JP2545797B2 - Brushless motor device - Google Patents

Brushless motor device

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JP2545797B2
JP2545797B2 JP61125413A JP12541386A JP2545797B2 JP 2545797 B2 JP2545797 B2 JP 2545797B2 JP 61125413 A JP61125413 A JP 61125413A JP 12541386 A JP12541386 A JP 12541386A JP 2545797 B2 JP2545797 B2 JP 2545797B2
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pulse signal
generating means
signal generating
drive
rotor magnet
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敏哉 韓
正人 田中
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、2相ブラシレスモータ装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a two-phase brushless motor device.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

この発明は、回転子マグネットの回転時に、第1及び
第2の固定子コイルに誘起される誘起電圧から、位置検
出素子の出力信号と同様のパルス信号を形成することに
より、位置検出素子を設けずに、2相両方向の通電を行
うものである。
The present invention provides a position detecting element by forming a pulse signal similar to the output signal of the position detecting element from the induced voltage induced in the first and second stator coils when the rotor magnet rotates. Instead, two-phase bidirectional energization is performed.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の2相両方向通電方式のブラシレスモータでは、
回転子マグネットの位置検出用に2個のホール素子が90
゜(電気角)の位相差でもって配設され、このホール素
子の出力信号から形成された所定のタイミングに基づい
て駆動電流を制御していた。しかしながら、ホール素子
を設けることは、部品コストの上昇,配線数の増加,取
り付け位置の調整の繁雑さの要因となる。また、ホール
素子の取り付けスペースの必要性は、ブラシレスモータ
の小型化を阻害していた。
In the conventional two-phase bidirectional energization type brushless motor,
Two Hall elements are used to detect the rotor magnet position.
They are arranged with a phase difference of ° (electrical angle), and the drive current is controlled based on a predetermined timing formed from the output signal of this Hall element. However, the provision of the Hall element causes an increase in component cost, an increase in the number of wirings, and complicated adjustment of the mounting position. Further, the need for a space for mounting the hall element has hindered the miniaturization of the brushless motor.

そこで、例えば特開昭56−33953号公報及び特開昭58
−172994号公報に示されるように、位置検出素子が不要
なブラシレスモータが提案されている。これらの先行技
術では、回転子マグネットにより固定子コイルに誘起さ
れる3相の誘起電圧のレベル関係から通電の切り替え
(相切り替え)のタイミングを規定している。つまり、
駆動電流により生じる電圧の影響がない誘起電圧を用い
る必要があるため、或る一つの相の通電区間のタイミン
グの制御は、通電されていない他の二つの相の固定子コ
イルの誘起電圧のレベル関係が所定のレベル関係になる
ことに基づいてなされる。
Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 56-33953 and 58
As shown in Japanese Patent No. 172994, a brushless motor that does not require a position detection element has been proposed. In these prior arts, the timing of energization switching (phase switching) is defined based on the level relationship of the three-phase induced voltages induced in the stator coil by the rotor magnet. That is,
Since it is necessary to use the induced voltage that is not affected by the voltage generated by the drive current, the timing control of the current-carrying section of one phase is performed by controlling the level of the induced voltage of the stator coils of the other two phases that are not energized. It is based on the relationship becoming a predetermined level relationship.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

先行技術に示されるブラシレスモータは、誘起電圧の
相互のレベル関係を検出するために、各固定子コイルに
一つの方向にのみ駆動電流を供給する片方向通電方式で
あった。従って、両方向通電方式に比してコイルの利用
効率が悪く、小型で高出力のブラシレスモータを実現す
るのが困難であった。
The brushless motor shown in the prior art is a one-way energization system that supplies a driving current to each stator coil in only one direction in order to detect a mutual level relationship of induced voltages. Therefore, the utilization efficiency of the coil is lower than that of the bidirectional energization method, and it is difficult to realize a compact and high-power brushless motor.

