JPH05219779A - ブラシレス直流モータの少なくとも１つの状態量検出用装置 - Google Patents
ブラシレス直流モータの少なくとも１つの状態量検出用装置Info
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- JPH05219779A JPH05219779A JP4304254A JP30425492A JPH05219779A JP H05219779 A JPH05219779 A JP H05219779A JP 4304254 A JP4304254 A JP 4304254A JP 30425492 A JP30425492 A JP 30425492A JP H05219779 A JPH05219779 A JP H05219779A
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- G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01K7/38—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils the variations of temperature influencing the magnetic permeability
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- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
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- G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
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- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータの少なくとも１つの状態量を連続動作
において検出することのできる装置を提供する。 【構成】 ブラシレス直流モータのロータ（１）の２×
ｎ極セグメント（２）（ｎ＝１，２，３，…）が永久磁
石材料からなり、少なくとも１つのホール素子（４）が
ロータ（１）に対して、永久磁石セグメント（２）の磁
界状態によりホール素子（４）の出力電圧（ＵＨ
（ｔ））に変化が発生するように配置されており、論理
ユニット（７）が、ホール素子（４）の出力電圧（ＵＨ
（ｔ））からブラシレス直流モータの温度を検出するよ
うに構成する。
において検出することのできる装置を提供する。 【構成】 ブラシレス直流モータのロータ（１）の２×
ｎ極セグメント（２）（ｎ＝１，２，３，…）が永久磁
石材料からなり、少なくとも１つのホール素子（４）が
ロータ（１）に対して、永久磁石セグメント（２）の磁
界状態によりホール素子（４）の出力電圧（ＵＨ
（ｔ））に変化が発生するように配置されており、論理
ユニット（７）が、ホール素子（４）の出力電圧（ＵＨ
（ｔ））からブラシレス直流モータの温度を検出するよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流モータ
の少なくとも１つの状態量を検出するための装置に関す
る。
の少なくとも１つの状態量を検出するための装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ブラシレス直流モータの定格量、例えば
種々異なる限界使用条件での最大負荷トルクを設定する
ためには、ブラシレス直流モータの温度を正確に知るこ
とが必要である。ブラシレス直流モータの温度を検出す
るために、例えばブラシレス直流モータの相巻線の温度
を検出するために、種々の温度測定装置が公知である。
種々異なる限界使用条件での最大負荷トルクを設定する
ためには、ブラシレス直流モータの温度を正確に知るこ
とが必要である。ブラシレス直流モータの温度を検出す
るために、例えばブラシレス直流モータの相巻線の温度
を検出するために、種々の温度測定装置が公知である。
【０００３】慣用の方法は、ブラシレス直流モータの巻
線温度を温度測定センサを用いて測定することである。
この測定センサは例えばＰＴＣ抵抗またはＮＴＣ抵抗で
ある。しかしこの種の測定法の欠点は、温度が測定セン
サの位置決めされた個所でしか測定されないことであ
る。場合により発生する他の巻線領域での局所的な過熱
状態を検出するためには、この測定センサを複数設けな
ければならない。しかしこのことによりコストが上昇
し、欠点と見做すことができる。
線温度を温度測定センサを用いて測定することである。
