JPH01283088A - ３相直流モータの駆動方法 - Google Patents
３相直流モータの駆動方法Info
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- JPH01283088A JPH01283088A JP63110372A JP11037288A JPH01283088A JP H01283088 A JPH01283088 A JP H01283088A JP 63110372 A JP63110372 A JP 63110372A JP 11037288 A JP11037288 A JP 11037288A JP H01283088 A JPH01283088 A JP H01283088A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ハードディスク装置や光デイスク駆動装置の
ように短時間で高速定常回転まで立上がる必要のある装
置に好適な３相直流モータの駆動方法に関する。
ように短時間で高速定常回転まで立上がる必要のある装
置に好適な３相直流モータの駆動方法に関する。
一般に、直流ブラシレスモータの速度−トルク特性は、
Ωを回転数（ｒｐｍ）、Ｔを発生トルク（ｇ −ｃｍ）
、Ｖを供給電圧（Ｖ） 、Ｋｔを逆起電圧定数（Ｖ
／ ｒ ｐ ｍ ） 、Ｋ ｙをトルク定数（ｇ・ｃ
ｍ ／ Ａ ） 、Ｒｍを＠線抵抗（Ω）として、次式
で与えられる。
Ωを回転数（ｒｐｍ）、Ｔを発生トルク（ｇ −ｃｍ）
、Ｖを供給電圧（Ｖ） 、Ｋｔを逆起電圧定数（Ｖ
／ ｒ ｐ ｍ ） 、Ｋ ｙをトルク定数（ｇ・ｃ
ｍ ／ Ａ ） 、Ｒｍを＠線抵抗（Ω）として、次式
で与えられる。
また、ｋを定数、Ｉａを巻線電流とすると、の関係があ
る。
る。
この種の３相直流モータを、例えば光デイスク装置のス
ピンドルモータとして使用する場合には、比較的低い供
給電圧Ｖにより一定の巻線電流１ａで３相直流モータが
駆動される。この場合、装置の小型化の面から消費電力
を増加させずに、且つ短時間で所定の高速定常回転数に
達するような駆動が要求される。
ピンドルモータとして使用する場合には、比較的低い供
給電圧Ｖにより一定の巻線電流１ａで３相直流モータが
駆動される。この場合、装置の小型化の面から消費電力
を増加させずに、且つ短時間で所定の高速定常回転数に
達するような駆動が要求される。
一般的には、（１）式かられかるように、供給電圧Ｖを
増加させ、発生トルクＴを小さくすると高い回転数Ωが
得られる。そこで、与えられる比較的低い供給電圧Ｖで
所望の回転数Ωと発生トルクＴを得られるように、（１
）、 （２）式に基づいて具体的な駆動法が設定され
る。
増加させ、発生トルクＴを小さくすると高い回転数Ωが
得られる。そこで、与えられる比較的低い供給電圧Ｖで
所望の回転数Ωと発生トルクＴを得られるように、（１
）、 （２）式に基づいて具体的な駆動法が設定され
る。
前述した従来の方法では、与えられる比較的低い供給電
圧■で高い回転数Ωを得るには、（１）式から発生トル
クＴを小さくしなくてはならない。
圧■で高い回転数Ωを得るには、（１）式から発生トル
クＴを小さくしなくてはならない。
そこで、（２）式から巻線電流Ｉａさらにはトルク定数
ＫＴを小さ（すると、発生トルクＴを小さくすることが
出来る。
ＫＴを小さ（すると、発生トルクＴを小さくすることが
出来る。
しかし、このようにして発生トルクＴを小さくすると、
起動時に充分なトルクが得られず装置の駆動が円滑に行
なわれないことがある。
起動時に充分なトルクが得られず装置の駆動が円滑に行
なわれないことがある。
一方、起動時に充分なトルクを得るために、巻線電流１
ａを増加させると、増加した巻線電流に耐えるように巻
線の線径を大きくすることが必要になる。このように、
巻線の線径を大きくすると必要なターン数を確保するた
めに、３相直流モ一タ自体が大型化し、製造コストの上
昇にもつながる。
ａを増加させると、増加した巻線電流に耐えるように巻
線の線径を大きくすることが必要になる。このように、
巻線の線径を大きくすると必要なターン数を確保するた
めに、３相直流モ一タ自体が大型化し、製造コストの上
昇にもつながる。
本発明は、前述したようなこの種の３相直流モータの現
状に鑑みてなされたものであり、その目的は消費電力が
少なく、起動時トルクも充分に生じ、短時間で高い回転
