JPH03243195A - モータ制御回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ブラシレスモータを駆動するモータ制御回路に関し、 位置センサの障害によっても正しい回転を維持させるこ
とを目的とし、 複数個の位置センサにより回転子の回転位置を検出して
、固定子の多相コイルの励磁相切替えを行うことにより
、前記回転子を回転させるモータ制御回路に於いて、前
記位置センサによる位置信号の異常の有無を検出する異
常検出部と、該異常検出部により前記位置信号の異常を
検出した時に、正常な位置センサからの位置信号を用い
て、異常な位置信号の代わりの位置信号を再現する正常
信号再現部と、該正常信号再現部からの正常位置信号に
より前記多相コイルの励磁相切替えを行う相切替部とを
備えて構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ブラシレスモータを駆動するモータ制御回路
に関するものである。

直流電源により駆動するブラシレスモータは、回転子の
回転位置を検出する為の複数の位置センサが設けられ、
これらの位置センサの検出信号に基づいて、固定子の多
相コイルの励磁相を切替えるもので、整流子反びブラシ
を省略できる構成のモータである。このようなモータに
於ける位置センサが１個でも故障すると、回転子が異常
回転を引き起こすことなり、安定な回転を維持できなく
なる。そこで、位置センサの障害によって回転子を所定
の回転数を維持できるように制御することが要望されて
いる。

〔従来の技術〕

第４図はモータの概略断面図を示し、４１は回転子、４
２は永久磁石界磁、４３は固定子、４４は固定子コイル
、４５は位置センサ、４６は支持板、４７は固定軸、４
８．４９は軸受である。このモータは、外転型の場合を
示し、例えば、磁気ディスク装置に於けるスピンドルモ
ータに適用した場合は、回転子４１の外周に任意数の磁
気ディスクが取付けられることになる。

回転子４１の永久磁石界［４２は、円周方向に沿ってＮ
、Ｓが現れるように着磁され、又固定子４３の固定子コ
イル４４は、多相コイルを構成している。

又位置センサ４５は、回転子４１の永久磁石界磁４２の
磁場によって回転子４１の回転位置を検出するもので、
リードスイッチ等のスイッチや、ホール効果素子や磁気
効果素子等の各種の素子が用いられる。この位置センサ
４５により検出された回転子４１の回転位置に対応して
、固定子４３の固定子コイル４４の励磁相が切替えられ
、それにより回転子４１は回転される。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述の位置センサ４５は、複数個設けられているもので
、その中の１個が故障した場合、或いはそのリード線が
断線した場合等の障害時には、正常な位置信号が得られ
ないので、多相コイルの相切替えの制御が乱れることに
なり、回転子４１は異常回転を引き起こすことになる。

本発明は、位置センサの障害によっても正しい回転を維
持させることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のモータ制御回路は、位置センサの障害時に、正
常な位置信号を再現することにより、所定の回転を維持
させるものであり、第１図を参照して説明する。

複数個の位置センサ１により回転子２の回転位置を検出
して、固定子３の多相コイル４の励磁相切替えを行うこ
とにより、回転子２を回転させるモータ制御回路に於い
て、位置センサｌによる位置信号の異常の有無を検出す
る異常検出部５と、この異常検出部５により位置信号の
異常を検出した時に、正常な位置センサ１からの位置信
号を用いて、異常な位置信号の代わりの位置信号を再現
する正常信号再現部６と、この正常信号再現部６からの
正常位置信号により多相コイル４の励磁相切替えを行う
相切替部７とを設けたものである。

〔作用〕

位置センサ１の配置個数を例えば３個とすると、回転子
２の回転に従って３相の位置信号が得られる。従って、
１個の位置センサ１に障害が発生すると、３相の中の１
相の位置信号が他の２相の位置信号に比較して異常な波
形となるか、１相が欠相となる。このような状態を異常
検出部５で検出すると、正常信号再現部６に異常相を通
知する。

正常信号再現部６は、正常相の位置信号を基に、異常相
の位置信号の代わりの位置信号を再現する。

この正常信号再現部６からの正常な位置信号を基に、相
切替部７では固定子３の多相コイル４の相切替えを行う
ものである。なお、位置センサ１が総て正常な場合は、
各位置センサ１による位置信号は、正常信号再現部６を
単に通過して相切替部７に加えられることになる。