この測定センサは例えばＰＴＣ抵抗またはＮＴＣ抵抗で
ある。しかしこの種の測定法の欠点は、温度が測定セン
サの位置決めされた個所でしか測定されないことであ
る。場合により発生する他の巻線領域での局所的な過熱
状態を検出するためには、この測定センサを複数設けな
ければならない。しかしこのことによりコストが上昇
し、欠点と見做すことができる。
【０００４】ＥＰ−Ａ０２８４７１１には、ブラシレス
直流モータの巻線温度を検出するための装置が記載され
ている。この装置では、ブラスレス直流モータの相巻線
の抵抗が温度に依存して変化する効果が利用される。そ
れぞれの相巻線での電圧測定は、その相巻線がそれぞれ
無電流状態にあるときに実行される。相応のコミュテー
ション信号が発生すると直ちに、測定が実行される。測
定された値はモータの冷間状態での相応の値と比較され
る。初期状態での相巻線の抵抗を基準にしたオーム抵抗
の変化はモータの温度変化に対する尺度である。無電流
状態の相において相巻線の抵抗を測定するために種々の
手法が提案されている。例えばパルス発生器を設け、こ
のパルス発生器が無電流相の間、巻線に電圧パルスを供
給する。生じた電流経過に基づいて、温度に依存して変
化する巻線のオーム抵抗を検出する。
直流モータの巻線温度を検出するための装置が記載され
ている。この装置では、ブラスレス直流モータの相巻線
の抵抗が温度に依存して変化する効果が利用される。そ
れぞれの相巻線での電圧測定は、その相巻線がそれぞれ
無電流状態にあるときに実行される。相応のコミュテー
ション信号が発生すると直ちに、測定が実行される。測
定された値はモータの冷間状態での相応の値と比較され
る。初期状態での相巻線の抵抗を基準にしたオーム抵抗
の変化はモータの温度変化に対する尺度である。無電流
状態の相において相巻線の抵抗を測定するために種々の
手法が提案されている。例えばパルス発生器を設け、こ
のパルス発生器が無電流相の間、巻線に電圧パルスを供
給する。生じた電流経過に基づいて、温度に依存して変
化する巻線のオーム抵抗を検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、モー
タの少なくとも１つの状態量を連続動作において検出す
ることのできる装置を提供することである。
タの少なくとも１つの状態量を連続動作において検出す
ることのできる装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、ブラシレス直流モータのロータの２×ｎ極セグメン
ト（ｎ＝１，２，３，…）が永久磁石材料からなり、少
なくとも１つのホール素子がロータに対して、永久磁石
セグメントの磁界がホール素子の出力電圧を発生するよ
うに配置されており、論理ユニットが、ホール素子の出
力電圧からブラシレス直流モータの温度を検出するよう
に構成して解決される。
り、ブラシレス直流モータのロータの２×ｎ極セグメン
ト（ｎ＝１，２，３，…）が永久磁石材料からなり、少
なくとも１つのホール素子がロータに対して、永久磁石
セグメントの磁界がホール素子の出力電圧を発生するよ
うに配置されており、論理ユニットが、ホール素子の出
力電圧からブラシレス直流モータの温度を検出するよう
に構成して解決される。
【０００７】本発明の装置は、永久磁石材料の磁化がキ
ュリー温度Ｔｃ以下では、材質固有の温度依存性を示す
という効果を利用する。それぞれ所定の温度領域内では
温度変化に相応に敏感に応答する永久磁石材料を選択す
ることによって、温度変化ないし絶対温度測定が理想的
に実行され得る。
ュリー温度Ｔｃ以下では、材質固有の温度依存性を示す
という効果を利用する。それぞれ所定の温度領域内では
温度変化に相応に敏感に応答する永久磁石材料を選択す
ることによって、温度変化ないし絶対温度測定が理想的
に実行され得る。
【０００８】温度変化により惹起された永久磁石材料の
磁化変化は、ホール素子の出力電圧に現われる。ホール
素子を選択する際には特に冷間状態での測定の際に、ホ
ール素子が飽和状態で駆動されないように注意しなけれ
ばならない。しかしホール素子が飽和状態で駆動されて
も、ホール素子の出力電圧の勾配を温度検出に利用する
ことができる。
磁化変化は、ホール素子の出力電圧に現われる。ホール
素子を選択する際には特に冷間状態での測定の際に、ホ
ール素子が飽和状態で駆動されないように注意しなけれ
ばならない。しかしホール素子が飽和状態で駆動されて
も、ホール素子の出力電圧の勾配を温度検出に利用する
ことができる。
【０００９】本発明の装置の実施例によれば論理ユニッ
トが設けられており、これにより、ホール素子の測定さ
れた最大出力電圧または最小出力電圧が所定の初期状態
におけるホール素子の記憶された最大出力電圧または最
小出力電圧と比較され、相応の出力電圧の差から記憶さ
