JPH03207288A - ブラシレス直流モータ - Google Patents
ブラシレス直流モータInfo
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- JPH03207288A JPH03207288A JP2097116A JP9711690A JPH03207288A JP H03207288 A JPH03207288 A JP H03207288A JP 2097116 A JP2097116 A JP 2097116A JP 9711690 A JP9711690 A JP 9711690A JP H03207288 A JPH03207288 A JP H03207288A
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、モータ可動部(ロータ)の位1に応じて3相
のコイルに対する給電をトランジスタ等を使用して順次
電子的に切換えてゆくブラシレス直流モータに関するも
のである。
のコイルに対する給電をトランジスタ等を使用して順次
電子的に切換えてゆくブラシレス直流モータに関するも
のである。
ブラシレス直流モータは、ブラシによる火花・ノイズの
発生がなく、長寿命であることがら、各種の音響・映像
機器に応用されている。特公昭55−6938号公報に
は、このようなブラシレス直流モータにおいて、星形結
線された3相のコイルに片方向の電流を通電(半波駆動
)する方法および両方向の電流を通電(全波駆動)する
方法が示されている。3相のコイルを使用するブラシレ
ス直流モータは、モータ構造および駆動回路が簡単であ
るという利点があり、従来より広く実用化されている。
発生がなく、長寿命であることがら、各種の音響・映像
機器に応用されている。特公昭55−6938号公報に
は、このようなブラシレス直流モータにおいて、星形結
線された3相のコイルに片方向の電流を通電(半波駆動
)する方法および両方向の電流を通電(全波駆動)する
方法が示されている。3相のコイルを使用するブラシレ
ス直流モータは、モータ構造および駆動回路が簡単であ
るという利点があり、従来より広く実用化されている。
シカシ、従来の3相コイルを使用するブラシレス直流モ
ータでは、発生トルク(マグネットと電流による1M1
力)が回転位置に応じて変動し、大きなトルクリップル
を生じるという欠点がある。
ータでは、発生トルク(マグネットと電流による1M1
力)が回転位置に応じて変動し、大きなトルクリップル
を生じるという欠点がある。
このような欠点を解消するために、本出願人は特願昭5
2−67671号において、そのようなトルクリップル
を低減させたブラシレス直流モータを9Jl案している
(同実施例ではコイルに片方向の電流を流す半波駆動と
している)、シかし、上記の方法でトルクリップルを低
減するためには、マグネットの発生磁束密度(コイルに
作用する磁束)の平坦部分の巾を電気角で120@(1
[極ピッチを180°とする)以上と広くしなければな
らず、単一のマグネットにこのような広巾のN、S極を
隣接して着磁形成することが難かしく、リップルトルク
を十分に低減することができなかった。
2−67671号において、そのようなトルクリップル
を低減させたブラシレス直流モータを9Jl案している
(同実施例ではコイルに片方向の電流を流す半波駆動と
している)、シかし、上記の方法でトルクリップルを低
減するためには、マグネットの発生磁束密度(コイルに
作用する磁束)の平坦部分の巾を電気角で120@(1
[極ピッチを180°とする)以上と広くしなければな
らず、単一のマグネットにこのような広巾のN、S極を
隣接して着磁形成することが難かしく、リップルトルク
を十分に低減することができなかった。
また、円筒状のマグネットと円筒状の平滑鉄心の間に空
心のコイルを配置するモータや円板状のマグネットと円
板状の鉄板の間に空心のコイルを配置するモータなどの
ような、いわゆるスロットレス形(マグネットが回転し
コイルと鉄心・鉄板がステータに固定)のブラシレス直
流モータやコアレス形(マグネットと鉄板・鉄心が一体
的に回転しコイルがステータに固定)のブラシレス直流
モータにおいては、マグネット表面と鉄心・鉄板までの
ギャップが広いために、コイル部分における磁束密度(
コイルと直交する成分)の平坦部分(N極またはS極の
最も強い部分)の角度中を十分に広くとることがむずか
しく、通常のモータでは60@〜90″程度(電気角)
となっている、その結果、このようなブラシレス直流モ
ータにおいては、特公昭55−6938号公報に示され
るごとき電流の通電方法(半波駆動および全波駆動)で
は、発生トルクのリップルが非常に大きく、モータの回
転性能を著しく阻害し実用上大きな問題となっていた。
心のコイルを配置するモータや円板状のマグネットと円
板状の鉄板の間に空心のコイルを配置するモータなどの
ような、いわゆるスロットレス形(マグネットが回転し
コイルと鉄心・鉄板がステータに固定)のブラシレス直
流モータやコアレス形(マグネットと鉄板・鉄心が一体
的に回転しコイルがステータに固定)のブラシレス直流
モータにおいては、マグネット表面と鉄心・鉄板までの
ギャップが広いために、コイル部分における磁束密度(
コイルと直交する成分)の平坦部分(N極またはS極の
最も強い部分)の角度中を十分に広くとることがむずか
しく、通常のモータでは60@〜90″程度(電気角)
となっている、その結果、このようなブラシレス直流モ
ータにおいては、特公昭55−6938号公報に示され
るごとき電流の通電方法(半波駆動および全波駆動)で
は、発生トルクのリップルが非常に大きく、モータの回
転性能を著しく阻害し実用上大きな問題となっていた。
本発明は、そのような点を考慮し、3相のコイルを使用
しながらもトルクリップルの極めて少ないブラシレス直
流モータを提供せんとするものである。
しながらもトルクリップルの極めて少ないブラシレス直
流モータを提供せんとするものである。
以下に、本発明を図示の実施例にもとづいて説明する。
第1図〜第4図に本発明の一実施例を示す、第1図はそ
のモータ構造を表わす縦断面図であり、回転軸重を取付
けられた磁性体製のロータ2には厚さ方向に多極着磁さ
れた円環状のマグネット3が固着され、−磁的に回転す
る0回転軸1はステータのジャナル軸受6とスラスト軸
受7によって支承されている。ステータの鉄板4の表面
部には空心のコイル5が固着され、マグネット3と鉄板
4の間に形成される磁場の軸方向の磁束密度とコイルに
流す電流との相互作用によって所定方向への回転トルク
を得ている。
のモータ構造を表わす縦断面図であり、回転軸重を取付
けられた磁性体製のロータ2には厚さ方向に多極着磁さ
れた円環状のマグネット3が固着され、−磁的に回転す
る0回転軸1はステータのジャナル軸受6とスラスト軸
受7によって支承されている。ステータの鉄板4の表面
部には空心のコイル5が固着され、マグネット3と鉄板
4の間に形成される磁場の軸方向の磁束密度とコイルに
流す電流との相互作用によって所定方向への回転トルク
を得ている。
第2図(a)にマグネット3の磁極配置の一例を示す。
マグネット3は等角度ピッチ(機械角45゜me c
h=電気角180°el)もシくハ略等角度ピッチにN
極をS極交互に8極有するように着磁形成されている。
h=電気角180°el)もシくハ略等角度ピッチにN
極をS極交互に8極有するように着磁形成されている。
第3図にマグネット3の発生する磁場の軸方向の磁束密
度B(φ)の分布を360°e1分示す(他の磁極も同
様である)、ここに、マグネット3の1M1極ピツチを
電気角で180” elとして示している。その分布は
、N極およびS極の磁束密度の最も強い平坦部分の巾を
60’ ej! (1m極と、チの3分の1)となした
台形波もしくは略台形波状となっている。
度B(φ)の分布を360°e1分示す(他の磁極も同
様である)、ここに、マグネット3の1M1極ピツチを
電気角で180” elとして示している。その分布は
、N極およびS極の磁束密度の最も強い平坦部分の巾を
60’ ej! (1m極と、チの3分の1)となした
台形波もしくは略台形波状となっている。
第2図(b)にステータ例のコイルおよび位置検出用の
ホール素子の配置を示す0本例では、6個の集中巻した
コイルX1.Yl、Z、、X2.Y2゜Z2が等角ピッ
チ(60°mech=240’ ejりもしくは略等角
度°ピッチに配置されている。各コイルの径方向に伸び
たるトルク発注に関与する有効コイル辺の中心ピッチ(
これを実効ピッチと称す)は、マグネット3の1磁極ピ
ツチ(180′″el)に等しく、もしくは略等しくな
されいる(一般には、1磁極ピツチの奇数倍とする)、
その結果、コイルX1とX2は同相となり直列もしくは
並列に接続されて第1相のコイル群Xを形成し、コイル
Y1とY2は第2相のコイル群Yを形成し、コイルZ1
と22は第3相のコイル群2を形成している。
ホール素子の配置を示す0本例では、6個の集中巻した
コイルX1.Yl、Z、、X2.Y2゜Z2が等角ピッ
チ(60°mech=240’ ejりもしくは略等角
度°ピッチに配置されている。各コイルの径方向に伸び
たるトルク発注に関与する有効コイル辺の中心ピッチ(
これを実効ピッチと称す)は、マグネット3の1磁極ピ
ツチ(180′″el)に等しく、もしくは略等しくな
されいる(一般には、1磁極ピツチの奇数倍とする)、
その結果、コイルX1とX2は同相となり直列もしくは
並列に接続されて第1相のコイル群Xを形成し、コイル
Y1とY2は第2相のコイル群Yを形成し、コイルZ1
と22は第3相のコイル群2を形成している。
コイルx1.y、、z1の中心部分に位置検出用のホー
ル素子A、B、Cが配置され、マグネット3の磁束密度
を検出し、その出力にもとづいて3相のコイル群X、Y
、Zへの電流を切換え制御している。これについては後
述する。
ル素子A、B、Cが配置され、マグネット3の磁束密度
を検出し、その出力にもとづいて3相のコイル群X、Y
、Zへの電流を切換え制御している。これについては後
述する。
第4図に本実施例における駆動回路の回路結線図を示す
、同図において、x、y、zは環状結線(デルタ結線)
された3相のコイル群、A、B。
、同図において、x、y、zは環状結線(デルタ結線)
された3相のコイル群、A、B。
Cは位置検出用のホール素子(第2図)、24゜25.
