serve as the first control terminal, and the end of the second lead wire led out from the fifth stator tooth and the third lead led out from the fourth stator tooth The lead wire ends are connected to each other to serve as the second control terminal, and the third lead wire leads derived from the ninth stator teeth and the eighth stator teeth. It is good also as a winding method which mutually connected the edge part of the 1st lead wire, and was set as the said 3rd control terminal. Of course, right-handed and left-handed may be reversed. Of course, there is a star winding configuration or a motor having an integer multiple of the number of magnets / stators.
前記LRK巻は、第2の巻き方として、第1のリード線によって連続的に、第1のステータ歯に右巻きで巻線し、第1のステータ歯に巻線した第1のリード線を第7のステータ歯に導いて左巻きに巻線し、第2のリード線によって連続的に、第5のステータ歯に右巻きで巻線し、第5のステータ歯に巻線した第2のリード線を第11のステータ歯に導いて左巻に巻線し、第3のリード線によって連続的に、第9のステータ歯に右巻きで巻線し、第9のステータ歯に巻線した第3のリード線を第3のステータ歯に導いて左巻に巻線し、更に、第1のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部と、第11のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部を相互に接続して前記第1の制御端子とし、第5のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部と、第3のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部とを相互に接続して前記第2の制御端子とし、第9のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部と、第7のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部とを相互に接続して前記第3の制御端子とする巻き方としてもよい。もちろん、スター巻き線構成、あるいはこの磁石・ステータの整数倍構成のモータなどもある。 In the LRK winding, as the second winding method, the first lead wire wound continuously around the first stator tooth by the right winding and the first lead wire wound around the first stator tooth is used as the second winding method. The second lead that is led to the seventh stator tooth and wound left-handed, and continuously wound by the second lead wire, wound right-handed around the fifth stator tooth, and wound around the fifth stator tooth The wire is led to the eleventh stator tooth and wound left-handed, and the third lead wire is continuously wound around the ninth stator tooth by right-handed winding and wound around the ninth stator tooth. The third lead wire is led to the third stator tooth and wound left-handed, and is further led from the end portion of the first lead wire led out from the first stator tooth and the eleventh stator tooth. The ends of the second lead wires are connected to each other to form the first control terminal, which is derived from the fifth stator tooth. The end of the second lead wire and the end of the third lead wire led out from the third stator tooth are connected to each other as the second control terminal, and from the ninth stator tooth As a winding method for connecting the end portion of the third lead wire led out and the end portion of the first lead wire lead out from the seventh stator tooth to form the third control terminal Also good. Of course, there is also a star winding configuration or a motor having an integer multiple configuration of this magnet / stator.
本発明のモータ装置では、ロータの位置をセンサによって検出する検出回路を備えており、そのため、制御回路は、モータが回転していないときでも、ロータの位置を知ることができるため、静止したモータを滑らかに起動させることができる。また、モータに対する制御と、モータの回転とが、モータの起動時から同期しているので、モータの回転停止、回転再開を伴うような高精度な起動制御が可能である。 The motor device of the present invention includes a detection circuit that detects the position of the rotor with a sensor. Therefore, the control circuit can know the position of the rotor even when the motor is not rotating. Can be started smoothly. In addition, since the control for the motor and the rotation of the motor are synchronized from the time of starting the motor, it is possible to perform highly accurate start-up control that involves stopping and resuming the rotation of the motor.
また、制御の1サイクルがロータの位置に応じた6のステートに区分され、検出回路は、ステートの各々に対応したロータ位置毎に全て異なる検知信号を出力するので、検知信号に応じて、ステートを進めるだけで制御を行うことができ、制御が簡単になる。 Further, one cycle of control is divided into 6 states according to the position of the rotor, and the detection circuit outputs different detection signals for each rotor position corresponding to each state. Control can be performed simply by advancing, and control becomes simple.
永久磁石の磁気を検出する3の磁気センサとして、従来のブラシレスモータのセンサとして用いられているホール素子を用いることができるが、そのようなホール素子は広く市販されており入手も容易なので、製造コストを抑制できる。
As the
LRK巻の第1の巻き方では、全てのステータ歯に巻線するので、高出力で分解能の高い、滑らかなモータ回転装置を得ることができる。一方、第2の巻き方では、半数のステータ歯に巻線するので、小型のモータ装置を得ることができる。 In the first winding method of the LRK winding, winding is performed on all the stator teeth, so that a smooth motor rotating device with high output and high resolution can be obtained. On the other hand, in the second winding method, winding is performed on half of the stator teeth, so that a small motor device can be obtained.
