JP3114588B2 - センサレス・ブラシレス直流モータ - Google Patents
センサレス・ブラシレス直流モータInfo
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Description
ータ(BLDM)、より詳細には、回転磁石の回転によ
って駆動コイルに発生される逆起電力を利用して、直接
スイッチングパルスを発生するようにしたセンサレス・
ブラシレス直流モータに関する。
理を説明するための図で、図中、Rは磁極回転子、W1
〜W3はモータの駆動コイル、H1〜H3はホール素子、
Q1〜Q3はトランジスタで、ブラシレス直流モータは、
図示のように、磁極回転子Rを有し、その回転子Rの位
置(磁極)を無接触で検出し、その検出信号に基づいて
駆動コイルに駆動パルスと順次印加する直流モータであ
る。回転子Rの位置を無接触で検出する方法としては、
空間を伝搬する光,音,電界,磁界,熱などを検出する
方法等、種々あるが、図3には、電界を検出するホール
素子を用いる例が示してある。
機構部の構造は、回転部分と固定部分に大別でき、回転
部分は、磁極回転子Rと、外部にトルクを伝達するシャ
フト(図示せず)から構成され、固定部分は、磁極回転
子Rとの相互作用により該磁極回転子Rに回転トルクを
発生させるコイルW1〜W3と、磁極回転子Rの磁極(位
置)を検出するホール素子H1〜H3から構成されてい
る。
転子Rの磁極のNを検知すると、トランジスタQ1がオ
ンし、電源Eから矢印のように電流が流れ、コイルW1
に磁極Sができる。すると、回転子の磁極Nが引き付け
られ、回転子Rは矢印の方向に回転する。すると、ホー
ル素子H2が回転子Rの磁極のSを検知して、トランジ
スタQ2がオンする。今度は、電源EからQ2を通してコ
イルW2に電流が流れ、磁極Sができ、回転子のNが引
き付けられ、回転子は更に矢印の方向に回転する。以
下、順次、これを繰り返し、回転子Rは回転を続ける。
いては、回転子の位置を検知することが必要であり、そ
のため、位置センサを必要とし、更には、該センサのた
めの配線を必要とし、特に、小型の直流モータを使用し
たい場合において、これらセンサの配設やそのための配
線はモータの小型化を防げる大きな要因となっていた。
るセンサの使用をなくすための一手段とし、現在、磁極
回転子の位置検出にCPUを使用し、モータコイルに発
生する逆起電力のゼロクロス(逆起電力がマイナスから
プラスもしくはプラスからマイナスに移り変わる場所)
を検出した後、タイマを使用して回転子の位置を予測し
て駆動用のスイッチングパルスを出力することが行われ
ている。
たブラシレス直流モータは、CPUの性能により回転限
界、負荷がかかった時の追従性が決まってしまうので、
高回転域での使用においては、実用的ではない。
れたもので、特に、CPUを使用することなく駆動用の
スイッチングパルスが得られるようにし、低回転域から
高回転域までブラシレス直流モータの性能を充分に引き
出すことを目的としてなされたものである。
0°の間隔をもって配設された3個の駆動コイルと、該
駆動コイルへの通電によって回転される磁極回転子と、
各駆動コイルに発生する逆起電力を検出し、前記磁極回
転子がある1つの駆動コイル上にある時に他の2つの駆
動コイルに対して出力される、各逆起電力の0レベル時
点を含むパルス信号を得る手段と、該パルス信号をスイ
ッチング信号として前記駆動コイルに供給するモータ駆
動電圧をスイッチングするスイッチング回路とを有し、
前記3個の駆動コイルに順次通電することによって前記
磁極回転子を回転させるブラシレス直流モータにおい
て、前記パルス信号を得る手段は、前記モータ駆動電圧
を電源として0レベルを中心とする正及び負の基準電圧
を発生する基準信号発生器と、これら基準電圧と前記逆
起電力とを比較するコンパレータと、前記コンパレータ
の出力より前記パルス信号を発生するロジック回路より
成ることを特徴としたものである。
するためのブロック図、図2は、本発明の動作説明をす
るためのタイミングチャートで、図1において、1はブ
リッジサーボ付可変電源ユニット、2はモータ駆動用ス
イッチングユニット、3はブラシレス直流モータの回転
機構部で、該回転機構部は、駆動コイルW1,W2,W3
が120゜の間隔を持って配設され、該駆動コイルへ順
次通電することによって磁石回転子Rが回転されるよう
になっている。4は基準電圧発生回路、5はコンパレー
タユニット、6はスイッチングパルス発生用ロジック回
路で、図2において、正弦波L1,L2,L3は、磁極回
転子Rが回転した時にモータコイルW1〜W3に発生する
逆起電力を示し、図1に示した各部信号と図2に示した
信号とが同一のものを表わす場合には、同一の参照番号
が付してある。
3の磁極回転子Rが矢印(反時計)方向に回転するもの
とすると、各コイルW1,W2,W3には、図2にL1,L
2,L3にて示すような逆起電力が順次発生する。ここ
で、基準電圧発生回路4より0レベルを電圧値の中心と
する正及び負の基準電圧、すなわち、+V0,−V0の基
準電圧を発生し、コンパレータ5にて該基準電圧+
V0,−V0と前記逆起電力L1,L2,L3とを、逆起電
力のゼロクロスが起きる場所を中心に比較すると、各コ
ンパレータ51〜56の出力には、L1Sens+,L1Sens-;
L2Sens+,L2Sens-;L3Sens+,L3Sens-の出力信号を
得ることができる。
おいて、各コンパレータ51〜56より得られた信号L1S
ens+,-;L2Sens+,-;及び、L3Sens+,-は、次のスイッ
チングパルス発生用ロジック回路6に供給され、ここ
で、図2に示すごとき、L1+,L1-;L2+,L2-;L3+,
L3-となるパルス信号を得ることができる。ここで、ま
ず、L1+について説明すると、このL1+は、L1(コイ
ルW1に発生する逆起電力)が+電圧領にある時であっ
て、磁極回転子がコイルW1を通過する時点を中心に、
コイルW3,W2の出力電圧からL1+にて示すタイミング
の出力パルス信号が得られることを表わしている。
場合は、磁極回転子が180°回転してコイルW1上に
おける磁極回転子の磁極が、前述のL1+の信号を発生し
た時と逆の極性になっている場合の、コイルW2,W3か
