JPH0199490A - Three-phase motor driven by integrated circuit - Google Patents
Three-phase motor driven by integrated circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
−6・コアレスのもの若しくはコアのある3相の小型直
流電動機として、産業機器、民生機器の動力源として利
用されるものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Fields] -6. It is used as a power source for industrial equipment and consumer equipment as a coreless or cored three-phase small DC motor.
本件出願人による特公報3g−1426弘 号、特公昭
!q−J/10 号等がある。他に周知の整流子、刷
子を有し、若しくはホール素子を利用する3相直流電動
機がある。Patent Publication No. 3g-1426 by the applicant, Tokukosho! There are q-J/No. 10, etc. There are also well-known three-phase DC motors that have commutators, brushes, or utilize Hall elements.
〔本発明が解決しようとしている問題点〕第1の問題点
整流子刷子を備えた3相直流電動機は長い歴史を持ち、
従って技術的に研究しつくされ℃いる。従って、その構
成の簡素さ1組立の容易さ、価格につい℃はほぼ問題な
く、現在においても広い用途を持っている。[Problems to be solved by the present invention] First problem Three-phase DC motors equipped with commutator brushes have a long history.
Therefore, it has been extensively researched technically. Therefore, there are almost no problems in terms of simplicity of construction, ease of assembly, and price, and it has a wide range of uses even today.
しかし、整流子、刷子の磨耗により耐用時間がみじかい
ことと、これによる故障率の多いこと及び機械ノイズ、
電気ノイズが大きいこと等の欠点は解決されていない。However, the service life is short due to wear of commutators and brushes, and this causes a high failure rate and mechanical noise.
Disadvantages such as large electrical noise have not been resolved.
第2の問題点
ホール素子(磁電変換素子の1つ)を位置検知素子とし
てマグネット回転子の角位相を検出し、トランジスタ回
路(J相ブリッジ回路)を付勢して、電機子電流の制御
をして3相の直流電動機を得る手段かあ・る。Second problem: The Hall element (one of the magneto-electric conversion elements) is used as a position detection element to detect the angular phase of the magnet rotor, energizes the transistor circuit (J-phase bridge circuit), and controls the armature current. Is there a way to obtain a three-phase DC motor?
この手段によると、前述した整流子型の直流電動機の欠
点はすべて除去される。According to this measure, all the disadvantages of the commutator type DC motor mentioned above are eliminated.
しかし、組立作業が錯雑となり、又高価となる欠点が発
生する。特に小型偏平なものとなる程この問題は大きく
なる。However, there are disadvantages in that the assembly work is complicated and it is expensive. In particular, the smaller and flatter the object, the more serious this problem becomes.
ホール素子を3個使用するので、その導出線がl−本と
なる。ホール素子のある空間は狭い空隙部なので、この
処理を考えても理解される筈である。Since three Hall elements are used, the number of lead-out lines is l-. Since the space in which the Hall element is located is a narrow void, this should be understandable considering this process.
3相のブリッジ回路は、電機子コイルの両端にPNP型
とNPN型のトランジスタが直列に接続されている。In a three-phase bridge circuit, PNP type and NPN type transistors are connected in series to both ends of an armature coil.
従って両者による電圧降下が大きくなり、低電圧(Sボ
ルト以下)の直流電源の場合には、著しく効率を低下せ
しめる問題点がある。Therefore, the voltage drop due to both becomes large, and in the case of a low voltage (S volt or less) DC power supply, there is a problem that the efficiency is significantly reduced.
特に集積回路とすると、PNP型のトランジスタの電圧
降下が更に大きくなり、上記した不都合は更に大きくな
るものである。In particular, when integrated circuits are used, the voltage drop of PNP transistors becomes even greater, and the above-mentioned disadvantages become even greater.
第3の問題点
構成を簡素化し、小型偏平な電動機(例えばウオークマ
ンと呼ばれる小型テープレコーダのキャプスタンモータ
)とする為に、ホール素子を除去して、逆起電力を位置
検知信号とする手段も採用されているが、°起動をステ
ッピングモータとして行なうので、起動が失敗する場合
が多い。Third problem In order to simplify the configuration and create a small and flat electric motor (for example, the capstan motor of a small tape recorder called Walkman), there is a method to remove the Hall element and use the back electromotive force as a position detection signal. However, since startup is performed using a stepping motor, startup often fails.
又コ相の電動機とすると、リプルトルクが増大し、/相
の電動機とすると更にリプルトルクが増大し、又起動に
問題が多くなる。Furthermore, if a co-phase electric motor is used, the ripple torque will increase, and if a /phase electric motor is used, the ripple torque will further increase, and there will be many problems in starting.
上述したように、構成が簡素化し、偏平廉価なるものに
すると特性上に問題点が発生し、実用性が失なわれてい
る現状である。As mentioned above, the current situation is that when the structure is simplified and the device is made flat and inexpensive, problems arise in terms of characteristics and practicality is lost.
第4、の問題点
出力がlOワット以下位の小型の半導体電動機(ブラシ
レス電動機)では、その制御回路は電動機の筐体内に収
納することが望まれている。Fourth Problem: In a small semiconductor motor (brushless motor) with an output of less than 10 watts, it is desired that the control circuit thereof be housed within the motor housing.
この目的を達成する為に電子回路を集積回路(以降はI
Cと呼称する)とすることがよい。To achieve this purpose, electronic circuits are integrated into integrated circuits (hereinafter referred to as I).
C).
この為の商品もいくつか出ているが、いずれも回路の一
部のIC化が行なわれているのみなので、上述した目的
は達成できない。達成できない問題点は次に述べること
である。Although some products for this purpose have been released, in all of them, only a part of the circuit is integrated into an IC, so that the above-mentioned purpose cannot be achieved. The problems that cannot be achieved are as follows.
即ち、ホール素子は3個ともに特定の位置に分離して配
設する必要があるので、全体のIC化が困難となるから
である。That is, since all three Hall elements must be separately arranged at specific positions, it becomes difficult to integrate the entire device into an IC.
問題点を解決する為の新規な技術思想を次に説明する。 A new technical idea for solving the problem will be explained next.
第1図竪、周知の整流子型の直流電動機の要部のみを略
示したものである。FIG. 1 (vertical) schematically shows only the main parts of a well-known commutator type DC motor.
第1図において、記号りは回転電機子で、3ル個(nは
l、2.…)の突極及びこれ等に捲着された電機子コイ
ルが設けられている。In FIG. 1, the symbol is a rotating armature, which is provided with three salient poles (n is l, 2, . . . ) and armature coils wound around these poles.
回転軸lに電機子りは固定され、整流子Bと同期回転し
ている。記号Eは界磁マグネットを含む固定子である。The armature is fixed to the rotating shaft l and rotates in synchronization with the commutator B. Symbol E is a stator including a field magnet.
整流子Bには、両側より刷子C−t、C−コが圧接され
、直流電源正負極より供電されてbる。Brushes C-t and C-co are pressed into contact with the commutator B from both sides, and power is supplied from the positive and negative electrodes of the DC power source.
以上の構成は、長い歴史により技術が改良されている。The technology of the above configuration has been improved over a long history.
即ち構成は図示のように簡素化され、量産性もすぐれ、
廉価に作ることができるものである。In other words, the configuration is simplified as shown in the figure, and mass production is excellent.
It can be made cheaply.
本発明装置は、整流子Bを位置検知用のマグネットとし
、刷子C−i、C−コは磁電変換素子及び集積回路とし
て構成し、その内部に磁電変換素子(、ホール素子//
cL、 71 b )各1個を含むものである。当然
であるが、このときに、記号Bは、位置検知用のマグネ
ット回転子となり、記号Eは固定電機子となるものであ
る。In the device of the present invention, the commutator B is a magnet for position detection, and the brushes C-i and C-co are configured as a magneto-electric transducer and an integrated circuit.
cL, 71b) contains one each. Naturally, at this time, the symbol B is a magnet rotor for position detection, and the symbol E is a fixed armature.
又記号C−/をホール素子のみとし、記号C−コをホー
ル素子を含む集積回路として構成することもできる。Alternatively, the symbol C-/ may be a Hall element only, and the symbol C-/ may be configured as an integrated circuit including the Hall element.
以上の構成なので、周知の直流機と同じ構成となり、構
成が簡素化され、量産性がすぐれ、廉価に製造すること
ができる特徴がある。With the above configuration, it has the same configuration as a well-known DC machine, has a simplified configuration, is excellent in mass production, and can be manufactured at low cost.
記号C−/、C−コは電子刷子となるものである。The symbols C-/ and C-co are electronic brushes.
当然であるが、3相の整流子型の電動機と同等の性能と
する為には、3相のトランジスタ回路となるので、1個
のトランジスタ回路を2個の電子刷子C−7,C−二に
配分する新規な構成が必要となる。Of course, in order to achieve the same performance as a three-phase commutator type motor, a three-phase transistor circuit is required, so one transistor circuit is connected to two electronic brushes C-7 and C-2. A new configuration is required to allocate the data to
又、ホール素子を2個若しくは1個のみとして3相の電
動機を駆動する為の新規な構成も必要である。次にその
手段を説明する。Furthermore, a new configuration is required for driving a three-phase motor using only two or one Hall element. Next, the method will be explained.
ホール素子を一個とする為に、位置検知用のマグネット
回転子をトルク発生用の界磁マグネット回転子と区別し
て設け、前者は、磁極中が電気角でhW度のN、S@極
を1組として、これを複数組設け、これ等を電気角で/
20度離間し、ホール素子の出力をN、S極に対向した
電気角で120度(以降は電気角の表示を省略するωの
第1.第2の位置検知信号及び無磁界部に対向した第3
の120度の巾の位置検知信号を得る。In order to use only one Hall element, the magnet rotor for position detection is provided separately from the field magnet rotor for torque generation. Multiple sets of these are provided as a set, and these are /
20 degrees apart, the output of the Hall element is 120 degrees in electrical angle facing the N and S poles (hereinafter, the display of electrical angles will be omitted). Third
A position detection signal with a width of 120 degrees is obtained.
これ等の位置検知信号をベース入力として導通する第1
、第λ、第3のトランジスタを含む回路を、ホール素、
子を含んでICとし、これを第1のICと呼称する。A first conductor that conducts these position detection signals as a base input.
, the circuit including the λth and third transistors is a Hall element,
The child is included in the IC, and this is called the first IC.
前記したホール素子より電気角で(60+is。The electrical angle from the Hall element described above is (60+is).
rL)度…ルはOを含む正整数…離間した位−置で、他
のホール素子を前記した位置検知用マグネット回転子に
対向して設け、これによる位置検知信号3種類をベース
入力とする第4、第5、第6のトランジスタを含む回路
を、ホール素子を含んでICとし、これを第2のICと
呼称する。rL) Degree... le is a positive integer including O... At a distant position, another Hall element is provided facing the above-mentioned position detection magnet rotor, and the three types of position detection signals resulting from this are used as base inputs. A circuit including the fourth, fifth, and sixth transistors and a Hall element is referred to as an IC, and is referred to as a second IC.
トランジスタブリッジ回路により、3相の電機子コイル
の通電を制御する電気回路の上段の3個のトランジスタ
を第1、第2。第3のトランジスタに置換し、トランジ
スタブリッジ回路の下段の3個のトランジスタを第4、
第5、第1のトランジスタに置換し、電機子コイルの3
相の通電を制御し℃駆動トルクを発生せしめる。A transistor bridge circuit controls the first and second transistors in the upper stage of the electrical circuit that controls the energization of the three-phase armature coil. The lower three transistors of the transistor bridge circuit are replaced with the third transistor, and the lower three transistors of the transistor bridge circuit are replaced with the fourth transistor.
5th, replace the first transistor, 3 of the armature coil
Controls phase energization to generate °C drive torque.
又界磁マグネット回転子の磁極と位置検知用マグネット
回転子の磁極と一個のホール素子の相対角位相を調整し
て、各電機子コイルの通電区間のそれぞれの逆起電力の
平均値が最大値となるように、三者の相対位置を設定す
る。Also, by adjusting the relative angle phase between the magnetic pole of the field magnet rotor, the magnetic pole of the position detection magnet rotor, and one Hall element, the average value of the back electromotive force in each energized section of each armature coil is the maximum value. Set the relative positions of the three so that
以上の手段より理解されるように、第1.第2のICは
、第1図の記号C−l、C−コで示す刷子と同じ効果が
あり、電子刷子となるものである。As understood from the above means, 1. The second IC has the same effect as the brushes indicated by symbols C-1 and C-co in FIG. 1, and serves as an electronic brush.
しかし、上記した手段によると、3相ブリッジ回路とな
り、電機子コイルの両端に2個のトランジスタが接続さ
れ、この電圧降下により、低電圧(!ボルト以下)が困
難となる。実施すると著しく効率を劣化せしめる不都合
がある。However, according to the above-mentioned means, a three-phase bridge circuit is formed, and two transistors are connected to both ends of the armature coil, and this voltage drop makes it difficult to maintain a low voltage (below !V). If implemented, there is a disadvantage that the efficiency will be significantly degraded.
更VCIC化すると、3個のPNP型トランジスタは更
に電圧降下を増大し、上述した不都合を増大する。If the VCIC is further increased, the three PNP type transistors will further increase the voltage drop and increase the above-mentioned disadvantages.
本発明装置では、第1、第2、…、第6のトランジスタ
をすべてNPN型とすることができ、しかも各電機子コ
イルに1個ずつ接続されている。従って電圧損失が僅少
となり、上記した欠点がすべ℃除去される。この為に、
各相の′1磯子コイルは、バイフアラ巻きとされ、第1
、第2、第3の相の電機子コイルは、それぞれコ組の電
機子コイルにより構成されてbる。In the device of the present invention, the first, second, . . . , and sixth transistors can all be of the NPN type, and one transistor is connected to each armature coil. Therefore, the voltage loss becomes small, and the above-mentioned drawbacks are completely eliminated. For this purpose,
The '1 Isogo coil of each phase is bifurcated, and the first
, the second and third phase armature coils are each composed of a pair of armature coils.
本発明装置は、第1.第2のホール素子を含む一個のI
Cで構成する手段と、第7のホール素子と所要のトラン
ジスタ回路を1個のICとし、第2のホール素子と電機
子コイルを外付部品として構成することができる。The device of the present invention has the following features: 1. One I containing the second Hall element
The means constituted by C, the seventh Hall element, and the required transistor circuit can be integrated into one IC, and the second Hall element and the armature coil can be constructed as external components.
位置検知用マグネット回転子は特別に設けることなく、
界磁マグネット回転子の一部を利用することもできる。No special magnetic rotor for position detection is required,
A part of the field magnet rotor can also be used.
軸方向空隙型のコアレス電動機の場合には、更・に特別
な構成とすることにより、小型偏平化を行なうことがで
きる。In the case of an axial gap type coreless electric motor, it is possible to make it compact and flat by adopting a special configuration.