26は第1の出力トランジスタ群、27゜28.29は
第2の出力トランジスタ群、20はコイルx、 y、
zへの合成供給電流を検出するための抵抗である。第
1の出力トランジスタ24゜25.26は一端(エミッ
タ側)が共通接続されて、抵抗20を介して○側電源端
子に接続され、各出力端子(コレクタ端子)は環状結線
されたコイルx、y、zの各粘接点に接続され、制?i
l端子(ベース端子)への電流によって活性・不活性が
制御される。
26は第1の出力トランジスタ群、27゜28.29は
第2の出力トランジスタ群、20はコイルx、 y、
zへの合成供給電流を検出するための抵抗である。第
1の出力トランジスタ24゜25.26は一端(エミッ
タ側)が共通接続されて、抵抗20を介して○側電源端
子に接続され、各出力端子(コレクタ端子)は環状結線
されたコイルx、y、zの各粘接点に接続され、制?i
l端子(ベース端子)への電流によって活性・不活性が
制御される。
第2の出力トランジスタ27.28.29は一端(エミ
ッタ側)が共通接続されて■側電源端子に接続され、各
出力端子(コレクタ端子)が第1のトランジスタ24.
25.26の各出力端子に接続され、制御端子(ベース
端子)への電流によって活性・不活性が制御される。ま
た、破線で囲まれた部分21はホール素子A、B、Cに
よって構成される位置検出器、22はホール素子A、B
。
ッタ側)が共通接続されて■側電源端子に接続され、各
出力端子(コレクタ端子)が第1のトランジスタ24.
25.26の各出力端子に接続され、制御端子(ベース
端子)への電流によって活性・不活性が制御される。ま
た、破線で囲まれた部分21はホール素子A、B、Cに
よって構成される位置検出器、22はホール素子A、B
。
Cの多出力に応動する第1の出力トランジスタ群24.
25.26の通電を分配制御する第1の分配制御器、2
3はホール素子A、B、Cの各出力に応動する第2の出
力トランジスタ群27.2B。
25.26の通電を分配制御する第1の分配制御器、2
3はホール素子A、B、Cの各出力に応動する第2の出
力トランジスタ群27.2B。
29の通電を分配制御する第2の分配制御器である。
さらに、30はロータ2の回転速度を検出し、その速度
に対応した指令電圧信号84に変換する速度検出器(周
知の各種の構成が利用できる)、31と45は電圧・電
流変換器、32はカレントミラー回路である。
に対応した指令電圧信号84に変換する速度検出器(周
知の各種の構成が利用できる)、31と45は電圧・電
流変換器、32はカレントミラー回路である。
次に、その動作について説明する。ia源電圧■。
に20Vが印加されると、速度検出器30の指令信号8
4と直流電imaaの電圧値は電圧・電流変換器31に
て比較され、その両者の差に応じた電流が吸収される。
4と直流電imaaの電圧値は電圧・電流変換器31に
て比較され、その両者の差に応じた電流が吸収される。
第5図に電圧・電流変換器31の構成例を示す。
同図において、信号84と電源33は差動トランジスタ
102,103のベース端子にそれぞれ印加され、その
電圧差に応じて定電流源106の電流値を各コレクタ側
に分配する。そのコレクタ電流は、トランジスタ108
,109のカレントミラー回路によって比較・反転され
、ベース接地されたトランジスタ111を介して出力(
電流吸込)される。
102,103のベース端子にそれぞれ印加され、その
電圧差に応じて定電流源106の電流値を各コレクタ側
に分配する。そのコレクタ電流は、トランジスタ108
,109のカレントミラー回路によって比較・反転され
、ベース接地されたトランジスタ111を介して出力(
電流吸込)される。
電圧・電流変換器31の出力は、カレントミラー回路3
2によって電流反転され、トランジスタ36の出力は第
1の分配制御器22に供給されてダイオード43と抵抗
44により電圧信号vIに変換される。また、トランジ
スタ37の出力は第2の分配制御器23に供給されて、
ダイオード52゜53と抵抗51によって電圧信号v2
に変換される。
2によって電流反転され、トランジスタ36の出力は第
1の分配制御器22に供給されてダイオード43と抵抗
44により電圧信号vIに変換される。また、トランジ
スタ37の出力は第2の分配制御器23に供給されて、
ダイオード52゜53と抵抗51によって電圧信号v2
に変換される。
電圧信号v1と抵抗2oの電圧降下は電圧・電流変換!
s45にて比較され、その両者の差に応した電流が出力
(電流吸込)され、第1の差動回路8Iを構成するトラ
ンジスタ48,49.50の共通エミッタ電流として供
給される。
s45にて比較され、その両者の差に応した電流が出力
(電流吸込)され、第1の差動回路8Iを構成するトラ
ンジスタ48,49.50の共通エミッタ電流として供
給される。
第6図に電圧・電流変換器45の構成例を示す。
同図において、トランジスタ120のベース側に電圧信
号v1が印加され、エミッタ側に抵抗2゜の電圧降下信
号が印加され、その両者の差に応じたコレクタ電流が流
れ、トランジスタ!22と123によるカレントミラー
によって電流反転され、第1の差動回路81に供給され
る。
号v1が印加され、エミッタ側に抵抗2゜の電圧降下信
号が印加され、その両者の差に応じたコレクタ電流が流
れ、トランジスタ!22と123によるカレントミラー
によって電流反転され、第1の差動回路81に供給され
る。
差動回路81のトランジスタ4B、49.50ノ各ヘー
ス端子にはそれぞれホール素子A、 B。
ス端子にはそれぞれホール素子A、 B。
Cの出力電圧が印加され、そのベース電圧の差に応じて
共通エミッタ電流が各コレクタ端子流に分配され、ベー
ス電圧の最も低いトランジスタのコレクタ電流が最も大
きくなり、他のトランジスタのコレクタ電流は零または
略零となる。
共通エミッタ電流が各コレクタ端子流に分配され、ベー
ス電圧の最も低いトランジスタのコレクタ電流が最も大
きくなり、他のトランジスタのコレクタ電流は零または
略零となる。
トランジスタ48,49.50の各コレクタ電流は第1
の出力トランジスタ群24,25.26の各ベース電流
となり、電流増幅されてコイルX。
の出力トランジスタ群24,25.26の各ベース電流
となり、電流増幅されてコイルX。
y、zに供給される。
コイルx、y、zへの供給電流は抵抗2oの電圧降下と
して検出され、電圧・電流変換器45に入力される。
して検出され、電圧・電流変換器45に入力される。
これにより、電圧・電流変換器45.第1の差動回路8
1.第1の出力トランジスタ群24.25゜26および
抵抗20によって第1の帰還ループ(電流帰還ループ)
が構成され、コイルx、 y。
1.第1の出力トランジスタ群24.25゜26および
抵抗20によって第1の帰還ループ(電流帰還ループ)
が構成され、コイルx、 y。
Zへの供給電流は確実に電圧信号V、(従って、速度検
出器30の出力指令信号84)に対応したiti値とな
している。その結果、出力トランジスタ24,25.2
6のhFtのバラツキ等の影響は著しく小さくなる。
出器30の出力指令信号84)に対応したiti値とな
している。その結果、出力トランジスタ24,25.2
6のhFtのバラツキ等の影響は著しく小さくなる。
また、マグネット3の回転に伴ってホール素子A、B、
Cの出力電圧が変化し、対応するコイルに電流を供給す
るように、第1の出力トランジスタ24.25.26の
通電を制御し、円滑に切換えてゆく。なお、コンデンサ
46は上述の帰還ループの位相補償(発振防止)につけ
ている。
Cの出力電圧が変化し、対応するコイルに電流を供給す
るように、第1の出力トランジスタ24.25.26の
通電を制御し、円滑に切換えてゆく。なお、コンデンサ
46は上述の帰還ループの位相補償(発振防止)につけ
ている。
次に、第2の分配制御器と第2の出力トランジスタの動
作について説明する。第2の分配制御器23は1.第1
の出力トランジスタ群24.25゜26の通電状態にあ
るトランジスタの動作電圧と基準の電圧信号■2を比較
する検出・比較器82と、第2の差動回路83によって
構成されている。
作について説明する。第2の分配制御器23は1.第1
の出力トランジスタ群24.25゜26の通電状態にあ
るトランジスタの動作電圧と基準の電圧信号■2を比較
する検出・比較器82と、第2の差動回路83によって
構成されている。
カレントミラー回路32の出力は検出・比較器82に入
力され、抵抗51.ダイオード52.53によって第1
の出力トランジスタ24.25.26の共通接続端子(
エミッタ側)から所定電圧値の基準電圧信号■2を発生
する。
力され、抵抗51.ダイオード52.53によって第1
の出力トランジスタ24.25.26の共通接続端子(
エミッタ側)から所定電圧値の基準電圧信号■2を発生
する。
検出トランジスタ54.55.56の各エミッタ側は入
力端子として基準電位点(信号v2の点)に直流的に(
直接または抵抗、ダイオード等を介して)接続され、各
ベース側は検出端子として第1の出力トランジスタ24
,25.26の各出力端子に直流的に接続されている。
力端子として基準電位点(信号v2の点)に直流的に(
直接または抵抗、ダイオード等を介して)接続され、各
ベース側は検出端子として第1の出力トランジスタ24
,25.26の各出力端子に直流的に接続されている。
その結果、第1の出力トランジスタ24,25.26の
通電状態にあるトランジスタの動作電圧(Vczの絶対
値)と基準電圧信号■2よりもエミッタ・ベース間順方
向電圧(Vatζ0.7V)分小さくなると、対応する
検出トランジスタが導通し、コレクタ側に電流を出力す
る。
通電状態にあるトランジスタの動作電圧(Vczの絶対
値)と基準電圧信号■2よりもエミッタ・ベース間順方
向電圧(Vatζ0.7V)分小さくなると、対応する
検出トランジスタが導通し、コレクタ側に電流を出力す
る。
第7図に出力トランジスタ27と25が活性となってい
る場合の電流路を示す、その電流路は、O側電源端子→
第2の出力トランジスタ27→コイルx、y、z→第1
の出力トランジスタ25→抵抗2O−(9側電源端子と
なり、通電状態にある第1の出力トランジスタ25の動
作電圧(VCE)が他の出力トランジスタ24.26の
電圧(Vci)よりも小さくなる。その結果、出力トラ
ンジスタ25の動作電圧と基準電圧信号■2が検出トラ
ンジスタ55によって比較され、その差に応じたコレク
タ電流が出力される。各検出トランジスタ54.55.