従って、この発明の目的は、位置検出素子を必要とせ
ず、また、両方向通電方式のブラシレスモータ装置を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a bidirectional energization type brushless motor device which does not require a position detecting element.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は、電気角で90度の位相差をもって配された
第1及び第2の固定子コイルLa,Lbと第1及び第2の固
定子コイルLa,Lbに対して所定のギャップを介して配さ
れた回転子マグネット23とを有するブラシレスモータ
と、回転子マグネット23の回転時に回転子マグネット23
によって第1及び第2の固定子コイルLa,Lbに各々回転
子マグネット23の回転位相と対応する位相を有する誘起
された誘起電圧Ea,Ebのゼロクロス点と各々対応するエ
ッジを有する第1及び第2のパルス信号Pa,Pbを生成す
る第1のパルス信号生成手段と、第1のパルス信号生成
手段から出力された第1及び第2のパルス信号Pa,Pbに
対して各々電気角で略45度遅延した第3及び第4のパル
ス信号Ha,Hbを生成する第2のパルス信号生成手段と、
第2のパルス信号生成手段からの第3及び第4のパルス
信号Ha,Hbに基づいて、第1及び第2の固定子コイルLa,
Lbに各々誘起された誘起電圧のゼロクロス点の夫々を中
心とする電気角で略90度の範囲以外の期間で第1及び第
2の固定子コイルLa,Lbに各々駆動電流が通電されるよ
うな駆動パルス信号P1〜P8を形成する駆動パルス信号発
生手段と、駆動パルス信号発生手段からの駆動パルス信
号P1〜P8によりスイッチング制御され、第1及び第2の
固定子コイルLa,Lbに駆動電流を両方向通電するスイッ
チング回路1と、ブラシレスモータの起動時に第2のパ
ルス信号生成手段に起動パルス信号を供給する起動パル
ス信号発生手段とを備えたことを特徴とするブラシレス
モータ装置である。
According to the present invention, the first and second stator coils La and Lb and the first and second stator coils La and Lb, which are arranged with a phase difference of 90 degrees in electrical angle, are provided with a predetermined gap. A brushless motor having a rotor magnet 23 disposed therein, and the rotor magnet 23 when the rotor magnet 23 rotates.
According to the first and second stator coils La and Lb, the zero cross points of the induced induced voltages Ea and Eb having the phases corresponding to the rotation phase of the rotor magnet 23 and the corresponding edges to the zero cross points are respectively generated. The first pulse signal generating means for generating the two pulse signals Pa, Pb and the first and second pulse signals Pa, Pb output from the first pulse signal generating means are each approximately 45 in electrical angle. Second pulse signal generating means for generating third and fourth pulse signals Ha and Hb delayed by a degree,
Based on the third and fourth pulse signals Ha, Hb from the second pulse signal generating means, the first and second stator coils La,
Drive currents are applied to the first and second stator coils La and Lb in periods other than the range of about 90 degrees in electrical angle centered on the zero-cross points of the induced voltages induced in Lb. Drive pulse signals P1 to P8 for forming different drive pulse signals and switching control is performed by the drive pulse signals P1 to P8 from the drive pulse signal generation means, and drive currents are supplied to the first and second stator coils La and Lb. A brushless motor device comprising: a switching circuit 1 for energizing both directions in both directions; and a start pulse signal generating means for supplying a start pulse signal to a second pulse signal generating means when the brushless motor is started.

〔作用〕[Action]

駆動電流が供給されていない期間で誘起電圧のゼロク
ロス点が検出される。この検出されたゼロクロス点にエ
ッジを持つパルス信号Pa,PbをDフリップフロップ3,4に
おいて、45゜遅延させることにより、位置検出素子の出
力信号と等価なパルス信号Ha,Hbが形成され、このパル
ス信号Ha,Hbに基づいてスイッチングトランジスタが駆
動され、両方向通電がなされる。誘起電圧のゼロクロス
点を検出してスイッチング駆動のタイミングが規定され
る。誘起電圧のゼロクロス点の付近では、固定子コイル
に駆動電流が流れず、1個の固定子コイルの誘起電圧か
ら正確にタイミングの検出がなされる。また、起動時に
は、回転子マグネット23が静止しているので、誘起電圧
が発生しない。従って、起動パルスによって、強制的に
駆動電流が発生される。
The zero-cross point of the induced voltage is detected during the period when the drive current is not supplied. By delaying the detected pulse signals Pa and Pb having an edge at the zero-cross point by 45 degrees in the D flip-flops 3 and 4, pulse signals Ha and Hb equivalent to the output signal of the position detection element are formed. The switching transistor is driven based on the pulse signals Ha and Hb, and bidirectional energization is performed. The timing of switching drive is defined by detecting the zero-cross point of the induced voltage. In the vicinity of the zero cross point of the induced voltage, the drive current does not flow in the stator coil, and the timing is accurately detected from the induced voltage of one stator coil. Further, since the rotor magnet 23 is stationary at the time of startup, no induced voltage is generated. Therefore, the drive current is forcibly generated by the start pulse.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第1図においてLa,Lbは、電気角で90゜の位相
差を持つように配置された固定子コイルを示す。この発
明を適用できる平面対向型のブラシレスモータの一例に
ついて第4図〜第7図を参照して説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, La and Lb represent stator coils arranged so as to have a phase difference of 90 ° in electrical angle. An example of a flat-opposed brushless motor to which the present invention can be applied will be described with reference to FIGS. 4 to 7.

