JPH0227919B2 - - Google Patents

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JPH0227919B2
JPH0227919B2 JP57075020A JP7502082A JPH0227919B2 JP H0227919 B2 JPH0227919 B2 JP H0227919B2 JP 57075020 A JP57075020 A JP 57075020A JP 7502082 A JP7502082 A JP 7502082A JP H0227919 B2 JPH0227919 B2 JP H0227919B2
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Japan
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current
signal
coil
voltage
proportional
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JP57075020A
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Japanese (ja)
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JPS58192490A (en
Inventor
Makoto Goto
Kazuo Arai
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0227919B2 publication Critical patent/JPH0227919B2/ja
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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
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • 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
    • H02P6/10Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コイルへの供給電力に応じた力を発
生するモータに関するものであり、特にその発生
力のむらを低減したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a motor that generates force according to power supplied to a coil, and particularly to a motor that reduces unevenness in the generated force.

フレミングの法則により、モータの発生力が界
磁マグネツトの生じる磁束とコイルに供給する電
流の積によつて定まることは広く知られている。
一般に、界磁マグネツトの発生磁束は場所によつ
て変動している。そのため、一定の電流をコイル
に通電した場合の発生力は、マグネツトとコイル
の相対位置の変化に伴つて変化し、発生力のむら
を生じ問題となつていた。特に、音響・映像機器
に広く使用されているブラシレス形のモータにお
いては、機器の性能を向上させるために発生力の
むらを極力小さくすることが要望されている。
It is widely known that according to Fleming's law, the force generated by a motor is determined by the product of the magnetic flux generated by the field magnet and the current supplied to the coil.
Generally, the magnetic flux generated by a field magnet varies depending on the location. Therefore, when a constant current is passed through the coil, the force generated changes as the relative position between the magnet and the coil changes, causing unevenness in the force, which has been a problem. In particular, in brushless motors that are widely used in audio/visual equipment, it is desired to minimize the unevenness of the generated force in order to improve the performance of the equipment.

本出願人は、このような問題に対して、特願昭
52−67671号に発生力の均一な有鉄心構造のモー
タを提案している。この提案は、スロツトを有す
る有鉄心構造のモータにおいては極めて有用であ
る。しかし、スロツトレスモータやコアレスモー
タ等のようにスロツトのない平滑鉄心を使用する
場合には、均一な発生力を得ることが極めて難か
しかつた。
The applicant has addressed this problem by filing a patent application
No. 52-67671 proposes a motor with an iron core structure that generates uniform force. This proposal is extremely useful for motors with a slotted core structure. However, when a smooth iron core without a slot is used, such as in a slotless motor or a coreless motor, it is extremely difficult to obtain a uniform generated force.

本発明は、そのような点を考慮してなされ、各
種の構造のモータにおいて、コイルに供給する電
力(電流または電圧)を部分的に変調することに
より、界磁磁束の場所的な変動をキヤンセルし、
むらの小さい均一な発生力を得るようになしたも
のである。
The present invention was made in consideration of such points, and cancels local fluctuations in field magnetic flux by partially modulating the power (current or voltage) supplied to the coil in motors with various structures. death,
It is designed to generate a uniform force with little unevenness.

すなわち、本発明の構成は、ロータに取り付け
られた界磁用のマグネツトからなる界磁手段と、
多相のコイルと、前記コイルへの供給電流を制御
する電力供給手段と、前記コイルへの電流供給を
指令する指令信号と所定の電圧値を比較し、両者
の差電圧に応じた第1の電流信号を出力する電流
変換手段と、カレントミラーにより前記第1の電
流信号に比例もしくは略比例した第2の電流信号
と第3の電流信号を得る相似電流発生手段と、前
記マグネツトの回転に同期して変化する変調信号
を得る変調信号発生手段と、前記第3の電流信号
を電流入力端子に入力され、前記変調信号を電圧
入力端子に入力された差動回路を含んで構成さ
れ、前記第3の電流信号を前記変調信号によつて
変調した第4の電流信号を得る変調手段と、前記
第2の電流信号と前記第4の電流信号を合成する
合成手段を具備し、前記合成手段の出力信号に比
例もしくは略比例した電流を前記電力供給手段に
より前記コイルに供給するようにしたものであ
り、これにより所期の目的を達成するものであ
る。
That is, the configuration of the present invention includes a field means including a field magnet attached to the rotor;
A multiphase coil, a power supply means for controlling the current supplied to the coil, a command signal for commanding the current supply to the coil, and a predetermined voltage value are compared, and a first voltage value is set according to the difference voltage between the two. a current conversion means for outputting a current signal; a similar current generation means for obtaining a second current signal and a third current signal proportional or substantially proportional to the first current signal using a current mirror; and a similar current generation means synchronized with the rotation of the magnet. the third current signal is input to a current input terminal, and the modulation signal is input to a voltage input terminal; a modulating means for obtaining a fourth current signal obtained by modulating the current signal of No. 3 by the modulation signal; and a synthesizing means for synthesizing the second current signal and the fourth current signal, the synthesizing means A current proportional or substantially proportional to the output signal is supplied to the coil by the power supply means, thereby achieving the intended purpose.

