JPH036149Y2 - - Google Patents
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- JPH036149Y2 JPH036149Y2 JP1981002415U JP241581U JPH036149Y2 JP H036149 Y2 JPH036149 Y2 JP H036149Y2 JP 1981002415 U JP1981002415 U JP 1981002415U JP 241581 U JP241581 U JP 241581U JP H036149 Y2 JPH036149 Y2 JP H036149Y2
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、多相電機子巻線が施こされた固定
子と、Ｎ、Ｓ極が円周方向に交互に、かつ直径方
向に着磁された回転駆動用磁石から成る主磁極を
有する回転子と、この回転子の主磁極の回転位置
を検出するように設けた複数の回転位置検出素子
と、この複数の回転位置検出素子で得られた信号
に基づいて順次上記多相電機子巻線に流れる電流
を切換えるための電流切換手段を有する４差動型
無整流子電動機（以下単に「無整流子電動機」と
も記述する）の改良に関するものであり、その目
的とするところは、回転子の回転位置検出エラー
によるトルクリツプの発生の抑制と、、回転子の
回転位置検出素子の信号出力の増大およびその回
転位置検出素子が消費する消費電流の低減などを
はかるることにある。
子と、Ｎ、Ｓ極が円周方向に交互に、かつ直径方
向に着磁された回転駆動用磁石から成る主磁極を
有する回転子と、この回転子の主磁極の回転位置
を検出するように設けた複数の回転位置検出素子
と、この複数の回転位置検出素子で得られた信号
に基づいて順次上記多相電機子巻線に流れる電流
を切換えるための電流切換手段を有する４差動型
無整流子電動機（以下単に「無整流子電動機」と
も記述する）の改良に関するものであり、その目
的とするところは、回転子の回転位置検出エラー
によるトルクリツプの発生の抑制と、、回転子の
回転位置検出素子の信号出力の増大およびその回
転位置検出素子が消費する消費電流の低減などを
はかるることにある。
第１図は、この種の無整流子電動機の従来例を
軸上から見た概略図で、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
は固定子を構成する４相の電機子巻線で互いに電
気角でπ／２（ラジアン）離れた位置に配置され
ている。２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄはＮ、Ｓ極が円
周方向に交互に、かつ、直径方向に着磁された回
転子を構成する回転駆動用磁石から成る４極の主
磁極であり、HG1，HG2は上記固定子を構成す
る４極の磁石の回転位置を検出する回転位置検出
素子であるホール素子で互いに電気角でπ／２
（ラジアン）離れた位置に配置されている。
軸上から見た概略図で、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
は固定子を構成する４相の電機子巻線で互いに電
気角でπ／２（ラジアン）離れた位置に配置され
ている。２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄはＮ、Ｓ極が円
周方向に交互に、かつ、直径方向に着磁された回
転子を構成する回転駆動用磁石から成る４極の主
磁極であり、HG1，HG2は上記固定子を構成す
る４極の磁石の回転位置を検出する回転位置検出
素子であるホール素子で互いに電気角でπ／２
（ラジアン）離れた位置に配置されている。
第２図はこの種の無整流子電動機の電機子巻線
に流れる電流を切換える電流切換装置の回路図
で、トランジスタX1，X2，X3，X4は、エミツタ
共通で、ベースはそれぞれホール素子HG1，
HG2の出力電圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄに接続され
ており、これらの４個のトランジスタ４差動の増
幅器を構成している。VR1はホール素子HG1，
HG2の出力電圧端子の直流電位を備えるための
可変抵抗器であり、ホール素子HG1，HG2が無
磁界の状態におかれたときにその出力電圧端子の
直流電位がほぼ等しくなるように調整される。
に流れる電流を切換える電流切換装置の回路図
で、トランジスタX1，X2，X3，X4は、エミツタ
共通で、ベースはそれぞれホール素子HG1，
HG2の出力電圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄに接続され
ており、これらの４個のトランジスタ４差動の増
幅器を構成している。VR1はホール素子HG1，
HG2の出力電圧端子の直流電位を備えるための
可変抵抗器であり、ホール素子HG1，HG2が無
磁界の状態におかれたときにその出力電圧端子の
直流電位がほぼ等しくなるように調整される。
