JPH0433586A - Brushless motor driver - Google Patents

Brushless motor driver

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JPH0433586A
JPH0433586A JP2139222A JP13922290A JPH0433586A JP H0433586 A JPH0433586 A JP H0433586A JP 2139222 A JP2139222 A JP 2139222A JP 13922290 A JP13922290 A JP 13922290A JP H0433586 A JPH0433586 A JP H0433586A
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brushless motor
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Yasumasa Nagasaki
長崎 康昌
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a commutation signal without requiring a magnetic sensor for directly detecting the pole position of a rotor by outputting a frequency signal output signal corresponding to a frequency signal generating section and a phase detection output signal corresponding to a phase detection signal generating section having different signal width from that of the frequency output signal. CONSTITUTION:An inverter circuit in a drive circuit 22 functions as an externally excited inverter circuit based on a pulse signal PO fed from an oscillation circuit 20. Upon start of a brushless motor, a magnetic sensor 13 generates a frequency signal output signal FG and a phase detection signal output signal PG having double period (signal width). When the speed of the brushless motor exceeds a predetermined value, the inverter circuit in the drive circuit 22 functions as a self-excited inverter circuit employing pulse signals PGa, FGa for commutation to sustain operation of the brushless motor as a synchronous motor. A commutation signal generating circuit 21 is reset every time when the pulse signal PGa is provided to correct the commutation phase.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は永久磁石形のロータを有するブラシレスモータ
の駆動装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a drive device for a brushless motor having a permanent magnet type rotor.

(従来の技術) 例えば、VTRの回転ヘッドを駆動するためのブラシレ
スモータ用の駆動装置としては、ステータ部分にロータ
の極の位置を検出するための位置検出素子たる磁気セン
サ例えばホール素子を電気角で60度若しくは120度
の間隔で複数個配設し、これらのホール素子からの位置
検出信号に基づいて前記ステータのステータコイルへの
通電タイミングを決定する論理変換部を設け、この論理
変換部の結果たる転流信号により前記ステータコイルに
通電する駆動回路たるインバータ回路を設ける構成が一
般的である。
(Prior Art) For example, as a drive device for a brushless motor for driving a rotary head of a VTR, a magnetic sensor, such as a Hall element, which is a position detection element for detecting the position of a rotor pole is installed in the stator part in electrical angle. A plurality of logic converters are arranged at intervals of 60 degrees or 120 degrees, and the logic converter determines the timing of energization of the stator coil of the stator based on the position detection signals from these Hall elements. It is common to have an inverter circuit as a drive circuit that energizes the stator coil using the resulting commutation signal.

尚、この種のブラシレスモータにおいては、ステータ部
分に周波数発電用導体パターンを形成し、ロータ部分に
この周波数発電用導体パターンに対応して周波数発電用
永久磁石を取付けて、ロータの回転に応じて周波数発電
用導体パターンから周波数発電信号を得るようにした周
波数発電機を設け、この周波数発電機の周波数発電用導
体パターンから得られる周波数発電信号に基づいて速度
制御することも行なわれている。又、ロータ部分に位相
検出信号用永久磁石を取付け、ステータ部分にこの位相
検出信号用磁気センサを取付けて、ロータの特定位相の
位相検出信号を得るようにした位相検出信号発生器を設
け、磁気センサから得られる位相検出信号に基づいてテ
ープの頭出し、回転ヘッドの切換え等の制御を行なうよ
うになっている。
In addition, in this type of brushless motor, a frequency power generation conductor pattern is formed in the stator part, and a frequency power generation permanent magnet is attached to the rotor part in correspondence with this frequency power generation conductor pattern, so that the frequency power generation conductor pattern is A frequency generator is provided in which a frequency power generation signal is obtained from a frequency power generation conductor pattern, and the speed of the frequency generator is controlled based on the frequency power generation signal obtained from the frequency power generation conductor pattern. In addition, a phase detection signal generator is provided in which a permanent magnet for phase detection signals is attached to the rotor section, and a magnetic sensor for this phase detection signal is attached to the stator section to obtain a phase detection signal of a specific phase of the rotor. Based on the phase detection signal obtained from the sensor, the beginning of the tape, switching of the rotary head, etc. are controlled.

(発明が解決しようとする課題) ところが、上記従来の構成では、例えば3相のブラシレ
スモータの場合を例にとると、磁気センサとして3個の
ホール素子を用いる必要があり、しかも、配線数として
は、ステータコイルに対する電力線の3本、ホール素子
に対する電源線として2本、各ホール素子の出力線とし
て各2本の計11本が必要である。このため、ブラシレ
スモーフ内の構造が複雑になり、大形重量化する不具合
があり、総じて、高価になる。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional configuration described above, for example, in the case of a three-phase brushless motor, it is necessary to use three Hall elements as magnetic sensors, and moreover, the number of wires is limited. A total of 11 wires are required: three power wires for the stator coil, two power wires for the Hall elements, and two output wires for each Hall element. For this reason, the structure inside the brushless morph becomes complicated, resulting in a large size and weight, and the overall cost becomes high.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、ロータの極の位置を直接検出する磁気センサを用いる
ことなく転流信号を得ることができるブラシレスモータ
の駆動装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a brushless motor drive device that can obtain a commutation signal without using a magnetic sensor that directly detects the position of the rotor pole. .