以下、これについてブラシレス形のモータを例
にとり、図示の実施例に基づいて説明する。第1
図は本発明の一実施例を表わす回路結線図であ
る。第1図において、11,12は直流電源、1
3はロータにとりつけられた界磁用のマグネツ
ト、14,15,16はマグネツト13の発生磁
束と鎖交する3相のコイル、17は指令信号、1
8は電圧源、19は指令信号17と電圧源18の
電圧値を比較し、その差に対応した電流i1を出力
(吸込)する電流変換器(第2図参照)、破線にて
囲まれている部分20は電流変換器19の出力電
流i1に応動し、相対比の定まつた電流(相似電
流)i2,i3を得る相似電流発生器、21は変調信
号i4を作る電流源48を含む変調信号発生器、2
2は変調信号i4に応動して相似電流i3を変調した
出力信号i5を得る変調器、23は相似電流i2と変
調電流i5を合成した信号を得る合成器、24は合
成器23の出力信号に対応した電流(または電
圧)をコイル14,15,16に供給する電力供
給器である。
Hereinafter, this will be explained based on the illustrated embodiment, taking a brushless motor as an example. 1st
The figure is a circuit wiring diagram showing one embodiment of the present invention. In Fig. 1, 11 and 12 are DC power supplies;
3 is a field magnet attached to the rotor; 14, 15, and 16 are three-phase coils interlinked with the magnetic flux generated by the magnet 13; 17 is a command signal;
8 is a voltage source, 19 is a current converter (see Figure 2) that compares the voltage values of the command signal 17 and the voltage source 18 and outputs (sinks) a current i1 corresponding to the difference, and is surrounded by a broken line. 20 is a similar current generator that responds to the output current i 1 of the current converter 19 and generates currents (similar currents) i 2 and i 3 with fixed relative ratios, and 21 is a current that generates the modulation signal i 4 a modulated signal generator including a source 48, 2
2 is a modulator which obtains an output signal i 5 by modulating the similar current i 3 in response to the modulation signal i 4 ; 23 is a combiner which obtains a signal obtained by combining the similar current i 2 and the modulation current i 5 ; and 24 is a combiner. This is a power supply device that supplies current (or voltage) corresponding to the output signal of 23 to the coils 14, 15, and 16.

次に、その動作について説明する。指令信号1
7は、たとえば周波数発電機と速度電圧変換器等
により得られるマグネツト13の回転速度(ロー
タの回転速度)に対応して変化する電圧信号であ
り、速度の遅い時にはその電圧値が小さくなり、
速度が速くなると電圧値は大きくなる。指令信号
17は電流変換器19に入力され、電圧源18の
電圧値との差に対応した電流に変換されて出力
(電流吸込)される。
Next, its operation will be explained. Command signal 1
7 is a voltage signal that changes in accordance with the rotational speed of the magnet 13 (rotor rotational speed) obtained, for example, by a frequency generator and a speed-voltage converter, and when the speed is slow, the voltage value becomes small;
As the speed increases, the voltage value increases. The command signal 17 is input to the current converter 19, converted into a current corresponding to the difference from the voltage value of the voltage source 18, and outputted (current absorption).

第2図に電流変換器19の具体的な回路例を示
す。指令信号17および電圧源18はそれぞれ差
動回路を構成するトランジスタ101,102の
ベース側に印加され、その両者の差電圧に応じて
電流源105の電流はそれぞれのコレクタ側に分
配される。トランジスタ101,102のコレク
タ電流はトランジスタ106,107からなるカ
レントミラーによつて比較され、その差電流に応
じた電流i1がトランジスタ108を介して出力
(吸込)される。
FIG. 2 shows a specific circuit example of the current converter 19. Command signal 17 and voltage source 18 are applied to the base sides of transistors 101 and 102, respectively, forming a differential circuit, and the current of current source 105 is distributed to the respective collector sides according to the voltage difference between the two. The collector currents of transistors 101 and 102 are compared by a current mirror made up of transistors 106 and 107, and a current i 1 corresponding to the difference current is output (sucked) via transistor 108.