このホール素子HG1，HG2の出力電圧端子ａ，
ｂ，ｃ，ｄには、回転子を構成する磁極２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄの磁束を受けてその磁束分布に応
じた出力電圧を発生する。第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄ
はそれぞれ第２図に示すホール素子HG1，HG2
の出力電圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄの出力電圧波形を
示したものである。
ｂ，ｃ，ｄには、回転子を構成する磁極２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄの磁束を受けてその磁束分布に応
じた出力電圧を発生する。第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄ
はそれぞれ第２図に示すホール素子HG1，HG2
の出力電圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄの出力電圧波形を
示したものである。
上記ホール素子HG1，HG2の電圧端子ａ，ｂ，
ｃ，ｄには、回転子を構成する磁石の回転に伴つ
て変化するる電圧が発生する。トランジスタX1，
X2，X3，X4は、上記電圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄの
電圧のうち１番低い電圧に対応するトランジスタ
のエミツタ・コレクタ間が導通し、他のトランジ
スタは非導通になる。トランジスタX1，X2，
X3，X4の共通エミツタから供給される制御電流
Ｉは、その導通したトランジスタのコレクタを通
して、トランジスタX5，X6，X7，X8のうちの対
応するトランジスタのベースに流れ、そのトラン
ジスタのベース電流のhFE倍の電流が電機子巻線
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうちの対応する電機子
巻線に流れて、それによつて生じる磁界が回転子
を構成する磁石の磁界に作用して、回転子に回転
トルクを発生するる。以下、同様にして、回転子
の回転、すなわち磁石の回転によつて、ホール素
子HG1，HG2の出力電圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄに
生じる出力電圧が第３図のａ，ｂ，ｃ，ｄに示す
ように変化するので、電機子巻線１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄの順に第３図の１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
に示すように電流が切換わり、、回転子には連続
した回転トルクが生じる。
ｃ，ｄには、回転子を構成する磁石の回転に伴つ
て変化するる電圧が発生する。トランジスタX1，
X2，X3，X4は、上記電圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄの
電圧のうち１番低い電圧に対応するトランジスタ
のエミツタ・コレクタ間が導通し、他のトランジ
スタは非導通になる。トランジスタX1，X2，
X3，X4の共通エミツタから供給される制御電流
Ｉは、その導通したトランジスタのコレクタを通
して、トランジスタX5，X6，X7，X8のうちの対
応するトランジスタのベースに流れ、そのトラン
ジスタのベース電流のhFE倍の電流が電機子巻線
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうちの対応する電機子
巻線に流れて、それによつて生じる磁界が回転子
を構成する磁石の磁界に作用して、回転子に回転
トルクを発生するる。以下、同様にして、回転子
の回転、すなわち磁石の回転によつて、ホール素
子HG1，HG2の出力電圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄに
生じる出力電圧が第３図のａ，ｂ，ｃ，ｄに示す
ように変化するので、電機子巻線１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄの順に第３図の１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
に示すように電流が切換わり、、回転子には連続
した回転トルクが生じる。
このような動作を行なう従来一般の無整流子電
動機の効率向上のためには回転子を構成する磁石
の磁束はできるだけ大きくする必要がある。
動機の効率向上のためには回転子を構成する磁石
の磁束はできるだけ大きくする必要がある。
この磁束φgは、φg＝Bg Ａ（ただし、Bg…回
転子磁石の磁束密度、Ａ…有効面積）で表わさ
れ、有効面積に比例するため、矩形の着磁が電動
機の高効率化に有効である。
転子磁石の磁束密度、Ａ…有効面積）で表わさ