らの信号L2,L3から得られるパルス信号を表わしてい
る。以下、同様にして、磁極回転子がコイルW2上を通
過する時はL2+,L2-のパルス信号を、コイルW3上を
通過する時はL3+,L3-のパルス信号を、図2に示すタ
イミングで得ることができる。
イッチングで駆動する場合、逆起電力のゼロクロスが起
きる場所を中心に他の2本のコイルにパルス出力するこ
とになる。そこで、本発明では、パルス(L1Sens;L2
Sens;L3Sens)を出力しなければならない位置の初め
と終わりをウィンドコンパレータで検出し、コンパレー
タ5の出力をロジック回路6でスイッチングパルス(L
1+,L1-;L2+,L2-;L3+,L3-)に直接変換し、これ
によってDCモータを回転するようにしている。したが
って、ロジック回路6の出力がスイッチングパルスにな
り、CPUが不要になる。
の基準電圧をモータ駆動用の供給電圧から取っており、
モータが無負荷で回転している時は、供給電圧と逆起電
力は同じ電圧になる。しかし、モータに負荷がかかった
場合は、逆起電力が下がり、見かけ上コンパレータの基
準電圧が上がったことになり、スイッチングパルス幅も
広がる。スイッチングパルス幅が広がると、電力の供給
量も増え、負荷に対応した電力が供給されることになる
(自己サーボ機能)。
の変動に対して回転が変動しないことが望まれるが、本
発明によると、電力供給用のスイッチング部とコンパレ
ータ及びロジック回路の全部を含めたものをブラシ付の
DCモータと等価の物と見なすことができ、したがっ
て、通常、DCモータの制御回路で使用されているブリ
ッジサーボや比例電流制御が使用でき、回転数の変更は
供給電圧の変更で行うことができる。また、ブラシレス
DCモータの欠点でもある起動回路をロジック回路の中
に組込めることができ、更には、逆転/正転の制御もロ
ジック回路の中に組込むことができる。
によると、CPUを使用することなく、センサレズ・ブ
ラシレスの直流モータを実現することができ、しかも、
自己サーボ機能を有し、低回転から高回転まで使い勝手
のよいセンサレス・ブラシレス直流モータを実現するこ
とができる。
ータの一実施例を説明するためのブロック図である。
ートである。
ための図である。
ユニット、3…モータ、4…基準電圧発生回路、5…コ
ンパレータユニット、6…スイッチングパルス発生用ロ
ジック回路。
Claims (1)
- 【請求項1】 120°の間隔をもって配設された3個
の駆動コイルと、該駆動コイルへの通電によって回転さ
れる磁極回転子と、各駆動コイルに発生する逆起電力を
検出し、前記磁極回転子がある1つの駆動コイル上にあ
る時に他の2つの駆動コイルに対して出力される、各逆
起電力の0レベル時点を含むパルス信号を得る手段と、
該パルス信号をスイッチング信号として前記駆動コイル
に供給するモータ駆動電圧をスイッチングするスイッチ
ング回路とを有し、前記3個の駆動コイルに順次通電す
ることによって前記磁極回転子を回転させるブラシレス
直流モータにおいて、前記パルス信号を得る手段は、前
記モータ駆動電圧を電源として0レベルを中心とする正
及び負の基準電圧を発生する基準信号発生器と、これら
基準電圧と前記逆起電力とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力より前記パルス信号を発生する
ロジック回路より成ることを特徴とするセンサレス・ブ
ラシレス直流モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07275572A JP3114588B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | センサレス・ブラシレス直流モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07275572A JP3114588B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | センサレス・ブラシレス直流モータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09121586A JPH09121586A (ja) | 1997-05-06 |
JP3114588B2 true JP3114588B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=17557328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07275572A Expired - Fee Related JP3114588B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | センサレス・ブラシレス直流モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3114588B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3940267B2 (ja) | 2001-02-21 | 2007-07-04 | 株式会社ジェイテクト | 同期モータの起動制御装置およびその装置を用いた自動車駆動系の作動流体制御用電動ポンプ |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05236785A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-10 | Sony Corp | ブラシレスモータの駆動回路 |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP07275572A patent/JP3114588B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09121586A (ja) | 1997-05-06 |
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