電流変換器19の出力電流i1は相似電流発生器
20に入力され、i1に比例(または略比例)する
相対比の定まつた2つの電流i2,i3を作り出す。
相似電流発生器20は、トランジスタ41,4
2,43,44と抵抗45,46,47からなる
カレントミラー回路にて構成され、ここでは抵抗
45,46,47の抵抗値の相対比を2r:r:2r
となし、トランジスタ42,43,44のエミツ
タ面積比を1/2r:1/r:1/2rとなすことに
より、電流i1,i2,i3を1:2:1にしている。
The output current i 1 of the current converter 19 is input to a similar current generator 20, which generates two currents i 2 and i 3 with fixed relative ratios that are proportional (or approximately proportional) to i 1 .
Similar current generator 20 includes transistors 41 and 4
2, 43, 44 and resistors 45, 46, 47. Here, the relative ratio of the resistance values of resistors 45, 46, 47 is 2r:r:2r.
By setting the emitter area ratio of the transistors 42, 43, and 44 to 1/2r:1/r:1/2r, the currents i 1 , i 2 , and i 3 are set to 1:2:1.

電流i3は変調器22に入力され、変調信号発生
器21の変調信号i4に応じて変調された電流i5
得ている。変調信号発生器21はマグネツト13
の回転に同期した変調信号i4を発生している。変
調器22はトランジスタ49,50とダイオード
51,52からなる差動回路とバイアス用の抵抗
53,54,55にて構成され、差動回路の電流
入力端子であるダイオード51,52の接続端子
(トランジスタ49,50のエミツタ側の共通接
続端子)に電流i3が入力され、差動回路の電圧入
力端子であるトランジスタ49のベース端子に変
調信号i4と抵抗55による変調用の電圧信号が入
力されている。その結果、出力電流i5は i4=0のとき i5=i3/2 i4=Maxのとき i5=0 0<i4<Maxのとき 0<i5<i3/2 となつている。
The current i 3 is input to the modulator 22, and a current i 5 modulated according to the modulation signal i 4 of the modulation signal generator 21 is obtained. The modulation signal generator 21 is a magnet 13
A modulation signal i4 synchronized with the rotation of is generated. The modulator 22 is composed of a differential circuit including transistors 49, 50 and diodes 51, 52, and bias resistors 53, 54, 55. Current i 3 is input to the emitter side common connection terminal of transistors 49 and 50, and modulation signal i 4 and a voltage signal for modulation by resistor 55 are input to the base terminal of transistor 49, which is the voltage input terminal of the differential circuit. has been done. As a result, the output current i 5 is: when i 4 = 0, i 5 = i 3 /2, when i 4 = Max, i 5 = 0, when 0 < i 4 < Max, 0 < i 5 < i 3 /2. ing.

相似電流i2と被変調電流i5はダイオード56と
抵抗57からなる合成器23により合成され、抵
抗57の両端電圧vはその両電流の合成値(i2
i5)に比例する。
The similar current i 2 and the modulated current i 5 are combined by a combiner 23 consisting of a diode 56 and a resistor 57, and the voltage v across the resistor 57 is the combined value of both currents (i 2 +
i 5 ).

電力供給器24は、3相のコイル14,15,
16に電力(電流・電圧)を供給する駆動トラン
ジスタ31,32,33と、コイルと電源の電流
路に直列に挿入された抵抗61からなる電流検出
器34と、電流検出器34の出力電圧と合成器2
3の出力電圧が入力され、その両電圧信号に応動
した電流i6を出力する制御器(第3図参照)と、
マグネツト13の発生磁束を検出するホール素子
69,70,71からなる位置検出器37と、ホ
ール素子69,70,71の出力に応動して通電
すべき駆動トランジスタ(従つてコイル)を選択
する差動トランジスタ64,65,66からなる
選択器36によつて構成されている。
The power supply 24 includes three-phase coils 14, 15,
16, a current detector 34 consisting of a resistor 61 inserted in series in the current path between the coil and the power supply, and an output voltage of the current detector 34. Synthesizer 2
a controller (see Fig. 3) which receives the output voltage of 3 and outputs a current i 6 in response to both voltage signals;
A position detector 37 consisting of Hall elements 69, 70, 71 that detects the magnetic flux generated by the magnet 13, and a position detector 37 that selects the drive transistor (therefore, the coil) to be energized in response to the output of the Hall elements 69, 70, 71. The selector 36 includes dynamic transistors 64, 65, and 66.