図1は、本発明によるモータ装置13に備えられたモータ本体14の構造を示す分解斜視図である。この図では、ステータ15を基台に固着した固定部16から、回転軸17を有したロータ18を取り外した状態を示している。ステータ15は、中心部にロータ18の回転軸17を回転自在に保持するベアリング19が設けられ、その中心部から12個のステータ歯が放射状に配置されている。ステータ歯の各々には、後述するLRK巻によってコイル20が巻線されている。また、ステータ歯とステータ歯の中間の3カ所には、1つ飛ばしに3個の磁気センサ31が配置されている。コイル20に接続するリード線および磁気センサ31に接続するリード線は、フラットケーブル21によって基台のコネクタから導出されている。ロータ18の円筒部の内周面には、この図では見えないが、14個の永久磁石22が磁極の向きを交互にして回転方向に並べて貼着されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a structure of a motor
図2は、上述したLRK巻を具体的に説明するための、モータ本体14の回転軸17に鉛直な概略断面図で、ロータ18と、ステータ15とを示している。ここに、1〜12の数字は、ステータ歯の順番を示すための符号である。
LRK巻では、第1のリード線によって連続的に、第1のステータ歯に右巻きで巻線し、第2のステータ歯に左巻きで巻線し、第2のステータ歯に巻線した第1のリード線を第7のステータ歯に導いて左巻きに巻線し、第8のステータ歯に右巻きに巻線する。
そして、第2のリード線によって連続的に、第5のステータ歯に右巻きで巻線し、第6のステータ歯に左巻で巻線し、第6のステータ歯に巻線した第2のリード線を第11のステータ歯に導いて左巻に巻線し、第12のステータ歯に右巻きに巻線する。
同様に、第3のリード線によって連続的に、第9のステータ歯に右巻きで巻線し、第10のステータ歯に左巻で巻線し、第10のステータ歯に巻線した第3のリード線を第3のステータ歯に導いて左巻に巻線し、第4のステータ歯に右巻きに巻線する。
更に第1のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部と、第12のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部を相互に接続してU端子(第1の制御端子)とし、第5のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部と、第4のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部とを相互に接続してV端子(第2の制御端子)とし、第9のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部と、第8のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部とを相互に接続してW端子(第3の制御端子)とする。このLRK巻はデルタ巻き線であって、U端子、V端子、W端子は、制御信号の流入点、流出点となる。なお、このモータ本体14はブラシを備えていないので、ブラシレスモータに分類される。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view perpendicular to the rotating
In the LRK winding, the first lead wire is continuously wound around the first stator tooth by the right-hand winding, wound around the second stator tooth by the left-hand winding, and wound around the second stator tooth. The lead wire is led to the seventh stator tooth and wound left-handed, and the eighth stator tooth is wound right-handed.
Then, the second lead wire is continuously wound around the fifth stator tooth with a right-hand winding, wound around the sixth stator tooth with a left-hand winding, and wound around the sixth stator tooth. The lead wire is led to the eleventh stator tooth and wound left-handed, and the twelfth stator tooth is wound right-handed.
Similarly, the third lead wire is continuously wound around the ninth stator tooth by the right-hand winding, is wound around the tenth stator tooth by the left-hand winding, and is wound around the tenth stator tooth. The lead wire is led to the third stator tooth and wound left-handed, and wound around the fourth stator tooth right-handed.