数に到達する３相直流モータの駆動方法を提案すること
にある。
状に鑑みてなされたものであり、その目的は消費電力が
少なく、起動時トルクも充分に生じ、短時間で高い回転
数に到達する３相直流モータの駆動方法を提案すること
にある。
前記目的を達成するために、本発明では、３相の＠線が
施されたステータと、このステータの励磁相の切り換え
に応じて回転するロータとを備えた３相直流モータの駆
動方法において、前記３相の巻線の所定巻数位置にタッ
プ端子を設け、起動された前記３相直流モータの回転数
が、予め設定された値に達すると、前記タップ端子を利
用して通電を行なうように、通電端子を切換えて前記３
相直流モータが駆動される。
施されたステータと、このステータの励磁相の切り換え
に応じて回転するロータとを備えた３相直流モータの駆
動方法において、前記３相の巻線の所定巻数位置にタッ
プ端子を設け、起動された前記３相直流モータの回転数
が、予め設定された値に達すると、前記タップ端子を利
用して通電を行なうように、通電端子を切換えて前記３
相直流モータが駆動される。
本発明では、ステータの３相の巻線の所定巻数位置にタ
ップ端子が設けられる。
ップ端子が設けられる。
先ず、起動時においてはこのタップ端子を使用した通電
は行なわれず、バイポーラ駆動が行なわれる。この場合
、各相のＳｋｉ抵抗をｒｌとすると、（１）、 （２
）式から回転数Ω及び発生トルクＴは、それぞれ次式で
示される。
は行なわれず、バイポーラ駆動が行なわれる。この場合
、各相のＳｋｉ抵抗をｒｌとすると、（１）、 （２
）式から回転数Ω及び発生トルクＴは、それぞれ次式で
示される。
Ｔ−ＫＴＴ、 ・・・・・・・・・（
４）次に、起動された３相直流モータの回転数が、予め
設定された値に達すると、前記タップ端子を使用した通
電が行なわれる。この場合、各相の巻線抵抗の１／２・
ｒ、の位置からタップ端子が取り出されているとすると
、巻線の巻数が１／２になるので、トルク定数に７及び
逆起電圧定数Ｋｔは１／２となり、（１）、 （２）
式から回転数Ｔ′欄−Ｋｙｌａ ・・・・
・・・・・（６）このようにして駆動されるので（４）
、 （６）式の比較から明らかなように、起動時には
タップ端子を利用して通電した場合の２倍の発生トルク
Ｔが生じており、充分なトルクが作用して短時間で高い
回転数に達する。また（・３）、（５）式の比較から明
らかなように、最高回転数に達し発生トルクＴ′が充分
に小さくなると、バイポーラ駆動時の２倍の回転数で回
転する。
４）次に、起動された３相直流モータの回転数が、予め
設定された値に達すると、前記タップ端子を使用した通
電が行なわれる。この場合、各相の巻線抵抗の１／２・
ｒ、の位置からタップ端子が取り出されているとすると
、巻線の巻数が１／２になるので、トルク定数に７及び
逆起電圧定数Ｋｔは１／２となり、（１）、 （２）
式から回転数Ｔ′欄−Ｋｙｌａ ・・・・
・・・・・（６）このようにして駆動されるので（４）
、 （６）式の比較から明らかなように、起動時には
タップ端子を利用して通電した場合の２倍の発生トルク
Ｔが生じており、充分なトルクが作用して短時間で高い
回転数に達する。また（・３）、（５）式の比較から明
らかなように、最高回転数に達し発生トルクＴ′が充分
に小さくなると、バイポーラ駆動時の２倍の回転数で回
転する。
以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図（ａ）、
（ｂ）、 （ｃ）に基づいて詳細に説明する。
（ｂ）、 （ｃ）に基づいて詳細に説明する。
ここで、第１図は実施例に係る３相直流モータの制御回
路を示す回路図、第２図は実施例に係る３相直流モータ
の概略構成を示す説明図、第３図（ａ）、 （ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ＠線の結線状態と電流の流れを示
す説明図である。
路を示す回路図、第２図は実施例に係る３相直流モータ
の概略構成を示す説明図、第３図（ａ）、 （ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ＠線の結線状態と電流の流れを示
す説明図である。
第２図に示すように、３相直流モータ１は１２極のステ
ータ２と８極のロータ３とからなり、ステータ２には巻
線４が巻回され、第３図（ａ）〜（ｃ）に示すようにＹ
結線されている。ロータ３は、Ｓ極とＮ極が交互に磁化
