JPH0219716B2 - - Google Patents

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JPH0219716B2
JPH0219716B2 JP55114831A JP11483180A JPH0219716B2 JP H0219716 B2 JPH0219716 B2 JP H0219716B2 JP 55114831 A JP55114831 A JP 55114831A JP 11483180 A JP11483180 A JP 11483180A JP H0219716 B2 JPH0219716 B2 JP H0219716B2
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JP
Japan
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gate
output
position detection
detection signal
circuit
Prior art date
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JP55114831A
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English (en)
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JPS5740392A (en
Inventor
Kenji Yamazaki
Akira Akami
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Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shibaura Engineering Works Co Ltd filed Critical Shibaura Engineering Works Co Ltd
Priority to JP55114831A priority Critical patent/JPS5740392A/ja
Publication of JPS5740392A publication Critical patent/JPS5740392A/ja
Publication of JPH0219716B2 publication Critical patent/JPH0219716B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/30Arrangements for controlling the direction of rotation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、正転、逆転の切り換えを行う無刷子
電動機の駆動回路に関する。
無刷子電動機を正転用あるいは逆転用に切り換
えて使用する場合の手段として、従来から、(a)各
相の巻線について接続替えをすることにより通電
順位を入れ替えること、(b)位置検出器の出力端子
を接続替えして、各相の巻線に順次通電を行う通
電用のトランジスタの駆動順位を入れ替えるこ
と、(c)回転子の位置を検出する位置検出器の取付
位置を変更すること、等の方法がなされている。
しかしながら、一般に(a)、(b)の如く接続替えを
行う場合、リレー等を使用すれば切換操作が簡単
に構成できるが、リレー自体の信頼性、取付スペ
ース、コスト等の点で不利であり、また特に(a)の
場合は接点容量を大きくする必要を生じる。
さらに、駆動回路内の各信号は徴弱電流により
形成されていることから、電磁リレー等を接続す
る場合には、電圧、電流レベルを一致させるため
に増幅器を設けたり別電源を使用する等の手段が
必要となるため接続性が悪く、また回路自体の消
費電力が大きくなるという問題がある。
一方、(c)の場合、位置検出器の配置を機械的に
変更するための切換操作が繁雑になり、かつ信頼
性、コストに難点がある。
本発明はこのような事情に鑑み、位置検出器の
出力で形成される極性の異なる二種の出力信号を
AND−ORゲートに入力し、このそれぞれの出力
信号を選択的に切り換えるように構成することに
より、駆動回路内において論理レベルでの信号処
理により正転、逆転の切換えが行えるようにした
無刷子電動機の駆動回路を提供せんとするもので
ある。
以下に本発明を図面に示された一実施例に基づ
いて説明する。図中同一部分には同一記号を付し
ている。
第1図は本発明の構成を示すブロツク図であ
り、第2図は三相の無刷子電動機における電機子
巻線の配置を示す図、第3図はトランジスタイン
バータ回路を示す図、第4図は本発明による駆動
回路を示す図、第5図は正転時における回転体の
動作の動作モード、第6図は逆転時における回転
体の動作モードをそれぞれ示す図であり、第7
図、第8図はそのタイムチヤート図である。
第1図〜第3図において、Pは回転子Rの回転
位置を検出する位置検出部であり、回転子Rの漏
れ磁束、あるいは回転子Rと別体にて同一回転軸
上に設けられた永久磁石回転体の磁束を検出する
ホール素子等の位置検出器H1,H2,H3で構成さ
れている。
Gは位置検出部Pからの出力およびこの出力を
インバータ1,2,3で反転して形成される出力
からなる互いに極性の異なる二種の出力信号を入
力すると共に、それぞれを選択的に切り換えて演
算回路Oへ出力するように構成されたAND−OR
ゲート回路である。
演算回路OはAND−ORゲート回路Gの出力信
号に基づき演算処理を行い120゜の位相差で配置さ
