JP2753906B2 - ブラシレスモータの駆動方法及びその装置 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動方法及びその装置

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JP2753906B2
JP2753906B2 JP3316253A JP31625391A JP2753906B2 JP 2753906 B2 JP2753906 B2 JP 2753906B2 JP 3316253 A JP3316253 A JP 3316253A JP 31625391 A JP31625391 A JP 31625391A JP 2753906 B2 JP2753906 B2 JP 2753906B2
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三洋電機株式会社
株式会社日立製作所
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Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータの駆動
方法及びその装置に係り、特に、小型、低消費電力が要
求されるVTR用モータなどに用いるに好適なブラシレ
スモータの駆動方法及びその装置に関する。

【0002】

【従来の技術】従来、VTR用ブラシレスモータを駆動
するに際しては、ブラシレスモータの駆動巻線電流を断
続制御するための基準信号として、ステータ(駆動巻
線)側に配置されたホール素子の信号を用い、この信号
に従ってモータの速度を制御する方法が採用されてい
る。しかし、モータの小型化が進むにつれホール素子の
取り付け位置及び取り付け精度の確保が困難になってい
る。そこで、モータの駆動巻線から発生する逆起電圧を
検出し、この逆起電圧を基準信号としたホール素子レス
方式が提案されている。この方式は、例えば特開昭52
−80414号公報及び特開昭52−80415号公報
に開示されている。

【0003】ホール素子レス方式の原理は、基本周波数
に対して折点周波数が充分低い一次型フィルタを用いて
逆起電圧信号を基本周波数に対して位相が90度遅れた
正弦波信号に変換し、この変換された正弦波信号を基に
駆動巻線電流の断続制御のタイミングを発生するもので
ある。

【0004】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、モータの起動時には一次型フィルタ出力の位相は0
度付近であるため、断続制御の信号として用いることが
できない。このため別に同期駆動モードを設け、位相遅
れが90度付近に達するまで加速することが余儀なくさ
れ、起動時間が長くなる。そこで、同期駆動モードで起
動時間を短くするために、同期駆動周波数を高くして起
動時間を短くすることも考えられるが、この方法ではモ
ータが脱調して起動できなくなる。

【0005】本発明の目的は、モータが起動したときか
ら定速駆動するまでの起動時間を短くすることができる
ブラシレスモータの駆動方法とその装置及びこの装置を
用いたビデオテープレコーダを提供することにある。

【0006】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第1の方法として、界磁ロータと複数の
駆動巻線を有するモータの起動時に起動指令信号に従っ
たモータ駆動信号を生成して各駆動巻線に供給し、モー
タの駆動に伴って各駆動巻線から発生する逆起電圧と駆
動巻線の中点電位を検出し、検出した逆起電圧と中点電
位から加速駆動指令信号を生成すると共に逆起電圧の位
相をシフトして得られた信号と検出された中点電位とか
ら加速駆動指令信号と位相差を有する定速駆動指令信号
を生成し、モータ起動後起動指令信号に代わって加速駆
動指令信号に従ったモータ駆動信号を生成し、その後加
速駆動指令信号に代わって定速駆動指令信号に従ったモ
ータ駆動信号を生成し、各モータ駆動信号を順次各駆動
巻線に供給するブラシレスモータの駆動方法を採用した
ものである。

【0007】第2の方法として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令信号に従った
モータ駆動信号を生成して各駆動巻線に供給し、モータ
の駆動に伴って各駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動
巻線の中点電位を検出し、検出した逆起電圧と中点電位
から加速駆動指令信号を生成すると共に逆起電圧の位相
をシフトして得られた信号と検出された中点電位とから
定速駆動指令信号を生成し、モータ起動後起動指令信号
に代わって加速駆動指令信号に従ったモータ駆動信号を
生成し、その後加速駆動指令信号と定速駆動指令信号の
位相差が指定の値になった時点で加速駆動指令信号に代
わって定速駆動指令信号に従ったモータ駆動信号を生成
し、各モータ駆動信号を順次各駆動巻線に供給するブラ
シレスモータの駆動方法を採用したものである。

【0008】第3の方法として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令信号に従った
モータ駆動信号を生成して各駆動巻線に供給し、モータ
の駆動に伴って各駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動
巻線の中点電位を検出し、検出した逆起電圧と中点電位
から加速駆動指令信号を生成すると共に逆起電圧の位相
を遅延して得られた信号と検出された中点電位とから定
速駆動指令信号を生成し、モータ起動後起動指令信号に
代わって加速駆動指令信号に従ったモータ駆動信号を生
成し、その後加速駆動指令信号と定速駆動指令信号の位
相差が指定の値になった時点で加速駆動指令信号に代わ
って定速駆動指令信号に従ったモータ駆動信号を生成
し、各モータ駆動信号を順次各駆動巻線に供給するブラ
シレスモータの駆動方法を採用したものである。

【0009】第4の方法として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令パルス信号に
従ったモータ駆動パルス信号を生成して各駆動巻線に供
給し、モータの駆動に伴って各駆動巻線から発生する逆
起電圧と駆動巻線の中点電位を検出し、検出した逆起電
圧と中点電位から加速駆動指令パルス信号を生成すると
共に逆起電圧の位相を遅延して得られたパルス信号と検
出された中点電位とから定速駆動指令パルス信号を生成
し、モータ起動後起動指令パルス信号に代わって加速駆
動指令パルス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生成
し、その後加速駆動指令パルス信号と定速駆動指令パル
ス信号の位相差が指定の値になった時点で加速駆動指令
パルス信号に代わって定速駆動指令パルス信号に従った
モータ駆動パルス信号を生成し、各モータ駆動パルス信
号を順次各駆動巻線に供給するブラシレスモータの駆動
方法を採用したものである。

【0010】第5の方法として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令パルス信号に
従ったモータ駆動パルス信号を生成して各駆動巻線に供
給し、モータの駆動に伴って各駆動巻線から発生する逆
起電圧と駆動巻線の中点電位を検出し、検出した逆起電
圧と中点電位から加速駆動指令パルス信号を生成すると
共に逆起電圧の位相を遅延して得られたパルス信号と検
出された中点電位とから定速駆動指令パルス信号を生成
し、モータ起動後起動指令パルス信号に代わって加速駆
動指令パルス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生成
し、その後加速駆動指令パルス信号と定速駆動指令パル
ス信号の位相差が30度になった時点で加速駆動指令パ
ルス信号に代わって定速駆動指令パルス信号に従ったモ
ータ駆動パルス信号を生成し、各モータ駆動パルス信号
を順次各駆動巻線に供給するブラシレスモータの駆動方
法を採用したものである。

【0011】第6の方法として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令パルス信号に
従ったモータ駆動パルス信号を生成して各駆動巻線に供
給し、モータの駆動に伴って各駆動巻線から発生する逆
起電圧と駆動巻線の中点電位を検出し、検出した逆起電
圧と中点電位から加速駆動指令パルス信号を生成すると
共に加速駆動指令パルス信号と基準パルス信号との位相
を比較して両者の信号が同期した定速駆動指令パルス信
号を生成し、モータ起動後起動指令パルス信号に代わっ
て加速駆動指令パルス信号に従ったモータ駆動パルス信
号を生成し、その後加速駆動指令パルス信号と定速駆動
指令パルス信号の位相差が指定の値になった時点で加速
駆動指令パルス信号に代わって定速駆動指令パルス信号
に従ったモータ駆動パルス信号を生成し、各モータ駆動
パルス信号を順次各駆動巻線に供給するブラシレスモー
タの駆動方法を採用したものである。

【0012】

【0013】

【0014】第1の装置として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令信号を発生す
る起動指令信号発生手段と、モータの駆動に伴って各駆
動巻線から発生する逆起電圧を検出する逆起電圧検出手
段と、モータの中点電位を検出する中点電位検出手段
と、逆起電圧検出手段の検出出力と中点電位検出手段の
検出出力とを比較して加速駆動指令信号を生成する加速
駆動指令信号生成手段と、各駆動巻線から発生する逆起
電圧の位相をシフトする位相シフト手段と、位相シフト
手段の出力信号と中点電位検出手段の検出出力とを比較
して定速駆動指令信号を生成する定速駆動指令信号生成
手段と、加速駆動指令信号と定速駆動指令信号の位相を
監視して加速駆動指令信号を選択した後定速駆動指令信
号を選択する駆動指令信号選択手段と、起動指令信号を
選択した後駆動指令信号選択手段の選択による駆動指令
信号を選択する指令信号選択手段と、指令信号選択手段
の選択による指令信号に従ったモータ駆動信号を生成し
このモータ駆動信号を各駆動巻線に供給するモータ駆動
手段とを備えているブラシレスモータの駆動装置を構成
したものである。

【0015】第2の装置として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令信号を発生す
る起動指令信号発生手段と、モータの駆動に伴って各駆
動巻線から発生する逆起電圧を検出する逆起電圧検出手
段と、モータの中点電位を検出する中点電位検出手段
と、逆起電圧検出手段の検出出力と中点電位検出手段の
検出出力とを比較して加速駆動指令信号を生成する加速
駆動指令信号生成手段と、各駆動巻線から発生する逆起
電圧の位相を遅延する遅延手段と、遅延手段の出力信号
と中点電位検出手段の検出出力とを比較して定速駆動指
令信号を生成する定速駆動指令信号生成手段と、加速駆
動指令信号と定速駆動指令信号の位相を監視して加速駆
動指令信号を選択した後定速駆動指令信号を選択する駆
動指令信号選択手段と、起動指令信号を選択した後駆動
指令信号選択手段の選択による駆動指令信号を選択する
指令信号選択手段と、指令信号選択手段の選択による指
令信号に従ったモータ駆動信号を生成しこのモータ駆動
信号を各駆動巻線に供給するモータ駆動手段とを備えて
いるブラシレスモータの駆動装置を構成したものであ
る。

【0016】第3の装置として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令パルス信号を
発生する起動指令信号発生手段と、モータの駆動に伴っ
て各駆動巻線から発生する逆起電圧を検出する逆起電圧
検出手段と、モータの中点電位を検出する中点電位検出
手段と、逆起電圧検出手段の検出出力と中点電位検出手
段の検出出力とを比較して加速駆動指令パルス信号を生
成する加速駆動指令信号生成手段と、各駆動巻線から発
生する逆起電圧の位相を遅延する遅延手段と、遅延手段
の出力信号と中点電位検出手段の検出出力とを比較して
定速駆動指令パルス信号を生成する定速駆動指令信号生
成手段と、加速駆動指令パルス信号と定速駆動指令パル
ス信号の位相を監視して加速駆動指令信号を選択した後
定速駆動指令パルス信号を選択する駆動指令信号選択手
段と、起動指令パルス信号を選択した後駆動指令信号選
択手段の選択による駆動指令パルス信号を選択する指令
信号選択手段と、指令信号選択手段の選択による指令パ
ルス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生成しこのモ
ータ駆動パルス信号を各駆動巻線に供給するモータ駆動
手段とを備えているブラシレスモータの駆動装置を構成
したものである。

【0017】第4の装置として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令パルス信号を
発生する起動指令信号発生手段と、モータの駆動に伴っ
て各駆動巻線から発生する逆起電圧を検出する逆起電圧
検出手段と、モータの中点電位を検出する中点電位検出
手段と、逆起電圧検出手段の検出出力と中点電位検出手
段の検出出力とを比較して加速駆動指令パルス信号を生
成する加速駆動指令信号生成手段と、各駆動巻線から発
生する逆起電圧の位相を遅延する遅延手段と、遅延手段
の出力信号と中点電位検出手段の検出出力とを比較して
定速駆動指令パルス信号を生成する定速駆動指令信号生
成手段と、加速駆動指令パルス信号と定速駆動指令パル
ス信号の位相を比較して両駆動指令パルス信号のうち位
相の遅れている駆動指令パルス信号を選択する駆動指令
信号選択手段と、起動指令パルス信号を選択した後駆動
指令信号選択手段の選択による駆動指令パルス信号を選
択する指令信号選択手段と、指令信号選択手段の選択に
よる指令パルス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生
成しこのモータ駆動パルス信号を各駆動巻線に供給する
モータ駆動手段とを備えているブラシレスモータの駆動
装置を構成したものである。

【0018】第5の装置として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令パルス信号を
発生する起動指令信号発生手段と、モータの駆動に伴っ
て各駆動巻線から発生する逆起電圧を検出する逆起電圧
検出手段と、モータの中点電位を検出する中点電位検出
手段と、逆起電圧検出手段の検出出力と中点電位検出手
段の検出出力とを比較して加速駆動指令パルス信号を生
成する加速駆動指令信号生成手段と、各駆動巻線から発
生する逆起電圧の位相を遅延する遅延手段と、遅延手段
の出力信号と中点電位検出手段の検出出力とを比較して
定速駆動指令パルス信号を生成する定速駆動指令信号生
成手段と、モータの回転速度を検出する速度検出手段
と、速度検出手段の検出出力を監視して加速駆動指令パ
ルス信号を選択した後定速駆動指令パルス信号を選択す
る駆動指令信号選択手段と、起動指令パルス信号を選択
した後駆動指令信号選択手段の選択による駆動指令パル
ス信号を選択する指令信号選択手段と、指令信号選択手
段の選択による指令パルス信号に従ったモータ駆動パル
ス信号を生成しこのモータ駆動パルス信号を各駆動巻線
に供給するモータ駆動手段とを備えているブラシレスモ
ータの駆動装置を構成したものである。

【0019】第6の装置として、界磁ロータと複数の駆
動巻線を有するモータの起動時に起動指令パルス信号を
発生する起動指令信号発生手段と、モータの駆動に伴っ
て各駆動巻線から発生する逆起電圧を検出する逆起電圧
検出手段と、モータの中点電位を検出する中点電位検出
手段と、逆起電圧検出手段の検出出力と中点電位検出手
段の検出出力とを比較して加速駆動指令パルス信号を生
成する加速駆動指令信号生成手段と、加速駆動指令パル
ス信号と基準パルス信号との位相を比較して両者の信号
が同期したときに加速駆動指令パルス信号と一定の位相
差を有する定速駆動指令パルス信号を生成する定速駆動
指令信号生成手段と、加速駆動指令パルス信号と定速駆
動指令パルス信号の位相を監視して加速駆動指令信号を
選択した後定速駆動指令パルス信号を選択する駆動指令
信号選択手段と、起動指令パルス信号を選択した後駆動
指令信号選択手段の選択による駆動指令パルス信号を選
択する指令信号選択手段と、指令信号選択手段の選択に
よる指令パルス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生
成しこのモータ駆動パルス信号を各駆動巻線に供給する
モータ駆動手段とを備えているブラシレスモータの駆動
装置を構成したものである。

【0020】第1乃至第6のうちいずれか一つの装置を
含む第7の装置として、定速駆動指令信号または定速駆
動指令パルス信号の位相をシフトする指令信号シフト手
段を備えているブラシレスモータの駆動装置を構成した
ものである。

【0021】第1乃至第6の装置のうちいずれか一つの
装置を含む第8の装置として、駆動指令信号選択手段
は、加速駆動指令信号と定速駆動指令信号との位相差が
30度になった時点または加速駆動指令パルス信号と定
速駆動指令パルス信号との位相差が30度になった時点
で定速駆動指令信号または定速駆動指令パルス信号を選
択してなるブラシレスモータの駆動装置を構成したもの
である。

【0022】第9の装置として、第1乃至第8のうちい
ずれか一つの装置を有するビデオテープレコーダを構成
したものである。

【0023】

【作用】モータの起動時に起動指令に従ったモータ駆動
信号を生成して各駆動巻線に供給し、モータの駆動に伴
なって各駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動巻線の中
点電位を基に加速駆動指令信号と定速駆動指令信号を生
成する。そしてモータ起動後、起動指令信号に代わって
加速駆動指令信号に従ったモータ駆動信号を生成し、そ
の後加速駆動指令信号に代わって定速駆動指令信号に従
ったモータ駆動信号を生成し、各モータ駆動信号を順次
各駆動巻線に与えてモータの駆動を制御するようにして
いる。すなわち、モータが起動したあとは加速駆動指令
信号に従ってモータを加速し、モータが充分加速したあ
とは加速駆動指令信号と位相差を有する定速駆動指令信
号に従ってモータを定速駆動することとしている。これ
は、逆起電圧に伴なうタイミングと各駆動巻線に印加し
なければならない電圧のタイミングの差は起動時でも3
0度以下であり、この程度の位相誤差であれば、モータ
の効率は悪いが出力トルクがなくなることはない。この
ため、逆起電圧が検出できる程度にモータを起動させた
あと、逆起電圧の発生タイミングに従ってモータを充分
加速させ、その後逆起電圧と一定の位相差を有する信号
に従ってモータを定速駆動することにより、起動時間を
短縮することができると共に、加速時のモータの効率を
改善することができる。

【0024】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【0025】図1において、モータ駆動装置は120度
ロジック回路10、駆動回路12、タイマー14、デー
タセレクタ16、発振器18、リングカウンタ20、デ
ータセレクタ22、位相比較器24、コンパレータ2
6,28,30,32,34,36、インバータ38,
40,42、一次型フィルタ回路44、逆起電圧検出回
路46、コンデンサ48を備えて構成されており、駆動
回路12の出力がブラシレスモータの駆動巻線68,7
0,72に接続されている。ブラシレスモータ74は図
2に示されるように、駆動巻線68,70,72と界磁
ロータ76を備えて構成されており、界磁ロータ76の
回転軸78がVTRに用いられるシリンダの上シリンダ
80に連結されている。上シリンダ80に相対抗して下
シリンダ82が設けられており、下シリンダ82にはロ
ータリトランス84,86が収納されている。下シリン
ダ82は固定され、上シリンダ82は界磁ロータ76の
回転に伴なって回転するようになっている。また、この
モータ74には、モータ74の回転速度を検出する回転
速度検出器88が設けられている。この回転速度検出器
88はFGパターンコイル90とFG用マグネット92
を備えて構成されている。FGパターンコイル90は下
シリンダ82側に固定され、マグネット92は界磁ロー
タ76側に固定されている。このブラシレスモータ74
はVTRに用いられるシリンダを駆動するシリンダモー
タとして構成されており、各駆動巻線68,70,72
に順次パルスが与えられることによって界磁ロータ76
が回転し、界磁ロータ76の回転に伴なって上シリンダ
80を回転するように構成されている。

【0026】発振器18は、図5に示されるように、起
動指令パルス信号として43Hzのクロックパルスを発
生するようになっており、このクロックパルスはリング
カウンタ20に入力されている。リングカウンタ20は
Dタイプのフリップフロップ20A,20B,20Cを
備えており、クロックパルスに応答して出力端子a,
b,cから図5に示されるようなパルスを出力するよう
になっている。リングカウンタ20の各出力パルスはデ
ータセレクタ16に入力されており、データセレクタ1
6は、モータ起動後一定時間経過するまではリングカウ
ンタ20からのパルスを120度ロジック回路10へ転
送し、モータ起動後一定時間経過してタイマー14から
切り換え信号が入力されたときには、データセレクタ2
2からの信号をロジック回路10へ転送する指令信号選
択手段として構成されている。

【0027】120度ロジック回路10は、図3に示さ
れるように、インバータ10A,10B,10C、AN
Dゲート10D,10E,10F,10G,10H,1
0Iを備えており、リングカウンタ20から図5に示さ
れるようなパルスが入力されたとき、パルスのオン期間
を120度に成形し、成形したパルスを出力端子i,
k,mから出力すると共に、出力端子g,l,nから図
5に示されるようなパルスを出力するようになってい
る。そして各出力端子から発生するパルスは駆動回路1
2に入力されている。駆動回路12はトランジスタ9
4,96,98,100,102,104を備えて構成
されており、各トランジスタのベースがロジック回路1
0の出力端子i〜nに接続され、トランジスタ100,
102,104のコレクタがそれぞれ駆動巻線68,7
0,72に接続されている。そしてロジック回路10か
らのパルスに従って駆動回路12の各トランジスタが順
次オンオフを繰り返えすと、各駆動巻線68,70,7
2には、図5に示されるような電圧が印加され、ブラシ
レスモータ74が回転駆動するようになっている。すな
わち、ロジック回路10と駆動回路12はモータ駆動手
段として構成されている。そしてブラシレスモータ74
が回転すると、各駆動巻線68,70,72に印加され
る電圧のレベルが0の期間では、ブラシレスモータ74
が発電機として機能することにより、逆起電圧のみが発
生することになる。すなわち、ブラシレスモータ74が
回転すると、モータ74の回転に伴なって、図6の破線
で示されるように、各駆動巻線68,70,72からは
逆起電圧が発生する。そして各駆動巻線68,70,7
2に印加される電圧のレベルが0のときにはハイインピ
ーダンスとなるため、この期間では逆起電圧のみが発生
することになる。

【0028】各駆動巻線68,70,72から発生する
逆起電圧はコンパレータ26,28,30に入力されて
いると共に、フィルタ回路44、逆起電圧検出回路46
を介してコンパレータ32,34,36に入力されてい
る。フイルタ回路44は抵抗50,52,54、コンデ
ンサ62,64,66を備えて構成されており、各駆動
巻線68,70,72から発生する電圧の位相を90度
遅らせる位相シフト手段または遅延手段として構成され
ている。逆起電圧検出回路46は抵抗50,52,5
4,56,58,60から構成されており、この回路4
6の基準電位がコンデンサ48両端の中点電位になって
いる。この中点電位が各コンパレータ26,28,3
0,32,34,36の基準電圧に設定されている。

【0029】コンパレータ26,28,30は中点電位
と各駆動巻線68,70,72から発生する電圧とを比
較し、各駆動巻線68〜72から入力された電圧が基準
電位を超えたときにハイレベルの信号を出力するように
なっている。例えば図6に示されるような電圧が入力さ
れたときには、各コンパレータ26,28,30の各出
力U0,V0,W0からは図6に示されるようなパルス
を発生するようになっている。すなわちコンパレータ2
6〜30は定速駆動指令信号としてのパルス信号を発生
するようになっている。

【0030】一方、コンパレータ32〜36にはフイル
タ回路44を通過した信号が入力されており、各コンパ
レータ32〜36は中点電位とフイルタ回路44からの
電圧とを比較して、フイルタ回路44からの電圧が中点
電位を超えたときにハイレベルの信号を出力するように
なっている。各信号はインバータ38〜42を介してデ
ータセレクタ22に入力されるようになっている。そし
てフイルタ回路44の出力Uf,Vf,Wfから図6に
示されるような信号が入力されたとき、インバータ38
〜42の出力U90,V90,W90からは図6に示さ
れるようなパルスを発生するようになっている。すなわ
ち、コンパレータ32〜36、インバータ38〜42は
コンパレータ26〜30から発生するパルスとは位相差
を有する定速駆動指令信号としてのパルスを発生する定
速駆動指令信号生成手段として構成されている。そして
コンパレータ26〜30から出力されるパルスとインバ
ータ38〜42から出力されるパルスの位相が位相比較
器24で比較され、この比較結果を基にいずれかの出力
パルスがデータセレクタ22で選択されるようになって
いる。

【0031】位相比較器24は、図4に示されるよう
に、Dタイプのフリップフロップ24A,24B,24
C、ANDゲート24Dを備えて構成されており、出力
U0とV90がフリップフロップ24Aに接続され、出
力V0とW90がフリップフロップ24Bに接続され、
出力W0とU90がフリップフロップ24Cにそれぞれ
接続されている。そして位相比較器24は、モータ74
の回転に伴ってフイルタ回路44から出力される信号の
位相が漸次90度まで遅れ、出力U90,V90,W9
0からの信号の位相が出力U0,V0,W0よりも30
度遅れた時点でデータセレクタ22へ切り換え指令を出
力するようになっている。すなわち、データセレクタ2
2は位相比較器24から切り換え指令が発生するまでは
コンパレータ26〜30からのパルスを選択してデータ
セレクタ16へ転送し、位相比較器24からの切り換え
指令を受けたときにはインバータ38〜42からのパル
スを選択してデータセレクタ16へ転送するようになっ
ており、データセレクタ22と位相比較器24は駆動指
令信号選択手段として構成されている。

【0032】上記構成において、ブラシレスモータ74
に対する起動が指令されると、タイマー14が起動する
と共に発振器18からのクロックパルスがリングカウン
タ20に入力され、リングカウンタ20からのパルスが
データセレクタ16を介してロジック回路10に入力さ
れ、リングカウンタ20からのパルスに従ったモータ駆
動信号としてのパルスが生成され、このパルスが順次駆
動巻線68,70,72に印加されてブラシレスモータ
74が回転駆動する。ブラシレスモータ74の回転に伴
なって各駆動巻線68〜72からは図6に示されるよう
な電圧が発生する。そしてモータ起動後一定時間経過し
てタイマー14から切り換え信号が出力されると、デー
タセレクタ22で選択されたパルスがロジック回路10
に入力される。すなわちコンパレータ26〜30の出力
U0,V0,W0からのパルスがロジック回路10に入
力される。このパルスが各駆動巻線68〜72に印加さ
れることによってモータ74が順次加速される。ところ
が、モータの加速時には、図6の期間T1,T2に示さ
れるように、逆起電圧のみが発生するときでもオンパル
スが生成されているため、モータの効率が悪く、トルク
リップルが発生する。このため、本実施例では、モータ
74が充分加速されたあとは、出力U90,V90,W
90からの出力パルスに従ってブラシレスモータ74を
駆動することとしている。

【0033】すなわち、ブラシレスモータ74の駆動に
伴なって駆動巻線68〜72から出力される電圧の位相
は順次遅れ、出力U,V,Wから発生する電圧に対して
フイルタ回路44の位相が90度遅れると、フイルタ回
路44の出力Uf,Vf,Wfからは、図7に示される
ように、出力U,V,Wで発生する信号に対して90度
位相の遅れた正弦波状の電圧が発生する。この信号がコ
ンパレータ32〜36を介してインバータ38〜42に
入力されると、出力U90,V90,W90からは図7
に示されるようなパルスが発生し、データセレクタ22
によって出力U90,V90,W90からのパルスが選
択される。そしてこのパルスに従ったモータ駆動信号が
生成されると各駆動巻線68,70,72には図7に示
されるような電圧が印加されることになる。このパルス
は逆起電圧がモータの中点電位を超えた点から30度遅
れた点でトランジスタがオンとなる波形に生成されるた
め、モータの効率を高め、トルクリップルを最少限に抑
制することができる。

【0034】次に、本発明の他の実施例を図8及び図9
に従って説明する。

【0035】本実施例は、定速駆動指令信号を生成する
ためにPLL回路を用いたものであり、フイルタ回路4
4とコンパレータ32〜36、インバータ38〜42、
位相比較器24の代わりに、PLL回路106、Dフリ
ップフロップ108,110,112が設けられてい
る。PLL回路106は位相比較器114、ローパスフ
イルタ116、電圧制御発振器118、1/2分周器1
20、1/6分周器122、位相制御安定判別器124
を備えて構成されている。このPLL回路106は、電
圧制御発振器118から発生する信号を分周器120,
122で順次分周し、分周した信号とコンパレータ30
からの信号の位相を順次比較し、両者の位相が同期した
時点でデータセレクタ22に切り換え指令を出力するよ
うになっている。そして各フリップフロップ108,1
10,112からは出力U0,V0,W0とは位相が3
0度異なるパルスを出力させるようになっている。すな
わち、コンパレータ30の出力W0の信号と分周器12
2の出力eとが同期したときには、分周器122の入力
dと出力eは図9のd,eに示されるような信号とな
る。そして出力dの出力パルスの立ち上がりで出力U
0,V0,W0をラッチすると、フリップフロップ10
8,110,112の出力f,g,hからは図9のf,
g,hで示されるようなパルスが出力される。この信号
は出力U0,V0,W0のパルスとは位相が30度遅れ
ているため、この信号を基にモータ駆動信号を生成すれ
ば、モータの定速駆動時の効率を高めることができると
共にトルクリップルを最少限に抑制することができる。

【0036】また前記実施例においては、データセレク
タ22の選択指令として各パルスの位相を比較するもの
について述べたが、回転速度検出器88の出力を基にパ
ルスの選択を制御することも可能であり、また逆起電圧
の時間または周波数情報を用いてモータの速度や位相を
制御することも可能である。

【0037】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータの起動後加速用の信号をモータの駆動巻線に与え
てモータを加速駆動し、その後加速用の信号とは位相差
を有する定速用の信号をモータに与えてモータを駆動す
るようにしたため、モータが脱調することなくモータが
起動する時点からモータが定速駆動するまでの起動時間
を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施例を示す全体構成図である。

【図2】ブラシレスモータの構成を示す縦断面図であ
る。

【図3】リングカウンタとロジック回路の構成図であ
る。

【図4】位相比較器の構成図である。

【図5】同期駆動時のタイムチャートである。

【図6】加速時の各部の波形図である。

【図7】定常時の各部の波形図である。

【図8】本発明の他の実施例を示す構成図である。

【図9】図8に示す実施例の作用を説明するためのタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

10 120度ロジック回路 12 駆動回路 14 タイマー 16 データセレクタ 18 発振器 20 リングカウンタ 22 データセレクタ 24 位相比較器 40 フイルタ回路 68,70,72 駆動巻線 74 ブラシレスモータ 76 界磁ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 信義 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 長田 俊男 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社 日立製作所 東海工場内 (72)発明者 座間 秀夫 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社 日立製作所 東海工場内 (72)発明者 石田 倫久 大阪府守口市京阪本通二丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 水本 正夫 大阪府守口市京阪本通二丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−39490(JP,A) 特開 昭63−157687(JP,A)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令信号に従ったモータ駆動信号を
    生成して各駆動巻線に供給し、モータの駆動に伴って各
    駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動巻線の中点電位を
    検出し、検出した逆起電圧と中点電位から加速駆動指令
    信号を生成すると共に逆起電圧の位相をシフトして得ら
    れた信号と検出された中点電位とから加速駆動指令信号
    と位相差を有する定速駆動指令信号を生成し、モータ起
    動後起動指令信号に代わって加速駆動指令信号に従った
    モータ駆動信号を生成し、その後加速駆動指令信号に代
    わって定速駆動指令信号に従ったモータ駆動信号を生成
    し、各モータ駆動信号を順次各駆動巻線に供給するブラ
    シレスモータの駆動方法。
  2. 【請求項2】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令信号に従ったモータ駆動信号を
    生成して各駆動巻線に供給し、モータの駆動に伴って各
    駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動巻線の中点電位を
    検出し、検出した逆起電圧と中点電位から加速駆動指令
    信号を生成すると共に逆起電圧の位相をシフトして得ら
    れた信号と検出された中点電位とから定速駆動指令信号
    を生成し、モータ起動後起動指令信号に代わって加速駆
    動指令信号に従ったモータ駆動信号を生成し、その後加
    速駆動指令信号と定速駆動指令信号の位相差が指定の値
    になった時点で加速駆動指令信号に代わって定速駆動指
    令信号に従ったモータ駆動信号を生成し、各モータ駆動
    信号を順次各駆動巻線に供給するブラシレスモータの駆
    動方法。
  3. 【請求項3】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令信号に従ったモータ駆動信号を
    生成して各駆動巻線に供給し、モータの駆動に伴って各
    駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動巻線の中点電位を
    検出し、検出した逆起電圧と中点電位から加速駆動指令
    信号を生成すると共に逆起電圧の位相を遅延して得られ
    た信号と検出された中点電位とから定速駆動指令信号を
    生成し、モータ起動後起動指令信号に代わって加速駆動
    指令信号に従ったモータ駆動信号を生成し、その後加速
    駆動指令信号と定速駆動指令信号の位相差が指定の値に
    なった時点で加速駆動指令信号に代わって定速駆動指令
    信号に従ったモータ駆動信号を生成し、各モータ駆動信
    号を順次各駆動巻線に供給するブラシレスモータの駆動
    方法。
  4. 【請求項4】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令パルス信号に従ったモータ駆動
    パルス信号を生成して各駆動巻線に供給し、モータの駆
    動に伴って各駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動巻線
    の中点電位を検出し、検出した逆起電圧と中点電位から
    加速駆動指令パルス信号を生成すると共に逆起電圧の位
    相を遅延して得られたパルス信号と検出された中点電位
    とから定速駆動指令パルス信号を生成し、モータ起動後
    起動指令パルス信号に代わって加速駆動指令パルス信号
    に従ったモータ駆動パルス信号を生成し、その後加速駆
    動指令パルス信号と定速駆動指令パルス信号の位相差が
    指定の値になった時点で加速駆動指令パルス信号に代わ
    って定速駆動指令パルス信号に従ったモータ駆動パルス
    信号を生成し、各モータ駆動パルス信号を順次各駆動巻
    線に供給するブラシレスモータの駆動方法。
  5. 【請求項5】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令パルス信号に従ったモータ駆動
    パルス信号を生成して各駆動巻線に供給し、モータの駆
    動に伴って各駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動巻線
    の中点電位を検出し、検出した逆起電圧と中点電位から
    加速駆動指令パルス信号を生成すると共に逆起電圧の位
    相を遅延して得られたパルス信号と検出された中点電位
    とから定速駆動指令パルス信号を生成し、モータ起動後
    起動指令パルス信号に代わって加速駆動指令パルス信号
    に従ったモータ駆動パルス信号を生成し、その後加速駆
    動指令パルス信号と定速駆動指令パルス信号の位相差が
    30度になった時点で加速駆動指令パルス信号に代わっ
    て定速駆動指令パルス信号に従ったモータ駆動パルス信
    号を生成し、各モータ駆動パルス信号を順次各駆動巻線
    に供給するブラシレスモータの駆動方法。
  6. 【請求項6】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令パルス信号に従ったモータ駆動
    パルス信号を生成して各駆動巻線に供給し、モータの駆
    動に伴って各駆動巻線から発生する逆起電圧と駆動巻線
    の中点電位を検出し、検出した逆起電圧と中点電位から
    加速駆動指令パルス信号を生成すると共に加速駆動指令
    パルス信号と基準パルス信号との位相を比較して両者の
    信号が同期した定速駆動指令パルス信号を生成し、モー
    タ起動後起動指令パルス信号に代わって加速駆動指令パ
    ルス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生成し、その
    後加速駆動指令パルス信号と定速駆動指令パルス信号の
    位相差が指定の値になった時点で加速駆動指令パルス信
    号に代わって定速駆動指令パルス信号に従ったモータ駆
    動パルス信号を生成し、各モータ駆動パルス信号を順次
    各駆動巻線に供給するブラシレスモータの駆動方法。
  7. 【請求項7】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令信号を発生する起動指令信号発
    生手段と、モータの駆動に伴って各駆動巻線から発生す
    る逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段と、モータの中
    点電位を検出する中点電位検出手段と、逆起電圧検出手
    段の検出出力と中点電位検出手段の検出出力とを比較し
    て加速駆動指令信号を生成する加速駆動指令信号生成手
    段と、各駆動巻線から発生する逆起電圧の位相をシフト
    する位相シフト手段と、位相シフト手段の出力信号と中
    点電位検出手段の検出出力とを比較して定速駆動指令信