れた特性曲線との比較により、ブラシレス直流モータの
初期状態を基準にした温度変化が求められる。
トが設けられており、これにより、ホール素子の測定さ
れた最大出力電圧または最小出力電圧が所定の初期状態
におけるホール素子の記憶された最大出力電圧または最
小出力電圧と比較され、相応の出力電圧の差から記憶さ
れた特性曲線との比較により、ブラシレス直流モータの
初期状態を基準にした温度変化が求められる。
【００１０】本発明の装置の別の実施例では、２×ｎ極
のブラシレス直流モータ（ｎ＝１，２，３，…）に、所
定の角度位置にあるｎ個のホール素子が配属され、論理
ユニットがホール素子の出力信号の論理結合を用いて、
ロータのそれぞれの角度位置を検出する。相巻線のコミ
ュテーションは、ロータの求められた角度位置に相応し
て制御される。この構成は本発明の装置の広い適用可能
性を明確にする。これにより、ブラシレス直流モータの
温度検出の他に、相巻線を基準にしたロータの角度位置
に関する情報が得られる。すなわち、本発明の装置は相
巻線の回転磁界を順次制御するのにも使用することがで
きる。
のブラシレス直流モータ（ｎ＝１，２，３，…）に、所
定の角度位置にあるｎ個のホール素子が配属され、論理
ユニットがホール素子の出力信号の論理結合を用いて、
ロータのそれぞれの角度位置を検出する。相巻線のコミ
ュテーションは、ロータの求められた角度位置に相応し
て制御される。この構成は本発明の装置の広い適用可能
性を明確にする。これにより、ブラシレス直流モータの
温度検出の他に、相巻線を基準にしたロータの角度位置
に関する情報が得られる。すなわち、本発明の装置は相
巻線の回転磁界を順次制御するのにも使用することがで
きる。
【００１１】本発明の装置の別の実施例では、論理ユニ
ットがホール素子の出力電圧の零点通過に基づいて、ブ
ラシレス直流モータの回転数を検出する。
ットがホール素子の出力電圧の零点通過に基づいて、ブ
ラシレス直流モータの回転数を検出する。
【００１２】この回転数検出に付加的に、ホール素子の
出力信号の組合せ順序から、またはホール素子の出力信
号の相対位置から論理ユニットにより、ブラシレス直流
モータの回転方向が検出される。
出力信号の組合せ順序から、またはホール素子の出力信
号の相対位置から論理ユニットにより、ブラシレス直流
モータの回転方向が検出される。
【００１３】本発明の装置の付加的構成では、温度検
出、回転数検出、回転方向検出およびコミュテーション
検出の他に、ロータの部分的減磁作用に関する予測を行
なうことができる。ホール素子は有利にはロータの端部
に配置される。そのために論理ユニットはホール素子の
出力電圧を相応に記憶されている目標値曲線と比較す
る。この目標値曲線から不規則的に偏差することは論理
ユニットにより、ロータの減磁ないし部分的減磁に対す
る兆候であると評価される。警報音またはモータの遮断
により、操作者にはこのエラーが注意される。
出、回転数検出、回転方向検出およびコミュテーション
検出の他に、ロータの部分的減磁作用に関する予測を行
なうことができる。ホール素子は有利にはロータの端部
に配置される。そのために論理ユニットはホール素子の
出力電圧を相応に記憶されている目標値曲線と比較す
る。この目標値曲線から不規則的に偏差することは論理
ユニットにより、ロータの減磁ないし部分的減磁に対す
る兆候であると評価される。警報音またはモータの遮断
により、操作者にはこのエラーが注意される。
【００１４】本発明の装置の別の構成では、ロータの永
久磁石セグメントがフェリ磁性材料からなる。フェリ磁
性材料には強磁性材料に対して、交番磁界で高い電気抵
抗を有するという利点がある。これにより渦電流損失が
非常に低く保持される。
久磁石セグメントがフェリ磁性材料からなる。フェリ磁
性材料には強磁性材料に対して、交番磁界で高い電気抵
抗を有するという利点がある。これにより渦電流損失が
非常に低く保持される。
【００１５】本発明の装置の別の構成では、ロータの永
久磁石セグメントが強磁性材料からなり、アンカーの端
面にフェリ磁性材料の円板が設けられ、その円板の極数
および極性は、ブラシレス直流モータのロータの極数お
よび極性と一致する。
久磁石セグメントが強磁性材料からなり、アンカーの端
面にフェリ磁性材料の円板が設けられ、その円板の極数
および極性は、ブラシレス直流モータのロータの極数お
よび極性と一致する。
【００１６】本発明の装置の構成では、ロータの個々の
永久磁石セグメントまたはフェリ磁性セグメントないし
ロータの端面に設けられたフェリ磁性円板のセグメント
自体が再び、種々異なる強さの磁化領域を有する。この
場合第１の実施例では、セグメント内のこの種々異なる
強さの磁化は、設けられた領域におけるポールセグメン
トの減磁により生じることを考慮する。第２の実施例で