れた三相の各巻線U,V,Wに順次通電を行うト
ランジスタインバータ回路Xに対して、その駆動
信号を形成するように構成されている。
本実施例におけるトランジスタインバータ回路
Xは、巻線U,V,Wに対して全波通電が行える
ように構成されており、第3図に示されるように
トランジスタQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のうち、
プラス側電源に接続されるトランジスタQ4〜Q6
で構成される第1のトランジスタ群と、これと対
をなすように配置されてマイナス側電源に接続さ
れる第2のトランジスタ群との接続点に、それぞ
れ巻線U,V,Wの一端を接続すると共に、巻線
U,V,Wの他端は一点で接続してY結線がなさ
れている。
第4図に基づいて、本発明による駆動回路の構
成をさらに詳細に説明すると、位置検出器H1
H2,H3の出力は比較増幅器4,5,6で波形成
形、増幅されて出力信号a1,a2,a3が形成され、
またこの出力信号a1,a2,a3をインバータ1,
2,3で反転して極性の異なる出力信号b1,b2
b3が形成されるように構成されている。
AND−ORゲート回路Gの基本回路は、二個の
二入力ANDゲートと、その二本の出力を入力す
るORゲートにより構成されており、入力される
信号ao,bo(n=1、2、3)を共通の選択入力
kA,kBにより選択し、インバータを介して出力co
=ao・kA+bo・kB(n=1、2、3)として、出
力信号ao,boのいずれかを出力するように構成さ
れている。
選択入力kA,kBには適宜「1」、「0」信号を
切り換えて入力するスイツチ7が接続されてお
り、スイツチ7のON、OFF操作に応じてインバ
ータ8,9を介して選択入力信号を切り換えるよ
うに構成されている。
このようなAND−ORゲート回路Gは、論理ゲ
ートをそれぞれ組み合わせて構成してもよいが、
すでに開発、販売されているAND−ORゲート素
子を使用することもでき、C2−MOS型のものを
使用すれば切り換えに要する消費電力をきわめて
小さくすることができる。
演算回路Oにおいては、トランジスタインバー
タ回路Xを構成するトランジスタQ1〜Q6に対応
させてNORゲート11〜16が設けられており、
第一のトランジスタ群Q4〜Q6に対応するNORゲ
ート14〜16で構成される第一の論理ゲート群
と、第二のトランジスタ群Q1〜Q3に対応する
NORゲート11〜13で構成される第二の論理
ゲート群とに別けられている。
第一の論理ゲート群においては、AND−ORゲ
ート回路Gの出力c1〜c3がそれぞれNORゲート
14,15,16に入力されるように接続されて
おり、さらに、NORゲート16の出力は次相の
NORゲート15の入力に、NORゲート15の出
力は次相のNORゲート14の入力に、NORゲー
ト14の出力は次相のNORゲート16の入力に
順次接続がなされており、位置検出器H1〜H3
らの出力信号c1〜c3の立ち下がり位置を検出して
ON動作し、駆動信号Q′4〜Q′6を形成するように
構成されている。
第二の論理ゲート群も同様に、AND−ORゲー
ト回路Gの出力c1〜c3がそれぞれインバータ1
7,18,19を介してNORゲート11,12,
13に入力されるように接続されており、さら
に、NORゲート13の出力は次相のNORゲート
12の入力に、NORゲート12の出力は次相の
NORゲート11の入力に、NORゲート11の出
力は次相のNORゲート13の入力に順次接続が
なされ、位置検出器H1〜H3からの出力信号c0
c3の立ち上がり置を検出してON動作し、駆動信
号Q′1〜Q′3を形成するように構成されている。
以上の構成において、スイツチ7がOFFの場
合はAND−ORゲート回路Gの選択入力kA,kB
は、kA=「1」、kB=「0」となることから、co
ao・kA+bo・kB=aoとなり、出力信号c1〜c3とし
て出力信号a1〜a3が演算回路Oへ出力される。
したがつて演算回路Oでは、位置検出器H1
H3の出力信号a1〜a3に基づき第7図に示される
タイムチヤートで駆動信号Q′1〜Q′3が形成され、
トランジスタQ1〜Q6が順次駆動されて(但し、
信号Q′4〜Q′6は反転して使用する)巻線U,V,
Wに順次通電が行われることから、第5図に示さ
れる〜の動作モードで時計方向に回転(=正
転)する。
一方、スイツチ7がONの場合は、AND−OR
ゲート回路Gの選択入力kA,kBはkA=「0」、kB
=「1」となることから、co=ao・kA+bo・kB
bo、となり、出力信号c1〜c3として出力信号b1
b3が演算回路Oへ出力される。
したがつて、演算回路Oでは、位置検出器H1
〜H3の出力信号b1〜b3に基づき第8図に示され
るタイムチヤートで駆動信号Q′1〜Q′6が形成さ
れ、トランジスタQ1〜Q6が順次駆動されて(但
し、信号Q′4〜Q′6は反転して使用する)巻線U,
V,Wに順次通電が行われることから、第6図に
示される〜の動作モードで反時計方向に回転
(=逆転)する。
尚、第5図、第6図中10は二極の永久磁石で
形成された回転体であり、永久磁石を備える回転
子Rで形成しても、あるいは別体にて回転子Rと
同極に形成して、同一回転軸に取り付けるように
してもよい。
また回転体10において斜線を付して示される
Nの部分は永久磁石のN極、Sの部分は永久磁石
のS極であり、さらにnは電機子巻線U,V,W
の通電により発生する起磁力の方向を示してい
る。
以上の構成によれば、比較増幅器4,5,6の
出力から、トランジスタインバータ回路Xを構成
するトランジスタQ1〜Q6に至るまで、全デジタ
ル構成としているため、正転、逆転の切換操作を
全て論理レベルでの信号処理にて行える。
