JP2748510B2 - ３相直流モータの停止装置 - Google Patents
３相直流モータの停止装置Info
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- JP2748510B2 JP2748510B2 JP1053105A JP5310589A JP2748510B2 JP 2748510 B2 JP2748510 B2 JP 2748510B2 JP 1053105 A JP1053105 A JP 1053105A JP 5310589 A JP5310589 A JP 5310589A JP 2748510 B2 JP2748510 B2 JP 2748510B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、位置検出素子として設けられたホール素
子，磁気抵抗素子等によりロータの回転位相情報を得る
三相モータで、前記ホール素子、あるいは前記磁気抵抗
素子等の出力を利用した直流モータの停止装置に関する
ものである。
子，磁気抵抗素子等によりロータの回転位相情報を得る
三相モータで、前記ホール素子、あるいは前記磁気抵抗
素子等の出力を利用した直流モータの停止装置に関する
ものである。
従来の技術 従来よりモータを停止させるためには、メカ的な方法
に関しては回転部にメカブレーキを設けている。また電
気的な方法に関しては、発電ブレーキであるとかモータ
の回転方向とは逆のトルクが発生するように一時的にコ
イルに電流を通電したり、ロータの回転位置には関係な
く適当なコイルに電流を通電してモータを停止させよう
としている。
に関しては回転部にメカブレーキを設けている。また電
気的な方法に関しては、発電ブレーキであるとかモータ
の回転方向とは逆のトルクが発生するように一時的にコ
イルに電流を通電したり、ロータの回転位置には関係な
く適当なコイルに電流を通電してモータを停止させよう
としている。
発明が解決しようとする課題 ところが従来の方式では、小型・薄型・軽量化が望ま
れていることに反してモータを停止させるために、メカ
的な工夫では軽量化に難点があり、発電ブレーキあるい
は回転方向とは逆のトルクを発生するように一時的にコ
イルに電流を通電する方式では、回転時には減速トルク
として働いてもモータの回転が非常に遅くなったり、あ
るいは停止した状態では停止トルクとしては効果が無い
という問題点があった。さらにロータの回転位置に関係
なく適当なコイルに電流を通電する方式ではロータがス
テータと安定な関係にある停止位置に達する迄大きく回
転したりあるいは反転するという問題点があった。その
発電ブレーキを利用したモータ停止装置の従来例が第13
図，第14図である。第13図はその簡単なブロック図、第
14図は希望する方向に外力を使いロータを回転させた場
合に第13図中のパワートランジスタTr1及びTr4とコイル
ｕとの連結点ａ、パワートランジスタTr2及びTr5とコイ
ルｖとの連結点ｂ、パワートランジスタTr3及びTr6とコ
イルｗとの連結点ｃにおける各コイルに発生する発電電
圧M1,M2,M3と、前記発電電圧が発生する方向にロータを
回転さすためにコイルu,v,wに駆動電流を供給する前記
パワートランジスタのスイッチング信号P1,P2,P3と、前
記スイッチング信号P1,P2,P3を作成するためにステータ
に取り付けられたロータの位置検出用ホール素子１の出
力H1 +,H2 +,H3 +との位相関係を示すタイミングチャート
である。モータ回転時においては、１のホール素子から
の前記出力H1 +,H2 +,H3 +を２のパワートランジスタスイ
ッチング信号作成部で機械角で7.5度位相を遅らせた前
記パワートランジスタスイッチング信号P1,P2,P3を作成
し、３のトルク指令電流分配及び増幅部で必要なトルク
指令電流を前記スイッチング信号P1,P2,P3で分配した後
増幅し適切な相の前記パワートランジスタに通電してい
る。詳述すると前記パワートランジスタスイッチング信
号P1がハイ電位の区間でパワートランジスタTr4がオン
しコイルｕから駆動電流を吸引、P2がハイ電位の区間で
Tr5がオンしコイルｖから駆動電流を吸引、P3がハイ電
位の区間でTr6がオンしコイルｗから駆動電流を吸引、P
1がロー電位でTr1がオンし駆動電流供給電源VMからコイ
ルｕに駆動電流を供給、P2がロー電位でTr2がオンし前
記VMからコイルｖに駆動電流を供給、P3がロー電位でTr
3がオンし前記VMからコイルｗに駆動電流を供給するよ
うな構造にすれば、前記P1,P2,P3を使用すれば前記コイ