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明のブラシレスモータの駆動装置は、同期回転用信
号を発生する発振手段を設け、ロータの回転に応じてそ
の磁極数に関連する周波数信号を発生するとともに特定
位相の位相検出信号を発生する信号発生手段を設け、複
数相のステータコイルに順次通電するための駆動回路を
設け、与えられる信号をカウントして転流信号を発生し
この転流信号を前記駆動回路に与える転流信号発生回路
を設け、この転流信号発生回路に対して起動時には前記
発振手段からの同期回転用信号を与えその後前記信号発
生手段からの周波数信号を与えるように切換える切換回
路を設け、前記転流信号発生回路を、周波数信号に切換
えられた後には前記信号発生手段からの位相検出信号が
与えられる毎にリセットされて転流相の補正を行なうよ
うに構成し、前記信号発生手段を、周波数信号用発生部
に対応する周波数信号用出力信号と位相検出信号用発生
部に対応して該出力信号とは信号幅の異なる位相検出信
号用出力信号とを出力する検出素子を有する構成とする
ところに特徴がある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A brushless motor drive device of the present invention is provided with an oscillation means for generating a synchronous rotation signal, and generates a frequency signal related to the number of magnetic poles according to the rotation of the rotor. A signal generating means is provided to generate a phase detection signal of a specific phase, and a drive circuit is provided to sequentially energize the stator coils of multiple phases, and a commutation signal is generated by counting the applied signals. A commutation signal generation circuit is provided for supplying a current signal to the drive circuit, and the commutation signal generation circuit is supplied with a synchronous rotation signal from the oscillation means at startup and then given a frequency signal from the signal generation means. A switching circuit is provided for switching to a frequency signal, and the commutation signal generation circuit is configured to be reset and correct the commutation phase every time a phase detection signal from the signal generation means is applied after the commutation signal generation circuit is switched to a frequency signal. and the signal generating means outputs a frequency signal output signal corresponding to the frequency signal generation section and a phase detection signal output signal corresponding to the phase detection signal generation section and having a signal width different from the output signal. The feature is that it has a configuration that includes a detection element.

(作用) 本発明のブラシレスモータの駆動装置によれれば、起動
時には発振手段からの同期回転用信号が転流信号発生回
路に与えられて、駆動回路を介してブラシレスモータが
同期モータとして起動され、その後、信号発生手段から
の周波数信号が転流信号発生回路に与えられて、駆動回
路を介してブラシレスモータが同期モータとして回転を
続行され、更に、転流信号発生回路は位相検出信号が与
えられる毎にリセットされて転流相が所定の相となるよ
うに補正するようになり、従って、その後は負荷変動が
あってもブラシレスモータは税調を生ずることなく安定
して回転されることになる。
(Function) According to the brushless motor drive device of the present invention, at startup, the synchronous rotation signal from the oscillation means is given to the commutation signal generation circuit, and the brushless motor is started as a synchronous motor via the drive circuit. Thereafter, the frequency signal from the signal generation means is applied to the commutation signal generation circuit, and the brushless motor continues to rotate as a synchronous motor via the drive circuit, and the commutation signal generation circuit is further supplied with the phase detection signal. It is reset each time the commutation phase is corrected to the specified phase, so that even if there are load fluctuations, the brushless motor will rotate stably without causing tax adjustment. .

そして、信号発生手段の検出素子からの周波数信号用出
力信号及び位相検出信号用出力信号は互いに信号幅が異
なるので、周波数信号及び位相検出用信号の分離を確実
に行なうことができて、信頼性が向上し、又、製造性も
向上する。
Since the frequency signal output signal and the phase detection signal output signal from the detection element of the signal generating means have different signal widths, the frequency signal and the phase detection signal can be reliably separated, resulting in reliability. This also improves manufacturability.

(実施例) 以下、本発明をVTRの回転ヘッドを駆動する駆動モー
タに適用した一実施例につき図面を参照しながら説明す
る。
(Embodiment) Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a drive motor for driving a rotary head of a VTR will be described with reference to the drawings.

