JP3279333B2 - 2相ユニポーラセンサレスモータの回転方向識別方法 - Google Patents

2相ユニポーラセンサレスモータの回転方向識別方法

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JP3279333B2
JP3279333B2 JP03358792A JP3358792A JP3279333B2 JP 3279333 B2 JP3279333 B2 JP 3279333B2 JP 03358792 A JP03358792 A JP 03358792A JP 3358792 A JP3358792 A JP 3358792A JP 3279333 B2 JP3279333 B2 JP 3279333B2
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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、2相ユニポーラセンサ
レスモータに関し、特に磁気的停留点と電気的停留点と
が異なるファンモータにおいて、回転方向の識別が可能
とされる2相ユニポーラセンサレスモータの回転方向識
別方法に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、冷却用などのファンモータとして
は、たとえば励磁状態において磁界を発生するステータ
と、このステータとの電磁相互作用により回転力を得る
ロータとを備え、コイルの誘起電圧を利用するセンサレ
スタイプのブラシレスモータが用いられるようになって
きており、多くの場合に半導体チップ化された電子回路
による回転制御が行われている。
【0003】この場合に、ロータの回転に伴い、ロータ
に固定されているマグネットが移動するためにステータ
を貫く磁束が時間的に変化し、この磁束変化によってス
テータに巻かれているコイルに逆起電力が発生される。
【0004】また、モータの起動時には、モータが停止
状態でありコイルに逆起電力が発生しないために、ステ
ータとロータの位置に関係なく決まったシーケンスで2
相のコイルを強制的に励磁してモータを起動させ、ロー
タが回転し始めた後はコイルに発生する逆起電力の検出
によって回転制御が行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、2相のコイルを交互に励磁する
だけなのでモータの回転方向を途中で切り換えることが
できず、最初にモータが反対方向に回り始めた場合に
は、そのまま逆転し続けるという問題点がある。特に、
ファンモータとして使用される場合には、正転方向に回
転しなければ所定の冷却効果が得られないという問題が
ある。
【0006】そこで、本発明の目的は、2相ユニポーラ
センサレスモータの駆動において、モータの回転方向を
認識して逆回転を防止することができる2相ユニポーラ
センサレスモータの回転方向識別方法を提供することに
ある。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の2相
ユニポーラセンサレスモータの回転方向識別方法は、励
磁状態において磁界を発生するステータと、該ステータ
との電磁相互作用により回転力を得るロータとを備え、
コギング停止位置である磁気的停留点と、電気的ロック
位置である電気的停留点とが異なる2相ユニポーラセン
サレスモータであって、前記ロータの回転により前記ス
テータに発生する逆起電力を検出し、逆起電力の検出波
形の微分波形がゼロクロスする前後での前記検出波形の
非対称性を利用して回転方向を識別することを特徴とす
る。
【0010】
【作用】前記した2相ユニポーラセンサレスモータの回
転方向識別方法によれば、ロータの回転方向の識別のた
めに、ステータに発生する逆起電力の検出波形が利用さ
れることにより、この逆起電力の波形の非対称性により
回転方向を識別することができる。
【0011】すなわち、ステータが死点停留防止のため
に非対称に形成されており、これによって逆起電力の波
形が正転と逆転とでは非対称になることを利用してい
る。これにより、モータの回転方向を認識することが可
能となるので、逆回転を防止することができる。
【0012】
【実施例1】図1は本発明の2相ユニポーラセンサレス
モータの回転方向識別方法の一実施例である回転方向識
別方法の手順を示すフロー図、図2は本実施例におい
て、図1の識別フローの各ステップにおける波形図であ
る。
【0013】まず、図1により本実施例の2相ユニポー
ラセンサレスモータにおける回転方向識別方法を説明す
る。
【0014】本実施例の回転方向識別方法は、たとえば
ステータを死点停留防止のために斜めに削り込んで非対
称に形成し、コギング停止位置である磁気的停留点と、
電気的ロック位置である電気的停留点とが異なるファン
モータに適用され、ロータの回転によりステータに発生
する逆起電力が検出され、この逆起電力の検出波形の非
対称性を利用して回転方向が識別されるようになってい
る。
【0015】たとえば、まずステータに発生する逆起電
力を検出し、この逆起電力波形のみを選択することによ
り、図2(a) に示すような逆起電力波形を得ることがで
きる。この場合に、正転の逆起電力波形をp、逆転の逆
起電力波形をrと仮定して説明する(ステップ10
1)。
【0016】そして、この選択された逆起電力波形p,
rを微分することにより、(b) に示すような正転の微分
波形p1、または逆転の微分波形r1を得ることができ
る(ステップ102)。
【0017】さらに、微分波形p1,r1をゼロクロス
コンパレートすることにより、(c)に示すような正転の
コンパレート波形p2、または逆転のコンパレート波形
r2を得ることができる(ステップ103)。
【0018】そして、このコンパレート波形p2,r2
と、このコンパレート波形p2,r2の否定コンパレー
ト波形とを積分し、A点においてリセットすることによ
り、(d) に示すような正転の積分波形p3,p3´、ま
たは逆転の積分波形r3,r3´を得ることができる
(ステップ104)。
【0019】この結果、積分波形p3とp3´をA点の
直前で比較することにより、積分波形p3に比べて否定
による積分波形p3´の方が高レベルの時は、仮定に基
づき正転と判断することができる(ステップ105,1
06)。
【0020】逆に、積分波形r3とr3´をA点の直前
で比較し、否定による積分波形r3´に比べて積分波形
r3の方が高レベルの時は逆転と判断することができる
(ステップ105,107)。これにより、モータが正
転方向に回転しているのか、または逆転方向に回転して
いるのかの識別が可能となる。
【0021】従って、本実施例の2相ユニポーラセンサ
レスモータの回転方向識別方法によれば、ステータの死
点停留防止のために斜めに削り込まれた形状によってス
テータに発生する逆起電力の波形が非対称となることに