〔実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１ａ、
ｌｌｂ、ｌｌｃは位置センサ、１２は回転子、１３ａ、
１３ｂ、１３ｃは固定子に設けた３相コイル、１４は励
磁切替回路、１５は異常検出回路、１６は正常信号分配
回路、１７はタイミング回路、１８はパターン発生回路
、１９は正常位置信号再現回路、２０は位置信号選択回
路である。

回転子１２は、４極に着磁された永久磁石界磁を備えた
場合を示し、又固定子の３相コイル１３ａ、１３ｂ、１
３ｃは、励磁相切替回路１４により励磁相が切替えられ
て直流電源から励磁され、その励磁によって回転子１２
が回転される。そして、回転子１２の回転位置は、ホー
ル効果素子等からなる位置センサｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌ
ｃにより検出され、３個の位置センサｌｌａ、ｌｌｂ。

１１ｃによる位置信号ａ、ｂ、ｃは３相の信号となる。

又第１図に於ける異常検出部５は異常検出回路１５に対
応し、正常信号再現部６は、正常信号分配回路１６．タ
イミング回路１７．パターン発生回路１Ｂ、正常位置信
号再現回路１９２位置信号選択回路２０等からなる構成
に対応し、又相切替部７は励磁切替回路１４に対応する
。

異常検出回路１５により、位置センサｌｌａ。

１１ｂ、ｌｌｃからの位置信号ａ、ｂ、ｃの異常の有無
が検出されるものであり、この異常検出回路１５は、例
えば、３相の位置信号ａ、ｂ、ｃの順序を監視する順序
回路等により構成することができる。又正常位置信号分
配回路１６は、異常検出回路１５からの異常相の検出信
号ｉを基に、正常相の位置信号を選択してパターン発生
回路１８に加え、その選択した正常相の位置信号のタイ
ミング信号ｊをタイミング回路１７に加えるものである
。

又パターン発生回路１８は、正常信号分配回路１６から
の正常相の位置信号を基にしたパターンの位置信号ｅを
発生するものであり、発生された位置信号ｅは正常位置
信号再現回路１９に加えられる。なお、正常信号分配回
路１６から分配された信号をそのまま正常位置信号再現
回路１９に入力する構成とし、パターン発生回路１８を
省略することも可能である。

又５４５７７回路１７は、異常検出回路１５からの異常
検出信号りと、正常信号分配回路１６からのタイミング
信号ｊにより起動され、置換すべき位置信号のタイミン
グ信号ｆを発生する単安定マルチバイブレーク等からな
る構成を有し、そのタイミング信号ｒは正常位置信号再
現回路１９に加えられる。

位置信号選択回路２０は、異常検出回路１５からの異常
相の検出信号に従って、正常位置信号再現回路１９から
の位置信号ｇを、異常相の位置信号の代わりに選択して
励磁相切替回路１４に加えることになる。

第３図は本発明の実施例の動作説明図であり、（ａｈ　
（ｂ）、　（ｃ）は正常時の位置信号ａ、ｂ、ｃ、（ｄ
）は異常時の位置信号Ｃ１（ｅ）はパターン発生回路１
８からの信号ｅ、（ｆ）はタイミング回路１７からのタ
イミング信号ｆ、（ｇ）は正常位置信号再現回路１９で
再現された位置信号ｇを示す。

回転子１２に対して位置センサｌｌａ、ｌｌｂ。

１１ｃが電気角６０°の間隔で配置されている場合に、
各位置センサｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃが正常である時、
（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）に示す位置信号ａ、ｂ。

Ｃが得られる。この位置信号の周期をＴとすると、各位
置信号ａ、ｂ、ｃは順次ｔ　１＝ｔ２＝ｔ３＝Ｔ／６時
間ずれたものとなる。

このような正常な位置信号ａ、ｂ、ｃにより、異常検出
回路１５では、例えば、複数のフリップフロップ等から
なる順序回路が、所定の順序で動作することになるから
、異常なしと判定することになり、正常な位置信号ａ、
ｂ、ｃは位置信号選択回路２０から励磁切替回路１４に
入力される。

