JP2741214B2 - ブラシレスｄ．ｃモータ - Google Patents
ブラシレスｄ．ｃモータInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/04—Arrangements for controlling or regulating the speed or torque of more than one motor
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 この発明はブラシレスDCモータに関し、より詳細には
モータの軸角がモータのデイジタル駆動を可能にする制
御信号を発生する整流信号発生器を備えたブラシレスDC
モータに関する。
モータの軸角がモータのデイジタル駆動を可能にする制
御信号を発生する整流信号発生器を備えたブラシレスDC
モータに関する。
（ロ） 従来の技術 ブラシレスDCモータにおける整流信号発生器は、通
常、軸角に依存する信号を供給するホール効果センサを
利用する。１つ以上の回転子磁石はホールセンサをトリ
ガするが、このホールセンサは適切な回路に接続される
場合、整流装置の切換素子のための制御信号を発生す
る。ホール効果発生器は高速で、信頼でき、そして非常
に低価値である。米国特許第4,283,664号で開示されて
いる回路は、電気角90度離れて変位された２つのホール
効果センサに電気角90度ごとに切換信号を発生させる。
常、軸角に依存する信号を供給するホール効果センサを
利用する。１つ以上の回転子磁石はホールセンサをトリ
ガするが、このホールセンサは適切な回路に接続される
場合、整流装置の切換素子のための制御信号を発生す
る。ホール効果発生器は高速で、信頼でき、そして非常
に低価値である。米国特許第4,283,664号で開示されて
いる回路は、電気角90度離れて変位された２つのホール
効果センサに電気角90度ごとに切換信号を発生させる。
さらに、３相ステツパモータにそれぞれ360度の電気
角内でステツプを発生する12トルクを達成させる固定子
コイル配線を利用することも周知である。米国特許第3,
621,358号で開示されるそのような配線回路は、電気角3
60度ごとに12ステツプを有するステツパモータを生成す
るシフトレジスタおよび論理ゲートに接続したクロツク
パルス発生器によつて駆動される。
角内でステツプを発生する12トルクを達成させる固定子
コイル配線を利用することも周知である。米国特許第3,
621,358号で開示されるそのような配線回路は、電気角3
60度ごとに12ステツプを有するステツパモータを生成す
るシフトレジスタおよび論理ゲートに接続したクロツク
パルス発生器によつて駆動される。
ブラシレスDCモータにおける現在の技術での問題に
は、整流時における固有のトルク減少、摩擦、および磁
気コギングが含まれるが、これらは共に作用して「トル
ク リプル」と称される。最も一般的には、３相、ブラ
シレスDCモータは電気角360度あたり６つの整流点だけ
を利用しており、そしてホールセンサのような３つの信
号供給装置によつて駆動される。
は、整流時における固有のトルク減少、摩擦、および磁
気コギングが含まれるが、これらは共に作用して「トル
ク リプル」と称される。最も一般的には、３相、ブラ
シレスDCモータは電気角360度あたり６つの整流点だけ
を利用しており、そしてホールセンサのような３つの信
号供給装置によつて駆動される。
トルク リプル問題に対する１つの解決法は正弦波電
流駆動装置を利用することであつた。しかし、これらは
非常に高価であり、そして多量の付随する電子回路を伴
なうモーター構造の中に高精度軸角検出器を物理的に組
込む必要がある。同様な性能がここに開示する12ステツ
プ整流装置によつて、僅かの費用で達成することができ
る。
流駆動装置を利用することであつた。しかし、これらは
非常に高価であり、そして多量の付随する電子回路を伴
なうモーター構造の中に高精度軸角検出器を物理的に組
込む必要がある。同様な性能がここに開示する12ステツ
プ整流装置によつて、僅かの費用で達成することができ
る。
（ハ） 発明の構成と作用 本装置は上述のトルクリプル問題を経済的に克服する
新規な改良された整流装置である。本発明は既知の12ス
テツプ配線およびコイル励磁を、信頼できるしかも低価
格の整流切換え方法と結び付けようとするものである。
ここでなお述べるように、構造上のレイアウトおよび関
連する回路は、低価格エレクトロニクス回路を使用する
こと、および６ホール効果センサの信号をデコードする
プログラミングによつて、３相のブラシレスモータにお
ける12ステツプコイル励磁装置のための適切な整流を行