先ず、第2図に従ってブラシレスモータ1の構成につき
述べる。2はフレームであり、これにはプリント配線基
板3が取付けられている。又、フレーム2にはプリント
配線基板3の下方に位置してステータ4が固定されてお
り、このステータ4はステータコア5に複数相例えば3
相のステータコイル6を巻装して構成されている。更に
、フレーム2の中心部にはロータ7のシャフト8が挿通
支承されており、このシャフト8の下端部には有底短円
筒状のロータヨーク9が固定されている。
First, the configuration of the brushless motor 1 will be described according to FIG. 2 is a frame, to which a printed wiring board 3 is attached. Further, a stator 4 is fixed to the frame 2 below the printed wiring board 3, and the stator 4 is connected to the stator core 5 for a plurality of phases, for example, three phases.
It is constructed by winding stator coils 6 of each phase. Further, a shaft 8 of a rotor 7 is inserted and supported in the center of the frame 2, and a rotor yoke 9 in the shape of a short cylinder with a bottom is fixed to the lower end of the shaft 8.

ロータヨーク9には内周面がステータコア5の外周面と
対応するようにして永久磁石10が装着されている。こ
の永久磁石10の内周面には、複数極例えばN極及びS
極が交互になる8極の界磁用磁極が着磁されている。又
、永久磁石10の外周面には、N極及びS極が交互にな
る例えば40極に着磁された周波数信号用発生部たる周
波数信号用着磁部11が形成されているとともに、その
内の例えば5対のN極及びS極は、他の極の2倍の幅寸
法を有するように着磁されて位相検出信号用発生部たる
位相検出信号用着磁部12に形成されている。そして、
前記プリント配線基板3には前記周波数信号用着磁部1
1及び位相検出信号用着磁部12に対応して検出素子例
えばホール素子からなる磁気センサ13がホルダ13a
を介して取イ【Jけられている。
A permanent magnet 10 is attached to the rotor yoke 9 so that its inner peripheral surface corresponds to the outer peripheral surface of the stator core 5. The inner peripheral surface of this permanent magnet 10 has a plurality of poles, for example, an N pole and an S pole.
Eight field magnetic poles with alternating poles are magnetized. Further, on the outer circumferential surface of the permanent magnet 10, there is formed a frequency signal magnetized part 11, which is a frequency signal generating part, which is magnetized into, for example, 40 poles with alternating N and S poles. For example, five pairs of N and S poles are magnetized to have twice the width of the other poles, and are formed in the phase detection signal magnetized section 12, which is a phase detection signal generation section. and,
The printed wiring board 3 includes the frequency signal magnetization section 1.
1 and the phase detection signal magnetized part 12, a magnetic sensor 13 consisting of a detection element, for example a Hall element, is mounted on a holder 13a.
It has been taken through [J].

さて、第1図を参照して電気的構成について述べる。磁
気センサ13の出力端子は波形整形回路14の入力端子
に接続され、この波形整形回路14の出力端子は積分回
路15の入力端子に接続され、この積分回路15の出力
端子及び前記波形整形回路]4の出力端子はパルス分離
回路16の各入力端子に接続され、以て、信号発生手段
17が構成されている。この場合、パルス分離回路16
は、後述するように入力される信号に応じて周波数信号
たるパルス信号FGa及び位相検出信号たるパルス信号
PGaを出力するようになっている。
Now, the electrical configuration will be described with reference to FIG. The output terminal of the magnetic sensor 13 is connected to the input terminal of a waveform shaping circuit 14, the output terminal of this waveform shaping circuit 14 is connected to the input terminal of an integrating circuit 15, and the output terminal of this integrating circuit 15 and the waveform shaping circuit] The output terminals of 4 are connected to each input terminal of the pulse separation circuit 16, thereby forming a signal generating means 17. In this case, the pulse separation circuit 16
outputs a pulse signal FGa, which is a frequency signal, and a pulse signal PGa, which is a phase detection signal, in accordance with input signals, as will be described later.

そして、パルス分離回路16の2つの出力端子は切換回
路18の2つの入力端子Ia及びIbに各々接続され、
もう一つの出力端子は後述するように動作する速度検出
パルス信号発生回路1つの入力端子に接続されている。
The two output terminals of the pulse separation circuit 16 are connected to the two input terminals Ia and Ib of the switching circuit 18, respectively.
The other output terminal is connected to one input terminal of a speed detection pulse signal generation circuit which operates as described below.

20は発、振手段たる発振回路であり、その出力端子は
切換回路18の入力端子1cに接続されている。この発
振回路20は、図示しないモータスイッチのオンにより
発振動作を開始して同期回転用信号たるパルス信号PO
を出力するようになっている。更に、切換回路18の出
力端子0はパルスカウンタ、ロジック回路等からなる転
流信号発生回路21の入力端子に接続されている。22
は駆動回路であり、これは6個の半導体スイッチング素
子たるトランジスタをブリッジ接続してなるインバータ
回路を含んで構成されたもので、その入力端子は転流信
号発生回路21の出力端子に接続されている。そして、
駆動回路22の出力端子はブラシレスモータ1の3相の
ステータコイル6に接続されている。
An oscillation circuit 20 is an oscillation means, and its output terminal is connected to the input terminal 1c of the switching circuit 18. This oscillation circuit 20 starts an oscillation operation when a motor switch (not shown) is turned on, and generates a pulse signal PO which is a signal for synchronous rotation.
It is designed to output . Further, the output terminal 0 of the switching circuit 18 is connected to the input terminal of a commutation signal generation circuit 21 consisting of a pulse counter, a logic circuit, etc. 22
is a drive circuit, which includes an inverter circuit formed by bridge-connecting six transistors, which are semiconductor switching elements, and whose input terminal is connected to the output terminal of the commutation signal generation circuit 21. There is. and,
The output terminal of the drive circuit 22 is connected to the three-phase stator coil 6 of the brushless motor 1.

