JP3280413B2 - センサレス多相直流モータの駆動方法 - Google Patents
センサレス多相直流モータの駆動方法Info
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- JP3280413B2 JP3280413B2 JP11915092A JP11915092A JP3280413B2 JP 3280413 B2 JP3280413 B2 JP 3280413B2 JP 11915092 A JP11915092 A JP 11915092A JP 11915092 A JP11915092 A JP 11915092A JP 3280413 B2 JP3280413 B2 JP 3280413B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、センサレスタイプのブ
ラシレス多相直流モータに関し、たとえば磁気ディスク
装置用のスピンドルモータにおいて、回転中における回
転トルクの向上が可能とされるセンサレス多相直流モー
タの駆動方法に適用して有効な技術に関する。
ラシレス多相直流モータに関し、たとえば磁気ディスク
装置用のスピンドルモータにおいて、回転中における回
転トルクの向上が可能とされるセンサレス多相直流モー
タの駆動方法に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気ディスク装置用のスピンドル
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マグネットとを備えたセンサレスタ
イプのブラシレス直流モータが多く用いられ、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。
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マグネットとを備えたセンサレスタ
イプのブラシレス直流モータが多く用いられ、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】たとえば、三相コイルのセンサレス多相直
流モータにおいては、ステータに駆動電流を順次供給し
て通電する歩進工程を繰り返す。すなわち、正方向、休
止、逆方向の励磁電流を各相に流すことにより各コイル
が間欠的・同期的に通電され、ロータが所定方向に確実
に回転されるようになっている。
流モータにおいては、ステータに駆動電流を順次供給し
て通電する歩進工程を繰り返す。すなわち、正方向、休
止、逆方向の励磁電流を各相に流すことにより各コイル
が間欠的・同期的に通電され、ロータが所定方向に確実
に回転されるようになっている。
【0004】また、モータの駆動は、電磁石と永久磁石
との吸引・反発による駆動トルクが発生して可能とな
り、発生のタイミングは従来のホールセンサなどによる
ロータマグネットの検知と異なり、コイルの誘起電圧を
利用して行われる。この場合に、トルクの大きさは電流
と磁束密度変化幅に正比例するため、トルクを高めるた
めには電流を増加させるか、または磁束密度変化幅を大
きくすればよいことになる。
との吸引・反発による駆動トルクが発生して可能とな
り、発生のタイミングは従来のホールセンサなどによる
ロータマグネットの検知と異なり、コイルの誘起電圧を
利用して行われる。この場合に、トルクの大きさは電流
と磁束密度変化幅に正比例するため、トルクを高めるた
めには電流を増加させるか、または磁束密度変化幅を大
きくすればよいことになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記センサ
レススタートにおいては、コイルに鎖交する磁束による
誘起電圧を用いるが、停止時には誘起電圧がなく、また
マグネットの極性が不明であるという欠点がある。その
ために、始めは信号なしで強制的に歩進をかけるが、ロ
ータ位置によっては低トルクのために起動不良が発生し
たり、または磁界が通電と逆方向のために逆転が発生す
る。
レススタートにおいては、コイルに鎖交する磁束による
誘起電圧を用いるが、停止時には誘起電圧がなく、また
マグネットの極性が不明であるという欠点がある。その
ために、始めは信号なしで強制的に歩進をかけるが、ロ
ータ位置によっては低トルクのために起動不良が発生し
たり、または磁界が通電と逆方向のために逆転が発生す
る。
【0006】そこで、起動信頼性を高めるために、従来
はリトライを繰り返したり、ダブル駆動方式としたり、
さらには両者を併用することによって起動特性を向上さ
せる必要が生じる。ここで、ダブル起動方式とは、本出
願人が別途出願した起動方式であり、モータの起動時に
通電に対する初期値を与えた上電流方向を転換させ、逆
方向励磁を行って起動トルクを高め、大きな磁束密度変
化幅を得て高トルクを発生させる工程を含むことを特徴
とするものである。
はリトライを繰り返したり、ダブル駆動方式としたり、
さらには両者を併用することによって起動特性を向上さ