56の出力電流は合成され(コレクタ側を共通接続)、
トランジスタ59、ダイオード57.抵抗58.60の
カレントミラーによって反転・増幅され、第2の差動回
路83の共通エミッタ電流として吸引される。
る場合の電流路を示す、その電流路は、O側電源端子→
第2の出力トランジスタ27→コイルx、y、z→第1
の出力トランジスタ25→抵抗2O−(9側電源端子と
なり、通電状態にある第1の出力トランジスタ25の動
作電圧(VCE)が他の出力トランジスタ24.26の
電圧(Vci)よりも小さくなる。その結果、出力トラ
ンジスタ25の動作電圧と基準電圧信号■2が検出トラ
ンジスタ55によって比較され、その差に応じたコレク
タ電流が出力される。各検出トランジスタ54.55.
56の出力電流は合成され(コレクタ側を共通接続)、
トランジスタ59、ダイオード57.抵抗58.60の
カレントミラーによって反転・増幅され、第2の差動回
路83の共通エミッタ電流として吸引される。
差動回路83のトランジスタ63.64.65の各ベー
ス端子にはホール素子A、B、Cの出力が印加され、そ
のベース電圧に応じて共通エミッタ電流をコレクタ側に
分配する。トランジスタ63.64.65の各コレクタ
電流は第2の出力トランジスタ27.28.29の各ベ
ース電流となり、コイルX、Y、Zへの通電を切換え制
御している。
ス端子にはホール素子A、B、Cの出力が印加され、そ
のベース電圧に応じて共通エミッタ電流をコレクタ側に
分配する。トランジスタ63.64.65の各コレクタ
電流は第2の出力トランジスタ27.28.29の各ベ
ース電流となり、コイルX、Y、Zへの通電を切換え制
御している。
従って、検出・比較器82.第2の差動回路83、第2
の出力トランジスタ27.28.29とコイルx、y、
zによって第2の帰還ループが構成され、第1の出力ト
ランジスタ24.25.26の通電状態にあるトランジ
スタの動作電圧(VCE)を能動領域内の所定の小さな
電圧値に一致させるように動作する。これについて説明
すれば、第1の出力トランジスタの動作電圧の減少は、
検出・比較器82によって検出・比較されて、その吸込
電流を大きくし、第2の出力トランジスタのベース電流
、従って、そのコレクタ電流を大きくなし、コイルX、
Y、Zへの供給電流を大きくする。第1の出力トランジ
スタの出力電流(吸込電流)は前述の第1の帰還ループ
の動作によって一定となされているため、第2の出力ト
ランジスタの出力電流が増大すると、コイルx、y、z
での電圧降下を大きくすると共に第1の出力トランジス
タの動作電圧を大きくする。その結果、第1の出力トラ
ンジスタの動作電圧が一定または略一定となるように第
2の出力トランジスタの通電が制御される。
の出力トランジスタ27.28.29とコイルx、y、
zによって第2の帰還ループが構成され、第1の出力ト
ランジスタ24.25.26の通電状態にあるトランジ
スタの動作電圧(VCE)を能動領域内の所定の小さな
電圧値に一致させるように動作する。これについて説明
すれば、第1の出力トランジスタの動作電圧の減少は、
検出・比較器82によって検出・比較されて、その吸込
電流を大きくし、第2の出力トランジスタのベース電流
、従って、そのコレクタ電流を大きくなし、コイルX、
Y、Zへの供給電流を大きくする。第1の出力トランジ
スタの出力電流(吸込電流)は前述の第1の帰還ループ
の動作によって一定となされているため、第2の出力ト
ランジスタの出力電流が増大すると、コイルx、y、z
での電圧降下を大きくすると共に第1の出力トランジス
タの動作電圧を大きくする。その結果、第1の出力トラ
ンジスタの動作電圧が一定または略一定となるように第
2の出力トランジスタの通電が制御される。
このような第2の帰還ループを施すならば、第2の差動
回路83.および第2の出力トランジスタ27,28.
29の動作が安定し、位置検出器21の出力に応動する
通電トランジスタの切換えが確実かつ円滑に行なわれる
。
回路83.および第2の出力トランジスタ27,28.
29の動作が安定し、位置検出器21の出力に応動する
通電トランジスタの切換えが確実かつ円滑に行なわれる
。
また、基準電圧信号v2の値は電源電圧vs=20Vよ
りも十分に小さく設定でき、第1の出力トランジスタの
通電時の動作電圧は能動領域内の小さな値に制御されて
いるために、コイルx、y。
りも十分に小さく設定でき、第1の出力トランジスタの
通電時の動作電圧は能動領域内の小さな値に制御されて
いるために、コイルx、y。
Zへの供給電圧の鰻大値を十分に大きくとれる。
なお、コンデンサ61は第2の帰還ループの位相補償(
発振防止)用であり、第2の出力トランジスタ27,2
8.29に並列接続されたコンデンサ66.68.70
と抵抗67.69.71の直列回路は電流路の切換えに
伴うスパイク状電圧を低減するものである。
発振防止)用であり、第2の出力トランジスタ27,2
8.29に並列接続されたコンデンサ66.68.70
と抵抗67.69.71の直列回路は電流路の切換えに
伴うスパイク状電圧を低減するものである。
次に、第1図〜第4図に示した実施例の通電動作および
発生トルクについて、第8図(マグネットとコイルの関
係図)、第9図(動作説明波形図)および第10図(を
流路の切換図)を参照して説明する。
発生トルクについて、第8図(マグネットとコイルの関
係図)、第9図(動作説明波形図)および第10図(を
流路の切換図)を参照して説明する。
第8図はマグネット3とコイルX1の関係を表わした図
である。一般に、発生トルクは電流と磁束密度の積に比
例する(フレミングの法則)。第8図のコイルx1に電
流iを流した場合を考えると、コイルXlの両端の有効
コイル辺(径方向に伸びたる部分)では電流の向きが逆
になるから、その発生トルクτは τ=に−1(B(θ)−B(θ+α))・・・・・・(
1)となる、ここに、kは比例定数であり、θはマグネ
ット3の一点Rとステータの一点Qを回転中心0より見
た回転角度(″i電気角であり、αはコイルx1の実効
ピッチ(有効コイル辺の中心ピッチを電気角で表わした
もの)である。
である。一般に、発生トルクは電流と磁束密度の積に比
例する(フレミングの法則)。第8図のコイルx1に電
流iを流した場合を考えると、コイルXlの両端の有効
コイル辺(径方向に伸びたる部分)では電流の向きが逆
になるから、その発生トルクτは τ=に−1(B(θ)−B(θ+α))・・・・・・(
1)となる、ここに、kは比例定数であり、θはマグネ
ット3の一点Rとステータの一点Qを回転中心0より見
た回転角度(″i電気角であり、αはコイルx1の実効
ピッチ(有効コイル辺の中心ピッチを電気角で表わした
もの)である。
第2図に示すように、コイルX1とI2が電気的に同相
におかれ、そのコイルX1とI2を直列または並列に接
続して第1相のコイル群Xを形成し、各コイルX、、X
2の実効ピッチαをマグネット3の1磁掻ピツチ180
°e!(の奇数倍)に等しくまたは略等しくなしている
。また、第2相のコイル群Yは第1相のコイル群Xと電
気的に120°ellの位相差を有して配!され、第3
相のコイル群Zは第2相のコイル群Yと120’elの
位相差を有して配置されている。さらに、マグネット3
のN極、S極の発生する磁束密度B(φ)は第3図に示
すように60@elの平坦部分を有する台形波状の分布
となっている。従って、各相0)コイ)kX、Y、ZI
Z電流1x、IY、I2を供給するときの各相のコイル
x、y、zによるトルクτ工、τ7.τ2はそれぞれ τ8−に1 ・■工 ・ (B(θ)−B(θ+180’ el)・・・・・
・(2) τ”I =KI ・I、 ・(B (θ+120°
ejり−8(θ+300” e /) ) ・・
・・・・(3)t2−に1−12 ・ (B(θ+2
40° el)−B(θ+420′″ e f! )
) ・−−<4)となり、その合成発生トルクT
は T−rx+τY+τ2 ・・・・・・(
5)となる。
におかれ、そのコイルX1とI2を直列または並列に接
続して第1相のコイル群Xを形成し、各コイルX、、X
2の実効ピッチαをマグネット3の1磁掻ピツチ180
°e!(の奇数倍)に等しくまたは略等しくなしている
。また、第2相のコイル群Yは第1相のコイル群Xと電
気的に120°ellの位相差を有して配!され、第3
相のコイル群Zは第2相のコイル群Yと120’elの
位相差を有して配置されている。さらに、マグネット3
のN極、S極の発生する磁束密度B(φ)は第3図に示
すように60@elの平坦部分を有する台形波状の分布
となっている。従って、各相0)コイ)kX、Y、ZI
Z電流1x、IY、I2を供給するときの各相のコイル
x、y、zによるトルクτ工、τ7.τ2はそれぞれ τ8−に1 ・■工 ・ (B(θ)−B(θ+180’ el)・・・・・
・(2) τ”I =KI ・I、 ・(B (θ+120°
ejり−8(θ+300” e /) ) ・・
・・・・(3)t2−に1−12 ・ (B(θ+2
40° el)−B(θ+420′″ e f! )
) ・−−<4)となり、その合成発生トルクT
は T−rx+τY+τ2 ・・・・・・(
5)となる。
(2)、 (3)、 (4)式より各相のコイルX、Y