第4図において、21が回転軸を示し、この回転軸21と
一体に回転する回転子ヨーク22、回転子マグネット23及
びバックヨーク24が設けられている。回転子マグネット
23は、第5図に示すように、8極着磁されたものであ
る。25及び26は、軸受けを示し、27は、軸受け及び固定
子を配置するためのスリーブを示す。スリーブ27にビス
28,29により固定子コイルLa,Lbが取りつけられる。固定
子コイルLa,Lbは、積層されたもので、例えば固定子コ
イルLaは、第6図に示す構成を有している。
In FIG. 4, reference numeral 21 denotes a rotary shaft, and a rotor yoke 22, a rotor magnet 23, and a back yoke 24 that rotate together with the rotary shaft 21 are provided. Rotor magnet
As shown in FIG. 5, 23 is magnetized with 8 poles. Reference numerals 25 and 26 denote bearings, and 27 denotes a sleeve for disposing the bearing and the stator. Screw on sleeve 27
The stator coils La and Lb are attached by 28 and 29. The stator coils La and Lb are laminated and, for example, the stator coil La has the configuration shown in FIG.

固定子コイルLaは、機械角で45゜宛の分布を有するよ
うに形成された8個のコイルLa1〜La8からなる。これら
のコイルLa1〜La8は、半径方向の辺が夫々隣合うコイル
と通電方向が同じとなるように巻回方向が揃えられてい
るので、トルク発生の辺が合成されて8辺ある。他方の
固定子コイルLbは、図示せずも固定子コイルLaと同様の
構成とされ、固定子コイルLaの下側に配置されている。
但し、固定子コイルLaとLbとの間では、電気角で90゜
(機械角で22.5゜)の位相差が設けられる。従来のブラ
シレスモータでは、第6図において、2点鎖線で示す位
置検出素子30a,30bが必要とされていた。
The stator coil La is composed of eight coils La1 to La8 formed so as to have a distribution of 45 ° in mechanical angle. Since the winding directions of these coils La1 to La8 are aligned so that the energization directions are the same as those of the adjacent coils in the radial direction, the sides for torque generation are combined to form eight sides. The other stator coil Lb has the same structure as the stator coil La (not shown), and is arranged below the stator coil La.
However, a phase difference of 90 ° in electrical angle (22.5 ° in mechanical angle) is provided between the stator coils La and Lb. In the conventional brushless motor, the position detection elements 30a and 30b shown by the two-dot chain line in FIG. 6 are required.

固定子コイルは、第6図に示す構成以外に、第7図A
に示すように、コイルLa1,La2からなる固定子コイルLa
とコイルLb1,Lb2からなる固定子コイルLbとが同一平面
内に配される構成でも良い。また、この発明では、8極
着磁に限らず、6極着磁の回転子マグネットを使用して
も良い。この6極着磁の時には、第7図Bに示すよう
に、機械角で120゜の分布を夫々有するコイルLa1,La2,L
b1,Lb2からなる固定子コイルが使用される。更に、この
発明は、平面対向型に限らず円筒対向型のブラシレスモ
ータに対しても適用することができる。
The stator coil has a structure shown in FIG.
As shown in, the stator coil La consisting of coils La1 and La2
The stator coil Lb including the coils Lb1 and Lb2 may be arranged in the same plane. Further, in the present invention, the rotor magnet is not limited to the 8-pole magnetized but may be the 6-pole magnetized rotor magnet. At the time of this 6-pole magnetization, as shown in FIG. 7B, the coils La1, La2, L each having a distribution of 120 ° in mechanical angle are provided.
A stator coil composed of b1 and Lb2 is used. Further, the present invention can be applied not only to the plane facing type but also to the cylinder facing type brushless motor.