せる必要が生じる。ここで、ダブル起動方式とは、本出
願人が別途出願した起動方式であり、モータの起動時に
通電に対する初期値を与えた上電流方向を転換させ、逆
方向励磁を行って起動トルクを高め、大きな磁束密度変
化幅を得て高トルクを発生させる工程を含むことを特徴
とするものである。
【0007】しかしながら、これらのリトライを繰り返
したり、ダブル駆動方式とする方法は、いずれも起動特
性を向上させるための対応策であり、回転中については
考慮されておらず、従ってTUD(Torque-up Drive )
まで進める場合に不可欠となるドライブ回路とバイアス
回路の分離による回転トルクの向上が得られないという
問題がある。
したり、ダブル駆動方式とする方法は、いずれも起動特
性を向上させるための対応策であり、回転中については
考慮されておらず、従ってTUD(Torque-up Drive )
まで進める場合に不可欠となるドライブ回路とバイアス
回路の分離による回転トルクの向上が得られないという
問題がある。
【0008】そこで、本発明の目的は、ドライブ回路と
バイアス回路を分離し、ミューチャルインダクタンスを
応用してモータの回転中においても回転トルクの向上を
図ることができるセンサレス多相直流モータの駆動方法
を提供することにある。
バイアス回路を分離し、ミューチャルインダクタンスを
応用してモータの回転中においても回転トルクの向上を
図ることができるセンサレス多相直流モータの駆動方法
を提供することにある。
【0009】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。
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。
【0010】
【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。
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。
【0011】すなわち、本発明のセンサレス多相直流モ
ータの駆動方法は、複数相の巻線を有するステータと、
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、該ロータを所定方向に回転させるドライブ電
流を、前記複数相の巻線に供給して駆動するセンサレス
多相直流モータであって、前記複数相の巻線は、各相の
巻線毎に順次休止期間を挟んで間欠的に励磁され、該休
止期間中にある相の巻線に対して、前記ドライブ電流か
ら分離されることで可変可能とされるバイアス電流を供
給し、次の通電に対して所定の磁束初期値を付与するも
のである。
ータの駆動方法は、複数相の巻線を有するステータと、
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、該ロータを所定方向に回転させるドライブ電
流を、前記複数相の巻線に供給して駆動するセンサレス
多相直流モータであって、前記複数相の巻線は、各相の
巻線毎に順次休止期間を挟んで間欠的に励磁され、該休
止期間中にある相の巻線に対して、前記ドライブ電流か
ら分離されることで可変可能とされるバイアス電流を供
給し、次の通電に対して所定の磁束初期値を付与するも
のである。
【0012】
【作用】前記したセンサレス多相直流モータの駆動方法
によれば、バイアス電流がドライブ電流から分離される
ことにより、バイアス電流をステータに対して可変可能
に供給することができる。これにより、バイアス電流を
増やすことにより通電エネルギーを増加させ、回転中に
おけるトルクアップを図ることができる。
によれば、バイアス電流がドライブ電流から分離される
ことにより、バイアス電流をステータに対して可変可能
に供給することができる。これにより、バイアス電流を
増やすことにより通電エネルギーを増加させ、回転中に
おけるトルクアップを図ることができる。
【0013】すなわち、バイアス回路とドライブ回路を
分離してミューチャルインダクタンスを応用し、これに
よってエネルギーへの配慮または昇圧への配慮が可能と
なり、たとえばエネルギーを増加することによってトル
クを向上させ、また巻線比による昇圧によってトランス
作用を得ることができる。
分離してミューチャルインダクタンスを応用し、これに
よってエネルギーへの配慮または昇圧への配慮が可能と
なり、たとえばエネルギーを増加することによってトル
クを向上させ、また巻線比による昇圧によってトランス
作用を得ることができる。
【0014】
【実施例1】図1は本発明のセンサレス多相直流モータ
の駆動方法の一実施例であるセンサレス多相直流モータ
の駆動回路の要部を示す概略回路図である。
の駆動方法の一実施例であるセンサレス多相直流モータ
の駆動回路の要部を示す概略回路図である。
【0015】まず、図1により本実施例のセンサレス多
相直流モータの駆動回路の概略構成を説明する。
相直流モータの駆動回路の概略構成を説明する。
【0016】本実施例のセンサレス多相直流モータの駆