ルの発電電圧M1,M2,M3が発生するような回転方向に順次
回転せしめることができる。また従来より前記P1,P2,P3
の比較手段により駆動電流を電気角で120度に通電した
り、180度に通電したりしている。ここで発電ブレーキ
を利用してモータを停止させるためには、第14図に示す
様にモータ回転時に一斉に前記パワートランジスタTr1,
Tr2,Tr3をオフするとともに、パワートランジスタTr4,T
r5,Tr6を一斉にオンすればコイルに発生している発電電
圧からTr4,Tr5,Tr6に電流が供給される。すなわち各相
の発電電圧の差だけ回転方向とは逆の回転力が上回り減
速トルクとして働く。ところがモータの回転が遅くなる
に伴い前記コイルの発電電圧が小さくなり減速トルクが
低下し、最終的にモータが停止した状態では発電ブレー
キの効果が無くなり停止トルクとして働かないことにな
る。
れていることに反してモータを停止させるために、メカ
的な工夫では軽量化に難点があり、発電ブレーキあるい
は回転方向とは逆のトルクを発生するように一時的にコ
イルに電流を通電する方式では、回転時には減速トルク
として働いてもモータの回転が非常に遅くなったり、あ
るいは停止した状態では停止トルクとしては効果が無い
という問題点があった。さらにロータの回転位置に関係
なく適当なコイルに電流を通電する方式ではロータがス
テータと安定な関係にある停止位置に達する迄大きく回
転したりあるいは反転するという問題点があった。その
発電ブレーキを利用したモータ停止装置の従来例が第13
図，第14図である。第13図はその簡単なブロック図、第
14図は希望する方向に外力を使いロータを回転させた場
合に第13図中のパワートランジスタTr1及びTr4とコイル
ｕとの連結点ａ、パワートランジスタTr2及びTr5とコイ
ルｖとの連結点ｂ、パワートランジスタTr3及びTr6とコ
イルｗとの連結点ｃにおける各コイルに発生する発電電
圧M1,M2,M3と、前記発電電圧が発生する方向にロータを
回転さすためにコイルu,v,wに駆動電流を供給する前記
パワートランジスタのスイッチング信号P1,P2,P3と、前
記スイッチング信号P1,P2,P3を作成するためにステータ
に取り付けられたロータの位置検出用ホール素子１の出
力H1 +,H2 +,H3 +との位相関係を示すタイミングチャート
である。モータ回転時においては、１のホール素子から
の前記出力H1 +,H2 +,H3 +を２のパワートランジスタスイ
ッチング信号作成部で機械角で7.5度位相を遅らせた前
記パワートランジスタスイッチング信号P1,P2,P3を作成
し、３のトルク指令電流分配及び増幅部で必要なトルク
指令電流を前記スイッチング信号P1,P2,P3で分配した後
増幅し適切な相の前記パワートランジスタに通電してい
る。詳述すると前記パワートランジスタスイッチング信
号P1がハイ電位の区間でパワートランジスタTr4がオン
しコイルｕから駆動電流を吸引、P2がハイ電位の区間で
Tr5がオンしコイルｖから駆動電流を吸引、P3がハイ電
位の区間でTr6がオンしコイルｗから駆動電流を吸引、P
1がロー電位でTr1がオンし駆動電流供給電源VMからコイ
ルｕに駆動電流を供給、P2がロー電位でTr2がオンし前
記VMからコイルｖに駆動電流を供給、P3がロー電位でTr
3がオンし前記VMからコイルｗに駆動電流を供給するよ
うな構造にすれば、前記P1,P2,P3を使用すれば前記コイ
ルの発電電圧M1,M2,M3が発生するような回転方向に順次
回転せしめることができる。また従来より前記P1,P2,P3
の比較手段により駆動電流を電気角で120度に通電した
り、180度に通電したりしている。ここで発電ブレーキ
を利用してモータを停止させるためには、第14図に示す
様にモータ回転時に一斉に前記パワートランジスタTr1,
Tr2,Tr3をオフするとともに、パワートランジスタTr4,T
r5,Tr6を一斉にオンすればコイルに発生している発電電
圧からTr4,Tr5,Tr6に電流が供給される。すなわち各相
の発電電圧の差だけ回転方向とは逆の回転力が上回り減
速トルクとして働く。ところがモータの回転が遅くなる
に伴い前記コイルの発電電圧が小さくなり減速トルクが
低下し、最終的にモータが停止した状態では発電ブレー
キの効果が無くなり停止トルクとして働かないことにな
る。
本発明は、上記課題を解決するため発電ブレーキの効
果が小さくなるようなモータの回転が非常に遅い場合や
モータが停止した状態において、停止位置に応じて予じ
め定められたコイルに駆動電流を通電することにより停
