JPH02231952A - ブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents
ブラシレスモータの駆動回路Info
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- JPH02231952A JPH02231952A JP5056689A JP5056689A JPH02231952A JP H02231952 A JPH02231952 A JP H02231952A JP 5056689 A JP5056689 A JP 5056689A JP 5056689 A JP5056689 A JP 5056689A JP H02231952 A JPH02231952 A JP H02231952A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
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- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical group [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ブラシレスモー夕の駆動回路に関する。
本発明は、回転子の位置を検出する検出器と、この検出
器の出力信号を処理する信号処理回路と、この出力を得
て電機子コイルに電流を流すためのスイッチング回路と
を備えたブラシレスモータの駆動回路において、前記信
号処理回路にヒステリシス特性を持たせ、このヒステリ
シス特性は、モータの起動時には通電角を広げるように
動作して起動性を良好にし、モータが規定回転に到った
ことを検知した時には通電角を狭くして効率を改善する
ようにしたものである。
器の出力信号を処理する信号処理回路と、この出力を得
て電機子コイルに電流を流すためのスイッチング回路と
を備えたブラシレスモータの駆動回路において、前記信
号処理回路にヒステリシス特性を持たせ、このヒステリ
シス特性は、モータの起動時には通電角を広げるように
動作して起動性を良好にし、モータが規定回転に到った
ことを検知した時には通電角を狭くして効率を改善する
ようにしたものである。
まず従来からの課題として、モータの不起動点つまり死
点の問題があり、それについて説明する。
点の問題があり、それについて説明する。
回転子の位置検出器が１個のブラシレスモータの原理は
第１１図ｔａ＋〜ＩＱ）のごとくである。
第１１図ｔａ＋〜ＩＱ）のごとくである。
すなわち、第ＩＩ図（ａｌは駆動回路を示している。
第１１図ｉｂ）において回転子の位置検出器３はＮ極を
検知し電機子コイルＬｔ４’を励磁してＳ極を作り矢示
ａのようにＣＣＷ方向に回転子１を回転させる。第１１
図ＴＯ）において検出器３は無磁界となり、Ｌ．４及び
Ｌ２４′に電流は流れないが回転子１は慣性でＣＣＷ方
向へ回り続ける。第１１図（ｄ＋において、検出器３は
Ｓ極を検知し、Ｌ．４を励磁してＳ極を作りＣＣＷ方向
に回転子１を回転させる。
検知し電機子コイルＬｔ４’を励磁してＳ極を作り矢示
ａのようにＣＣＷ方向に回転子１を回転させる。第１１
図ＴＯ）において検出器３は無磁界となり、Ｌ．４及び
Ｌ２４′に電流は流れないが回転子１は慣性でＣＣＷ方
向へ回り続ける。第１１図（ｄ＋において、検出器３は
Ｓ極を検知し、Ｌ．４を励磁してＳ極を作りＣＣＷ方向
に回転子１を回転させる。
以上のようにして回転子１は連続回転する。この時の発
生トルクは第１１図ｔｅｌのようになり死点６が発生す
る。
生トルクは第１１図ｔｅｌのようになり死点６が発生す
る。
これは第１１図（Ｃｌで示される回転中にトルクが現れ
ない位置に起因する。この死点において、モータは起動
することができず問題であった。そこで、これを改良し
て従来から実施されている方式に第１２図（ａｌ〜ＴＣ
Ｉがある。第１２図（ａｌでは固定子鉄芯５の突極部分
のギャソプ部７の長さを変化させることにより、第１２
図ｔｅｌの無励磁トルク（Ｂ）を発生させ、これと励磁
