JPH0574313B2 - - Google Patents
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- JPH0574313B2 JPH0574313B2 JP59263855A JP26385584A JPH0574313B2 JP H0574313 B2 JPH0574313 B2 JP H0574313B2 JP 59263855 A JP59263855 A JP 59263855A JP 26385584 A JP26385584 A JP 26385584A JP H0574313 B2 JPH0574313 B2 JP H0574313B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は直流無整流子モータの駆動装置の関す
るものである。
るものである。
従来の技術
最近の直流無整流子モータには回転子の回転位
置の検出素子として、その手軽さから磁電変換素
子、とりわけホール素子が多用されているが、良
く知られているようにホール素子は感度のばらつ
きが大きく、このため、従来からホール素子の感
度のばらつきを回路技術によつて吸収しようとす
る試みが盛んに行なわれてきた。
置の検出素子として、その手軽さから磁電変換素
子、とりわけホール素子が多用されているが、良
く知られているようにホール素子は感度のばらつ
きが大きく、このため、従来からホール素子の感
度のばらつきを回路技術によつて吸収しようとす
る試みが盛んに行なわれてきた。
特開昭58−86892号公報(以後、文献1と略記
する)にはその代表的な技術が開示されており、
その駆動回路の具体的な構成の説明は省略する
が、その動作のポイントは前記文献1の明細書に
示されているように、3個のホール素子の出力を
線形増幅して得られた電機子コイルへの印加電圧
VU,VV,VWのなかで、第1の基準値VCより
も高い電圧の和と、第2の基準値VDよりも低い
電圧の和をとつて、これらの電圧の和が、制御信
号VIに比例する値に常時一致するようにホール
素子のバイアス電圧を制御することにある(前記
文献1の第4頁の右上欄第18行目から左下欄第2
行目参照)。
する)にはその代表的な技術が開示されており、
その駆動回路の具体的な構成の説明は省略する
が、その動作のポイントは前記文献1の明細書に
示されているように、3個のホール素子の出力を
線形増幅して得られた電機子コイルへの印加電圧
VU,VV,VWのなかで、第1の基準値VCより
も高い電圧の和と、第2の基準値VDよりも低い
電圧の和をとつて、これらの電圧の和が、制御信
号VIに比例する値に常時一致するようにホール
素子のバイアス電圧を制御することにある(前記
文献1の第4頁の右上欄第18行目から左下欄第2
行目参照)。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記駆動装置の構成によれば、
電機子コイルへの供給電圧あるいは供給電流の和
が常に制御入力電圧VIに比例する値に一致する
ように制御されるので、3個のホール素子のそれ
ぞれに感度ばらつきが生じていても、それを吸収
するように回路が動作してホール素子の出力信号
の基本波成分の周波数に対してはトリクリツプル
の抑制効果を有するが、より高次のトルクリツプ
ル成分についてはほとんど抑制効果を有さない。
電機子コイルへの供給電圧あるいは供給電流の和
が常に制御入力電圧VIに比例する値に一致する
ように制御されるので、3個のホール素子のそれ
ぞれに感度ばらつきが生じていても、それを吸収
するように回路が動作してホール素子の出力信号
の基本波成分の周波数に対してはトリクリツプル
の抑制効果を有するが、より高次のトルクリツプ
ル成分についてはほとんど抑制効果を有さない。
例えば、3相全波駆動の直流無整流子モータに
ついて論じると、各固定子巻線に誘起される発電
電圧波形が純粋な正弦波であつて、しかも各固定
子巻線に正弦波電流を流すならば、モータの出力
トルクTは次式で示されるように一定となる。
ついて論じると、各固定子巻線に誘起される発電
電圧波形が純粋な正弦波であつて、しかも各固定
子巻線に正弦波電流を流すならば、モータの出力
トルクTは次式で示されるように一定となる。
T=(sinθ)2+{sin(θ−2・π/3)}2
+{sin(θ−4・π/3)}2=1.5 ……(1)
なお、(1)式においてθは回転電気角である。
ところが、一般にはモータの効率を高めるため
に回転子の永久磁石にはより強い着磁が施され、
その結果、ホール素子の出力信号波形ならびに発
電電圧波形のいずれにも3次成分をはじめとする
奇数次の高調波成分が含まれる。
に回転子の永久磁石にはより強い着磁が施され、
その結果、ホール素子の出力信号波形ならびに発
電電圧波形のいずれにも3次成分をはじめとする
奇数次の高調波成分が含まれる。
このため、前記文献1に示された装置において
ホール素子の感度ばらつきに起因するトリクリツ
プルを抑制できても、高次のトルクリツプルにつ
いては抑制しきれないという問題があつた。
ホール素子の感度ばらつきに起因するトリクリツ
プルを抑制できても、高次のトルクリツプルにつ
いては抑制しきれないという問題があつた。
問題点を解決するための手段
前記した問題点を解決するために本発明の直流
無整流子モータの駆動装置は、固定子上に配置さ
れて回転子磁石による磁界を検出する複数の磁電
変換素子と、前記各磁電変換素子の出力を増幅す
る複数の前置増幅器と、前記前置増幅器の出力を
増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を
供給する複数のパワー増幅器と、前記パワー増幅
器から前記固定子巻線への流出電流の和と前記固
定子巻線から前記パワー増幅器への流入電流の和