止トルクが発生するようにしている。
果が小さくなるようなモータの回転が非常に遅い場合や
モータが停止した状態において、停止位置に応じて予じ
め定められたコイルに駆動電流を通電することにより停
止トルクが発生するようにしている。
課題を解決するための手段 本発明の３相直流モータの停止装置は、第１、第２及
び第３の３相のコイルよりなるステータコイルと、第１
と第２の極が交互に配置された永久磁石よりなるロータ
とよりなる３相直流モータにおいて、位置検出手段から
の出力を用いて前記コイルに対応するパワートランジス
タのスイッチング信号を作成してコイル駆動電流を制御
する第１と第２のスッチング作成手段を有し、前記第１
のスイッチング作成手段は通常回転時のコイル駆動電流
を制御し、第２のスイッチング作成手段は３値信号応を
用いて停止時のコイル駆動電流を制御し、停止制御時
に、パワートランジスタを前記３値信号のスイッチング
信号により所定の安定停止点位置に対応する前記３相の
コイルへの駆動電流の大きさと方向を設定して前記所定
の安定停止点位置に停止することを特徴とするものであ
る。
び第３の３相のコイルよりなるステータコイルと、第１
と第２の極が交互に配置された永久磁石よりなるロータ
とよりなる３相直流モータにおいて、位置検出手段から
の出力を用いて前記コイルに対応するパワートランジス
タのスイッチング信号を作成してコイル駆動電流を制御
する第１と第２のスッチング作成手段を有し、前記第１
のスイッチング作成手段は通常回転時のコイル駆動電流
を制御し、第２のスイッチング作成手段は３値信号応を
用いて停止時のコイル駆動電流を制御し、停止制御時
に、パワートランジスタを前記３値信号のスイッチング
信号により所定の安定停止点位置に対応する前記３相の
コイルへの駆動電流の大きさと方向を設定して前記所定
の安定停止点位置に停止することを特徴とするものであ
る。
作 用 本発明は上記した手段により、モータの回転が遅い場
合に減速トルクあるいは停止トルクとして働く。そし
て、停止信号が入力されると、所定の安定停止点位置に
停止さすことが出来、その上、メカ的な工夫ではなく電
気的なきわめて簡易な回路構成で実現できるため小型
化、特に最近のIC化に適している。
合に減速トルクあるいは停止トルクとして働く。そし
て、停止信号が入力されると、所定の安定停止点位置に
停止さすことが出来、その上、メカ的な工夫ではなく電
気的なきわめて簡易な回路構成で実現できるため小型
化、特に最近のIC化に適している。
実施例 以下図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。本発明のモータ停止位置は以下に述べる構造の
モータを例にとって説明していくのでまず使用するモー
タの構造を説明する。第３図がステータ部でコイルが取
り付けられている。コイルはw1,u1,v1,w2,u2,v2の６個
あり、１相分が２個で星形結線されている。すなわち第
７図のようにコイルは結線され、さらにその一端はパワ
ートランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6とa,b,cの点で
接続されている。第４図は前記コイルの１個分をロータ
側から見た場合のコイルのターン状態を表している。コ
イルにＢからＡ方向に電流を流すとコイルにはロータ側
にＮ極が発生し、ＡからＢ方向に電流を流すとコイルに
はロータ側にＳ極が発生するようになっている。第８図
でさらに説明すると上側のパワートランジスタTr1が前
記コイルu1に電流を供給するとコイルu1にはＡからＢ方
向に電流が流れるようにコイルと接続されているのでコ
イルu1にはロータ側にＳ極が発生し、逆に下側のパワー
トランジスタTr4がコイルu1から電流を吸い込むと、コ
イルu1にはＢからＡ方向に電流が流れるように接続され
ているのでコイルにはロータ側にＮ極が発生することに
なる。第５図はロータ部Ｒを示すもので８極の永久磁石
で構成されている。第６図は前記ステータ及び前記ロー
タＲから構成されるモータで、ロータマグネットの正方
向の回転を定義している。第９図は前記構成のモータを
外力で正方向に回転させた場合に前記a,b,cの点でのコ
イルの発電電圧M1,M2,M3を示している。ａ点に発電電圧
M1、ｂ点に発電電圧M2、ｃ点に発電電圧M3が発生してい
る。
明する。本発明のモータ停止位置は以下に述べる構造の
モータを例にとって説明していくのでまず使用するモー
タの構造を説明する。第３図がステータ部でコイルが取
り付けられている。コイルはw1,u1,v1,w2,u2,v2の６個
