JP2799748B2 - Three-phase semiconductor motor - Google Patents

Three-phase semiconductor motor

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JP2799748B2
JP2799748B2 JP1267546A JP26754689A JP2799748B2 JP 2799748 B2 JP2799748 B2 JP 2799748B2 JP 1267546 A JP1267546 A JP 1267546A JP 26754689 A JP26754689 A JP 26754689A JP 2799748 B2 JP2799748 B2 JP 2799748B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報記録再生装置のスピンドルモータなど
に利用される三相半導体モータに関し、特に、当該モー
タの回転位相検出器の構造に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-phase semiconductor motor used for a spindle motor of an information recording / reproducing apparatus, and more particularly, to a structure of a rotation phase detector of the motor.

〔従来の技術〕 フロッピーディスクドライブ装置などの情報記録再生
装置のスピンドルモータとしては、主に、三相ブラシレ
スモータが使用されている。
2. Description of the Related Art A three-phase brushless motor is mainly used as a spindle motor for an information recording / reproducing apparatus such as a floppy disk drive.

また、この場合の三相ブラシレスモータは、回転位相
の検出手段としてホール素子を使用するため、三相半導
体モータとも呼ばれている。
Further, the three-phase brushless motor in this case is also called a three-phase semiconductor motor because it uses a Hall element as a rotation phase detecting means.

第5図は従来の三相半導体モータの一部破断斜視図、
第6図は2相だけの回転位相検出器信号から3相の回転
位相検出器信号を作る方法を示すベクトル図、第7図は
回転位相検出器信号に対する出力電圧および出力電流の
状態を示すグラフである。
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of a conventional three-phase semiconductor motor,
FIG. 6 is a vector diagram showing a method for producing a three-phase rotational phase detector signal from only two-phase rotational phase detector signals, and FIG. 7 is a graph showing the state of output voltage and output current with respect to the rotational phase detector signal. It is.

以下、第5図〜第7図を参照して、従来の構造を説明
する。
Hereinafter, a conventional structure will be described with reference to FIGS.

第5図において、三相半導体モータの磁気回路は、固
定ヨーク1、永久磁石(回転マグネット)2、ロータヨ
ーク3で構成されている。
In FIG. 5, the magnetic circuit of the three-phase semiconductor motor includes a fixed yoke 1, a permanent magnet (rotating magnet) 2, and a rotor yoke 3.

固定ヨーク1の面上には、6個のコイル(電機子コイ
ル)7a〜7f(7bは図示せず)と、ホール素子8a、8bが固
着されている。
On the surface of the fixed yoke 1, six coils (armature coils) 7a to 7f (7b is not shown) and Hall elements 8a and 8b are fixed.

前記6個のコイル7a〜7fは、互いに対向するもの同士
が結線されており、各ペアでU相、V相およびW相を構
成している。
The six coils 7a to 7f are connected to each other so as to oppose each other, and each pair forms a U phase, a V phase, and a W phase.

ホール素子(回転位相検出器)は、U相およびV相の
2個だけであり、W相の出力はU相とV相から合成され
る。
There are only two Hall elements (rotational phase detectors), U-phase and V-phase, and the W-phase output is synthesized from the U-phase and V-phase.

モータの駆動方法については後述する。 The method of driving the motor will be described later.

固定ヨーク1の中央部には軸受ユニット6が嵌着さ
れ、該軸受ユニット6の中央部にはスピンドル5が回転
自在に支持されている。
A bearing unit 6 is fitted in the center of the fixed yoke 1, and a spindle 5 is rotatably supported in the center of the bearing unit 6.

スピンドル5の他端にはボス4が嵌着され、該ボス4
を介してロータヨーク3が固着されている。
A boss 4 is fitted to the other end of the spindle 5.
, The rotor yoke 3 is fixed.

ロータヨーク3の前記固定ヨーク1側の面には永久磁
石(回転マグネット)2が固着され、該ロータヨーク3
の側面には回転速度検出用の周波数発生器(FG磁石)9
が固着されている。
A permanent magnet (rotating magnet) 2 is fixed to a surface of the rotor yoke 3 on the fixed yoke 1 side, and the rotor yoke 3
A frequency generator (FG magnet) 9 for detecting the rotational speed
Is fixed.

また、前記FG磁石9の側面(外周面)に対向して速度
検出素子10が配置されている。
Further, a speed detecting element 10 is arranged to face the side surface (outer peripheral surface) of the FG magnet 9.

なお、この速度検出素子10を支持するための保持台
は、図示されていない。
Note that a holding table for supporting the speed detecting element 10 is not shown.

次に、2相だけの回転位相信号から3相の回転位相信
号を作る方法(2センサ方式)を、第6図を用いて説明
する。
Next, a method (two-sensor method) for generating three-phase rotation phase signals from only two-phase rotation phase signals will be described with reference to FIG.