Further, the end portion of the first lead wire led out from the first stator tooth and the end portion of the second lead wire led out from the twelfth stator tooth are connected to each other to connect a U terminal (first terminal). And the end of the second lead wire led out from the fifth stator tooth and the end of the third lead wire led out from the fourth stator tooth are connected to each other. V terminal (second control terminal), the end of the third lead wire led out from the ninth stator tooth, and the end of the first lead wire led out from the eighth stator tooth Are connected to each other as a W terminal (third control terminal). The LRK winding is a delta winding, and the U terminal, the V terminal, and the W terminal serve as an inflow point and an outflow point of the control signal. Since the
図3は、モータ装置13の全体構成を説明する概略回路図で、MOSFETドライバ51と、PチャネルMOSFET52と、NチャネルMOSFET53とで構成された3組の駆動回路54と、モータ本体14と、ロータ18の円筒面に沿って配置され、永久磁石22の磁気を検出するホール素子で構成された3個の磁気センサ31を有し、AD変換器等で構成された検出回路32と、検出回路32の検出信号に基づいて駆動回路54を制御する制御回路41とで構成されている。
制御回路41は、マイコンあるいはプロセッサ等で構成され、図示しない外部装置から通信によって、回転速度、回転方向、回転開始、回転停止等の指令を受信し、駆動回路54を通じて、モータ本体14のU端子、V端子、W端子に制御信号を通じさせる。また、制御回路41は、モータ本体14の回転方向、回転速度、延べ回転角等の情報を外部装置に通知する。
なお、磁気センサ31に代えて光学式センサ等を用いてもよい。
FIG. 3 is a schematic circuit diagram for explaining the overall configuration of the
The
An optical sensor or the like may be used instead of the
図4は、モータ本体14に制御信号を通じさせるために、モータ本体14のU端子、V端子、W端子に加える電圧の波形図である。モータ本体14の制御のサイクルは、ロータ位置に応じて6ステートに区分されており、各ステートに対して、U端子、V端子、W端子に加える電圧の制御パターンが予め決められている。制御回路41は、検出回路32の後述する検出信号から、その時点におけるロータ位置を算出し、各ステートに対して予め規定された制御パターンに従って、U端子、V端子、W端子のいずれか制御信号の流入点、他のいずれかを制御信号の流出点として選択する。
具体的には、#1ステートでは、U端子からV端子に向かって制御信号を流すために、U端子に接続するPチャネルMOSFET52と、V端子に接続するNチャネルMOSFET53とをオン状態にさせる。このときW端子は解放状態とする。#2ステートでは、U端子からW端子に向かって制御信号を流すために、U端子に接続するPチャネルMOSFET52と、W端子に接続するNチャネルMOSFET53とをオン状態にさせる。このとき、V端子は解放状態とする。#3ステートでは、V端子からW端子に向かって制御信号を流すために、V端子に接続するPチャネルMOSFET52と、W端子に接続するNチャネルMOSFET53とをオン状態にさせる。このとき、U端子は解放状態とする。#4ステートでは、V端子からU端子に向かって制御信号を流すために、V端子に接続するPチャネルMOSFET52と、U端子に接続するNチャネルMOSFET53とをオン状態にさせる。このとき、W端子は解放状態とする。#5ステートでは、W端子からU端子に向かって制御信号を流すために、W端子に接続するPチャネルMOSFET52と、U端子に接続するNチャネルMOSFET53とをオン状態にさせる。このとき、V端子は解放状態とする。#6ステートでは、W端子からV端子に向かって制御信号を流すために、W端子に接続するPチャネルMOSFET52と、V端子に接続するNチャネルMOSFET53とをオン状態にさせる。このとき、U端子は解放状態とする。
FIG. 4 is a waveform diagram of voltages applied to the U terminal, the V terminal, and the W terminal of the
Specifically, in the # 1 state, in order to flow a control signal from the U terminal toward the V terminal, the P-
図5A〜図5Fは、それぞれ#1ステート〜#6ステートにおけるモータ本体14の状態を説明するための概略断面図である。これらの図において、ロータ18に貼着されている永久磁石22の各々には、ステータ15側を向いた磁極の極性を記入している。また、ステータ15の各ステータ歯には制御信号によって生じる磁極の極性を記入している。各図の状態は、ロータ18を回転させようとする外力がないときのロータ位置であり、制御信号が流れていれば、ロータ18をこの位置に保持しようとする磁気作用による復元力が働いている。
5A to 5F are schematic cross-sectional views for explaining the state of the
図5A〜図5Fに示しているように、#1ステートから#2ステートになる際には、第9、第10、第4、第3のステータ歯に生じる磁極の極性が反転する。#2ステートから#3ステートになる際には、第5、第6、第12、第11のステータ歯に生じる磁極の極性が反転する。#3ステートから#4ステートになる際には、第1、第2、第7、第8のステータ歯に生じる磁極の極性が反転する。#4ステートから#5ステートになる際には、第9、第10、第4、第3のステータ歯に生じる磁極の極性が再び反転する。#5ステートから#6ステートになる際には、第5、第6、第12、第11のステータ歯に生じる磁極の極性が再び反転する。#6ステートから#1ステートになる際には、第1、第2、第7、第8のステータ歯に生じる磁極の極性が反転する。 As shown in FIGS. 5A to 5F, when changing from the # 1 state to the # 2 state, the polarities of the magnetic poles generated in the ninth, tenth, fourth, and third stator teeth are reversed. When changing from the # 2 state to the # 3 state, the polarities of the magnetic poles generated in the fifth, sixth, twelfth and eleventh stator teeth are reversed. When changing from # 3 state to # 4 state, the polarity of the magnetic poles generated in the first, second, seventh and eighth stator teeth is reversed. When changing from the # 4 state to the # 5 state, the polarities of the magnetic poles generated in the ninth, tenth, fourth, and third stator teeth are reversed again. When changing from # 5 state to # 6 state, the polarities of the magnetic poles generated in the fifth, sixth, twelfth and eleventh stator teeth are reversed again. When changing from # 6 state to # 1 state, the polarity of the magnetic poles generated in the first, second, seventh and eighth stator teeth is reversed.