又位置センサ１１ｃの劣化やリード線の断線。

或いは接触不良等により、（ｄ）に示す位置信号となっ
たとすると、異常検出回路１５に於いては、位置信号Ｃ
が他の位置信号ａ、ｂに対して所定の順序でなく、且つ
所定のパルス幅でないことから、位置センサｌｌｃが異
常であると判断し、異常検出信号りをタイミング回路１
７に加えると共に、位置信号Ｃが異常であることを示す
信号ｉを正常信号分配回路１６に加えることになる。こ
の場合、異常検出回路１５からの異常検出信号りにより
外部に警報表示を行わせることも可能である。

正常信号分配回路１６では、位置信号Ｃが異常であるこ
とを通知されると、正常相の位置信号ａ。

ｂの何れかを分配することになり、例えば、位置信号す
がパターン発生回路１８に加えられ、パターン発生回路
１８では、分配された位置信号すを基に、例えば、（ｅ
）に示すパターンの信号を出力する。この信号ｅは正常
位置信号再現回路１９に加えられる。

又タイミング回路１７では、分配する正常相の位置信号
すのタイミング信号ｊが加えられるから、例えば、この
タイミング信号ｊによりトリガされて、時間ｔｌ、ｔ２
．ｔ３と同一の時間ｔの信号（”Ｏ”）ｆを、（ｆ）に
示すように出力することになる。

正常位置信号再現回路１９では、パターン発生回路１８
からの信号ｅと、タイミング回路１７からのタイミング
信号ｆとの例えば排他的論理和の出力を正常位置信号ｇ
として出力するか、或いはタイミング信号ｆの立上りで
反転動作するフリップフロップの出力信号を正常位置信
号ｇとすることができる。即ち、（濁に示すように、異
常相の位置信号Ｃの代わりの位置信号ｇが再現されるこ
とになる。

位置信号選択回路２０に於いては、異常検出回路１５か
ら位置信号Ｃが異常であることを通知されることにより
、正常位置信号再現回路１９からの位置信号ｇを、位置
信号Ｃの代わりに選択して励磁切替回路１４に加えるこ
とになる。従って、位置センサの障害によっても、回転
子１２は正常に回転することができる。

前述の実施例に於ける各部の構成はハード構成或いはマ
イクロプロセッサの処理機能によって実現することが可
能であり、又位置信号ａ、　　ｂ、　　ｃの周期Ｔを基
準周期と比較して一定となるように励磁切替回路１４を
制御すれば、回転子１２を一定回転数で回転させること
ができる。

又異常相の位置信号Ｃの代わりに正常相の位置信号すを
選択する場合を示しているが、位置信号ａを選択するこ
とも可能である。この場合は、タイミング回路１７から
のタイミング信号ｆは、タイミング信号ｊから２ｔの時
間の信号とすれば良いことになる。又パターン発生回路
１８の出力信号ｅは、選択された位置信号を波形成形し
て反転したものとなるが、非反転波形とすることも可能
である。

位置センサを３個配置した場合を示すが、更に数を配置
することも可能であり、又多相コイルも３相以上の多相
とすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、位置センサ１の異常を
異常検出回路５で検出し、その検出に従って正常信号再
現部６により正常の位置信号を再現し、相切替部７に加
えて、多相コイル４の励磁相切替えを行うものであり、
複数個の位置センサｌの中の１個程度の障害によっても
、回転子２を安定に回転させることができる利点があり
、モータの信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は本発明の実施例の動作説明図、
第４図はモータの概略断面図である。 ■は位置センサ、２は回転子、３は固定子、４は多相コ
イル、５は異常検出部、６は正常信号再現部、７は相切
替部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数個の位置センサ（１）により回転子（２）の回転
   位置を検出して、固定子（３）の多相コイル（４）の励
   磁相切替えを行うことにより、前記回転子（２）を回転
   させるモータ制御回路に於いて、 前記位置センサ（１）による位置信号の異常の有無を検
   出する異常検出部（５）と、 該異常検出部（５）により前記位置信号の異常を検出し
   た時に、正常な位置センサ（１）からの位置信号を用い
   て、異常な位置信号の代わりの位置信号を再現する正常
   信号再現部（６）と、該正常信号再現部（６）からの正
   常位置信号により前記多相コイル（４）の励磁相切替え
   を行う相切替部（７）と を設けたことを特徴とするモータ制御回路。