上述のブラシレスモータの固定子コイルLa,Lbが第1
図に示すように、スイッチング回路1に接続される。ス
イッチング回路1は、後述のように、スイッチングトラ
ンジスタにより構成され、駆動パルス発生ロジック2か
らの駆動パルスP1〜P8によってスイッチングトランジス
タのオン/オフが制御される。また、スイッチング回路
1には、レベルコンパレータが設けられ、レベルコンパ
レータにより、固定子コイルLa,Lbに夫々誘起された誘
起電圧Ea,Ebと共通電位とのレベルが比較され、誘起電
圧が共通電位のレベルより大きくなる時に、‘H'(ハイ
レベル)となり逆のレベル関係の時に‘L'(ローレベ
ル)となるパルス信号Pa,Pbがスイッチング回路1から
発生する。
The stator coils La and Lb of the above brushless motor are first
As shown in the figure, it is connected to the switching circuit 1. As will be described later, the switching circuit 1 is composed of switching transistors, and ON / OFF of the switching transistors is controlled by drive pulses P1 to P8 from the drive pulse generation logic 2. Further, the switching circuit 1 is provided with a level comparator, and the level comparator compares the levels of the induced voltages Ea and Eb induced in the stator coils La and Lb with the common potential, and the induced voltage is equal to the common potential. The switching circuit 1 generates pulse signals Pa and Pb which become “H” (high level) when the level is higher than the level and “L” (low level) when the levels are opposite.

スイッチング回路1からのパルス信号Pa,PbがDフリ
ップフロップ3,4に夫々のデータ入力として供給される
と共に、EX−ORゲート(排他的論理和ゲート)5に供給
される。EX−ORゲート5の出力信号がモノマルチ6に供
給され、モノマルチ6の否定側の出力信号がDフリップ
フロップ3,4のクロック入力として供給される。モノマ
ルチ6の出力端子には、EX−ORゲート5の出力信号の立
ち上がりエッジからTの期間‘L'となり、デューティ比
50%のパルス信号が得られる。この時間Tは、定常回転
時の45゜(電気角)の期間と等しく設定されている。
The pulse signals Pa and Pb from the switching circuit 1 are supplied to the D flip-flops 3 and 4 as respective data inputs, and are also supplied to the EX-OR gate (exclusive OR gate) 5. The output signal of the EX-OR gate 5 is supplied to the mono-multi 6, and the output signal on the negation side of the mono-multi 6 is supplied as a clock input to the D flip-flops 3 and 4. At the output terminal of the mono-multi 6, the period is'L 'from the rising edge of the output signal of the EX-OR gate 5 to T,
50% pulse signal is obtained. This time T is set equal to the period of 45 ° (electrical angle) during steady rotation.

Dフリップフロップ3及び4の夫々のセット端子及び
リセット端子には、起動パルス発生回路7からの起動パ
ルスが供給される。モータの起動時に、即ち、スタート
時から所定時間(例えば0.1sec)の間、Dフリップフロ
ップ3,4のセット端子及びリセット端子に起動パルス発
生回路7からの起動パルスが供給される。Dフリップフ
ロップ3,4は、セット端子に起動パルスが供給される
と、出力信号がハイレベルとなり、リセット端子に起動
パルスが供給されると、出力信号がローレベルとなる。
起動パルス発生回路7は、論理回路又はマイクロプロセ
ッサにより構成される。
The activation pulse from the activation pulse generation circuit 7 is supplied to the set terminal and the reset terminal of each of the D flip-flops 3 and 4. The starting pulse from the starting pulse generating circuit 7 is supplied to the set terminals and the reset terminals of the D flip-flops 3 and 4 when the motor is started, that is, for a predetermined time (for example, 0.1 sec) from the start. The output signals of the D flip-flops 3 and 4 become high level when a start pulse is supplied to the set terminals, and the output signals become low level when a start pulse is supplied to the reset terminals.
The activation pulse generation circuit 7 is composed of a logic circuit or a microprocessor.