このようなステータ歯の磁極の反転によって、ステータ歯のN極同士で隣接した磁極部分と、S極同士で隣接した部分は、1サイクルの制御で1回転する。これに対して、ロータ18は、制御の1サイクルで2個の永久磁石22分に相当する角度すなわち、約54°回転する。1ステート当たりでは約8.6°となる。
By such reversal of the magnetic poles of the stator teeth, the magnetic pole portions adjacent to each other in the N poles of the stator teeth and the portions adjacent to each other in the S poles are rotated once by one cycle of control. On the other hand, the
図5Aから理解されるように、#1ステートでは、第9のステート歯と第10のステート歯との中間に位置した永久磁石22、および第4のステート歯と第3のステート歯との中間に位置した永久磁石22は、それらのステート歯の磁極から、ロータ18を反時計方向に回転させようとする磁気作用を受けているが、別の永久磁石22が受けているロータ18を時計方向に回転させようとする磁気作用と相殺されている。
そして、#1ステートから#2ステートに進む際に、第9、第10、第4、第3のステータ歯に生じる磁極の極性が反転する。すると、第9のステート歯と第10のステート歯との中間に位置した永久磁石22、第4のステート歯と第3のステート歯との中間に位置した永久磁石22は、ロータ18を時計回りに回転させようとする磁気作用を受けるようになる。
また、#1ステートでは、第2のステータ歯と第3のステート歯との中間に位置した永久磁石22、および第8のステータ歯と第9のステータ歯との中間に位置した永久磁石22は、ロータ18を回転させようとする磁気作用を受けていないが、第9、第10、第4、第3のステータ歯に生じる磁極の極性が反転すると、これらの永久磁石22は、ロータ18を時計回りに回転させようとする磁気作用を受けるようになる。
これらの磁気作用により、ロータ18は#1ステートから#2ステートに進む際に、時計回りに約8.6°回転する。なお、#2ステートから#3ステートに進む際のロータ18の回転、#3ステートから#4ステートに進む際のロータ18の回転、#4ステートから#5ステートに進む際のロータ18の回転、#5ステートから#6ステートに進む際のロータ18の回転、#6ステートから#1ステートに進む際のロータ18の回転も同様である。
LRK巻のモータ本体14では、このように複数の永久磁石22が、ロータ18を回転させようとする磁気作用を同時に受け、高い制御分解能で滑らかに回るため、高い効率で出力が得られる。
As understood from FIG. 5A, in the # 1 state, the
Then, when proceeding from the # 1 state to the # 2 state, the polarities of the magnetic poles generated in the ninth, tenth, fourth, and third stator teeth are reversed. Then, the
In the # 1 state, the
Due to these magnetic actions, the
In the LRK winding motor
ステータ15の隣接したステータ歯とステータ歯との中間には、その中間2つ毎に1つの磁気センサ31が配置されている。すなわち、一例として、第2のステータ歯と第3のステータ歯との中間に第1の磁気センサ31が配置され、第4のステータ歯と第5のステータ歯との中間に第2の磁気センサ31が配置され、第6のステータ歯と第7のステータ歯との中間に第3の磁気センサ31が配置されている。
検出回路32は、磁気センサ31の各々の検出信号を監視して、磁気センサ31が直近の永久磁石22の磁極の極性を判別する。
例えば、磁気センサ31が、N極を検知して「1」を出力する構成とした場合、検出回路32は、第1、第2、第3の磁気センサ31の検出信号として、図5Aの状態では「110」を、図5Bの状態では「111」を、図5Cの状態では「011」を、図5Dの状態では「001」を、図5Eの状態では「000」、図5Fの状態では「100」を出力する。従って、その検知信号から、ステートの各々に対応したロータ位置を識別することが可能である。
制御回路41は、その検出信号に基づき、その時点のロータ位置を算出して、次のステートを選択するので、たとえモータ本体14が停止していても、回転方向に対応した正しいステートを選択することができる。その結果、モータ本体14は、制御に従って滑らかに回転を開始する。
また、任意のステートで、ステートの進行を停止させて制御信号を保持することにより、静止トルクを発生させた状態でモータ本体14の回転を停止させておくこともできる。
また、モータ本体14の1ステート当たりのロータ18の回転角が約8.6°と非常に小さいため、従来の高精度ステッピングモータと同様な高精度の回転制御が可能である。なお、本発明では、モータ本体14が負荷側から駆動されているときも、ロータ18の位置を把握できるので、制動による電力回生も容易に行うことができる。