尚、第1図に示す駆動装置は機能別のブロック線図で示
しているが、実際にはマイクロコンピュータを主体とし
て構成されるものである。
Although the drive device shown in FIG. 1 is shown in a block diagram for each function, it is actually constructed mainly from a microcomputer.

次に、本実施例の作用につき第3図をも参照しながら説
明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to FIG. 3.

図示しないモータスイッチがオンされると、先ず発振回
路20が10Hz程度で発振動作してパルス信号POを
出力する。これにより、後述するように動作する切換回
路18がパルス信号POを転流信号発生回路21に与え
る。転流信号発生回路21は、このパルス信号POをカ
ウント及び論理処理して第3図(h)、(i)及び(j
)に示すように転流信号たる出力信号φa、φb及びφ
Cを出力し、これらを駆動回路22に与える。駆動回路
22は、これらの出力信号φa、φb及びφCに基づい
てインバータ回路のトランジスタをオン、オフさせるこ
とにより、出力電圧φ1.φ2及びφ3を出力してステ
ータコイル6に印加するようになる。これにより、駆動
回路22のインバータ回路は他励式インバータ回路とし
て動作してブラシレスモータ1を同期モータとして起動
させる。そして、ブラシレスモータ]が起動すると、そ
のロータ7とともに永久磁石10の周波数信号用着磁部
11及び位相検出信号用着磁部12も一体に回転される
ので、磁気センサ13は第3図(a)に示すように出力
信号を発生する。即ち、磁気センサ13は、周波数信号
用着磁部]1と対−10= 応した時は正(+)及び負(−)の周波数信号用出力信
号FGを発生し、位相検出信号用着磁部12と対応した
時には出力信号FGの2倍の周期(信号幅)の正(+)
及び負(−)の位相検出信号用出力信号PGを発生する
ようになり、これらが波形整形回路14に与えられる。
When a motor switch (not shown) is turned on, the oscillation circuit 20 first oscillates at about 10 Hz and outputs a pulse signal PO. As a result, the switching circuit 18, which operates as described later, provides the pulse signal PO to the commutation signal generation circuit 21. The commutation signal generation circuit 21 counts and logically processes this pulse signal PO to produce the output signals in FIGS. 3(h), (i) and (j).
), the output signals φa, φb and φ are commutated signals.
C and give them to the drive circuit 22. The drive circuit 22 turns on and off the transistors of the inverter circuit based on these output signals φa, φb, and φC, thereby generating output voltages φ1. φ2 and φ3 are output and applied to the stator coil 6. As a result, the inverter circuit of the drive circuit 22 operates as a separately excited inverter circuit to start the brushless motor 1 as a synchronous motor. When the brushless motor is started, the frequency signal magnetizing section 11 and the phase detection signal magnetizing section 12 of the permanent magnet 10 are rotated together with the rotor 7, so the magnetic sensor 13 is activated as shown in FIG. ) generates an output signal as shown in That is, the magnetic sensor 13 generates a positive (+) and a negative (-) frequency signal output signal FG when the frequency signal magnetized part corresponds to 1 and -10=, and generates a magnetized part for the phase detection signal. When corresponding to section 12, the positive (+) period (signal width) is twice that of the output signal FG.
and a negative (-) phase detection signal output signal PG, which are supplied to the waveform shaping circuit 14.