、Zによる発生トルクは、コイルの実効ピッチ両端にお
ける有効コイル辺での磁束密度の差に比例することがわ
かる。第9図(a)にその磁束密度差の回転角度に対す
る変化を示す、各コイルの実効ピッチを180’ el
(の奇数倍)となしていることから、マグネット3の
磁束密度分布と相似または略相恨の波形とり、60”e
lの平坦部分を有する台形波または略台形波状の波形と
なる。また、コイルx、y、zではそれぞれ120°e
2の位相差を有するようになる。
、Zによる発生トルクは、コイルの実効ピッチ両端にお
ける有効コイル辺での磁束密度の差に比例することがわ
かる。第9図(a)にその磁束密度差の回転角度に対す
る変化を示す、各コイルの実効ピッチを180’ el
(の奇数倍)となしていることから、マグネット3の
磁束密度分布と相似または略相恨の波形とり、60”e
lの平坦部分を有する台形波または略台形波状の波形と
なる。また、コイルx、y、zではそれぞれ120°e
2の位相差を有するようになる。
ホール素子A、B、Cは、それぞれコイルX1゜Yl、
Zlの中心におかれ(第2図)、それぞれの位置におけ
る磁束密度に比例したホール電圧を出力する。従って、
第9図(ハ)に示すように、磁束密度B(φ)の分布に
相似した3相の台形波状の電圧波形を出力する。
Zlの中心におかれ(第2図)、それぞれの位置におけ
る磁束密度に比例したホール電圧を出力する。従って、
第9図(ハ)に示すように、磁束密度B(φ)の分布に
相似した3相の台形波状の電圧波形を出力する。
第9図(b)に示されたごとき3相のホール電圧にもと
づいて、第4図の駆動回路によりコイルX。
づいて、第4図の駆動回路によりコイルX。
Y、Zへの電流路を切換えると、その電流路はロータの
回路に伴って第1O図■〜■のように切換わっでいく、
すなわち、vA、vB、vcをそれぞれホール素子A、
B、 Cの出力電圧とすると、■ UA、UB、Uo
の領域(第10図■)第1の出力トランジスタ26と第
2の出力トランジスタ28が活性となる。このとき、各
相のコイルx、y、zの抵抗は等しい(または略等しい
)ため、コイルへの合成供給電流【、はコイルYにIv
=−21,/3、コイルXとZに■工=12=I、/3
と分流する(逆起電圧を無視した場合)、ここに、I、
、IY、I2は第10図の(基本)の向きを正方向とす
る。
回路に伴って第1O図■〜■のように切換わっでいく、
すなわち、vA、vB、vcをそれぞれホール素子A、
B、 Cの出力電圧とすると、■ UA、UB、Uo
の領域(第10図■)第1の出力トランジスタ26と第
2の出力トランジスタ28が活性となる。このとき、各
相のコイルx、y、zの抵抗は等しい(または略等しい
)ため、コイルへの合成供給電流【、はコイルYにIv
=−21,/3、コイルXとZに■工=12=I、/3
と分流する(逆起電圧を無視した場合)、ここに、I、
、IY、I2は第10図の(基本)の向きを正方向とす
る。
■ UB、UA、UcO)efJ域(第10図■)第1
の出力トランジスタ26と第2の出力トランジスタ27
が活性となる。
の出力トランジスタ26と第2の出力トランジスタ27
が活性となる。
■ UB、Uo、UAの領域(第1θ図■)第1の出力
トランジスタ25と第2の出力トランジスタ27が活性
となる。
トランジスタ25と第2の出力トランジスタ27が活性
となる。
■ U、、UB、UAの領域(第10図■)第1の出力
トランジスタ25と第2の出力トランジスタ29が活性
となる。
トランジスタ25と第2の出力トランジスタ29が活性
となる。
■ U、、UA、UBの領域(第1O図■)第1の出力
トランジスタ24と第2の出力トランジスタ29が活性
となる。
トランジスタ24と第2の出力トランジスタ29が活性
となる。
■ UA、UB、Uoの領域(第10図■)第1の出力
トランジスタ24と第2の出力トランジスタ28が活性
となる。
トランジスタ24と第2の出力トランジスタ28が活性
となる。
次に、■にもとり、順次これを繰り返していく。
その結果、マグネット3の回転に伴って各相のコイルX
、 Y、 Zへの電流Ix、IY、I2は、第9図(
C)、 (d)、 (e)に示すように変化していく(
逆起電圧の影響を無視した場合)。
、 Y、 Zへの電流Ix、IY、I2は、第9図(
C)、 (d)、 (e)に示すように変化していく(
逆起電圧の影響を無視した場合)。
いま、■の状態の発生トルクを考えると、(2)。
(3)、 (4)式よりτい τ7.τ2は第9図(f
)となり、その合成発生トルクTは完全に一定となる。
)となり、その合成発生トルクTは完全に一定となる。
他の状態(■、■、■、■、■)も同様に一定となる。
モータのトルクリップルは、供給電流■、を一定とした
ときの発生トルクの場所的な(回転角度に応じた)変動
であるが、本発明のブラシレス直流上−タではその発生
トルクが均一(第9図(f))となり、トルクリップル
は零である。
ときの発生トルクの場所的な(回転角度に応じた)変動
であるが、本発明のブラシレス直流上−タではその発生
トルクが均一(第9図(f))となり、トルクリップル
は零である。
次に、ロータの回転に伴ってコイルx、y、zに誘起さ
れる逆起電圧の影響について説明する。
れる逆起電圧の影響について説明する。
モータコイルに発生する逆起電圧は、ロータの回転速度
Nと有効コイル辺における磁束密度の積に比例する(フ
レミングの法則)、従って、本実施例のごとき構成では
、コイルX、Y、Zに誘起される逆起電圧eX、e、、
e2は、 ex=に2−N・ (B (θ) −B(θ+180’effi)l −・=(6)e
v =に2 ・N・(B (θ+120″′e2)−B
(θ+300°e (1) ) ・−−−−・(7
)e2=に2−N・ (B (θ+240@el)−B
(θ+420”ejり) −=48)となり、速度
Nを一定とすれば(K2は比例定数)、各相のコイルx
、y、zの実効ピッチ両端の磁束密度差に比例する。す
なわち、第9図(a)の磁束密度差の波形と相似した波
形(60°elの平坦部分を有する台形波もしくは台形
波状の波形)の3相の逆起電圧ex 、ey 、ezが
生じる。
Nと有効コイル辺における磁束密度の積に比例する(フ
レミングの法則)、従って、本実施例のごとき構成では
、コイルX、Y、Zに誘起される逆起電圧eX、e、、
e2は、 ex=に2−N・ (B (θ) −B(θ+180’effi)l −・=(6)e
v =に2 ・N・(B (θ+120″′e2)−B
(θ+300°e (1) ) ・−−−−・(7
)e2=に2−N・ (B (θ+240@el)−B
(θ+420”ejり) −=48)となり、速度
Nを一定とすれば(K2は比例定数)、各相のコイルx
、y、zの実効ピッチ両端の磁束密度差に比例する。す
なわち、第9図(a)の磁束密度差の波形と相似した波
形(60°elの平坦部分を有する台形波もしくは台形
波状の波形)の3相の逆起電圧ex 、ey 、ezが
生じる。
いま、第9図および第10図の■の状態を例にとり考え
ると、第111iJに示すように合成電流I。
ると、第111iJに示すように合成電流I。
は11とI2に分流する。ここに、各相のコイル抵抗を
rとする。このとき、電圧・電流関係式%式%) (9) が成立する。
rとする。このとき、電圧・電流関係式%式%) (9) が成立する。
逆起電圧ex、ey、ezは第9図(a)のように変化
するから、ロータのどの位置においてもe X + e
y 十e 2 ;O”’ ”−00となる。すなわち
、環状結線された3相のコイルx、y、zに生じる逆起
電圧1!X、ey、ezによるループ電圧は常に零とな
り、環状電流は流れない。
するから、ロータのどの位置においてもe X + e
y 十e 2 ;O”’ ”−00となる。すなわち
、環状結線された3相のコイルx、y、zに生じる逆起
電圧1!X、ey、ezによるループ電圧は常に零とな
り、環状電流は流れない。
従って、(9)、 Qω、00式より
11 = 2 I @ / 3
・・・・−02)i2=1./3
・・・・・・q湯となる。同様に、第10図の
■、■、■、■、■においても、00式が成立し、逆起
電圧による影響は発生しないために、ロータが高速回転
している場合の各相のコイルX、Y、Zへの電流1x、
IY。
・・・・−02)i2=1./3
・・・・・・q湯となる。同様に、第10図の
■、■、■、■、■においても、00式が成立し、逆起
電圧による影響は発生しないために、ロータが高速回転
している場合の各相のコイルX、Y、Zへの電流1x、
IY。
I2は第9図(c)、 (d)、 (elとなり、ソノ
発生トルクTは均一となる。
発生トルクTは均一となる。
このように、本発明のブラシレス直流モータは、どの回
転速度においても発生トルクが均一(トルクリップルが
零)であり、トルク変動や振動の少ないものである。こ
れは、各相のコイルx、y、zに生じる逆起電圧の波形
を60°e2の平坦部分を有する台形波または台形波状
の波形となすことにより、3相の逆起電圧eX+ey+
62の和を常に零となし、その和電圧(ex+eY+e
2)にもとづく環状電流を零となしている点と、60@
el毎に電流路を切換えて逆起電圧の平坦な部分となる