2センサ方式を実現する前提条件として、次のような
技術事項が必要である。
The following technical items are necessary as prerequisites for realizing the two-sensor system.

条件I:ホール出力波形は正弦波であり、3次のフーリ
エ成分は20パーセント以下であること。
Condition I: The hall output waveform is a sine wave, and the third-order Fourier component is 20% or less.

第6図において、Uのx軸への写像がホール素子8aの
出力であり、Vのx軸への写像がホール素子8bの出力で
ある。
In FIG. 6, the mapping of U to the x-axis is the output of the Hall element 8a, and the mapping of V to the x-axis is the output of the Hall element 8b.

=cosωt+isinωt =cos(ωt+2/3・π)+isin(ωt+2/3・π) 前記2個のベクトルからベクトルを計算することが
できる。
= Cosωt + isinωt = cos (ωt + 2/3 · π) + isin (ωt + 2/3 · π) A vector can be calculated from the two vectors.

=−− =cos(ωt−2/3・π)+isin(ωt−2/3・π) 第7図に、ホールアンプ入力、出力電圧および出力電
流の時間依存性を示す。
= −− = cos (ωt−2 / 3 · π) + isin (ωt−2 / 3 · π) FIG. 7 shows the time dependence of the input, output voltage and output current of the Hall amplifier.

ホールアンプ入力はU相およびV相だけであるが、上
述した演算方法でW相が作られる。
Although the Hall amplifier inputs are only the U-phase and V-phase, the W-phase is created by the above-described calculation method.

出力電圧各相は、、、ベクトルに対応して出力
される。
Each phase of the output voltage is output corresponding to the vector.

第7図では、出力電流はU相のみ示す。 In FIG. 7, only the U-phase output current is shown.

モータは、各相とも電気角で120度通電することによ
り、回転駆動される。
The motor is rotationally driven by energizing each phase by 120 degrees in electrical angle.

第8図は従来の電機子組立体の平面図であり、次に、
第8図を参照してホール素子8a、8bの位置について説明
する。
FIG. 8 is a plan view of a conventional armature assembly.
The positions of the Hall elements 8a and 8b will be described with reference to FIG.

第8図において、ホール素子8a、8bは、電機子コイル
中央部の間隙に固着されている。
In FIG. 8, the Hall elements 8a and 8b are fixed in a gap at the center of the armature coil.

一方、これらのホール素子8a、8bに対向する永久磁石
2は、前記条件Iを満足するために、正弦波着磁されて
いる。
On the other hand, the permanent magnets 2 facing these Hall elements 8a and 8b are magnetized with a sine wave to satisfy the condition I.

〔発明が解決しようとする技術的課題〕[Technical problem to be solved by the invention]

しかし、上記従来例では、2センサ方式であるため、
部品点数が少なくなってコストメリットがある反面、ホ
ールアンプ入力に前記条件Iのような制約があるため、
次のような技術的課題があった。
However, in the above conventional example, since it is a two-sensor system,
Although the number of parts is reduced and there is a cost merit, on the other hand, since there is a restriction such as the condition I in the Hall amplifier input,
There were the following technical issues.

i)永久磁石に正弦波着磁を行なうため、発生トルクを
大きくすることができない。
i) Since the sine wave magnetization is performed on the permanent magnet, the generated torque cannot be increased.

ii)回転周波数信号を永久磁石から直接作るタイプで
は、正弦波着磁から周波数信号を作ることになり、信号
振幅を大きくすることができない。
ii) In the type in which the rotational frequency signal is directly generated from the permanent magnet, the frequency signal is generated from the sine wave magnetization, and the signal amplitude cannot be increased.

本発明は上記技術的課題に鑑みてなされたものであ
り、請求項1の発明は、モータ出力のトルク低下を起さ
ずに2サンセ方式のモータ駆動が可能であり、モータの
小型化が可能であり、低価格で高性能な三相半導体モー
タを提供することを目的とし、請求項2の発明は、モー
タ出力のトルク低下を起さずに2サンセ方式のモータ駆
動が可能であり、トルク出力を最大限に増大することが
できる低価格で高性能な三相半導体モータを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above technical problem, and the invention of claim 1 can drive a two-lance motor without causing a decrease in motor output torque, and can reduce the size of the motor. It is an object of the present invention to provide a low-cost, high-performance three-phase semiconductor motor. The invention according to claim 2 is capable of driving a two-sense motor without causing a decrease in motor output torque. It is an object of the present invention to provide a low-cost, high-performance three-phase semiconductor motor capable of maximizing output.