即ち、電動機の厚みを増加しない為に、隣接する電機子
コイルの隣接部及びその近傍の空隙に磁電変換素子とな
るホール素子が設けられるように、界磁磁極と位置検知
用磁極の位相差を調整する。又この状態において、電機
子コイルの120度の通電は、界磁磁極の中央部の磁界
の最も強す部分となるようにして効率を上昇せしめる。In other words, in order not to increase the thickness of the motor, the phase difference between the field magnetic pole and the position detection magnetic pole is adjusted so that the Hall element serving as the magnetoelectric conversion element is provided in the adjacent part of the adjacent armature coil and in the air gap in the vicinity. adjust. In this state, the armature coil is energized at 120 degrees so that the magnetic field is strongest at the center of the field magnetic pole, thereby increasing efficiency.
位置検知用マグネットは界磁磁極の外周部の同一平面内
に円環状に設け、しかも扇型コイルの外周部の巻線巾部
ちコイル巾とほぼ等しい巾とする。The position detection magnet is provided in an annular shape within the same plane on the outer periphery of the field magnetic pole, and has a width approximately equal to the winding width of the outer periphery of the fan-shaped coil.
扇型コイルの外周部は出力トルクに寄与しないので、こ
の部分の空間を利用して、位置検知用マグネットを設け
ているので、径の小さい電動機とすることができる。Since the outer peripheral part of the fan-shaped coil does not contribute to the output torque, the space in this part is used to provide the position detection magnet, so that the electric motor can have a small diameter.
以上の構成により、第1.第2.第5、第4の問題点が
解決される。With the above configuration, the first. Second. The fifth and fourth problems are solved.
ホール素子を1個のみとし、これにより前記した第1、
第2、第3のトランジスタを制御し、バイフアラ巻きさ
れた2組の電機子コイルの逆起電力(発電力)Kより、
第4、第S、第6のトランジスタの制御をしても目的が
達成される・〔作用〕
上述した構成により次に述べる作用がある◎第1に、刷
子と同じ2個の部品(第1.第2のIC)により駆動さ
れるので構成が簡素化され、組立を容易とし、量産性が
ある。同じく又1個のICと1個のホール素子によって
も構成できるので、上述した場合と同じ作用効果がある
。By using only one Hall element, the first
The second and third transistors are controlled, and from the back electromotive force (generating power) K of the two sets of bifurcated armature coils,
The purpose is achieved even if the fourth, S, and sixth transistors are controlled. [Function] The above-mentioned configuration has the following effects. First, the same two parts as the brush (the first Since it is driven by the second IC), the configuration is simplified, assembly is easy, and mass production is possible. Similarly, since it can be configured with one IC and one Hall element, the same effects as in the case described above can be obtained.
第2に電機子コイルの通電制御は3相ブリッジ回路と相
似したものとなるので、出力トルクが大きく、効率が上
昇する。Secondly, the energization control of the armature coil is similar to that of a three-phase bridge circuit, so the output torque is large and the efficiency is increased.
その他の作用は、一般の半導体(ブラシレス)電動機と
全く同じである。Other functions are exactly the same as general semiconductor (brushless) motors.
軸方向空隙型のコアレス電動機に適用すると、小型偏平
化に有効な技術を供与できる。When applied to an axial gap type coreless electric motor, it can provide an effective technology for downsizing and flattening.
第3に、電機子コイルに直列に接続されるトランジスタ
は、それぞれに1個なので、周知の3相ブリッジ回路に
比較して、トランジスタによる電圧損失が少な(、低電
圧で駆動する電動機の場合に有効である。Third, since each armature coil has one transistor connected in series, there is less voltage loss due to the transistors than in the well-known three-phase bridge circuit (in the case of a motor driven at low voltage). It is valid.
又上記したトランジスタはNPN型のものが使用される
のでIC化する場合に特に有効である。Furthermore, since the above-mentioned transistor is of NPN type, it is particularly effective when integrated into an IC.
第2図以降の実施例につき、本発明装置の詳細を説明す
る。図面中の同一記号のものは同一部材なので、重複し
た説明は省略する。The details of the apparatus of the present invention will be explained with reference to the embodiments shown in FIG. 2 and subsequent figures. Components with the same symbols in the drawings are the same members, so redundant explanation will be omitted.
第2図において、基板λ上には、磁路となる珪素−一り
が貼着され、その上に扇型の電機子コイル6が貼着され
ている。In FIG. 2, a piece of silicon serving as a magnetic path is stuck on the substrate λ, and a fan-shaped armature coil 6 is stuck thereon.
電機子コイル乙の詳細が第3図(勾に示されている。ト
ルクに有効な導体部の巾は機械角で90度で、等しいピ
ッチで、磁路となる磁性体円板。The details of the armature coil B are shown in Figure 3.The width of the conductor section that is effective for torque is 90 degrees in mechanical angle, and it is a magnetic disk that forms a magnetic path with equal pitches.
7に図示のように、電機子コイル104 、10 d
。7, the armature coils 104, 10d
.
10 h 、 10 a 、 10n 、 10 fが
配設されている。基板λには、円筒3が植立され、その
内部に嵌着された軸承10c(打点部)K回転軸/が回
動自在に支持されている。10h, 10a, 10n, and 10f are arranged. A cylinder 3 is installed on the substrate λ, and a shaft bearing 10c (dot point portion) K rotating shaft/ is rotatably supported inside the cylinder 3.
軸承としては、オイルレスベアリング若しくはボールベ
アリングが利用される。基板λの突出部2a、コbには
、電機子コイルlOt&、10b。As the bearing, an oilless bearing or a ball bearing is used. Armature coils lOt&, 10b are provided on the protrusions 2a and b of the substrate λ.
120、…の通電制御回路がIC化されて記号29゜2
91として載置されている。The energization control circuit of 120,... is converted into an IC and has the symbol 29゜2.
It is listed as 91.
第2図に戻り、回転軸lには、軟鋼円板弘の中央部が固
定され、この裏面には、円環状の界磁マグネット回転子
Sが貼着されている。Returning to FIG. 2, the central portion of a mild steel disk is fixed to the rotating shaft l, and an annular field magnet rotor S is adhered to the back surface of the soft steel disk.
第3図(りにその詳細が示されている。The details are shown in Figure 3.
界磁マグネット回転子Sは、円周面にそって、N、S磁
極5α、3b、3e、zd (巾が機械角で90度)が
等しいピッチで設けられた円環状のフェライトマグネッ
トにより構成されている。The field magnet rotor S is composed of annular ferrite magnets in which N and S magnetic poles 5α, 3b, 3e, and zd (width is 90 degrees in mechanical angle) are provided at equal pitches along the circumferential surface. ing.
記号tは内部の空孔である。本実施例は、軸方向空隙型
のコアレス電動機となっている。The symbol t is an internal hole. This embodiment is an axial gap type coreless electric motor.
界磁マグネット回転子5の外周は、円環状の位置検知用
マグネット回転子tとなり、その磁極は、図示のように
N、Sが1組となり、コ組設けられている。1組のN、
S極と他の1組の間の間は無磁界部となり、Oの表示が
されている。この巾はN、S極の巾と同じである。The outer periphery of the field magnet rotor 5 serves as an annular position detection magnet rotor t, and its magnetic poles are arranged in sets of N and S as shown. 1 set of N,
The area between the S pole and the other pair is a non-magnetic field area, and is indicated by O. This width is the same as the width of the N and S poles.
N、S極の巾は機械角で60度、電気角で110度とな
っている。The width of the N and S poles is 60 degrees in mechanical angle and 110 degrees in electrical angle.
位置検知用マグネット回転子gの磁極は記号 □(
8,’ g h 、…として、又零磁界部若しくはマグ
ネットの切欠部は記号9g、…とじて示されている。The magnetic pole of the magnet rotor g for position detection is the symbol □(
8,' g h , . . . , and the zero magnetic field portion or the cutout portion of the magnet is indicated as 9 g, . . . .
切欠部とした方がSN比の良い信号が得られる。切欠部
を作る為には、プラスチックマグネットとすることがよ
い。界磁磁極の極性は、磁極j @ 、 j eをS極
に、磁極りす、3ctをN極とした方が、それぞれが、
磁極ざa、ifb、…と同極となるので、着磁作業がl
工程ですむので有効である。A signal with a better signal-to-noise ratio can be obtained by using a notch. In order to make the notch, it is preferable to use a plastic magnet. Regarding the polarity of the field magnetic poles, it is better to set the magnetic poles j @ and je to the S pole and the magnetic poles 3ct and 3ct to the N pole, respectively.
Since the magnetic poles a, ifb, etc. are the same polarity, the magnetization work is easy.
It is effective because it is only a process.
次に第4図の展開図につき、上述した構成の作用効果に
ついて説明する。Next, the effects of the above-described configuration will be explained with reference to the developed view of FIG. 4.
第μ図において、電機子コイルioα、 io b 。In Fig. μ, armature coils ioα, iob.
10 eは周知の3相の電機子コイルである。点線の電
機子コイル10を記号10 Qの位置に移動した形式°
となっているので、電機子コイルlθ1゜10 b 、
/θ0も3相の電機子コイルとなる。10e is a well-known three-phase armature coil. Model in which the dotted line armature coil 10 is moved to the position of symbol 10Q°
Therefore, the armature coil lθ1゜10 b,
/θ0 also becomes a three-phase armature coil.
各電機子コイルの巾は電気角で1gO度、間隔は60度
である。The width of each armature coil is 1 gO degree in electrical angle, and the interval is 60 degrees.
電機子コイル10 d 、 10 e 、 10 fは
、それぞれ電機子コイル10 cL、 10 b 、
10 eの位置に装着されている。それぞれバイフアラ
巻きとされているものである。即ちユニポーラ型となっ
ている。Armature coils 10d, 10e, and 10f are armature coils 10cL, 10b, and 10b, respectively.
It is installed at the 10 e position. Each of these is considered to be Baifuala-maki. In other words, it is a unipolar type.
ホール素子//1は、第3図(句に示すように、隣接す
る電機子コイル10 i 、 10 eの隣接部の中間
の空間に載置されて、位置検知マグネット回転子ざに対
向している。As shown in FIG. There is.
ホール素子71bは、ホール素子//4より1gO度離
間している。−船釣な表現とすると、(60+l二〇が
)度離間している。ルは零を含む正整数である。その為
に電機子コイル/Q e 、 10 fの外側縁部は、
第3図(b)に示すように、内側に引込まれた形状とな
って、この部分にホール素子//bが設けられている。Hall element 71b is spaced apart from Hall element //4 by 1 gO degree. - In terms of boat fishing, they are separated by (60+l20) degrees. is a positive integer including zero. Therefore, the outer edge of the armature coil/Q e , 10 f is
As shown in FIG. 3(b), the shape is drawn inward, and the Hall element //b is provided in this part.
位置検知用マグネット回転子tの径方向の巾は、第3図
(”3に示されるように′、扇型の電機子コイルの外周
部のコイル巾とほぼ等しくされている。The width of the position detection magnet rotor t in the radial direction is approximately equal to the coil width of the outer periphery of the fan-shaped armature coil, as shown in FIG.
この部分のコイルの通電は、出力トルクに無効なので、
界磁磁極があっても無効である。The energization of the coil in this part has no effect on the output torque, so
Even if a field magnetic pole is present, it is ineffective.
かかる無効部分に、位置検知用マグネット回転子gを設
けて、電動機の外径を小さくしたことが本発明装置の1
つの特徴となっている。One of the features of the device of the present invention is that the outer diameter of the electric motor is reduced by providing a magnet rotor g for position detection in such an ineffective portion.
It has two characteristics.
又ホール素子// LL、ifbは、前記した空間に載
置固定しであるので、電機子コイルと重畳することがな
く、従って偏平に構成できる特徴がある。Furthermore, since the Hall elements //LL and ifb are placed and fixed in the above-mentioned space, they do not overlap with the armature coil, and therefore have the feature that they can be constructed flat.
第4図に矢印と、Cで示すように、それぞれの巾は30
度となって、界磁マグネット回転子5が矢印A方向に3
0度回転すると、ホール素子//醪は磁極にdの磁界下
に侵入するので、出力が得られ、この出力により電機子
コイル10■が通電される。更に120度回転すると、
ホール素子//aは磁極feの磁界下に入りその出力に
より、電機子コイルio eが通電される。As shown by arrows and C in Figure 4, each width is 30 mm.
degree, and the field magnet rotor 5 moves 3 degrees in the direction of arrow A.
When rotated by 0 degrees, the Hall element enters the magnetic pole under the magnetic field d, so an output is obtained, and this output energizes the armature coil 10. After rotating another 120 degrees,
The Hall element //a enters under the magnetic field of the magnetic pole fe, and its output energizes the armature coil io e.
通電角は120度となり、界磁磁極5IL、5dの最も
磁界の強い部分のフレミングの力により駆動トルクが得
られる。従って効率は3相Y型のものと同じとなる特徴
がある。以上の条件を満足するように、界磁マグネット
回転子Sの磁極と位置検知用マグネット回転子gの磁極
の位相を図示のように配設したことも本発明装置の特徴
である。界磁マグネット回転子5が矢印A方向に回転す
るとホール素子l/rLが、磁極gd。The energization angle is 120 degrees, and the driving torque is obtained by Fleming's force at the portion of the field magnetic poles 5IL and 5d where the magnetic field is strongest. Therefore, the efficiency is the same as that of the three-phase Y type. Another feature of the device of the present invention is that the magnetic poles of the field magnet rotor S and the position detecting magnet rotor g are arranged in phase as shown in the figure so as to satisfy the above conditions. When the field magnet rotor 5 rotates in the direction of arrow A, the Hall elements l/rL move to the magnetic pole gd.
fe、零磁界91に侵入するに従って、電機子コイル1
0α、 io r 、 io bがそれぞれ120度の
通電が行なわれて出力トルクが得られるので、3相の電
動機として回転するものである。fe, as it enters the zero magnetic field 91, the armature coil 1
0α, io r , and io b are each energized by 120 degrees to obtain output torque, so the motor rotates as a three-phase electric motor.
次に、上述した通電制御を、第9図(勾のタイムチャー
トと第7図(勾、 (h)の通電制御回路を用いて説明
する。Next, the above-mentioned energization control will be explained using the time chart shown in FIG. 9 and the energization control circuit shown in FIG. 7 (h).
第7図(勾において、ホール素子//4の出力は、オペ
アンプ27 e 、 J7 dにより増巾され、矩形波
の出力となる。端子311は直流電源正極より通電され
る。In FIG. 7, the output of the Hall element //4 is amplified by the operational amplifiers 27e and J7d and becomes a rectangular wave output.The terminal 311 is energized from the positive pole of the DC power supply.