あり、１相分が２個で星形結線されている。すなわち第
７図のようにコイルは結線され、さらにその一端はパワ
ートランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6とa,b,cの点で
接続されている。第４図は前記コイルの１個分をロータ
側から見た場合のコイルのターン状態を表している。コ
イルにＢからＡ方向に電流を流すとコイルにはロータ側
にＮ極が発生し、ＡからＢ方向に電流を流すとコイルに
はロータ側にＳ極が発生するようになっている。第８図
でさらに説明すると上側のパワートランジスタTr1が前
記コイルu1に電流を供給するとコイルu1にはＡからＢ方
向に電流が流れるようにコイルと接続されているのでコ
イルu1にはロータ側にＳ極が発生し、逆に下側のパワー
トランジスタTr4がコイルu1から電流を吸い込むと、コ
イルu1にはＢからＡ方向に電流が流れるように接続され
ているのでコイルにはロータ側にＮ極が発生することに
なる。第５図はロータ部Ｒを示すもので８極の永久磁石
で構成されている。第６図は前記ステータ及び前記ロー
タＲから構成されるモータで、ロータマグネットの正方
向の回転を定義している。第９図は前記構成のモータを
外力で正方向に回転させた場合に前記a,b,cの点でのコ
イルの発電電圧M1,M2,M3を示している。ａ点に発電電圧
M1、ｂ点に発電電圧M2、ｃ点に発電電圧M3が発生してい
る。
ロータがステータに対して安定に停止するためにはコ
イルに駆動電流を流すことによりロータに発生する回転
トルクが釣り合い、コイルに発生する磁界と各コイルと
対向するロータマグネットの磁極とが吸着した場合であ
るから、第９図中の位置ｙ、すなわちコイルとロータの
位相関係が第10図に示すように、１つの相のコイルw1,w
2の真上の近傍に、マグネットロータの互に異なる極の
中間点が位置する状態でロータを停止させておくために
は、ｕ相の下側トランジスタTr4がオン、ｖ相の上側ト
ランジスタTr2がオンし、コイルu1,u2のロータマグネッ
ト側にＮ極及びコイルv1,v2のロータマグネット側にＳ
極が発生し、対向するロータ磁極と吸着し、さらに前記
コイルu1,u2,v1,v2に流れる電流は全て等しいのでフレ
ミングの左手の法則より前記コイルに発生する回転トル
クが釣り合った状態の時である。
イルに駆動電流を流すことによりロータに発生する回転
トルクが釣り合い、コイルに発生する磁界と各コイルと
対向するロータマグネットの磁極とが吸着した場合であ
るから、第９図中の位置ｙ、すなわちコイルとロータの
位相関係が第10図に示すように、１つの相のコイルw1,w
2の真上の近傍に、マグネットロータの互に異なる極の
中間点が位置する状態でロータを停止させておくために
は、ｕ相の下側トランジスタTr4がオン、ｖ相の上側ト
ランジスタTr2がオンし、コイルu1,u2のロータマグネッ
ト側にＮ極及びコイルv1,v2のロータマグネット側にＳ
極が発生し、対向するロータ磁極と吸着し、さらに前記
コイルu1,u2,v1,v2に流れる電流は全て等しいのでフレ
ミングの左手の法則より前記コイルに発生する回転トル
クが釣り合った状態の時である。
ここでf1＝f2＝f3＝f4＝Bsin30゜×Im×ｌ×ｎ…ロー
タを負方向に回転させようとする力、f5＝f6＝f7＝f8＝
Bsin30゜×Im×ｌ×ｎ…ロータを正方向に回転させよう
とする力、Ｂ…ロータ磁極の磁束密度で分布はsin（サ
イン）関数で近似している、Im…モータの駆動電流、ｌ
…コイルの有効長、ｎ…コイルのターン数、ただし第10
図中の回転トルクｆはコイルがロータから受ける力を示
しているため、ロータが受ける力はその逆の方向にな
る。前記電流経路でコイルに電流を流し続けるかぎり、
ロータが何らかの外力により、前記ｘの停止位置からず
れようとした場合機械角で90度（位置ｘから正方向に45
゜，負方向に45゜）の範囲であれば、位置ｘにもどろう
とする復元トルクが働き一層強い停止トルクとなる。ま
た前記構造のモータの場合、この経路で駆動電流を流せ
ば停止点は、ロータ１回転で４点存在する。
タを負方向に回転させようとする力、f5＝f6＝f7＝f8＝
Bsin30゜×Im×ｌ×ｎ…ロータを正方向に回転させよう
とする力、Ｂ…ロータ磁極の磁束密度で分布はsin（サ
イン）関数で近似している、Im…モータの駆動電流、ｌ
…コイルの有効長、ｎ…コイルのターン数、ただし第10
図中の回転トルクｆはコイルがロータから受ける力を示
しているため、ロータが受ける力はその逆の方向にな