〔課題解決のための手段〕[Means for solving the problem]

請求項1の発明は、回転マグネットと該回転マグネッ
トに対向して複数の電機子コイルが設けられた固定ヨー
クとを備え、前記回転マグネットと前記固定ヨークで挟
まれる空間内の該固定ヨーク上に回転位相検出器を設け
て成る2センサ方式の三相半導体モータにおいて、前記
回転マグネットは矩形波着磁されるとともに、前記複数
の電機子コイルのうち少なくとも2つは内周側の径方向
寸法が短い短コイルで形成され、前記回転位相検出器は
前記回転マグネットの着磁部の内周径より内側であっ
て、前記短コイル化された電機子コイルの内周側に形成
される間に設置される構成とすることにより、上記目的
を達成するものである。
The invention according to claim 1 includes a rotating magnet and a fixed yoke provided with a plurality of armature coils opposed to the rotating magnet. The fixed yoke is provided in a space between the rotating magnet and the fixed yoke. In a two-sensor three-phase semiconductor motor provided with a rotating phase detector, the rotating magnet is magnetized with a rectangular wave, and at least two of the plurality of armature coils have a radial dimension on an inner circumferential side. The rotary phase detector is formed of a short coil and is installed inside the inner circumferential diameter of the magnetized portion of the rotating magnet and on the inner circumferential side of the armature coil which has been shortened. With the configuration described above, the above object is achieved.

請求項2の発明は、回転マグネットと該回転マグネッ
トに対向して複数の電機子コイルが設けられた固定ヨー
クとを備え、前記回転マグネットと前記固定ヨークで挟
まれる空間内の該固定ヨーク上に回転位相検出器を設け
て成る2センサ方式の三相半導体モータにおいて、前記
回転マグネットは内周径から半径方向外側の第1の半径
までの第1の環状部分では矩形波着磁され、該第1の半
径から半径方向外側の第2の半径までの第2の環状部分
では正弦波着磁され、該第2の半径から半径方向外側の
外周径までの第3の環状部分では矩形波着磁され、前記
回転位相検出器は前記第2の環状部分に対向する位置に
配置される構成とすることにより、上記目的を達成する
ものである。
The invention according to claim 2 includes a rotating magnet and a fixed yoke provided with a plurality of armature coils opposed to the rotating magnet, and the fixed yoke is provided in a space between the rotating magnet and the fixed yoke. In a two-sensor three-phase semiconductor motor provided with a rotating phase detector, the rotating magnet is rectangularly magnetized in a first annular portion from an inner peripheral diameter to a radially outer first radius. The second annular portion from the first radius to the radially outer second radius is sine wave magnetized, and the third annular portion from the second radius to the radially outer peripheral radius is square wave magnetized. The above object is achieved by a configuration in which the rotational phase detector is arranged at a position facing the second annular portion.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第4図を参照して本発明を具体的に説
明する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to FIGS.

第1図は本発明による三相半導体モータの第1実施例
の電機子組立体の永久磁石側から見た平面図である。
FIG. 1 is a plan view of an armature assembly of a three-phase semiconductor motor according to a first embodiment of the present invention as viewed from a permanent magnet side.

第1図において、固定ヨーク1の永久磁石側の面には
6個の電機子コイル7a、7b、11a、11b、7e、7fと2個の
ホール素子8a、8bが固着されている。
In FIG. 1, six armature coils 7a, 7b, 11a, 11b, 7e, 7f and two Hall elements 8a, 8b are fixed to the surface of the fixed yoke 1 on the permanent magnet side.

ここで、r1は永久磁石2の内径を示し、r2は永久磁石
2の外径を示す。
Here, r 1 indicates the inner diameter of the permanent magnet 2, and r 2 indicates the outer diameter of the permanent magnet 2.

この永久磁石2は矩形波着磁されている。 The permanent magnet 2 is magnetized with a rectangular wave.

そこで、本実施例では、前記電機子コイル11a、11bは
半径方向寸法が短い短コイルで構成され、それぞれの内
側に形成された間隙内に前記ホール素子(回転位相検出
器)8a、8bが配置されている。
Therefore, in the present embodiment, the armature coils 11a and 11b are constituted by short coils having short radial dimensions, and the Hall elements (rotational phase detectors) 8a and 8b are arranged in gaps formed inside the respective coils. Have been.

第2図は前記ホール素子8a、8bが感知する磁束を説明
するための模式図であり、(A)は永久磁石2とロータ
ヨーク3の断面図上で永久磁石表面の磁束密度を測定し
た点ri、rc、roを示し、(B)はこれら3つの各半径で
一周した時のホール素子出力を示す図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the magnetic flux sensed by the Hall elements 8a and 8b. FIG. 2A is a cross-sectional view of the permanent magnet 2 and the rotor yoke 3 at the point r where the magnetic flux density on the permanent magnet surface is measured. i, r c, show the r o, (B) is a diagram showing a Hall element output when the round with three respective radii.