を検出してそれらが等しくなるように前記前置増
幅器または前記パワー増幅器の入力オフセツト電
圧を調節する出力バランス調節手段と、制御入力
電圧もしくは制御入力電流に比例した電流を発生
する比例電流発生手段と、前記流出電流の和また
は前記流入電流の和が前記複数の前置増幅器から
の正方向の出力電流の和もしくは負方向の出力電
流の和と前記比例電流発生手段の出力電流を合成
した合成電流に比例するように前記パワー増幅器
の増幅度を調節する出力電流調節手段を具備して
なるものである。
無整流子モータの駆動装置は、固定子上に配置さ
れて回転子磁石による磁界を検出する複数の磁電
変換素子と、前記各磁電変換素子の出力を増幅す
る複数の前置増幅器と、前記前置増幅器の出力を
増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を
供給する複数のパワー増幅器と、前記パワー増幅
器から前記固定子巻線への流出電流の和と前記固
定子巻線から前記パワー増幅器への流入電流の和
を検出してそれらが等しくなるように前記前置増
幅器または前記パワー増幅器の入力オフセツト電
圧を調節する出力バランス調節手段と、制御入力
電圧もしくは制御入力電流に比例した電流を発生
する比例電流発生手段と、前記流出電流の和また
は前記流入電流の和が前記複数の前置増幅器から
の正方向の出力電流の和もしくは負方向の出力電
流の和と前記比例電流発生手段の出力電流を合成
した合成電流に比例するように前記パワー増幅器
の増幅度を調節する出力電流調節手段を具備して
なるものである。
作 用
本発明では前記した構成によつて、基本波成分
だけでなく、より高次のトルクリツプルをも抑制
することが可能となる。
だけでなく、より高次のトルクリツプルをも抑制
することが可能となる。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
第1図は本発明の一実施例における直流無整流
子モータの駆動装置の回路構成図を示したもので
ある。
子モータの駆動装置の回路構成図を示したもので
ある。
第1図において、ホール素子1,2,3は固定
子(図示せず)上に互いに120°の間隔を保つて配
置されており、前記ホール素子1,2,3の出力
はそれぞれ電流出力型の前置増幅器100,20
0,300の入力端子に供給され、前記前置増幅
器100,200,300の出力はそれぞれ抵抗
4,5,6の一端に供給されるとともに電流出力
型のパワー増幅器400,500,600の非反
転入力端子に供給されている。前記パワー増幅器
400,500,600の両方向出力端子400
a,500a,600aはそれぞれ星形結線され
た固定子巻線7,8,9の一端に接続され、前記
両方向出力端子400a,500a,600aを
介して前記パワー増幅器400,500,600
に流入する電流に比例した電流を吸い込む流入端
子400b,500b,600bは互いに共通接
続されて一端がプラス側給電端子10に接続され
た抵抗11の他端に接続されるとともに比較器7
00と比較器800のそれぞれの非反転入力端子
にも接続され、前記両方向出力端子400a,5
00a,600aを介して前記パワー増幅器40
0,500,600から流出する電流に比例した
電流を流し出す流出端子400c,500c,6
00cは互いに共通接続されてカレントミラー回
路900の入力端子に接続され、前記カレントミ
ラー回路900の出力端子は一端がプラル側給電
端子10に接続された抵抗12の他端に接続され
るとともに前記比較器700の反転入力端子に接
続されている。
子(図示せず)上に互いに120°の間隔を保つて配
置されており、前記ホール素子1,2,3の出力
はそれぞれ電流出力型の前置増幅器100,20
0,300の入力端子に供給され、前記前置増幅
器100,200,300の出力はそれぞれ抵抗
4,5,6の一端に供給されるとともに電流出力
型のパワー増幅器400,500,600の非反
転入力端子に供給されている。前記パワー増幅器
400,500,600の両方向出力端子400
a,500a,600aはそれぞれ星形結線され
た固定子巻線7,8,9の一端に接続され、前記
両方向出力端子400a,500a,600aを
介して前記パワー増幅器400,500,600
に流入する電流に比例した電流を吸い込む流入端
子400b,500b,600bは互いに共通接
続されて一端がプラス側給電端子10に接続され
た抵抗11の他端に接続されるとともに比較器7
00と比較器800のそれぞれの非反転入力端子
にも接続され、前記両方向出力端子400a,5
00a,600aを介して前記パワー増幅器40
0,500,600から流出する電流に比例した
電流を流し出す流出端子400c,500c,6
00cは互いに共通接続されてカレントミラー回
路900の入力端子に接続され、前記カレントミ
ラー回路900の出力端子は一端がプラル側給電
端子10に接続された抵抗12の他端に接続され
るとともに前記比較器700の反転入力端子に接
続されている。
一方、制御電圧入力端子20には電流出力型の
増幅器1000の非反転入力端子が接続され、前
記増幅器1000の流出端子はカレントミラー回
路1100の入力端子に接続され、前記カレント
ミラー回路1100の第1の出力端子1100a
は一端がプラス側給電端子10に接続された抵抗
13の他端に接続されるとともに比較器1200
の反転入力端子に接続され、前記比較器1200
の出力は前記ホール素子1,2,3に給電電圧と
して供給されている。前記前置増幅器100,2
00,300のそれぞれの流入端子と前記カレン
トミラー回路1100の第2の出力端子1100
bはいずれも一端がプラス側給電端子10に接続
された抵抗14の他端に接続されるとともに前記
比較器800の反転入力端子に接続され、前記比
較器800の出力は増幅度の制御信号として前記