れ、有効面積に比例するため、矩形の着磁が電動
機の高効率化に有効である。
従来の無整流子電動機では、回転子を構成する
円筒形状の永久磁石の内径に、Ｎ、Ｓ極が円周方
向に交互に矩形波状の磁束分布となるような着磁
を施こし、ホール素子の出力電圧端子の電位差を
利用して、電機子巻線に流れる電流の流通角を決
めている。
円筒形状の永久磁石の内径に、Ｎ、Ｓ極が円周方
向に交互に矩形波状の磁束分布となるような着磁
を施こし、ホール素子の出力電圧端子の電位差を
利用して、電機子巻線に流れる電流の流通角を決
めている。
第４図はホール素子HG1，HG2の出力電圧端
子ａ，ｂの出力電圧波形べあり、それぞれａ，ｂ
で示してある。点イは出力電圧波形ａ，ｂの交点
で、電機子巻線１ａ，１ｂに流れる電流の切換点
を示す。この図で示すように、ホール素子の出力
電圧波形は、、上記円筒形状の永久磁石の内径に
矩形波状に着磁された磁極の磁束を受けて出力電
圧を発生するため、やはり矩形波となる。このた
め出力電圧波形の交点の近傍では出力電圧波形の
傾きが小さく、２つのホール素子間の出力電圧の
振幅差、ホール素子の機械的取付位置の誤差、お
よびホール素子の出力電圧比較部の誤差電圧によ
つて、電機子巻線に流れる電流の流通角が誤差を
伴なつたものとなり、回転子のトルクリツプルが
生じやすい。
子ａ，ｂの出力電圧波形べあり、それぞれａ，ｂ
で示してある。点イは出力電圧波形ａ，ｂの交点
で、電機子巻線１ａ，１ｂに流れる電流の切換点
を示す。この図で示すように、ホール素子の出力
電圧波形は、、上記円筒形状の永久磁石の内径に
矩形波状に着磁された磁極の磁束を受けて出力電
圧を発生するため、やはり矩形波となる。このた
め出力電圧波形の交点の近傍では出力電圧波形の
傾きが小さく、２つのホール素子間の出力電圧の
振幅差、ホール素子の機械的取付位置の誤差、お
よびホール素子の出力電圧比較部の誤差電圧によ
つて、電機子巻線に流れる電流の流通角が誤差を
伴なつたものとなり、回転子のトルクリツプルが
生じやすい。
第４図の破線で示されたb′の波形はホール素子
HG2の出力電圧端子ｂの出力電圧が、ホール素
子HG1の出力電圧端子ａの出力電圧よりも大き
い場合で、この場合、電機子巻線に流れる電流の
切換点では、イからイ′にθeだけずれることにな
る。
HG2の出力電圧端子ｂの出力電圧が、ホール素
子HG1の出力電圧端子ａの出力電圧よりも大き
い場合で、この場合、電機子巻線に流れる電流の
切換点では、イからイ′にθeだけずれることにな
る。
またホール素子の出力電圧（ホール電圧）は次
式で表わされる。
式で表わされる。
VH＝KH Bg IH ただし、VH…ホール電圧、
KH…ホール定数、Bg…磁束密度、IH…入力電流 すなわち、ホール電圧は、ホール素子に鎖交す
る磁束密度Bgと入力電流IHに比例する。
KH…ホール定数、Bg…磁束密度、IH…入力電流 すなわち、ホール電圧は、ホール素子に鎖交す
る磁束密度Bgと入力電流IHに比例する。
第５図は、回転子を構成する磁石の磁束分布と
この磁束を受けるホール素子の面における磁束分
布を表わしたもので、Ａは回転子を構する磁石の
内径近傍の磁束密度、Ｂはホール素子が設置され
た永久磁石の端面近傍の磁束密度である。この図
から分るように、ホール素子の設置された永久磁
石の端面近傍での磁束密度が、回転子を構成する
磁石のそれよりも小さい。したがつて、従来例の
電動機の場合、ホール素子の出力電圧の低下が考
えられる。そして、第２図に示すような４差動の
電機子電流の切換回路を用いた場合には、ホール
素子の出力電圧の低下により、トランジスタX1，
X2，X3，X4のベース電位の電圧差が小さくなる
ため、電機子電流の切換が緩やかになり、流通角
が広がり、効率悪化の原因となつたり、、電機子
電流の切換点がずれる要因となる。
この磁束を受けるホール素子の面における磁束分
布を表わしたもので、Ａは回転子を構する磁石の
内径近傍の磁束密度、Ｂはホール素子が設置され
た永久磁石の端面近傍の磁束密度である。この図
から分るように、ホール素子の設置された永久磁
石の端面近傍での磁束密度が、回転子を構成する
磁石のそれよりも小さい。したがつて、従来例の
電動機の場合、ホール素子の出力電圧の低下が考
えられる。そして、第２図に示すような４差動の
電機子電流の切換回路を用いた場合には、ホール
素子の出力電圧の低下により、トランジスタX1，
X2，X3，X4のベース電位の電圧差が小さくなる
ため、電機子電流の切換が緩やかになり、流通角
が広がり、効率悪化の原因となつたり、、電機子
電流の切換点がずれる要因となる。
このため、従来例ではホール素子の出力電圧を
低下しないように、ホール素子の入力電流を増加
して補正したが、ホール素子の最大入力電流の制
限があること、また、消費電流が増加するなどの
問題があつた。
低下しないように、ホール素子の入力電流を増加
して補正したが、ホール素子の最大入力電流の制
限があること、また、消費電流が増加するなどの
問題があつた。
この考案の無整流子電動機は、上述の従来のよ