トルク（八）の合成を行うことによって死点６を無くし
ている。
ない位置に起因する。この死点において、モータは起動
することができず問題であった。そこで、これを改良し
て従来から実施されている方式に第１２図（ａｌ〜ＴＣ
Ｉがある。第１２図（ａｌでは固定子鉄芯５の突極部分
のギャソプ部７の長さを変化させることにより、第１２
図ｔｅｌの無励磁トルク（Ｂ）を発生させ、これと励磁
トルク（八）の合成を行うことによって死点６を無くし
ている。
しかし、この従来の方法第１２図（ａｌ〜（Ｃｌでは固
定子鉄芯５の突極部分のギャンプ部７の長さを変化させ
て死点を無くしているため、モータの効率が犠牲になる
（ギャップ部７の長さが大きくなる）、また回転方向を
逆にするには裏返しの固定子鉄芯５が必要となる。固定
子鉄芯５の突極部分の形状が複雑なため設計と評価に多
くの時間を必要とする等の欠点を有していた。
定子鉄芯５の突極部分のギャンプ部７の長さを変化させ
て死点を無くしているため、モータの効率が犠牲になる
（ギャップ部７の長さが大きくなる）、また回転方向を
逆にするには裏返しの固定子鉄芯５が必要となる。固定
子鉄芯５の突極部分の形状が複雑なため設計と評価に多
くの時間を必要とする等の欠点を有していた。
本発明は上記ブラシレスモータの効率が悪いこと、逆回
転が容易でないこと、固定子鉄芯の突極部分の形状設計
が容易でないこと等の欠点を除去し、起動性が良好で設
計が容易な効率の良いブラシレスモータを作るための駆
動回路を提供することを目的としたものである。このた
め本発明では、ブラシレスモータの回転子の位置検出器
の出力信号を処理する信号処理回路にヒステリシス特性
を持たせた。そして、このヒステリシス特性は、モータ
の起動時には通電角を広げるように動作して起動性を良
好にし、モータが規定回転に到ったことを検知した時に
は通電角を狭くするように動作して効率を改善できるよ
うにした。
転が容易でないこと、固定子鉄芯の突極部分の形状設計
が容易でないこと等の欠点を除去し、起動性が良好で設
計が容易な効率の良いブラシレスモータを作るための駆
動回路を提供することを目的としたものである。このた
め本発明では、ブラシレスモータの回転子の位置検出器
の出力信号を処理する信号処理回路にヒステリシス特性
を持たせた。そして、このヒステリシス特性は、モータ
の起動時には通電角を広げるように動作して起動性を良
好にし、モータが規定回転に到ったことを検知した時に
は通電角を狭くするように動作して効率を改善できるよ
うにした。
第１図乃至第７図により本発明の作用について説明する
。第１図の断面図に示すブラシレスモータの永久磁石回
転子１は一般に第２図のように正弦波状に着磁されてい
る。一方、回転子１の位置検出器３として現在一般的に
使用されているものには、磁電変換方式のものとしてホ
ール素子がある。先ず始めにモータの起動時において、
位置検出器３の出力は第３図のようなヒステリシス特性
Ｈ，及びＨ２を有する第５図の駆動回路図で信号処理回
路ＯＰ．及びＯＰ．に加えられ、ＯＰｔの出力信号はイ
ンバータＧ，で反転された後、それぞれＧ２及びＧ３に
加えられる。排他的論理和Ｇ２及びＧ，の真理値は第４
図に示す通りである。起動時においては、駆動コイル４
．４′に逆起電圧は発生していないため第５図■点の電
圧は＋ＶＣＣ以下であり、コンパレータＯＰ３の出力は
Ｌレベルである。従って０２及びＧ，の出力信号は第６
図（ａｌのＴｅｌ， （ｄｌに示すようになり、この信
号はコイルに電流を流すためのスイ・７チング回路Ｑ１
及びＱ２へ加えられる。ヒステリシス特性Ｈ，及びＨ，
によりモータの通電角は電気角でθ１ ＋θ２＋θ，＋
θ４だけ増加するため、合成出力トルクＴ，十Ｔ２は第
６図＋ａｌの（勢に示すように回転角全周に渡って正の
起動トルクを発生し死点を生じない。
。第１図の断面図に示すブラシレスモータの永久磁石回
転子１は一般に第２図のように正弦波状に着磁されてい
る。一方、回転子１の位置検出器３として現在一般的に
使用されているものには、磁電変換方式のものとしてホ
ール素子がある。先ず始めにモータの起動時において、