さらに、正転、逆転切り換え用の切換スイツチ
7を論理ゲートに置き換えることにより、正転、
逆転操作自体も論理レベルの信号処理にて行える
ため、他の制御装置、例えばマイクロコンピユー
タ等との接続もきわめて簡単に行うことができ
る。
しかも、正転、逆転は無接点切り換えであるた
め信頼性が高く、保守性にすぐれている。
また、位置検出器H1〜H3の出力で極性の異な
る二種の出力信号を形成し、これを正転、逆転に
応じて選択的に切り換えるようにしたことから、
何ら駆動回路の構成を変更することなく二種の出
力信号を切り換える操作のみで回転方向を切り換
えることができる。
したがつて、回路を固定化する集積回路にもき
わめて適合するものである。
そして、本実施例においては位置検出器H1
H3として二出力端子を有するホール素子を使用
しているが、例えば、発光素子と受光素子とを組
み合わせる等のように、一出力端子しか取り出せ
ない他の検出手段を使用することができるのも明
白であろう。
さらに、本発明の思想をもつてすればM相(た
だし、Mは2以上の整数である。)の巻線につい
て全波通電を行うことができ、半波通電の場合と
比較して、巻線の通電休止期間が減少して、電流
の利用率が高くなるとともに、回転トルク脈動が
小さくなることはいうまでもない。
以上説明の通り本発明によれば、正転、逆転の
切換操作を論理レベルでの信号処理にて行うこと
のできる、集積回路化にもきわめて適合した無刷
子電動機の駆動回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロツク図であ
り、第2図は三相の無刷子電動機における電機子
巻線の配置を示す図、第3図はトランジスタイン
バータ回路を示す図、第4図は本発明による駆動
回路を示す図、第5図は正転時の回転体の動作モ
ード、第6図は逆転時の回転体の動作モードをそ
れぞれ示す図、第7図は正転時のタイムチヤート
図、第8図は逆転時のタイムチヤート図である。 P……位置検出部、G……AND−ORゲート回
路、O……演算回路、X……トランジスタインバ
ータ回路、H1〜H3……位置検出器、Q1〜Q6……
トランジスタ、U,V,W……巻線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 M相(ただし、Mは2以上の整数である。)
    の全波通電用トランジスタインバータ回路を構成
    するトランジスタのうちプラス側電源に接続され
    るM個の各トランジスタに各出力を接続された第
    1のNORゲート群と、前記トランジスタインバ
    ータ回路を構成するトランジスタのうちマイナス
    側電源に接続されるM個の各トランジスタに各出
    力を接続された第2のNORゲート群と、回転子
    の回転位置を検出するM個の位置検出器と、各位
    置検出器の出力信号を波形整形、増幅する比較増
    幅器とを有し、各比較増幅器の出力すなわち位置
    検出信号と、インバータを介した各位置検出信号
    とを、前記第1のNORゲート群と前記第2の
    NORゲート群とにそれぞれ供給する無刷子電動
    機の駆動回路において、 各位置検出信号はAND−ORゲート回路を介し
    て新たな位置検出信号として出力され、 このAND−ORゲート回路は、前記各位置検出
    信号ごとに、第1及び第2のANDゲートと、そ
    れらの出力を入力するORゲートとを設け、前記
    各位置検出信号について、この信号を各第1の
    ANDゲートに入力し、かつインバータを介して
    この信号を第2のANDゲートに入力するととも
    に、第1の選択入力をすべての第1のANDゲー
    トに供給し、第2の選択入力をすべての第2の
    ANDゲートに供給し、各ORゲートの出力を前記
    新たな位置検出信号とすることを特徴とする無刷
    子電動機の駆動回路。
JP55114831A 1980-08-22 1980-08-22 Drive circuit for brushless motor Granted JPS5740392A (en)

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JPS5740392A JPS5740392A (en) 1982-03-05
JPH0219716B2 true JPH0219716B2 (ja) 1990-05-02

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2608860A1 (fr) * 1986-12-18 1988-06-24 Sefi Ste Europ Fabr Indles Micromoteur synchrone autopilote
US5012167A (en) * 1987-11-03 1991-04-30 Penn Engineering & Manufacturing Corp. Sinusoidal signal decoder for 12-step motor commutation
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS519212A (ja) * 1974-07-11 1976-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd

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JPS5740392A (en) 1982-03-05

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