なうことができるようにする。この整流装置の利点は、
整流サイクル中、トルクベクトルの数を増加することに
よつて、２つの磁界が直角位相になつている場合に発生
するピークトルク値からのトルク変動の量を低減すると
いうことである。６ステツプ整流装置において、トルク
変動はピークトルクの0.866倍の最小値に下がる。12ス
テツプ整流装置においては、トルク変動はピークトルク
の0.966倍に下がるだけである。
新規な改良された整流装置である。本発明は既知の12ス
テツプ配線およびコイル励磁を、信頼できるしかも低価
格の整流切換え方法と結び付けようとするものである。
ここでなお述べるように、構造上のレイアウトおよび関
連する回路は、低価格エレクトロニクス回路を使用する
こと、および６ホール効果センサの信号をデコードする
プログラミングによつて、３相のブラシレスモータにお
ける12ステツプコイル励磁装置のための適切な整流を行
なうことができるようにする。この整流装置の利点は、
整流サイクル中、トルクベクトルの数を増加することに
よつて、２つの磁界が直角位相になつている場合に発生
するピークトルク値からのトルク変動の量を低減すると
いうことである。６ステツプ整流装置において、トルク
変動はピークトルクの0.866倍の最小値に下がる。12ス
テツプ整流装置においては、トルク変動はピークトルク
の0.966倍に下がるだけである。
12ステツプ整流は周知の６ステツプフオーマツトで現
在利用されている第１組の３ホールセンサに、第２組の
３ホールセンサを付加することによつて達成される。本
装置では、第２組の３つの付加ホールセンサの出力の各
々は結合されて単一の、第４出力を形成するが、この出
力は現存の３つのホールセンサの出力から電気角30度シ
フトされている。この装置を利用して、これらの４つの
出力は電気角30度ごとに必要な切換えを行ない、そして
低価格でデコードすることができる。
在利用されている第１組の３ホールセンサに、第２組の
３ホールセンサを付加することによつて達成される。本
装置では、第２組の３つの付加ホールセンサの出力の各
々は結合されて単一の、第４出力を形成するが、この出
力は現存の３つのホールセンサの出力から電気角30度シ
フトされている。この装置を利用して、これらの４つの
出力は電気角30度ごとに必要な切換えを行ない、そして
低価格でデコードすることができる。
さらに、６つのステツプを付加して元の６ステツプの
トルクに等しいトルクを発生させ、よつてトルクリプル
を低減し、かつモータ効率を増加する電流変調方法を述
べる。12ステツプモータ出力を作り出すために付加され
た６つの電流変調ステツプは、トルクリプルを論理上の
13.5％から約３％に減少させた。さらに平均モータトル
ク定数は約10％だけ増加した。
トルクに等しいトルクを発生させ、よつてトルクリプル
を低減し、かつモータ効率を増加する電流変調方法を述
べる。12ステツプモータ出力を作り出すために付加され
た６つの電流変調ステツプは、トルクリプルを論理上の
13.5％から約３％に減少させた。さらに平均モータトル
ク定数は約10％だけ増加した。
付加ステツプの間、この電流変調を発生するアナログ
回路もまた、別の実施態様として開示されている。さら
に、この回路がモータの全負荷インピーダンスの変化を
利用して、必要な電流シフトを発生することも開示され
ている。
回路もまた、別の実施態様として開示されている。さら
に、この回路がモータの全負荷インピーダンスの変化を
利用して、必要な電流シフトを発生することも開示され
ている。
従つて、本発明の目的は、付加ホール効果センサおよ
び電流変調を利用して、元の６ステツプの各々の間に発
生する６つの付加整流ステツプを加えることによつて、
６ステツプ、３相のブラシレスDCモータにおけるDCブラ
シレスモータのトルクリプルを低減し、かつモータ効率
を増加することである。また別の目的はモータの全負荷
インピーダンスの変化を利用することによつて電流変調
を達成することである。本発明のこれらのおよびその他
の目的は以下の図面ならびに良好な実施態様の説明から
明らかになるであろう。
び電流変調を利用して、元の６ステツプの各々の間に発
生する６つの付加整流ステツプを加えることによつて、
６ステツプ、３相のブラシレスDCモータにおけるDCブラ
シレスモータのトルクリプルを低減し、かつモータ効率
を増加することである。また別の目的はモータの全負荷
インピーダンスの変化を利用することによつて電流変調
を達成することである。本発明のこれらのおよびその他
の目的は以下の図面ならびに良好な実施態様の説明から
明らかになるであろう。