Dフリップフロップ3,4において、パルス信号Pa,Pbが
夫々Tの時間遅延され、パルス信号Ha,HbがDフリップ
フロップ3及び4から出力される。このパルス信号Ha及
びHaが駆動パルス発生ロジック2に供給される。駆動パ
ルス発生ロジック2では、パルス信号Ha,Hbに同期した
駆動パルスP1〜P8が形成される。
In the D flip-flops 3 and 4, the pulse signals Pa and Pb are delayed by the time T, respectively, and the pulse signals Ha and Hb are output from the D flip-flops 3 and 4. The pulse signals Ha and Ha are supplied to the drive pulse generation logic 2. In the drive pulse generation logic 2, drive pulses P1 to P8 synchronized with the pulse signals Ha and Hb are formed.

第2図は、スイッチング回路1の一例を示す。スイッ
チング回路1には、PNPトランジスタとNPNトランジスタ
の対が4個設けられている。PNPトランジスタ11,13,15,
17のエミッタが正の直流電圧が供給される電源端子10に
接続され、NPNトランジスタ12,14,16,18のエミッタが接
地される。PNPトランジスタ11,13,15,17のベースに駆動
パルスP1,P3,P5,P7が夫々供給され、NPNトランジスタ1
2,14,16,18のベースに駆動パルスP2,P4,P6,P8が夫々供
給される。
FIG. 2 shows an example of the switching circuit 1. The switching circuit 1 is provided with four pairs of PNP transistors and NPN transistors. PNP transistor 11,13,15,
The emitter of 17 is connected to a power supply terminal 10 to which a positive DC voltage is supplied, and the emitters of NPN transistors 12, 14, 16 and 18 are grounded. Drive pulses P1, P3, P5, and P7 are supplied to the bases of PNP transistors 11, 13, 15, and 17, respectively, and NPN transistor 1
Drive pulses P2, P4, P6, and P8 are supplied to the bases of 2, 14, 16, and 18, respectively.

PNPトランジスタ11のコレクタ及びNPNトランジスタ12
のコレクタが共通接続され、共通接続点が固定子コイル
Laの一端と接続される。PNPトランジスタ13のコレクタ
及びNPNトランジスタ14のコレクタが共通接続され、共
通接続点が固定子コイルLaの他端と接続される。PNPト
ランジスタ15のコレクタ及びNPNトランジスタ16のコレ
クタが共通接続され、共通接続点が固定子コイルLbの一
端と接続される。PNPトランジスタ17のコレクタ及びNPN
トランジスタ18のコレクタが共通接続され、共通接続点
が固定子コイルLbの他端と接続される。
Collector of PNP transistor 11 and NPN transistor 12
Collectors are commonly connected and the common connection point is the stator coil
Connected to one end of La. The collector of the PNP transistor 13 and the collector of the NPN transistor 14 are commonly connected, and the common connection point is connected to the other end of the stator coil La. The collector of the PNP transistor 15 and the collector of the NPN transistor 16 are commonly connected, and the common connection point is connected to one end of the stator coil Lb. PNP transistor 17 collector and NPN
The collectors of the transistors 18 are commonly connected, and the common connection point is connected to the other end of the stator coil Lb.

駆動パルスP1,P3,P5,P7が夫々‘L'の期間でPNPトラン
ジスタ11,13,15,17がONし、駆動パルスP2,P4,P6,P8が夫
々‘H'の期間でNPNトランジスタ12,14,16,18がONする。
このスイッチングトランジスタのON/OFF状態によって、
固定子コイルLa,Laに流れる駆動電流の電流路が規定さ
れる。
PNP transistors 11, 13, 15, 17 are turned on while drive pulses P1, P3, P5, P7 are each'L ', and NPN transistor 12 while drive pulses P2, P4, P6, P8 are each'H'. , 14,16,18 turns on.
Depending on the ON / OFF state of this switching transistor,
The current path of the drive current flowing through the stator coils La, La is defined.