うな問題をなくすようにしたものであり、第６図
はそ無整流子電動機の構造図、第７図Ａ，Ｂはこ
の考案の改良の主要部である回転子を構成する磁
石の縦断側面図および平面図である。
うな問題をなくすようにしたものであり、第６図
はそ無整流子電動機の構造図、第７図Ａ，Ｂはこ
の考案の改良の主要部である回転子を構成する磁
石の縦断側面図および平面図である。
これらの図において、３は多相電機子巻線が巻
装された固定子で、中心部に回転軸の軸受部４ａ
を有する固定子ヨーク４に固定されている。
装された固定子で、中心部に回転軸の軸受部４ａ
を有する固定子ヨーク４に固定されている。
５は上記軸受部４ａに回転自在に軸支された回
転軸で、この回転軸５に逆カツプ状の回転子外ヨ
ーク６の頂部が固定され、、この回転子外ヨーク
６の内周面に、円筒形状の永久磁石で作られた回
転子７がその内周面が上記固定子３の外周面と所
定の間隙をおいて固定されている。６′は逆カツ
プ状の回転子内ヨークで、その外周面が上記固定
子３の内周面と所定の間隙をおいてその頂部が回
転軸５に固定されている。
転軸で、この回転軸５に逆カツプ状の回転子外ヨ
ーク６の頂部が固定され、、この回転子外ヨーク
６の内周面に、円筒形状の永久磁石で作られた回
転子７がその内周面が上記固定子３の外周面と所
定の間隙をおいて固定されている。６′は逆カツ
プ状の回転子内ヨークで、その外周面が上記固定
子３の内周面と所定の間隙をおいてその頂部が回
転軸５に固定されている。
上記円筒形状の永久磁石で作られた回転子７
は、Ｎ、Ｓ極が円周方向に交互に、かつ、直径方
向に回転駆動用の主磁極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
が着磁されており、さらに、回転軸に沿う方向の
端面（図においては下端面）に、上記主磁極の着
磁角より明らかに狭くほぼ電気角でπ／２〜π／
８（ラジアン）の着磁角で上記回転軸方向に副磁
極７a′，７b′，７c′７d′がそれぞれ着磁されてい
る。なお、上記主磁極と、副磁極の極数は同一で
ある。
は、Ｎ、Ｓ極が円周方向に交互に、かつ、直径方
向に回転駆動用の主磁極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
が着磁されており、さらに、回転軸に沿う方向の
端面（図においては下端面）に、上記主磁極の着
磁角より明らかに狭くほぼ電気角でπ／２〜π／
８（ラジアン）の着磁角で上記回転軸方向に副磁
極７a′，７b′，７c′７d′がそれぞれ着磁されてい
る。なお、上記主磁極と、副磁極の極数は同一で
ある。
第７図ＢでθMは、上記回転駆動用の主磁極の着
磁角、θSは上記副磁極の着磁角をそれぞれ示して
いる。
磁角、θSは上記副磁極の着磁角をそれぞれ示して
いる。
上記副磁極の着磁角θSは電気角でπ／２（ラジ
アン）より大きくすると後述するようなトルクリ
ツプルの改善の効果が少なく、π／２（ラジアン）
以下にしなければならないが、π／８（ラジアン）
より小さくすると、上記各磁極の端面の磁束密度
分布は第８図に示すように変形してしまうため不
都合である。
アン）より大きくすると後述するようなトルクリ
ツプルの改善の効果が少なく、π／２（ラジアン）
以下にしなければならないが、π／８（ラジアン）
より小さくすると、上記各磁極の端面の磁束密度
分布は第８図に示すように変形してしまうため不
都合である。
上記副磁極の着磁角がπ／８（ラジアン）より
小さくても磁化力を増加すれば、回転子磁石の端
面の磁束密度分布は第５図のＣのような台形の磁
束密度分布に近くなるが、回転駆動用の主磁極の
磁束密度の減少をきたすため回転トルクがが減少
する。
小さくても磁化力を増加すれば、回転子磁石の端
面の磁束密度分布は第５図のＣのような台形の磁
束密度分布に近くなるが、回転駆動用の主磁極の
磁束密度の減少をきたすため回転トルクがが減少
する。
実験によると、上記副磁極の着磁は電気角で
π／８〜π／２（ラジアン）の着磁角がトルクの
低下をきたさずに満足する磁束分布を得ることが
できた。
π／８〜π／２（ラジアン）の着磁角がトルクの
低下をきたさずに満足する磁束分布を得ることが
できた。
また、上記副磁極を着磁した場合の永久磁石端
面近傍の磁束密度分布は第５図のＣに示すように
なつた。この磁束密度分布Ｃを、従来例の磁束密
度分布Ｂと比較してみると、最大磁束密度は倍以
上となり、その磁束密度分布の波形は台形とな
る。
面近傍の磁束密度分布は第５図のＣに示すように
なつた。この磁束密度分布Ｃを、従来例の磁束密
度分布Ｂと比較してみると、最大磁束密度は倍以
上となり、その磁束密度分布の波形は台形とな
る。
第９図は上述のように副磁極を着磁した回転子
を用い、第２図と同様の電機子電流切換回路を用
いた場合の、ホール素子HG1，HG2の出力電圧
端子ａ，ｂの出力電圧波形ａ，ｂを示したもので
あり、この場合、もし、ホール素子HG2の出力
電圧端子ｂの出力電圧波形がb′に示すようにホー
ル素子HG1の出力電圧ａの出力電圧波形ａより
大きくなつた場合には、電機子電流の切換点は、