（ニ） 実施例 第１図および第２図に示す本発明の実施例においては
１印刷回路板に固定子リング13の形で取付けられ、そし
てモータ軸17に取付けられた１個の磁石15によつて励磁
される２組の３ホールセンサ11から成るホールセンサ検
出器アセンブリを有している。この構成の利点は１個の
センサ磁石だけが必要とされ、そして整流のための調整
が簡素化されていることである。各組において、ホール
検出器は機械的60度だけ変位されている。これは電気角
120度と同等であるが、それは励磁磁石には４極あるか
らである。第２組の３センサもまた機械的には同様に配
置されているが、第１組からは機械的15度すなわち電気
角30度だけ変位されている。
１印刷回路板に固定子リング13の形で取付けられ、そし
てモータ軸17に取付けられた１個の磁石15によつて励磁
される２組の３ホールセンサ11から成るホールセンサ検
出器アセンブリを有している。この構成の利点は１個の
センサ磁石だけが必要とされ、そして整流のための調整
が簡素化されていることである。各組において、ホール
検出器は機械的60度だけ変位されている。これは電気角
120度と同等であるが、それは励磁磁石には４極あるか
らである。第２組の３センサもまた機械的には同様に配
置されているが、第１組からは機械的15度すなわち電気
角30度だけ変位されている。
第１図および第２図は４極回転子を有するモータでの
代表的組立体を示す。第２図において、センサS1,S2お
よびS3が第１組を構成し、そしてセンサS4,S5およびS6
が第２組を構成する。第１組の中心基準線がセンサS3を
通るように選択される場合に、センサS1は300度あるい
はマイナス60度におかれ、S2は60度、S4は105度、S6は1
65度、そしてS5は225度におかれることは容易に理解す
ることができる。従つて、両組の検出器は同コードの信
号を発生するが、第２組からの信号は第１組から機械的
15度、すなわち電気角30度だけ変位されることになる。
これは、第２組の中心を通つて引かれている基準線ａ−
ｂによつて示され、そして第１組の中心線と比較され
る。
代表的組立体を示す。第２図において、センサS1,S2お
よびS3が第１組を構成し、そしてセンサS4,S5およびS6
が第２組を構成する。第１組の中心基準線がセンサS3を
通るように選択される場合に、センサS1は300度あるい
はマイナス60度におかれ、S2は60度、S4は105度、S6は1
65度、そしてS5は225度におかれることは容易に理解す
ることができる。従つて、両組の検出器は同コードの信
号を発生するが、第２組からの信号は第１組から機械的
15度、すなわち電気角30度だけ変位されることになる。
これは、第２組の中心を通つて引かれている基準線ａ−
ｂによつて示され、そして第１組の中心線と比較され
る。
第２組の合成信号S4,S5,およびS6は、排他的論理和化
のプロセスによつて１つの効果的信号に減少する。関連
する回路は第７図に示される。従つて、標準32×8PROM2
7は必要な論理デコーデイングを達成するようにプログ
ラムすることができる。このPROMはHI（高）あるいはLO
（低）出力によつてプログラムすることができる。良好
な実施態様において、排他的論理和ゲート23はホールセ
ンサボードに取付けられており、このボードはモータに
取付けられている。このことによつて信号ケーブルにお
いて２本の線を省いているが、論理装置をモータに取付
ける必要はない。
のプロセスによつて１つの効果的信号に減少する。関連
する回路は第７図に示される。従つて、標準32×8PROM2
7は必要な論理デコーデイングを達成するようにプログ
ラムすることができる。このPROMはHI（高）あるいはLO
（低）出力によつてプログラムすることができる。良好
な実施態様において、排他的論理和ゲート23はホールセ
ンサボードに取付けられており、このボードはモータに
取付けられている。このことによつて信号ケーブルにお
いて２本の線を省いているが、論理装置をモータに取付
ける必要はない。
第３図は６ホール感知装置の各々の出力信号を示して
おり、そして電気角30度ごとにシフトする合成信号を発
生するためにそれらがどのように使用され得るかを示
す。ホールセンサS4,S5およびS6からの出力信号は排他
的論理和化のプロセスによつて混合されて、所望の合成
信号R2を発生するが、この信号は電気角60度ごとに切換
えを行なう。出力R1は信号S4とS5の排他的論理和であ
り、そしてR2はS6とR1の排他的論理和出力である。４つ
の入力デコード論理だけを利用する30度整流を発生した
ことが主要利点であることは理解されるであろう。これ
によつて非常に低価格の32×8PROMの利用が可能にな