相のコイルに大きな電流(21,/3)を分流し、他の
2相のコイルを直列として小さな電流(I t/3)を
分流させるようにしていることにより得られている。こ
のようなモータは、各相のコイルの有効コイル辺の実効
ピッチをマグネットの1磁極ピツチ(180°eりの奇
数倍となし、かつマグネットの発生する磁束密度の分布
でN極、S極の強い平坦部分のピッチが60°elの台
形波もしくは台形波状の波形となすことにより容易に実
現できる。このようにするならば、マグネットのN極、
S極の発生磁束密度の最も強い部分の平坦部分が60°
e!とlVA極ピッチ(180°el)の3分の1で良
く、単一の円板状マグネット(または円環状マグネット
)に簡単に着磁形成できると共に、マグネットと鉄板(
または鉄心)の間のギャップが広い場合でも容易に実現
できる。
転速度においても発生トルクが均一(トルクリップルが
零)であり、トルク変動や振動の少ないものである。こ
れは、各相のコイルx、y、zに生じる逆起電圧の波形
を60°e2の平坦部分を有する台形波または台形波状
の波形となすことにより、3相の逆起電圧eX+ey+
62の和を常に零となし、その和電圧(ex+eY+e
2)にもとづく環状電流を零となしている点と、60@
el毎に電流路を切換えて逆起電圧の平坦な部分となる
相のコイルに大きな電流(21,/3)を分流し、他の
2相のコイルを直列として小さな電流(I t/3)を
分流させるようにしていることにより得られている。こ
のようなモータは、各相のコイルの有効コイル辺の実効
ピッチをマグネットの1磁極ピツチ(180°eりの奇
数倍となし、かつマグネットの発生する磁束密度の分布
でN極、S極の強い平坦部分のピッチが60°elの台
形波もしくは台形波状の波形となすことにより容易に実
現できる。このようにするならば、マグネットのN極、
S極の発生磁束密度の最も強い部分の平坦部分が60°
e!とlVA極ピッチ(180°el)の3分の1で良
く、単一の円板状マグネット(または円環状マグネット
)に簡単に着磁形成できると共に、マグネットと鉄板(
または鉄心)の間のギャップが広い場合でも容易に実現
できる。
すなわち、スロットレス形やコアレス形のブラシレス直
流モータに好適である。しかし、本発明はそのような場
合に限らず、コア・スロット付のブラシレス直流モータ
でも構成できる(これについては後述する)。
流モータに好適である。しかし、本発明はそのような場
合に限らず、コア・スロット付のブラシレス直流モータ
でも構成できる(これについては後述する)。
さらに、前述の実施例では、第1の出力トランジスタの
通電時の動作電圧を検出し、その電圧が所定の値となる
ように第2の出力トランジスタを制御(第2の帰還ルー
プ)しているために、安定。
通電時の動作電圧を検出し、その電圧が所定の値となる
ように第2の出力トランジスタを制御(第2の帰還ルー
プ)しているために、安定。
確実かつ、なめらかな電流の切換えができる。さらに、
第1の出力トランジスタ24,25.26の通電電流を
検出して電圧信号v1に対応した電流を流すようにして
いるために(第1の帰還ループ)、第1の出力トランジ
スタの電流の切換えが安定、確実かつ、なめらかになり
、その動作電圧の検出が容易かつ確実となる。
第1の出力トランジスタ24,25.26の通電電流を
検出して電圧信号v1に対応した電流を流すようにして
いるために(第1の帰還ループ)、第1の出力トランジ
スタの電流の切換えが安定、確実かつ、なめらかになり
、その動作電圧の検出が容易かつ確実となる。
また、入力端子側を直流的に基準電圧信号v2の電位点
に接続し、各検出端子側を直流的に第1の出力トランジ
スタ24,25.26の各出力端子に接続したPNP形
の検出トランジスタ54゜55.56を使用しているた
めに、第1の出力トランジスタ24.25.26の動作
電圧の検出に必要とされる素子は、トランジスタ54,
55゜56.59、ダイオード52.53.57、抵抗
51.58.60となり、単一のシリコン・チップ上に
集積回路(IC)化できる。その結果、第4図の駆動回
路部分をワンチップ集積回路にて構成する場合に、外付
部品が少なくなり製造が著しく容易となると共に、その
検出特性も相関のバラツキが小さくなり、検出に必要な
電流も小さくて良い。
に接続し、各検出端子側を直流的に第1の出力トランジ
スタ24,25.26の各出力端子に接続したPNP形
の検出トランジスタ54゜55.56を使用しているた
めに、第1の出力トランジスタ24.25.26の動作
電圧の検出に必要とされる素子は、トランジスタ54,
55゜56.59、ダイオード52.53.57、抵抗
51.58.60となり、単一のシリコン・チップ上に
集積回路(IC)化できる。その結果、第4図の駆動回
路部分をワンチップ集積回路にて構成する場合に、外付
部品が少なくなり製造が著しく容易となると共に、その
検出特性も相関のバラツキが小さくなり、検出に必要な
電流も小さくて良い。
また、前述の実施例では、第1の出力トランジスタ24
,25.26の動作電圧と比較する基準電圧信号■2を
指令電圧信号84に応動して変化させ、コイルX、Y、
Zへの供給電流(すなわち、第1の出力トランジスタの
通電電流)が大きい時には信号v2を大きくし、供給電
流の小さいときには信号■2を小さくしている。これに
より、第1の出力トランジスタ24.25.26の通電
状態にあるトランジスタの動作電圧(Vcりが、その通
電電流の大小にかかわらず確実に能動領域内の(小さな
)電圧値となるように第2の出力トランジスタ27.2
8.29の通電電流が制御される。すなわち、通電電流
の増加に伴ってトランジスタの飽和領域(飽和電圧)が
増大するが、基準電圧信号v2を連動変化させて同程度
もしくはそれ以上に増大させることにより、第1の出力
トランジスタが飽和領域に至る前に検出、比較し、第2
の出力トランジスタを制御している。これにより、第2
の帰還ループの動作が安定する。
,25.26の動作電圧と比較する基準電圧信号■2を
指令電圧信号84に応動して変化させ、コイルX、Y、
Zへの供給電流(すなわち、第1の出力トランジスタの
通電電流)が大きい時には信号v2を大きくし、供給電
流の小さいときには信号■2を小さくしている。これに
より、第1の出力トランジスタ24.25.26の通電
状態にあるトランジスタの動作電圧(Vcりが、その通
電電流の大小にかかわらず確実に能動領域内の(小さな
)電圧値となるように第2の出力トランジスタ27.2
8.29の通電電流が制御される。すなわち、通電電流
の増加に伴ってトランジスタの飽和領域(飽和電圧)が
増大するが、基準電圧信号v2を連動変化させて同程度
もしくはそれ以上に増大させることにより、第1の出力
トランジスタが飽和領域に至る前に検出、比較し、第2
の出力トランジスタを制御している。これにより、第2
の帰還ループの動作が安定する。
第12図に本発明のブラシレス直流モータに使用される
駆動回路の他の構成例を示す、なお、同図において、第
4図の駆動回路で説明したものと同一の機能を有する部
品については同一の符号を付した。第12図において、
21は位置検出器、22は第1の分配制御器、23は第
2の分配制御器、24,25.26は第1の出力トラン
ジスタ、27.28.29は第2の出力トランジスタ、
30は速度検出器、31.45は電圧・電流変換器、3
2はカレントミラー回路、81は第1の差動回路、83
は第2の差動回路である。
駆動回路の他の構成例を示す、なお、同図において、第
4図の駆動回路で説明したものと同一の機能を有する部
品については同一の符号を付した。第12図において、
21は位置検出器、22は第1の分配制御器、23は第
2の分配制御器、24,25.26は第1の出力トラン
ジスタ、27.28.29は第2の出力トランジスタ、
30は速度検出器、31.45は電圧・電流変換器、3
2はカレントミラー回路、81は第1の差動回路、83
は第2の差動回路である。
第1の出力トランジスタ24,25,26、抵抗20、
電圧・電流変換器45、第1の差動回路81にて第1の
帰還ループ(を流帰還ループ)が構成され、指令電圧信
号84に対応した電流が位置検出器21のホール素子A
、B、Cにて選択された出力トランジスタを介してコイ
ルx、 y、 zに供給される。
電圧・電流変換器45、第1の差動回路81にて第1の
帰還ループ(を流帰還ループ)が構成され、指令電圧信
号84に対応した電流が位置検出器21のホール素子A
、B、Cにて選択された出力トランジスタを介してコイ
ルx、 y、 zに供給される。
第2の分配制御器23の検出・比較器90は、第2の出
力トランジスタ27,28.29の通電状態のトランジ
スタの動作電圧とダイオード132゜133、抵抗13
4に生じる基準電圧信号v3を検出トランジスタ136
,138,140によって比較、検出して、その出力信
号をトランジスタ145.146の差動回路によってさ
らに基準電圧信号と比較して、トランジスタ146のコ
レクタ側より出力し、第2の差動回路83の共通エミッ
タ電流として供給している。第20差動回路83のトラ
ンジスタ63,64.65は位置検出器21のホール素