イ点からイ′点の位置にθe′だけずれるが、前述し
た第４図に示す従来例の電機子電流の切換点のず
れθeより著しく小さく改善されている。
を用い、第２図と同様の電機子電流切換回路を用
いた場合の、ホール素子HG1，HG2の出力電圧
端子ａ，ｂの出力電圧波形ａ，ｂを示したもので
あり、この場合、もし、ホール素子HG2の出力
電圧端子ｂの出力電圧波形がb′に示すようにホー
ル素子HG1の出力電圧ａの出力電圧波形ａより
大きくなつた場合には、電機子電流の切換点は、
イ点からイ′点の位置にθe′だけずれるが、前述し
た第４図に示す従来例の電機子電流の切換点のず
れθeより著しく小さく改善されている。
第１０図のａ，ｂ，ｃ，ｄは、この考案の無整
流子電動機における第２図に示すような電機子電
流の切換回路のホール素子HG1，HG2の出力電
圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄの出力電圧波形であり、１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは電機子電流波である。こ
れらの波形図において、一方のホール素子の出力
電圧が他方より大きい場合の出力電圧波形と、そ
れによる電機子電流の流通角の変動した波形を破
線で示す。
流子電動機における第２図に示すような電機子電
流の切換回路のホール素子HG1，HG2の出力電
圧端子ａ，ｂ，ｃ，ｄの出力電圧波形であり、１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは電機子電流波である。こ
れらの波形図において、一方のホール素子の出力
電圧が他方より大きい場合の出力電圧波形と、そ
れによる電機子電流の流通角の変動した波形を破
線で示す。
このような場合に、第９図で説明したように、
この考案では、電機子電流の電流切換点のずれが
小さくなるので、、第３図で破線で示すような従
来例のホール素子の出力電圧の変動およびそれに
因る電機子電流の流通角の変動に比べて、この考
案の電機子電流の流通角変動は小さく、このた
め、この電機子電流の流通角の変動に因るトルク
リツプルが著しく改善されることがわかる。
この考案では、電機子電流の電流切換点のずれが
小さくなるので、、第３図で破線で示すような従
来例のホール素子の出力電圧の変動およびそれに
因る電機子電流の流通角の変動に比べて、この考
案の電機子電流の流通角変動は小さく、このた
め、この電機子電流の流通角の変動に因るトルク
リツプルが著しく改善されることがわかる。
また、ホール素子の機械的な取付位置の誤差、、
ホール素子の出力電圧比較部の誤差電圧（たとえ
ば、第２図のトランジスタX1〜X4のVBEのばらつ
き）などに因る電機子電流の流通角の変動も改善
される。
ホール素子の出力電圧比較部の誤差電圧（たとえ
ば、第２図のトランジスタX1〜X4のVBEのばらつ
き）などに因る電機子電流の流通角の変動も改善
される。
また、上記永久磁石端面の磁束密度は、この考
案の回転子のような副磁極の着磁によつて、従来
例のほぼ２倍と大きくなるため、一定のホール出
力を得るためには、ホール素子に流す入力電流は
従来の1/2にすることができ、消費電流を減少さ
せることができる。
案の回転子のような副磁極の着磁によつて、従来
例のほぼ２倍と大きくなるため、一定のホール出
力を得るためには、ホール素子に流す入力電流は
従来の1/2にすることができ、消費電流を減少さ
せることができる。
なお、この考案の実施例における回転子は、等
方性フエライト磁石を用いて前記のような主磁極
および副磁極を着磁することもできるが、また、
主磁極に主磁極方向、副磁極（円筒形状の回転子
の端面）に副磁極方向の２つの異方性軸を形成し
た異方性フエライト磁石を使用することもでき
る。
方性フエライト磁石を用いて前記のような主磁極
および副磁極を着磁することもできるが、また、
主磁極に主磁極方向、副磁極（円筒形状の回転子
の端面）に副磁極方向の２つの異方性軸を形成し
た異方性フエライト磁石を使用することもでき
る。
また、この考案の実施例においては回転子の回
転位置検出素子としてホール素子を用いた４相の
無整流子電動機を例にあげて説明したが、、磁気
抵抗効果素子などの磁気感応素子を用いた場合、
また、４相以外の無整流子電動機の場合にも前記
同様の効果がが期待できる。
転位置検出素子としてホール素子を用いた４相の
無整流子電動機を例にあげて説明したが、、磁気
抵抗効果素子などの磁気感応素子を用いた場合、
また、４相以外の無整流子電動機の場合にも前記
同様の効果がが期待できる。
この考案は、以上説明したように、多相電機子
巻線が施こされた固定子と、Ｎ、Ｓ極が円周方向
に交互に、かつ、直径方向に着磁された回転駆動
用磁石から成る複数の主磁極を有する円筒形状の
回転子と、この回転子の主磁極の回転位置を検出
するように設けた複数の回転位置検出素子と、こ
の複数の回転位置検出素子で得られた信号に基づ
いて順次上記多相電機子巻線に流れる電流を切換