る。また、第２組のホールセンサの信号は結合されてい
るので、これらの付加整流点は軸角位置あるいは軸の回
転方向を決定するのに利用できないことも容易に理解さ
れるであろう。
おり、そして電気角30度ごとにシフトする合成信号を発
生するためにそれらがどのように使用され得るかを示
す。ホールセンサS4,S5およびS6からの出力信号は排他
的論理和化のプロセスによつて混合されて、所望の合成
信号R2を発生するが、この信号は電気角60度ごとに切換
えを行なう。出力R1は信号S4とS5の排他的論理和であ
り、そしてR2はS6とR1の排他的論理和出力である。４つ
の入力デコード論理だけを利用する30度整流を発生した
ことが主要利点であることは理解されるであろう。これ
によつて非常に低価格の32×8PROMの利用が可能にな
る。また、第２組のホールセンサの信号は結合されてい
るので、これらの付加整流点は軸角位置あるいは軸の回
転方向を決定するのに利用できないことも容易に理解さ
れるであろう。
次に第９図では、標準32×8PROM27はシネテイツクス
社（Synetics Corporation）から部品No.S825123Nとし
て入手できる型式のものであり、そして図示されるよう
に、第７図に示される整流回路から４出力S1,S2,S3およ
びS4の各々を受信する。再び第７図について述べるが、
ORゲート23はモトローラ社から部品No.74HC386Dとして
販買されている、利用可能な型式のものである。
社（Synetics Corporation）から部品No.S825123Nとし
て入手できる型式のものであり、そして図示されるよう
に、第７図に示される整流回路から４出力S1,S2,S3およ
びS4の各々を受信する。再び第７図について述べるが、
ORゲート23はモトローラ社から部品No.74HC386Dとして
販買されている、利用可能な型式のものである。
別の改善策も取入れられており、２つの異なるトルク
周期の間、界磁電流を変更して、コイルを付勢する場合
に発生される固有の変動を相殺する。次に第４図では、
通常の６ステツプ設計における整流点に対する電流経路
が示される。第５図は６つの付加整流点に対する電流の
経路を示す。第４図の良好な実施態様におけるモータで
は、ステツプ１はコイルＡとコイルＢを通つて流れる電
流を示す。このモードでは、２つの磁界は相互に60度と
なつている。合成磁界は２つの磁界間の中間の角度であ
り、そして30度の余弦の２倍すなわち２×0.866の大き
さを有しており、それはコイル電流の1.73倍となつてい
る。第５図では、ステツプ1aには３つのコイル全部を通
じて流れる電流があるが、Ａを通つて流れる電流はコイ
ルＢとコイルＣを通る２経路に分かれる。従つて電流コ
イルＢはコイルＡのそれの２分の１である。コイルＢお
よびＣにおける磁界によつて発生されるトルクベクトル
はコイルＡにおけるトルクベクトルと同位相になつてい
る。しかし、合成トルクベクトルの量は２×cos 60゜す
なわち0.5である。２つのベクトルの和は1.5である。従
つて、電流が２ステツプの間一定であるとすれば、トル
ク値はステツプ1aの間、1.732で除算した1.5、すなわち
0.866の比率だけ低いことが理解されよう。この条件を
相殺するために、電流は、ステツプ1a中、1.155の係数
で増幅される。これは、余分の整流ステツプ中、PROMか
ら７番目の信号を発生することによつて達成することが
できる。
周期の間、界磁電流を変更して、コイルを付勢する場合
に発生される固有の変動を相殺する。次に第４図では、
通常の６ステツプ設計における整流点に対する電流経路
が示される。第５図は６つの付加整流点に対する電流の
経路を示す。第４図の良好な実施態様におけるモータで
は、ステツプ１はコイルＡとコイルＢを通つて流れる電
流を示す。このモードでは、２つの磁界は相互に60度と
なつている。合成磁界は２つの磁界間の中間の角度であ
り、そして30度の余弦の２倍すなわち２×0.866の大き
さを有しており、それはコイル電流の1.73倍となつてい
る。第５図では、ステツプ1aには３つのコイル全部を通
じて流れる電流があるが、Ａを通つて流れる電流はコイ
ルＢとコイルＣを通る２経路に分かれる。従つて電流コ
イルＢはコイルＡのそれの２分の１である。コイルＢお
よびＣにおける磁界によつて発生されるトルクベクトル
はコイルＡにおけるトルクベクトルと同位相になつてい
る。しかし、合成トルクベクトルの量は２×cos 60゜す
なわち0.5である。２つのベクトルの和は1.5である。従
つて、電流が２ステツプの間一定であるとすれば、トル
ク値はステツプ1aの間、1.732で除算した1.5、すなわち