第2図の(B)から明らかなように、ホール素子出力
は、永久磁石(回転マグネット)2の内側riでは正弦波
になり、永久磁石2の中央部rcでは矩形波になり、永久
磁石2の外側roでは三次高調波成分が大きい波形になっ
ている。
As apparent from FIG. 2 (B), the Hall element output is made a sine wave at the inner r i of the permanent magnet (rotary magnet) 2, becomes a square wave at the central portion r c of the permanent magnet 2, the permanent outer r o the third harmonic component of the magnet 2 is in large waveform.

このような第2図の特性から、第1図の上記実施例で
は、ホール素子8a、8bが永久磁石2の内側riに位置して
いるため、該ホール素子8a、8bの出力は正弦波信号にな
る。
From the characteristics shown in FIG. 2, in the embodiment shown in FIG. 1, since the Hall elements 8a and 8b are located on the inner side r i of the permanent magnet 2, the outputs of the Hall elements 8a and 8b are sinusoidal. Signal.

この場合、永久磁石2は正弦波着磁をする必要はな
い。
In this case, it is not necessary for the permanent magnet 2 to perform sine wave magnetization.

その理由は、一般的には、第1図中に示したような短
コイル11a、11bを使用すると、他のコイルとの非対称性
から発生トルクのアンバランスを生じ、モータの振動や
騒音の原因になる可能性があるが、実際には、外径側の
方がトルクに大きく寄与し内側部分のトルクに対する寄
与は小さいので、前述のような影響は無視することがで
きる。
The reason is that, generally, when short coils 11a and 11b as shown in FIG. 1 are used, imbalance of generated torque occurs due to asymmetry with other coils, which causes motor vibration and noise. However, since the outer diameter side actually contributes more to the torque and the inner portion contributes less to the torque, the above-described influence can be ignored.

第1図の実施例によれば、モータ出力のトルク低下を
起さずに2サンセ方式のモータ駆動が可能になることに
加え、前記回転マグネット2は矩形波着磁されるととも
に、前記複数の電機子コイルのうち少なくとも2つ11
a、11bは内周側の径方向寸法が短い短コイルで形成さ
れ、前記回転位相検出器8a、8bは前記回転マグネット2
の着磁部の内周径r1より内側であって、前記短コイル化
された電機子コイル11a、11bの内周側に形成される間隙
に設置される構成としたので、短コイル11a、11bの内周
側の間隙を利用して回転位相検出器8a、8bを設置するこ
とにより、回転マグネット2の内周側に着磁することを
可能にしてモータの小型化を達成することができる。
According to the embodiment shown in FIG. 1, in addition to enabling the motor driving of the two-sense method without causing a decrease in the torque of the motor output, the rotating magnet 2 is magnetized with a rectangular wave and At least two of the armature coils 11
a, 11b are formed of short coils having a short radial dimension on the inner peripheral side, and the rotary phase detectors 8a, 8b are
Of an inner than the inner peripheral diameter r 1 of magnetized portions, the short coiled been armature coils 11a, since the structure to be installed in a gap formed on the inner peripheral side of 11b, the short coils 11a, By installing the rotation phase detectors 8a and 8b using the gap on the inner peripheral side of 11b, it is possible to magnetize the inner peripheral side of the rotating magnet 2 and to achieve the miniaturization of the motor. .

第3図は本発明による三相半導体モータの第2実施例
の電機子組立体の永久磁石側の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the armature assembly of the three-phase semiconductor motor according to the second embodiment of the present invention on the permanent magnet side.

第3図では、固定ヨーク1上に固着される6個の電機
子コイル7a〜7fおよび2個の回転位相検出器(ホール素
子)8a,8bの配置構成は、第8図の従来構造と同じであ
る。
In FIG. 3, the arrangement of the six armature coils 7a to 7f fixed on the fixed yoke 1 and the two rotational phase detectors (Hall elements) 8a and 8b is the same as the conventional structure of FIG. It is.

しかし、第3図の実施例では、永久磁石2の着磁方法
が従来例とは相違しており、次のように着磁されてい
る。
However, in the embodiment of FIG. 3, the method of magnetizing the permanent magnet 2 is different from that of the conventional example, and the magnet is magnetized as follows.