子A、B、Cの出力に応動して活性、不活性が切換ねり
、第2の出力トランジスタ27.28.29の通電を制
御している。すなわち、検出・比較器90、第2の差動
回路83、第2の出力トランジスタ27.28.29に
よって第2の帰還ループを構成し、第2の出力トランジ
スタの通電状態のトランジスタの動作電圧を検出して、
その電圧が能動領域内の小さな値となるように第2の出
力トランジスタの通電電流を制御している。
力トランジスタ27,28.29の通電状態のトランジ
スタの動作電圧とダイオード132゜133、抵抗13
4に生じる基準電圧信号v3を検出トランジスタ136
,138,140によって比較、検出して、その出力信
号をトランジスタ145.146の差動回路によってさ
らに基準電圧信号と比較して、トランジスタ146のコ
レクタ側より出力し、第2の差動回路83の共通エミッ
タ電流として供給している。第20差動回路83のトラ
ンジスタ63,64.65は位置検出器21のホール素
子A、B、Cの出力に応動して活性、不活性が切換ねり
、第2の出力トランジスタ27.28.29の通電を制
御している。すなわち、検出・比較器90、第2の差動
回路83、第2の出力トランジスタ27.28.29に
よって第2の帰還ループを構成し、第2の出力トランジ
スタの通電状態のトランジスタの動作電圧を検出して、
その電圧が能動領域内の小さな値となるように第2の出
力トランジスタの通電電流を制御している。
このような構成であっても、前述の第9図(C)。
(イ)、(e)に示した電流の供給がなされ、発生トル
クは均一となる。
クは均一となる。
第13図に本発明のブラシレス直流モータに使用される
駆動回路の別の例を示す。本駆動回路は、直流電源から
可変出力の直流電圧を得るスイッチング方式の電圧変換
を介してモータコイルに給電することにより、出力トラ
ンジスタのコレクタ損失を著しく低減したものである。
駆動回路の別の例を示す。本駆動回路は、直流電源から
可変出力の直流電圧を得るスイッチング方式の電圧変換
を介してモータコイルに給電することにより、出力トラ
ンジスタのコレクタ損失を著しく低減したものである。
同図において、200は直流電源、破線にて囲まれた部
分201は直流電源200とコイルX。
分201は直流電源200とコイルX。
Y、Zの間に挿入されたスイッチング方式の電圧変換器
、202はホール素子A、B、Cにより構成された位置
検出器、203は位置検出器202の出力に応動してコ
イルx、y、zへの電流路を制御する分配器である。ま
た、第1のスイッチトランジスタ204,205.20
6は、電圧変換器201の負極側出力端子に一端(エミ
ッタ側)が共通接続され、各出力端子(コレクタ側)が
環状結線された3相のコイルx、 y、 zの結接点
に接続され、その制御端子(ベース側)への電流を分配
器203により制御され、オン・オフ動作すス 第2のスイッチトランジスタ207,208゜209は
、電圧変換器201の正極側出力端子に一端(コレクタ
側)が共通接続され、各出力端子(エミッタ側)が第1
のスイッチトランジスタ204.205,206の各出
力端子に接続され、その制御1端子(ベース側)への電
流を分配器203により制御され、オン・オフ動作する
。
、202はホール素子A、B、Cにより構成された位置
検出器、203は位置検出器202の出力に応動してコ
イルx、y、zへの電流路を制御する分配器である。ま
た、第1のスイッチトランジスタ204,205.20
6は、電圧変換器201の負極側出力端子に一端(エミ
ッタ側)が共通接続され、各出力端子(コレクタ側)が
環状結線された3相のコイルx、 y、 zの結接点
に接続され、その制御端子(ベース側)への電流を分配
器203により制御され、オン・オフ動作すス 第2のスイッチトランジスタ207,208゜209は
、電圧変換器201の正極側出力端子に一端(コレクタ
側)が共通接続され、各出力端子(エミッタ側)が第1
のスイッチトランジスタ204.205,206の各出
力端子に接続され、その制御1端子(ベース側)への電
流を分配器203により制御され、オン・オフ動作する
。
次に、その動作について説明する。マグネット3(第1
図参照)の回転速度を速度検出器210にて検出し、そ
の回転速度に応じた電圧信号Vdを出力する。速度検出
器210の出力電圧vdに応じて、電圧変換器201の
スイッチング制御器222はスイッチングトランジスタ
221をオン・オフさせ、そのオン時間比率(オン時間
/オン・オフ周期時間)を制御している。スイッチング
制御器222は、たとえば三角波発生器とコンパレイ比
ノパルス信号を作り、スイッチングトランジスタ221
をオン・オフ制御する。スイッチングトランジスタ22
1による出力パルス電圧はダイオード223.インダク
タンス素子224.コンデンサ225にて平滑され、電
圧変換器201の出力電圧■。はスインチングトランジ
スタ221のオン時間比率に対応した値、すなわち、速
度検出器210の出力電圧V、に対応した値となる。
図参照)の回転速度を速度検出器210にて検出し、そ
の回転速度に応じた電圧信号Vdを出力する。速度検出
器210の出力電圧vdに応じて、電圧変換器201の
スイッチング制御器222はスイッチングトランジスタ
221をオン・オフさせ、そのオン時間比率(オン時間
/オン・オフ周期時間)を制御している。スイッチング
制御器222は、たとえば三角波発生器とコンパレイ比
ノパルス信号を作り、スイッチングトランジスタ221
をオン・オフ制御する。スイッチングトランジスタ22
1による出力パルス電圧はダイオード223.インダク
タンス素子224.コンデンサ225にて平滑され、電
圧変換器201の出力電圧■。はスインチングトランジ
スタ221のオン時間比率に対応した値、すなわち、速
度検出器210の出力電圧V、に対応した値となる。
電圧変換器201の出力電圧■。は、第1のスイッチト
ランジスタ204.205,206および第2のスイッ
チトランジスタ207,208゜209を介して3相の
コイルx、y、zに印加される。
ランジスタ204.205,206および第2のスイッ
チトランジスタ207,208゜209を介して3相の
コイルx、y、zに印加される。
マグネット3の回転位置を位置検出器202にて検出し
、その位置に応じた電圧信号を分配器203に入力する
0分配器203は、電流供給器211と第1の差動回路
212と第2の差動回路240.241,242.24
3の各ベース端子には、それぞれ位置検出器202の出
力電圧が印加されている。
、その位置に応じた電圧信号を分配器203に入力する
0分配器203は、電流供給器211と第1の差動回路
212と第2の差動回路240.241,242.24
3の各ベース端子には、それぞれ位置検出器202の出
力電圧が印加されている。
電流供給器211は第1および第2の差動回路212.
213に共通エミンタ電流を供給している。第1の差動
回路212はトランジスタ238゜239.240のヘ
ース電圧(位置検出器202の出力)に応動して1個の
トランジスタが活性となり、共通エミッタ電流をコレク
タ側に分配する。
213に共通エミンタ電流を供給している。第1の差動
回路212はトランジスタ238゜239.240のヘ
ース電圧(位置検出器202の出力)に応動して1個の
トランジスタが活性となり、共通エミッタ電流をコレク
タ側に分配する。
トランジスタ238,239.240の各コレクタ電流
は、第1のスイッチトランジスタ204゜205.20
6の各ベース電流となり、位置検出器202の出力に応
じた第1のスイッチトランジスタを常時1個オン状態に
している。
は、第1のスイッチトランジスタ204゜205.20
6の各ベース電流となり、位置検出器202の出力に応
じた第1のスイッチトランジスタを常時1個オン状態に
している。
また、第20差動回路213はトランジスタ241.2
42,243のベース電圧(位置検出器202の出力)
に応じて1個のトランジスタが活性となり、共通エミッ
タ電流をコレクタ側に分配する。トランジスタ241,
242,243の各コレクタ電流は、それぞれカレント
ミラー回路214.215.216を介して第2のスイ
ッチトランジスタ207,208,209の各ベース電
流となり、位置検出器202の出力に応した第2のスイ
ッチトランジスタを常時1個オン状態になしている。
42,243のベース電圧(位置検出器202の出力)
に応じて1個のトランジスタが活性となり、共通エミッ
タ電流をコレクタ側に分配する。トランジスタ241,
242,243の各コレクタ電流は、それぞれカレント
ミラー回路214.215.216を介して第2のスイ
ッチトランジスタ207,208,209の各ベース電
流となり、位置検出器202の出力に応した第2のスイ
ッチトランジスタを常時1個オン状態になしている。
すなわち、位置検出器202の出力に応動して分配器2
03は、第1のスイッチトランジスタ204.205.
206と第2のスイッチトランジスタ207,208,
209をオン、オフ制御し、ロータ2(第1図参照)の
回転に伴って3相のコイルx、y、zへの電流路を第1
0図■〜■のように順次切換えている。
03は、第1のスイッチトランジスタ204.205.