る。前記電流経路でコイルに電流を流し続けるかぎり、
ロータが何らかの外力により、前記ｘの停止位置からず
れようとした場合機械角で90度（位置ｘから正方向に45
゜，負方向に45゜）の範囲であれば、位置ｘにもどろう
とする復元トルクが働き一層強い停止トルクとなる。ま
た前記構造のモータの場合、この経路で駆動電流を流せ
ば停止点は、ロータ１回転で４点存在する。
次に第９図中の位置ｘで、すなわちコイルとロータの
位相関係が第11図に示すように、１つの相のコイルw1,w
2の真上にマグネットロータの１つの磁極が位置する状
態でロータを停止させておくためには、ｕ相及びｖ相の
下側トランジスタTr4,Tr5がオン、ｗ相の上側トランジ
スタTr3がオンし、コイルu1,u2及びv1,v2のロータマグ
ネット側にＮ極、コイルw1,w2のロータマグネット側に
Ｓ極が発生し対向するロータ磁極と吸着し、１つの相の
コイルW1、W2の真上にマグネットロータの１つの磁極が
位置するため回転トルクは発生せず、回転トルクはu1,u
2とv1,v2に流れる駆動電流は等しいのでu1,u2によるロ
ータを正方向に回転させようとする力とコイルv1,v2に
よるロータを負方向に回転させようとする力とが釣り合
った状態の時である。
位相関係が第11図に示すように、１つの相のコイルw1,w
2の真上にマグネットロータの１つの磁極が位置する状
態でロータを停止させておくためには、ｕ相及びｖ相の
下側トランジスタTr4,Tr5がオン、ｗ相の上側トランジ
スタTr3がオンし、コイルu1,u2及びv1,v2のロータマグ
ネット側にＮ極、コイルw1,w2のロータマグネット側に
Ｓ極が発生し対向するロータ磁極と吸着し、１つの相の
コイルW1、W2の真上にマグネットロータの１つの磁極が
位置するため回転トルクは発生せず、回転トルクはu1,u
2とv1,v2に流れる駆動電流は等しいのでu1,u2によるロ
ータを正方向に回転させようとする力とコイルv1,v2に
よるロータを負方向に回転させようとする力とが釣り合
った状態の時である。
ここで を正方向に回転させようとする力、 を負方向に回転させようとする力、Im/2…モータの駆動
電流Imがｕ相とｖ相に等しく分配されているのでImの1/
2となる。
電流Imがｕ相とｖ相に等しく分配されているのでImの1/
2となる。
ただし第11図中の回転トルクｆはコイルがロータから
受ける力を表しているためロータが受ける力はその逆の
方向になる。この場合も前記電流経路でコイルに電流を
流し続けるかぎり、ロータが何らかの外力により前記ｙ
の停止位置からずれようとした場合、機械角で90度の範
囲であれば前記位置ｙにもどろうとする復元トルクが働
き、一層強い停止トルクとなる。さらに前記電流経路で
の停止点もロータの１回転で同様に４点存在する。よっ
てパワートランジスタのオン・オフにより電流経路の組
み合わせが12通りあるので前記構造のモータでは、機械
角で の点ごとに安定な停止点が存在することになる。
受ける力を表しているためロータが受ける力はその逆の
方向になる。この場合も前記電流経路でコイルに電流を
流し続けるかぎり、ロータが何らかの外力により前記ｙ
の停止位置からずれようとした場合、機械角で90度の範
囲であれば前記位置ｙにもどろうとする復元トルクが働
き、一層強い停止トルクとなる。さらに前記電流経路で
の停止点もロータの１回転で同様に４点存在する。よっ
てパワートランジスタのオン・オフにより電流経路の組
み合わせが12通りあるので前記構造のモータでは、機械
角で の点ごとに安定な停止点が存在することになる。
第12図は機械角で90度の範囲の停止点をコイルの発電
電圧との対応で示し、各点で停止するためのパワートラ
ンジスタのオン・オフの信号を示している。前記構造の
モータでは、ロータが１回転することにより第12図が４
周期繰り返すことになる。
電圧との対応で示し、各点で停止するためのパワートラ
ンジスタのオン・オフの信号を示している。前記構造の
モータでは、ロータが１回転することにより第12図が４
周期繰り返すことになる。
次に上記のことを考慮してステータに対するロータの
相対的な位置を検出し、その回転位置に応じて最適な位
置に停止させる一実施例を述べる。第１図がブロック図
で第２図がそのタイミングチャートである。以下図面を
おって説明する。なお、第１図に示す本実施例の装置
は、基本的には第13図雨に示した従来の装置と同じ構成
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細に
説明を省略する。
相対的な位置を検出し、その回転位置に応じて最適な位