また、固定子コイルLaの両端がレベルコンパレータ19
の入力端子に接続され、固定子コイルLbの両端がレベル
コンパレータ20の入力端子に接続される。レベルコンパ
レータ19からパルス信号Paが得られ、レベルコンパレー
タ20からパルス信号Pbが得られる。
In addition, both ends of the stator coil La are level comparators 19
, And both ends of the stator coil Lb are connected to the input terminal of the level comparator 20. A pulse signal Pa is obtained from the level comparator 19, and a pulse signal Pb is obtained from the level comparator 20.

第3図は、この発明の一実施例の各部波形を示す。第
3図Aは、回転子マグネットが定常回転速度の時に、固
定子コイルLa,Lbに夫々誘起される誘起電圧波形を示
す。この誘起電圧波形は、正弦波着磁がされた回転子マ
グネット23によって誘起されるもので、駆動電流により
発生する電圧成分を含まない。第3図Aにおいて、実線
波形が固定子コイルLaに誘起された誘起電圧Eaの波形を
示し、破線波形が固定子コイルLbに誘起された誘起電圧
Ebの波形を示す。これらの誘起電圧Ea,Ebは、回転子マ
グネット23の回転位相と対応する位相を有し、また、互
いに90゜の位相差を持っている。
FIG. 3 shows the waveform of each part of one embodiment of the present invention. FIG. 3A shows induced voltage waveforms induced in the stator coils La and Lb, respectively, when the rotor magnet has a steady rotation speed. This induced voltage waveform is induced by the sine-wave magnetized rotor magnet 23 and does not include the voltage component generated by the drive current. In FIG. 3A, the solid line waveform shows the waveform of the induced voltage Ea induced in the stator coil La, and the broken line waveform the induced voltage in the stator coil Lb.
The waveform of Eb is shown. These induced voltages Ea and Eb have a phase corresponding to the rotation phase of the rotor magnet 23 and have a phase difference of 90 ° with each other.

レベルコンパレータ19,20から誘起電圧Ea,Ebの夫々の
ゼロクロス点と一致するエッジを持つパルス信号Pa,Pb
(第3図B)が得られる。このパルス信号Pa,PbがEX−O
Rゲート5に供給され、EX−ORゲート5により第3図C
に示すパルス信号が形成される。このパルス信号は、90
゜毎にレベルが反転する。このパルス信号によってモノ
マルチ6がトリガーされ、第3図Dに示すように、45゜
と対応する期間T毎にレベルが反転するパルス信号がモ
ノマルチ6の否定出力端子が得られる。
From the level comparators 19 and 20, pulse signals Pa and Pb having edges that coincide with the zero-cross points of the induced voltages Ea and Eb, respectively.
(FIG. 3B) is obtained. These pulse signals Pa and Pb are EX-O
It is supplied to the R gate 5 and is supplied by the EX-OR gate 5 to FIG. 3C.
The pulse signal shown in is formed. This pulse signal is 90
The level reverses every °. The mono-multi 6 is triggered by this pulse signal, and as shown in FIG. 3D, a pulse signal whose level is inverted every period T corresponding to 45 ° is obtained at the negative output terminal of the mono-multi 6.

モノマルチ6の出力パルス信号により、Dフリップフ
ロップ3,4において、パルス信号Pa,Pbが夫々Tの時間遅
延され、第3図Eに示すパルス信号Ha,Hbが形成され
る。このパルス信号Ha,Hbが駆動パルス発生ロジック2
に供給され、駆動パルスP1〜P8が駆動パルス発生ロジッ
ク2から得られる。
In the D flip-flops 3 and 4, the pulse signals Pa and Pb are delayed by the time T by the output pulse signal of the monomulti 6, respectively, and the pulse signals Ha and Hb shown in FIG. 3E are formed. These pulse signals Ha and Hb are drive pulse generation logic 2
Drive pulses P1 to P8 are obtained from the drive pulse generation logic 2.