は、セグメント内の種々異なる強さの磁化は材料減少、
すなわちそのために設けられた領域におけるセグメント
とホール素子との間の空隙の拡大により生じることを考
慮する。磁石セグメントをこのように繰り返して分割す
ることにより、回転数検出に関する分解能を任意に拡大
することができる。
永久磁石セグメントまたはフェリ磁性セグメントないし
ロータの端面に設けられたフェリ磁性円板のセグメント
自体が再び、種々異なる強さの磁化領域を有する。この
場合第１の実施例では、セグメント内のこの種々異なる
強さの磁化は、設けられた領域におけるポールセグメン
トの減磁により生じることを考慮する。第２の実施例で
は、セグメント内の種々異なる強さの磁化は材料減少、
すなわちそのために設けられた領域におけるセグメント
とホール素子との間の空隙の拡大により生じることを考
慮する。磁石セグメントをこのように繰り返して分割す
ることにより、回転数検出に関する分解能を任意に拡大
することができる。
【００１７】
【実施例】図１にはブラシレス直流モータのロータ１の
端面正面図が示されている。６つの永久磁石セグメント
２はロータシャフト３に配置されている。ロータシャフ
ト３は通常のように鋼からなる。永久磁石セグメント２
は強磁性材料またはフェリ磁性材料から製造される。両
方の材料とも既に上に述べた温度依存性を示す。
端面正面図が示されている。６つの永久磁石セグメント
２はロータシャフト３に配置されている。ロータシャフ
ト３は通常のように鋼からなる。永久磁石セグメント２
は強磁性材料またはフェリ磁性材料から製造される。両
方の材料とも既に上に述べた温度依存性を示す。
【００１８】ロータ１の端面または周囲に対して固定し
た間隔でホール素子４が配置されている。このホール素
子の出力電圧ＵＨ（ｔ）は永久磁石セグメント２の磁化
に依存して変化する。この永久磁石セグメント２の磁化
Ｍは温度Ｔに依存して変化するから、ホール素子４の出
力電圧ＵＨ（ｔ）は、所定の初期状態を基準にしたロー
タ１の温度変化に関する情報を含む。
た間隔でホール素子４が配置されている。このホール素
子の出力電圧ＵＨ（ｔ）は永久磁石セグメント２の磁化
に依存して変化する。この永久磁石セグメント２の磁化
Ｍは温度Ｔに依存して変化するから、ホール素子４の出
力電圧ＵＨ（ｔ）は、所定の初期状態を基準にしたロー
タ１の温度変化に関する情報を含む。
【００１９】図２には、２つの異なる温度Ｔ１、Ｔ２に
おけるホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）が示されてい
る。この例ではホール素子４は飽和状態で駆動されな
い。この場合ホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）は正弦
波状の経過を示す。正弦波状信号ＵＨ（ｔ）の振幅は温
度に依存して変動する。
おけるホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）が示されてい
る。この例ではホール素子４は飽和状態で駆動されな
い。この場合ホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）は正弦
波状の経過を示す。正弦波状信号ＵＨ（ｔ）の振幅は温
度に依存して変動する。
【００２０】ＵＨ（Ｔ１）はモータが冷えている際のホ
ール素子４の出力電圧を表す。駆動中にモータは加熱さ
れる。温度上昇の結果として永久磁石セグメント２の磁
化Ｍが変化する。すなわち磁化は小さくなる。永久磁石
セグメント２の磁界の弱化は正弦波状出力信号ＵＨ
（ｔ；Ｔ２）に反映される。その振幅はモータが冷えて
いる際のホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ；Ｔ１）の振
幅よりも小さい。ホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）の
温度Ｔに依存する変動が既知であれば、ＵＨ（ｔ；Ｔ
１）とＵＨ（ｔ；Ｔ２）の振幅最大値の差からモータの
温度変化を求めることができる。もちろんロータ１とホ
ール素子４よの間隔が一定であることが前提である。
ール素子４の出力電圧を表す。駆動中にモータは加熱さ
れる。温度上昇の結果として永久磁石セグメント２の磁
化Ｍが変化する。すなわち磁化は小さくなる。永久磁石
セグメント２の磁界の弱化は正弦波状出力信号ＵＨ
（ｔ；Ｔ２）に反映される。その振幅はモータが冷えて
いる際のホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ；Ｔ１）の振
幅よりも小さい。ホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）の
温度Ｔに依存する変動が既知であれば、ＵＨ（ｔ；Ｔ
