JPH04271251A - Position detector for motor - Google Patents

Position detector for motor

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Publication number
JPH04271251A
JPH04271251A JP3028245A JP2824591A JPH04271251A JP H04271251 A JPH04271251 A JP H04271251A JP 3028245 A JP3028245 A JP 3028245A JP 2824591 A JP2824591 A JP 2824591A JP H04271251 A JPH04271251 A JP H04271251A
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JP
Japan
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coil
motor
position sensor
sensor
position detector
Prior art date
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Application number
JP3028245A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kanazawa
宏至 金澤
Tadashi Takahashi
正 高橋
Nobuyoshi Muto
信義 武藤
Fumio Tajima
文男 田島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To get high accuracy in rotation by FG pulses by omitting the magnetic pole detector such as a Hall element, etc., which is the problem in thinning in materializing the thinned motor structure. CONSTITUTION:The FG coil 1 of a position sensor is arranged on a sensor sheet 6, and the PS coil 2 of a reference position sensor, which becomes a reference signal, is arranged at the position, where the pattern of the FG coil 1 of the position sensor is vacant, so that it may not overlap the FG pattern 1, whereby the thickness of the sensor sheet 6 can be minimized. Moreover, when fixing this sensor sheet 6 to the coil 3 of the motor, the magnetic position signal can be gotten by arranging it in the place where it has the phase difference of 30 deg. with the voltage induced by the motor coil 3.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は制御用ブラシレスモータ
の磁極位置センサに関し、ホール素子等を用いずにモー
タ内に配置したコイルの誘起電圧より位置検出すること
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic pole position sensor for a control brushless motor, and more particularly to detecting the position based on the induced voltage of a coil disposed within the motor without using a Hall element or the like.

【0002】0002

【従来の技術】従来、VTR用ブラシレスモータの駆動
巻線電流を制御するための基準信号として、固定子側に
ホール素子等の磁極位置検出器を用いていた。しかし、
モータの薄型化が進むにつれてホール素子等の厚みの厚
いものは取付場所の確保が困難となってきた。そこで、
モータの逆起電圧を検出して磁極位置信号としたホール
センサレス駆動方式が開発されている。これは、特開昭
52−80414 号及び特開昭52−80415 号
公報に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic pole position detector such as a Hall element has been used on the stator side as a reference signal for controlling the drive winding current of a brushless motor for a VTR. but,
As motors become thinner, it has become difficult to secure a place to mount thick items such as Hall elements. Therefore,
A Hall sensorless drive system has been developed that detects the motor's back electromotive force and uses it as a magnetic pole position signal. This is disclosed in JP-A-52-80414 and JP-A-52-80415.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のホール
素子は厚みが約2mmあるためにモータの薄型化が困難
である。また、上記従来技術では、例えば3相で8極の
モータの場合には3相の誘起電圧のゼロクロスが1回転
で24回あるためにこれらのゼロクロスの位置を電気的
に処理をすることで24パルスの信号を得ることができ
るがモータの駆動中にはコイルに電流を通電するため機
械的な位置と電気的に検出できる位置が通電電流の大き
さによって変化するため高精度な位置精度で回転させる
ことが困難であり使用できる用途が限られている。また
、磁極位置信号を誘起電圧から作成した場合には、本当
に必要とする磁極位置信号の位相に対して電気角で30
度位相がずれるためにモータに通電する電流位相をずら
す必要がある。通常この位相補正には位相補正フィルタ
を用いて設計するがモータの回転数が変化した場合(可
変速で用いる場合)にはフィルタの定数を変化させなけ
ればならないために可変速の用途には使用できない。
Problems to be Solved by the Invention Since the above-mentioned prior art Hall element has a thickness of about 2 mm, it is difficult to make the motor thinner. In addition, in the above-mentioned conventional technology, for example, in the case of a three-phase, eight-pole motor, the zero crosses of the three-phase induced voltage occur 24 times in one rotation, so by electrically processing the positions of these zero crosses, 24 Pulse signals can be obtained, but since current is applied to the coil while the motor is driving, the mechanical position and the position that can be detected electrically change depending on the magnitude of the applied current, so the motor rotates with high positional accuracy. It is difficult to do so, and the applications for which it can be used are limited. In addition, when the magnetic pole position signal is created from the induced voltage, the phase of the magnetic pole position signal that is really needed is 30 degrees in electrical angle.
Since the phase is shifted, it is necessary to shift the phase of the current applied to the motor. Normally, this phase correction is designed using a phase correction filter, but when the motor rotation speed changes (when used at variable speed), the constant of the filter must be changed, so it is not used for variable speed applications. Can not.