この波形整形回路14においては、第3図(b)に示す
ように、磁気センサ13の岡山力信号FG及びPGの正
側のゼロクロス点で立上り及び立下るゼロクロスパルス
信号ZPを出力し、これらを積分回路15に与える。そ
して、積分回路15は、波形整形回路14のゼロクロス
パルス信号ZPに基づいて、第3図(C)に示すように
、積分出力信号ISを出力し、これをパルス分離回路1
6に与える。パルス分離回路16は、積分出力信号is
と基準レベル信号りとを比較して、第3図(d)に示す
ように、比較パルス信号CPを得、更に、この比較パル
ス信号CPの立下りに同期して、第3図(e)に示すよ
うに、一定幅のパルス信号PGaを出力する。この場合
、パルス信号PGaの内の一つのパルスの前にはダミー
パルスPGa’が形成されていて、そのダミーパルスP
Ga’の次のパルスが回転子7の回転開始の基準位置を
示すようになっている。又、パルス分離回路16は、波
形整形回路14からのゼロクロスパルス信号ZPの立上
りに同期して、第3図(f)に示すように、一定幅のパ
ルス信号FGaを出力する。そして、パルス分離回路]
6からのパルス信号PGa及びFGaは切換回路18に
与えられる。切換回路18は、パルス信号POとパルス
信号P G a 及ヒF G a c7)合成信号との
周波数を比較するもので、パルス信号POの周波数がパ
ルス信号PGa及びFGaの合成信号の周波数よりも高
い場合には、そのパルス信号POを転流信号発生回路2
1に与え、逆に、パルス信号PGa及びFGaの合成信
号の周波数がパルス信号POの周波数よりも高い場合に
は、そのパルス信号PGa及びFGaを転流信号発生回
路21に与えるようになっている。従って、ブラシレス
モータ1の起動当初は、パルス信号POが切換回路18
を介して転流信号発生回路21に与えられるが、パルス
信号PGa及びFGaの合成信号の周波数がパルス信号
Poの周波数よりも高くなると、即ち、ブラシレスモー
タ1が所定速度以上となると、パルス信号PGa及びF
Gaが切換回路18を介して転流信号発生回路21に与
えられるようになる。これにより、転流信号発生回路2
1はこのパルス信号PGa及びFGaに基づいて、前述
同様にして、出力信号φa、φb及びφCを出力し、駆
動回路22は、前述同様にして、出力電圧φ1.φ2及
びφ3を出力する。従って、駆動回路22のインバータ
回路は、転流のためにパルス信号PGa及びFGaを用
いた自励式インバータ回路として動作して、ブラシレス
モータ1を同期モータとして運転を続行させるようにな
る。そして、転流信号発生回路21は、パルス信号PG
aが与えられる毎にリセットされて、パルス信号PGa
及びFGaに基づき3相のステータコイル6の内の基準
相のものが常に転流相となるような出力信号φa、φb
及びφCを出力するように補正する。従って、駆動回路
22は、転流のために安定した6つの状態に制御され、
ブラシレスモータ1は定常運転状態になされるものであ
る。
As shown in FIG. 3(b), this waveform shaping circuit 14 outputs a zero-crossing pulse signal ZP that rises and falls at the zero-crossing point on the positive side of the Okayama force signals FG and PG of the magnetic sensor 13. It is given to the integrating circuit 15. Based on the zero-crossing pulse signal ZP of the waveform shaping circuit 14, the integrating circuit 15 outputs an integral output signal IS as shown in FIG.
Give to 6. The pulse separation circuit 16 outputs an integral output signal is
A comparison pulse signal CP is obtained as shown in FIG. 3(d) by comparing the reference level signal RI with the reference level signal RI.Furthermore, in synchronization with the fall of this comparison pulse signal CP, a comparison pulse signal CP is obtained as shown in FIG. 3(e). As shown in the figure, a pulse signal PGa with a constant width is output. In this case, a dummy pulse PGa' is formed before one pulse of the pulse signal PGa, and the dummy pulse PGa' is formed before one pulse of the pulse signal PGa.
The next pulse of Ga' indicates the reference position at which the rotor 7 starts rotating. Further, the pulse separation circuit 16 outputs a pulse signal FGa of a constant width in synchronization with the rise of the zero-cross pulse signal ZP from the waveform shaping circuit 14, as shown in FIG. 3(f). And pulse separation circuit]
Pulse signals PGa and FGa from 6 are applied to a switching circuit 18. The switching circuit 18 compares the frequencies of the pulse signal PO and the combined signal of the pulse signals PGa and FGa. If high, the pulse signal PO is sent to the commutation signal generation circuit 2.
1, and conversely, when the frequency of the composite signal of the pulse signals PGa and FGa is higher than the frequency of the pulse signal PO, the pulse signals PGa and FGa are supplied to the commutation signal generation circuit 21. . Therefore, when the brushless motor 1 is initially started, the pulse signal PO is
However, when the frequency of the composite signal of the pulse signals PGa and FGa becomes higher than the frequency of the pulse signal Po, that is, when the brushless motor 1 reaches a predetermined speed or higher, the pulse signal PGa and F
Ga is now supplied to the commutation signal generation circuit 21 via the switching circuit 18. As a result, commutation signal generation circuit 2
1 outputs the output signals φa, φb, and φC based on the pulse signals PGa and FGa in the same manner as described above, and the drive circuit 22 outputs the output voltages φ1. Outputs φ2 and φ3. Therefore, the inverter circuit of the drive circuit 22 operates as a self-excited inverter circuit using pulse signals PGa and FGa for commutation, and continues operating the brushless motor 1 as a synchronous motor. Then, the commutation signal generation circuit 21 generates a pulse signal PG
It is reset every time a is given, and the pulse signal PGa
and output signals φa, φb such that the reference phase of the three-phase stator coil 6 is always commutated based on FGa.
and φC. Therefore, the drive circuit 22 is controlled to six stable states for commutation,
The brushless motor 1 is operated in a steady state.