１）とＵＨ（ｔ；Ｔ２）の振幅最大値の差からモータの
温度変化を求めることができる。もちろんロータ１とホ
ール素子４よの間隔が一定であることが前提である。
【００２１】図３は、ホール素子４の出力電圧ＵＨ
（ｔ）をロータ１の温度変化の検出に利用し得る別の実
施例を示す。図３にはホール素子４の出力電圧ＵＨ
（ｔ）が同様に２つの異なる温度Ｔ１、Ｔ２において示
されている。しかし図２とは異なり、ここではホール素
子４は飽和状態で駆動される。、出力電圧ＵＨ（ｔ）は
台形状の経過を示す。ロータ１の温度変化の検出はここ
では振幅最大値の評価により行われるのではなく、異な
る温度Ｔ１、Ｔ２において台形状出力電圧ＵＨ（ｔ）の
縁部の勾配により行われる。図３から、温度が低い際に
は縁部上昇ないし縁部下降が温度の高い際よりも急峻で
あることがわかる。前もって求めた、出力信号ＵＨ
（ｔ）の勾配と温度との依存性に基づいて、温度変化が
このようにしても検出される。
（ｔ）をロータ１の温度変化の検出に利用し得る別の実
施例を示す。図３にはホール素子４の出力電圧ＵＨ
（ｔ）が同様に２つの異なる温度Ｔ１、Ｔ２において示
されている。しかし図２とは異なり、ここではホール素
子４は飽和状態で駆動される。、出力電圧ＵＨ（ｔ）は
台形状の経過を示す。ロータ１の温度変化の検出はここ
では振幅最大値の評価により行われるのではなく、異な
る温度Ｔ１、Ｔ２において台形状出力電圧ＵＨ（ｔ）の
縁部の勾配により行われる。図３から、温度が低い際に
は縁部上昇ないし縁部下降が温度の高い際よりも急峻で
あることがわかる。前もって求めた、出力信号ＵＨ
（ｔ）の勾配と温度との依存性に基づいて、温度変化が
このようにしても検出される。
【００２２】図４および図５は本発明の装置の有利な実
施例を示す。ここでは温度検出の他に動作パラメータ、
例えば回転数、回転方向およびコミュテーション情報が
得られる。図４には６極ロータ１が示されている。ロー
タ１の永久磁石セグメント２にはホール素子４が配属さ
れている。ホール素子４は周方向でロータ１の側面を基
準にして８０゜相互にずらされている。
施例を示す。ここでは温度検出の他に動作パラメータ、
例えば回転数、回転方向およびコミュテーション情報が
得られる。図４には６極ロータ１が示されている。ロー
タ１の永久磁石セグメント２にはホール素子４が配属さ
れている。ホール素子４は周方向でロータ１の側面を基
準にして８０゜相互にずらされている。
【００２３】図５はホール素子４の構成の選択的実施例
を示す。ここではホール素子４は端面を基準にして周方
向で同様に８０゜相互にずらされている。
を示す。ここではホール素子４は端面を基準にして周方
向で同様に８０゜相互にずらされている。
【００２４】図６には図４および図５の個々のホール素
子４の出力信号Ａ、Ｂ、Ｃが示されている。ホール素子
４はこの場合飽和状態で駆動されるか、またはホール素
子４の正弦波状の出力信号が論理ユニットにより矩形パ
ルスに変換される。図６の符号Ｉ〜ＶＩからわかるよう
に、ホール素子４の出力信号の簡単な論理結合により６
つの異なる状態が実現される。この６つの異なる状態は
ロータ１の相巻線のコミュテーションに利用される。
子４の出力信号Ａ、Ｂ、Ｃが示されている。ホール素子
４はこの場合飽和状態で駆動されるか、またはホール素
子４の正弦波状の出力信号が論理ユニットにより矩形パ
ルスに変換される。図６の符号Ｉ〜ＶＩからわかるよう
に、ホール素子４の出力信号の簡単な論理結合により６
つの異なる状態が実現される。この６つの異なる状態は
ロータ１の相巻線のコミュテーションに利用される。
【００２５】６極ブラシレス直流モータでは、ロータ回
転毎に１８の出力信号変化が発生する。これらはロータ
１の回転数検出に利用される。
転毎に１８の出力信号変化が発生する。これらはロータ
１の回転数検出に利用される。
【００２６】ホール素子４の２つの出力信号ＵＨ（ｔ）
から、さらにロータの回転方向に関する情報が得られ
る。論理結合された出力信号の連続順序から、回転方向
情報がもちろんホール素子４の３つの出力信号によって
得られる。
から、さらにロータの回転方向に関する情報が得られ
る。論理結合された出力信号の連続順序から、回転方向
情報がもちろんホール素子４の３つの出力信号によって
得られる。
【００２７】温度、回転数および回転方向に関する情報
とコミュテーション情報の他に、ホール素子４の出力電
圧ＵＨ（ｔ）はロータ１の永久磁石セグメント２の磁化
程度に関する情報を含む。
とコミュテーション情報の他に、ホール素子４の出力電
圧ＵＨ（ｔ）はロータ１の永久磁石セグメント２の磁化
程度に関する情報を含む。
【００２８】図７には、温度Ｔとロータ１の永久磁石セ
グメント２の磁化Ｍにおけるホール素子４の出力電圧が
示されている。
グメント２の磁化Ｍにおけるホール素子４の出力電圧が