第3図に制御器35の具体的な構成例を示す。
合成器23の出力電圧をベース側に、電流検出器
34の検出信号をエミツタ側に印加されたトラン
ジスタ111とカレントミラー(トランジスタ1
12,113)によつて構成されており、トラン
ジスタ111のベース・エミツタ間電圧に応動し
た出力電流i6を得ている。
FIG. 3 shows a specific example of the configuration of the controller 35.
The output voltage of the synthesizer 23 is applied to the base side, and the detection signal of the current detector 34 is applied to the emitter side.
12, 113), and obtains an output current i6 responsive to the base-emitter voltage of the transistor 111.

制御器35の出力電流i6は選択器36の差動ト
ランジスタ64,65,66の共通エミツタ電流
となり、位置検出器37のホール素子69,7
0,71の出力電圧は差動トランジスタ64,6
5,66の各ベース側に印加され、そのベース電
圧に応じてトランジスタ64,65,66はエミ
ツタ電流i6をコレクタ側に分配する。すなわち、
ベース電圧が最も低いトランジスタが最も活性と
なり、他のトランジスタは不活性となる。その結
果、位置検出器37の出力により活性となるトラ
ンジスタが選択される。
The output current i 6 of the controller 35 becomes a common emitter current of the differential transistors 64 , 65 , 66 of the selector 36 , and the Hall elements 69 , 7 of the position detector 37
The output voltage of 0,71 is the differential transistor 64,6
The transistors 64, 65, and 66 distribute the emitter current i6 to the collector side depending on the base voltage. That is,
The transistor with the lowest base voltage is the most active, and the other transistors are inactive. As a result, the transistor that is activated by the output of the position detector 37 is selected.

トランジスタ64,65,66の各コレクタ電
流は駆動トランジスタ31,32,33の各ベー
ス電流となり、電流増幅されてコイル14,1
5,16に電流(電力)を供給する。コイル1
4,15,16への供給電流(駆動トランジスタ
31,32,33の通電電流)は合成されて電流
検出器34により検出され、その出力電圧が制御
器35に入力される。
The collector currents of the transistors 64, 65, and 66 become the base currents of the drive transistors 31, 32, and 33, and are amplified and passed through the coils 14, 1.
Current (power) is supplied to 5 and 16. coil 1
The currents supplied to the transistors 4, 15, and 16 (currents flowing through the drive transistors 31, 32, and 33) are combined and detected by a current detector 34, and the output voltage thereof is input to a controller 35.

このように、駆動トランジスタ31,32,3
3と電流検出器34と制御器35により帰還ルー
プが構成されており(選択器36は単に切り換え
を行なうだけであり帰還リープにおいて重要では
ない)、駆動トランジスタ31,32,33間の
hFEバラツキ等による相間バラツキの影響を小さ
くし、コイル14,15,16への供給電流I0
確実に合成器23の出力電圧に対応した値となし
ている。なお、62はこの帰還ループの位相補償
(発振防止)のためのコンデンサである。また、
コイル14,15,16に並列接続されたコンデ
ンサ81,83,85と抵抗82,84,86の
直列回路は通電するコイルの切換えに伴うスパイ
ク電圧を低減するものである。
In this way, drive transistors 31, 32, 3
3, a current detector 34, and a controller 35 constitute a feedback loop (the selector 36 only performs switching and is not important in the feedback leap).
h The influence of inter-phase variation due to FE variation etc. is reduced, and the current I 0 supplied to the coils 14, 15, 16 is reliably set to a value corresponding to the output voltage of the combiner 23. Note that 62 is a capacitor for phase compensation (prevention of oscillation) of this feedback loop. Also,
A series circuit of capacitors 81, 83, 85 and resistors 82, 84, 86 connected in parallel to the coils 14, 15, 16 reduces the spike voltage caused by switching of the coil to be energized.

この帰還ループの平衡状態において、 VD56+R57・(i2+i5)=VBE111+R61・I0 …(1) となる(第1図と第3図参照)。ここで、VD56
ダイオード56の順方向電圧、VBE111はトランジ
スタ111のベース・エミツタ順方向電圧、R57
とR61はそれぞれ抵抗57と61の抵抗値であ
る。
In the balanced state of this feedback loop, V D56 + R 57 · (i 2 + i 5 ) = V BE111 + R 61 · I 0 (1) (see Figures 1 and 3). Here, V D56 is the forward voltage of diode 56, V BE111 is the base-emitter forward voltage of transistor 111, and R 57
and R 61 are the resistance values of resistors 57 and 61, respectively.