In the middle of the stator teeth adjacent to each other of the
The
For example, when the
Since the
Further, in any state, by stopping the progress of the state and holding the control signal, the rotation of the motor
Further, since the rotation angle of the
図6は、LRK巻の他例である。
具体的には、第1のリード線によって連続的に、第1のステータ歯に右巻きで巻線し、第1のステータ歯に巻線した第1のリード線を第7のステータ歯に導いて左巻きに巻線し、第2のリード線によって連続的に、第5のステータ歯に右巻きで巻線し、第5のステータ歯に巻線した第2のリード線を第11のステータ歯に導いて左巻に巻線し、第3のリード線によって連続的に、第9のステータ歯に右巻きで巻線し、第9のステータ歯に巻線した第3のリード線を第3のステータ歯に導いて左巻に巻線し、更に、第1のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部と、第11のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部を相互に接続してU端子(第1の制御端子)とし、第5のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部と、第3のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部とを相互に接続してV端子(第2の制御端子)とし、第9のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部と、第7のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部とを相互に接続してW端子(第3の制御端子)とする。
このような巻き方としても、本発明の思想は同様に適用できる。なお、この巻き方では、半数のステータ歯に巻線するので、ステータ歯の間隔が狭い小型のモータ本体14等に好適である。
FIG. 6 shows another example of the LRK winding.
Specifically, the first lead wire is continuously wound around the first stator tooth with a right-hand winding, and the first lead wire wound around the first stator tooth is led to the seventh stator tooth. The left lead is wound, the second lead wire is continuously wound around the fifth stator tooth, and the second lead wire wound around the fifth stator tooth is connected to the eleventh stator tooth. The third lead wire is wound around the ninth stator tooth, and the third lead wire wound around the ninth stator tooth is continuously wound around the third stator wire. To the stator teeth and wound left-handed, and further, the end portion of the first lead wire led out from the first stator teeth and the second lead wire led out from the eleventh stator teeth Are connected to each other to form a U terminal (first control terminal), and the second lead led out from the fifth stator tooth And the end of the third lead wire led out from the third stator tooth are connected to each other to form a V terminal (second control terminal), which is led out from the ninth stator tooth. The end portion of the third lead wire and the end portion of the first lead wire led out from the seventh stator tooth are connected to each other to form a W terminal (third control terminal).