オペアンプコクのは、ホール素子// cLがN極に対
向したとき、オペアンプ、27 dはS極に対向したと
きに出力が得られる。When the Hall element // cL of the operational amplifier is opposed to the north pole, an output is obtained when the operational amplifier 27 d is opposed to the south pole.
オペアンプコク0の出力は、第9図(勾のタイムチャー
トにおいて、120度の巾の曲線となる筈であるが、N
、S磁極の境界点には、不感帯があるので、110度よ
り小さくなる。The output of the operational amplifier COKU0 is supposed to be a curve with a width of 120 degrees in the time chart shown in Figure 9 (inclination), but N
Since there is a dead zone at the boundary point of the S magnetic pole, the angle becomes smaller than 110 degrees.
オペアンプsqdの出力も同じ事情でixo度より巾が
小さくなり、第9図(CL)で曲線tlr hとして示
されている。オペアンプ2りCの出力は曲線1134と
なっている。The output of the operational amplifier sqd also has a width smaller than the ixo degree for the same reason, and is shown as the curve tlr h in FIG. 9 (CL). The output of the operational amplifier 2C is a curve 1134.
曲線絆α、 u+ bは、位置検知用マグネット回転子
ざの磁極N、Sの磁界分布曲線である。The curves α and u+b are magnetic field distribution curves of the magnetic poles N and S of the position detection magnet rotor.
第7図(句に戻り、エクスiレーシプオア回路(不一致
回路)31の上、下段の入力は、それぞれオペアンプ2
7 CLの出力とオペアンプコアcの出力を反転したも
のとなる。FIG. 7 (Returning to the phrase, the upper and lower inputs of the ex-i ratio OR circuit (mismatch circuit) 31 are respectively connected to the operational amplifier 2.
7 The output of CL and the output of operational amplifier core c are inverted.
従って、第9図(G)の曲線as bと曲線ダ6となる
。Therefore, the curves asb and da6 in FIG. 9(G) are obtained.
不一致回路コ4の出力は、曲線97 LL、 lI?
bとなる。The output of the mismatch circuit 4 is the curve 97 LL, lI?
It becomes b.
第7図(勾のトランジスタsr s 、 :tr b
、りzoのベース入力は、それぞれ第9図(tL)の曲
線Q!; 4 。Fig. 7 (gradient transistor sr s, :tr b
, Rizo's base inputs are the curve Q! of FIG. 9 (tL), respectively. ;4.
II!; b 、 lI’78 、弘7bとなる。従っ
て、トランジスタ53導、 sr h 、りzeの導通
角も曲線轄α、ash。II! b, lI'78, Hiro 7b. Therefore, the conduction angles of the transistors 53 conduction, sr h and ri ze also fall under the curve α, ash.
q?Φ、ダクbに対応した巾となる。ホール素子//α
、トランジスタ5SΦ、 sr b 、 rr e等の
点線で囲まれた部分がIC化されて集積回路49 gと
なっている。第3図Cb)の記号コ9 b 、 291
Fは端子となるICピンである。記q3/ rt 、
31 b 、 ・、 、?/fは端子となるICピンを
示している。Q? Φ is the width corresponding to the duct b. Hall element //α
, transistors 5SΦ, srb, rre, etc. surrounded by dotted lines are integrated into an integrated circuit 49g. Symbol ko 9 b in Figure 3 Cb), 291
F is an IC pin serving as a terminal. Note q3/rt,
31 b, ・, ,? /f indicates an IC pin serving as a terminal.
第7図(−)の回路は、上述した回路とほぼ同じ回路で
、ホール素子//b、オペアンプ271! 、 27b
、不一致回路dは、それぞれホール素子//a。The circuit shown in FIG. 7 (-) is almost the same as the circuit described above, with a Hall element //b and an operational amplifier 271! , 27b
, mismatch circuit d is a Hall element //a, respectively.
オペアンプコアe、2りd、不一致回路コlに対応する
作用を行なっている。トランジスタ3θl。It performs the functions corresponding to the operational amplifier cores e, 2d, and the mismatch circuit 1. Transistor 3θl.
30 b 、 30 eは第7図(句と同じくNPN型
となっている。ホール素子//h、オペアンプ2711
、 J?b、不一致回路2g及びトランジスタ308
,301.。30b and 30e are NPN type as shown in Figure 7.Hall element //h, operational amplifier 2711
, J? b, mismatch circuit 2g and transistor 308
, 301. .
3θCは集積回路となり、点線a9で示されている。3θC is an integrated circuit and is indicated by a dotted line a9.
記号26信、ユAb、…、ユ6fは端子となるICピン
である。トランジスタ308,30b、、JθCは、ホ
ール素子llbが、位置検知用マグネット回転子gのN
、S磁極及び無磁界部に対向したときの出力により導通
される。Symbols 26, UAb, . . ., and 6f are IC pins serving as terminals. In the transistors 308, 30b, , JθC, the Hall element llb is connected to the N of the position detection magnet rotor g.
, the S magnetic pole and the output when facing the non-magnetic field part are electrically connected.
ホール素子//導と//bは、第4図に示されているよ
うに、(40+/20ル)変能間している。The Hall elements //b and //b have a (40+/20l) voltage difference, as shown in FIG.
本実施例ではn = /の場合である。In this embodiment, n=/.
この位相差の詳細については後述する。Details of this phase difference will be described later.
第g図に示すものは、電機子コイルに第7図(す、(句
のIC2q、2qaにより通電する回路の例である。What is shown in FIG. g is an example of a circuit that energizes the armature coil using ICs 2q and 2qa in FIG.
電機子コイル104 、10 b 、…、lOfは、第
μ図の同一記号のものである。The armature coils 104, 10b, . . . , lOf have the same symbols in FIG. μ.
端子ダコC,ダ2h、’IコCは、それぞれ第7図(句
の端子j/ e 、 j/ tL 、 3/ tに接続
されている。従って前述したように、電機子ジイル10
IL、10e。Terminals C, 2h, and 1C are connected to terminals j/e, j/tL, and 3/t in FIG.
IL, 10e.
10 bに、hW度の巾の通電が順次に行なわれる。10b, energization with a width of hW is sequentially performed.
かかる通電曲線は、第を図(りにおいて、曲線61g、
47h、…及び曲線All 8.41b、…及び曲線6
デ1.…として示され、連続した出力トルクが得られる
。Such energization curves are curves 61g, 61g,
47h, ... and curve All 8.41b, ... and curve 6
De1. ..., and continuous output torque is obtained.
第7図(tL)のトランジスjl 30 eL、 30
b 、 30 eの導通角は120度で、第7図(勾
のトランジスタタ3α、 as b 、 sz cの導
通角と1gO度の位相差がある。Transis jl 30 eL, 30 in Figure 7 (tL)
The conduction angles of transistors 3α, as b, and szc are 120 degrees, and there is a phase difference of 1 gO degree from the conduction angles of transistors 3α, as b, and szc shown in FIG.
第7図(勾の端子ムe、コロd、コロ−は、それぞれ第
g図の端子ダコd、侵e、侵fに接続されているので、
電機子コイル10cL 、 10 g 、 10fの通
上述した通電による出力トルクは、3相Y型の接続の電
動機と全く同じとなるので、同等の特性を示すものであ
る。Figure 7 (The terminals e, d and rollers of the slope are connected to the terminals d, e and f of figure g, respectively, so
The output torque due to the above-mentioned energization of the armature coils 10cL, 10g, and 10f is exactly the same as that of a three-phase Y-type connected motor, and thus exhibits the same characteristics.
第を図の記号ダ3迄は直流電源正端子を示すものである
。The symbols up to d3 in the figure indicate the positive terminal of the DC power supply.
第7図(司、(b)の記号3λ導、3コb、…、3コf
は、ツェナダイオードで、電機子電流が断たれたときに
、トランジスタを保護する為のもので、他の周知の手段
でもよい。Figure 7 (Tsukasa, symbol 3λ conductor in (b), 3 pieces b, ..., 3 pieces f
is a Zener diode to protect the transistor when the armature current is cut off, and other well-known means may be used.
第7図(りのタイムチャートで、曲線ダj 、g 、、
時6、q?Φの位置検知信号による電機子コイルの通電
のトルク曲線は、曲線<za’ g 、 qg b 、
pg eとなる。Figure 7 (time chart of ri, curves daj, g, ,
Hour 6, q? The torque curve of energization of the armature coil by the position detection signal of Φ is the curve <za' g , qg b ,
It becomes pge.
曲線41z rL、 tIs b 、 4c? aより
、ttro度位相の差のあるホール素子//bによる第
7図(勾の位置検知信号によるトルク曲線は、曲線17
9 LL 、 uデb。Curve 41z rL, tIs b, 4c? From a, the torque curve based on the position detection signal of FIG.
9 LL, u de b.
aq eとなる。両回線の合成トルクが出力トルクとな
る。太い線の部分が出力トルクとなるものである。曲線
ダ7hによるトルクは反トルクとなるが、曲線’79
eの正トルクがあるので、正トルクが勝り起動には差支
えない。It becomes aq e. The combined torque of both lines becomes the output torque. The thick line portion is the output torque. The torque due to curve '7h is a counter torque, but the torque due to curve '79
Since there is a positive torque of e, the positive torque prevails and there is no problem in starting.
しかし振動を誘発するので、第7図(g) 、 (b)
で、コンデンサ24 、 、?/を外付けし、ノ・イパ
スコイルタとして、曲線弘りbを消滅することがよい。However, since it induces vibration, Figure 7 (g) and (b)
So, capacitor 24? It is preferable to attach / externally and use it as a no-pass coiler to eliminate the curve widening b.
トルク曲線は、位置検知信号lIs i 、弘shの巾
が110度より少し小さいので、太い線の間に少し空隙
ができる。しかし電機子コイルのインダクタンスにより
連続されるので、大きい障害はない。In the torque curve, since the width of the position detection signal lIs i is slightly smaller than 110 degrees, there is a slight gap between the thick lines. However, since it is continuous due to the inductance of the armature coil, there is no major problem.
第7図(@)において、曲線lI9のは曲線何↓より、
ito度位相がおくれでいるが、曲線グqαより110
度左方に同じトルク曲線があるので、進相していると考
えても差支えない本のである。In Figure 7 (@), the curve lI9 is from the curve ↓,
Although the phase is delayed by 110 degrees from the curve qα
Since there is the same torque curve to the left in degrees, it is safe to think that the torque curve is advancing in phase.
第2図において、磁性体円板7を基板λの下側に移動し
、電機子コイル6を基板コ上に固着し、磁2性体円板7
を回転軸lの下端に固定して、界磁マグネット回転子5
と同期回転する構成としても本発明を実施することがで
きる。In FIG. 2, the magnetic disk 7 is moved below the substrate λ, the armature coil 6 is fixed on the substrate λ, and the magnetic disk 7 is
is fixed to the lower end of the rotating shaft l, and the field magnet rotor 5
The present invention can also be implemented with a configuration in which the rotation is synchronous with the rotation.
第3図(−3に示す電機子は、電機子コイルの数をユ倍
とした場合の実施例である。The armature shown in FIG. 3 (-3) is an embodiment in which the number of armature coils is multiplied by U.
全体の構成は、第2図と同じで、界磁マグネット回転子
!はN、S磁極5個となる。The overall configuration is the same as in Figure 2, with a field magnet rotor! There are 5 N and S magnetic poles.
扇型電機子コイルは6個となり、記号)08゜10d
、 10b 、 10 t 、 −−−、10e 、
10fその他10−/ 、 10−2 、10−jとし
て示され、トルクに有効な導体部の巾はlIS度(機械
角)である。電機子コイル10−1,10−コ、10−
Jは、それぞれ′バイフアラ巻きとされ、コ個1組のも
のとなっている。There are 6 fan-shaped armature coils, symbol) 08°10d
, 10b, 10t, ---, 10e,
10f and others 10-/, 10-2, 10-j, and the width of the conductor portion effective for torque is lIS degrees (mechanical angle). Armature coil 10-1, 10-co, 10-
Each of the J's is double-wound and there is a set of J's.
記号29 、29Φで示すICは、前実施例と同じ・も
ので、基板コの突出部Jb、λQ上に固定されている。ICs indicated by symbols 29 and 29Φ are the same as those in the previous embodiment, and are fixed on the protrusions Jb and λQ of the substrate.
ホール素子ii aは、前実施例と同じく、電機子;イ
ル/θb、10g、10e、10fの間に載置される。The Hall element ii a is placed between the armature /θb, 10g, 10e, and 10f, as in the previous embodiment.
この為に電機子コイル10b、106 、IOe。For this purpose, armature coils 10b, 106, IOe.
tof、の外側縁部が内側に引込まれた形状に変形され
ている。The outer edge of tof is deformed into a shape that is pulled inward.
ホール素子//hは(60+/コQn)度だけホール素
子itαより離間している。この場合にか=6の場合で
ある。The Hall element //h is spaced apart from the Hall element itα by (60+/Qn) degrees. In this case, k = 6.
第9図(司において、点線間の巾である矢印Mは60度
となっているこの位相差だけホール素子// g 、
// bは離間している必要がある。しかしへW度の九
倍(正整数)だけ離間しても同じ作用があるので、上述
した( 60+120 n )度の式となるものである
。第3図(りの実施例によっても本発明を実施すること
ができることは明白である。Figure 9 (In Tsukasa, arrow M, which is the width between the dotted lines, is 60 degrees. The Hall element // g
// b must be spaced apart. However, the same effect can be obtained even if the distance is 9 times W degrees (a positive integer), so the above-mentioned formula for (60+120 n ) degrees is obtained. It is clear that the present invention can also be practiced by the embodiment shown in FIG.
次に、コア(磁心)のある電動機に本発明を実施した場
合について説明する。Next, a case will be described in which the present invention is implemented in an electric motor having a core (magnetic core).
第5図(勾において、軟鋼製の外筐円筒lコの両側には
側板(円形)/λα、/16が左右より嵌着されている
。側板12α、/λbの中央突出部には、軸承13 a
、 /j bが嵌着され、回転軸/が回動自在に支持
されている。Fig. 5 (In the drawing, side plates (circular) /λα, /16 are fitted from the left and right on both sides of the cylindrical outer casing made of mild steel.The central protrusion of the side plates 12α, /λb is equipped with a shaft bearing. 13a
, /j b are fitted, and the rotating shaft / is rotatably supported.
回転軸/VCは打点部のプラスチック充填材を介して、
円筒形の界磁マグネット回転子/qが固定されている。The rotating shaft/VC is connected via the plastic filling material at the hitting point.
A cylindrical field magnet rotor /q is fixed.
外fal−の内側には、珪素鋼板を積層固化した固定電
機子15が嵌着されている。A fixed armature 15 made of laminated and solidified silicon steel plates is fitted inside the outer fal-.