【0004】本発明の目的は厚みが5mm以下で回転む
ら及び回転ドリフトを含めた値が0.1%以下のモータ
を実現するために、そのために約2mmの厚みを持つホ
ール素子を省略してプリントコイル型位置検出器を用い
てモータの薄型化及び位置検出精度の高精度化を実現す
るものである。
The purpose of the present invention is to realize a motor with a thickness of 5 mm or less and a value including rotational unevenness and rotational drift of 0.1% or less, by omitting the Hall element having a thickness of about 2 mm. By using a printed coil type position detector, the motor can be made thinner and the position detection accuracy can be increased.

【0005】また、位置検出にはシートコイルで構成し
た位置センサのFGコイルを用いることで機械的に位置
決めを行い位置精度の低下を抑えることである。
Another method of position detection is to use an FG coil of a position sensor composed of a sheet coil to perform mechanical positioning and to suppress a decrease in position accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に薄い1枚のシート上に位置センサであるFGコイルと
基準位置センサであるPSコイルを配置したセンサシー
トを用いて回路処理により磁極位置信号と同等な信号を
得ようとするものである。また、位置センサのFGコイ
ルは永久磁石の第3調波を検出できるように位置センサ
のFGコイルのパターンを永久磁石の着磁ピッチの1/
3のピッチで設けたものである。さらに、基準位置セン
サのPSコイルを位置センサのFGコイルの間に設け、
それぞれのセンサパターンが重ならないように配置した
ものである。また、回路処理を簡単化するためにFGコ
イルの取り付け位相をモータコイルの位相に対して電気
角で30度ずらしたものである。現在、このセンサシー
トはベースフィルムの上に銅箔のエッチングを施しその
上に酸化防止、保護膜として保護フィルムを重ねて作成
しても0.1mm 以下の厚みでできる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a magnetic pole position is determined by circuit processing using a sensor sheet in which an FG coil as a position sensor and a PS coil as a reference position sensor are arranged on a single thin sheet. The purpose is to obtain a signal equivalent to the signal. In addition, the pattern of the FG coil of the position sensor is set to 1/1 of the magnetization pitch of the permanent magnet so that the third harmonic of the permanent magnet can be detected.
It is set at a pitch of 3. Furthermore, the PS coil of the reference position sensor is provided between the FG coil of the position sensor,
The sensor patterns are arranged so that they do not overlap. Furthermore, in order to simplify circuit processing, the mounting phase of the FG coil is shifted by 30 electrical degrees with respect to the phase of the motor coil. Currently, this sensor sheet can be made with a thickness of 0.1 mm or less by etching a copper foil on a base film and overlaying a protective film as an oxidation-preventing and protective film.

【0007】[0007]

【作用】誘起電圧に多く含まれる高調波成分である第3
調波を位置センサのFGコイルにより取り出すことで電
気角で60度の信号を得ることができる。また、基準位
置センサのPSコイルでは電気角で180度の信号を得
ることができる。そこで、フリップフロップ回路から構
成したリングカウンタに、このFG信号をクロックに、
またPS信号をデータに入力することで連続した磁極位
置信号を得ることができる。
[Effect] The third harmonic component, which is included in a large amount in the induced voltage,
By extracting the harmonics using the FG coil of the position sensor, a signal with an electrical angle of 60 degrees can be obtained. Further, the PS coil of the reference position sensor can obtain a signal of 180 electrical degrees. Therefore, this FG signal is used as a clock for a ring counter constructed from a flip-flop circuit.
Further, by inputting the PS signal as data, a continuous magnetic pole position signal can be obtained.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図13に
より説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 13.

【0009】図3に本発明のセンサシート6を搭載した
モータの構造を示す。構成としては、固定子のケース2
7に固定されるコイル3とコイル3に面対向で固定され
るセンサシート6からなる固定子とベアリング26を介
して回転自由なシャフト20に配置されるバックヨーク
25に取り付けられた永久磁石24とヨーク21から成
る。
FIG. 3 shows the structure of a motor equipped with the sensor sheet 6 of the present invention. As for the configuration, stator case 2
A permanent magnet 24 is attached to a back yoke 25 that is arranged on a shaft 20 that is free to rotate via a bearing 26. It consists of a yoke 21.