206と第2のスイッチトランジスタ207,208,
209をオン、オフ制御し、ロータ2(第1図参照)の
回転に伴って3相のコイルx、y、zへの電流路を第1
0図■〜■のように順次切換えている。
いま、第1のスイッチトランジスタ206と第2のスイ
ッチトランジスタ207がオンになっている場合(第1
0図■に相当)を考えると、第14図のように電流が流
れる。従って、 V、 = V(2・Vct (sat) ・
・・・・・041=r−i1+ex ・
・・・・・00=2 r−i2 (eY+ ez
) −=・Qω11=il+i2
・・・・・・0ηとなる。ここに、rはコイルの
抵抗骨である。前述の説明(第9図)より、本発明のブ
ラシレス直流モータでは常に ex+eY+eZ=0 が成立する〔Ol)式参照〕。その結果、i、=2T、
/3 ・・・・・・0印i 2
=r t / 3 ・・・・・
・a91、= (3/2・1/r) ・(V(2・Vct+sat+ ex)・・・・・・
Ql となる。
ッチトランジスタ207がオンになっている場合(第1
0図■に相当)を考えると、第14図のように電流が流
れる。従って、 V、 = V(2・Vct (sat) ・
・・・・・041=r−i1+ex ・
・・・・・00=2 r−i2 (eY+ ez
) −=・Qω11=il+i2
・・・・・・0ηとなる。ここに、rはコイルの
抵抗骨である。前述の説明(第9図)より、本発明のブ
ラシレス直流モータでは常に ex+eY+eZ=0 が成立する〔Ol)式参照〕。その結果、i、=2T、
/3 ・・・・・・0印i 2
=r t / 3 ・・・・・
・a91、= (3/2・1/r) ・(V(2・Vct+sat+ ex)・・・・・・
Ql となる。
ここで、電圧変換器201の出力電圧■。を−定とした
ときの発生トルク変動がトルクリップルとなるeVct
lssLlはスイッチトランジスタの飽和電圧であり、
一定と考えてよい。
ときの発生トルク変動がトルクリップルとなるeVct
lssLlはスイッチトランジスタの飽和電圧であり、
一定と考えてよい。
従って、[相]式よりコイルに供給される電流■。
はコイルXの逆起電圧exに関係するようになるが、逆
起電圧exは回転速度Nを一定とすれば、化する〔すな
わち、第9図(a)の各波形が各逆起電圧eX、eY、
e2の波形と考えて良い〕、また、第14図のような状
態は、第9図および第10図の■の状態に相当すること
から、この期間におけるexは一定である。
起電圧exは回転速度Nを一定とすれば、化する〔すな
わち、第9図(a)の各波形が各逆起電圧eX、eY、
e2の波形と考えて良い〕、また、第14図のような状
態は、第9図および第10図の■の状態に相当すること
から、この期間におけるexは一定である。
従って、(至)弐より合成電流Itが一定となり、Q8
)、 09)式に対応した一定の電流11.12が各相
のコイルに分流する。他の状態においても同様であり、
ロータ2の回転に伴って各相のコイルX。
)、 09)式に対応した一定の電流11.12が各相
のコイルに分流する。他の状態においても同様であり、
ロータ2の回転に伴って各相のコイルX。
y、zには第9図(c)、 (d)、 (e)のような
電流IX。
電流IX。
IY、I2が供給される。その結果、合成の発生トルク
T−τ8+τ7+τ2は第9図(f)のように均一(ト
ルクリップルは零)となる。
T−τ8+τ7+τ2は第9図(f)のように均一(ト
ルクリップルは零)となる。
本駆動回路においては、スイッチング方式の電圧変換器
201を使用して、直流電源200の電圧v3=20v
から所望の直流電圧vx (速度検出器210の出力信
号に対応)を得て、オン・オフ動作する第1および第2
のスイッチトランジスタ204,205,206,20
7,208゜209により3相のコイルX、Y、Zに供
給している。
201を使用して、直流電源200の電圧v3=20v
から所望の直流電圧vx (速度検出器210の出力信
号に対応)を得て、オン・オフ動作する第1および第2
のスイッチトランジスタ204,205,206,20
7,208゜209により3相のコイルX、Y、Zに供
給している。
その結果、第1および第2のスイッチトランジスタにお
けるコレクタ損失および電圧変換器201による変換損
失はかなり小さくなり、第4図、第12図に示されるよ
うなアナログ動作する第1および第2の出力トランジス
タ24,25゜26.27.28.29にて消費される
コレクタ損失に比較して大幅に小さくなる。特に、その
効果はコイル電圧vM (第14図)が小さい時に大き
く、本駆動回路の電力損失は著しく小さくなっている。
けるコレクタ損失および電圧変換器201による変換損
失はかなり小さくなり、第4図、第12図に示されるよ
うなアナログ動作する第1および第2の出力トランジス
タ24,25゜26.27.28.29にて消費される
コレクタ損失に比較して大幅に小さくなる。特に、その
効果はコイル電圧vM (第14図)が小さい時に大き
く、本駆動回路の電力損失は著しく小さくなっている。
さらに、第13図の駆動回路においては、電圧変換器2
01の出力電圧V。を検出して、第1および第2のスイ
ッチトランジスタのベース電流を、voが小さい時に小
さく、voが大きい時に大きくすることにより、ベース
電流損失も低減している。
01の出力電圧V。を検出して、第1および第2のスイ
ッチトランジスタのベース電流を、voが小さい時に小
さく、voが大きい時に大きくすることにより、ベース
電流損失も低減している。
これについて説明すれば、分配器203の電流供給器2
11は電圧変換器201の出力電圧V。
11は電圧変換器201の出力電圧V。
を抵抗227によって検出し、その電圧値vcが大きく
なると第1および第2の差動回路212゜213の共通
エミッタ電流を大きくし、第1および第2のスイッチト
ランジスタ204,205゜206.207,208,
209へのベース電流を大きくする。逆に、電圧変換器
201の出力電圧■。が小さくなると電流供給器211
の出力電流が小さくなり、第1および第2のスイッチト
ランジスタのベース電流を小さくしている(スイッチト
ランジスタがオン・オフ動作するように十分なベース電
流が常に供給される)。
なると第1および第2の差動回路212゜213の共通
エミッタ電流を大きくし、第1および第2のスイッチト
ランジスタ204,205゜206.207,208,
209へのベース電流を大きくする。逆に、電圧変換器
201の出力電圧■。が小さくなると電流供給器211
の出力電流が小さくなり、第1および第2のスイッチト
ランジスタのベース電流を小さくしている(スイッチト
ランジスタがオン・オフ動作するように十分なベース電
流が常に供給される)。
その結果、起動・加速時の大電流動作時(voが大きく
なりコイルへの供給電流が大きくなる時)にも十分なベ
ース電流を第1と第2のスイッチトランジスタに供給す
ると共に、定速回転時の小電流動作時(voが小さくな
りコイルへの供給電流も小さくなる時)には、そのベー
ス電流は必要最小限の値よりも少し多い程度まで小さく
している。
なりコイルへの供給電流が大きくなる時)にも十分なベ
ース電流を第1と第2のスイッチトランジスタに供給す
ると共に、定速回転時の小電流動作時(voが小さくな
りコイルへの供給電流も小さくなる時)には、そのベー
ス電流は必要最小限の値よりも少し多い程度まで小さく
している。
これにより、第1と第2のスイッチトランジスタの小電
流通電時のベース電流損失は著しく軽減される。
流通電時のベース電流損失は著しく軽減される。
前述の実施例では、3相のコイルX、、X、。
Yl、y2.zl、z2を平面的に重なり合わないよう
に配置した例〔第2図(b)参照〕を示したが、本発明
はそのような場合に限らず、3相のコイルを重ね合わせ
るように配置しても良い。これについて、第15図およ
び第16図を参照して説明する。
に配置した例〔第2図(b)参照〕を示したが、本発明
はそのような場合に限らず、3相のコイルを重ね合わせ
るように配置しても良い。これについて、第15図およ
び第16図を参照して説明する。
第15図は波巻きにした1相分のコイル400を表わし
ている。8極着磁されたマグネット3〔第2図(a)参
照〕に対向して、120°elずつ位相をずらした3相
のコイル400を重ね合わせて3相のコイルx、y、z
を形成するようにしている。
ている。8極着磁されたマグネット3〔第2図(a)参
照〕に対向して、120°elずつ位相をずらした3相
のコイル400を重ね合わせて3相のコイルx、y、z
を形成するようにしている。
各相のコイル400は有効コイル辺のピッチを180@
ej! (の奇数倍)となし、発生トルクの変動を小さ
くしている。
ej! (の奇数倍)となし、発生トルクの変動を小さ
くしている。
第16図は集中巻きした8個のコイル411゜412.
413,414,415,416,417゜418を直
列接続してl相分のコイル群となしている。
413,414,415,416,417゜418を直
列接続してl相分のコイル群となしている。
さらに、前述の実施例では、スロットレス形のブラシレ
ス直流モータを例(第1図)にとって説明したが、本発
明はそのような場合に限らず、コア・スロット付のブラ
シレス直流モータも構成できる。
ス直流モータを例(第1図)にとって説明したが、本発
明はそのような場合に限らず、コア・スロット付のブラ
シレス直流モータも構成できる。
第17図に本出願人が特願昭52−67671号にて提
案したコア・スロット付のモータの一例を示す。同図に
おいて、ロータ501に取付けられたマグネット502
は等角度(90°mech)または略等角度に4極の磁
極が着磁形成されている。マグネット502の発生する
磁束密度の分布は、第3図に示すように、60°eIl
の平坦部分を有する台形波または台形波状の波形となし
ている。
案したコア・スロット付のモータの一例を示す。同図に
おいて、ロータ501に取付けられたマグネット502
は等角度(90°mech)または略等角度に4極の磁
極が着磁形成されている。マグネット502の発生する
磁束密度の分布は、第3図に示すように、60°eIl
の平坦部分を有する台形波または台形波状の波形となし
ている。
マグネット502の磁極に対向してステータ鉄心(コア
)503が配置され、ステータ鉄心503は主突極50
4と補助突極505がそれぞれ3個設けられている。3
個の主突極はそれぞれ2400el(または120°e
2)の位相差を設けて配各主突極の両端の溝のピッチを
96’mech(192°ejり、各補助突極の両端の
溝のピッチを24″’ mech (4B” ejり程
度となされている。各コイルx、y、zの実効ピッチ(
磁束を集めるピッチ)は、はぼ主突極の両端の溝のピッ
チ(190@ effi)に等しくなり、マグネット5
02の1磁極ピツチ(180°el)にほとんど等しく
なされている。
)503が配置され、ステータ鉄心503は主突極50
4と補助突極505がそれぞれ3個設けられている。3
個の主突極はそれぞれ2400el(または120°e
2)の位相差を設けて配各主突極の両端の溝のピッチを
96’mech(192°ejり、各補助突極の両端の
溝のピッチを24″’ mech (4B” ejり程
度となされている。各コイルx、y、zの実効ピッチ(
磁束を集めるピッチ)は、はぼ主突極の両端の溝のピッ
チ(190@ effi)に等しくなり、マグネット5
02の1磁極ピツチ(180°el)にほとんど等しく
なされている。
従って、このようなモータに第4図、第12図または第
13図のような駆動回路によって第9図(C)、 (d
)、 (e)のような電流を供給するならば、発生トル
クは均一(トルクリップルが小さい)となる。
13図のような駆動回路によって第9図(C)、 (d
)、 (e)のような電流を供給するならば、発生トル
クは均一(トルクリップルが小さい)となる。
なお、各主突極504の先端には補助溝507が24°
mech毎に3個ずつ設けられ、巻線用溝506と補助
溝507が等角度ピッチ(24゜me c h)または
略等角度ピッチに配置され、コギントルクも小さ(なる
ようにしている。
mech毎に3個ずつ設けられ、巻線用溝506と補助
溝507が等角度ピッチ(24゜me c h)または
略等角度ピッチに配置され、コギントルクも小さ(なる
ようにしている。
なお、前述の本発明の各実施例では、ホール素子を使用