示されている。
【００２９】図８は減磁または部分的減磁の際のホール
素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）が示されている。通常のパ
ラメータ、温度Ｔおよびホール素子４と永久磁石セグメ
ント２との間隔等がすべて一定に保たれれば、ホール素
子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）の経過から明らかに、ロータ
１の永久磁石セグメント２の減磁ないし部分的減磁が識
別される。相応のインターフェースを介して操作者には
このモータに発生した欠陥が通報される。
素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）が示されている。通常のパ
ラメータ、温度Ｔおよびホール素子４と永久磁石セグメ
ント２との間隔等がすべて一定に保たれれば、ホール素
子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）の経過から明らかに、ロータ
１の永久磁石セグメント２の減磁ないし部分的減磁が識
別される。相応のインターフェースを介して操作者には
このモータに発生した欠陥が通報される。
【００３０】図９および図１０はどのように正確に回転
数情報を得ることができるのかという２つの実施例を示
す。このためにはロータ１の個々の永久磁石セグメント
２が、磁化程度の低い領域５および磁化程度の高い領域
６に分割される。この分割は図９では領域５、６の異な
る磁化強度により行われる。図１０では同じ作用が、永
久磁石セグメント２の領域５での材料減少により、ホー
ル素子４に対する距離を拡大して得られている。
数情報を得ることができるのかという２つの実施例を示
す。このためにはロータ１の個々の永久磁石セグメント
２が、磁化程度の低い領域５および磁化程度の高い領域
６に分割される。この分割は図９では領域５、６の異な
る磁化強度により行われる。図１０では同じ作用が、永
久磁石セグメント２の領域５での材料減少により、ホー
ル素子４に対する距離を拡大して得られている。
【００３１】図１１にはホール素子４の、図９および／
または図１０の構成に相応して予期される出力電圧ＵＨ
（ｔ）がプロットされている。出力電圧ＵＨ（ｔ）の台
形状経過から、ここではホール素子４が飽和状態で駆動
されることがわかる。永久磁石セグメント２の領域５で
の弱い磁化により台形状出力電圧ＵＨ（ｔ）の急落が顕
著である。論理ユニットによりホール素子４の出力電圧
ＵＨ（ｔ）におけるこの急落は回転数検出に関し分解能
の改善に利用される。
または図１０の構成に相応して予期される出力電圧ＵＨ
（ｔ）がプロットされている。出力電圧ＵＨ（ｔ）の台
形状経過から、ここではホール素子４が飽和状態で駆動
されることがわかる。永久磁石セグメント２の領域５で
の弱い磁化により台形状出力電圧ＵＨ（ｔ）の急落が顕
著である。論理ユニットによりホール素子４の出力電圧
ＵＨ（ｔ）におけるこの急落は回転数検出に関し分解能
の改善に利用される。
【００３２】図１２には、ブラシレス直流モータのロー
タ１の個々の動作状態を検出するための回路装置が示さ
れている。ホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）は論理ユ
ニット７を介して、出力電圧によりブラシレス直流モー
タの個々の動作状態の検出が可能であるように評価され
る。この動作状態では、温度、回転数、回転方向、相巻
線の電圧印加に対するコミュテーション情報およびロー
タ１の磁化が取り扱われる。
タ１の個々の動作状態を検出するための回路装置が示さ
れている。ホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）は論理ユ
ニット７を介して、出力電圧によりブラシレス直流モー
タの個々の動作状態の検出が可能であるように評価され
る。この動作状態では、温度、回転数、回転方向、相巻
線の電圧印加に対するコミュテーション情報およびロー
タ１の磁化が取り扱われる。
【００３３】ホール素子４の出力電圧ＵＨ（ｔ）は信号
識別制御ユニット８に供給される。この信号識別制御ユ
ニット８は出力電圧ＵＨ（ｔ）から、ブラシレス直流モ
ータの相巻線Ａ、Ｂ、Ｃに対するコミュテーション信号
を検出する。ホール素子４の少なくとも２つの出力電圧
ＵＨ（ｔ）からさらに、信号識別制御ユニット８により
ブラシレス直流モータのロータ１の回転方向が求められ
る。
識別制御ユニット８に供給される。この信号識別制御ユ
ニット８は出力電圧ＵＨ（ｔ）から、ブラシレス直流モ
ータの相巻線Ａ、Ｂ、Ｃに対するコミュテーション信号
を検出する。ホール素子４の少なくとも２つの出力電圧
ＵＨ（ｔ）からさらに、信号識別制御ユニット８により