0.866の比率だけ低いことが理解されよう。この条件を
相殺するために、電流は、ステツプ1a中、1.155の係数
で増幅される。これは、余分の整流ステツプ中、PROMか
ら７番目の信号を発生することによつて達成することが
できる。
モータの全負荷インピーダンスの変化を利用すること
によつて、所望の電流変調もまた達成することができ
る。そこで第６図では、電流経路T1とT2が示されてお
り、この改良された電流変調モードを説明する。その通
常の回路構成では、サーボ増幅器は定電流モードに置か
れていて、上で説明したように、２形式のコイル付勢に
おけるトルクベクトルの差があるので、全コイル電流が
サーボ増幅器によつて変調されて、トルクレベルにおけ
るシフトを補償することが望ましい。モードの全負荷イ
ンピーダンスは変化するので、３つのモータコイルが２
つのコイルに対立するものとして付勢される場合、サー
ボ増幅器電流は３コイル付勢の間、増加する傾向を示
す。第６図では、期間T1の間、モータの有効抵抗は各コ
イル抵抗の２倍である。期間T2における有効抵抗は各コ
イル抵抗の1.5倍である。両期間中、電圧が一定に保持
される場合、回路内の電流は期間T2中は33％高くなるこ
とは明らかである。
によつて、所望の電流変調もまた達成することができ
る。そこで第６図では、電流経路T1とT2が示されてお
り、この改良された電流変調モードを説明する。その通
常の回路構成では、サーボ増幅器は定電流モードに置か
れていて、上で説明したように、２形式のコイル付勢に
おけるトルクベクトルの差があるので、全コイル電流が
サーボ増幅器によつて変調されて、トルクレベルにおけ
るシフトを補償することが望ましい。モードの全負荷イ
ンピーダンスは変化するので、３つのモータコイルが２
つのコイルに対立するものとして付勢される場合、サー
ボ増幅器電流は３コイル付勢の間、増加する傾向を示
す。第６図では、期間T1の間、モータの有効抵抗は各コ
イル抵抗の２倍である。期間T2における有効抵抗は各コ
イル抵抗の1.5倍である。両期間中、電圧が一定に保持
される場合、回路内の電流は期間T2中は33％高くなるこ
とは明らかである。
電流が一定に保持される場合、トルク値は等しくない
ことはすでに観測した。T1の間のトルクは単一のコイル
によつて発生されるトルクの1.732倍であり、そしてT2
期間中、トルクは単一コイルによつて発生されるトルク
の1.5倍である。電流が定電圧を有する場合のように1.3
3の係数で増加することを許される場合、T2の間のトル
クは単一コイルによつて発生されるトルクの２倍になる
であろう。従つて、サーボ増幅器が定電流モードで動作
する場合、T2の間に発生されるトルクは、T1を、1.5を
1.732で除算した数すなわち0.866倍（0.866×T1）した
ものである。さらに、回路が定電圧モードで動作する場
合、T2の間に発生されるトルクは、T1を、２を1.732で
除算した数すなわち1.155倍したもの（1.155×T1）であ
る。上で説明したように、定電流モードにおける増幅器
の動作はT1期間中に、より大きいトルクを発生する。し
かし、定電圧モードにおける増幅器の動作は期間T2中
に、より大きいトルクを発生する。
ことはすでに観測した。T1の間のトルクは単一のコイル
によつて発生されるトルクの1.732倍であり、そしてT2
期間中、トルクは単一コイルによつて発生されるトルク
の1.5倍である。電流が定電圧を有する場合のように1.3
3の係数で増加することを許される場合、T2の間のトル
クは単一コイルによつて発生されるトルクの２倍になる
であろう。従つて、サーボ増幅器が定電流モードで動作
する場合、T2の間に発生されるトルクは、T1を、1.5を
1.732で除算した数すなわち0.866倍（0.866×T1）した
ものである。さらに、回路が定電圧モードで動作する場
合、T2の間に発生されるトルクは、T1を、２を1.732で
除算した数すなわち1.155倍したもの（1.155×T1）であ
る。上で説明したように、定電流モードにおける増幅器
の動作はT1期間中に、より大きいトルクを発生する。し
かし、定電圧モードにおける増幅器の動作は期間T2中
に、より大きいトルクを発生する。
サーボ増幅器が定電流モードにおいて、減少した利得
で動作する場合、電流誤差のフイードバツク量は、T2中
に発生されるトルクをT1中に発生されるトルクに等しく
するよう調整することができる。典型的には、コイル付
勢のためのサーボ増幅器は約100:1の利得を持つてい
る。通常、高利得増幅器はモータインピーダンスすなわ
ち電源電圧における変化をマスクすることによつて、電