置に停止させる一実施例を述べる。第１図がブロック図
で第２図がそのタイミングチャートである。以下図面を
おって説明する。なお、第１図に示す本実施例の装置
は、基本的には第13図雨に示した従来の装置と同じ構成
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細に
説明を省略する。
前記構造のモータを正方向に回転さすためにホール素
子１の出力H1 +,H2 +,H3 +から回転時のパワートランジス
タスイッチング信号作成部２でパワートランジスタのス
イッチング信号P1,P2,P3を作成している。第２図は駆動
巻線の発電電圧M1,M2,M3と位置信号用のホール素子の出
力H1 +,H2 +,H3 +とパワートランジスタのスイッチング信
号P1,P2,P3と停止用のパワートランジスタスイッチング
信号S1,S2,S3との位相関係を示す。通常回転時はSW1が
オン、SW2がオフし、トルク指令電流分配及び増幅部３
でトルク指令電流を前記P1,P2,P3により適切なパワート
ランジスタに順次分配して回転せしめている。
子１の出力H1 +,H2 +,H3 +から回転時のパワートランジス
タスイッチング信号作成部２でパワートランジスタのス
イッチング信号P1,P2,P3を作成している。第２図は駆動
巻線の発電電圧M1,M2,M3と位置信号用のホール素子の出
力H1 +,H2 +,H3 +とパワートランジスタのスイッチング信
号P1,P2,P3と停止用のパワートランジスタスイッチング
信号S1,S2,S3との位相関係を示す。通常回転時はSW1が
オン、SW2がオフし、トルク指令電流分配及び増幅部３
でトルク指令電流を前記P1,P2,P3により適切なパワート
ランジスタに順次分配して回転せしめている。
ここでモータを希望する位置に停止させたい場合、前
記ホール素子１の出力から停止時パワートランジスタス
イッチング信号作成部及びラッチ部４でロータの位置に
応じて作成した停止時パワートランジスタスイッチング
信号S1′,S2′,S3′を停止信号が入力されている間ラッ
チし、SW1がオフSW2がオンし前記トルク指令電流分配及
び増幅部３で、トルク指令電流を前記停止時パワートラ
ンジスタスイッチング信号S1′,S2′,S3′で分配し適切
なパワートランジスタに供給している。ここで前記位置
信号用ポール素子出力H1 +,H2 +,H3 +と前記停止時パワー
トランジスタスイッチング信号S1′,S2′,S3′とを第12
図に示す位相関係にすれば最も近い停止点に止まること
は第12図の関係から判る。しかし前記S1′,S2′,S3′の
信号では、ロータが最も近い停止点から行き過ぎた場合
電気角で最大3.75度反転することがあるので、反転を防
ぐには前記S1′,S2′,S3′を電気角で3.75度位相を進め
た信号S1、S2、S3を使用すれば良い。すなわち、図２よ
り明らかなようにスイッチング信号にHigh,Middle,Low
の３値信号を用い、Highレベルの時は、下側のトランジ
スタがONし、Lowレベルの時は上側のトランジスタがON
し、Middleの時は上側、下側トランジスタの全てがOFF
し、これらのスッチング信号を用いて、モータの停止制
御を行うものである。また一層停止能力を増したい時
は、前記トルク指令電流を停止時のみ増加することによ
り実現でき、さらに前記トルク指令電流の立ち上がりを
若干鈍らすことにより出力のパワートランジスタの破壊
も防ぐことができる。また回転速度が早い場合は、フリ
ーランあるいは発電ブレーキ等である回転速度まで落と
した後に停止信号が入力されるようにすれば精度の良い
停止が可能になる。またさらに停止精度を上げるために
は、ロータマグネットの極数を増やしたり、相数を増す
ことにより実現できる。逆に停止精度が上記ほど必要と
しない場合、たとえば前記出力トランジスタの上側トラ
ンジスタ１個オン、下側トランジスタ１個オンの関係で
の停止点（停止点の数は上記説明の場合の半分になる）
で性能を満足する場合は第12図の関係からさらに容易に
前記位置信号用ホール素子から停止時パワートランジス
タスイッチング信号を作成することができる。
記ホール素子１の出力から停止時パワートランジスタス
イッチング信号作成部及びラッチ部４でロータの位置に
応じて作成した停止時パワートランジスタスイッチング
信号S1′,S2′,S3′を停止信号が入力されている間ラッ
チし、SW1がオフSW2がオンし前記トルク指令電流分配及
び増幅部３で、トルク指令電流を前記停止時パワートラ
ンジスタスイッチング信号S1′,S2′,S3′で分配し適切