すなわち、内周径r1から中央部に設定された半径r3
での環状部分では矩形波着磁にされ、該半径r3からその
外側に設定された半径r4までの環状部分では、ホール素
子8a、8bが正弦波出力(三次成分20%以下)するような
着磁(以下、正弦波着磁と呼ぶ)が施され、該半径r4
ら外周径r2までの環状部分では矩形波着磁にされてい
る。
That is, the inner circumference in the annular portion of the radial r 1 to a radius r 3 which is set in the center is a rectangular wave magnetized, the annular portion from the radius r 3 to a radius r 4 that is set on the outside, Hall element 8a, 8b is a sine wave output (more than 20% tertiary component) magnetized such that (hereinafter, referred to as a sine wave magnetization) is applied, the square wave at the annular portion from the radius r 4 to the outer diameter r 2 It is magnetized.

そこで、永久磁石2と対向する固定ヨーク1の面上で
あって、該永久磁石2の中央部の前記半径r3とr4の間に
対向する領域、すなわち、前記正弦波着磁された部分と
対向する位置に前記ホール素子(回転位相検出器)8a、
8bが配置されている。
Therefore, even on the surface of the fixed yoke 1 facing the permanent magnet 2, the opposing area between the radius r 3 and r 4, i.e., the sine wave magnetized portions of the central portion of the permanent magnet 2 The Hall element (rotational phase detector) 8a at a position facing
8b is located.

したがって、ホール素子出力は正弦波にすることがで
き、しかも、その内外の領域r1〜r3および領域r4〜r2
は矩形波着磁にするので、トルク出力も大きくすること
ができる。
Accordingly, the Hall element output can be a sine wave, moreover, since the inside and outside of the region r 1 ~r 3 and region r 4 ~r 2 in square wave magnetization can be larger torque output.

第4図は、すなわち第3図の実施例によれば、モータ
出力のトルク低下を起さずに2サンセ方式のモータ駆動
が可能になることに加え、前記回転マグネット2は内周
径r1から半径方向外側の第1の半径r3までの第1の環状
部分では矩形波着磁され、該第1の半径r3から半径方向
外側の第2の半径r4までの第2の環状部分では正弦波着
磁され、該第2の半径r4から半径方向外側の外周径r2
での第3の環状部分では矩形波着磁され、前記回転位相
検出器8a、8bは前記第2の環状部分に対向する位置に配
置される構成としたので、回転位相検出器8a、8bの出力
を正弦波にするとともに、その内外の領域で矩形波着磁
することによりトルク出力を最大限に増大することがで
きる。三相半導体モータの他の構成例の一部破断斜視図
であり、同図において、回転位相検出器(ホール素子)
8a、8bは、電機子コイル7cおよび7dの外側であって、FG
磁石9の下面と対向する位置に配置されている。
FIG. 4 shows that, according to the embodiment of FIG. 3, in addition to enabling the motor driving of the two-sance method without causing a decrease in the torque of the motor output, the rotating magnet 2 has an inner peripheral diameter r 1. A first annular portion extending radially outward from a first radius r 3 to a second annular portion extending from the first radius r 3 to a radially outer second radius r 4. in the sine wave magnetized, in the third annular portion from said second radius r 4 to the radially outer peripheral diameter r 2 is the square wave magnetized, the rotational phase detector 8a, 8b is the second As it is configured to be located at the position facing the annular part, the output of the rotational phase detectors 8a, 8b is made a sine wave, and the torque output is maximized by magnetizing the rectangular wave inside and outside the area can do. FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of another configuration example of the three-phase semiconductor motor, in which a rotational phase detector (Hall element) is shown.
8a and 8b are outside the armature coils 7c and 7d, and
It is arranged at a position facing the lower surface of the magnet 9.

この場合、FG磁石9の下面は、永久磁石2と同じ極数
で正弦波着磁されている。
In this case, the lower surface of the FG magnet 9 is magnetized in a sine wave with the same number of poles as the permanent magnet 2.

なお、第4図のその他の部分は前述の第5図の構造と
実質上同じであり、対応する部分をそれぞれ同一番号で
表示し、それらの詳細説明は省略する。
The other parts of FIG. 4 are substantially the same as the structure of FIG. 5 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, respectively, and detailed description thereof will be omitted.

以上第4図で説明した構造の三相半導体モータによっ
ても、第1図〜第3図で説明した実施例の場合と同様、
出力トルクの低下を生じることなく2センサ方式を実現
させることができた。
The three-phase semiconductor motor having the structure described above with reference to FIG. 4 also has the same structure as the embodiment described with reference to FIGS.
The two-sensor system could be realized without lowering the output torque.

なお、第4図の構成例では、FG磁石9の側面にFG着磁
を施し、FG磁石9の下面に永久磁石2と同じ極数で正弦
波着磁を施したが、これに替えて、FG磁石9の下面にFG
着磁を施し、FG磁石9の側面に永久磁石2と同じ極数で
正弦波着磁を施すこともできる。
In the configuration example shown in FIG. 4, FG magnetization is performed on the side surface of the FG magnet 9 and sine wave magnetization is performed on the lower surface of the FG magnet 9 with the same number of poles as the permanent magnet 2. FG on the underside of FG magnet 9
Magnetization may be applied, and sine wave magnetization may be applied to the side surface of the FG magnet 9 with the same number of poles as the permanent magnet 2.