通常、VD56=VBE111であるから、コイルへの供
給電流I0は I0=(R57/R61)・(i2+i5) …(2) となる。すなわち、コイルへの供給電流I0は相似
電流i2と被変調電流i5の合成値(i2+i5)に比例す
る。
Normally, V D56 = V BE111 , so the current I 0 supplied to the coil is I 0 = (R 57 /R 61 )·(i 2 +i 5 ) (2). That is, the current I 0 supplied to the coil is proportional to the composite value (i 2 +i 5 ) of the similar current i 2 and the modulated current i 5 .

このように、コイルへの供給電流I0をモータの
回転に同期した変調信号に応動して変化させるな
らば均一な発生力を得ることができる。次に、こ
れについて第4図の動作説明用波形図を参照して
説明する。第4図aはコイル14,15,16に
加わるマグネツト13の発生磁束密度をマグネツ
ト13の回転位置を横軸にとつて表わしたもので
あり、コイルとマグネツトの相対位置によつて磁
束密度は周期的に変化する。同一方向への接続的
な回転力を得るために、ブラシレス形のモータで
は回転位置を位置検出器37にて検出し、選択器
36により通電すべきコイルを選択して電流を供
給するようになしている。その通電区間は、第4
図aの上側に記している。いま、一定の電流I0
選択されたコイルに供給するものとすれば、フレ
ミングの法則より、発生力は磁束密度と電流の積
に比例し、第4図aの実線のように場所的に大幅
に変動するようになる。この発生力の変動は、磁
束密度の場所的な変化によつて生じるものである
から、モータ構造に固有のものであり、モータ構
造が決まれば、その波形や変動率も決まり、量産
時にほとんどバラツかない。従つて、本発明のよ
うにコイルへの供給電流I0をマグネツトの回転に
同期した信号に応動させて変化させるならば均一
な発生力を得ることができる。
In this way, if the current I 0 supplied to the coil is changed in response to a modulation signal synchronized with the rotation of the motor, a uniform generated force can be obtained. Next, this will be explained with reference to the waveform diagram for explaining the operation in FIG. Figure 4a shows the magnetic flux density generated by the magnet 13 applied to the coils 14, 15, and 16, with the rotational position of the magnet 13 taken as the horizontal axis. change. In order to obtain connected rotational force in the same direction, in a brushless motor, the rotational position is detected by the position detector 37, and the coil to be energized is selected by the selector 36 and current is supplied. ing. The energized section is the fourth
It is written in the upper part of figure a. Now, if a constant current I0 is supplied to the selected coil, according to Fleming's law, the generated force is proportional to the product of the magnetic flux density and the current, and it varies depending on the location as shown by the solid line in Figure 4a. will start to fluctuate significantly. This variation in generated force is caused by local changes in magnetic flux density, so it is inherent to the motor structure. Once the motor structure is determined, its waveform and rate of variation are also determined, and there is almost no variation during mass production. It's fleeting. Therefore, if the current I0 supplied to the coil is changed in response to a signal synchronized with the rotation of the magnet as in the present invention, a uniform generated force can be obtained.

第4図bは変調信号発生器21の電流源48の
電流(変調信号)i4の波形であり、磁束密度の変
動に対応した、回転に同期する周期信号となつて
いる。変調信号i4によつて変調された変調器22
の出力電流i5は、第4図cのように回転位置に応
じて変化する。すなわち、i4=Maxのときにはi5
=0となり、i4がMaxより小さくなつていくとi5
は増加してゆき、i4=0となるとi5は相似電流i3
の1/2になる。従つて、合成電流(i2+i5)は第4
図dに示すようになる。コイルへの供給電流I0
は、(2)式より(i2+i5)に比例するから、その波
形は(i2+i5)と同様になる。発生力は電流I0(第
4図d)と磁束密度(第4図aの実線)の積であ
るから、本発明のモータの発生力は第4図eのよ
うになり、変動の少ない均一な発生力を得ること
ができる。
FIG. 4b shows the waveform of the current (modulation signal) i 4 of the current source 48 of the modulation signal generator 21, which is a periodic signal synchronized with rotation corresponding to fluctuations in magnetic flux density. modulator 22 modulated by modulation signal i 4
The output current i 5 changes depending on the rotational position as shown in FIG. 4c. That is, when i 4 = Max, i 5
= 0, and as i 4 becomes smaller than Max, i 5
increases, and when i 4 = 0, i 5 becomes a similar current i 3
It becomes 1/2 of Therefore, the composite current (i 2 + i 5 ) is the fourth
The result is as shown in Figure d. Supply current to the coil I 0
is proportional to (i 2 + i 5 ) from equation (2), so its waveform is similar to (i 2 + i 5 ). Since the generated force is the product of the current I 0 (Figure 4 d) and the magnetic flux density (solid line in Figure 4 a), the generated force of the motor of the present invention is as shown in Figure 4 e, and is uniform with little fluctuation. You can get a lot of power.