されて形成された永久磁石からなり、このロータ３はス
テータ２の外周に回転自在に配されている。実施例は、
３相直流モータ１が１２０度通電される場合で、ロータ
３の直下にステータ２の２相毎に磯波的に６０度すなわ
ち電気角で１２０変の間隔で３個のホール素子はＨｕ
、Ｈｖ 、Ｈｕが配設されている。
ータ２と８極のロータ３とからなり、ステータ２には巻
線４が巻回され、第３図（ａ）〜（ｃ）に示すようにＹ
結線されている。ロータ３は、Ｓ極とＮ極が交互に磁化
されて形成された永久磁石からなり、このロータ３はス
テータ２の外周に回転自在に配されている。実施例は、
３相直流モータ１が１２０度通電される場合で、ロータ
３の直下にステータ２の２相毎に磯波的に６０度すなわ
ち電気角で１２０変の間隔で３個のホール素子はＨｕ
、Ｈｖ 、Ｈｕが配設されている。
これらのホール素子Ｈｕ 、Ｈｖ 、Ｈｗの出力が、第
１図に示す駆動回路６に入力されて所定の信号処理が行
なわれ、駆動回路６から巻線４へ駆動電流が供給される
。この駆動電流によって巻線４のＵ端子、■端子、Ｗ＠
子が、位相角３６０＠ （１周期）ごとに信号の論理値
“０”の状態、０ＰＥＮ状態、信号の論理値“１”の状
態、０ＰＥＮ状態を操り返す、このために、Ｕ＠子−■
端子間、Ｕ端子−Ｗ端子間、■端子−Ｗ端子間において
、６０＠ごとに励磁極の切換が行われ、形成される磁界
によってロータ３が回転する。
１図に示す駆動回路６に入力されて所定の信号処理が行
なわれ、駆動回路６から巻線４へ駆動電流が供給される
。この駆動電流によって巻線４のＵ端子、■端子、Ｗ＠
子が、位相角３６０＠ （１周期）ごとに信号の論理値
“０”の状態、０ＰＥＮ状態、信号の論理値“１”の状
態、０ＰＥＮ状態を操り返す、このために、Ｕ＠子−■
端子間、Ｕ端子−Ｗ端子間、■端子−Ｗ端子間において
、６０＠ごとに励磁極の切換が行われ、形成される磁界
によってロータ３が回転する。
実施例においては、第３図（ａ）に示すように、各相の
巻線４の中間巻数位置で、それぞれタップ端子Ｕ’、Ｖ
’、Ｗ’が取り出される。そして、駆動回ＩＷ６と巻線
４間に制御回路７が接続され、この制御回路７にはリレ
ー接片８．９．１０と、これらの接片の切換用の１７Ｊ
ｍコイル１１とが設けられている。リレー接片８は端子
Ｕとタップ端子Ｕ′間で切換えられる接片で、その共通
端子は駆動回路６のホール素子Ｈ，＋の出力が信号処理
された信号を出力する出力端子ｈｕと接続されている。
巻線４の中間巻数位置で、それぞれタップ端子Ｕ’、Ｖ
’、Ｗ’が取り出される。そして、駆動回ＩＷ６と巻線
４間に制御回路７が接続され、この制御回路７にはリレ
ー接片８．９．１０と、これらの接片の切換用の１７Ｊ
ｍコイル１１とが設けられている。リレー接片８は端子
Ｕとタップ端子Ｕ′間で切換えられる接片で、その共通
端子は駆動回路６のホール素子Ｈ，＋の出力が信号処理
された信号を出力する出力端子ｈｕと接続されている。
同様にして、リレー接片９．１０はそれぞれ、端子Ｖと
タップ端子Ｖ′及び端子Ｗとタップ端子Ｗ′間で切換え
られる接片で、それぞれの共通端子には駆動回路６０ホ
ール素子Ｈｖ、）（ｗの出力が信号処理された信号を出
力する出力端子ｈｖ。
タップ端子Ｖ′及び端子Ｗとタップ端子Ｗ′間で切換え
られる接片で、それぞれの共通端子には駆動回路６０ホ
ール素子Ｈｖ、）（ｗの出力が信号処理された信号を出
力する出力端子ｈｖ。
ｈ、にそれぞれ接続されている。
さらに、図示せぬ回転数検出器が設けられていて、この
回転数検出器が３相直流モータの回転数が予め設定され
た回転数（例えば１８００ｒｐｍ）に達したことを検出
すると、励磁コイル１１に励Ｍ１信号が入力されるよう
になっている。励磁信号の入力によって励磁コイル１１
が励磁されると、リレー接片８．９．１０はそれぞれ第
１１図に点線で示す端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接触した状態から
、タップ端子Ｕ’、Ｖ’、Ｗ’に接触した状態に切換え
られる。
回転数検出器が３相直流モータの回転数が予め設定され
た回転数（例えば１８００ｒｐｍ）に達したことを検出
すると、励磁コイル１１に励Ｍ１信号が入力されるよう
になっている。励磁信号の入力によって励磁コイル１１
が励磁されると、リレー接片８．９．１０はそれぞれ第
１１図に点線で示す端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接触した状態から