して位置検出器を構成したが、本発明はそのような場合
に限らず、周知の他の手段(フォトカップラ一方式、高
周波結合方式、過飽和インダクタ方式等)を用いても良
いことはいうまでもない。
して位置検出器を構成したが、本発明はそのような場合
に限らず、周知の他の手段(フォトカップラ一方式、高
周波結合方式、過飽和インダクタ方式等)を用いても良
いことはいうまでもない。
以上の説明から明らかなように、本発明のブラシレス直
流モータは発生トルクが均一(トルクリップルが小さい
)であり、トルク変動の著しく小さいものである。従っ
て、本発明にもとづいて、たとえば音響・映像機器用の
ブラシレス直流モータを構成するならば、高性能な機器
を実現できる。
流モータは発生トルクが均一(トルクリップルが小さい
)であり、トルク変動の著しく小さいものである。従っ
て、本発明にもとづいて、たとえば音響・映像機器用の
ブラシレス直流モータを構成するならば、高性能な機器
を実現できる。
第1図は本発明の一実施例のモータ構造を表わす縦断面
図、第2図(a)および(b)は同実施例におけるマグ
ネットのM1掻の配置を表わす図およびコイルとホール
素子の配置を表わす図、第3図はマグネットの発生磁束
密度の分布図、第4図は本発明の実施例における駆動回
路図、第5図および第6図はそれぞれ電圧・電流変換器
の具体的な構成例を示す回路図、第7図は第4図の動作
説明用の回旋例の動作を説明するための波形図、第10
図は同実施例におけるコイルへの電流路の切換わりを示
す図、第11図はそのコイルへの電流を説明するための
図、第12図および第13図はそれぞれ本発明で使用し
得る駆動回路の他の例を示す結線図、第14図は同実施
例におけるコイルへの電流を説明するための図、第15
図および第16図は本発明で使用するコイルの他の構成
図(1相分)を示す図、第17図は本発明に使用できる
他のモータ構造を表わす構成断面図である。 1・・・・・・回転軸、2・・・・・・ロータ、3・・
・・・・マグネット、4・・・・・・ステータ、5・・
・・・・コイル、X1〜Z2゜x、y、z・・・・・・
コイル、A、B、C・・・・・・ホール素子、21・・
・・・・位置検出器、22.23・・・・・・第1と第
2の分配制御器、24,25.26・・・・・・第1の
出力トランジスタ、27.28.29・・・・・・第2
の出力トランジスタ、30・・・・・・速度検出器、3
1゜45・・・・・・電圧・電流変換器、32・・・・
・・カレントミラー回路、81.83・・・・・・第1
と第2の差動回路、82.90・・・・・・検出・比較
器、200・・・・・・直流電源、201・・・・・・
電圧変換器、202・・・・・・位置検出器、203・
・・・・・分配器、204,205,206・・・・・
・第1のスイッチトランジスタ、207,208゜20
9・・・・・・第2のスイッチトランジスタ、210・
・・・・・速度検出器、211・・・・・・電流供給器
、、212゜213・・・・・・第1と第2の差動回路
、214,215゜216・・・・・・カレントミラー
回路、222・・・・・・スイッチング制御器、400
,411〜418・・・・・・コイル、501・・・・
・・ロータ、502・・・・・・マグネット、503・
・・・・・ステータ鉄心、504・・・・・・主突極、
505・・・・・・補助突極。
図、第2図(a)および(b)は同実施例におけるマグ
ネットのM1掻の配置を表わす図およびコイルとホール
素子の配置を表わす図、第3図はマグネットの発生磁束
密度の分布図、第4図は本発明の実施例における駆動回
路図、第5図および第6図はそれぞれ電圧・電流変換器
の具体的な構成例を示す回路図、第7図は第4図の動作
説明用の回旋例の動作を説明するための波形図、第10
図は同実施例におけるコイルへの電流路の切換わりを示
す図、第11図はそのコイルへの電流を説明するための
図、第12図および第13図はそれぞれ本発明で使用し
得る駆動回路の他の例を示す結線図、第14図は同実施
例におけるコイルへの電流を説明するための図、第15
図および第16図は本発明で使用するコイルの他の構成
図(1相分)を示す図、第17図は本発明に使用できる
他のモータ構造を表わす構成断面図である。 1・・・・・・回転軸、2・・・・・・ロータ、3・・
・・・・マグネット、4・・・・・・ステータ、5・・
・・・・コイル、X1〜Z2゜x、y、z・・・・・・
コイル、A、B、C・・・・・・ホール素子、21・・
・・・・位置検出器、22.23・・・・・・第1と第
2の分配制御器、24,25.26・・・・・・第1の
出力トランジスタ、27.28.29・・・・・・第2
の出力トランジスタ、30・・・・・・速度検出器、3
1゜45・・・・・・電圧・電流変換器、32・・・・
・・カレントミラー回路、81.83・・・・・・第1
と第2の差動回路、82.90・・・・・・検出・比較
器、200・・・・・・直流電源、201・・・・・・
電圧変換器、202・・・・・・位置検出器、203・
・・・・・分配器、204,205,206・・・・・
・第1のスイッチトランジスタ、207,208゜20
9・・・・・・第2のスイッチトランジスタ、210・
・・・・・速度検出器、211・・・・・・電流供給器
、、212゜213・・・・・・第1と第2の差動回路
、214,215゜216・・・・・・カレントミラー
回路、222・・・・・・スイッチング制御器、400
,411〜418・・・・・・コイル、501・・・・
・・ロータ、502・・・・・・マグネット、503・
・・・・・ステータ鉄心、504・・・・・・主突極、
505・・・・・・補助突極。
Claims (2)
- (1)N極とS極の永久磁極を交互に複数極着磁され、
円周上において磁束密度の分布を平坦部分が電気角60
゜程度の台形波状にされたマグネットを有するロータと
、前記マグネットの磁束と鎖交する位置に配置され、各
コイルの実効ピッチを電気角180゜程度にされ、前記
各コイルの実効ピッチ両端における前記マグネットの発
生磁束密度差の分布を前記ロータの回転角度について平
坦部分が電気角60゜程度の台形波状にされ、複数個の
前記コイルを環状結線されて形成された3相のコイル群
と、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、
環状結線された前記3相のコイル群の3個の結節点と直
流電源の一端の間の電流路を形成する3個のトランジス
タからなる第1の出力トランジスタ群と、前記3個の結
節点と前記直流電源の他端の間の電流路を形成する3個
のトランジスタからなる第2の出力トランジスタ群と、
前記コイル群への電流供給を指令する指令信号に対応し
、かつ、前記位置検出手段の出力信号に応動して前記3
相のコイル群のうちで前記発生磁束密度差の分布が平坦
部分にある相の前記コイル群の一方の結節点に電流を供
給するように前記第1の出力トランジスタ群の通電を分
配制御する第1の分配制御手段と、前記位置検出手段の
出力信号に応動して前記平坦部分にある相の前記コイル
群の他方の結節点と前記直流電源の電流路を形成するよ
うに前記第2の出力トランジスタ群の通電を分配制御す
る第2の分配制御手段を具備し、前記第2の分配制御手
段は、前記第1の出力トランジスタ群の通電状態にある
トランジスタの動作電圧を検出する動作検出手段と、前
記第1の出力トランジスタ群の動作電圧を検出した前記
動作検出手段の出力信号に応動して前記第2の出力トラ
ンジスタ群の通電電流を制御し、通電状態にある前記第
1の出力トランジスタの動作電圧が大きくなると通電状
態にある前記第2の出力トランジスタの通電電流を小さ
くし、通電状態にある前記第1の出力トランジスタの動
作電圧が小さくなると通電状態にある前記第2の出力ト
ランジスタの通電電流を大きくする制御手段を含んで構
成されたブラシレス直流モータ。 - (2)N極とS極の永久磁極を交互に複数極着磁され、
円周上において磁束密度の分布を平坦部分が電気角60
゜程度の台形波状にされたマグネットを有するロータと
、前記マグネットの磁束と鎖交する位置に配置され、各
コイルの実効ピッチを電気角180゜程度にされ、前記
各コイルの実効ピッチ両端における前記マグネットの発
生磁束密度差の分布を前記ロータの回転角度について平
坦部分が電気角60゜程度の台形波状にされ、複数個の
前記コイルを環状結線されて形成された3相のコイル群
と、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、
環状結線された前記3相のコイル群の3個の結節点と直
流電源の一端の間の電流路を形成する3個のトランジス
タからなる第1の出力トランジスタ群と、前記3個の結
節点と前記直流電源の他端の間の電流路を形成する3個
のトランジスタからなる第2の出力トランジスタ群と、
前記コイル群への電流供給を指令する指令信号に対応し
、かつ、前記位置検出手段の出力信号に応動して前記3
相のコイル群のうちで前記発生磁束密度差の分布が平坦
部分にある相の前記コイル群の一方の結節点に電流を供
給するように前記第1の出力トランジスタ群の通電を分
配制御する第1の分配制御手段と、前記位置検出手段の
出力信号に応動して前記平坦部分にある相の前記コイル
群の他方の結節点と前記直流電源の電流路を形成するよ
うに前記第2の出力トランジスタ群の通電を分配制御す
る第2の分配制御手段を具備し、前記第2の分配制御手
段は、前記指令信号に応動して電圧値を変化させる基準
電圧信号を得る基準電圧発生手段と、前記第1の出力ト
ランジスタ群の通電状態にあるトランジスタの動作電圧
と前記基準電圧信号を比較する比較手段と、前記第1の
出力トランジスタ群の動作電圧を比較した前記比較手段
の出力信号に応動して前記第2の出力トランジスタ群の
通電電流を制御し、通電状態にある前記第1の出力トラ
ンジスタの動作電圧が大きくなると通電状態にある前記
第2の出力トランジスタの通電電流を小さくし、通電状
態にある前記第1の出力トランジスタの動作電圧が小さ
くなると通電状態にある前記第2の出力トランジスタの
通電電流を大きくする制御手段を含んで構成されたブラ
シレス直流モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2097116A JPH0634615B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | ブラシレス直流モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2097116A JPH0634615B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | ブラシレス直流モータ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57010691A Division JPS58130786A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | ブラシレス直流モ−タ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03207288A true JPH03207288A (ja) | 1991-09-10 |
JPH0634615B2 JPH0634615B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=14183602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2097116A Expired - Lifetime JPH0634615B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | ブラシレス直流モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0634615B2 (ja) |
-
1990
- 1990-04-12 JP JP2097116A patent/JPH0634615B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0634615B2 (ja) | 1994-05-02 |
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