位置検出器３の出力は第３図のようなヒステリシス特性
Ｈ，及びＨ２を有する第５図の駆動回路図で信号処理回
路ＯＰ．及びＯＰ．に加えられ、ＯＰｔの出力信号はイ
ンバータＧ，で反転された後、それぞれＧ２及びＧ３に
加えられる。排他的論理和Ｇ２及びＧ，の真理値は第４
図に示す通りである。起動時においては、駆動コイル４
．４′に逆起電圧は発生していないため第５図■点の電
圧は＋ＶＣＣ以下であり、コンパレータＯＰ３の出力は
Ｌレベルである。従って０２及びＧ，の出力信号は第６
図（ａｌのＴｅｌ， （ｄｌに示すようになり、この信
号はコイルに電流を流すためのスイ・７チング回路Ｑ１
及びＱ２へ加えられる。ヒステリシス特性Ｈ，及びＨ，
によりモータの通電角は電気角でθ１ ＋θ２＋θ，＋
θ４だけ増加するため、合成出力トルクＴ，十Ｔ２は第
６図＋ａｌの（勢に示すように回転角全周に渡って正の
起動トルクを発生し死点を生じない。
一方、モータが起動し回転子の回転数が増加し始めるに
従って駆動コイル４，４′に発生する逆起電圧は増大し
、第５図■点にはりプルを含んだ電圧が発生するように
なる。この電圧をＲ，Ｃのフィルターによって平滑し、
コンパレータＯＰ．に加える。第５図では、コンパレー
タＯ Ｐ ｓの基準電圧を＋ＶＣＣに設定したので、逆
起電圧が＋ＶＣＣを超える回転数に到った時、Ｇ２及び
Ｇ，の出力はＨレベルに反転する。このためモータの通
電角は起動時とは逆にθ，＋θ２＋θ，＋θ，だけ減少
して合成出力トルクＴ．＋Ｔ，は第６図山）の《幻のよ
うになる。
従って駆動コイル４，４′に発生する逆起電圧は増大し
、第５図■点にはりプルを含んだ電圧が発生するように
なる。この電圧をＲ，Ｃのフィルターによって平滑し、
コンパレータＯＰ．に加える。第５図では、コンパレー
タＯ Ｐ ｓの基準電圧を＋ＶＣＣに設定したので、逆
起電圧が＋ＶＣＣを超える回転数に到った時、Ｇ２及び
Ｇ，の出力はＨレベルに反転する。このためモータの通
電角は起動時とは逆にθ，＋θ２＋θ，＋θ，だけ減少
して合成出力トルクＴ．＋Ｔ，は第６図山）の《幻のよ
うになる。
インダクタンスを有する電機子コイルに流れる電流波形
は第７図（ａｌのようであるが、上記のように通電角を
狭くした場合第７図（ｂｌのようになり、通電を遮断す
る寸前の回転に寄与しない電流を消去できるので、モー
クの効率は飛躍的に向上する。
は第７図（ａｌのようであるが、上記のように通電角を
狭くした場合第７図（ｂｌのようになり、通電を遮断す
る寸前の回転に寄与しない電流を消去できるので、モー
クの効率は飛躍的に向上する。
通電角の変更は第３図のヒステリシス特性によって調整
が可能であり、第５図で示すＯ Ｐ ＋及びＯ Ｐ ２
に付属する抵抗値の変更によって実施できる。
が可能であり、第５図で示すＯ Ｐ ＋及びＯ Ｐ ２
に付属する抵抗値の変更によって実施できる。
尚、第５図では通電角の切り替え信号を得るためにＤ＋
，Ｄｚ，Ｒ．Ｃによる逆起電圧を利用したが、この他モ
ータに取り付けた速度発電機の信号等を利用することも
可能である。
，Ｄｚ，Ｒ．Ｃによる逆起電圧を利用したが、この他モ
ータに取り付けた速度発電機の信号等を利用することも
可能である。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は４極４コイル４の有鉄芯５を固定子としたアウター
ロー夕のブラシレスモータの断面図である。永久磁石回
転子１の位置を検出する位置検出器３の出力信号は、第
５図の信号処理回路ＯＰ， と、ＯＰ．からインバータ
Ｇ，に加えられた後、排他的論理和回路Ｇ ｗ． Ｇ
３に加えられてスイッチング回路Ｑ ＋ ， Ｑ ｔに
伝えられ、駆動コイル４に電流を流すことにより固定子
鉄芯５を磁化し、永久磁石回転子ｌに回転トルクを発生
させ回転させる。
図は４極４コイル４の有鉄芯５を固定子としたアウター
ロー夕のブラシレスモータの断面図である。永久磁石回
転子１の位置を検出する位置検出器３の出力信号は、第
５図の信号処理回路ＯＰ， と、ＯＰ．からインバータ
Ｇ，に加えられた後、排他的論理和回路Ｇ ｗ． Ｇ
３に加えられてスイッチング回路Ｑ ＋ ， Ｑ ｔに