、タップ端子Ｕ’、Ｖ’、Ｗ’に接触した状態に切換え
られる。
実施例においては、起動時にはリレー接片８゜９．１０
はそれぞれ、端子Ｕ、Ｖ、Ｗ側に切換えられているので
、この時の巻線４は第３図（ｂ）に示すようになり、端
子Ｕ、Ｖ、Ｗがそれぞれ制御回路７を介して、駆動回路
６の端子り、、ｈ、。
はそれぞれ、端子Ｕ、Ｖ、Ｗ側に切換えられているので
、この時の巻線４は第３図（ｂ）に示すようになり、端
子Ｕ、Ｖ、Ｗがそれぞれ制御回路７を介して、駆動回路
６の端子り、、ｈ、。
ｈ、に接続されている。
この場合、＠ＶＡ４の巻線抵抗をｒ、とすると、３相直
流モータの回転数Ωと発生トルクＴは、（１）、（２）
式から、すでに求めたように（３）式及び（４）式のよ
うになる。
流モータの回転数Ωと発生トルクＴは、（１）、（２）
式から、すでに求めたように（３）式及び（４）式のよ
うになる。
このようにして、起動後３相直流モータの回転数Ωが、
予め設定された値である１８００ｒｐｍに達すると、前
述の回転数検出器がこれを検出し、励磁信号が発せられ
て励磁コイル１１が励磁され、リレー接片８，９．１０
が切換えられるので、巻線４は第３図（ｃ）に示すよう
になり、タップ端子Ｕ’、Ｖ’、Ｗ’が制御回路７を介
して、それぞれ駆動回路６の端子り、、ｈ、、ｈ、に接
続される。
予め設定された値である１８００ｒｐｍに達すると、前
述の回転数検出器がこれを検出し、励磁信号が発せられ
て励磁コイル１１が励磁され、リレー接片８，９．１０
が切換えられるので、巻線４は第３図（ｃ）に示すよう
になり、タップ端子Ｕ’、Ｖ’、Ｗ’が制御回路７を介
して、それぞれ駆動回路６の端子り、、ｈ、、ｈ、に接
続される。
この場合、壱′ａ４の巻線抵抗をｒａとすると、３相直
流モータの回転数Ω′と発生トルクＴ′は、（１）（２
）式から、すでに求めたように（５）式及び（６）式の
ようになる。このようにして得られた（４）式と（６）
式からＴ−２７’が得られ、起動時には定常時の２倍の
発生トルクが生じ、充分な起動力で短時間に定常の高い
回転数に達することは明らかである。
流モータの回転数Ω′と発生トルクＴ′は、（１）（２
）式から、すでに求めたように（５）式及び（６）式の
ようになる。このようにして得られた（４）式と（６）
式からＴ−２７’が得られ、起動時には定常時の２倍の
発生トルクが生じ、充分な起動力で短時間に定常の高い
回転数に達することは明らかである。
また、（３）式（５）式の比較で明らかなように、３相
直流モータの回転数Ωが最高回転数に達し、発生トルク
が充分に小さくなると、（３）（５）式で第１項°に対
して第２項が無視され、定常時には起動時の最高回転数
の２倍の回転数すなわち３６００ｒｐｍが得られる。
直流モータの回転数Ωが最高回転数に達し、発生トルク
が充分に小さくなると、（３）（５）式で第１項°に対
して第２項が無視され、定常時には起動時の最高回転数
の２倍の回転数すなわち３６００ｒｐｍが得られる。
このように、実施例によると少ない消費電力によって、
起動時のトルクを充分太き（取って円滑に起動し、短時
間で高い定常回転数に到達するように、３相直流モータ
を駆動することが出来る。
起動時のトルクを充分太き（取って円滑に起動し、短時
間で高い定常回転数に到達するように、３相直流モータ
を駆動することが出来る。
なお、実施例ではステータの巻線の巻数の中間位置にタ
ップ端子を設けた場合を説明したが、本発明は実施例に
限定されるものでなく、例えば巻線の巻数が１／３の位
置にタップ端子を設けろことも出来る。
ップ端子を設けた場合を説明したが、本発明は実施例に
限定されるものでなく、例えば巻線の巻数が１／３の位
置にタップ端子を設けろことも出来る。
以上詳細に説明したように、本発明によると少ない消費
電力で、起動時に充分なトルクを発生させ、短時間で高
い定常回転数に達するようにすることが出来る。
電力で、起動時に充分なトルクを発生させ、短時間で高
い定常回転数に達するようにすることが出来る。
図は全て本発明の詳細な説明するためのもので、第１図
は３相直流モータの制御回路を示す回路図、第２図は実
施例に係る３相直流モータの概略構成を示す説明図、第
３図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ巻線の結線状態と電
流の流れを示す説明図である。 １・・・・・・・・・３相直流モータ、２・・・・旧・