尚、パルス分離回路16からのパルス信号FGa及びP
Gaは速度検出パルス信号発生回路19にも与えられる
ようになっており、この速度検出パルス信号発生回路1
9は、これらのパルス信号FGa及びPGaを合成した
」二で分周して、第3図(g)に示すように、等間隔の
速度検出パルス信号VGを出力する。この速度検出パル
ス信号VGは図示しない外部制御部に与えられ、外部制
御部においては、速度検出パルス信号VGをカウンタで
カウントすることによりブラシレスモータ1の実速度を
演算するものであるが、この場合には、ダミーパルスP
Ga’に対応するダミーパルスVG′はカウントしない
。そして、外部制御部は、速度検出パルス信号VGから
得られた実速度と速度指令値とに基づき例えば比例積分
微分制御を行なってブラシレスモータ1を定速度回転に
するための速度指令信号を駆動回路22に与えるように
なり、駆動回路22はブラシレスモータ1を速度指令値
に応じた定速度回転に駆動するようになる。
Note that the pulse signals FGa and P from the pulse separation circuit 16
Ga is also supplied to the speed detection pulse signal generation circuit 19, and this speed detection pulse signal generation circuit 1
9 divides the frequency of the synthesized pulse signals FGa and PGa by 2 and outputs equally spaced speed detection pulse signals VG as shown in FIG. 3(g). This speed detection pulse signal VG is given to an external control section (not shown), and the external control section calculates the actual speed of the brushless motor 1 by counting the speed detection pulse signal VG with a counter. dummy pulse P
Dummy pulse VG' corresponding to Ga' is not counted. Then, the external control section performs, for example, proportional-integral-derivative control based on the actual speed obtained from the speed detection pulse signal VG and the speed command value, and sends a speed command signal to the drive circuit for making the brushless motor 1 rotate at a constant speed. 22, and the drive circuit 22 drives the brushless motor 1 to rotate at a constant speed according to the speed command value.

又、速度検出パルス信号VGにはダミーパルスVG’が
含まれているので、このダミーパルスVG′の次のパル
スVGaが位相検出信号に対応するものであることが判
別できる。従って、速度検出パルス信号VGは周波数信
号と位相検出信号の双方の情報を含んでいることになる
。そし2て、外部制御部は、この位相検出信号を示すパ
ルスVGaを基にテープの頭出j7の制御を行ない、又
、このパルスVGaを基準として速度検出パルス信号V
Gをカウントすることによりロータ7の180度回転毎
の位置を判断し、これによって、回転ヘッドの切換えの
制御を行なうものである。
Furthermore, since the speed detection pulse signal VG includes the dummy pulse VG', it can be determined that the pulse VGa following the dummy pulse VG' corresponds to the phase detection signal. Therefore, the speed detection pulse signal VG includes information on both the frequency signal and the phase detection signal. 2. Then, the external control section controls the beginning j7 of the tape based on the pulse VGa indicating this phase detection signal, and also controls the speed detection pulse signal V using this pulse VGa as a reference.
By counting G, the position of the rotor 7 is determined every 180 degree rotation, and based on this, the switching of the rotary head is controlled.

このような本実施例によれば、次のような効果を得るこ
とができる。即ち、起動時には発振回路20からのパル
ス信号POに基づい゛C駆動回路22のインバータ回路
を他励式インバータ回路として動作させることによりブ
ラシレスモータ1を同期モータとし、て起動させ、その
後は、信号発生下段17からのパルス信号PGa及びF
Gaに基づいて駆動回路22のインバータ回路を自励式
インバータ回路として動作させることによりブラシレス
モータ1を同期モータとして運転続行させるようにした
ので、従来とは異なり、ロータフの磁極の位置を直接検
出する位置検出素子を用いる必要はなく、それだけ、構
造が簡単になり、小形軽量化を図ることができ、総じて
、安価になし得る。
According to this embodiment, the following effects can be obtained. That is, at startup, the brushless motor 1 is started as a synchronous motor by operating the inverter circuit of the C drive circuit 22 as a separately excited inverter circuit based on the pulse signal PO from the oscillation circuit 20, and thereafter, the lower stage of signal generation Pulse signals PGa and F from 17
By operating the inverter circuit of the drive circuit 22 as a self-excited inverter circuit based on Ga, the brushless motor 1 continues to operate as a synchronous motor. There is no need to use a detection element, which makes the structure simpler, smaller and lighter, and can be done at a lower cost overall.