第3図Fは、駆動パルスP1〜P8を示す。誘起電圧Eaが
正方向に大レベルの期間で、駆動パルスP1及びP4により
トランジスタ11及び14がオンし、固定子コイルLaに電流
が流れる。次に、誘起電圧Ebが正方向に大レベルの期間
で駆動パルスP5及びP8によりトランジスタ15及び18がオ
ンし、固定子コイルLbに電流が流れる。次に、誘起電圧
Eaが負方向に大レベルの期間で、駆動パルスP2及びP3に
よりトランジスタ12及び13がオンし、固定子コイルLaに
電流が流れる。次に、誘起電圧Ebが負方向に大レベルの
期間で駆動パルスP6及びP7によりトランジスタ16及び17
がオンし、固定子コイルLbに電流が流れる。このように
して、固定子コイルに順次駆動電流が流れ、両方向通電
が行われる。第3図Aに示す誘起電圧Ea,Ebの夫々のゼ
ロクロス点を中心とする(±90゜)の範囲は、対応する
固定子コイルに駆動電流が流れない期間である。従っ
て、ゼロクロス点から回転子マグネット23の回転位相を
正確に検出することができる。また、Dフリップフロッ
プ3,4から夫々得られるパルス信号Ha,Hbは、従来のブラ
シレスモータにおける位置検出のためのホール素子の出
力信号と等価な信号である。
FIG. 3F shows drive pulses P1 to P8. The drive pulses P1 and P4 turn on the transistors 11 and 14 while the induced voltage Ea is at a high level in the positive direction, and a current flows through the stator coil La. Next, the drive pulses P5 and P8 turn on the transistors 15 and 18 while the induced voltage Eb is at a high level in the positive direction, and a current flows through the stator coil Lb. Next, the induced voltage
During a period in which Ea is at a high level in the negative direction, the drive pulses P2 and P3 turn on the transistors 12 and 13, and a current flows through the stator coil La. Next, in the period in which the induced voltage Eb is in the negative direction at a high level, the drive pulses P6 and P7 drive the transistors 16 and 17
Turns on, and a current flows through the stator coil Lb. In this way, a drive current sequentially flows through the stator coil, and bidirectional energization is performed. The range (± 90 °) around the respective zero-cross points of the induced voltages Ea and Eb shown in FIG. 3A is a period in which the drive current does not flow through the corresponding stator coil. Therefore, the rotational phase of the rotor magnet 23 can be accurately detected from the zero cross point. Further, the pulse signals Ha and Hb respectively obtained from the D flip-flops 3 and 4 are signals equivalent to the output signal of the Hall element for position detection in the conventional brushless motor.