動回路は、たとえば磁気ディスク装置用のスピンドルモ
ータに適用され、図示しない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、ロータを所定方向に回
転させるドライブ電流を、ステータに順次供給して駆動
する駆動回路とされ、U相コイル1、V相コイル2およ
びW相コイル3が半導体スイッチ、たとえばMOS−F
ET4〜6を介してユニポーラ接続されたコントロール
回路7と、各コイル1〜3に対して直列接続されたバイ
アスコイル8〜10およびコンデンサ11〜13と、こ
れらのコンデンサ11〜13のチャージアップ用の電源
14とから構成されている。
動回路は、たとえば磁気ディスク装置用のスピンドルモ
ータに適用され、図示しない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、ロータを所定方向に回
転させるドライブ電流を、ステータに順次供給して駆動
する駆動回路とされ、U相コイル1、V相コイル2およ
びW相コイル3が半導体スイッチ、たとえばMOS−F
ET4〜6を介してユニポーラ接続されたコントロール
回路7と、各コイル1〜3に対して直列接続されたバイ
アスコイル8〜10およびコンデンサ11〜13と、こ
れらのコンデンサ11〜13のチャージアップ用の電源
14とから構成されている。
【0017】そして、正方向、休止、逆方向の励磁電流
を流すことにより各コイル1〜3が間欠的・同期的に通
電され、ロータが所定方向に確実に回転される。この場
合に、ステータが休止期間を挟んで間欠的に励磁され、
この休止期間において、次の逆方向通電に対して増磁性
の磁束初期値を付与するバイアス電流がドライブ電流か
ら分離され、このバイアス電流がステータに対して可変
可能に供給されるようになっている。
を流すことにより各コイル1〜3が間欠的・同期的に通
電され、ロータが所定方向に確実に回転される。この場
合に、ステータが休止期間を挟んで間欠的に励磁され、
この休止期間において、次の逆方向通電に対して増磁性
の磁束初期値を付与するバイアス電流がドライブ電流か
ら分離され、このバイアス電流がステータに対して可変
可能に供給されるようになっている。
【0018】たとえば、U相、V相およびW相コイル1
〜3とMOS−FET4〜6によるドライブ回路と独立
に、バイアスコイル8〜10、コンデンサ11〜13お
よび電源14によりバイアス回路を構成し、相互誘導の
2つのコイルの一方に励磁電流を流し、他方に充電パル
ス電流を流し、ステータの磁性体中に第1の電流に初期
値を与えたと同様の変化を第2の電流から得ることがで
きる。
〜3とMOS−FET4〜6によるドライブ回路と独立
に、バイアスコイル8〜10、コンデンサ11〜13お
よび電源14によりバイアス回路を構成し、相互誘導の
2つのコイルの一方に励磁電流を流し、他方に充電パル
ス電流を流し、ステータの磁性体中に第1の電流に初期
値を与えたと同様の変化を第2の電流から得ることがで
きる。
【0019】すなわち、本実施例においては、コンデン
サ11〜13の充電電流がステータの磁性体をバイアス
するバイアス電流を作り、このバイアス電流によって増
磁性の磁束初期値を得ることにより回転中、つまり磁束
密度変化中の通電エネルギーを増加させることができ
る。
サ11〜13の充電電流がステータの磁性体をバイアス
するバイアス電流を作り、このバイアス電流によって増
磁性の磁束初期値を得ることにより回転中、つまり磁束
密度変化中の通電エネルギーを増加させることができ
る。
【0020】従って、本実施例のセンサレス多相直流モ
ータの駆動回路によれば、U相コイル1、V相コイル2
およびW相コイル3にチャージアップ用のコンデンサ1
1〜13が接続されることにより、バイアス電流を増や
すことにより通電エネルギーを増加させ、回転中におけ
るトルクアップを図ることができる。
ータの駆動回路によれば、U相コイル1、V相コイル2
およびW相コイル3にチャージアップ用のコンデンサ1
1〜13が接続されることにより、バイアス電流を増や
すことにより通電エネルギーを増加させ、回転中におけ
るトルクアップを図ることができる。
【0021】
【実施例2】図2は本発明のセンサレス多相直流モータ
の駆動方法の他の実施例であるセンサレス多相直流モー
タの駆動回路の要部を示す概略回路図、図3は本実施例
のセンサレス多相直流モータの駆動回路における変形例
の要部を示す概略回路図である。
の駆動方法の他の実施例であるセンサレス多相直流モー
タの駆動回路の要部を示す概略回路図、図3は本実施例
のセンサレス多相直流モータの駆動回路における変形例
の要部を示す概略回路図である。
【0022】本実施例のセンサレス多相直流モータの駆
動回路は、実施例1と同様に磁気ディスク装置用のスピ
ンドルモータに適用され、図示しない励磁状態において
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、ロータを所定
方向に回転させるドライブ電流を、ステータに順次供給