流を安定化するために利用される。本装置では、所望の
結果はちようど反対である。すなわち、所望の電流変動
すなわち特定量の電流誤差がある。これを達成するため
に、約2.0:1の利得を有するサーボ増幅器が、整流ステ
ツプ間において電流シフトの適正な量を与える。各個別
モータを微同調するために、第８図に示されるような可
変抵抗器25が増幅器回路の電流フイードバツク部分に利
用されることもできて、利得、従つて電流シフトの正確
な量を調整する。このように、単純なアナログ回路を使
つて、付加整流ステツプにおけるPROMからの第７の信号
を発生することを必要とせずに、12ステツプ駆動装置に
おける電流を変調することができる。
で動作する場合、電流誤差のフイードバツク量は、T2中
に発生されるトルクをT1中に発生されるトルクに等しく
するよう調整することができる。典型的には、コイル付
勢のためのサーボ増幅器は約100:1の利得を持つてい
る。通常、高利得増幅器はモータインピーダンスすなわ
ち電源電圧における変化をマスクすることによつて、電
流を安定化するために利用される。本装置では、所望の
結果はちようど反対である。すなわち、所望の電流変動
すなわち特定量の電流誤差がある。これを達成するため
に、約2.0:1の利得を有するサーボ増幅器が、整流ステ
ツプ間において電流シフトの適正な量を与える。各個別
モータを微同調するために、第８図に示されるような可
変抵抗器25が増幅器回路の電流フイードバツク部分に利
用されることもできて、利得、従つて電流シフトの正確
な量を調整する。このように、単純なアナログ回路を使
つて、付加整流ステツプにおけるPROMからの第７の信号
を発生することを必要とせずに、12ステツプ駆動装置に
おける電流を変調することができる。
上記説明は本発明の特定の実施例を開示しているが、
それらは説明のためだけのものである。当業者には他の
変更例等も可能であることは自明であり、それらは本発
明の範囲内に入るものである。
それらは説明のためだけのものである。当業者には他の
変更例等も可能であることは自明であり、それらは本発
明の範囲内に入るものである。
第１図はモータに取付けられたホールセンサ信号送信装
置の正面平面等角図、第２図は信号発生ホールセンサ検
出器アセンブリの平面図、第３図は種々のホールセンサ
の出力信号を示す図、第４図は６ステツプ、３相コイル
配線の電流経路を示す図、第５図は６つの追加整流ステ
ツプを発生するために本装置によつて利用される６つの
追加電流経路を示す図、第６図は代りの整流ステツプ中
の磁界コイルを通る電流経路を示す図、第７図はホール
センサ配線を示す概略図、第８図は電流フイードバツク
部分を示すモータのサーボ増幅器の部分的回路図、およ
び第９図は整流回路の４つの出力の各々に接続されたデ
コード論理回路をそれぞれ示す。 図中、11はホールセンサ、13は固定子リング、15は磁
石、17はモータ軸をそれぞれ示す。
置の正面平面等角図、第２図は信号発生ホールセンサ検
出器アセンブリの平面図、第３図は種々のホールセンサ
の出力信号を示す図、第４図は６ステツプ、３相コイル
配線の電流経路を示す図、第５図は６つの追加整流ステ
ツプを発生するために本装置によつて利用される６つの
追加電流経路を示す図、第６図は代りの整流ステツプ中
の磁界コイルを通る電流経路を示す図、第７図はホール
センサ配線を示す概略図、第８図は電流フイードバツク
部分を示すモータのサーボ増幅器の部分的回路図、およ
び第９図は整流回路の４つの出力の各々に接続されたデ
コード論理回路をそれぞれ示す。 図中、11はホールセンサ、13は固定子リング、15は磁
石、17はモータ軸をそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード シィー．グリーン アメリカ合衆国 ペンシルヴァニア州 19040，ハットボーロゥ，ティンバー レーン 15 (56)参考文献 特開 平１−170391（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−314195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−244292（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】回転子と、磁界コイルと、軸へ組込まれた
変換センサとを備えるモータであって、 信号発生装置が取付けられた固定子リングと、 前記信号発生装置をトリガする軸へ組込まれた励磁磁石
と、 電気角360度内に等しく間隔を置いて複数の前記信号発
生装置が設置されたの第１組の信号発生装置と、 該第１組の信号発生装置の２つの隣接する信号発生装置