パワー増幅器400,500,600に供給され
ている。
増幅器1000の非反転入力端子が接続され、前
記増幅器1000の流出端子はカレントミラー回
路1100の入力端子に接続され、前記カレント
ミラー回路1100の第1の出力端子1100a
は一端がプラス側給電端子10に接続された抵抗
13の他端に接続されるとともに比較器1200
の反転入力端子に接続され、前記比較器1200
の出力は前記ホール素子1,2,3に給電電圧と
して供給されている。前記前置増幅器100,2
00,300のそれぞれの流入端子と前記カレン
トミラー回路1100の第2の出力端子1100
bはいずれも一端がプラス側給電端子10に接続
された抵抗14の他端に接続されるとともに前記
比較器800の反転入力端子に接続され、前記比
較器800の出力は増幅度の制御信号として前記
パワー増幅器400,500,600に供給され
ている。
また、抵抗15,16によつて給電電圧を分圧
して作られた給電電圧の半分の電圧がバツフア回
路1300を介して前記パワー増幅器400,5
00,600ならびに前記増幅器1000のそれ
ぞれの反転入力端子に比較のための基準電圧とし
て供給され、前記前置増幅器100〜300の出
力電圧の中心点を給電電圧の2分の1に固定する
ために前記抵抗4,5,6のそれぞれの他端にも
供給されている。
して作られた給電電圧の半分の電圧がバツフア回
路1300を介して前記パワー増幅器400,5
00,600ならびに前記増幅器1000のそれ
ぞれの反転入力端子に比較のための基準電圧とし
て供給され、前記前置増幅器100〜300の出
力電圧の中心点を給電電圧の2分の1に固定する
ために前記抵抗4,5,6のそれぞれの他端にも
供給されている。
前記比較器700の出力は前記前置増幅器10
0,200,300に入力オフセツト電圧調節信
号として供給され、入力端子が前記抵抗11の一
端に接続されたバツフア回路1400の出力は、
抵抗17とコンデンサ18によつて構成されたフ
イルタ回路を介して前記比較器1200の非反転
入力端子に供給されている。
0,200,300に入力オフセツト電圧調節信
号として供給され、入力端子が前記抵抗11の一
端に接続されたバツフア回路1400の出力は、
抵抗17とコンデンサ18によつて構成されたフ
イルタ回路を介して前記比較器1200の非反転
入力端子に供給されている。
以上のように構成された直流無整流子モータの
駆動装置について、第1図および第2図、第3図
ならびに第4図を用いてその動作を説明する。
駆動装置について、第1図および第2図、第3図
ならびに第4図を用いてその動作を説明する。
なお、説明に先立つてモータの回転子を構成す
る永久磁石の磁束をホール素子で検出したときに
は基本波に対して3次高調波、5次高調波、7次
高調波、9次高調波がそれぞれ、17.77%、5.68
%、2.16%、0.79%の割合で含まれているものと
する。また、発電電圧波形には3次高調波、5次
高調波がそれぞれ、8.30%、0.75%の割合で含ま
れているがそれ以上の高次の高調波は含まれてい
ないものとする。これらの数値は永久磁石として
フエライト系の素材を用いた場合の実測値に基づ
いており、発電電圧波形がホール素子の出力電圧
波形に比べて高次の高調波の含有率が低くなつて
いるのは実際の固定子巻線の形状が扇形のワンタ
ーンコイル状ではなくて、ある程度の巻幅を有す
る円形に近くなつていることに起因する。
る永久磁石の磁束をホール素子で検出したときに
は基本波に対して3次高調波、5次高調波、7次
高調波、9次高調波がそれぞれ、17.77%、5.68
%、2.16%、0.79%の割合で含まれているものと
する。また、発電電圧波形には3次高調波、5次
高調波がそれぞれ、8.30%、0.75%の割合で含ま
れているがそれ以上の高次の高調波は含まれてい
ないものとする。これらの数値は永久磁石として
フエライト系の素材を用いた場合の実測値に基づ
いており、発電電圧波形がホール素子の出力電圧
波形に比べて高次の高調波の含有率が低くなつて
いるのは実際の固定子巻線の形状が扇形のワンタ
ーンコイル状ではなくて、ある程度の巻幅を有す
る円形に近くなつていることに起因する。
まず、第2図は第1図の比較器700と比較器
800ならびに比較器1200による制御ループ
をいずれも開放状態にしたときの信号波形を示し
たもので、第2図Aがホール素子1,2,3の差
動出力電圧波形であり、第2図Bが抵抗12の両
端に現われる信号波形であり、第2図Cが抵抗1
1の両端に現われる信号波形であり、第2図Dは
給電電圧の2分の1の電位を基準にしたときの比
較器700の出力電圧波形である。
800ならびに比較器1200による制御ループ
をいずれも開放状態にしたときの信号波形を示し
たもので、第2図Aがホール素子1,2,3の差
動出力電圧波形であり、第2図Bが抵抗12の両
端に現われる信号波形であり、第2図Cが抵抗1
1の両端に現われる信号波形であり、第2図Dは
給電電圧の2分の1の電位を基準にしたときの比
較器700の出力電圧波形である。
すなわち、パワー増幅器400,500,60
0は、後に説明するように固定子巻線7,8,9
に供給する出力電流のうち、流出電流の200分の
1の電流を流出端子400c,500c,600
cから流し出し、流入電流の200分の1の電流を
流入端子400b,500b,600bから吸収
する構成になつているの、抵抗12の両端には第
2図Aの電圧波形の中間電位よりも上側の電圧を
中間電圧との差分だけ加え合わせた値に比例した
電圧が現われ、抵抗11の両端には第2図Aの電
圧波形の中間電位よりも下側の電圧を中間電位と
の差分だけ符号を反転して加え合わせた値に比例
した電圧が現われ、比較器700の出力端子には
両者の差に比例した電圧波形が現われる。
0は、後に説明するように固定子巻線7,8,9