【0010】図4は図3と同様な構造を持つモータの構
造を示す。図3との違いはセンサシート6の取り付け位
置が永久磁石24から遠いコイル3の面に配置したもの
である。どちらの構造においても本発明の効果は得られ
る。
FIG. 4 shows the structure of a motor having a structure similar to that of FIG. The difference from FIG. 3 is that the sensor sheet 6 is attached to a surface of the coil 3 far from the permanent magnet 24. The effects of the present invention can be obtained in either structure.

【0011】図1に本発明のモータの位置検出用センサ
のパターンの一実施例として8極6コイルの3相モータ
について示したものである。構成はセンサシート6の片
面に位置検出器である位置センサのFGコイル1が12
ケとその位置センサのFGコイルの間に4ケの基準位置
センサのPSコイル2を4ケ配置し、それぞれのコイル
が重ならないようにする。これは、センサシート6を薄
く実現することによる。また、モータの固定子に配置さ
れる3相コイルは点線で示したように2組のU相コイル
3U,V相コイル3V,W相コイル3Wで構成される。 位置センサのFGコイル1及び基準位置センサのPSコ
イル2は図示したように位置センサであるFGコイルの
直線部分とPSコイルの直線部分が平行で近接した構成
である。また、センサシート6とモータコイルとの位置
関係は図示したような位置関係である。つまり、モータ
コイルの誘起電圧とFGコイルで発生する誘起電圧の位
相差が電気角で30度になるように配置する。本発明の
実施例では8極の永久磁石を用いたため電気角で30度
は機械角に変換すると7.5 度に相当する。また、図
中で示すN,Sはモータのロータに配置される永久磁石
の磁極位置に相当するものを重ねて示した。つまり、8
極であるので45度のピッチで配置される。図2は図1
と同様に本発明の位置検出器のパターンを示したもので
図1との違いは基準位置センサのPSコイル2のパター
ンである。図1は1枚のセンサシートの片側の面に位置
センサのFGコイルと基準位置センサのPSコイルを配
置するためにコイルとコイルが重ならないように配置し
なければならないために基準位置センサのPSコイルは
短節巻としなければならないが、図2ではセンサシート
6の両側の面を用いるため基準位置センサのPSコイル
は全節巻にすることができ永久磁石24の磁束を有効に
利用することができる。
FIG. 1 shows a three-phase motor with eight poles and six coils as an example of the pattern of the sensor for detecting the position of a motor according to the present invention. The configuration has 12 FG coils 1 of the position sensor on one side of the sensor sheet 6.
Four PS coils 2 of four reference position sensors are arranged between the FG coil and the FG coil of the position sensor, so that the respective coils do not overlap. This is because the sensor sheet 6 is made thin. Further, the three-phase coil arranged in the stator of the motor is composed of two sets of a U-phase coil 3U, a V-phase coil 3V, and a W-phase coil 3W, as shown by dotted lines. As shown in the figure, the FG coil 1 of the position sensor and the PS coil 2 of the reference position sensor have a configuration in which the straight line portion of the FG coil and the straight line portion of the PS coil are parallel and close to each other. Further, the positional relationship between the sensor sheet 6 and the motor coil is as shown in the figure. That is, the arrangement is such that the phase difference between the induced voltage of the motor coil and the induced voltage generated in the FG coil is 30 degrees in electrical angle. In the embodiment of the present invention, an 8-pole permanent magnet was used, so 30 degrees in electrical angle corresponds to 7.5 degrees when converted to mechanical angle. Further, N and S shown in the figure correspond to the magnetic pole positions of the permanent magnets arranged in the rotor of the motor, and are shown overlappingly. In other words, 8
Since they are poles, they are arranged at a pitch of 45 degrees. Figure 2 is Figure 1
This figure similarly shows the pattern of the position detector of the present invention, and the difference from FIG. 1 is the pattern of the PS coil 2 of the reference position sensor. In Figure 1, the FG coil of the position sensor and the PS coil of the reference position sensor are arranged on one side of one sensor sheet, so the PS coil of the reference position sensor must be arranged so that the coils do not overlap. The coil must be wound in short intervals, but since both sides of the sensor sheet 6 are used in FIG. 2, the PS coil of the reference position sensor can be wound in full intervals, making effective use of the magnetic flux of the permanent magnet 24. Can be done.