ブラシレス直流モータのロータ１の回転方向が求められ
る。
【００３４】ブラシレス直流モータの回転数、温度およ
び磁化を検出するためには情報として、ホール素子４の
出力電圧ＵＨ（ｔ）だけで十分である。ホール素子４の
アナログ出力電圧ＵＨ（ｔ）はＡ／Ｄ変換器９によりデ
ィジタル化され、プロセッサ１０に供給される。このプ
ロセッサ１０は付加的に信号識別制御ユニット８からホ
ール素子４の相応する出力電圧ＵＨ（ｔ）の極性符号情
報を受け取る。
び磁化を検出するためには情報として、ホール素子４の
出力電圧ＵＨ（ｔ）だけで十分である。ホール素子４の
アナログ出力電圧ＵＨ（ｔ）はＡ／Ｄ変換器９によりデ
ィジタル化され、プロセッサ１０に供給される。このプ
ロセッサ１０は付加的に信号識別制御ユニット８からホ
ール素子４の相応する出力電圧ＵＨ（ｔ）の極性符号情
報を受け取る。
【００３５】既に説明したように、ブラシレス直流モー
タの温度は、前もって記憶された、温度に依存するホー
ル素子４の出力電圧特性曲線を介して検出される。
タの温度は、前もって記憶された、温度に依存するホー
ル素子４の出力電圧特性曲線を介して検出される。
【００３６】ロータ１の永久磁石セグメントの磁化変化
は、温度とロータ１からのホール素子４の間隔が一定の
際に、ホール素子４の出力信号ＵＨ（ｔ）に重大な変化
が発生したときに識別される。
は、温度とロータ１からのホール素子４の間隔が一定の
際に、ホール素子４の出力信号ＵＨ（ｔ）に重大な変化
が発生したときに識別される。
【００３７】回転数は、回転毎のホール素子４の出力電
圧ＵＨ（ｔ）に発生する最大値、最小値または零点通過
に基づいて検出される。
圧ＵＨ（ｔ）に発生する最大値、最小値または零点通過
に基づいて検出される。
【００３８】
【発明の効果】本発明により、モータの少なくとも１つ
の状態量を連続動作において検出することのできる装置
が得られる。
の状態量を連続動作において検出することのできる装置
が得られる。
【図１】ブラスレス直流モータのロータの正面図であ
る。
る。
【図２】ホ−ル素子が飽和状態で駆動されない場合のホ
−ル素子の出力電圧ＵＨ（ｔ）を２つの異なる温度にお
いて示した線図である。
−ル素子の出力電圧ＵＨ（ｔ）を２つの異なる温度にお
いて示した線図である。
【図３】ホ−ル素子が飽和状態で駆動される場合のホ−
ル素子の出力電圧ＵＨ（ｔ）を２つの異なる温度におい
て示した線図である。
ル素子の出力電圧ＵＨ（ｔ）を２つの異なる温度におい
て示した線図である。
【図４】６極ロータの側面図であり、３つのホール素子
はロータの周囲に８０°ずらして配置されている。
はロータの周囲に８０°ずらして配置されている。
【図５】６極ロータの側面図であり、３つのホール素子
はロータの端面にに８０°ずらして配置されている。
はロータの端面にに８０°ずらして配置されている。
【図６】ホール素子が飽和状態で駆動される際の３つの
ホール素子の出力信号を示す線図である。
ホール素子の出力信号を示す線図である。
【図７】磁化Ｍの際のホール素子の出力電圧の線図であ
る。
る。
【図８】減磁または部分的減磁の際のホールホール素子
の出力電圧の線図である。
の出力電圧の線図である。
【図９】ロータの端面の正面図であり、個々の永久磁石
セグメントは異なる強度の磁化により分割されている。
セグメントは異なる強度の磁化により分割されている。
【図１０】ロータの端面の正面図であり、個々の永久磁
石セグメントは個々のセグメント領域における材料減少
により分割されている。
石セグメントは個々のセグメント領域における材料減少
により分割されている。
【図１１】図９および／または図１０のホール素子の出
力電圧ＵＨ（ｔ）の時間変化を示す線図である。
力電圧ＵＨ（ｔ）の時間変化を示す線図である。
【図１２】モータの駆動状態検出用の回路装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
１ ロータ ２ 永久磁石セグメント ３ ロータシャフト ４ ホール素子 ５ 磁化の低い領域 ６ 磁化の高い領域 ７ 論理ユニット ８ 信号識別制御ユニット ９ Ａ／Ｄ変換器 １０ プロセッサ
フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート マイヤー ドイツ連邦共和国 ヴァインハイム ムル トリング 41 (72)発明者 ユルゲン ゼーベルガー ドイツ連邦共和国 ラッテルスドルフ エ ービンガー シュトラーセ 11
Claims (11)
- 【請求項１】 ブラシレス直流モータの少なくとも１つ
の状態量検出用装置において、 ブラシレス直流モータのロータ（１）の２×ｎ極セグメ
ント（２）（ｎ＝１，２，３，…）が永久磁石材料から
なり、 少なくとも１つのホール素子（４）がロータ（１）に対