に供給する出力電流のうち、流出電流の200分の
1の電流を流出端子400c,500c,600
cから流し出し、流入電流の200分の1の電流を
流入端子400b,500b,600bから吸収
する構成になつているの、抵抗12の両端には第
2図Aの電圧波形の中間電位よりも上側の電圧を
中間電圧との差分だけ加え合わせた値に比例した
電圧が現われ、抵抗11の両端には第2図Aの電
圧波形の中間電位よりも下側の電圧を中間電位と
の差分だけ符号を反転して加え合わせた値に比例
した電圧が現われ、比較器700の出力端子には
両者の差に比例した電圧波形が現われる。
第2図B,Cの信号波形を比較すればわかるよ
うに、パワー増幅器400,500,600から
固定子巻線7,8,9に供給される電流のうち、
流出電流の総和と流入電流の総和が一致せず、こ
のままではパワー増幅器400,500,600
の出力電流のバランスがとれなくなる。
うに、パワー増幅器400,500,600から
固定子巻線7,8,9に供給される電流のうち、
流出電流の総和と流入電流の総和が一致せず、こ
のままではパワー増幅器400,500,600
の出力電流のバランスがとれなくなる。
つぎに、第3図は比較器700による制御ルー
プを動作させたときの信号波形を示したもので、
第3図Aがパワー増幅器400,500,600
の出力電流波形であり、第3図Bが抵抗12の両
端に現われる信号波形であり、第3図Cが抵抗1
1の両端に現われる信号波形であり、第3図Dは
モータを回転させたときに固定子巻線7,8,9
に誘起される発電電圧波形である。
プを動作させたときの信号波形を示したもので、
第3図Aがパワー増幅器400,500,600
の出力電流波形であり、第3図Bが抵抗12の両
端に現われる信号波形であり、第3図Cが抵抗1
1の両端に現われる信号波形であり、第3図Dは
モータを回転させたときに固定子巻線7,8,9
に誘起される発電電圧波形である。
すなわち、第2図Dに示した比較器700の出
力によつて前置増幅器100,200,300の
入力オフセツト電圧が調節され、その結果、パワ
ー増幅器400,500,600の出力電流波形
は第3図Aに示すように、第2図Aの信号波形か
ら3次高調波成分を取り除いた波形となり、抵抗
12の両端に現われる電圧波形と抵抗11の両端
に現われる電圧波形が同じ形になる。
力によつて前置増幅器100,200,300の
入力オフセツト電圧が調節され、その結果、パワ
ー増幅器400,500,600の出力電流波形
は第3図Aに示すように、第2図Aの信号波形か
ら3次高調波成分を取り除いた波形となり、抵抗
12の両端に現われる電圧波形と抵抗11の両端
に現われる電圧波形が同じ形になる。
なお、第1図の抵抗14の両端にも第3図Cと
同じ信号波形が現われる。
同じ信号波形が現われる。
一方、固定子巻線7,8,9には第3図Dに示
したような発電波形が現われるから、モータが発
生するトルクは第3図Aに示されるa1,a2,
a3の電流値と第3図Dに示されるd1,d2,
d3の電圧値の積に比例する。
したような発電波形が現われるから、モータが発
生するトルクは第3図Aに示されるa1,a2,
a3の電流値と第3図Dに示されるd1,d2,
d3の電圧値の積に比例する。
ちなみに、それぞれの積を求めて(a1×d1+
a2×d2+a3×d3)を計算すると、トルクリツプ
ルはほぼ8.5%p-pとなり、その最大値は第3図の
回転電気角が30°、90°、150°、210°、……の点に
現われ、最小値は0°、60°、120°、180°、……の点
に現われ、トルクリツプルの最大点と最小点は第
3図Bあるいは第3図Cの電圧レベルの最大点と
最小点に一致する。
a2×d2+a3×d3)を計算すると、トルクリツプ
ルはほぼ8.5%p-pとなり、その最大値は第3図の
回転電気角が30°、90°、150°、210°、……の点に
現われ、最小値は0°、60°、120°、180°、……の点
に現われ、トルクリツプルの最大点と最小点は第
3図Bあるいは第3図Cの電圧レベルの最大点と
最小点に一致する。
このトルクリツプルを抑制するには、第3図B
あるいは第3図Cの信号波形のリツプル含有率が
最適状態になるようにパワー増幅器400,50
0,600の増幅度を調節する、すなわち、第1
図の抵抗14の両端に現われる信号波形のリツプ
ル分を減衰させたうえで、前記パワー増幅器40
0,500,600のバイアス電流に変調をかけ
れば良い。
あるいは第3図Cの信号波形のリツプル含有率が
最適状態になるようにパワー増幅器400,50
0,600の増幅度を調節する、すなわち、第1
図の抵抗14の両端に現われる信号波形のリツプ
ル分を減衰させたうえで、前記パワー増幅器40
0,500,600のバイアス電流に変調をかけ
れば良い。
また、第3図Bあるいは第3図Cの電圧波形の
平均値はモータの出力トルクに比例した値となる
ので、ホール素子1,2,3がそれぞれ感度のば
らつきを有している場合、それに起因するトルク
リツプルを抑制するには第1図の制御電圧入力端
子20に印加される電圧に比例した電圧と第3図
Bあるいは第3図Cの電圧波形の平均値とを比較
して両者が常に等しくなるようにホール素子1,
2,3への給電電圧あるいは前置増幅器100,
200,300の増幅度を調節すれば良い。
平均値はモータの出力トルクに比例した値となる
ので、ホール素子1,2,3がそれぞれ感度のば
らつきを有している場合、それに起因するトルク
リツプルを抑制するには第1図の制御電圧入力端
子20に印加される電圧に比例した電圧と第3図
Bあるいは第3図Cの電圧波形の平均値とを比較
して両者が常に等しくなるようにホール素子1,
2,3への給電電圧あるいは前置増幅器100,
200,300の増幅度を調節すれば良い。
第1図に示した直流無整流子モータの駆動装置
において、前者の調節を行なつているのがカレン