して駆動する駆動回路とされ、実施例1との相違点は、
実施例1が充電エネルギーを使用したのに対して、本実
施例は巻線比によるトランス作用を応用して磁束初期値
を得た点である。
動回路は、実施例1と同様に磁気ディスク装置用のスピ
ンドルモータに適用され、図示しない励磁状態において
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、ロータを所定
方向に回転させるドライブ電流を、ステータに順次供給
して駆動する駆動回路とされ、実施例1との相違点は、
実施例1が充電エネルギーを使用したのに対して、本実
施例は巻線比によるトランス作用を応用して磁束初期値
を得た点である。
【0023】すなわち、本実施例の駆動回路は、U相コ
イル1、V相コイル2およびW相コイル3がMOS−F
ET4〜6を介してユニポーラ接続されたコントロール
回路7と、各コイル1〜3に対して直列接続されたバイ
アスコイル15〜17およびMOS−FET18〜20
と、MOS−FET18〜20を駆動するデューティ回
路21とから構成され、U相、V相およびW相コイル1
〜3とバイアスコイル15〜17との巻線比がn2 :n
1 となっている。
イル1、V相コイル2およびW相コイル3がMOS−F
ET4〜6を介してユニポーラ接続されたコントロール
回路7と、各コイル1〜3に対して直列接続されたバイ
アスコイル15〜17およびMOS−FET18〜20
と、MOS−FET18〜20を駆動するデューティ回
路21とから構成され、U相、V相およびW相コイル1
〜3とバイアスコイル15〜17との巻線比がn2 :n
1 となっている。
【0024】従って、本実施例のセンサレス多相直流モ
ータの駆動回路によれば、U相コイル1、V相コイル2
およびW相コイル3に巻線比が異なるバイアスコイル1
5〜17が接続されることにより、バイアスコイル15
〜17側からU相、V相およびW相コイル1〜3側に対
して過電電流の休止期間にバイアス電流を供給すること
ができるので、実施例1と同様に回転中におけるトルク
アップが可能となる。
ータの駆動回路によれば、U相コイル1、V相コイル2
およびW相コイル3に巻線比が異なるバイアスコイル1
5〜17が接続されることにより、バイアスコイル15
〜17側からU相、V相およびW相コイル1〜3側に対
して過電電流の休止期間にバイアス電流を供給すること
ができるので、実施例1と同様に回転中におけるトルク
アップが可能となる。
【0025】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。
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。
【0026】たとえば、前記実施例のセンサレス多相直
流モータの駆動回路については、U相、V相およびW相
コイルがユニポーラ接続される場合について説明した
が、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、バ
イポーラ接続されるモータについても適用可能とされ、
たとえば実施例2の駆動回路をバイポーラ接続した場合
には、図3に示すようにバイポーラ用のMOS−FET
22〜24が追加された構成となる。
流モータの駆動回路については、U相、V相およびW相
コイルがユニポーラ接続される場合について説明した
が、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、バ
イポーラ接続されるモータについても適用可能とされ、
たとえば実施例2の駆動回路をバイポーラ接続した場合
には、図3に示すようにバイポーラ用のMOS−FET
22〜24が追加された構成となる。
【0027】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磁気ディスク装置
用のスピンドルモータ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、たとえばレーザプ
リンタなどの他の装置に適用されるセンサレス多相直流
モータについても広く適用可能である。
てなされた発明をその利用分野である磁気ディスク装置
用のスピンドルモータ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、たとえばレーザプ
リンタなどの他の装置に適用されるセンサレス多相直流
モータについても広く適用可能である。
【0028】
【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。
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。
【0029】(1).ステータの複数相の巻線が、各相の巻
線毎に順次休止期間を挟んで間欠的に励磁され、休止期
間中にある相の巻線に対して、ドライブ電流から分離す
ることにより、バイアス電流をステータを構成する軟磁
性体に対して可変可能に供給することができるので、バ