The idea of the present invention can be similarly applied to such a winding method. In this winding method, winding is performed on half of the stator teeth, which is suitable for a
13 モータ装置
14 モータ本体
15 ステータ
18 ロータ
22 永久磁石
24 駆動回路
31 磁気センサ
32 検出回路
41 制御回路
U U端子(第1の制御端子)
V V端子(第2の制御端子)
W W端子(第3の制御端子)
DESCRIPTION OF
V V terminal (second control terminal)
W W terminal (third control terminal)
Claims (5)
前記第1、第2、第3の制御端子に接続した駆動回路と、
前記ロータの位置を検出するセンサを設けた検出回路と、
前記検出回路の検知信号に基づいて、前記駆動回路を通じて、前記第1、第2、第3の制御端子に制御信号を通じさせる制御回路とを備えたモータ装置。 It has a rotor in which 14 permanent magnets are arranged and fixed on the cylindrical surface so that the polarities of the magnetic poles are reversed, and a stator having 12 stator teeth. The stator teeth are continuously wound by LRK winding. A brushless motor body provided with first, second, and third control terminals that are lined and lead to the winding;
A drive circuit connected to the first, second and third control terminals;
A detection circuit provided with a sensor for detecting the position of the rotor;
A motor device comprising: a control circuit that causes the first, second, and third control terminals to pass a control signal through the drive circuit based on a detection signal of the detection circuit.
前記制御回路は、スイッチング3相ドライブ制御を実行するもので、1サイクルが前記ロータの位置に応じた6種類のステートに区分され、各ステートに対して、第1、第2、第3の制御端子に加える電圧の制御パターンが予め決められており、
前記検出回路は、前記6種類のステートの各々に対応するロータ位置毎に全て異なる検知信号を出力することを特徴としたモータ装置。 In claim 1,
The control circuit executes switching three-phase drive control, and one cycle is divided into six types according to the position of the rotor, and the first, second, and third controls are performed for each state. The control pattern of the voltage applied to the terminal is predetermined,
The motor device according to claim 1, wherein the detection circuit outputs different detection signals for each rotor position corresponding to each of the six types of states.
前記検出回路は、前記ロータの円筒面に沿って前記ステータ歯の所定の個数毎に、前記ステータ歯同士の中間位置に配置した、前記永久磁石の磁気を検出する3個の磁気センサを有していることを特徴としたモータ装置。 In claim 1 or 2,
The detection circuit has three magnetic sensors for detecting the magnetism of the permanent magnets arranged at intermediate positions between the stator teeth for each predetermined number of the stator teeth along the cylindrical surface of the rotor. A motor device characterized by that.
前記ステータ歯に施したLRK巻はデルタ巻き線であって、
第1のリード線によって連続的に、第1のステータ歯に右巻きで巻線し、第2のステータ歯に左巻きで巻線し、第2のステータ歯に巻線した第1のリード線を第7のステータ歯に導いて左巻きに巻線し、第8のステータ歯に右巻きに巻線し、
第2のリード線によって連続的に、第5のステータ歯に右巻きで巻線し、第6のステータ歯に左巻で巻線し、第6のステータ歯に巻線した第2のリード線を第11のステータ歯に導いて左巻に巻線し、第12のステータ歯に右巻きに巻線し、
第3のリード線によって連続的に、第9のステータ歯に右巻きで巻線し、第10のステータ歯に左巻で巻線し、第10のステータ歯に巻線した第3のリード線を第3のステータ歯に導いて左巻に巻線し、第4のステータ歯に右巻きに巻線し、更に、
第1のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部と、第12のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部を相互に接続して前記第1の制御端子とし、
第5のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部と、第4のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部とを相互に接続して前記第2の制御端子とし、
第9のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部と、第8のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部とを相互に接続して前記第3の制御端子とした巻き方であることを特徴としたモータ装置。 In any one of Claims 1-3,
The LRK winding applied to the stator teeth is a delta winding,
The first lead wire is continuously wound around the first stator tooth with a right-hand winding, wound around the second stator tooth with a left-hand winding, and the first lead wire wound around the second stator tooth Led to the seventh stator tooth and wound left-handed, wound on the eighth stator tooth and wound right-handed,
The second lead wire is continuously wound around the fifth stator tooth by the second lead wire, and is wound around the sixth stator tooth and wound around the sixth stator tooth. To the eleventh stator teeth and wound left-handed, and the twelfth stator teeth wound right-handed,
The third lead wire is continuously wound by the third lead wire on the ninth stator tooth with the right-hand winding, wound on the tenth stator tooth by the left-hand winding, and wound on the tenth stator tooth. Is led to the third stator tooth and wound left-handed, and the fourth stator tooth is wound right-handed,
An end portion of the first lead wire led out from the first stator tooth and an end portion of the second lead wire lead out from the twelfth stator tooth are connected to each other to form the first control terminal age,
An end portion of the second lead wire led out from the fifth stator tooth and an end portion of the third lead wire lead out from the fourth stator tooth are connected to each other to perform the second control. Terminal,
The third control is performed by mutually connecting the end portion of the third lead wire led out from the ninth stator tooth and the end portion of the first lead wire lead out from the eighth stator tooth. A motor device characterized by being wound as a terminal.