・ステータ、３・・・・・・・・・ロータ、４・・・・
・・・・・巻線、６・・・・・・・・・駆動回路、７・
・・・・・・・・制御回路、８．９．１０・・・・・・
・・・リレー接片、１１・・・・・・・・・励磁コイル
。 第１図 第２図 ヂ′ Ｓ ｗ
は３相直流モータの制御回路を示す回路図、第２図は実
施例に係る３相直流モータの概略構成を示す説明図、第
３図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ巻線の結線状態と電
流の流れを示す説明図である。 １・・・・・・・・・３相直流モータ、２・・・・旧・
・ステータ、３・・・・・・・・・ロータ、４・・・・
・・・・・巻線、６・・・・・・・・・駆動回路、７・
・・・・・・・・制御回路、８．９．１０・・・・・・
・・・リレー接片、１１・・・・・・・・・励磁コイル
。 第１図 第２図 ヂ′ Ｓ ｗ
Claims (1)
- ３相の巻線が施されたステータと、このステータの励磁
相の切り換えに応じて回転するロータとを備えた３相直
流モータの駆動方法において、前記３相の巻線の所定巻
線位置にタップ端子を設け、起動された前記３相直流モ
ータが予め設定された回転数に達すると、前記タップ端
子を利用して通電を行なうように、通電端子を切換えて
前記３相直流モータを駆動することを特徴とする３相直
流モータの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110372A JPH01283088A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | ３相直流モータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110372A JPH01283088A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | ３相直流モータの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283088A true JPH01283088A (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=14534131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63110372A Pending JPH01283088A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | ３相直流モータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01283088A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018879A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Toshiba Corp | 洗濯機及び永久磁石形直流モータ |
| US8354614B2 (en) * | 2009-09-25 | 2013-01-15 | Illinois Tool Works Inc. | Method to monitor the life of the contact tip in robotic or automatic GMAW |
-
1988
- 1988-05-09 JP JP63110372A patent/JPH01283088A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018879A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Toshiba Corp | 洗濯機及び永久磁石形直流モータ |
| US8354614B2 (en) * | 2009-09-25 | 2013-01-15 | Illinois Tool Works Inc. | Method to monitor the life of the contact tip in robotic or automatic GMAW |
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