その場合は、固定ヨーク1上の電機子コイル7a〜7fの
外側で、FG磁石9の下面に対向する面にFGパターンを形
成することにより、周波数信号を出力するように構成さ
れる。
In that case, a frequency signal is output by forming an FG pattern on the surface of the fixed yoke 1 outside the armature coils 7a to 7f and facing the lower surface of the FG magnet 9.

また、この場合は、回転位相検出器(ホール素子)8
a、8bはFG磁石9の側面に対向して配置される。
In this case, the rotation phase detector (Hall element) 8
a and 8b are arranged facing the side surface of the FG magnet 9.

第9図は本発明を実施するための着磁方法を示す模式
図であり、以下第9図を参照して正弦波着磁の方法につ
いて説明する。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a magnetizing method for carrying out the present invention. Hereinafter, a sine wave magnetizing method will be described with reference to FIG.

第9図において、(A)は正弦波着磁の第1の方法を
示し、(B)および(C)は正弦波着磁の第2の方法を
示し、(D)は正弦波着磁の第3の方法を示す。
In FIG. 9, (A) shows a first method of sine wave magnetization, (B) and (C) show a second method of sine wave magnetization, and (D) shows a method of sine wave magnetization. A third method will be described.

第9図の(A)は、永久磁石2の第1の方法で正弦波
着磁された部分12の断面図であり、矢印は磁化の方向を
示し、矢印の長さは磁化の強さを示す。
FIG. 9A is a cross-sectional view of the portion 12 of the permanent magnet 2 subjected to the sine wave magnetization by the first method, wherein the arrow indicates the direction of magnetization, and the length of the arrow indicates the strength of magnetization. Show.

(A)に示す例では、周方向に沿って磁化の強さを変
えた着磁が施されており、この磁化の変化が正弦波状で
あるため、ホール素子8a、8bは正弦波を出力する。
In the example shown in (A), magnetization is performed in which the intensity of magnetization is changed along the circumferential direction, and since the change in magnetization is sinusoidal, the Hall elements 8a and 8b output sine waves. .

第9図の(B)および(C)は第2の方法で着磁され
た永久磁石2の2つの構造例を示し、永久磁石2の内側
に正弦波着磁を施した部分12が設定されており、12aは
着磁部を示し、12bは無着磁部を示す。
FIGS. 9B and 9C show two structural examples of the permanent magnet 2 magnetized by the second method, in which a sine-wave magnetized portion 12 is set inside the permanent magnet 2. 12a indicates a magnetized portion, and 12b indicates a non-magnetized portion.

着磁部12aの磁化はほぼ一様である。 The magnetization of the magnetized portion 12a is substantially uniform.

正弦波着磁した部分を周方向に沿うと、(B)の方法
で着磁した場合は着磁部12aと無着磁部12bが交互に存在
し、(C)の方法で着磁した場合は着磁部12aと無着磁
部12bの比が変化している。
Along the circumferential direction of the sine wave magnetized portion, when magnetized by the method (B), the magnetized portions 12a and non-magnetized portions 12b are present alternately, and when magnetized by the method (C). Represents the ratio of the magnetized portion 12a to the non-magnetized portion 12b.

第9図の(D)は、第9図の(B)において、無着磁
部12bを切り取って正弦波着磁を形成したものである。
FIG. 9 (D) is obtained by cutting off the non-magnetized portion 12b in FIG. 9 (B) and forming sine wave magnetized.

この正弦波着磁方法を採用する場合は、第9図の
(C)に示すように着磁した後、無着磁部12bを切り取
って正弦波着磁部を形成してもよい。
When this sine wave magnetizing method is adopted, the sine wave magnetized portion may be formed by cutting the non-magnetized portion 12b after magnetizing as shown in FIG. 9 (C).