えるための電流切換手段を有する無整流子電動機
において、上記回転子を構成する回転駆動用磁石
の回転軸に沿う方向の端面に、上記主磁極の着磁
角より明らかに狭くほぼ電気角でπ／２〜π／８
（ラジアン）で着磁された副磁極を上記各主磁極
のうちのいずれかに接してそれぞれ設け、これら
の副磁極の回転位置を検出するようにこの副磁極
に対向させて回転位置検出素子を上記主磁極とは
対向にしない側に設置した４差動型無整流子電動
機を提供したので、上述のように、回転子の回転
位置検出エラーによる電機子電流の流通角誤差は
きわめて小さくなり、それによつてトルクリツプ
ルが著しく改善された。
巻線が施こされた固定子と、Ｎ、Ｓ極が円周方向
に交互に、かつ、直径方向に着磁された回転駆動
用磁石から成る複数の主磁極を有する円筒形状の
回転子と、この回転子の主磁極の回転位置を検出
するように設けた複数の回転位置検出素子と、こ
の複数の回転位置検出素子で得られた信号に基づ
いて順次上記多相電機子巻線に流れる電流を切換
えるための電流切換手段を有する無整流子電動機
において、上記回転子を構成する回転駆動用磁石
の回転軸に沿う方向の端面に、上記主磁極の着磁
角より明らかに狭くほぼ電気角でπ／２〜π／８
（ラジアン）で着磁された副磁極を上記各主磁極
のうちのいずれかに接してそれぞれ設け、これら
の副磁極の回転位置を検出するようにこの副磁極
に対向させて回転位置検出素子を上記主磁極とは
対向にしない側に設置した４差動型無整流子電動
機を提供したので、上述のように、回転子の回転
位置検出エラーによる電機子電流の流通角誤差は
きわめて小さくなり、それによつてトルクリツプ
ルが著しく改善された。
また、回転子の回転位置検出素子の信号出力の
増大およびのその回転位置検出素子が消費する消
費電流の低減をはかることもできた。
増大およびのその回転位置検出素子が消費する消
費電流の低減をはかることもできた。
第１図は従来例の無整流子電動機を軸上から見
た概略図、第２図は無整流子電動機の電機子電流
の切換回路図、第３図は従来例の電機子電流の切
換回路のホール素子の出力電圧波形と電機子電流
波形を示す図、第４図は従来例の一方のホール素
子の出力電圧が他方のホール素子の出力電圧より
大きくなつた場合の説明図、第５図は従来例およ
びこの考案の回転子の主磁極近傍と回転子磁石の
端面近傍の磁束密度分布を比較して示した図、第
６図はこの考案の無整流子電動機の構造図、第７
図のＢはこの考案の主要部である回転子を構成す
る回転子磁石の平面図で第７図のＡはＢ図のＡ−
Ａ線における縦断側面図、第８図は回転子を構成
する回転駆動用磁石の端面に着磁する副磁極の着
磁角が電気角でπ／８（ラジアン）以下の場合の
磁石端面近傍の磁束密度分布図、第９図はこの考
案の一方のホール素子の出力電圧が他方のホール
素子の出力電圧より大きくなつた場合の説明図、
第１０図はこの考案の電機子電流の切換回路のホ
ール素子の出力電圧波形と電機子電流波形を示す
ものである。 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…電機子巻線、３…電
機子巻線が巻装された固定子、４…固定子ヨー
ク、４ａ…軸受部、５…回転軸、６…回転子外ヨ
ーク、６′…回転子内ヨーク、７…回転子、７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄ…主磁極、７a′，７b′，７c′，
７d′…副磁極、HG，HG1，HG2…回転位置検出
素子であるホール素子、X1〜X4，X5〜X8…トラ
ンジスタ。
た概略図、第２図は無整流子電動機の電機子電流
の切換回路図、第３図は従来例の電機子電流の切
換回路のホール素子の出力電圧波形と電機子電流
波形を示す図、第４図は従来例の一方のホール素
子の出力電圧が他方のホール素子の出力電圧より
大きくなつた場合の説明図、第５図は従来例およ
びこの考案の回転子の主磁極近傍と回転子磁石の
端面近傍の磁束密度分布を比較して示した図、第
６図はこの考案の無整流子電動機の構造図、第７
図のＢはこの考案の主要部である回転子を構成す
る回転子磁石の平面図で第７図のＡはＢ図のＡ−
Ａ線における縦断側面図、第８図は回転子を構成
する回転駆動用磁石の端面に着磁する副磁極の着
磁角が電気角でπ／８（ラジアン）以下の場合の
磁石端面近傍の磁束密度分布図、第９図はこの考
案の一方のホール素子の出力電圧が他方のホール
素子の出力電圧より大きくなつた場合の説明図、
第１０図はこの考案の電機子電流の切換回路のホ
ール素子の出力電圧波形と電機子電流波形を示す
ものである。 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…電機子巻線、３…電
機子巻線が巻装された固定子、４…固定子ヨー
ク、４ａ…軸受部、５…回転軸、６…回転子外ヨ
ーク、６′…回転子内ヨーク、７…回転子、７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄ…主磁極、７a′，７b′，７c′，
７d′…副磁極、HG，HG1，HG2…回転位置検出