【0012】図5は図1で示したように1枚のシート3
0の片側に位置センサのFGコイル1と基準位置センサ
のPSコイル2を配置したセンサシート6の断面図を示
したものである。また、図6は図2で示したようにシー
ト30に基準位置センサのPSコイル2と位置センサの
FGコイル1とを別々の面に作成したものを示したもの
である。また、図7は図示しないが2枚のシート30に
基準位置センサのPSコイル2と位置センサのFGコイ
ル1とを別々に作成したものを重ねてセンサシート6を
構成したものである。本発明では、保護膜に相当する保
護フィルムを省略して示したがコイルの上に必要に応じ
て取り付ける。また、図示しないが、1枚のシートコイ
ルにモータコイルを作成し、他のシートコイルにFGコ
イル及びPSコイルを作成し熱圧着で1枚にすることも
可能である。
FIG. 5 shows one sheet 3 as shown in FIG.
2 is a cross-sectional view of a sensor sheet 6 in which an FG coil 1 of a position sensor and a PS coil 2 of a reference position sensor are arranged on one side of the sensor sheet 0. Further, FIG. 6 shows a sheet 30 in which the PS coil 2 of the reference position sensor and the FG coil 1 of the position sensor are formed on separate surfaces as shown in FIG. 2. Further, although not shown in FIG. 7, the sensor sheet 6 is constructed by stacking separately prepared PS coil 2 of the reference position sensor and FG coil 1 of the position sensor on two sheets 30. Although the protective film corresponding to the protective film is omitted in the present invention, it is attached on top of the coil if necessary. Although not shown, it is also possible to create a motor coil on one sheet coil, create an FG coil and a PS coil on another sheet coil, and combine them into one sheet by thermocompression bonding.

【0013】図8に以上で説明した基準位置センサのP
Sコイル2と位置センサのFGコイル1を用いた波形処
理回路の構成を示す。まず、回路構成について説明する
。発振器からなるタイマ7とリングカウンタ8Aと基準
位置センサのPSコイル2と位置センサのFGコイル1
の波形整形回路12Pと12Fとカウンタ9とモノマル
チ13とリングカウンタ8Bとリングカウンタ8Aと8
Bの信号を切り替えるためのスイッチ10と速度制御と
インバータ回路が1チップになったモータコントロール
IC11とモータコイル3で構成される。また、図9は
図8で示したリングカウンタ8Bの回路を示したもので
フリップフロップ回路14,15,16で構成される。 図10にFGセンサ及びPSセンサの波形処理のタイミ
ングチャートを示す。3相モータの場合コイルの誘起電
圧は図10に示すように120度の位相差を持った正弦
波分布となる。このような誘起電圧に対しては図示した
ような通電電流をW相,U相,V相のタイミングで通電
することで最大トルクを得ることができる。また、先に
説明した基準位置センサのPSコイル2はW相のコイル
3Wの誘起電圧の位相に対して電気角で30度位相をず
らしたために図示したPS信号が得られる。また、FG
信号はPS信号と同位相で3次調波を検出するためFG
信号は図示したものとなる。これらの基準位置センサの
PSコイル2及び位置センサのFGコイル1で発生した
PS信号,FG信号は図8で示した波形整形回路12P
,12Fで波形整形されPS波形整形信号、FG波形整
形信号とを得ることができる。ただし、PS波形整形回
路12Pはヒステリシスをもたせたコンパレータで波形
整形させることで時間的にFG信号よりも遅れた信号に
なる。また、FG波形整形信号はモノマルチ13により
FG波形整形信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジを
利用してFGエッジ信号を作成する。これを先に説明し
た図9のリングカウンタ8Bに入力することでQ1から
Q3の出力信号を得ることができる。コントロールIC
(例えば日立で市販しているHA13440MP)を用
いればQ1からQ3の波形で図10で示した通電電流波
形をモータコイルに流すことができる。
FIG. 8 shows P of the reference position sensor explained above.
The configuration of a waveform processing circuit using an S coil 2 and an FG coil 1 of a position sensor is shown. First, the circuit configuration will be explained. Timer 7 consisting of an oscillator, ring counter 8A, PS coil 2 of reference position sensor, and FG coil 1 of position sensor
waveform shaping circuits 12P and 12F, counter 9, monomulti 13, ring counter 8B, and ring counters 8A and 8
It is composed of a switch 10 for switching the B signal, a motor control IC 11 in which speed control and an inverter circuit are integrated into one chip, and a motor coil 3. 9 shows a circuit of the ring counter 8B shown in FIG. 8, which is composed of flip-flop circuits 14, 15, and 16. FIG. 10 shows a timing chart of waveform processing of the FG sensor and PS sensor. In the case of a three-phase motor, the induced voltage in the coil has a sine wave distribution with a phase difference of 120 degrees, as shown in FIG. For such an induced voltage, the maximum torque can be obtained by applying current as shown in the figure at the timing of the W phase, U phase, and V phase. Further, the PS coil 2 of the reference position sensor described above is shifted in phase by 30 electrical degrees with respect to the phase of the induced voltage of the W-phase coil 3W, so that the illustrated PS signal is obtained. Also, FG
The signal is FG to detect the third harmonic in the same phase as the PS signal.
The signals will be as shown. The PS and FG signals generated by the PS coil 2 of the reference position sensor and the FG coil 1 of the position sensor are processed by the waveform shaping circuit 12P shown in FIG.
, 12F to obtain a PS waveform shaped signal and an FG waveform shaped signal. However, the PS waveform shaping circuit 12P uses a comparator with hysteresis to shape the waveform, resulting in a signal that is temporally delayed from the FG signal. Further, as for the FG waveform shaping signal, the monomulti 13 generates an FG edge signal using the rising and falling edges of the FG waveform shaping signal. By inputting this to the ring counter 8B of FIG. 9 described earlier, the output signals of Q1 to Q3 can be obtained. control IC
(For example, HA13440MP commercially available from Hitachi) allows the current waveform shown in FIG. 10 to flow through the motor coil with waveforms Q1 to Q3.