更に、ブラシレスモータ]がパルス信号PGa及びFG
aに基づく運転に切換わった後は、転流信号発生回路2
1はパルス信号PGaが与えられる都度リセットされる
ようになるので、転流信号発生回路2]はパルス信号P
Gaが与えられる毎に即ち設定された基準位置において
転流相が基準相となるように常に補正するようになり、
従って、ブラシレスモータ1は定常運転状態になって負
荷が変動[2ても脱調を生ずることはない。しかも、信
号発生手段17の永久磁石]、0において、パルス信号
PGaを発生させるための位相検出信号用着磁部12の
N極及びS極の磁極幅を、パルス信号F G aを発生
させるための周波数信号用着磁部1]のN極及びS極の
磁極幅の2倍に設定するようにしたので、パルス信号F
Ga及びP G aの分離を確実に行なうことができで
、信頼性の向上を図ることができろとともに、例えば着
磁lノベルを変化さることによりパルス信号FGa及び
PGaを分離する場合に比し5、着磁1ノベルの制御が
簡jliで、製作性も向上、する。そして、パルス信号
PGa+FGa及び速度検出パルス信号V G 4.出
力信号PG及びFGのゼロクロス点で出力させることが
できるので、永久磁石10の着磁ばら−)きの影響を受
けることがなくて、夫々の信号の精度の向上を図ること
ができ、ブラシレスモータ1の回転むらをなくすことが
できる。
Furthermore, the brushless motor] receives pulse signals PGa and FG.
After switching to operation based on a, commutation signal generation circuit 2
1 is reset every time the pulse signal PGa is applied, so the commutation signal generation circuit 2]
Every time Ga is applied, the commutation phase is always corrected to become the reference phase at the set reference position,
Therefore, even if the brushless motor 1 is in a steady operating state and the load fluctuates [2], step-out will not occur. Furthermore, in the permanent magnet of the signal generating means 17], the magnetic pole widths of the N and S poles of the phase detection signal magnetized section 12 for generating the pulse signal PGa are set to 0 for generating the pulse signal F G a. Since the magnetic pole width of the N and S poles of the frequency signal magnetized section 1 is set to twice the width of the pulse signal F
It is possible to reliably separate Ga and PGa, improving reliability and, for example, compared to separating the pulse signals FGa and PGa by changing the magnetization lubricant. 5. Easy control of magnetization and improved productivity. Then, the pulse signal PGa+FGa and the speed detection pulse signal V G 4. Since the output signals can be output at the zero cross point of the output signals PG and FG, they are not affected by the magnetization variation of the permanent magnet 10, and the accuracy of each signal can be improved, making it possible to improve the accuracy of the brushless motor. It is possible to eliminate rotational unevenness in step 1.

尚、」二記実施例では転流信号発生回路21にブラシレ
スモータ1が所定の回転速度になった時にパルス信号P
Oの代りにパルス信号PGa及びFGaを与えるように
切換えるようにしたが、例えば、発振回路20の発振動
作開始後一定時間経過した時にパルス信号PGa及びF
Gaを与えるように切換えるように(7てもよい。
In the second embodiment, the commutation signal generation circuit 21 receives a pulse signal P when the brushless motor 1 reaches a predetermined rotational speed.
However, for example, when a certain period of time has elapsed after the oscillation circuit 20 started the oscillation operation, the pulse signals PGa and FGa are applied instead of O.
(7 may also be used).

又、上記実施例では永久磁石10及び磁気センナ13の
組合せからなる磁電方式の信号発生手段17を用いるよ
うにしたが、代りに、発光素子からの光を透過部若しく
は反射部で透過部L<は反射さけてその透過部若【、<
は反射光を受光素子で受光させるようにした光電方式の
信号発生手段を用いるよ・うにl、でもよい。
Further, in the above embodiment, the magneto-electric signal generating means 17 consisting of a combination of the permanent magnet 10 and the magnetic sensor 13 is used, but instead, the light from the light emitting element is transmitted to the transmitting part or the reflecting part so that the transmitting part L< is the transparent part, avoiding reflection.
Alternatively, a photoelectric signal generating means may be used in which the reflected light is received by a light receiving element.

その他、本発明は」二記し目、つ図面に示す実施例にの
み限定されるものではなく、例えば2相ブラシレスモー
タにも適用し得る等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変
形17て実施17得ることは勿論である。
In addition, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, for example, it can be applied to a two-phase brushless motor, etc., and the present invention can be appropriately modified and carried out without departing from the scope of the invention. Of course you can get it.