素子であるホール素子、X1〜X4，X5〜X8…トラ
ンジスタ。
Claims (1)
- 多層電機子巻線が施こされた固定子と、Ｎ、Ｓ
極が円周方向に交互に、かつ、直径方向に着磁さ
れた回転駆動用磁石からなる複数の主磁極を有す
る円筒形状の回転子と、この回転子の主磁極の回
転位置を検出するように設けた複数の回転位置検
出素子と、この複数の回転位置検出素子で得られ
た信号に基づいて順次上記多層電機子巻線に流れ
る電流を切換えるための電流切換手段を有する４
差動型無整流子電動機において、上記回転子を構
成する回転駆動用磁石の回転軸に沿う方向の端面
に、上記主磁極の着磁角より明らかに狭くほぼ電
気角でπ／２〜π／８（ラジアン）で着磁された
副磁極を上記各主磁極のうちのいずれかに接して
それぞれ設け、これらの副磁極の回転位置を検出
するようにこの副磁極に対向させて回転位置検出
素子を上記主磁極とは対向しない側に設置したこ
とを特徴とする４差動型無整流子電動機。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981002415U JPH036149Y2 (ja) | 1981-01-13 | 1981-01-13 | |
| CH117/82A CH654151A5 (de) | 1981-01-13 | 1982-01-11 | Kollektorloser elektromotor. |
| US06/338,997 US4417186A (en) | 1981-01-13 | 1982-01-12 | Commutatorless electrical motor having sub magnetic poles |
| GB8200801A GB2091948B (en) | 1981-01-13 | 1982-01-12 | Commutatorless electrical motor having auxiliary magentic poles |
| DE19823200664 DE3200664A1 (de) | 1981-01-13 | 1982-01-12 | "kommutatorloser elektromotor mit hilfsmagnetpolen" |
| KR2019820000320U KR890001476Y1 (ko) | 1981-01-13 | 1982-01-13 | 무정류자 전동기 |
| AT0010682A AT376330B (de) | 1981-01-13 | 1982-01-13 | Elektromotor mit elektronischer kommutierungseinrichtung |
| FR8200405A FR2498026B1 (fr) | 1981-01-13 | 1982-01-13 | Moteur electrique sans commutateur ayant des poles magnetiques secondaires |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981002415U JPH036149Y2 (ja) | 1981-01-13 | 1981-01-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57115575U JPS57115575U (ja) | 1982-07-17 |
| JPH036149Y2 true JPH036149Y2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=11528610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1981002415U Expired JPH036149Y2 (ja) | 1981-01-13 | 1981-01-13 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4417186A (ja) |
| JP (1) | JPH036149Y2 (ja) |
| KR (1) | KR890001476Y1 (ja) |
| AT (1) | AT376330B (ja) |
| CH (1) | CH654151A5 (ja) |
| DE (1) | DE3200664A1 (ja) |
| FR (1) | FR2498026B1 (ja) |
| GB (1) | GB2091948B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4488076A (en) * | 1982-09-30 | 1984-12-11 | Applied Motion Products, Inc. | Tachometer assembly for magnetic motors |