【0014】次に、図8及び図11から図13を用いて
モータの起動について説明する。図8のタイマ7(HA
17555等)に起動信号が入った場合、図13に示す
ような速度指令に相当するクロックパルスをリングカウ
ンタ8Aに出力する。図13で示すパターンはモータの
負荷と慣性により任意に決定する。リングカウンタ8A
は図9に示したような回路で構成しているので図10に
示したQ1からQ3と同様な波形を得ることができる。 起動時は回転数が低いために波形整形回路12Pからカ
ウンタ9に出力される信号は低い周波数なのでカウンタ
9の切り替え信号は同期信号QAからQCが選ばれコン
トロールICに入力される。それにより、モータの速度
は上昇する。次に、モータの速度が切り替え速度に達し
た場合カウンタ9に入力されるパルスの周波数は切り替
え周波数となりスイッチ10はQ1からQ3を選びコン
トロールICに信号をおくる。これによりモータ速度は
指定された回転数まで上昇する。その様子を図11で示
す。同期信号及び作成信号の“H”の部分がその信号の
選択されている時間を示す。また、図12はモータの速
度で切り替えるのではなく、一定時間後に切り替える場
合について示したものである。この場合も同期信号及び
作成信号の“H”のときはその信号が選ばれている時間
を示す。
Next, starting the motor will be explained using FIGS. 8 and 11 to 13. Timer 7 (HA
17555, etc.), a clock pulse corresponding to a speed command as shown in FIG. 13 is output to the ring counter 8A. The pattern shown in FIG. 13 is arbitrarily determined depending on the load and inertia of the motor. ring counter 8A
Since it is constituted by the circuit shown in FIG. 9, it is possible to obtain waveforms similar to those of Q1 to Q3 shown in FIG. 10. At startup, since the rotational speed is low, the signal output from the waveform shaping circuit 12P to the counter 9 has a low frequency, so the switching signal of the counter 9 is selected from the synchronizing signals QA to QC and input to the control IC. The speed of the motor thereby increases. Next, when the speed of the motor reaches the switching speed, the frequency of the pulses input to the counter 9 becomes the switching frequency, and the switch 10 selects Q3 from Q1 and sends a signal to the control IC. This increases the motor speed to the specified rotational speed. The situation is shown in FIG. The "H" portion of the synchronization signal and creation signal indicates the time when that signal is selected. Further, FIG. 12 shows a case where the switching is not performed at the speed of the motor, but after a certain period of time. In this case as well, when the synchronization signal and the creation signal are "H", it indicates the time when that signal is selected.

【0015】本発明の実施例によればモータの位置検出
器を薄い1枚のシート上に位置センサのFGコイルと基
準位置センサのPSコイルを作成することでモータの構
造を薄型化できる効果がある。これによりセンサを低価
格化できる。また、PSコイルをFGコイルに対して全
節巻とすることでセンサの感度を向上できる効果がある
。また、モータの速度及び位置検出には位置センサのF
Gコイルの信号を用いるため高精度な位相制御が可能と
なる。また、低周波同期起動においてはモータの負荷慣
性により加速パターンを選択することでスムーズで脱調
しない良好な起動が実現できる。
According to the embodiment of the present invention, the FG coil of the position sensor and the PS coil of the reference position sensor are fabricated on a single thin sheet for the motor position detector, thereby making it possible to reduce the thickness of the motor structure. be. This makes it possible to reduce the price of the sensor. Further, by winding the PS coil at full pitch with respect to the FG coil, there is an effect that the sensitivity of the sensor can be improved. In addition, a position sensor F is used to detect the speed and position of the motor.
Since the signal from the G coil is used, highly accurate phase control is possible. Furthermore, in low-frequency synchronous startup, by selecting an acceleration pattern based on the load inertia of the motor, smooth startup without step-out can be achieved.

【0016】位置センサのFGコイルと、基準位置セン
サのPSコイルを構成するセンサシートをコイルと永久
磁石の間に配置することで第3調波を多く含む磁界分布
により良好に第3調波を検出することができる。
[0016] By arranging the sensor sheet that constitutes the FG coil of the position sensor and the PS coil of the reference position sensor between the coil and the permanent magnet, the third harmonic can be effectively absorbed by the magnetic field distribution containing a large amount of the third harmonic. can be detected.

【0017】また、位置センサのFGコイル1をセンサ
シート6上に配置させ、その位置センサのFGコイル1
のパターンの空いている部分に基準信号となる基準位置
センサのPSコイル2をFGパターン1に重ならないよ
うに配置したことでセンサシート6の厚みを最低限の厚
みで実現できる。また、このセンサシート6をモータの
コイル3に固定する場合にモータコイル3の誘起電圧と
30度の位相差を持つところに配置することで磁極位置
信号を得ることができる。
Further, the FG coil 1 of the position sensor is arranged on the sensor sheet 6, and the FG coil 1 of the position sensor is arranged on the sensor sheet 6.
By arranging the PS coil 2 of the reference position sensor, which serves as a reference signal, in the vacant part of the pattern so as not to overlap the FG pattern 1, the thickness of the sensor sheet 6 can be minimized. Further, when the sensor sheet 6 is fixed to the coil 3 of the motor, a magnetic pole position signal can be obtained by placing it at a position having a phase difference of 30 degrees from the induced voltage of the motor coil 3.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば厚みが5mm以下のモー
タを実現するために、そのために約2mmの厚みを持つ
ホール素子を省略してプリントコイル型位置検出器を用
いてモータの薄型化及び位置検出精度の高精度化が実現
できる効果がある。
According to the present invention, in order to realize a motor with a thickness of 5 mm or less, the Hall element having a thickness of about 2 mm is omitted and a printed coil type position detector is used to reduce the thickness of the motor. This has the effect of increasing the accuracy of position detection.

【0019】また、位置検出にはシートコイルで構成し
た位置センサのFGコイルを用いるためモータコイルに
対して機械的に位置決めができることで位置精度の向上
の効果がある。
Furthermore, since the FG coil of the position sensor composed of a sheet coil is used for position detection, the positioning can be performed mechanically with respect to the motor coil, which has the effect of improving positional accuracy.

【0020】また、センサ専用の磁石を用いずメインの
永久磁石の磁束を用いることでモータの構造を簡略化す
ることができる。
Furthermore, the structure of the motor can be simplified by using the magnetic flux of the main permanent magnet without using a dedicated magnet for the sensor.

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

【図1】本発明の一実施例を示す位置検出器を示すパタ
ーン図。
FIG. 1 is a pattern diagram showing a position detector according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す位置検出器のパター
ン図。
FIG. 2 is a pattern diagram of a position detector showing another embodiment of the present invention.

【図3】モータに本発明の位置検出器を配置したときの
横断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view when the position detector of the present invention is arranged on a motor.

【図4】モータに本発明の位置検出器を配置したときの
横断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view when the position detector of the present invention is arranged on a motor.

【図5】センサシートの構成を示したときの横断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a sensor sheet.

【図6】センサシートの構成を示したときの横断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of a sensor sheet.

【図7】センサシートの構成を示したときの横断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of a sensor sheet.

【図8】波形処理回路。FIG. 8: Waveform processing circuit.

【図9】図8で示したリングカウンタを構成する回路図
FIG. 9 is a circuit diagram configuring the ring counter shown in FIG. 8.

【図10】FGセンサ及びPSセンサの波形処理のタイ
ミングチャート。
FIG. 10 is a timing chart of waveform processing of the FG sensor and PS sensor.

【図11】同期起動から切り替えるときのタイミングチ
ャート。
FIG. 11 is a timing chart when switching from synchronous startup.

【図12】同期起動から切り替えるときのタイミングチ
ャート。
FIG. 12 is a timing chart when switching from synchronous startup.

【図13】同期起動時の加速パターンを示すパターン図
FIG. 13 is a pattern diagram showing an acceleration pattern during synchronous startup.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…FGコイル、2…PSコイル、3…モータコイル、
6…センサシート、7…タイマ、8…リングカウンタ、
9…カウンタ、10…スイッチ、11…コントロールI
C、12…波形整形回路、13…モノマルチ、14〜1
6…フリップフロップ回路、20…シャフト、21…ヨ
ーク、23…ロータ、24…永久磁石、25…バックヨ
ーク、26…ベアリング、27…ケース、30…シート
1...FG coil, 2...PS coil, 3...motor coil,
6...Sensor sheet, 7...Timer, 8...Ring counter,
9...Counter, 10...Switch, 11...Control I
C, 12... Waveform shaping circuit, 13... Mono multi, 14-1
6...Flip-flop circuit, 20...Shaft, 21...Yoke, 23...Rotor, 24...Permanent magnet, 25...Back yoke, 26...Bearing, 27...Case, 30...Seat.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】位置及び基準位置センサと永久磁石とを備
えたモータに於いて位置センサのFGコイルと基準位置
センサのPSコイルを同一基板上に構成するとともに、
この基板をモータのステータとロータの間に配置したこ
とを特徴とするモータの位置検出器。
Claim 1: In a motor equipped with a position and reference position sensor and a permanent magnet, an FG coil of the position sensor and a PS coil of the reference position sensor are configured on the same substrate, and
A motor position detector characterized in that this board is placed between the stator and rotor of the motor.
【請求項2】請求項1に記載の位置センサであるFGコ
イルは、前記永久磁石の着磁ピッチに対して1/3のピ
ッチとなるコイルパターンとし、基準位置センサである
PSコイルを位置センサのFGパターンの間に近接して
配置したことを特徴とするモータの位置検出器。
2. The FG coil which is the position sensor according to claim 1 has a coil pattern having a pitch that is 1/3 of the magnetized pitch of the permanent magnet, and the PS coil which is the reference position sensor is used as the position sensor. A motor position detector characterized in that the motor position detector is arranged closely between the FG patterns.
【請求項3】請求項1に記載の基準位置センサのPSコ
イル及び位置センサのFGコイルは、1枚のシートの片
面に基準位置センサのPSコイルを配置し、位置センサ
のFGコイルはもう一方の面に配置したことを特徴とす
るモータの位置検出器。
3. The PS coil of the reference position sensor and the FG coil of the position sensor according to claim 1 are arranged such that the PS coil of the reference position sensor is arranged on one side of one sheet, and the FG coil of the position sensor is arranged on the other side. A motor position detector characterized in that it is arranged on the surface of the motor.
【請求項4】請求項1に記載の位置センサのFGコイル
及び基準位置センサのPSコイルから作成したセンサシ
ートをモータコイルと永久磁石の間に配置し、FGコイ
ルをモータコイルに対して電気角で30度ずらして配置
したことを特徴とするモータの位置検出器。
4. A sensor sheet made from the FG coil of the position sensor and the PS coil of the reference position sensor according to claim 1 is arranged between a motor coil and a permanent magnet, and the FG coil is set at an electrical angle with respect to the motor coil. A motor position detector characterized in that the motor position detector is arranged at a 30 degree offset.
【請求項5】請求項4項においてセンサシートを永久磁
石に近いコイルの表面に配置したことを特徴とするモー
タの位置検出器。
5. The motor position detector according to claim 4, wherein the sensor sheet is arranged on the surface of the coil near the permanent magnet.
【請求項6】位置及び基準位置センサを備えたブラシレ
スモータに於いて、基準位置センサのPSコイルから得
られるPSパルスを基に上記位置センサのFGコイルか
ら得られるFGパルスを用いて上記ブラシレスモータの
磁極位置信号を作成することを特徴とするモータの位置
検出器。
6. In a brushless motor equipped with a position and reference position sensor, the brushless motor is controlled by using an FG pulse obtained from an FG coil of the position sensor based on a PS pulse obtained from a PS coil of the reference position sensor. A motor position detector characterized in that it generates a magnetic pole position signal.
【請求項7】請求項6に記載のブラシレスモータはモー
タの起動時には低周波同期起動を用い回転数がある一定
値に達した後にFGコイル及び、PSコイルから得られ
た信号を基に作成した磁極位置信号に切り替えることを
特徴とするモータの位置検出器。
[Claim 7] The brushless motor according to claim 6 is created based on signals obtained from the FG coil and the PS coil after the rotation speed reaches a certain value by using low frequency synchronous starting when starting the motor. A motor position detector characterized by switching to a magnetic pole position signal.
【請求項8】請求項6に記載のブラシレスモータはモー
タの起動時には低周波同期起動を用いある一定時間が経
過した後にFGコイル及び、PSコイルから得られた信
号を基に作成した磁極位置信号に切り替えることを特徴
とするモータの位置検出器。
8. The brushless motor according to claim 6 uses low frequency synchronous startup when starting the motor, and after a certain period of time has elapsed, a magnetic pole position signal is generated based on signals obtained from the FG coil and the PS coil. A motor position detector characterized by switching to.
【請求項9】請求項7及び請求項8に記載の低周波同期
起動の運転パターンはモータの負荷状態により加速周波
数を変化させることを特徴とするモータの位置検出器。
9. A motor position detector, wherein the low frequency synchronous start operation pattern according to claim 7 changes the acceleration frequency depending on the load condition of the motor.
【請求項10】請求項1に記載の位置センサのFGコイ
ル及び基準位置センサのPSコイルは1枚のシート上に
エッチングにより作成したことを特徴とするモータの位
置検出器。
10. A motor position detector, wherein the FG coil of the position sensor and the PS coil of the reference position sensor according to claim 1 are formed on one sheet by etching.
【請求項11】請求項1に記載の位置センサのFGコイ
ルと基準位置センサのPSコイルは少なくとも2枚以上
のシートで別々に作成し熱圧縮等により1枚のセンサシ
ートにしたことを特徴とするモータの位置検出器。
11. The FG coil of the position sensor and the PS coil of the reference position sensor according to claim 1 are made separately from at least two sheets and made into one sensor sheet by thermal compression or the like. motor position detector.
【請求項12】請求項1に記載のモータコイルと位置セ
ンサのFGコイルと基準位置センサのPSコイルの比を
3:6:2としたことを特徴とするモータの位置検出器
12. A position detector for a motor, characterized in that the ratio of the motor coil according to claim 1, the FG coil of the position sensor, and the PS coil of the reference position sensor is 3:6:2.
【請求項13】請求項1に記載の位置センサのFGコイ
ルと基準位置センサのPSコイルとモータコイルを1枚
のシートコイルにしたことを特徴とするモータの位置検
出器。
13. A motor position detector characterized in that the FG coil of the position sensor according to claim 1, the PS coil of the reference position sensor, and the motor coil are formed into one sheet coil.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012050303A (en) * 2010-08-30 2012-03-08 Canon Inc Motor drive device and optical instrument

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