また、本発明の実施に際しては、正弦波着磁の方法と
して、着磁部を磁化の強さが周方向に沿って変化してい
る構造にする方法(第1の方法)、着磁部と無着磁部の
径方向の長さの和が一定であり、着磁部と無着磁部の径
の比が周方向に沿って変化している構造にする方法(第
2の方法)、あるいは、前記第2実施例において無着磁
部を切り取るなどして、着磁部のマグネット2に切欠き
を形成する方法(第3の方法)と、種々の方法で実施す
ることができる。
In practicing the present invention, as a method of sine wave magnetization, a method in which the magnetized portion has a structure in which the magnetization intensity changes along the circumferential direction (first method), A method (second method) in which the sum of the radial lengths of the non-magnetized portions is constant, and the ratio of the diameters of the magnetized portions and the non-magnetized portions changes along the circumferential direction (second method). Alternatively, various methods may be used, such as a method of forming a notch in the magnet 2 of the magnetized portion by cutting out the non-magnetized portion in the second embodiment (third method).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかなごとく、請求項1の発明によ
れば、回転マグネットと該回転マグネットに対向して複
数の電機子コイルが設けられた固定ヨークとを備え、前
記回転マグネットと前記固定ヨークで挟まれる空間内の
該固定ヨーク上に回転位相検出器を設けて成る2センサ
方式の三相半導体モータにおいて、前記回転マグネット
は矩形波着磁されるとともに、前記複数の電機子コイル
のうち少なくとも2つは内周側の径方向寸法が短い短コ
イルで形成され、前記回転位相検出器は前記回転マグネ
ットの着磁部の内周径より内側であって、前記短コイル
化された電機子コイルの内周側に形成される間隙に設置
される構成としたので、モータ出力のトルク低下を起さ
ずに2サンセ方式のモータ駆動が可能になることに加
え、短コイルの内周側の間隙を利用して回転位相検出器
を設置することにより、回転マグネットの内周側に着磁
することを可能にしてモータの小型化を達成できる三相
半導体モータが提供される。
As is apparent from the above description, according to the invention of claim 1, the rotating magnet and the fixed yoke provided with a plurality of armature coils opposed to the rotating magnet are provided. In a two-sensor three-phase semiconductor motor including a rotating phase detector provided on the fixed yoke in a space between the rotating yoke and the rotating magnet, the rotating magnet is magnetized with a rectangular wave and at least two of the plurality of armature coils are provided. One is formed of a short coil having a short radial dimension on the inner peripheral side, and the rotational phase detector is located inside the inner peripheral diameter of the magnetized portion of the rotating magnet, and the armature coil of the shortened coil is formed. Since it is configured to be installed in the gap formed on the inner circumference side, it is possible to drive the motor of the 2-sance method without lowering the torque of the motor output, and in addition to the inner circumference side of the short coil, By installing a rotation phase detector by utilizing a gap, a three-phase semiconductor motor to allow the magnetized on the inner peripheral side of the rotary magnet can achieve miniaturization of the motor is provided.

請求項2の発明によれば、回転マグネットと該回転マ
グネットに対向して複数の電機子コイルが設けられた固
定ヨークとを備え、前記回転マグネットと前記固定ヨー
クで挟まれる空間内の該固定ヨーク上に回転位相検出器
を設けて成る2センサ方式の三相半導体モータにおい
て、前記回転マグネットは内周径から半径方向外側の第
1の半径までの第1の環状部分では矩形波着磁され、該
第1の半径から半径方向外側の第2の半径までの第2の
環状部分では正弦波着磁され、該第2の半径から半径方
向外側の外周径までの第3の環状部分では矩形波着磁さ
れ、前記回動位相検出器は前記第2の環状部分に対向す
る位置に配置される構成としたので、モータ出力のトル
ク低下を起さずに2サンセ方式のモータ駆動が可能にな
ることに加え、回転位相検出器の出力を正弦波にすると
ともに、その内外の領域で矩形波着磁することによりト
ルク出力を最大限に増大することができる三相半導体モ
ータが提供される。
According to the invention of claim 2, there is provided a rotating magnet and a fixed yoke provided with a plurality of armature coils opposed to the rotating magnet, and the fixed yoke in a space sandwiched between the rotating magnet and the fixed yoke. In a two-sensor three-phase semiconductor motor having a rotating phase detector provided thereon, the rotating magnet is magnetized with a rectangular wave in a first annular portion from an inner diameter to a first outer radius in a radial direction, A second annular portion from the first radius to a radially outer second radius is magnetized with a sine wave, and a third annular portion from the second radius to a radially outer radius is a rectangular wave. The rotation phase detector is magnetized, and is arranged at a position facing the second annular portion, so that the motor drive of the two-sance method can be performed without causing a decrease in the torque of the motor output. In addition, the rotational position The output of the detector as well as a sine wave, a three-phase semiconductor motor capable of increasing the torque output to the maximum by square wave magnetization in the region of its inside and outside is provided.