| US4565938A (en) * | 1983-06-13 | 1986-01-21 | Intra-Technology Associates, Inc. | Permanent magnet rotor toroidal generator and motor |
| DE3401776C2 (de) * | 1984-01-19 | 1995-07-13 | Papst Motoren Gmbh & Co Kg | Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem glockenförmigen, doppelzylinderischen Permanentmagnetrotor und einer eisenlosen Statorwicklung |
| GB2156602B (en) * | 1984-03-12 | 1988-06-22 | Joseph Kallos | Permanent magnet stepping motor apparatus |
| US4684855A (en) * | 1984-03-12 | 1987-08-04 | Joseph Kallos | Permanent magnet direct current motor apparatus |
| GB2218856B (en) * | 1985-03-30 | 1990-02-28 | Papst Motoren Gmbh & Co Kg | Disk store drive |
| KR880002475B1 (ko) * | 1985-08-21 | 1988-11-14 | 이이수 | 직류 다상 양극성 무정류자 전동기 |
| FR2598047A1 (fr) * | 1986-04-23 | 1987-10-30 | Etri Sa | Moteur electrique a rotor monobloc et procede de fabrication d'un tel moteur |
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| GB8705656D0 (en) * | 1987-03-10 | 1987-04-15 | Torin Ltd | Dc motors |
| EP0307706B1 (de) * | 1987-09-11 | 1992-06-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetanordnung |
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| CA2027225A1 (en) * | 1989-10-27 | 1991-04-28 | Donald James Macleod | Spindle motor assembly for disc drives |
| JPH0756616Y2 (ja) * | 1990-08-07 | 1995-12-25 | 株式会社ゼクセル | モータのロータマグネットの着磁構造 |
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| DE202008016005U1 (de) | 2008-12-01 | 2009-08-06 | Ortloff, Helene | Kunststoff-Getriebe-Motor |
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-
1981
- 1981-01-13 JP JP1981002415U patent/JPH036149Y2/ja not_active Expired
-
1982
- 1982-01-11 CH CH117/82A patent/CH654151A5/de not_active IP Right Cessation
- 1982-01-12 GB GB8200801A patent/GB2091948B/en not_active Expired
- 1982-01-12 DE DE19823200664 patent/DE3200664A1/de active Granted
- 1982-01-12 US US06/338,997 patent/US4417186A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-01-13 FR FR8200405A patent/FR2498026B1/fr not_active Expired
- 1982-01-13 KR KR2019820000320U patent/KR890001476Y1/ko active
- 1982-01-13 AT AT0010682A patent/AT376330B/de not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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