トミラー回路1100からの電流と前置増幅器1
00,200,300からの負方向の電流(流入
電流)の和を合成する抵抗14と、前記抵抗14
の両端の電圧と抵抗11の両端の電圧を比較して
パワー増幅器400,500,600の増幅度を
調節する比較器800によつて構成された第1の
出力電流調節ループであり、後者の調節を行なつ
ているのがバツフア回路1400と、抵抗17な
らびにコンデンサ18と抵抗13と、比較器12
00によつて構成された第2の出力電流調節ルー
プである。
において、前者の調節を行なつているのがカレン
トミラー回路1100からの電流と前置増幅器1
00,200,300からの負方向の電流(流入
電流)の和を合成する抵抗14と、前記抵抗14
の両端の電圧と抵抗11の両端の電圧を比較して
パワー増幅器400,500,600の増幅度を
調節する比較器800によつて構成された第1の
出力電流調節ループであり、後者の調節を行なつ
ているのがバツフア回路1400と、抵抗17な
らびにコンデンサ18と抵抗13と、比較器12
00によつて構成された第2の出力電流調節ルー
プである。
一端が比較器800の反転入力端子に接続され
た抵抗14には、前置増幅器100〜300への
流入電流が加算されて供給されているが、これは
前記比較器800の比較出力信号から前記前置増
幅器100〜300の合成出力信号のリツプル成
分(ホール素子1,2,3の感度ばらつきに起因
し、パワー増幅器400〜600を経て抵抗11
の両端にも現われる。)を相殺することを目的と
したものである。カレントミラー回路1100か
ら抵抗14に制御入力電圧に比例した一定割合の
電流を供給することによつて、抵抗11の両端に
現われる信号波形のリツプル含有率が低くなるよ
うに調節され、その結果、高次のトルクリツプル
が抑制される。
た抵抗14には、前置増幅器100〜300への
流入電流が加算されて供給されているが、これは
前記比較器800の比較出力信号から前記前置増
幅器100〜300の合成出力信号のリツプル成
分(ホール素子1,2,3の感度ばらつきに起因
し、パワー増幅器400〜600を経て抵抗11
の両端にも現われる。)を相殺することを目的と
したものである。カレントミラー回路1100か
ら抵抗14に制御入力電圧に比例した一定割合の
電流を供給することによつて、抵抗11の両端に
現われる信号波形のリツプル含有率が低くなるよ
うに調節され、その結果、高次のトルクリツプル
が抑制される。
また、バツフア回路1400と、抵抗17とコ
ンデンサ18からなる平滑回路、比較器1200
によつて、前記抵抗11の両端に現われる電圧の
平均値が、制御入力電圧に比例した抵抗13の両
端の電圧に一致するようにホール素子1,2,3
の給電電圧が調節される。したがつて、抵抗17
とコンデンサ18によるフイルタ回路の時定数を
適切な値に設定することによつて、前記ホール素
子1,2,3の感度ばらつきに起因するトルクリ
ツプルも抑制される。
ンデンサ18からなる平滑回路、比較器1200
によつて、前記抵抗11の両端に現われる電圧の
平均値が、制御入力電圧に比例した抵抗13の両
端の電圧に一致するようにホール素子1,2,3
の給電電圧が調節される。したがつて、抵抗17
とコンデンサ18によるフイルタ回路の時定数を
適切な値に設定することによつて、前記ホール素
子1,2,3の感度ばらつきに起因するトルクリ
ツプルも抑制される。
第4図は、第1図の装置において抵抗11の両
端の電圧波形のリツプル含有率が13.3%になるよ
うに、カレントミラー回路1100から抵抗14
に供給する電流比率を設定したときの信号波形を
示したものであり、第4図Aがパワー増幅器40
0,500,600の出力電流波形であり、第4
図Bが抵抗12の両端に現われる信号波形であ
り、第4図Cが抵抗11の両端に現われる信号波
形であり、第4図Dは第3図Dに示した発電電圧
波形と第4図Aの出力電流波形の積から得られる
トルクリツプルの波形を示したものである。
端の電圧波形のリツプル含有率が13.3%になるよ
うに、カレントミラー回路1100から抵抗14
に供給する電流比率を設定したときの信号波形を
示したものであり、第4図Aがパワー増幅器40
0,500,600の出力電流波形であり、第4
図Bが抵抗12の両端に現われる信号波形であ
り、第4図Cが抵抗11の両端に現われる信号波
形であり、第4図Dは第3図Dに示した発電電圧
波形と第4図Aの出力電流波形の積から得られる
トルクリツプルの波形を示したものである。
なお、このときのトルクリツプルの大きさは約
2.6%p-pである。
2.6%p-pである。
ところで、永久磁石の着磁波形の高調波の含有
率が先に述べた値と異なる場合には、それに適し
た合成比率を設定することによつてトルクリツプ
ルの大きさを最小にすることができ、着磁波形が
正弦波に近づく程トルクリツプルは小さくなる。
率が先に述べた値と異なる場合には、それに適し
た合成比率を設定することによつてトルクリツプ
ルの大きさを最小にすることができ、着磁波形が
正弦波に近づく程トルクリツプルは小さくなる。
また、ホール素子1,2,3がそれぞれ感度ば
らつきを有していてもそれらに起因するトルクリ
ツプルは実用上支障ない程度にまで抑制されるの
はいうまでもない。
らつきを有していてもそれらに起因するトルクリ
ツプルは実用上支障ない程度にまで抑制されるの
はいうまでもない。
このように、第1図に示した直流無整流子モー
タの駆動装置は回路に特別な演算を行なわせるこ
となく容易にトルクリツプルを低減させることが
できる。
タの駆動装置は回路に特別な演算を行なわせるこ
となく容易にトルクリツプルを低減させることが
できる。
さて、第5図はパワー増幅器400の具体的な
回路構成例を示す回路結線図であり、パワー増幅
器500,600も同一の構成となる。
回路構成例を示す回路結線図であり、パワー増幅