間に所定のオフセット角度を有して位置ぎめされ、電気
角360度内に等しく間隔を置いて複数の前記信号発生装
置が設定された第２組の信号発生装置と、を備えてお
り、 前記第１組の信号発生装置の出力信号と前記第２組の信
号発生装置の出力信号とを電気的に結合し、該第１組の
信号発生装置の数と第２組の信号発生装置の数に基づく
理論ステップ数以上のステップ数を有して、前記磁界コ
イルを駆動可能としたことを特徴とするブラシレスD.C
モータ。 - 【請求項２】請求項１記載のモータにおいて、前記第１
組の信号発生装置の数は前記第２組の信号発生装置の数
に等しいことを特徴とする前記ブラシレスD.Cモータ。 - 【請求項３】請求項２記載のモータであって、両組の信
号発生装置に接続されたデコード回路を有しており、前
記デコード回路はＮ＋１に等しい数個の変換（または整
流）デコード入力を有し（但しＮは前記第１組の信号発
生装置の数）、前記第１組の前記信号発生装置は前記デ
コード回路に個々に接続されそこに別々の入力を形成
し、そして前記第２組は前記結合した変換出力信号を前
記デコード回路に伝えてデコード用の１つの追加入力を
与えることを特徴とする前記ブラシレスD.Cモータ。 - 【請求項４】請求項３記載のモータにおいて、前記信号
発生装置はホールセンサであることを特徴とする前記ブ
ラシレスD.Cモータ。 - 【請求項５】請求項４記載のモータにおいて、Ｎ＝３で
あり、かつデコード回路は12ステップの変換を行なう32
×8PROMであることを特徴とする前記ブラシレスD.Cモー
タ。 - 【請求項６】請求項５記載のモータにおいて、前記第１
組の前記信号発生装置は各装置が軸方向に機械的60度の
間隔を開けられて前記固定子リングに位置ぎめされてお
り、前記第２組の前記信号発生装置もまた、軸方向に機
械的60度離れて前記固定子リングに位置ぎめされてお
り、そして前記第２組は前記第１組から機械的に15度オ
フセットしていることを特徴とする前記ブラシレスD.C
モータ。 - 【請求項７】請求項１記載のモータであってなお、前記
第１組と前記第２組の信号発生装置によって発生された
変換ステップのトルクを等しくするための電流変調回路
を有しており、前記電流変調回路は界磁コイルを付勢す
るサーボ増幅器は論理的定電流出力および低利得を有し
ていることを特徴とする前記ブラシレスD.Cモータ。 - 【請求項８】請求項７記載のモータにおいて、前記サー
ボ増幅器は10:1以下の利得を有することを特徴とする前
記ブラシレスD.Cモータ。 - 【請求項９】請求項８記載のモータであってなお、サー
ボ増幅器利得を調整して、変換ステップ間における所望
の電流シフトの度合を達成する可変抵抗器を有している
ことを特徴とする前記ブラシレスD.Cモータ。 - 【請求項１０】請求項９記載のモータにおいて、前記サ
ーボ増幅器は約2.0:1の利得を有していることを特徴と
する前記ブラシレスD.Cモータ。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US07/100,962 US4758768A (en) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | 12-step commutation device for an electric motor |
| US100,962 | 1987-09-25 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-09-25 US US07/100,962 patent/US4758768A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-04-15 EP EP88106061A patent/EP0308577A3/en not_active Withdrawn
- 1988-06-10 KR KR1019880007014A patent/KR940001916B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-07-07 JP JP63170005A patent/JP2741214B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-23 CA CA000578241A patent/CA1290382C/en not_active Expired - Fee Related
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