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

第1図は本発明による三相半導体モータの一実施例の電
機子組立体の平面図、第2図は回転マグネットに対する
回転位相検出器の位置の差による回転位相検出器出力の
変化を示す説明図、第3図は本発明による三相半導体モ
ータの別の実施例の電機子組立体の平面図、第4図は三
相半導体モータの他の構成例の一部破断斜視図、第5図
は従来の三相半導体モータの一部破断斜視図、第6図は
2相だけの回転位相検出器信号から3相の回転位相検出
器信号を作る方法を示すベクトル図、第7図は回転位相
検出器信号に対する出力電圧および出力電流の状態を示
すグラフ、第8図は従来の三相半導体モータの電機子組
立体の平面図、第9図は本発明の三相半導体モータにお
ける回転マグネットの着磁方法を説明するための模式図
である。 1……固定ヨーク、2……回転マグネット(永久磁
石)、3……ロータヨーク、5……スピンドル、7a〜7f
……電機子コイル、8a、8b……回転位相検出器(ホール
素子)、9……FG磁石、11a、11b……電機子コイル、12
……正弦波着磁領域。
FIG. 1 is a plan view of an armature assembly of one embodiment of a three-phase semiconductor motor according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a change in the output of a rotary phase detector due to a difference in the position of the rotary phase detector with respect to a rotary magnet. FIG. 3 is a plan view of an armature assembly of another embodiment of the three-phase semiconductor motor according to the present invention, FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of another configuration example of the three-phase semiconductor motor, and FIG. FIG. 6 is a partially cutaway perspective view of a conventional three-phase semiconductor motor, FIG. 6 is a vector diagram showing a method of generating a three-phase rotational phase detector signal from only two-phase rotational phase detector signals, and FIG. FIG. 8 is a graph showing the state of output voltage and output current with respect to the detector signal, FIG. 8 is a plan view of an armature assembly of a conventional three-phase semiconductor motor, and FIG. It is a schematic diagram for demonstrating a magnetic method. 1 ... fixed yoke, 2 ... rotating magnet (permanent magnet), 3 ... rotor yoke, 5 ... spindle, 7a-7f
…… armature coil, 8a, 8b …… rotational phase detector (Hall element), 9 …… FG magnet, 11a, 11b …… armature coil, 12
... Sine wave magnetized area.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 29/00 - 29/14──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H02K 29/00-29/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回転マグネットと該回転マグネットに対向
して複数の電機子コイルが設けられた固定ヨークとを備
え、前記回転マグネットと前記固定ヨークで挟まれる空
間内の該固定ヨーク上に回転位相検出器を設けて成る2
センサ方式の三相半導体モータにおいて、前記回転マグ
ネットは矩形波着磁されるとともに、前記複数の電機子
コイルのうち少なくとも2つは内周側の径方向寸法が短
い短コイルで形成され、前記回転位相検出器は前記回転
マグネットの着磁部の内周径より内側であって、前記短
コイル化された電機子コイルの内周側に形成される間隙
に設置されることを特徴とする三相半導体モータ。
A rotating yoke; and a fixed yoke provided with a plurality of armature coils opposed to the rotating magnet, wherein a rotating phase is provided on the fixed yoke in a space sandwiched between the rotating magnet and the fixed yoke. 2 provided with detector
In the sensor-type three-phase semiconductor motor, the rotating magnet is magnetized with a rectangular wave, and at least two of the plurality of armature coils are formed of short coils having a short radial dimension on an inner peripheral side. The three-phase detector is installed in a gap formed inside the inner diameter of the magnetized portion of the rotating magnet and on the inner side of the armature coil having a reduced coil length. Semiconductor motor.
【請求項2】回転マグネットと該回転マグネットに対向
して複数の電機子コイルが設けられた固定ヨークとを備
え、前記回転マグネットと前記固定ヨークで挟まれる空
間内の該固定ヨーク上に回転位相検出器を設けて成る2
センサ方式の三相半導体モータにおいて、前記回転マグ
ネットは内周径から半径方向外側の第1の半径までの第
1の環状部分では矩形波着磁され、該第1の半径から半
径方向外側の第2の半径までの第2の環状部分では正弦
波着磁され、該第2の半径から半径方向外側の外周径ま
での第3の環状部分では矩形波着磁され、前記回転位相
検出器は前記第2の環状部分に対向する位置に配置され
ることを特徴とする三相半導体モータ。
2. A rotary magnet, comprising: a rotating magnet; and a fixed yoke provided with a plurality of armature coils opposed to the rotating magnet, wherein a rotating phase is provided on the fixed yoke in a space sandwiched between the rotating magnet and the fixed yoke. 2 provided with detector
In the sensor-type three-phase semiconductor motor, the rotating magnet is magnetized with a rectangular wave in a first annular portion from an inner diameter to a first outer radius in a radial direction, and a radially outer magnet from the first radius. The second annular portion up to a radius of 2 is magnetized with a sine wave, and the third annular portion extending from the second radius to a radially outer periphery is magnetized with a rectangular wave, and the rotating phase detector is A three-phase semiconductor motor arranged at a position facing the second annular portion.
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