器500,600も同一の構成となる。
第5図においてトランジスタ401,402,
403,404,405によつて構成された差動
段の伝達コンダクタンスgmは、定電流源410
の出力電流をISとし、ボルツマン定数をkとし、
電子の電荷をq、接合温度をTとしたとき次式に
よつて与えられる。
403,404,405によつて構成された差動
段の伝達コンダクタンスgmは、定電流源410
の出力電流をISとし、ボルツマン定数をkとし、
電子の電荷をq、接合温度をTとしたとき次式に
よつて与えられる。
gm=IS・q/2・k・T ……(2)
また、トランジスタ401のコレクタから流出
端子POまでと、トランジスタ402のコレクタ
から流出端子NOまでとはいずれもカレントミラ
ー回路で構成され、電流増倍率は50に設定されて
いるので、入力端子IN+−IN-間から流出端子PO
あるいは流出端子NOまでの伝達コンダクタンス
GMSは次式によつて与えられる。
端子POまでと、トランジスタ402のコレクタ
から流出端子NOまでとはいずれもカレントミラ
ー回路で構成され、電流増倍率は50に設定されて
いるので、入力端子IN+−IN-間から流出端子PO
あるいは流出端子NOまでの伝達コンダクタンス
GMSは次式によつて与えられる。
GMS=25・IS・q/・k・T ……(3)
一方、トランジスタ406に対する出力トラン
ジスタ407のエミツタ面積の倍率と、トランジ
スタ408に対する出力トランジスタ407のエ
ミツタ面積の倍率はいずれも200に設定されてい
るので、入力端子IN+−IN-間から出力端子BO
までの伝達コンダクタンスGMBは次式によつて
与えられる。
ジスタ407のエミツタ面積の倍率と、トランジ
スタ408に対する出力トランジスタ407のエ
ミツタ面積の倍率はいずれも200に設定されてい
るので、入力端子IN+−IN-間から出力端子BO
までの伝達コンダクタンスGMBは次式によつて
与えられる。
GMB=500・IS・q/・k・T ……(4)
したがつて、第1図の比較器800が電流出力
型の比較器であれば、定電流源410の代わりに
前記比較器800の出力電流をそのまま供給する
ことによつて増幅度の調節が行なえるし、前記比
較器800が電圧出力型の比較器であれば、電圧
−電流変換器を介在させることによつて同様に増
幅度の調節が行なえる。
型の比較器であれば、定電流源410の代わりに
前記比較器800の出力電流をそのまま供給する
ことによつて増幅度の調節が行なえるし、前記比
較器800が電圧出力型の比較器であれば、電圧
−電流変換器を介在させることによつて同様に増
幅度の調節が行なえる。
つぎに、第1図の前置増幅器100,200,
300についても第5図の回路と同様の構成で実
現することができるが、大きな電力を必要としな
いのでカレントミラー回路による電流の増倍は不
要であり、入力オフセツト電圧を調節するにはト
ランジスタ401,402のエミツタ側にそれぞ
れ低抵抗を挿入した上で、一方のエミツタには第
1図の比較器700の出力をそのまま印加し、他
方のエミツタには第1図の比較器700の出力を
反転させて印加するように構成すれば良い。
300についても第5図の回路と同様の構成で実
現することができるが、大きな電力を必要としな
いのでカレントミラー回路による電流の増倍は不
要であり、入力オフセツト電圧を調節するにはト
ランジスタ401,402のエミツタ側にそれぞ
れ低抵抗を挿入した上で、一方のエミツタには第
1図の比較器700の出力をそのまま印加し、他
方のエミツタには第1図の比較器700の出力を
反転させて印加するように構成すれば良い。
さて、第6図は本発明の第2の実施例における
直流無整流子モータの駆動装置の回路構成図を示
したものであり、第1図と同一の箇所については
同一図番にて示している。
直流無整流子モータの駆動装置の回路構成図を示
したものであり、第1図と同一の箇所については
同一図番にて示している。
第6図の装置の基本的な動作は第1図の装置と
同じであるが、第1図の装置では比較器700の
出力で前置増幅器100,200,300の入力
オフセツト電圧を調節していたのに対して、第6
図の装置では前記比較器700の出力によつてパ
ワー増幅器400,500,600の入力オフセ
ツト電圧を調節するように構成した点が異なり、
これに伴つて、前記前置増幅器100,200,
300のそれぞれの流出端子からの電流の和が供
給されてその出力電流が抵抗14に供給されるカ
レントミラー回路1500が追加されている。
同じであるが、第1図の装置では比較器700の
出力で前置増幅器100,200,300の入力
オフセツト電圧を調節していたのに対して、第6
図の装置では前記比較器700の出力によつてパ
ワー増幅器400,500,600の入力オフセ
ツト電圧を調節するように構成した点が異なり、
これに伴つて、前記前置増幅器100,200,
300のそれぞれの流出端子からの電流の和が供
給されてその出力電流が抵抗14に供給されるカ
レントミラー回路1500が追加されている。
すなわち、比較器700による調節ループ外に
ある前置増幅器100,200,300の流出電
流の和と流入電流の和はそれぞれ、第2図B,C
の如く変化するが、前記カレントミラー回路15
00を追加して両者を加え合わせれば第3図B,
Cと同様の波形を作りだすことができる。
ある前置増幅器100,200,300の流出電
流の和と流入電流の和はそれぞれ、第2図B,C
の如く変化するが、前記カレントミラー回路15
00を追加して両者を加え合わせれば第3図B,
Cと同様の波形を作りだすことができる。
このように、比較器700による出力バランス
調節ループから前記前置増幅器100,200,
300を外すことも可能であるし、さらにまた、
第1図ならびに第6図の実施例では比較器120
0の出力によつてホース素子1,2,3の給電電
圧を調節しているが、前記前置増幅器100,2
00,300の増幅度を調節するように変更する
こともできる。
調節ループから前記前置増幅器100,200,
300を外すことも可能であるし、さらにまた、
第1図ならびに第6図の実施例では比較器120
0の出力によつてホース素子1,2,3の給電電
圧を調節しているが、前記前置増幅器100,2
00,300の増幅度を調節するように変更する
こともできる。
発明の効果
以上に示したように、本発明の直流無整流子モ
ータの駆動装置は、固定子上に配置されて回転子
磁石による磁界を検出する複数の磁電変換素子
(実施例においては、ホール素子1〜3)と、前
記各電変換変換素子の出力を増幅する複数の前置
増幅器100〜300と、前記前置増幅器の出力
を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流
を供給する複数のパワー増幅器400〜600
と、前記パワー増幅器から前記固定子巻線への流
出電流の和と前記固定子巻線から前記パワー増幅
器への流入電流の和を検出してそれらが等しくな
るように前記前置増幅器または前記パワー増幅器
の入力オフセツト電圧を調節する出力バランス調
節手段(実施例においては、抵抗11、抵抗1
2、比較器700によつて構成されている。)と、
制御入力電圧もしくは制御入力電流に比例した電
流を発生する比例電流発生手段(実施例において
は、カレントミラー回路1100によつて構成さ
れている)と、前記流出電流の和または前記流入
電流の和が前記複数の前置増幅器からの正方向の
出力電流の和もしくは負方向の出力電流の和と前
記比例電流発生手段の出力電流を合成した合成電
流に比例するように前記パワー増幅器の増幅度を
調節する出力電流調節手段(実施例においては、
抵抗11、抵抗14、比較器800によつて構成
されている)を具備したことを特徴とするもので
あり、このように2通りの調節ループを介在させ
ることによつて、磁電変換素子の感度ばらつきと
永久磁石の着磁波形の両方に起因するモータのト
ルクリツプルを実用上支障ないレベルにまで抑制
することができ、極めて大なる効果を奏する。
ータの駆動装置は、固定子上に配置されて回転子
磁石による磁界を検出する複数の磁電変換素子
(実施例においては、ホール素子1〜3)と、前
記各電変換変換素子の出力を増幅する複数の前置
増幅器100〜300と、前記前置増幅器の出力
を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流
を供給する複数のパワー増幅器400〜600
と、前記パワー増幅器から前記固定子巻線への流
出電流の和と前記固定子巻線から前記パワー増幅
器への流入電流の和を検出してそれらが等しくな
るように前記前置増幅器または前記パワー増幅器
の入力オフセツト電圧を調節する出力バランス調
節手段(実施例においては、抵抗11、抵抗1
2、比較器700によつて構成されている。)と、
制御入力電圧もしくは制御入力電流に比例した電
流を発生する比例電流発生手段(実施例において
は、カレントミラー回路1100によつて構成さ
れている)と、前記流出電流の和または前記流入
電流の和が前記複数の前置増幅器からの正方向の
出力電流の和もしくは負方向の出力電流の和と前
記比例電流発生手段の出力電流を合成した合成電
流に比例するように前記パワー増幅器の増幅度を
調節する出力電流調節手段(実施例においては、
抵抗11、抵抗14、比較器800によつて構成
されている)を具備したことを特徴とするもので
あり、このように2通りの調節ループを介在させ
ることによつて、磁電変換素子の感度ばらつきと
永久磁石の着磁波形の両方に起因するモータのト
ルクリツプルを実用上支障ないレベルにまで抑制
することができ、極めて大なる効果を奏する。
第1図は本発明の一実施例における直流無整流
子モータの駆動装置の回路構成図、第2図、第3
図、第4図は第1図の装置の動作を説明するため
の信号波形図、第5図はパワー増幅器の具体例を
示す回路結線図、第6図は本発明の別の実施例に
おける直流無整流子モータの駆動装置の回路構成
図である。 1,2,3……ホール素子、7,8,9……固
定子巻線、13,14……抵抗、100,20
0,300……前置増幅器、400,500,6
00……パワー増幅器、700,800……比較
器、1100……カレントミラー回路。
子モータの駆動装置の回路構成図、第2図、第3
図、第4図は第1図の装置の動作を説明するため
の信号波形図、第5図はパワー増幅器の具体例を
示す回路結線図、第6図は本発明の別の実施例に
おける直流無整流子モータの駆動装置の回路構成
図である。 1,2,3……ホール素子、7,8,9……固
定子巻線、13,14……抵抗、100,20
0,300……前置増幅器、400,500,6
00……パワー増幅器、700,800……比較
器、1100……カレントミラー回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 固定子上に配置されて回転子磁石による磁界
を検出する複数の磁電変換素子と、前記各磁電変
換素子の出力を増幅する複数の前置増幅器と、前
記前置増幅器の出力を増幅してそれぞれに対応し
た固定子巻線に電流を供給する複数のパワー増幅
器と、前記パワー増幅器から前記固定子巻線への
流出電流の和と前記固定子巻線から前記パワー増
幅器への流入電流の和を検出してそれらが等しく
なるように前記前置増幅器または前記パワー増幅
器の入力オフセツト電圧を調節する出力バランス
調節手段と、制御入力電圧もしくは制御入力電流
に比例した電流を発生する比例電流発生手段と、
前記流出電流の和または前記流入電流の和が前記
複数の前置増幅器からの正方向の出力電流の和も
しくは負方向の出力電流の和と前記比例電流発生
手段の出力電流を合成した合成電流に比例するよ
うに前記パワー増幅器の増幅度を調節する出力電
流調節手段を具備してなる直流無整流子モータの
駆動装置。 2 パワー増幅器からの流出電流に比例した電圧
を発生させる第1の抵抗と、前記パワー増幅器へ
の流入電流に比例した電圧を発生させる第2の抵
抗と、前記第1の抵抗の両端の電圧と前記第2の
抵抗の両端の電圧とを比較して前置増幅器の入力
オフセツト電圧を調節する第1の比較器によつて
出力バランス調節手段を構成し、前記前置増幅器
からの正方向の出力電流の和もしくは負方向の出
力電流の和と比例電流発生手段の出力電流の合成
電流が供給される第3の抵抗と、前記第1または
第2の抵抗の両端の電圧と前記第3の抵抗の両端
の電圧を比較して前記パワー増幅器の増幅度を調
節する第2の比較器によつて出力電流調節手段を
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の直流無整流子モータの駆動装置。 3 固定子上に配置されて回転子磁石による磁界
を検出する複数の磁電変換素子と、前記各磁電変
換素子の出力を増幅する複数の前置増幅器と、前
記前置増幅器の出力を増幅してそれぞれに対応し
た固定子巻線に電流を供給する複数のパワー増幅
器と、前記パワー増幅器から前記固定子巻線への
流出電流の和と前記固定子巻線から前記パワー増
幅器への流入電流の和を検出してそれらが等しく
なるように前記前置増幅器または前記パワー増幅
器の入力オフセツト電圧を調節する出力バランス
調節手段と、制御入力電圧もしくは制御入力電流
に比例した電流を発生する比例電流発生手段と、
前記流出電流の和または前記流入電流の和が前記
複数の前置増幅器からの正方向の出力電流の和も
しくは負方向の出力電流の和と前記比例電流発生
手段の出力電流を合成した合成電流に比例するよ
うに前記パワー増幅器の増幅度を調節する第1の
出力電流調節手段と、前記複数のパワー増幅器の
出力電流の和に依存した合成電圧を得る合成手段
と、前記合成電圧を平滑して平均化電圧を得る平
滑手段と、前記平均化電圧が前記比例電流発生手
段の出力電流に比例するように前記磁電変換素子
への給電電圧もしくは前記前置増幅器の増幅度を
調節する第2の出力電流調節手段を具備してなる
直流無整流子モータの駆動装置。 4 パワー増幅器からの流出電流に比例した電圧
を発生させる第1の抵抗と、前記パワー増幅器へ
の流入電流に比例した電圧を発生させる第2の抵
抗と、前記第1の抵抗の両端の電圧と前記第2の
抵抗の両端の電圧とを比較して前置増幅器の入力
オフセツト電圧を調節する第1の比較器によつて
出力バランス調節手段を構成し、前記前置増幅器
からの正方向の出力電流の和もしくは負方向の出
力電流の和と比例電流発生手段の出力電流の合成
電流が供給される第3の抵抗と、前記第1または
第2の抵抗の両端の電圧と前記第3の抵抗の両端
の電圧を比較して前記パワー増幅器の増幅度を調
節する第2の比較器によつて第1の出力電流調節
手段を構成し、前記第1または第2の抵抗の両端
の電圧が供給されるフイルタ回路と、前記比例電
流発生手段からの電流が供給される第4の抵抗
と、前記フイルタ回路の出力電圧と前記第4の抵
抗の両端の電圧を比較する第3の比較器によつて
第2の出力電流調節手段を構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第3項記載の直流無整流子モ
ータの駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59263855A JPS61142988A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59263855A JPS61142988A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61142988A JPS61142988A (ja) | 1986-06-30 |
JPH0574313B2 true JPH0574313B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=17395165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59263855A Granted JPS61142988A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61142988A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0767302B2 (ja) * | 1989-07-03 | 1995-07-19 | 株式会社三協精機製作所 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5886892A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | トランジスタモ−タの制御装置 |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP59263855A patent/JPS61142988A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5886892A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | トランジスタモ−タの制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61142988A (ja) | 1986-06-30 |
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