また、回転子マグネット23が静止している時には、誘
起電圧Ea,Ebが発生しないので、起動時には、所定時
間、パルス信号Ha,Hbと同様の二相のパルス信号を形成
するための起動パルスが起動パルス発生回路7から発生
する。この起動パルスによって、回転子マグネット23が
所定の回転位相に強制的に引き込まれ、回転方向が所定
のものとされる。
Further, since the induced voltage Ea, Eb is not generated when the rotor magnet 23 is stationary, at the time of starting, a starting pulse for forming a two-phase pulse signal similar to the pulse signals Ha, Hb for a predetermined time. It is generated from the start pulse generation circuit 7. By this start-up pulse, the rotor magnet 23 is forcibly pulled into a predetermined rotation phase, and the rotation direction is set to a predetermined direction.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明に依れば、磁気的或いは光学的な位置検出素
子を設けずに、駆動信号を形成することができる。従っ
て、位置検出素子を設けるために生じる種々問題点(部
品コストの上昇,配線数の増加,取り付け位置の調整が
繁雑なこと,位置検出素子の取り付けスペースの確保)
が解決できる。また、この発明は、両方向通電方式であ
るため、この発明によれば、小型で高出力のブラシレス
モータが実現される。さらに、この発明によれば、誘起
電圧のゼロクロス付近では駆動電流が流れないので、回
転子マグネットの位置を正確に検出できる効果がある。
According to the present invention, the drive signal can be formed without providing a magnetic or optical position detecting element. Therefore, various problems caused by providing the position detection element (increased cost of parts, increased number of wires, complicated adjustment of mounting position, securing mounting space for position detection element)
Can be solved. Further, since the present invention is a bidirectional energization system, a small size and high output brushless motor is realized according to the present invention. Further, according to the present invention, since the drive current does not flow near the zero cross of the induced voltage, there is an effect that the position of the rotor magnet can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図はこ
の発明の一実施例におけるスイッチング回路の一例の接
続図、第3図はこの発明の一実施例の動作説明に用いる
各部波形図、第4図はこの発明を適用できるブラシレス
モータの一例の断面図、第5図は回転子マグネットの一
例の平面図、第6図及び第7図は夫々回定子コイルの説
明に用いる平面図である。 図面における主要な符号の説明 La,Lb:固定子コイル、1:スイッチング回路、2:駆動パル
ス発生ロジック、3,4:Dフリップフロップ、6:モノマル
チ、7:起動パルス発生回路、23:回転子マグネット、19,
20:レベルコンパレータ、。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a connection diagram of an example of a switching circuit in the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a waveform of each part used for explaining the operation of the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of a brushless motor to which the present invention can be applied, FIG. 5 is a plan view of an example of a rotor magnet, and FIGS. 6 and 7 are plan views used to explain a rotating determinator coil, respectively. Is. Description of main symbols in the drawings La, Lb: Stator coil, 1: Switching circuit, 2: Drive pulse generation logic, 3,4: D flip-flop, 6: Monomulti, 7: Start pulse generation circuit, 23: Rotation Child magnet, 19,
20: Level comparator ,.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電気角で90度の位相差をもって配された第
1及び第2の固定子コイルと上記第1及び第2のコイル
に対して所定のギャップを介して配された回転子マグネ
ットとを有するブラシレスモータと、 上記回転子マグネットの回転時に上記回転子マグネット
によって上記第1及び第2の固定子コイルに各々上記回
転子マグネットの回転位相と対応する位相を有する誘起
された誘起電圧のゼロクロス点と各々対応するエッジを
有する第1及び第2のパルス信号を生成する第1のパル
ス信号生成手段と、 上記第1のパルス信号生成手段から出力された第1及び
第2のパルス信号に対して各々電気角で略45度遅延した
第3及び第4のパルス信号を生成する第2のパルス信号
生成手段と、 上記第2のパルス信号生成手段からの第3及び第4のパ
ルス信号に基づいて、上記第1及び第2の固定子コイル
に各々誘起された誘起電圧のゼロクロス点の夫々を中心
とする電気角で略90度の範囲以外の期間で上記第1及び
第2の固定子コイルに各々駆動電流が通電されるような
駆動パルス信号を形成する駆動パルス信号発生手段と、 上記駆動パルス信号発生手段からの駆動パルス信号によ
りスイッチング制御され、上記第1及び第2の固定子コ
イルに駆動電流を両方向通電するスイッチング回路と、 上記ブラシレスモータの起動時に上記第2のパルス信号
生成手段に起動パルス信号を供給する起動パルス信号発
生手段と を備えたことを特徴とするブラシレスモータ装置。
1. A first and a second stator coil arranged with a phase difference of 90 degrees in electrical angle and a rotor magnet arranged with a predetermined gap between the first and the second coil. A brushless motor having: and a generated induced voltage having a phase corresponding to the rotation phase of the rotor magnet to each of the first and second stator coils by the rotor magnet when the rotor magnet rotates. First pulse signal generating means for generating first and second pulse signals each having an edge corresponding to a zero-cross point, and first and second pulse signals output from the first pulse signal generating means. On the other hand, second pulse signal generating means for generating third and fourth pulse signals respectively delayed by an electrical angle of about 45 degrees, and third and fourth pulse signals from the second pulse signal generating means. The first and second electric coils around the zero-crossing points of the induced voltages respectively induced in the first and second stator coils based on the signal Drive pulse signal generating means for forming a drive pulse signal for supplying a drive current to each of the stator coils, and switching control by the drive pulse signal from the drive pulse signal generating means. A brushless circuit comprising: a switching circuit for supplying a drive current to the stator coil in both directions; and a start pulse signal generating means for supplying a start pulse signal to the second pulse signal generating means when the brushless motor is started. Motor device.
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