ここで、電流i2とi3は共に相似電流発生器20
の出力であり、指令信号17に応動してその絶対
的な値は変化するが、i2とi3の相対比は常に一定
(i2:i3=1:2)である。従つて、指令信号17
の値にかかわらず、コイルへの供給電流I0は変化
率(最大値/最小値=(i2+i3/2)/i2=2)が
一定で第4図dのように回転位置によつて変化す
る電流となる(i2,I0の値は指令信号17に応動
して変化する)。その結果、小電流供給時でも大
電流供給時でも、発生力のむらは大幅に低減され
ている。
Here, the currents i 2 and i 3 are both generated by the similar current generator 20
Although its absolute value changes in response to the command signal 17, the relative ratio between i 2 and i 3 is always constant (i 2 :i 3 =1:2). Therefore, the command signal 17
Regardless of the value of This results in a changing current (the values of i 2 and I 0 change in response to the command signal 17). As a result, the unevenness of the generated force is significantly reduced whether a small current or a large current is supplied.

このように、指令信号17に応動する相対比の
定まつた2つの電流信号i2,i3を作り、そのうち
の1つの電流信号i3をモータの回転に同期した
(モータの回転位置に対応した)変調信号i4にて
変調して、その被変調信号i5と電流信号i2を合成
して、その合成電流(i2+i5)に比例した電流I0
をコイルに供給するようになすならば、簡単にモ
ータの発生力のむらを小さくできる。また、コイ
ルへの供給電流I0の変化率(最大値/最小値)が
変調信号i4の大きさ、波形バラツキの影響を受け
難いために、量産時の性能も安定する(発生力の
むらは小さい)。
In this way, two current signals i 2 and i 3 with a fixed relative ratio are generated in response to the command signal 17, and one of the current signals i 3 is synchronized with the rotation of the motor (corresponding to the rotational position of the motor). The modulated signal i 5 and the current signal i 2 are combined to generate a current I 0 proportional to the combined current (i 2 + i 5 ).
If the power is supplied to the coil, the unevenness of the force generated by the motor can be easily reduced. In addition, since the rate of change (maximum value/minimum value) of the current I0 supplied to the coil is less affected by the magnitude and waveform variations of the modulation signal i4 , performance during mass production is stable (the unevenness of the generated force is small).

これについて説明すれば、変調信号i4は (1) 変調信号を作りだすための専用の検出器(ロ
ータに多極マグネツトを取りつけ、ステータに
ホール素子を取付ける)を設ける。
To explain this, the modulation signal i 4 can be obtained by: (1) A dedicated detector (a multi-pole magnet is attached to the rotor and a Hall element is attached to the stator) for generating the modulation signal is provided.