伝えられ、駆動コイル４に電流を流すことにより固定子
鉄芯５を磁化し、永久磁石回転子ｌに回転トルクを発生
させ回転させる。
一方、駆動コイル４に発生する逆起電圧はＤ＋，Ｄ，，
Ｒ，Ｃによって検出され、コンパレータＯＰ３によって
＋ＶＣＣと比較され、その出力信号はＧ２，Ｇ３の入力
へ帰還される。
Ｒ，Ｃによって検出され、コンパレータＯＰ３によって
＋ＶＣＣと比較され、その出力信号はＧ２，Ｇ３の入力
へ帰還される。
第８図は本発明を適用した別の実施例で２極２コイルの
有鉄芯プラシレスモークの断面図であり、駆動回路その
他は第２図乃至第７図と共通である。
有鉄芯プラシレスモークの断面図であり、駆動回路その
他は第２図乃至第７図と共通である。
第９図と第１０図は４極２コイルの偏平型無鉄芯ブラシ
レスモータの例で永久磁石回転子（第９図）と固定子（
第１０図）であり、駆動回路その他は第２図乃至第７図
と共通である。
レスモータの例で永久磁石回転子（第９図）と固定子（
第１０図）であり、駆動回路その他は第２図乃至第７図
と共通である。
以上、本発明は回転子の位置を検出する検出器と、この
検出器の出力信号を処理する信号処理回路と、そこから
得た信号により電機子コイルに電流を流すためのスイッ
チング回路とを備えたブラシレスモータの駆動回路にお
いて、前記信号処理回路にヒステリシス特性を持たせる
とともに、このヒステリシス特性は、モータの起動時に
は通電角をπ（電気角）より増大させることによりブラ
シレスモー夕の死点が無くなって起動性が良好となり、
又、モータの回転中には通電角をπ（電気角）より減少
させることによりモータ効率を大幅に向上させることが
できる。
検出器の出力信号を処理する信号処理回路と、そこから
得た信号により電機子コイルに電流を流すためのスイッ
チング回路とを備えたブラシレスモータの駆動回路にお
いて、前記信号処理回路にヒステリシス特性を持たせる
とともに、このヒステリシス特性は、モータの起動時に
は通電角をπ（電気角）より増大させることによりブラ
シレスモー夕の死点が無くなって起動性が良好となり、
又、モータの回転中には通電角をπ（電気角）より減少
させることによりモータ効率を大幅に向上させることが
できる。
又、有鉄芯ブラシレスモータの固定子鉄芯突極部のギャ
ソプ長を一定にできるので形状設計が容易であるととも
に効率が良い。
ソプ長を一定にできるので形状設計が容易であるととも
に効率が良い。
又、回転方向を逆転する場合、固定子鉄芯を裏返しにす
る必要もなく、駆動回路の選択により実施できる。
る必要もなく、駆動回路の選択により実施できる。
第１図乃至第７図は本発明の実施の説明で、第１図は、
本発明に係わるモータの断面図、第２図はロータの着磁
極性図、第３図は信号処理回路の人，出力特性図、第４
図はＧｚ，Ｇｓの真理値を示す説明図、第５図は駆動回
路、第６図＋Ｍｌは起動状態における合成トルクの発生
する過程を示す各部の波形図、第６図ｆｂｌは回転状態
における各部の波形図、第７図Ｔｅｌ， （ｂｌは電流
波形図である。第８図は本発明の他の実施例の断面図、
第９図は本発明の別の実施例の回転子の平面図、第１０
図は第９図に適用される固定子の平面図である。第１１
図は従来の問題点を説明する図面で、ｔａ＋は回路図、
（ｂｌ乃至（ｄｌはロータの状態を示す平面図、ｔｅｌ
は発生トルクと死点を示す特性図、第１２図は改善され
た従来のモータの説明図で、（ａｌは断面図，（ｂ）は
回路図，（Ｃ）は合成トルクの発生する特性図である。 １ ・ ・ ・ ２ ・ ・ ・ ３ ・ ・ ・ ４， ４ ′ ５ ・ ・ ・ 永久磁石回転子（回転子） 回転子ヨーク 位置検出器 ・・・電機子コイル（駆動コイル） 固定子鉄芯 以上 出願人 セイコー電子部品株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助ロー’ｙｙ＞）
看磁脚ａ図 入出力４合／ｌｉ図 第２図 第３図 Ｇ２，Ｇ：１（刹１イ亡的論工里才口）の真理イ直の説
日月図第４図 戸 寸 ば）
本発明に係わるモータの断面図、第２図はロータの着磁
極性図、第３図は信号処理回路の人，出力特性図、第４