なパワートランジスタに供給している。ここで前記位置
信号用ポール素子出力H1 +,H2 +,H3 +と前記停止時パワー
トランジスタスイッチング信号S1′,S2′,S3′とを第12
図に示す位相関係にすれば最も近い停止点に止まること
は第12図の関係から判る。しかし前記S1′,S2′,S3′の
信号では、ロータが最も近い停止点から行き過ぎた場合
電気角で最大3.75度反転することがあるので、反転を防
ぐには前記S1′,S2′,S3′を電気角で3.75度位相を進め
た信号S1、S2、S3を使用すれば良い。すなわち、図２よ
り明らかなようにスイッチング信号にHigh,Middle,Low
の３値信号を用い、Highレベルの時は、下側のトランジ
スタがONし、Lowレベルの時は上側のトランジスタがON
し、Middleの時は上側、下側トランジスタの全てがOFF
し、これらのスッチング信号を用いて、モータの停止制
御を行うものである。また一層停止能力を増したい時
は、前記トルク指令電流を停止時のみ増加することによ
り実現でき、さらに前記トルク指令電流の立ち上がりを
若干鈍らすことにより出力のパワートランジスタの破壊
も防ぐことができる。また回転速度が早い場合は、フリ
ーランあるいは発電ブレーキ等である回転速度まで落と
した後に停止信号が入力されるようにすれば精度の良い
停止が可能になる。またさらに停止精度を上げるために
は、ロータマグネットの極数を増やしたり、相数を増す
ことにより実現できる。逆に停止精度が上記ほど必要と
しない場合、たとえば前記出力トランジスタの上側トラ
ンジスタ１個オン、下側トランジスタ１個オンの関係で
の停止点（停止点の数は上記説明の場合の半分になる）
で性能を満足する場合は第12図の関係からさらに容易に
前記位置信号用ホール素子から停止時パワートランジス
タスイッチング信号を作成することができる。
発明の効果 以上説明してきたように本発明の３相直流モータの停
止装置はモータの回転が非常に遅くなったり、あるいは
停止した状態でも停止トルクの効果がある。さらにメカ
的な方法ではないため小型軽量であり、きわめて簡易な
回路構成で実現できるため特にIC化に有効である。ま
た、２相通電及び３相通電方式を用いて停止制御を行っ
ているので、停止精度が良く停止制御時、パワートラン
ジスタのスイッチング信号を設定することにより前記の
安定停止点位置内の任意の停止点位置で停止さすことが
出来るので、本発明の応用例としてVTR等のリールモー
タの停止時におけるテープたるみの防止、コマ送りの高
精度な制御を行うことが出来る。
止装置はモータの回転が非常に遅くなったり、あるいは
停止した状態でも停止トルクの効果がある。さらにメカ
的な方法ではないため小型軽量であり、きわめて簡易な
回路構成で実現できるため特にIC化に有効である。ま
た、２相通電及び３相通電方式を用いて停止制御を行っ
ているので、停止精度が良く停止制御時、パワートラン
ジスタのスイッチング信号を設定することにより前記の
安定停止点位置内の任意の停止点位置で停止さすことが
出来るので、本発明の応用例としてVTR等のリールモー
タの停止時におけるテープたるみの防止、コマ送りの高
精度な制御を行うことが出来る。
第１図は本発明の一実施例における直流モータの停止装
置のブロック図、第２図はそのタイミングチャート、第
３図は本発明の一実施例を説明するために使用したモー
タのステータ部を示す平面図、第４図はコイルのターン
状態を示す斜視図、第５図はロータ部を示す平面図、第
６図はロータマグネットとステータ部の関係を示す斜視
図、第７図はコイルとパワートランジスタの結線状態を
示した回路図、第８図はコイルに電流を流すことにより
発生する磁界の状態を示した動作説明図、第９図はロー
タが正方向に回転した時のコイルの発電電圧を示す図、
第10図A,B,第11図A,Bは代表的な停止点におけるステー
タとコイルの位相関係及びその時のパワートランジスタ
のスイッチング状態を表した図、第12図A,Bは本発明の
実施例で使用したモータの全停止点におけるパワートラ
ンジスタのスイッチング状態を表した図、第13図は従来
の停止装置のブロック図、第14図は同要部の波形図であ
る。 １……ホール素子、２……回転時のパワートランジスタ
スイッチング信号作成部、３……トルク指令電流分配及
び増幅部、４……停止時のパワートランジスタスイッチ
ング信号作成部及びラッチ部。
置のブロック図、第２図はそのタイミングチャート、第
３図は本発明の一実施例を説明するために使用したモー
タのステータ部を示す平面図、第４図はコイルのターン