上述したものは内転型のものを示したが外転型とするこ
ともできる。第5図(b)は外転型のものである。Although the above-mentioned one is an adductor type, it can also be an abductor type. FIG. 5(b) shows an abduction type.
持されている。held.
回転軸/の上端には、軟鋼製のカップ状の回転子U/が
固定され、その外側内面には、円環状の界磁マグネット
回転子nが固着されている。A cup-shaped rotor U/ made of mild steel is fixed to the upper end of the rotating shaft /, and an annular field magnet rotor n is fixed to the outer inner surface of the rotor U/.
円筒19の外側vcは、珪素鋼板を積層固化した固定電
機子3の中央空孔が嵌着されている。The outer side vc of the cylinder 19 is fitted with a central hole of a fixed armature 3 made of laminated and solidified silicon steel plates.
第6図(りは第!図CcL)の界磁マグネット回転子/
e及び電機子/3の展開図である。第5図Cb)も全く
同じ構成となっているので、その展開図は省略して図示
していない。Field magnet rotor in Figure 6 (Figure CcL)/
It is a developed view of e and armature/3. Since the configuration shown in FIG. 5Cb) is exactly the same, its developed view is omitted and not shown.
界磁マグネット回転子/ダには、N、S磁極/lIa
、 /q b 、…が等しい巾でダ極着磁されている。Field magnet rotor/da has N and S magnetic poles/lIa
, /q b , ... are dapolized with equal width.
又その端部(第S図(りで右端の点線Rで示す右側の部
分)には、位置検知用マグネット回転子が設けられ、図
示のように120度の巾のN。Further, at its end (the right side portion indicated by the dotted line R at the right end in Fig. S), a position detection magnet rotor is provided, and as shown in the figure, a magnet rotor with a width of 120 degrees is provided.
S磁極に着磁され、各組のN、S磁極間は切欠又切欠部
は記号so a 、 so fとして示されている。It is magnetized to the S magnetic pole, and the notches or notches between the N and S magnetic poles of each set are indicated by symbols so a and so f.
電′機子lよには、突極/3α、/!;b、/!I;Q
が設けられ、各突極には、電機子コイルコα、コd及び
! A 、 # g及びMe 、nfがバイイアアラき
されて捲着されている。各突極の巾は110度で磁極/
弘I! 、 ’/4’ b 、…の巾と等しい。The electric machine has salient poles /3α, /! ;b,/! I;Q
are provided, and each salient pole has armature coils α, COd and ! A, #g, Me, nf are arranged and wrapped. The width of each salient pole is 110 degrees, and the magnetic pole/
Hiro I! , '/4' b , equal to the width of...
又突極/r G 、 /r b 、 /r aの左右端
は、それぞれ互いに6(7変能間している。Furthermore, the left and right ends of the salient poles /r G , /r b , and /ra are separated by 6 (7) points from each other.
第4図の展開図と第6図(りの展開図を比較してみると
、突極1!; @ 、 /3 b 、 /!; l?の
巾と電機子コイル/θrg 、 10 b 、 10
(!の数と巾と位置は同じである。又界磁マグネット回
転子/qの磁極も同じ構成である。Comparing the developed diagram in Figure 4 and the developed diagram in Figure 6 (ri), we find that the width of the salient pole 1!; @ , /3 b , /!; 10
(The number, width, and position of ! are the same. Also, the magnetic poles of the field magnet rotor/q have the same configuration.
更に、位置検知用マグネット回転子の磁極λダa 、
2y b 、…と磁極gα、ざす、…の構成も又同じで
ある。Furthermore, the magnetic pole λdaa of the magnet rotor for position detection,
The configurations of 2y b , . . . and the magnetic poles gα, axial, . . . are also the same.
ホール素子// I& 、 // h (両者Eも同一
記号となっている)の位置も同じである。The positions of the Hall elements //I& and //h (both E have the same symbol) are also the same.
従って、第7図(LL) 、 (勾及び第3図の回路で
、電機子コイルの通電制御をすることにより、3相の直
流電動機として運転することができることは明らかであ
る。Therefore, it is clear that the motor can be operated as a three-phase DC motor by controlling the energization of the armature coil using the circuit shown in FIG. 7 (LL) and FIG.
第を図の電機子コイル10 a 、 10 b 、…、
104は、それぞれ電機子コイルコ1.コb、…、コe
となるものである。The armature coils 10 a , 10 b , . . .
104 are armature coil coils 1. Kob, ..., Koe
This is the result.
第6図(勾の電機子コイルコ喀、コdは、〕(イアアラ
巻きされて、磁極H導に装着されている。Fig. 6 (The armature coil is wound around the edge and attached to the magnetic pole H conductor.
他の電機子コイル、u h 、 2s を及び電機子コ
イルxe 、xfKついても上記した事情は全(同じで
ある。第を図及び第6図(りにおいて、磁電変換素子と
なるホール素子//bはホール素子//αより進相した
出力が得られるように図示されているが、前述したよう
に1gO度の位相差のある出力が得られればよいので、
ホール素子// bはホール素子// 8の左右いずれ
の位置にあってもよい。The above-mentioned circumstances are the same for the other armature coils, u h , 2s and armature coils xe , xfK. b is illustrated so that an output that is more advanced in phase than the Hall element //α is obtained, but as mentioned above, it is sufficient to obtain an output with a phase difference of 1 gO degree, so
Hall element //b may be located on either the left or right side of Hall element //8.
本実施例は、コアがあるので、出力トルクが大きくなる
効果がある。界磁マグネット回転子の磁極数を二倍。3
倍とすることができる。このときに突極数も対応して増
加する。This embodiment has the effect of increasing the output torque because of the core. Double the number of magnetic poles of the field magnet rotor. 3
It can be doubled. At this time, the number of salient poles also increases correspondingly.
界磁マグネットのN、S磁極1組に対して、突極数が3
個の周知の直流整流子電動機の構成としても本発明が実
施できる。他の作用効果は前実施例と同様である。The number of salient poles is 3 for one set of N and S magnetic poles of the field magnet.
The present invention can also be implemented in the configuration of any of the well-known DC commutator motors. Other effects are the same as in the previous embodiment.
第6図(−)の展開図について、上述した第7図C勾、
(b)の回路による通電の一例を説明する。Regarding the developed view of Fig. 6 (-), the above-mentioned Fig. 7 C slope,
An example of energization using the circuit (b) will be described.
磁界下に入り、電機子コイルコΦが通電されてN極に着
磁される。It enters a magnetic field, and the armature coil Φ is energized and magnetized to the north pole.
磁極1tta、1lIctの反撥と吸引作用により、界
磁マグネット回転子/ダは矢印A方向に駆動されの磁界
下にあり、この出力を介し℃、電機子コイルneが通電
されて、突極15CはS極に着磁されているので、磁極
/’I e! 、 /IIdの吸引と反撥力により、界
磁マグネットllIは矢印A方向に駆動される。かかる
電機子コイルの通電の交替により回転するものである。Due to the repulsion and attraction of the magnetic poles 1tta and 1lIct, the field magnet rotor/da is driven in the direction of arrow A and is under the magnetic field. Through this output, the armature coil ne is energized, and the salient pole 15C Since it is magnetized to the S pole, the magnetic pole /'I e! , /IId, field magnet III is driven in the direction of arrow A. The armature coil rotates by alternating energization of the armature coil.
突極/!; G 、 /! QがN、S極に着磁される
ので、突極l!bを通る磁束は打消し合って、磁束消滅
して着磁されない。従って反トルクが発生しない特徴が
ある。Salient pole/! ; G, /! Since Q is magnetized to N and S poles, salient pole l! The magnetic flux passing through b cancels each other, disappears, and is not magnetized. Therefore, there is a feature that no counter torque is generated.
〔従来の技術〕の項で引用した特公昭59−31190
号に開示された技術では、3個の突極が順次に/個ずつ
励磁されるので、次に述べる問題点がある。Japanese Patent Publication No. 59-31190 cited in the [Prior Art] section
In the technique disclosed in the above issue, three salient poles are excited one after the other in sequence, so there are the following problems.
即ち第6図(tL)の展開図と同じ展開図となるので、
これを利用して説明する。In other words, the developed view is the same as the developed view in Figure 6 (tL), so
Let's explain using this.
突極ン!αが励磁されて、界磁マグネット回転子/4(
は矢印A方向に駆動されるが、このときに、磁気吸引力
も発生するので、回転軸と軸承が衝合して、回転中に大
きい機械音を発生する。Surprise! α is excited, field magnet rotor /4 (
is driven in the direction of arrow A, but at this time, a magnetic attraction force is also generated, so the rotating shaft and the bearing collide, producing loud mechanical noise during rotation.
突極11h、/!reの励磁のときも同じ衝合前が発生
する重欠点がある。この衝合時に、軸承がオイルレスベ
アリングの場合に、打撃により軸承孔が拡大し、これが
又打撃エネルギを大きくし、この現象が互いに助長され
、実測によると出力lワット位の電動機で使用できるの
は2〜5時間である。これは致命的な欠点となる。更に
又、突極/夕GがN極に励磁されて出力トルクを発生し
ているときに、磁気誘導により、突極ts b 、 i
s’eはともにS極に励磁される。従ってその後のqo
度の回転時に、突極/j bは反トルク。Salient pole 11h, /! There is a serious drawback that the same pre-collision occurs when re is excited. During this collision, if the bearing is an oil-less bearing, the bearing hole expands due to the impact, which also increases the impact energy, and this phenomenon is mutually amplified, and according to actual measurements, it can be used with an electric motor with an output of about 1 watt. is 2 to 5 hours. This is a fatal flaw. Furthermore, when the salient pole/event G is excited to the N pole and generates an output torque, the salient pole ts b , i
Both s'e are excited to the south pole. Therefore, the subsequent qo
When rotating by degrees, the salient pole /j b has an anti-torque.
突極”/3 e!は正トルク、次の90度の回転時に正
。Salient pole”/3 e! is positive torque, positive at the next 90 degree rotation.
反トルクが反転する。正1反トルクは打消し合うとして
も、ジュール損失と振動を誘発する不都合がある。The counter torque is reversed. Even if the positive and negative torques cancel each other out, there is the disadvantage of inducing Joule loss and vibration.
本発明装置によれば、前述したように上述した欠点が除
去される特徴がある。回転トルクの発生が、周知の3相
Y型整流子電動機と同じとなるからである。According to the device of the present invention, as described above, the above-mentioned drawbacks are eliminated. This is because the generation of rotational torque is the same as that of the well-known three-phase Y-type commutator motor.
第4図(b)に示す展開図は、界磁マグネット回転子l
ダと位置検知用マグネット回転子244 m 、 21
b、…のみの展開図を示したものである。第6図(LL
)と異なるのは、磁極λダs 、 2p hと磁極コダ
d。The developed view shown in Fig. 4(b) shows the field magnet rotor l.
Magnet rotor for position detection 244 m, 21
b, . . . are shown in a developed view. Figure 6 (LL
) are different from the magnetic pole λda s, 2ph and the magnetic pole koda d.
!47 gのN、S磁極を反転していることである。! 47g's N and S magnetic poles are reversed.
従って、記号Pで示す磁極の境界部の左側のいても事情
は全(同じである。Therefore, the situation is the same even on the left side of the magnetic pole boundary indicated by the symbol P.
従って磁極/4(K 、 /! b 、…と磁極JΦ、
J41A。Therefore, the magnetic pole /4(K, /! b,... and the magnetic pole JΦ,
J41A.
…の着磁を1回の作業で行なうことができ、又界磁マグ
ネット回転子と位置検知用マグネット回転子間の磁束の
干渉が僅少となる特徴がある。It is possible to perform magnetization in one operation, and the magnetic flux interference between the field magnet rotor and the position detection magnet rotor is small.
上述した事情は、第参図のマグネット回転子5゜5につ
いても、前述したように全ぐ同じである。The above-mentioned circumstances are exactly the same as described above for the magnet rotor 5.5 shown in FIG.
第3図(g)、(句に示すように、第7図(b)のIC
化された記号17で示す集積回路は、外筐lコ1若しく
は基板/gに固定され、その中央部にあるホール素子/
/喀は、位置検知用マグネット8信。Figure 3(g), (as shown in the phrase, IC of Figure 7(b)
The integrated circuit indicated by the symbol 17 is fixed to the outer casing 1 or the substrate/g, and has a Hall element/g in the center.
/ 喀 is a position detection magnet 8 signals.
=4th、…に対向している。=4th,... is facing.
第7図(−)に示すホール素子//hを含むICは省略
して図示していない。The IC including the Hall element //h shown in FIG. 7(-) is omitted and not shown.
第5図(勾のマグネット回転子nは、第5図(α〕のマ
グネット回転子/Qと同じ構成となっているが、位置検
知用マグネットの磁極コダα、 j+ A 。The magnetic rotor n in FIG. 5 has the same configuration as the magnetic rotor /Q in FIG.
…は、端面着磁されて、集積回路17のホール素子//
11に対向している。... is end-face magnetized and the Hall element of the integrated circuit 17 //
It is facing 11.
又固定電機子刀の構成も、第!°図(3)の固定電機子
lSと同じ構成となっているので、第3図(りの実施例
と同じ3相の電動機として駆動されるものである。Also, the configuration of the fixed armature sword is also the best! Since it has the same configuration as the fixed armature IS shown in Figure (3), it is driven as a three-phase electric motor similar to the embodiment shown in Figure 3 (2).
第6図(りの場合には、界磁マグネット回転子と位置検
知用マグネット回転子の着磁を一回に分けて行なう必要
があり、又磁極/a a 、 la b 。In the case of FIG. 6, it is necessary to magnetize the field magnet rotor and the position detection magnet rotor in one step, and the magnetic poles /a a, lab.
…の磁束が、磁極2’l ’L 、 Jl h 、…に
侵入して、ホール素子// aL、//bの出力に擾乱
を与える欠点がある。There is a drawback that the magnetic flux of... invades the magnetic poles 2'l'L, Jl h,... and disturbs the outputs of the Hall elements //aL, //b.
次に、電機子コイルの通電制御の為の他の実施例につき
第7図(−Jについて説明する。Next, another embodiment for controlling the energization of the armature coil will be described with reference to FIG. 7 (-J).
正電圧端子、77gより供電されるホール素子l/bの
S、N磁極に対応する出力は、オペアンプ31 a 、
3g Aにより矩形波となり、この電気信号は、第を
図(勾のタイムチャートにおいて、曲線Ha 、 ll
!; hとして示される。曲線qダ4.←bは、ホール
素子//hが対向するS、N磁極の磁界分布曲線である
。The output corresponding to the S and N magnetic poles of the Hall element l/b supplied with power from the positive voltage terminal 77g is the operational amplifier 31a,
3gA becomes a rectangular wave, and this electrical signal is shown in the curve Ha, ll in the slope time chart.
! ; Denoted as h. Curve qda4. ←b is a magnetic field distribution curve of the S and N magnetic poles facing the Hall element //h.
トランジスタII/ eLの導通角は、第9図(b)の
曲線tts aの巾となる。微分回路391にの入力信
号は、オペアンプ3ざlの出力を反転したもので、第9
図(句の曲線ダ6となる。The conduction angle of the transistor II/eL is the width of the curve ttsa in FIG. 9(b). The input signal to the differentiating circuit 391 is the inverted output of the operational amplifier 3.
Figure (The curve of the phrase is Da 6.
微分回路39αの出力は、曲線3/となる。この信号パ
ルスはフリップフロップ回路(以降は1回路と呼称する
。ト1のS端子に人力され、Q端子の出力がハイレベル
となり、トランジスタダ/bは導通する。The output of the differentiating circuit 39α becomes a curve 3/. This signal pulse is applied to the S terminal of the flip-flop circuit (hereinafter referred to as circuit 1), the output of the Q terminal becomes high level, and the transistor D/b becomes conductive.
オペアンプ31 bの出力を反転したもの(、第り図(
勾の曲、線go 8.5θb)を微分回路39 bで微
分した微分パルス信号は、第9図(句で曲線タコとして
示されている。The inverted output of operational amplifier 31b (Fig.
The differential pulse signal obtained by differentiating the gradient curve, line go 8.5θb) by the differentiating circuit 39b is shown as a curved line in FIG.
曲線見の信号は、F回路qαのR端子に入力されて、こ
れを反転するので、トランジスタq/bは不導通に転化
する。又同時に曲線タコの信号は、F回路lIo bの
S端子に入力されるので、Q端子の出力がハイレベルと
なり、トランジスタダ/eが導通する。The curve viewing signal is input to the R terminal of the F circuit qα and is inverted, so that the transistor q/b is turned non-conductive. At the same time, the curved tacho signal is input to the S terminal of the F circuit lIob, so the output of the Q terminal becomes high level, and the transistor d/e becomes conductive.
トランジスタII/αの導通角は、第9図(句の曲線!
r、ya(曲線11.1αと巾1位相が同じとなる。)
となり、トランジスタ9/ bの導通角は、曲線S3b
となり、曲線53fLとsJb間の時間的空隙は無くな
る6次に再びオペアンプ3gαの出力が得られると、微
分回路39e!を介して、F回路ao bのR端子に微
分パルスが入力され、反転してトランジスタII/ e
は不導通となる。トランジスタq/Cの導通角は、第7
図(h)の曲線530となる。The conduction angle of transistor II/α is shown in FIG.
r, ya (width 1 phase is the same as curve 11.1α.)
Therefore, the conduction angle of transistor 9/b is given by curve S3b
Therefore, the time gap between the curves 53fL and sJb disappears. 6th When the output of the operational amplifier 3gα is obtained again, the differentiating circuit 39e! A differential pulse is input to the R terminal of F circuit ao b through
becomes non-conducting. The conduction angle of transistor q/C is the seventh
This results in a curve 530 in Figure (h).
曲線り3Cの両側と曲線s3a 、 s3bどの時間的
空隙は無くなる0以上の説明のように、トランジスタ4
1/ @ 、、ダ/b、ψ/Cの導通は、順次に連続し
て行なわれる効果がある。The time gap between both sides of curve 3C and curves s3a and s3b disappears.As explained above, transistor 4
The effect is that the conduction of 1/@, , da/b, and ψ/C is carried out sequentially and continuously.
各トランジスタの導通角を120度の巾とするには、位
置検知用スゲネット回転子のN、S磁極の巾を調整すれ
ばよい。In order to make the conduction angle of each transistor 120 degrees wide, the widths of the N and S magnetic poles of the position sensing Sgenet rotor can be adjusted.
点線37は集積回路(IC)で、端子37 bは電源負
極の端子である。The dotted line 37 is an integrated circuit (IC), and the terminal 37b is the negative terminal of the power supply.
端子37 e 、 、7? d 、 37 gは、第3
図の端子IJd。Terminal 37 e, , 7? d, 37g is the third
Terminal IJd in the figure.
ダ2−、輻fに接続される。2-, which is connected to the conduit f.
第7図(−)のホール素子//bを、第7図(b)の場
合と同様にホール素子// eLとして、第7図(C)
と同じ構成の回路により、トランジスタlI/ 1 、
41/h 、 lAt eに対応する3個のトランジス
タ(NPN型)を付勢することができる。端子3りe、
3りd 、 3t tに対応する端子をそれぞれ第を図
の端子ダコ信、輻す、弘コロに接続すると、第り図(叫
。The Hall element //b in Fig. 7(-) is replaced with the Hall element //eL as in the case of Fig. 7(b), and the Hall element //b in Fig. 7(C) is
With a circuit having the same configuration as the transistor lI/1,
41/h, three transistors (NPN type) corresponding to lAte can be activated. Terminal 3,
When the terminals corresponding to 3rd and 3t are connected to the terminals shown in the figure, respectively, the terminals shown in the figure will be connected.
(句の場合と同様に3相Y型の電動機として運転できる
。又第7図(勾、(勾のツェナダイオード3−4 、3
:1 h 、…に相当するものは省略して図示していな
い。(It can be operated as a three-phase Y-type electric motor in the same way as in the case of the phrase.
:1 h, etc. are omitted and not shown.
以上の説明より判るように、ホール素子//cL。As can be seen from the above explanation, the Hall element //cL.
//6を含む2個のICVCより電動機が駆動できるも
のである。An electric motor can be driven by two ICVCs including //6.
第7図(C)の1回路<l l! 、 <# bの作用
により、位置検知信号が110度の巾で連続して得られ
るので、トルクリプルが小さく、又隆音の発生が抑止さ
れる特徴がある。1 circuit in FIG. 7(C) <l l! , <#b, position detection signals are obtained continuously over a width of 110 degrees, so the torque ripple is small and the generation of ridges is suppressed.
微分回路39 G 、 39 b 、 39 aには微
分の為のコンデンサが必要となり、これ等のコンデンサ
はICの外付部品となる。これを避ける為には周知のニ
ジトリガ回路を利用することができる。Differential circuits 39G, 39b, and 39a require capacitors for differentiation, and these capacitors are external components of the IC. In order to avoid this, a well-known rainbow trigger circuit can be used.
第7図(d)に示す回路は、微分回路39L’L、、j
9b。The circuit shown in FIG. 7(d) is a differential circuit 39L'L,,j
9b.
390の微分の為のコンデンサを1個とし、外付部分を
少なくする手段である。This is a means to reduce the number of external parts by using one capacitor for the differentiation of 390.
端子A/ @ 、 A/ b 、 A/ 12には、矩
形波の電気信号tro a 、 bo b 、 60e
が入力されている。曲線60C6は曲線60 @を反転
したものである。Terminals A/@, A/b, and A/12 receive square wave electrical signals troa, bob, and 60e.
is entered. Curve 60C6 is the inverse of curve 60@.
オア回路ルーを介する曲線&OG、、40b、606の
電気信号は、コンデンサ63.抵抗64cに通電され、
七の立上り部の微分パルス3個が順次に得られる。かか
る微分パルスはアンド回路458.6jb。The electrical signal of the curve &OG, 40b, 606 via the OR circuit is connected to the capacitor 63. The resistor 64c is energized,
Three differential pulses of the rising portion of the number 7 are obtained sequentially. This differential pulse is processed by an AND circuit 458.6jb.
6s eの下側の入力となる。上側の入力は端子4/a
、bib、tieの入力なので、端子6ta、ttb。6s It becomes the lower input of e. The upper input is terminal 4/a
, bib, and tie, so the terminals 6ta and ttb.
At eより、上記した3個の微分パルスは分離して出
力される。The three differential pulses described above are separated and output from Ate.
端子44 gの出力を、第7図(+)のF回路tI0b
のR端子、端子At bの出力をF回路句6のR端子及
びF回路aobのS端子、端子t6eの出力をF回路l
l0txのS端子に入力せしめることにより目的が達成
される。即ち外付コンデンサはコンデンサ631個です
むものである。The output of terminal 44 g is connected to the F circuit tI0b of Fig. 7 (+).
The R terminal of F circuit clause 6, the output of terminal At b, the S terminal of F circuit aob, the output of terminal t6e of F circuit l
The purpose is achieved by inputting the signal to the S terminal of l0tx. In other words, only 631 external capacitors are required.
上記した場合に、端子6ハ161b、Al6の入端子A
ls m 、 A4 A 、 A4 e 、 …の電気
パルスをFV変換回路に変換すると速度信号が得られる
ので、周知の手段により定速制御を行なうことができる
。In the above case, terminal 6c 161b, input terminal A of Al6
Since a speed signal is obtained by converting the electric pulses of ls m , A4 A, A4 e, . . . into an FV conversion circuit, constant speed control can be performed by known means.
第を図において、直流電源正極弘3曝は、第り図(cL
)、(句、(C)のICビンuA G 、 3/ 11
に供電される電源正極となり、電源負極41F、? A
は、第7図(a入(b) 、 (”)のICピン26
b 、 31 bに接続されているものである。In Fig. 3, the exposure of the DC power supply positive electrode is shown in Fig. 3 (cL
), (phrase, (C) IC bin uA G, 3/11
It becomes the power supply positive pole that is supplied with power, and the power supply negative pole 41F, ? A
IC pin 26 in Figure 7 (a in (b), ('')
b, 31b.
電機子コイルlOdが左方に通電されて、出力トルクが
発生しているときには、バイフアラ巻きされた電機子コ
イル108も左方に通電する逆起電力が発生し、この電
圧は回転速度に比例している。When the armature coil lOd is energized to the left and output torque is generated, a back electromotive force is generated that also energizes the armature coil 108 wound in a bifurcated manner to the left, and this voltage is proportional to the rotation speed. ing.
電機子コイルto e 、 io f及び電機子コイル
10b、10−についても上記した事情は全く同じであ
る。The above-mentioned circumstances are exactly the same for the armature coils toe, io f and the armature coils 10b, 10-.
従って、ダイオード3個を介して、トランジスタ3コの
エミッタとベース間に流れるtiは、回転速度に比例す
るものとなるので、抵抗3りpの電圧降下(平滑コンデ
ンサ評で平滑されたもの)も回転速度に比例したものと
なる。Therefore, the ti flowing between the emitters and bases of the three transistors via the three diodes is proportional to the rotation speed, so the voltage drop across the resistors (smoothed by the smoothing capacitor) is also proportional to the rotation speed. It is proportional to the rotation speed.
この電圧降下による電圧は、オペアンプ33の一端子の
入力となり、又+端子の入力は規準正電圧端子、7.7
gとなっている。The voltage due to this voltage drop becomes the input to one terminal of the operational amplifier 33, and the + terminal input is the standard positive voltage terminal, 7.7
g.
記号3Sα、 3! b 、…、36fは乗算回路であ
る。Symbol 3Sα, 3! b, . . . , 36f are multiplication circuits.
端子、7A @ 、 34 b 、…、36fは、第7
図(’l) 、 (b)のトランジスタ3θI、 30
b 、 、7(1)6 、 jj’8. !Ub。The terminals 7A@, 34b,..., 36f are the seventh
Transistor 3θI, 30 in Figures ('l) and (b)
b, , 7(1)6, jj'8. ! Ub.
sr eのベース入力となる電気信号が入力され、かか
る電気信号は、オペアンプJ3の出力と乗算され、その
乗算された値が端子jA g 、 3A h 、…、j
A Zより出力される。この出力信号が第7図(4)。An electrical signal that becomes the base input of sre is input, and this electrical signal is multiplied by the output of the operational amplifier J3, and the multiplied value is applied to the terminals jA g , 3A h , ..., j
Output from AZ. This output signal is shown in FIG. 7 (4).
(句のトランジスタ3θa 、 J(1;l b 、
30 e 、 jj 4 、 jjb 、 sr eの
ベース入力となっている。(Phrase transistor 3θa, J(1; l b,
This is the base input for 30 e, jj 4, jjb, and sre.
電動機の回転速度に、比例する電圧(オペアンプ33の
一端子の入力)が、規準電圧3310入力より小さいと
きには、オペアンプ33の出力も大きく、第7図(−)
、(句のトランジスタ3θα8.7θb、・・a、3j
eは飽和領域若しくはそれに近い状態で作動し二最犬ト
ルクで加速される。オペアンプ33の一端子の入力が、
規準電圧に近くなると、オペアンプ33の出力も小さく
なり、トランジスタ301B 、 3θb、…、sse
の;レクタ電流即ち電機子電流も低下し、負荷と)(ラ
ンスした回転速度となると定速度となる。即ち定速制御
を行なうことができる。When the voltage proportional to the rotational speed of the motor (the input to one terminal of the operational amplifier 33) is smaller than the reference voltage 3310 input, the output of the operational amplifier 33 is also large, and as shown in FIG.
, (phrase transistor 3θα8.7θb,...a, 3j
e operates in or near the saturation region and is accelerated with the maximum torque. The input of one terminal of the operational amplifier 33 is
When the voltage approaches the reference voltage, the output of the operational amplifier 33 also decreases, and the transistors 301B, 3θb,..., sse
The rector current, that is, the armature current also decreases, and when the rotation speed reaches a lance with the load, the speed becomes constant. In other words, constant speed control can be performed.
オペアンプ33の増巾率により、上記した速度は設定速
度に近い値を保持できるものである。Depending on the amplification rate of the operational amplifier 33, the above speed can be maintained at a value close to the set speed.
当然であるが、トランジスタ3o a 、 、yo b
、…。Naturally, the transistors 3o a , , yo b
,….
sir eは活性領域で駆動されている。sire is driven in the active region.
第7図<l)は、第7図(勾、(句の回路ti個のI。Figure 7<l) is Figure 7 (gradient, (phrase circuit ti I).
Cとし、ホール素子//aをICピン7弘扉、7弘り。C, Hall element //a is IC pin 7 Hiroto, 7 Hiro.
711−に、7弘〕に外付けとした場合の例である。711-, 7 Hiro] is an example in which it is externally attached.
1個のICとしたので回路を廉価とすることができる効
果がある。ICは点線記号73として示され、直流電源
圧負極は、ICピン7弘α、悴tに接続される。Since it is a single IC, there is an effect that the circuit can be made inexpensive. The IC is shown as a dotted line symbol 73, and the negative electrode of the DC power supply voltage is connected to IC pins 7 弘α and 悴t.
7(:’74!の内部の回路は、第7図(’Z) 、
Cb)の同一記号の本のと同じ作用効果を有するもので
ある。The internal circuit of 7(:'74! is shown in Figure 7('Z),
It has the same effect as the book with the same symbol as Cb).
第7図(勾、(勾のICピン2be、2Ad、26g。Figure 7 (Gradient, (gradient IC pins 2be, 2Ad, 26g.
3/ e 、 3/ d 、 3/ # kt、、それ
ぞれICピン1tAb 。3/e, 3/d, 3/#kt,, IC pin 1tAb, respectively.
7弘e、…、74!yとなっている。7 Hiroe,…, 74! y.
第7図(す、(勾の外付コンデンサコロ、31は共通と
なり、コンデンサ7jとなり、ICCビンル。Fig. 7 (External capacitor roller 31 is common, becomes capacitor 7j, and is an ICC bottle.
7弘iに接続されている。Connected to 7 Hiroi.
ICビン(端子)71Ab、 71Ae 、 71Ad
は、第5図の端子Q2d、112g、1I2fKそれぞ
れ接続され、ICCビンg、7≠f、7弘lは、第5図
の端子ダー〇L、侵h 、 q2 eにそれぞれ接続さ
れている。IC bin (terminal) 71Ab, 71Ae, 71Ad
are connected to terminals Q2d, 112g, and 1I2fK in FIG. 5, respectively, and ICC pins g, 7≠f, and 7hi are connected to terminals 〇L, 112g, and q2e in FIG. 5, respectively.
第7図(勾、(勾の実施例と同じ作用効果があることは
明らかなので詳細な説明は省略する。Since it is clear that the embodiment of FIG. 7 has the same effect as the embodiment of FIG.
101個で、外付部品はホール素子// g 、コンデ
ンサ7Sのみで、3相Y型の電動機を駆動できるので有
効な技術手段を供与できる。With 101 components, the only external components are a Hall element and a capacitor 7S, which can drive a three-phase Y-type motor, providing an effective technical means.
本実施例は、小型の出力が数ワット以下のものに有効で
ある。This embodiment is effective for small-sized devices with an output of several watts or less.
第7図(C)の回路によっても、上述した1個のICを
作ることができる。The above-mentioned single IC can also be made using the circuit shown in FIG. 7(C).
次に第7図(f) Kついて説明する。Next, FIG. 7(f) K will be explained.
この回路は、ホール素子1個を含むICにより電動機を
駆動する実施例である。This circuit is an example in which a motor is driven by an IC including one Hall element.
電機子コイルは、バイフアラ巻きとすることが条件とな
っている。第7図(’l) 、 (5)の回路により実
施することができるが、第7図(C)の回、路を利用し
た実施例について次に説明する。The armature coil must be double-wound. Although it can be implemented using the circuits shown in FIGS. 7('l) and (5), an embodiment using the circuits and circuits shown in FIG. 7(C) will be described below.
第7図のにおいて、ホール素子//h、オペアンプ31
8 、31 b 、微分回路39 a 、 j? b
、 39 e、 。In Fig. 7, Hall element //h, operational amplifier 31
8, 31 b, differential circuit 39 a, j? b
, 39 e.
F回路ψ迄、u15.)ランジスタlIlα、ダlb。Up to F circuit ψ, u15. ) transistor lIlα, dalb.
9/ eは、第7図(0)の同一記号のものと同じ部材
で、その作用効果も又同じである。従って、ホール素子
/lbが、位置検知用のマグネット回転子のN、S極に
対向したときの位置検知信号により、トランジスlダ/
8.弘/ b 、 #/ eが順次に付勢導通され、導
通角はへW度となっている。9/e is the same member as the one with the same symbol in FIG. 7(0), and its operation and effect are also the same. Therefore, when the Hall element /lb faces the N and S poles of the magnet rotor for position detection, the position detection signal causes the transistor /lb to
8. Hiro/b and #/e are sequentially energized and conductive, and the conduction angle is ˜W degrees.
従って、電機子コイル10 d 、 10 t 、 1
0 fも、直流電源正極q38より供電され、へW度の
巾で順次に通電され、その出力トルク曲線は、第9図(
りの曲線ぎα、 ’79 b 、グ9oのようになり、
連続したトルクが得られて電動機が駆動される。Therefore, the armature coils 10 d , 10 t , 1
0 f is also supplied with power from the positive electrode q38 of the DC power supply, and is sequentially energized with a width of W degrees, and its output torque curve is shown in Fig. 9 (
The curve of ri becomes like α, '79 b, g9o,
Continuous torque is obtained to drive the electric motor.
電機子コイルio d、の通電が断たれて、即ちトラン
ジスタai aが不導通に転化したときに、端子lIj
Wより矢印に方向に通電され、抵抗7#l!。When the armature coil io d is de-energized, that is, the transistor ai a becomes non-conducting, the terminal lIj
Electricity is applied from W in the direction of the arrow, and resistor 7#l! .
71 bで分割された電圧が、トランジスタ4?/ d
のベースに印加されて導通される。従って電機子コイル
lθ藩が通電される。The voltage divided by 71 b is the voltage divided by transistor 4? / d
is applied to the base of the circuit and becomes conductive. Therefore, the armature coil lθ is energized.
この通電によるトルクは、第を図(りの曲線(実線部)
弘9となるので反トルクとなる。The torque due to this energization is shown in Figure 1 (curve (solid line)).
Since it becomes Hiro9, it becomes an anti-torque.
かかる反トルクは次に述べる手段により緑青される。Such counter-torque is patinated by the means described below.
トランジスタ弘/ d、のコレクタ側の電圧は、抵抗t
t a 、 xi bにより分割されて、トランジスタ
Q/ iのベース電圧となっているので、端子ダ3傷の
電圧に、矢印F方向の発電力が加算されて、トランジス
6111/eLのベース入力となる。The voltage on the collector side of the transistor Hiro/d, is the resistance t
Since it is divided by t a and xi b and becomes the base voltage of the transistor Q/i, the generated power in the direction of the arrow F is added to the voltage at the terminal 3 flaw, and it becomes the base input of the transistor 6111/eL. Become.
従って、トランジスタ1llrLは、オペアンプ3g1
の出力が消滅しても尚導通状態が保持されるので、トラ
ンジスタII/ dは不導通となり、電機子コイルIO
&の通電は開始されることなく、反トルクの発生は防止
される。Therefore, the transistor 1llrL is the operational amplifier 3g1
Even if the output of
The energization of & is not started, and the generation of counter torque is prevented.
マグネット回転子が回転して、次の反対磁極の磁界下に
電機子コイル10 Gが侵入すると、矢印F方向の発電
力は消滅して反転するので、トランジスタ’I/ Gは
始めて不導通となる。又このとき電機子コイルio r
Lの発電力は矢印に方向となり、端子q3Cと加算され
た電圧が、抵抗781!。When the magnet rotor rotates and armature coil 10G enters the magnetic field of the next opposite magnetic pole, the power generated in the direction of arrow F disappears and is reversed, so transistor 'I/G becomes non-conductive for the first time. . Also, at this time, the armature coil io r
The generated power of L is in the direction of the arrow, and the voltage added to terminal q3C is the resistance 781! .
711 bを介して、トランジスタ弘ldのベース入力
となり導通する。711b, it becomes the base input of the transistor Hirold and becomes conductive.
従って、電機子コイル10 gはlざ0度の巾だけ通電
される。Therefore, the armature coil 10g is energized by a width of 0 degrees.
電機子コイル10 (tが次の磁界に侵入すると、矢印
に方向の発電力が反転し、又矢印F方向の発電力も発生
するので、トランジスタIIl nLが導通して、電機
子コイルto dが再びttro度の間だけ通電する。When the armature coil 10 (t enters the next magnetic field, the generated force in the direction of the arrow is reversed, and the generated force in the direction of the arrow F is also generated, so the transistor IIl nL becomes conductive and the armature coil to d is turned on again. It is energized only during ttro degrees.
以上の説明のように、電機子コイル10αとlOdは交
互に通電されて出力トルクを発生するようになる。As described above, the armature coils 10α and lOd are alternately energized to generate output torque.
トランジスタ’I/ bとtI/ gについても上述し
た事情は全く同じで、電機子コイル700と7o fは
Ir0度の巾で交互に通電される。The above-mentioned situation is exactly the same for transistors 'I/b and tI/g, and armature coils 700 and 7of are alternately energized with a width of Ir0 degrees.
省略して図示していないが、端子nの出力は、−個の抵
抗で分割されて、トランジスタ’I/ hのベースに入
力されているものである。Although not shown, the output of terminal n is divided by - resistors and input to the base of transistor 'I/h.
トランジスタII/ 0とttt fについても事情は
同じで、電機子コイル10 bと10 gは110度の
巾で交互に通電される。The situation is the same for transistors II/0 and tttf, armature coils 10b and 10g are energized alternately with a width of 110 degrees.
省略して図示していないが、端子ざ3の出力)L−個の
抵抗で分割されて、トランジス1IUeのベースに入力
されているものである。Although not shown in the drawings, the output of the terminal 3 is divided by L- resistors and input to the base of the transistor 1IUe.
抵抗7デΦ、79b及び抵抗fQ g 、ざohで分割
された電圧は、トランジスタμl#、弘lfのベース入
力となっているが、その作用は、抵抗7#g。The voltage divided by the resistors 7de Φ, 79b and the resistors fQ g and zaoh serves as the base input of the transistors μl# and Hirolf, and the effect is on the resistor 7#g.
’Ill bと同様である。点線で囲まれた記号76は
集積回路を示すもので、端子となるICピンは記号??
’L 、 ?7 b 、…、77hとして示されてい
る。'Ill b. The symbol 76 surrounded by a dotted line indicates an integrated circuit, and the IC pin that is the terminal is the symbol? ?
'L,? 7 b ,..., 77h.
上述した電機子コイルの通電により電動機は駆動される
。The electric motor is driven by energizing the armature coil described above.
起動時即ち電機子コイルの発電力が充分に増大するまで
は、ホール素子//bの出力により、電機子コイル10
d、10g、10fが通電されて安定な起動を行なうこ
と及び通電中が110度であることが前実施例と異なっ
ている。At startup, that is, until the power generated by the armature coil increases sufficiently, the output of the Hall element //b causes the armature coil 10 to
The difference from the previous embodiment is that d, 10g, and 10f are energized to perform stable startup, and that the temperature is 110 degrees during energization.
他の作用効果は前実施例と同じである。Other effects are the same as in the previous embodiment.
電機子コイルio a 、 to b 、…は、電機子
コイルx a 、 x b 、…と置換えても実施する
こと力tできる。The armature coils io a , to b , . . . can be replaced with the armature coils xa , x b , . . . .
又上述した作動より理解されるように、電機子コイルl
0LLI10d、トランジスタグ/LL、Q/(L。Also, as understood from the above-mentioned operation, the armature coil l
0LLI10d, transistor/LL, Q/(L.
抵抗7&’G 、 7J b 、ざ/CL、l:Ibは
双安定回路を構成している。電機子コイル10e、10
f、トランジスタ9/ A 、 4(/−も同じく双安
定回路となり、又電機子コイル10b、tOa、トラン
ジスタIt/l’。Resistors 7 &'G, 7J b, za/CL, l:Ib constitute a bistable circuit. Armature coil 10e, 10
f, transistors 9/A, 4 (/- are also bistable circuits, armature coil 10b, tOa, transistor It/l'.
a/fも同じく双安定回路となっている。同様な手段で
、ホール素子l/1/個のみで電機子コイルの通電制御
を行なっても同じ目的を達成できる。第7図(f)は、
電機子コイル10 C& 、 10 b 、 /θCを
ホール素子//bの出力により通電制御を行なって起動
し、起動後においては、同一の相の一つの電機子コイル
が、互いに他の1つの電機子コイルに誘起される誘導電
圧を介して通電されて駆動トルクを得ている。A/F is also a bistable circuit. The same objective can be achieved by using similar means to control the energization of the armature coil using only 1/1 Hall elements. Figure 7(f) is
The armature coils 10 C & , 10 b, /θC are started by controlling the energization by the output of the Hall element //b, and after starting, one armature coil of the same phase is mutually connected to the other one armature coil. The driving torque is obtained by applying current through the induced voltage induced in the child coil.
同じ目的を達する他の実施例が第7図(!I)に示され
ている。Another embodiment achieving the same objective is shown in FIG. 7(!I).
第7図(J)において、第7図のと同一・記号の部材は
同一の作用を行なうものである。In FIG. 7(J), members with the same symbols as those in FIG. 7 perform the same functions.
ホール素子//bの出力により、トランジスタグ/ @
、 lI/ A 、 u/ eの導通制御が行なわれ
て、各電機子コイルに/二〇度の巾の通電が行なわれて
起動することは、第7図(イ)の場合と同様である。By the output of Hall element //b, transistor tag / @
, lI/A, u/e are controlled, and each armature coil is energized with a width of /20 degrees to start, as in the case of Fig. 7 (a). .
トランジスjN’/sが不導通に転化すると、矢印に方
向の発電電圧により、トランジスタ評aが導通するので
、抵抗♂3a、ざ5bで分割された電圧が、トランジス
タグldのベース入力となり、これを導通する。従って
、電機子コイル101&が同時にトランジスj’ 弘/
dを導通してもよいが、120度の通電とする為に、
抵抗gs a 、♂5bの抵抗比を調整することがよい
。トランジスタUb。When the transistor jN'/s becomes non-conductive, the generated voltage in the direction of the arrow makes the transistor a conductive, so the voltage divided by the resistors ♂3a and 5b becomes the base input of the transistor ld, and this conducts. Therefore, the armature coil 101 & the transistor j' hiro/
d may be conductive, but in order to conduct electricity at 120 degrees,
It is preferable to adjust the resistance ratio between the resistors gsa and the male 5b. Transistor Ub.
F/ g 、電機子コイル10e 、 tOf 、 )
ランジスタre hについても上述した事情と同じで、
電機子コイル10 elは電機子コイル10 fの誘導
電圧により通電制御が行なわれている。F/g, armature coil 10e, tOf, )
The same situation as mentioned above applies to transistor re h.
The armature coil 10el is energized by the induced voltage of the armature coil 10f.
トランジスIダio、弘if、電機子コイル10b。Transis I die, Hiroif, armature coil 10b.
10 a 、 ) ランクX JlfiA mについて
も事情は同じで、電機子コイルIO−の誘導電圧により
電機子コイル10 bは通電を制御されている。10a,) The situation is the same for rank
以上の説明より判るように、3相の電動機として駆動さ
れるものである。第7図σ)、0)に示された誘導電圧
により、バイフアラ巻きされた電機子コイルを交互に通
電して駆動する手段は周知であるが、起動時にステッピ
ング電動機として駆動するので、負荷の変動例えば寒冷
地で潤滑油の粘度が大きくなると起動失敗が多発する。As can be seen from the above explanation, it is driven as a three-phase electric motor. It is well known that the induced voltage shown in Fig. 7 σ), 0) alternately energizes and drives the bifurcated armature coils, but since it is driven as a stepping motor at startup, load fluctuations For example, in cold regions, when the viscosity of lubricating oil increases, startup failures occur frequently.
負荷変動のある場合にも使用できない。It cannot be used when there are load fluctuations.
本実施例では、かかる欠点が完全に除去される効果があ
る。第7図(s)の点線76fflで囲まれた部分がI
Cとなり、ICピンは記号77’!、77b。This embodiment has the effect of completely eliminating such drawbacks. The part surrounded by the dotted line 76ffl in Figure 7(s) is I
C, and the IC pin has the symbol 77'! , 77b.
…、77hとして示されている。..., 77h.
電機子コイル101! 、 10 b 、…を電機子コ
イルコα、 n b 、…とじても実施することができ
る。Armature coil 101! , 10 b , . . . can also be implemented by separating the armature coil coils α, n b , .
かかる電機子コイルは外付部品となり、1個のICで電
動機を駆動できる特徴がある。Such an armature coil is an external component, and has the characteristic that a single IC can drive the motor.
本実施例の電動機を逆転する為には次の手段による。In order to reverse the electric motor of this embodiment, the following means is used.
トランジスタ’IF/ 4 、弘/ h 、 II/
eのベース入力信号により、トランジスタリ/ d 、
ttlt 、 a/fをそれぞれ駆動制御するように
切換え、電機子コイル108 、10 e 、 10
hの誘導電圧により、トランジスタ#/ I! 、 弘
/ b 、 Q/ 6を導通せしめると、電動機を逆転
することができる。Transistor 'IF/4, Hiro/h, II/
With the base input signal of e, the transistor li/d,
The armature coils 108, 10e, 10 are switched to drive and control the ttlt and a/f respectively.
Due to the induced voltage in h, the transistor #/I! , Hiro/b, and Q/6 are made conductive, and the motor can be reversed.
第1に、電子刷子と呼称したICx個若しくは1個を利
用することにより、3相の小型直流電動機の構成を簡素
化し、量産性があり、しかも廉価な電動機を得ることが
できる。First, by using x or one IC called an electronic brush, the configuration of a small three-phase DC motor can be simplified, and a motor that can be mass-produced and is inexpensive can be obtained.
第二に、ホール素子が2個若しくは1個ですみ、これ等
が一個若しくは7個のICに収納されている制御回路が
IC化され、従って、製造工程が従来の整流子型のもの
と同じとなり、著しく簡素化される。Second, only two or one Hall element is required, and the control circuit that is housed in one or seven ICs can be integrated into an IC, so the manufacturing process is the same as that of the conventional commutator type. This simplifies the process significantly.
第3に、コアレス電動機の場合に、前記したICを電機
子コイルを並置した基板上において、電機子コイル間の
空隙に載置できるので、偏平な電機子を構成できる。Thirdly, in the case of a coreless motor, the above-mentioned IC can be placed on a substrate on which armature coils are arranged in a space between the armature coils, so that a flat armature can be constructed.
第4に、コアのある電動機の場合には、その円筒形の筐
体の一部に前記したICが収納されるので、従来技術の
ように外部に電気回路用のプリント基板が不要となる。Fourth, in the case of an electric motor with a core, the above-mentioned IC is housed in a part of the cylindrical casing, so there is no need for an external printed circuit board for an electric circuit as in the prior art.
従って全体が小型となる。Therefore, the whole becomes small.
第5に、位置検知用マグネット回転子は、界磁マグネッ
ト回転子の隣接部に設けられるので、同一マグネット回
転子とし、着磁もl工程で完了させることができる。Fifth, since the position detection magnet rotor is provided adjacent to the field magnet rotor, the same magnet rotor can be used and the magnetization can be completed in one step.
第6に、ICを量産することにより、価格が低下するの
で、実質的に整流子、刷子のある電動機とほぼ同じ価格
とすることができ、又故障がなく、機械、電気騒音のな
く、長寿命のものが得られる。Sixth, mass production of ICs reduces the price, making it virtually the same price as motors with commutators and brushes, and is free from breakdowns, mechanical and electrical noise, and has a long lifespan. You can get something that lasts a long time.
第7に、3相の電動機を位置検知素子1個で駆動でき、
起動トルクが大きく、起動の失敗がない。Seventh, a three-phase electric motor can be driven with one position sensing element,
The starting torque is large and there is no starting failure.
第gに、通電制御回路は、すべてNPN型トランジスタ
を電機子コイルに直列に1個のみ使用しているので、低
電圧駆動ができ、IC化も容易である。gth, since all of the energization control circuits use only one NPN transistor in series with the armature coil, they can be driven at low voltages and can be easily integrated into ICs.
第1図は、本発明装置の思想を説明する説明図、第2図
は、コアレス型の本発明装置の構成の説明図、第3図は
、第2図の装置のマグネット回転子と固定電機子の平面
図、第4図は、第2図の装置のマグネット回転子、電機
子コイルの展開図、第5図は、コアのある形式の本発明
装置の2つの実施例の説明図、第6図は、第5図の装置
のマグネット回転子、電機子コイルの展開図、第7図は
、本発明装置の電機子コイルの通電制御回路図、第を図
は、電機子コイルの配線図、第9図は、本発明装置の位
置検知信号、出力トルクのタイムチャートをそれぞれ示
す。
/…回転軸、 /W…軸承、 B…整流子、 C
−/、C−コ…刷子、 D…回転子、 E…固定子
、 コ…基板、
3、/り…円筒、 ダ…軟鋼板、 !、ざ。
/Q、u…マグネット回転子、 6 、101! 。
io b 、io e 、 ・、 x a 、 x b
、 a a 、 …電機子コイル、 9…空孔、
、i @ 、 j b、 +**。
t a、t b、N*−1lIIS、 lllbom
、 21Ir&、 211h。
…硼極、 7…磁性体板、 77g /lb…ホー
ル素子、 17.29.298 、73.7A、 7
6g。
37…IC% /!;、2J…電機子、 lコ、/
ユ1゜lコb 、、、外筐、 73m 、 /、?
h 、 xz a 、 m b 、、、軸承、 21
…回転子、 7g…基板、
/j I! 、 /! b 、 /; O…突極、
、27 W λ76、、。
27 d 、 、31tα、 311: b 、 3J
…オペアンプ、30 N 、 30 b 、 …、
rr c 、 sr b 、 …、弘lα、ダ1h。
II/ e…トランジスタ、 tm8.tuyh…
フリップフロップ回路、 3ワα、 39 b 、
396…微分回路、 6j I! 、 4j b 、
6j f’J−・・アンド回路、X、Xα…不一致回
路、 6コ…オア回路、3s g 、 3s b 、
−、3s f …乗算回路、評eL、zQ、b、評C…
トランジスタ、gi、 鉢b…磁界曲m、 弘t+
−ダIb、ダ嶋ダク g 、 II7 b
、 41j (! 、 グjd、ll3g、l
tj、!;0 Φ 、 s。
b 、 !rJ、tx 、 !;J b *、 13
e 、 A? tx 、 A7 b 、 4J’ 11
。
61 b 、69 a 、A9b、 70eL、
70b、 ?/a、 7/h。
72G、72b…位置検知信号曲線、 S/ 、タコ
…微分パルス曲線、 lag a 、 Qt b 、
tlg c 、 119 s。
グq b 、 uq e…トルク曲線。FIG. 1 is an explanatory diagram explaining the idea of the device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the coreless type device of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the magnetic rotor and fixed electric machine of the device of FIG. FIG. 4 is an exploded view of the magnet rotor and armature coil of the device shown in FIG. 2; FIG. Fig. 6 is a developed view of the magnet rotor and armature coil of the device shown in Fig. 5, Fig. 7 is a energization control circuit diagram of the armature coil of the device of the present invention, and Fig. 7 is a wiring diagram of the armature coil. , FIG. 9 shows time charts of the position detection signal and output torque of the device of the present invention, respectively. /...rotating shaft, /W...bearing, B...commutator, C
-/, C-co...Brush, D...Rotor, E...Stator, Co...Substrate, 3,/R...Cylinder, Da...Mild steel plate, ! ,The. /Q, u...Magnetic rotor, 6, 101! . io b , io e , ・, xa , x b
, a a , ... armature coil, 9 ... hole,
, i @ , j b, +**. t a, t b, N*-1lIIS, lllbom
, 21Ir&, 211h. ...Borode, 7...Magnetic plate, 77g/lb...Hall element, 17.29.298, 73.7A, 7
6g. 37...IC%/! ;, 2J...armature, lco, /
Yu1゜lcob...outer casing, 73m.../?
h, xz a, m b,... bearing, 21
...Rotor, 7g...Substrate, /j I! , /! b, /; O... salient pole,
, 27 W λ76, . 27 d, , 31tα, 311: b, 3J
…Operational amplifier, 30 N, 30 b, …,
rr c, sr b, ..., Hiro lα, da1 h. II/e...transistor, tm8. Tuyh…
Flip-flop circuit, 3W α, 39B,
396... Differential circuit, 6j I! , 4j b ,
6j f'J-...AND circuit, X, Xα...mismatch circuit, 6ko...OR circuit, 3s g, 3s b,
-, 3s f...multiplying circuit, evaluation eL, zQ, b, evaluation C...
Transistor, gi, pot b...magnetic field curve m, hirot+
-Da Ib, Dajima Daku g, II7 b
, 41j (! , gujd, ll3g, l
tj,! ;0 Φ, s. b,! rJ,tx,! ; J b *, 13
e, A? tx, A7 b, 4J' 11
. 61 b, 69 a, A9b, 70eL,
70b, ? /a, 7/h. 72G, 72b... Position detection signal curve, S/, Tacho... Differential pulse curve, lag a, Qt b,
tlg c, 119 s. gq b, uq e...torque curve.
Claims (7)
ルが装着された固定電機子と、該固定電機子に設けた軸
承により回動自在に支持された回転軸と、該回転軸に中
央部が固定されて同期回転するとともに、磁束が電機子
コイルを貫挿して駆動トルクを発生する界磁磁極を備え
た界磁マグネット回転子と、該回転子に隣接して同期回
転する位置検知用マグネット回転子と、該マグネット回
転子の円周方向にそつて設けられた電気角でそれぞれが
ほぼ120度の巾のN、S磁極部及び無磁界部が順次に
配列されている磁極帯と、該磁極帯に対向して位置検知
出力が得られる1個の第1の磁電変換素子と、該磁電変
換素子が前記したN、S磁極及び無磁界部に対向したと
きに得られる位置検知出力により、ほぼ電気角で120
度の巾で、順次に隣接する第1、第2、第3の位置検知
信号が得られ、これ等の位置検知信号をベース入力とし
て導通される第1、第2、第3のNPN型トランジスタ
を含む電気回路と、第1の磁電変換素子及び第1、第2
、第3のトランジスタを含む該電気回路を集積して作ら
れた第1の集積回路と、第2の磁電変換素子と第4、第
5、第6のNPN型トランジスタを含み、第2の磁電変
換素子が、前記したN、S磁極及び無磁界部に対向した
ときに得られる位置検知出力により、ほぼ電気角で12
0度の巾で、順次に隣接する第4、第5、第6の位置検
知信号が得られ、これ等の位置検知信号をベース入力と
して導通される第4、第5、第6のNPN型トランジス
タを集積して作られた第2の集積回路と、固定電機子の
空隙部において、第1、第2の磁電変換素子を位置検知
用マグネット回転子の磁極に対向し、互いに電気角で(
60+120n)度…nは零を含む正整数…離間するよ
うに配設固定した第1、第2の集積回路と、バイフアラ
巻きされた第1の相の第1、第2の電機子コイル及びバ
イフアラ巻きされた第2の相の第3、第4の電機子コイ
ル及びバイフアラ巻きされた第3の相の第5、第6の電
機子コイルと、第1、第3、第5の電機子コイルをそれ
ぞれ第1、第2、第3のNPN型トランジスタを介して
直流電源による通電制御を行ない、第2、第4、第6の
電機子コイルをそれぞれ第4、第5、第6のNPN型の
トランジスタを介して直流電源による通電制御を行なう
ように、第1、第2の集積回路の外付部品として接続す
る電気回路と、第1、第2の磁電変換素子の位置及び界
磁マグネット回転子の磁極と位置検知用マグネット回転
子の磁極との相対角位相を調整して、各電機子コイルの
通電区間のそれぞれの逆起電力の平均値が最大値となる
ように、両回転子マグネットの磁極の相対位置を設定す
る手段とより構成されたことを特徴とする集積回路で駆
動される3相の電動機。(1) In a three-phase semiconductor motor, there is a fixed armature equipped with a three-phase armature coil, a rotating shaft rotatably supported by a bearing provided on the fixed armature, and a rotating shaft centered on the rotating shaft. A field magnet rotor equipped with field magnetic poles in which the parts are fixed and rotate synchronously, and magnetic flux penetrates the armature coil to generate driving torque, and a position detection rotor that rotates synchronously adjacent to the rotor. a magnetic rotor, and a magnetic pole band provided along the circumferential direction of the magnetic rotor, in which N and S magnetic pole portions and non-magnetic field portions each having a width of approximately 120 degrees in electrical angle are sequentially arranged; A first magnetoelectric transducer that faces the magnetic pole band and obtains a position detection output, and a position detection output that is obtained when the magnetoelectric transducer faces the above-mentioned N and S magnetic poles and the non-magnetic field part. , approximately 120 in electrical angle
The first, second, and third position detection signals adjacent to each other are obtained in sequence with a width of 1.5 degrees, and the first, second, and third NPN type transistors are made conductive by using these position detection signals as base inputs. an electric circuit including a first magnetoelectric conversion element and first and second
, a first integrated circuit made by integrating the electrical circuit including a third transistor, a second magnetoelectric conversion element, and fourth, fifth, and sixth NPN transistors, and a second magnetoelectric The position detection output obtained when the conversion element faces the above-mentioned N and S magnetic poles and the non-magnetic field area allows approximately 12
The fourth, fifth, and sixth position detection signals that are sequentially adjacent to each other with a width of 0 degrees are obtained, and the fourth, fifth, and sixth NPN types are conducted using these position detection signals as base inputs. In the gap between the second integrated circuit made by integrating transistors and the fixed armature, the first and second magnetoelectric transducers are arranged to face the magnetic poles of the position detection magnet rotor, and are set at an electrical angle (
60+120n) degrees...n is a positive integer including zero...The first and second integrated circuits arranged and fixed apart from each other, the first and second armature coils of the first phase that are bi-Fullar wound, and the Bi-Fullar windings. The third and fourth armature coils of the second phase are wound, the fifth and sixth armature coils of the third phase are bifurcated, and the first, third, and fifth armature coils are wound. are energized by a DC power source through the first, second, and third NPN transistors, respectively, and the second, fourth, and sixth armature coils are connected to the fourth, fifth, and sixth NPN transistors, respectively. An electric circuit connected as an external component of the first and second integrated circuits, the positions of the first and second magnetoelectric conversion elements, and the rotation of the field magnet so that the current flow is controlled by the DC power supply through the transistors of the transistors. Adjust the relative angular phase between the magnetic pole of the child and the magnetic pole of the position detection magnet rotor so that the average value of the back electromotive force in the energized section of each armature coil becomes the maximum value. A three-phase electric motor driven by an integrated circuit, comprising: means for setting the relative position of magnetic poles of the motor.
検知用マグネット回転子の無磁界部を切欠部とするとと
もに、N、S磁極の境界が、界磁マグネット回転子のN
、S磁極の境界と一致して着磁されていることを特徴と
する集積回路で駆動される3相の電動機。(2) In the claim set forth in paragraph (1), the non-magnetic field part of the position detection magnet rotor is a notch, and the boundary between the N and S magnetic poles is the N field magnet rotor.
, a three-phase electric motor driven by an integrated circuit, characterized in that the motor is magnetized in alignment with the boundary of the S magnetic pole.
の直流電動機が軸方向空隙型のコアレス電動機であつて
、円環状の界磁マグネット回転子の外周部に巾が電機子
コイルの巻線巾と等しい円環状の位置検知用マグネット
回転子を設け、第1、第2の集積回路に含まれる第1、
第2の磁電変換素子が、位置検知用マグネット回転子の
磁極に対向するように、第1、第2の集積回路を固定電
機子に固定して設けたことを特徴とする集積回路で駆動
される3相の電動機。(3) In the claims set forth in paragraph (1), the three-phase DC motor is an axial gap type coreless motor, and the width of the armature coil is located on the outer periphery of an annular field magnet rotor. An annular position detection magnet rotor having a winding width equal to the width of the first integrated circuit,
The second magnetoelectric conversion element is driven by an integrated circuit characterized in that the first and second integrated circuits are fixed to a fixed armature so as to face the magnetic poles of the position detection magnet rotor. 3-phase electric motor.
検知用マグネット回転子のN、S磁極の境界部で発生す
る反トルクを回転中に消滅せしめる手段を設けたことを
特徴とする集積回路で駆動される3相の電動機。(4) In the claim set forth in item (1), the invention is characterized in that a means is provided to eliminate the counter-torque generated at the boundary between the N and S magnetic poles of the position detection magnet rotor during rotation. A three-phase electric motor driven by an integrated circuit.
鋼板を積層固化し、3n個(nは1、2、…)の突極を
備えた固定電機子と、各突極に捲着された3相の電機子
コイルと、回転軸により回動自在に支持され、回転面に
そつて界磁となるN、S磁極複数個が着磁された界磁マ
グネット回転子と、該マグネット回転子の一方の端部に
着磁して設けられた位置検知用マグネット回転子と、第
1、第2の磁電変換素子が位置検知マグネット回転子の
磁極に対向するとともに、両者が電気角で互いに設定さ
れた角度だけ離間するように、固定電機子側に固定した
第1、第2の集積回路と、第1、第2の集積回路及び位
置検知用マグネット回転子の磁極及び界磁マグネット回
転子の磁極の三者の相対角位相を調整して、電機子コイ
ルに誘起される逆起電力のそれぞれの平均値が最大値と
なるように、前記した三者の相対位置を設定する手段と
より構成されたことを特徴とする集積回路で駆動される
3相の電動機。(5) In the scope of the claim set forth in paragraph (1), a fixed armature made of laminated and solidified silicon steel plates and provided with 3n salient poles (n is 1, 2, ...), and a fixed armature with a winding around each salient pole. a field magnet rotor rotatably supported by a rotating shaft and magnetized with a plurality of N and S magnetic poles that form a field along the rotating surface; and the magnet. A position detection magnet rotor magnetized at one end of the rotor and first and second magnetoelectric transducers face the magnetic poles of the position detection magnet rotor, and both are arranged at an electrical angle. First and second integrated circuits fixed to the fixed armature side so as to be separated from each other by a set angle, and the magnetic poles of the first and second integrated circuits and the position detection magnet rotor and field magnet rotation. means for adjusting the relative angular phase of the three child magnetic poles and setting the relative positions of the three so that the average value of each of the back electromotive forces induced in the armature coil becomes the maximum value; A three-phase electric motor driven by an integrated circuit, characterized by comprising:
ルが装着された固定電機子と、該固定電機子に設けた軸
承により回動自在に支持された回転軸と、該回転軸に中
央部が固定されて同期回転するとともに、磁束が電機子
コイルを貫挿して駆動トルクを発生する界磁磁極を備え
た界磁マグネット回転子と、該回転子に隣接して同期回
転する位置検知用マグネット回転子と、該マグネット回
転子の円周方向にそつて設けられた電気角でそれぞれが
ほぼ120度の巾のN、S磁極部及び無磁界部が順次に
配列されている磁極帯と、該磁極帯に対向して位置検知
出力が得られる1個の第1の磁電変換素子と、該磁電変
換素子が前記したN、S磁極及び無磁界部に対向したと
きに得られる位置検知出力により、ほぼ電気角で120
度の巾で、順次に隣接する第1、第2、第3の位置検知
信号が得られ、これ等の位置検知信号をベース入力とし
て導通される第1、第2、第3のNPN型トランジスタ
を含む電気回路と、第2の磁電変換素子が、前記したN
、S磁極及び無磁界部に対向したときに得られる位置検
知出力により、ほぼ電気角で120度の巾で、順次に隣
接する第4、第5、第6の位置検知信号が得られ、これ
等の位置検知信号をベース入力として導通される第4、
第5、第6のNPN型トランジスタを含む電気回路と、
第1の磁電変換素子及び第1、第2、…、第6のNPN
型トランジスタを含む電気回路を集積した集積回路と、
バイフアラ巻きされた第1の相の第1、第2の電機子コ
イル及びバイフラ巻きされた第2の相の第2、第3の電
機子コイル及びバイフアラ巻きされた第3の相の第5、
第6の電機子コイルと、第1、第3、第5の電機子コイ
ルをそれぞれ第1、第2、第3のNPN型トランジスタ
を介して直流電源による通電制御を行ない、第2、第4
、第6の電機子コイルをそれぞれ第4、第5、第6のN
PN型トランジスタを介して直流電源による通電制御を
行なうように、第2の磁電変換素子及び第1、第2、…
、第6の電機子コイルを集積回路の外付部品とする電気
回路と、固定電機子の空隙部において、第1、第2の磁
電変換素子を位置検知用マグネット回転子の磁極に対向
し、互いに電気角で(60+120n)度…nは零を含
む正整数…離間するように配設固定する手段と、第1、
第2の磁電変換素子及び界磁マグネット回転子の磁極と
位置検知用マグネット回転子の磁極との相対角位相を調
整して、各電機子コイルの通電区間のそれぞれの逆起電
力の平均値が最大値となるように、両回転子マグネット
の磁極の相対位置を設定する手段とより構成されたこと
を特徴とする集積回路で駆動される3相の電動機。(6) In a three-phase semiconductor motor, there is a fixed armature equipped with a three-phase armature coil, a rotating shaft rotatably supported by a bearing provided on the fixed armature, and a rotating shaft centered on the rotating shaft. A field magnet rotor equipped with field magnetic poles in which the parts are fixed and rotate synchronously, and magnetic flux penetrates the armature coil to generate driving torque, and a position detection rotor that rotates synchronously adjacent to the rotor. a magnetic rotor, and a magnetic pole band provided along the circumferential direction of the magnetic rotor, in which N and S magnetic pole portions and non-magnetic field portions each having a width of approximately 120 degrees in electrical angle are sequentially arranged; A first magnetoelectric transducer that faces the magnetic pole band and obtains a position detection output, and a position detection output that is obtained when the magnetoelectric transducer faces the above-mentioned N and S magnetic poles and the non-magnetic field part. , approximately 120 in electrical angle
The first, second, and third position detection signals adjacent to each other are obtained in sequence with a width of 1.5 degrees, and the first, second, and third NPN type transistors are made conductive by using these position detection signals as base inputs. and the second magnetoelectric conversion element include the above-mentioned N
, the position detection output obtained when facing the S magnetic pole and the non-magnetic field section, the fourth, fifth, and sixth position detection signals adjacent to each other in sequence with a width of approximately 120 electrical degrees are obtained. A fourth, which is conducted as a base input with a position detection signal such as
an electric circuit including fifth and sixth NPN transistors;
First magnetoelectric conversion element and first, second,..., sixth NPN
An integrated circuit that integrates electric circuits including type transistors,
first and second armature coils of the first phase bi-furl wound; second and third armature coils of the second phase bi-furl wound; and fifth armature coils of the third phase bi-furl wound;
The sixth armature coil and the first, third, and fifth armature coils are energized by a DC power supply via the first, second, and third NPN transistors, respectively, and the second and fourth
, the sixth armature coil is connected to the fourth, fifth, and sixth N
The second magnetoelectric conversion element and the first, second,...
, an electric circuit in which the sixth armature coil is an external component of the integrated circuit, and a gap between the fixed armature and the first and second magnetoelectric transducers facing the magnetic poles of the position detection magnet rotor; (60+120n) electrical degrees...n is a positive integer including zero...means for arranging and fixing them apart from each other;
By adjusting the relative angle phase between the magnetic poles of the second magnetoelectric conversion element and the field magnet rotor and the magnetic poles of the position detection magnet rotor, the average value of the back electromotive force in the energized section of each armature coil is adjusted. A three-phase electric motor driven by an integrated circuit, comprising means for setting the relative positions of the magnetic poles of both rotor magnets so as to reach a maximum value.
ルが装着された固定電機子と、該固定電機子に設けた軸
承により回動自在に支持された回転軸と、該回転軸に中
央部が固定されて同期回転するとともに、磁束が電機子
コイルを貫挿して駆動トルクを発生する界磁磁極を備え
た界磁マグネット回転子と、該回転子に隣接して同期回
転する位置検知用マグネット回転子と、該マグネット回
転子の円周方向にそつて設けられた電気角でそれぞれが
ほぼ120度の巾のN、S磁極部及び無磁界部が順次に
配列されている磁極帯と、該磁極帯に対向して位置検知
出力が得られる1個の磁電変換素子と、該磁電 変換素子が前記したN、S磁極及び無磁界部に対向した
ときに得られる位置検知出力により、ほぼ電気角で12
0度の巾で、順次に隣接する第1、第2、第3の位置検
知信号が得られ、これ等の位置検知信号をベース入力と
して導通される第1、第2、第3のNPN型トランジス
タを含む電気回路と、バイフアラ巻きされた第1の相の
第1、第2の電機子コイル及びバイフアラ巻きされた第
2の相の第3、第4の電機子コイル及びバイフアラ巻き
された第3の相の第5、第6の電機子コイルと、第1、
第3、第5、第2、第4、第6の電機子コイルを直流電
源により通電制御をするように、それぞれの電機子コイ
ルに直列に接続された第1、第2、…、第6のNPN型
のトランジスタと、 電機子コイルの逆起電力(発電力)により、それぞれ第
4、第5、第6のトランジスタのベース入力を得て導通
せしめる制御回路と、前記した磁電変換素子、第1、第
2、第3のトランジスタを含む電気回路ならびに第4、
第5、第6のトランジスタを含む制御回路を集積し、第
1、第2、…、第6の電機子コイルを外付部品とした集
積回路と、固定電機子の空隙部において、磁電変換素子
が、位置検知用マグネットの磁極面に対向するように集
積回路を固定電機子側に固定するとともに、界磁マグネ
ット回転子の磁極と位置検知用マグネット回転子の磁極
との相対角位相を調整して、各電機子コイルの通電区間
のそれぞれの逆起電力の平均値が最大値となるように、
両回転子マグネットの磁極の相対位置を設定する手段と
より構成されたことを特徴とする集積回路で駆動される
3相の電動機。(7) In a three-phase semiconductor motor, there is a fixed armature equipped with a three-phase armature coil, a rotating shaft rotatably supported by a bearing provided on the fixed armature, and a rotating shaft centered on the rotating shaft. A field magnet rotor equipped with field magnetic poles in which the parts are fixed and rotate synchronously, and magnetic flux penetrates the armature coil to generate driving torque, and a position detection rotor that rotates synchronously adjacent to the rotor. a magnetic rotor, and a magnetic pole band provided along the circumferential direction of the magnetic rotor, in which N and S magnetic pole portions and non-magnetic field portions each having a width of approximately 120 degrees in electrical angle are sequentially arranged; One magnetoelectric transducer that faces the magnetic pole band and obtains a position detection output, and the position detection output that is obtained when the magnetoelectric transducer faces the above-mentioned N and S magnetic poles and the non-magnetic field part. 12 in the corner
The first, second, and third position detection signals that are adjacent to each other in sequence with a width of 0 degrees are obtained, and the first, second, and third NPN types are conducted using these position detection signals as base inputs. an electric circuit including a transistor; first and second armature coils of a first phase bi-alternatively wound; third and fourth armature coils of a second phase bi-alternatively wound; fifth and sixth armature coils of three phases;
The first, second, . a control circuit that obtains the base inputs of the fourth, fifth, and sixth transistors and makes them conductive using the back electromotive force (generating power) of the armature coil; an electrical circuit including first, second, and third transistors; and a fourth,
An integrated circuit that integrates a control circuit including fifth and sixth transistors and has first, second, ..., sixth armature coils as external components, and a magnetoelectric conversion element in the gap between the fixed armature. The integrated circuit is fixed to the fixed armature side so as to face the magnetic pole surface of the position detection magnet, and the relative angular phase between the magnetic poles of the field magnet rotor and the magnetic pole of the position detection magnet rotor is adjusted. Then, so that the average value of the back electromotive force in each energized section of each armature coil becomes the maximum value,
A three-phase electric motor driven by an integrated circuit, comprising means for setting the relative positions of magnetic poles of both rotor magnets.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62254744A JPH0199490A (en) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | Three-phase motor driven by integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62254744A JPH0199490A (en) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | Three-phase motor driven by integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0199490A true JPH0199490A (en) | 1989-04-18 |
Family
ID=17269267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62254744A Pending JPH0199490A (en) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | Three-phase motor driven by integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0199490A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999043071A1 (en) * | 1998-02-21 | 1999-08-26 | Valeo Auto-Electric Wischer Und Motoren Gmbh | Rotation angle measuring device with magnetised commutator |
-
1987
- 1987-10-12 JP JP62254744A patent/JPH0199490A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999043071A1 (en) * | 1998-02-21 | 1999-08-26 | Valeo Auto-Electric Wischer Und Motoren Gmbh | Rotation angle measuring device with magnetised commutator |
US6710480B1 (en) | 1998-02-21 | 2004-03-23 | Valeo Auto-Electric Wischer Und Motoren Gmbh | Rotation angle measuring device with magnetized commutator |
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