図はＧｚ，Ｇｓの真理値を示す説明図、第５図は駆動回
路、第６図＋Ｍｌは起動状態における合成トルクの発生
する過程を示す各部の波形図、第６図ｆｂｌは回転状態
における各部の波形図、第７図Ｔｅｌ， （ｂｌは電流
波形図である。第８図は本発明の他の実施例の断面図、
第９図は本発明の別の実施例の回転子の平面図、第１０
図は第９図に適用される固定子の平面図である。第１１
図は従来の問題点を説明する図面で、ｔａ＋は回路図、
（ｂｌ乃至（ｄｌはロータの状態を示す平面図、ｔｅｌ
は発生トルクと死点を示す特性図、第１２図は改善され
た従来のモータの説明図で、（ａｌは断面図，（ｂ）は
回路図，（Ｃ）は合成トルクの発生する特性図である。 １ ・ ・ ・ ２ ・ ・ ・ ３ ・ ・ ・ ４， ４ ′ ５ ・ ・ ・ 永久磁石回転子（回転子） 回転子ヨーク 位置検出器 ・・・電機子コイル（駆動コイル） 固定子鉄芯 以上 出願人 セイコー電子部品株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助ロー’ｙｙ＞）
看磁脚ａ図 入出力４合／ｌｉ図 第２図 第３図 Ｇ２，Ｇ：１（刹１イ亡的論工里才口）の真理イ直の説
日月図第４図 戸 寸 ば）
Claims (1)
- 回転子の位置を検出する検出器と、該検出器の出力信
号を処理する信号処理回路と、該信号処理回路の出力信
号を得て電機子コイルに電流を流すためのスイッチング
回路とを備えたブラシレスモータの駆動回路において、
前記信号処理回路にヒステリシス特性を持たせるととも
に、該ヒステリシス特性は起動時には通電角を広く、回
転時には通電角を狭くするように変化させたことを特徴
とするブラシレスモータの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056689A JPH02231952A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056689A JPH02231952A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02231952A true JPH02231952A (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=12862555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5056689A Pending JPH02231952A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02231952A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62123979A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-06-05 | Hitachi Ltd | ブラシレス直流モ−タ |
| JPS62126888A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-09 | Ube Ind Ltd | ブラシレスモ−タの制御方法 |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP5056689A patent/JPH02231952A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62123979A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-06-05 | Hitachi Ltd | ブラシレス直流モ−タ |
| JPS62126888A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-09 | Ube Ind Ltd | ブラシレスモ−タの制御方法 |
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