イアス電流を増磁性の極性とすることにより、通電エネ
ルギーを増加させ、回転中におけるトルクアップを図る
ことができる。
線毎に順次休止期間を挟んで間欠的に励磁され、休止期
間中にある相の巻線に対して、ドライブ電流から分離す
ることにより、バイアス電流をステータを構成する軟磁
性体に対して可変可能に供給することができるので、バ
イアス電流を増磁性の極性とすることにより、通電エネ
ルギーを増加させ、回転中におけるトルクアップを図る
ことができる。
【0030】(2).前記(1) により、バイアス電流とドラ
イブ電流が分離できるので、バイアス回路とドライブ回
路の独立設計が可能となる。
イブ電流が分離できるので、バイアス回路とドライブ回
路の独立設計が可能となる。
【0031】(3).前記(1) において、特にTUDでは通
電毎の省電力のために間欠励磁による磁化レベルの保有
が有力であり、受動回路、ダブル・ユニポーラ、ユニ/
ダブルバイポーラ励磁による回転トルクアップが可能と
されるセンサレス多相直流モータの駆動方法を得ること
ができる。
電毎の省電力のために間欠励磁による磁化レベルの保有
が有力であり、受動回路、ダブル・ユニポーラ、ユニ/
ダブルバイポーラ励磁による回転トルクアップが可能と
されるセンサレス多相直流モータの駆動方法を得ること
ができる。
【図1】本発明のセンサレス多相直流モータの駆動方法
の実施例1であるセンサレス多相直流モータの駆動回路
の要部を示す概略回路図である。
の実施例1であるセンサレス多相直流モータの駆動回路
の要部を示す概略回路図である。
【図2】本発明のセンサレス多相直流モータの駆動方法
の実施例2であるセンサレス多相直流モータの駆動回路
の要部を示す概略回路図である。
の実施例2であるセンサレス多相直流モータの駆動回路
の要部を示す概略回路図である。
【図3】実施例2のセンサレス多相直流モータの駆動回
路における変形例の要部を示す概略回路図である。
路における変形例の要部を示す概略回路図である。
1 U相コイル 2 V相コイル 3 W相コイル 4〜6 MOS−FET 7 コントロール回路 8〜10 バイアスコイル 11〜13 コンデンサ 14 電源 15〜17 バイアスコイル 18〜20 MOS−FET 21 デューティ回路 22〜24 MOS−FET
Claims (1)
- 【請求項1】 複数相の巻線を有するステータと、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、該ロータを所定方向に回転させるドライブ電流
を、前記複数相の巻線に供給して駆動するセンサレス多
相直流モータであって、前記複数相の巻線は、各相の巻
線毎に順次休止期間を挟んで間欠的に励磁され、該休止
期間中にある相の巻線に対して、前記ドライブ電流から
分離されることで可変可能とされるバイアス電流を供給
し、次の通電に対して所定の磁束初期値を付与すること
を特徴とするセンサレス多相直流モータの駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11915092A JP3280413B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | センサレス多相直流モータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11915092A JP3280413B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | センサレス多相直流モータの駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05316789A JPH05316789A (ja) | 1993-11-26 |
JP3280413B2 true JP3280413B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=14754159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11915092A Expired - Fee Related JP3280413B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | センサレス多相直流モータの駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3280413B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-12 JP JP11915092A patent/JP3280413B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05316789A (ja) | 1993-11-26 |
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