[発明の効果コ 本発明のブラシレスモータの駆動装置によりば、発振手
段からの同期回転用信号、信号発生手段からの周波数信
号及び位相検出信号に基づいてブラシレスモータを起動
させて定常運転させるようにしたので、ロータの磁極の
位置を直接検出する位置検出素子は不要であり、それだ
け、構成が簡単になって、小形軽量化を図ることができ
、総じて、安価になし得、しかも、信号発生手段の検出
素子からの周波数信号用出力信号と位相検出信号用出力
信号との信号幅を異ならせるようにしたので、周波数信
号及び位相検出信号の分離が容易で、信頼性の向上を図
ることができるとともに、製造性の向上をも図ることが
できるという優れた効果を奏するものである。
[Effects of the Invention] According to the brushless motor drive device of the present invention, the brushless motor is started and operated steadily based on the synchronous rotation signal from the oscillation means, the frequency signal and the phase detection signal from the signal generation means. Therefore, there is no need for a position detection element that directly detects the position of the rotor's magnetic poles, which simplifies the configuration, makes it possible to reduce the size and weight, and overall, it can be done at low cost. Since the signal widths of the output signal for the frequency signal and the output signal for the phase detection signal from the detection element are made different, it is easy to separate the frequency signal and the phase detection signal, and reliability can be improved. At the same time, it has the excellent effect of improving manufacturability.

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

図面は本発明の一実施例を示し、第1図は電気的構成を
示すブロック線図、第2図はブラシレスモータの左半分
を断面して示す側面図、第3図は作用説明用の各部の信
号波形図である。 図面中、1はブラシレスモータ、3はプリント配線基板
、4はステータ、6はステータコイル、7はロータ、1
0は永久磁石、11は周波数信号用着磁部(周波数信号
用発生部)、12は位相検出信号用着磁部(位相検出信
号用発生部)、13は磁気センサ(検出素子)、]6は
パルス分離回路、]7は信号発生手段、18は切換回路
、2〇は発振回路(発振手段)、21は転流信号発生回
路、22は駆動回路を示す。 出願人  株式会社  東  芝 代理人  弁理士 佐 藤  強
The drawings show one embodiment of the present invention, with Fig. 1 being a block diagram showing the electrical configuration, Fig. 2 being a side view showing the left half of the brushless motor in cross section, and Fig. 3 showing various parts for explaining the operation. FIG. In the drawing, 1 is a brushless motor, 3 is a printed wiring board, 4 is a stator, 6 is a stator coil, 7 is a rotor, 1
0 is a permanent magnet, 11 is a magnetized part for frequency signals (a generation part for frequency signals), 12 is a magnetized part for phase detection signals (a generation part for phase detection signals), 13 is a magnetic sensor (detection element), ]6 7 is a pulse separation circuit,] 7 is a signal generation means, 18 is a switching circuit, 20 is an oscillation circuit (oscillation means), 21 is a commutation signal generation circuit, and 22 is a drive circuit. Applicant Toshiba Corporation Agent Patent Attorney Tsuyoshi Sato

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.複数極を有する永久磁石形のロータと複数相のステ
ータコイルを有するステータとを備えたブラシレスモー
タにおいて、同期回転用信号を発生する発振手段と、前
記ロータの回転に応じてその磁極数に関連する周波数信
号を発生するとともに特定位相の位相検出信号を発生す
る信号発生手段と、前記複数相のステータコイルに順次
通電するための駆動回路と、与えられる信号をカウント
して転流信号を発生しこの転流信号を前記駆動回路に与
える転流信号発生回路と、この転流信号発生回路に対し
て起動時には前記発振手段からの同期回転用信号を与え
その後前記信号発生手段からの周波数信号を与えるよう
に切換える切換回路とを具備し、前記転流信号発生回路
は、周波数信号に切換えられた後には前記信号発生手段
からの位相検出信号が与えられる毎にリセットされて転
流相の補正を行なうように構成され、前記信号発生手段
は、周波数信号用発生部に対応する周波数信号用出力信
号と位相検出信号用発生部に対応して該出力信号とは信
号幅の異なる位相検出信号用出力信号とを出力する検出
素子を有することを特徴とするブラシレスモータの駆動
装置。
1. In a brushless motor equipped with a permanent magnet type rotor having multiple poles and a stator having multiple phases of stator coils, an oscillation means for generating a signal for synchronous rotation, and an oscillation means related to the number of magnetic poles according to the rotation of the rotor. a signal generating means for generating a frequency signal and a phase detection signal of a specific phase; a drive circuit for sequentially energizing the stator coils of the plurality of phases; a commutation signal generation circuit for supplying a commutation signal to the drive circuit; and a commutation signal generation circuit for supplying a synchronous rotation signal from the oscillation means at startup to the commutation signal generation circuit and thereafter supplying a frequency signal from the signal generation means. and a switching circuit for switching to a frequency signal, and the commutation signal generation circuit is reset to correct the commutation phase every time a phase detection signal from the signal generation means is applied after the commutation signal generation circuit is switched to a frequency signal. The signal generation means is configured to generate a frequency signal output signal corresponding to the frequency signal generation section, and a phase detection signal output signal corresponding to the phase detection signal generation section, which has a different signal width from the output signal. A brushless motor drive device characterized by having a detection element that outputs.
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