(2) 電力供給器24の位置検出器37のホール素
子69,70,71の出力電圧信号から合成し
て作り出す等の方法によつて作り出される。一
般に、変調信号i4の大きさや波形は量産時に
個々のモータによつてかなり変動する(たとえ
ば、ホール素子の感度バラツキや取付けバラツ
キはかなり大きい)。従つて、変調信号i4によ
り直接電流変換器19の出力電流を変調する
と、量産バラツキが大きく、必要とする変化率
の電流信号を安定に得られない。しかし、前述
の実施例のごとく、相似電流生器20で指令信
号17に応動する相対比の定まつた2つの電流
信号i2,i3を作り、そのうちの1つの電流信号
i3をモータの回転に同期した変調信号i4にて変
調し、その被変調信号i5と電流信号i2を合成し
て、その合成電流(i2+i5)に比例した電流を
コイルに供給するような構成になすならば、変
調信号i4のバラツキによつてコイルへの供給電
流I0の波形は少し影響を受けるが、その変化率
はほとんど変化しない(変調器22の出力電流
は最大でi3/2、最小で0と制限されている)。
その結果、量産時でも十分に安定した発生力の
むらの小さい高性能のモータとなる。
(2) It is created by a method such as combining the output voltage signals of the Hall elements 69, 70, 71 of the position detector 37 of the power supply 24. Generally, the magnitude and waveform of the modulation signal i4 vary considerably depending on the individual motors during mass production (for example, the sensitivity variations and installation variations of Hall elements are quite large). Therefore, if the output current of the current converter 19 is directly modulated by the modulation signal i4 , there will be large variations in mass production, and it will not be possible to stably obtain a current signal with the required rate of change. However, as in the above-mentioned embodiment, two current signals i 2 and i 3 with a fixed relative ratio are generated in response to the command signal 17 by the similar current generator 20, and one of the current signals i 2 and i 3 is
i 3 is modulated with a modulation signal i 4 synchronized with the rotation of the motor, the modulated signal i 5 and current signal i 2 are combined, and a current proportional to the combined current (i 2 + i 5 ) is applied to the coil. If the configuration is configured such that the modulation signal i 4 is supplied to the coil, the waveform of the current I 0 supplied to the coil will be slightly affected by the variation in the modulation signal i 4 , but the rate of change will hardly change (the output current of the modulator 22 will be (Limited to a maximum of i 3 /2 and a minimum of 0).
The result is a high-performance motor that is sufficiently stable even during mass production, with little unevenness in generated force.

さらに、前述の実施例に示すように、電力供給
器24が、コイルへの供給電流を検出する電流検
出器34と、電流検出器34と合成器23の出力
が入力され、その両者に応動した出力信号を得る
制御器35と、制御器35の出力に応じた電流を
コイルに供給する駆動トランジスタを含んで構成
されるならば、コイルへの供給電流I0を合成器2
3の出力信号に対応した値となすような帰還ルー
プが形成され、本発明のモータの発生力のむらの
低減効果は安定となる。
Furthermore, as shown in the above-described embodiment, the power supply 24 receives the current detector 34 that detects the current supplied to the coil, the outputs of the current detector 34 and the combiner 23, and responds to both of them. If the configuration includes a controller 35 that obtains an output signal and a drive transistor that supplies a current to the coil according to the output of the controller 35, the current I0 supplied to the coil is converted to the combiner 2.
A feedback loop having a value corresponding to the output signal No. 3 is formed, and the effect of reducing unevenness in the force generated by the motor of the present invention becomes stable.

また、前述の実施例ではブラシレス形のモータ
を例にとり説明したが、本発明はそのような場合
に限らず、ブラシ付きのモータであつても適用で
きる。第5図に本発明の他の実施例を表わす回路
結線図を示す。第5図において、91はブラシ・
コミユテータを介してコイルに電流が供給される
モータの駆動力発生部であり、92はリツプル除
去用のコンデンサである。また、電力供給器24
は1個の駆動トランジスタ31と電流検出器34
と制御器35によつて構成され、コイルへの供給
電流I0が合成器23の出力信号に確実に応動する
ように帰還ループを形成している。その他の構成
および動作は前述の第1図の実施例と同様であ
り、説明を省略する。
Further, although the above-described embodiments have been described using a brushless motor as an example, the present invention is not limited to such a case, but can also be applied to a brushed motor. FIG. 5 shows a circuit connection diagram representing another embodiment of the present invention. In Fig. 5, 91 is a brush.
This is a driving force generating section of the motor to which current is supplied to the coil via the commutator, and 92 is a capacitor for ripple removal. In addition, the power supply 24
is one drive transistor 31 and current detector 34
and a controller 35, forming a feedback loop to ensure that the current I 0 supplied to the coil responds to the output signal of the combiner 23. The other configurations and operations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1 described above, and their explanations will be omitted.

また、3相のコイルに片方向の電流を供給する
構成に限らず、両方向に電流を供給するようにし
ても良い(たとえば、特公昭55−6938号公報に記
載の方法)。さらに、3相に限らず、一般に多相
のコイルを有するモータに、本発明は適用可能で
ある。その他、本発明の主旨を変えずして種々の
変形が可能である。
Further, the configuration is not limited to supplying current in one direction to the three-phase coils, but it is also possible to supply current in both directions (for example, the method described in Japanese Patent Publication No. 55-6938). Furthermore, the present invention is applicable not only to motors having three-phase coils but also to motors having multi-phase coils in general. In addition, various modifications are possible without changing the gist of the present invention.