    号を生成する定速駆動指令信号生成手段と、加速駆動指
    令信号と定速駆動指令信号の位相を監視して加速駆動指
    令信号を選択した後定速駆動指令信号を選択する駆動指
    令信号選択手段と、起動指令信号を選択した後駆動指令
    信号選択手段の選択による駆動指令信号を選択する指令
    信号選択手段と、指令信号選択手段の選択による指令信
    号に従ったモータ駆動信号を生成しこのモータ駆動信号
    を各駆動巻線に供給するモータ駆動手段とを備えている
    ブラシレスモータの駆動装置。
  8. 【請求項8】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令信号を発生する起動指令信号発
    生手段と、モータの駆動に伴って各駆動巻線から発生す
    る逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段と、モータの中
    点電位を検出する中点電位検出手段と、逆起電圧検出手
    段の検出出力と中点電位検出手段の検出出力とを比較し
    て加速駆動指令信号を生成する加速駆動指令信号生成手
    段と、各駆動巻線から発生する逆起電圧の位相を遅延す
    る遅延手段と、遅延手段の出力信号と中点電位検出手段
    の検出出力とを比較して定速駆動指令信号を生成する定
    速駆動指令信号生成手段と、加速駆動指令信号と定速駆
    動指令信号の位相を監視して加速駆動指令信号を選択し
    た後定速駆動指令信号を選択する駆動指令信号選択手段
    と、起動指令信号を選択した後駆動指令信号選択手段の
    選択による駆動指令信号を選択する指令信号選択手段
    と、指令信号選択手段の選択による指令信号に従ったモ
    ータ駆動信号を生成しこのモータ駆動信号を各駆動巻線
    に供給するモータ駆動手段とを備えているブラシレスモ
    ータの駆動装置。
  9. 【請求項9】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有するモ
    ータの起動時に起動指令パルス信号を発生する起動指令
    信号発生手段と、モータの駆動に伴って各駆動巻線から
    発生する逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段と、モー
    タの中点電位を検出する中点電位検出手段と、逆起電圧
    検出手段の検出出力と中点電位検出手段の検出出力とを
    比較して加速駆動指令パルス信号を生成する加速駆動指
    令信号生成手段と、各駆動巻線から発生する逆起電圧の
    位相を遅延する遅延手段と、遅延手段の出力信号と中点
    電位検出手段の検出出力とを比較して定速駆動指令パル
    ス信号を生成する定速駆動指令信号生成手段と、加速駆
    動指令パルス信号と定速駆動指令パルス信号の位相を監
    視して加速駆動指令信号を選択した後定速駆動指令パル
    ス信号を選択する駆動指令信号選択手段と、起動指令パ
    ルス信号を選択した後駆動指令信号選択手段の選択によ
    る駆動指令パルス信号を選択する指令信号選択手段と、
    指令信号選択手段の選択による指令パルス信号に従った
    モータ駆動パルス信号を生成しこのモータ駆動パルス信
    号を各駆動巻線に供給するモータ駆動手段とを備えてい
    るブラシレスモータの駆動装置。
  10. 【請求項10】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有する
    モータの起動時に起動指令パルス信号を発生する起動指
    令信号発生手段と、モータの駆動に伴って各駆動巻線か
    ら発生する逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段と、モ
    ータの中点電位を検出する中点電位検出手段と、逆起電
    圧検出手段の検出出力と中点電位検出手段の検出出力と
    を比較して加速駆動指令パルス信号を生成する加速駆動
    指令信号生成手段と、各駆動巻線から発生する逆起電圧
    の位相を遅延する遅延手段と、遅延手段の出力信号と中
    点電位検出手段の検出出力とを比較して定速駆動指令パ
    ルス信号を生成する定速駆動指令信号生成手段と、加速
    駆動指令パルス信号と定速駆動指令パルス信号の位相を
    比較して両駆動指令パルス信号のうち位相の遅れている
    駆動指令パルス信号を選択する駆動指令信号選択手段
    と、起動指令パルス信号を選択した後駆動指令信号選択
    手段の選択による駆動指令パルス信号を選択する指令信
    号選択手段と、指令信号選択手段の選択による指令パル
    ス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生成しこのモー
    タ駆動パルス信号を各駆動巻線に供給するモータ駆動手
    段とを備えているブラシレスモータの駆動装置。
  11. 【請求項11】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有する
    モータの起動時に起動指令パルス信号を発生する起動指
    令信号発生手段と、モータの駆動に伴って各駆動巻線か
    ら発生する逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段と、モ
    ータの中点電位を検出する中点電位検出手段と、逆起電
    圧検出手段の検出出力と中点電位検出手段の検出出力と
    を比較して加速駆動指令パルス信号を生成する加速駆動
    指令信号生成手段と、各駆動巻線から発生する逆起電圧
    の位相を遅延する遅延手段と、遅延手段の出力信号と中
    点電位検出手段の検出出力とを比較して定速駆動指令パ
    ルス信号を生成する定速駆動指令信号生成手段と、モー
    タの回転速度を検出する速度検出手段と、速度検出手段
    の検出出力を監視して加速駆動指令パルス信号を選択し
    た後定速駆動指令パルス信号を選択する駆動指令信号選
    択手段と、起動指令パルス信号を選択した後駆動指令信
    号選択手段の選択による駆動指令パルス信号を選択する
    指令信号選択手段と、指令信号選択手段の選択による指
    令パルス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生成しこ
    のモータ駆動パルス信号を各駆動巻線に供給するモータ
    駆動手段とを備えているブラシレスモータの駆動装置。
  12. 【請求項12】 界磁ロータと複数の駆動巻線を有する
    モータの起動時に起動指令パルス信号を発生する起動指
    令信号発生手段と、モータの駆動に伴って各駆動巻線か
    ら発生する逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段と、モ
    ータの中点電位を検出する中点電位検出手段と、逆起電
    圧検出手段の検出出力と中点電位検出手段の検出出力と
    を比較して加速駆動指令パルス信号を生成する加速駆動
    指令信号生成手段と、加速駆動指令パルス信号と基準パ
    ルス信号との位相を比較して両者の信号が同期したとき
    に加速駆動指令パルス信号と一定の位相差を有する定速
    駆動指令パルス信号を生成する定速駆動指令信号生成手
    段と、加速駆動指令パルス信号と定速駆動指令パルス信
    号の位相を監視して加速駆動指令信号を選択した後定速
    駆動指令パルス信号を選択する駆動指令信号選択手段
    と、起動指令パルス信号を選択した後駆動指令信号選択
    手段の選択による駆動指令パルス信号を選択する指令信
    号選択手段と、指令信号選択手段の選択による指令パル
    ス信号に従ったモータ駆動パルス信号を生成しこのモー
    タ駆動パルス信号を各駆動巻線に供給するモータ駆動手
    段とを備えているブラシレスモータの駆動装置。
  13. 【請求項13】 定速駆動指令信号または定速駆動指令
    パルス信号の位相をシフトする指令信号シフト手段を備
    えている請求項7、8、9、10、11または12記載
    のブラシレスモータの駆動装置。
  14. 【請求項14】 駆動指令信号選択手段は、加速駆動指
    令信号と定速駆動指令信号との位相差が30度になった
    時点または加速駆動指令パルス信号と定速駆動指令パル
    ス信号との位相差が30度になった時点で定速駆動指令
    信号または定速駆動指令パルス信号を選択してなる請求
    7、8、9、10、11または12記載のブラシレス
    モータの駆動装置。
  15. 【請求項15】 請求項7、8、9、10、11、1
    2、13または14記載のブラシレスモータの駆動装置
    を有するビデオテープレコーダ。
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