前記LRK巻は、
第1のリード線によって連続的に、第1のステータ歯に右巻きで巻線し、第1のステータ歯に巻線した第1のリード線を第7のステータ歯に導いて左巻きに巻線し、
第2のリード線によって連続的に、第5のステータ歯に右巻きで巻線し、第5のステータ歯に巻線した第2のリード線を第11のステータ歯に導いて左巻に巻線し、
第3のリード線によって連続的に、第9のステータ歯に右巻きで巻線し、第9のステータ歯に巻線した第3リード線を第3のステータ歯に導いて左巻に巻線し、更に、
第1のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部と、第11のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部を相互に接続して前記第1の制御端子とし、
第5のステータ歯から導出されている第2のリード線の端部と、第3のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部とを相互に接続して前記第2の制御端子とし、
第9のステータ歯から導出されている第3のリード線の端部と、第7のステータ歯から導出されている第1のリード線の端部とを相互に接続して前記第3の制御端子とした巻き方であることを特徴としたモータ装置。
In any one of Claims 1-3,
The LRK volume is
The first lead wire is continuously wound around the first stator tooth with a right-hand winding, the first lead wire wound around the first stator tooth is guided to the seventh stator tooth and the left-hand winding is wound. And
The second lead wire is continuously wound around the fifth stator tooth by right-hand winding, and the second lead wire wound around the fifth stator tooth is guided to the eleventh stator tooth and wound left-hand. Line and
The third lead wire is continuously wound around the ninth stator tooth by right-hand winding, and the third lead wire wound around the ninth stator tooth is led to the third stator tooth and wound left-hand. In addition,
An end portion of the first lead wire led out from the first stator tooth and an end portion of the second lead wire led out from the eleventh stator tooth are connected to each other to form the first control terminal age,
An end portion of the second lead wire led out from the fifth stator tooth and an end portion of the third lead wire lead out from the third stator tooth are connected to each other to perform the second control. Terminal,
An end portion of the third lead wire led out from the ninth stator tooth and an end portion of the first lead wire lead out from the seventh stator tooth are connected to each other to perform the third control. A motor device characterized by being wound as a terminal.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09172762A (en) * | 1996-12-27 | 1997-06-30 | Hitachi Ltd | Permanent magnet field type brushless motor |
JPH1198791A (en) * | 1997-09-16 | 1999-04-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Brushless dc motor |
JP2000262029A (en) * | 1999-03-08 | 2000-09-22 | Kokusan Denki Co Ltd | Brushless dc motor |
JP2002078371A (en) * | 2000-08-29 | 2002-03-15 | Asmo Co Ltd | Motor drive circuit |
JP2003264971A (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Tokushu Denso Kk | Brushless motor |
JP2004064850A (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Denso Corp | Brushless motor |
JP2010515410A (en) * | 2006-12-29 | 2010-05-06 | トムス、ミヒャエル | Permanent magnet synchronous machine |
-
2007
- 2007-10-03 JP JP2007259585A patent/JP2009089567A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09172762A (en) * | 1996-12-27 | 1997-06-30 | Hitachi Ltd | Permanent magnet field type brushless motor |
JPH1198791A (en) * | 1997-09-16 | 1999-04-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Brushless dc motor |
JP2000262029A (en) * | 1999-03-08 | 2000-09-22 | Kokusan Denki Co Ltd | Brushless dc motor |
JP2002078371A (en) * | 2000-08-29 | 2002-03-15 | Asmo Co Ltd | Motor drive circuit |
JP2003264971A (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Tokushu Denso Kk | Brushless motor |
JP2004064850A (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Denso Corp | Brushless motor |
JP2010515410A (en) * | 2006-12-29 | 2010-05-06 | トムス、ミヒャエル | Permanent magnet synchronous machine |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6012046414; 'Torquemax The LRK Site [online]' Retrieved from the Internet <URL: http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/index_eng.html> [retrieved 2012-08-28], 200108 * |
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