以上本発明によればaモータの発生力のむらを
大幅に小さくでき、これをカレントミラーを使用
した相似電流発生手段や差動回路を使用した変調
手段などにより簡単に構成でき、しかも変調信号
の大きさや波形バラツキの影響を受けにくいため
に、量産時の発生力むらの低減効果が安定にで
き、さらにアナログ的な変調信号によりコイルへ
の供給電流をアナログ的に変化させることができ
て、発生力のむらを十分に低減することができる
などの効果が得られる。従つて、本発明にもとづ
いて、音響・映像機器用のブラシレスモータを構
成するならば、安定かつ高性能な装置を得ること
ができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to significantly reduce the unevenness of the force generated by the a motor, and this can be easily configured using a similar current generation means using a current mirror, a modulation means using a differential circuit, etc., and the magnitude of the modulation signal is Because it is less susceptible to variations in the sheath waveform, it is possible to stably reduce the unevenness of generated force during mass production.Furthermore, the current supplied to the coil can be changed in an analog manner using an analog modulation signal, which reduces the generated force. Effects such as being able to sufficiently reduce unevenness can be obtained. Therefore, if a brushless motor for audio/visual equipment is constructed based on the present invention, a stable and high-performance device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を表わす回路結線
図、第2図は電流変換器の具体的な構成例図、第
3図は制御器の具体的な構成例図、第4図は動作
説明用波形図、第5図は本発明の他の実施例を表
わす回路結線図である。 11,12……直流電源、13……マグネツ
ト、14,15,16……コイル、17……指令
信号、19……電流変換器、20……相似電流発
生器、21……変調信号発生器、22……変調
器、23……合成器、24……電力供給器、3
1,32,33……駆動トランジスタ、34……
電流検出器、35……制御器、36……選択器、
37……位置検出器。
Fig. 1 is a circuit connection diagram representing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram of a specific configuration example of a current converter, Fig. 3 is a diagram of a specific configuration example of a controller, and Fig. 4 is an operation diagram. The explanatory waveform diagram and FIG. 5 are circuit connection diagrams representing another embodiment of the present invention. 11, 12... DC power supply, 13... Magnet, 14, 15, 16... Coil, 17... Command signal, 19... Current converter, 20... Similar current generator, 21... Modulation signal generator , 22...Modulator, 23...Synthesizer, 24...Power supply, 3
1, 32, 33...drive transistor, 34...
Current detector, 35...controller, 36...selector,
37...Position detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ロータに取り付けられた界磁用のマグネツト
からなる界磁手段と、多相のコイルと、前記コイ
ルへの供給電流を制御する電力供給手段と、前記
コイルへの電流供給を指令する指令信号と所定の
電圧値を比較し、両者の差電圧に応じた第1の電
流信号を出力する電流変換手段と、カレントミラ
ーにより前記第1の電流信号に比例もしくは略比
例した第2の電流信号と第3の電流信号を得る相
似電流発生手段と、前記マグネツトの回転に同期
して変化する変調信号を得る変調信号発生手段
と、前記第3の電流信号を電流入力端子に入力さ
れ、前記変調信号を電圧入力端子に入力された差
動回路を含んで構成され、前記第3の電流信号を
前記変調信号によつて変調した第4の電流信号を
得る変調手段と、前記第2の電流信号と前記第4
の電流信号を合成する合成手段を具備し、前記合
成手段の出力信号に比例もしくは略比例した電流
を前記電力供給手段により前記コイルに供給する
ようにしたモータ。
1 A field means consisting of a field magnet attached to a rotor, a multiphase coil, a power supply means for controlling the current supplied to the coil, and a command signal for commanding the current supply to the coil. a current converter that compares predetermined voltage values and outputs a first current signal according to the difference voltage between the two; and a current mirror that outputs a second current signal that is proportional or approximately proportional to the first current signal. a similar current generating means for obtaining a third current signal; a modulating signal generating means for obtaining a modulating signal that changes in synchronization with the rotation of the magnet; the third current signal is input to a current input terminal, and the modulating signal is a modulation means configured to include a differential circuit input to a voltage input terminal and obtains a fourth current signal obtained by modulating the third current signal with the modulation signal; Fourth
1. A motor comprising a synthesizing means for synthesizing current signals of the synthesizing means, the electric power supply means supplying a current proportional to or substantially proportional to an output signal of the synthesizing means to the coil.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54157211A (en) * 1978-06-02 1979-12-12 Mitsubishi Electric Corp Motor control device
JPS55131294A (en) * 1979-03-30 1980-10-11 Mitsubishi Electric Corp Controller for synchronous motor

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