して、永久磁石セグメント（２）の磁界状態によりホー
ル素子（４）の出力電圧（ＵＨ（ｔ））に変化が発生す
るように配置されており、 論理ユニット（７）が、ホール素子（４）の出力電圧
（ＵＨ（ｔ））からブラシレス直流モータの温度を検出
することを特徴とする、ブラシレス直流モータの少なく
とも１つの状態量検出用装置。 - 【請求項２】 永久磁石セグメント（２）は強磁性材料
からなる請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記論理ユニット（７）はホール素子
（４）の測定された最大出力電圧または最小出力電圧
を、所定の初期状態におけるホール素子（４）の記憶さ
れている最大出力電圧または最小出力電圧と比較し、相
応の出力電圧の差から、初期状態を基準にしたブラシレ
ス直流モータの温度変化を求める請求項１または２記載
の装置。 - 【請求項４】 ２×ｎ極のブラシレス直流モータ（ｎ＝
１，２，３，…）にはｎ個のホール素子が所定の角度位
置で配属されており、 論理ユニット（７）はホール素子の出力信号（ＵＨ
（ｔ））の論理結合によって、ロータ（１）のそれぞれ
の角度位置を検出し、相巻線のコミュテーションをロー
タ（１）の検出された角度位置に相応して制御する請求
項１または２記載の装置。 - 【請求項５】 論理ユニット（７）は、ホール素子
（４）の出力電圧の零点通過に基づいて、ブラシレス直
流モータの回転数を検出し、ホール素子の出力信号の組
合せの連続順序からブラシレス直流モータの回転方向を
検出する請求項１から３までのいずれか１記載の装置。 - 【請求項６】 少なくとも２つのホール素子（４）が設
けられており、論理ユニット（７）はホール素子（４）
の出力信号の組合せの相対位置に基づいて回転方向を検
出する請求項１または２記載の装置。 - 【請求項７】 論理ユニット（７）は、ホール素子
（４）の出力信号を相応に記憶されている目標値曲線と
比較することにより、ロータ（１）の減磁ないし部分的
減磁を識別する請求項１から６までのいずれか１記載の
装置。 - 【請求項８】 ロータ（１）の永久磁石セグメント
（２）はフェリ磁性材料からなり、ロータ（１）の端面
に付加的にフェリ磁性材料からなる円板が設けられてお
り、該円板の極数および極性はブラシレス直流モータの
ロータ（１）と同じである請求項１または２記載の装
置。 - 【請求項９】 ロータ（１）の個々のセグメント、ない
しロータ（１）の端面に設けられたフェリ磁性円板のセ
グメント（２）自体が、種々異なる強度に磁化（Ｍ）さ
れた領域（５、６）を有する請求項１、２または８記載
の装置。 - 【請求項１０】 セグメント（２）内の種々異なる強度
の磁化（Ｍ）は、領域（５）の磁化の弱化により行なわ
れる請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 セグメント（２）内の種々異なる強度
の磁化（Ｍ）は、材料減少により、従い領域（５）にお
けるホール素子（４）までの空隙の拡大により行なわれ
る請求項９記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4137559A DE4137559A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Einrichtung zur erfassung mindestens einer zustandsgroesse eines buerstenlosen gleichstrommotors |
| DE4137559.9 | 1991-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05219779A true JPH05219779A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=6444854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304254A Pending JPH05219779A (ja) | 1991-11-15 | 1992-11-16 | ブラシレス直流モータの少なくとも１つの状態量検出用装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5418451A (ja) |
| JP (1) | JPH05219779A (ja) |
| DE (1) | DE4137559A1 (ja) |
| FR (1) | FR2687864A1 (ja) |
| GB (1) | GB2261518B (ja) |
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