より、この逆起電力波形p,rの非対称性を利用して回
転方向を識別し、正転の場合にはそのまま動作を継続
し、一方逆転と判断された場合には回転方向を変え、正
転となるように励磁順序を変えることができ、ファンモ
ータとしての冷却効果が得られる。
【0022】
【実施例2】図3は本発明の2相ユニポーラセンサレス
モータの回転方向識別方法の他の実施例である回転方向
識別方法の手順を示すフロー図、図4は本実施例におい
て、図3の識別フローの各ステップにおける波形図であ
る。
【0023】本実施例の2相ユニポーラセンサレスモー
タにおける回転方向識別方法は、実施例1と同様にステ
ータを死点停留防止のために斜めに削り込んで非対称に
形成し、コギング停止位置である磁気的停留点と、電気
的ロック位置である電気的停留点とが異なるファンモー
タに適用され、実施例1との相違点は、ゼロクロスコン
パレートされた逆起電力波形を積分することなく、大き
な周波数のクロック信号を用いることにより回転方向を
識別する点である。
【0024】すなわち、図3の回転方向識別フローに示
すように、ステップ301〜303までは実施例1と同
様なので、ステップ304以降について説明する。
【0025】たとえば、ステップ304において、図4
(d) に示すようにモータの回転周波数よりもはるかに大
きな周波数のクロック信号cを用意する。そして、ステ
ップ303で得られたゼロクロスコンパレートされたコ
ンパレート波形p2,r2の1周期で、Hiレベルまた
はLoレベルである区間に、用意したクロック信号cが
入るパルス数をカウントする(ステップ305)。
【0026】この結果、HiレベルおよびLoレベル区
間のパルス数を比較し、(e) に示すように正転と仮定し
たHiレベルの区間にmpパルス、Loレベルの区間に
npパルスのクロック信号cが入ったとすると、mp<
npの時は仮定に基づき正転と判断することができる
(ステップ306,307)。
【0027】また、逆転と仮定したHiレベルの区間に
mrパルス、Loレベルの区間にnrパルスのクロック
信号cが入ったとすると、mr>nrの時には逆転と判
断することができる(ステップ306,308)。
【0028】従って、本実施例の2相ユニポーラセンサ
レスモータの回転方向識別方法によれば、正転または逆
転の逆起電力波形p,rとクロック信号cとを利用する
ことにより、実施例1と同様にステータに発生する逆起
電力波形の非対称性を利用して回転方向を識別すること
が可能となる。
【0029】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例1および2に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【0030】たとえば、回転方向識別方法については、
種々の変更が考えられ、特に磁気的停留点と電気的停留
点とが異なることによる正転と逆転との非対称性を利用
することにより可能となる。
【0031】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野であるファンモータに用
いられる回転方向識別方法に適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、他の2相ユニ
ポーラセンサレスモータについても広く適用可能であ
る。
【0032】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0033】すなわち、コギング停止位置である磁気的
停留点と、電気的ロック位置である電気的停留点とを異
ならせ、ロータの回転によりステータに発生する逆起電
力を検出し、この逆起電力の検出波形の微分波形がゼロ
クロスする前後での前記検出波形の非対称性を利用して
回転方向を識別することができる。
【0034】この結果、回転方向の認識によってモータ
の逆回転の防止が可能となり、特にファンモータに適用
した場合に、所定の冷却能率を得ることが可能とされる
2相ユニポーラセンサレスモータの回転方向識別方法を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の2相ユニポーラセンサレスモータの回
転方向識別方法の実施例1である回転方向識別方法の手
順を示すフロー図である。
【図2】実施例1において、図1の識別フローの各ステ
ップにおける波形図である。
【図3】本発明の2相ユニポーラセンサレスモータの回
転方向識別方法の実施例2である回転方向識別方法の手
順を示すフロー図である。
【図4】実施例2において、図3の識別フローの各ステ
ップにおける波形図である。
【符号の説明】
p 正転の逆起電力波形 p1 正転の微分波形 p2 正転のコンパレート波形 p3 正転の積分波形 r 逆転の逆起電力波形 r1 逆転の微分波形 r2 逆転のコンパレート波形 r3 逆転の積分波形 c クロック信号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励磁状態において磁界を発生するステ
    ータと、該ステータとの電磁相互作用により回転力を得
    るロータとを備え、コギング停止位置である磁気的停留
    点と、電気的ロック位置である電気的停留点とが異なる
    2相ユニポーラセンサレスモータであって、前記ロータ
    の回転により前記ステータに発生する逆起電力を検出
    し、逆起電力の検出波形の微分波形がゼロクロスする前
    後での前記検出波形の非対称性を利用して回転方向を識
    別することを特徴とする2相ユニポーラセンサレスモー
    タの回転方向識別方法。
JP03358792A 1992-02-20 1992-02-20 2相ユニポーラセンサレスモータの回転方向識別方法 Expired - Fee Related JP3279333B2 (ja)

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GB0700033D0 (en) * 2007-01-02 2007-02-07 Ami Semiconductor Belgium Bvba Method and apparatus for driving a brushless dc motor
CN109804551B (zh) * 2016-09-07 2022-06-14 日本电产株式会社 马达控制方法、马达控制系统以及电动助力转向系统
DE112018001520T5 (de) * 2017-03-23 2019-12-05 Nidec Corporation Motorsteuerverfahren, motorsteuersystem und elektrisches servolenksystem

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