状態を示す斜視図、第５図はロータ部を示す平面図、第
６図はロータマグネットとステータ部の関係を示す斜視
図、第７図はコイルとパワートランジスタの結線状態を
示した回路図、第８図はコイルに電流を流すことにより
発生する磁界の状態を示した動作説明図、第９図はロー
タが正方向に回転した時のコイルの発電電圧を示す図、
第10図A,B,第11図A,Bは代表的な停止点におけるステー
タとコイルの位相関係及びその時のパワートランジスタ
のスイッチング状態を表した図、第12図A,Bは本発明の
実施例で使用したモータの全停止点におけるパワートラ
ンジスタのスイッチング状態を表した図、第13図は従来
の停止装置のブロック図、第14図は同要部の波形図であ
る。 １……ホール素子、２……回転時のパワートランジスタ
スイッチング信号作成部、３……トルク指令電流分配及
び増幅部、４……停止時のパワートランジスタスイッチ
ング信号作成部及びラッチ部。
Claims (1)
- 【請求項１】第１、第２及び第３の３相のコイルよりな
るステータコイルと、第１と第２の極が交互に配置され
た永久磁石よりなるロータとよりなる３相直流モータに
おいて、位置検出手段からの出力を用いてパワートラン
ジスタのスイッチング信号を作成してコイル駆動電流を
制御する第１と第２のスッチング作成手段を有し、前記
第１のスイッチング作成手段は通常回転時のコイル駆動
電流を制御し、第２のスイッチング作成手段は３値信号
を用いて停止時のコイル駆動電流を制御し、停止制御時
の第１の制御形態において、前記第１の相のコイルの真
上の近傍に、前記第１の極が位置した時に、前記パワー
トランジスタの前記スイッチング信号を制御して３相通
電し、前記第１の相のコイルに前記第１の極を吸着する
方向の極が生じる方向の第１のブレーキ電流を流し、前
記第２と第３の相のコイルには、前記第１の相のコイル
に生じた極と逆極性の極がそれぞれ生じるような方向
に、それぞれ前記第１のブレーキ電流の1/2の第２のブ
レーキ電流を流し、 そして、停止制御時の第２の制御形態において、前記第
１の相のコイルの真上の近傍に、前記第１の極と第２の
極の中間点が位置した時に、前記パワートランジスタの
前記スイッチング信号を制御して２相通電し、前記第１
の相のコイルの電流を遮断し、前記第２と第３の相のコ
イルには、前記ロータをそれぞれ吸着する方向の互いに
等しいブレーキ電流を流し、前記第１、第２の制御形態
の選択された状態を保持してロータが所定の安定停止点
位置に停止することを特徴とする３相直流モータの停止
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1053105A JP2748510B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | ３相直流モータの停止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1053105A JP2748510B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | ３相直流モータの停止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02231985A JPH02231985A (ja) | 1990-09-13 |
| JP2748510B2 true JP2748510B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=12933510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1053105A Expired - Fee Related JP2748510B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | ３相直流モータの停止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748510B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-06 JP JP1053105A patent/JP2748510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02231985A (ja) | 1990-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |