JPH04312391A - モータ装置 - Google Patents

モータ装置

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JPH04312391A
JPH04312391A JP3108598A JP10859891A JPH04312391A JP H04312391 A JPH04312391 A JP H04312391A JP 3108598 A JP3108598 A JP 3108598A JP 10859891 A JP10859891 A JP 10859891A JP H04312391 A JPH04312391 A JP H04312391A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
energization
coil
phase coil
energized
Prior art date
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Pending
Application number
JP3108598A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Kaneda
勳 金田
Hiromasa Fujii
藤井 浩雅
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.)
Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Publication date
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Publication of JPH04312391A publication Critical patent/JPH04312391A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータマグネットの磁
極位置検出手段としてロータ停止時にも検出可能なホー
ル素子等の位置検出器を有しないモータ装置の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術及び解決しようとする課題】DCブラシレ
スモータ装置においては、ロータマグネットの磁極位置
を検知し、検知された磁極位置に応じてステータコイル
の励磁電流を転流させることによりロータを回転駆動す
る。そして磁極位置を検知するには、ホール素子等の位
置検出器を用いる方式と、ロータの回転によりステータ
コイルに誘起される起電圧を利用するセンサレス化の方
式とがある。
【0003】ホール素子等の位置検出器を用いた場合、
ロータが停止していてもロータマグネットの磁極極性と
その位置を検知することができるので、検知される磁極
位置に応じてステータコイルに通電することにより容易
にモータを所定方向に起動することができる。しかしな
がら、位置検出器を取付ける際の位置決め精度の如何が
トルク特性等に大きく影響を及ぼすことからその位置決
めにかなりの精度を要すること、ホール素子等を取付け
る際の接続ミスや検査の際の通電ミスによる不良及び位
置検出器自体の不良がある程度発生すること、熱などに
よるホール素子等の劣化の問題があることなどから、製
造効率及び製品の信頼性の点で改善の余地がある。
【0004】一方、センサレス化した場合は、位置検出
器を使用しないため、モータをより小型且つ高効率で自
動組立容易なものとすることができると共に、位置検出
器の位置決めが不要となり、接続ミスによる不良及びそ
の検出器自体の不良並びに熱による劣化等の問題もない
。しかしながら、ロータ停止時にはロータマグネットの
磁極極性とその位置を検知することができない。そのた
め、3相モータの起動方式においては、一定の歩進シー
ケンスにより強制的にステータコイルを励磁し、ロータ
が回転を開始してステータコイルに十分な起電圧が誘起
され始めた後、磁極位置を検知して回転駆動を行う方式
が採られる。しかし、軸流ファンにおける如き2相モー
タでは、回転方向を信号として与えることができず、回
転方向を規制できない。また、起動の瞬間においてはス
テータとロータの位置関係にデッドポイントが生じるこ
とがある。
【0005】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、ロータ停止時にもロータマグネットの磁極位置
を検出し得るホール素子等の位置検出器を利用せずとも
容易且つ確実に所定の向きに始動することができるモー
タ装置を比較的安価に提供することにある。
【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、本発明のモータ装置は、永久磁石界磁手段を有する
ロータと、電機子コイルを有するステータと、回転中の
ロータの磁界の強さを検知するための検知手段と、その
検知手段により検知された磁界の変化に応じて電機子コ
イルの励磁電流を転流させることによりロータを回転駆
動するための駆動手段とを備えており、停止中のロータ
の界磁磁極位置を検知する手段を有しないモータ装置に
おいて、励磁電流非通電時におけるロータの磁気的安定
位置が通電時におけるロータの0トルク位置から周方向
一定向きにずれるよう構成されると共に、ある相の電機
子コイルに一定極性に継続的通電を行うための継続通電
手段と、その継続通電手段による通電中に、ロータが安
定位置近傍に達したことを他の相の電機子コイルに発生
する逆起電力から検知するための通電安定位置検知手段
と、その通電安定位置検知手段の安定位置検知出力に基
づいて全ての電機子コイルに対する通電を停止すること
により、ロータの前記周方向一定向きの回動を許容し、
始動に備えるための通電停止手段とを有するものとして
いる。
【0007】
【作用】電機子コイルに励磁電流を通電していない場合
、ロータは磁気的安定位置に位置する。その磁気的安定
位置は磁極形状の非対称化等により、通電時におけるロ
ータの0トルク位置から周方向一定向きにずれた状態と
なっている。従って、継続通電手段によりある相の電機
子コイルに一定極性に継続的通電を行うと、その相の電
機子コイルによりロータに何れかの向きのトルクが作用
し、その向きにロータが回動する。そして継続通電手段
による通電継続により、ロータは、0トルク位置のうち
安定位置近傍に達する。
【0008】この安定位置近傍に達するまでの間にロー
タが0トルク位置のうちの不安定位置を通過することは
ないので、通電安定位置検知手段によって、他の相の電
機子コイルに発生する逆起電力からロータが安定位置近
傍に達したことを検知することができる。通電安定位置
検知手段の安定位置検知出力に基づいて、通電停止手段
が全ての電機子コイルに対する通電を停止すると、ロー
タが前記周方向一定向きにずれようとして回動する。
【0009】このようにして、所定の相の電機子コイル
に対し、ロータの界磁磁極を、0トルク位置を脱した所
定の側に位置させることができるので、その位置関係に
よって定まる適切な順序で各相の電機子コイルに励磁電
流を通電することにより所定の向きに始動することがで
きる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明す
る。図1及び図2は、本発明モータ装置の1実施例とし
ての2相4極半波通電方式のセンサレスモータ装置の要
部概略図を示す。図3は、その回路の概要を示すブロッ
ク図、図4は、ソフトウエアのプログラムを示すフロー
チャートである。10はロータ、12はステータであっ
て、ロータ10はステータ12に対し同軸状に回転自在
に支持されている。
【0011】14は、永久磁石界磁手段としてのロータ
マグネットである。ロータマグネット14は、約90度
中心角毎に極性が反転する。N・Sの表示は、ステータ
12に相対する側の極性を示している。16はステータ
コア、18及び20は、それぞれステータコア16の歯
に捲回されたU相コイル及びV相コイル(電機子コイル
)であって、これらが4極の電機子を構成する。図示の
例では、U相コイル18及びV相コイル20の励磁極性
は、対向する2極が増磁性に接続される。これに対し、
ロータマグネットが例えば6極であれば対向する2極の
コイルは減磁性に接続される。
【0012】ステータコア16の歯は、周方向非対称に
形成されており、U相コイル18及びV相コイル20の
何れにも励磁電流が通電されていない場合には、図1(
a) 及び図2(a) に示されるように、ロータ10
の磁気的安定位置が通電時におけるロータ10の0トル
ク位置から時計回りに約20度ずれる。このモータ装置
は、コンパレータA22、コンパレータB24、論理回
路26、駆動回路28及び制御回路30を有している。
【0013】コンパレータA22及びコンパレータB2
4は、U相コイル18及びV相コイル20のうち通電さ
れていない方において、ロータマグネット14の回転に
よって誘起される逆起電圧を検出し、ロータマグネット
14の磁極位置に対応する磁極位置信号を論理回路26
に供給する。U相コイル18についてはコンパレータA
22が、V相コイル20についてはコンパレータB24
がそれぞれ検出する。電機子コイルを利用して位置を検
知するので、ホール素子等を使用する場合の種々の問題
点が解消され、高い信頼性が得られる。
【0014】論理回路26は、磁極位置信号及び制御回
路30から供給される制御信号に基づいてU相コイル1
8及びV相コイル20への通電の順序を論理演算し、通
電信号を28に供給する。制御回路30は、モータを始
動する始動モード、始動後加速する加速モード及び加速
により十分な速度に達した後の定格回転モードにそれぞ
れ適合するタイミング或は順序で通電信号が駆動回路2
8に供給されるように制御信号を出力する。
【0015】駆動回路28は、一対の駆動用トランジス
タを有する。これらの駆動用トランジスタが、論理回路
26からの通電信号に基づいて交互にオン・オフするこ
とにより、U相コイル18及びV相コイル20に励磁電
流が供給される。以下、図4と図1及び図2とを対照さ
せつつ説明する。なお、図4中のP1乃至P9はフロー
チャートの各ステップを示す。P1のスタート時、すな
わち始動前の非通電時には、ロータ10は図1(a) 
に示される状態又は図2(a) に示される状態の何れ
かになる。図1(a) の場合、U相コイル18の中心
線に対しロータマグネット14のS極が時計回りに約2
0度ずれている。図2(a) の場合は、U相コイル1
8の中心線に対しロータマグネット14のN極が時計回
りに約20度ずれている。
【0016】次のP2において、U相コイル18にのみ
通電する。それによってこの実施例ではN極が現れる。 通電状態を継続すると、図1(a) の場合はロータ1
0が反時計回りに約20度回転し、図2(a) の場合
はロータ10が時計回りに約70度回転して、それぞれ
図1(b) 及び図2(b) に示されるように、0ト
ルク位置のうち安定位置近傍に達する。すなわち、ロー
タマグネット14におけるS極の中央部がU相コイル1
8に相対する。この安定位置近傍に達するまでの間にロ
ータ10が0トルク位置のうちの不安定位置を通過する
ことはないので、V相コイル20に誘起される逆起電力
の極性の反転を検出すれば、ロータ10が安定位置近傍
に達したことを確認することができる。
【0017】U相コイル18に通電した状態で一定時間
経過後、P3において、コンパレータA22及びコンパ
レータB24の出力が共にL(Low )レベルである
ことが判別されれば、ロータ10が安定位置近傍に達し
たものとして次のP4に進む。そうでない場合は、P2
及びP3が繰り返される。P4では、U相コイル18の
通電を中止し、V相コイル20への通電も行わない。す
ると、図1(b) の場合も図2(b) の場合も、ロ
ータ10が非通電時の安定状態に戻るために時計回りに
約20度回転しようとする。すなわち図1(c) 及び
図2(c) に示される状態となる。
【0018】この状態でコンパレータA22及びコンパ
レータB24の出力を検出すると、この実施例では常に
コンパレータA22の出力はH(High)レベル、コ
ンパレータB24の出力はLレベルとなり、■に該当す
る。 従って、P7を経てP8に進み、V相コイル20に通電
され、U相コイル18は非通電となる。なお、この実施
例では、P4に続いて常に■に該当する状態となるので
、P4に続く通電は、コンパレータA22及びコンパレ
ータB24の出力を検出せずに行うこともできる。P8
の通電によって、V相コイル20にN極が現れるので、
ロータ10は時計回りに回転を開始する。
【0019】その後、ロータ10が図1(c) 及び図
2(c) に示される状態から約90度回転してコンパ
レータA22及びコンパレータB24の出力が何れも反
転し、■に該当する状態となる。するとP5を経てP6
に進み、U相コイル18に通電されV相コイル20は非
通電となるのでU相コイル18にN極が現れ、ロータ1
0は更に時計回りに回転し、■と■が交互に繰り返され
て加速し、やがて定格回転状態に達する。
【0020】P4の後、コンパレータA22及びコンパ
レータB24の出力の検出結果が■にも■にも該当しな
い場合、すなわち■に該当する場合は、P9を経てP4
に戻る。以上、2相4極半波通電方式のセンサレスブラ
シレスモータ装置を例に説明したが、本発明がこれに限
られるものでないことは言うまでもない。全波通電方式
を含む様々なモータ装置に適用され得る。
【0021】
【発明の効果】本発明のモータ装置では、所定の相の電
機子コイルに対し、ロータの界磁磁極を、0トルク位置
を脱した所定の側に位置させることによって確実に所定
の向きに始動することができるので、従来のセンサレス
モータのように歩進により始動する場合に比し、容易且
つ確実に所定の向きへの始動を実現することができる。 従って、ロータ停止時にも界磁磁極位置を検出し得るホ
ール素子等の位置検出器を排除することによって位置検
出器の位置決め工程を省くと共に位置検出器取り付けの
ミスや位置検出器自体の不良及び劣化の問題を除去して
製造効率を上げつつ、容易且つ確実に始動し得るモータ
装置を、例えばファンモータにおいても使用し得る程度
に比較的安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明モータ装置の1実施例としての2相4極
半波通電方式のセンサレスモータ装置の要部概略図であ
る。
【図2】本発明モータ装置の1実施例としての2相4極
半波通電方式のセンサレスモータ装置の要部概略図であ
る。
【図3】回路の概要を示すブロック図である。
【図4】ソフトウエアを示すフローチャートである。
【符合の説明】 10  ロータ 12  ステータ 14  ロータマグネット 18  U相コイル 20  V相コイル 22  コンパレータA 24  コンパレータB 26  論理回路 28  駆動回路 30  制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】永久磁石界磁手段を有するロータと、電機
    子コイルを有するステータと、回転中のロータの磁界の
    強さを検知するための検知手段と、その検知手段により
    検知された磁界の変化に応じて電機子コイルの励磁電流
    を転流させることによりロータを回転駆動するための駆
    動手段とを備えており、停止中のロータの界磁磁極位置
    を検知する手段を有しないモータ装置において、励磁電
    流非通電時におけるロータの磁気的安定位置が通電時に
    おけるロータの0トルク位置から周方向一定向きにずれ
    るよう構成されると共に、ある相の電機子コイルに一定
    極性に継続的通電を行うための継続通電手段と、その継
    続通電手段による通電中に、ロータが安定位置近傍に達
    したことを他の相の電機子コイルに発生する逆起電力か
    ら検知するための通電安定位置検知手段と、その通電安
    定位置検知手段の安定位置検知出力に基づいて全ての電
    機子コイルに対する通電を停止することにより、ロータ
    の前記周方向一定向きの回動を許容し、始動に備えるた
    めの通電停止手段とを有することを特徴とするモータ装
    置。
JP3108598A 1991-04-11 1991-04-11 モータ装置 Pending JPH04312391A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5608300A (en) * 1993-10-26 1997-03-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical angle-detecting apparatus and driving system of synchronous motor using the same
US5854548A (en) * 1996-02-29 1998-12-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical angle detecting device and synchronous motor drive device
JP2010233356A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Mitsuba Corp センサレスブラシレスモータ用制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5608300A (en) * 1993-10-26 1997-03-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical angle-detecting apparatus and driving system of synchronous motor using the same
US5854548A (en) * 1996-02-29 1998-12-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical angle detecting device and synchronous motor drive device
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020212