JPH0583980A - ブラシレスｄｃモータ - Google Patents
ブラシレスｄｃモータInfo
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- JPH0583980A JPH0583980A JP3239058A JP23905891A JPH0583980A JP H0583980 A JPH0583980 A JP H0583980A JP 3239058 A JP3239058 A JP 3239058A JP 23905891 A JP23905891 A JP 23905891A JP H0583980 A JPH0583980 A JP H0583980A
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- phase
- signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブラシレスＤＣモータに付属した周波数発電
機の交流信号を利用して、当該モータの励磁回路を動作
させ低速度でも安定な回転を得る。 【構成】 周波数発電機８の交流信号を波形整形回路９
により矩形波に変換し、分周回路１７によりによりパル
スを得、当該パルスにより分配回路２３を動作させて、
１２０°位相が異る信号Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ を得、分配回
路２７により当該信号が各々１８０°遅れた信号Ａ- ,
Ｂ- ，Ｃ- を得、Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ ，Ａ- ，Ｂ- ，
Ｃ- により励磁回路３６を動作させ、当該励磁回路３６
から電機子コイル３，４，５に順次電流を供給し、永久
磁石２との相互作用により運転を継続するようにした。
機の交流信号を利用して、当該モータの励磁回路を動作
させ低速度でも安定な回転を得る。 【構成】 周波数発電機８の交流信号を波形整形回路９
により矩形波に変換し、分周回路１７によりによりパル
スを得、当該パルスにより分配回路２３を動作させて、
１２０°位相が異る信号Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ を得、分配回
路２７により当該信号が各々１８０°遅れた信号Ａ- ,
Ｂ- ，Ｃ- を得、Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ ，Ａ- ，Ｂ- ，
Ｃ- により励磁回路３６を動作させ、当該励磁回路３６
から電機子コイル３，４，５に順次電流を供給し、永久
磁石２との相互作用により運転を継続するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はブラシレスＤＣモータ
に関し、特に当該モータの駆動回路に関するものであ
る。
に関し、特に当該モータの駆動回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】周知のように永久磁石形同期電動機とイ
ンバータを組合わせたブラシレスＤＣモータは広く普及
している。現在、その電機子電流の転流はホール素子に
より回転子の位置を検出し、インバータにより行うのが
一般的である。しかし、３相駆動のこの方法ではホール
素子の電流端子２本、電圧端子４本なため配線が多くな
るし、超小形ブラシレスＤＣモータを実現する場合に
は、ホール素子の存在が妨げになる。従って最近では、
ホール素子を使わない所称センサレス方式が種々提案さ
れている。
ンバータを組合わせたブラシレスＤＣモータは広く普及
している。現在、その電機子電流の転流はホール素子に
より回転子の位置を検出し、インバータにより行うのが
一般的である。しかし、３相駆動のこの方法ではホール
素子の電流端子２本、電圧端子４本なため配線が多くな
るし、超小形ブラシレスＤＣモータを実現する場合に
は、ホール素子の存在が妨げになる。従って最近では、
ホール素子を使わない所称センサレス方式が種々提案さ
れている。
【０００３】例えば、特許公報昭６２−２０７９１号公
報に提案されている方法では、複数の固定子巻線の各々
に発生する非通電領域の逆起電力を取り出す整流回路
と、この出力を電流に変換する回路とこの電圧電流交換
回路により充放電される時間積分コンデンサにより構成
された演算回路を有し、前記逆起電力を利用して転流信
号を発生させている。また別の例では、１９９０年の小
形モータ技術シンポジウム，Ｂ１−２，“センサレスブ
ラシレスＤＣモータ駆動の動向”に記載されているよう
に、複数の固定子の各々に発生する逆起電力を検出し、
コンパレータを使って整形し、位相信号を作り出し、３
０°位相をシフトし、転流信号を発生させている。
報に提案されている方法では、複数の固定子巻線の各々
に発生する非通電領域の逆起電力を取り出す整流回路
と、この出力を電流に変換する回路とこの電圧電流交換
回路により充放電される時間積分コンデンサにより構成
された演算回路を有し、前記逆起電力を利用して転流信
号を発生させている。また別の例では、１９９０年の小
形モータ技術シンポジウム，Ｂ１−２，“センサレスブ
ラシレスＤＣモータ駆動の動向”に記載されているよう
に、複数の固定子の各々に発生する逆起電力を検出し、
コンパレータを使って整形し、位相信号を作り出し、３
０°位相をシフトし、転流信号を発生させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスＤＣ
モータは、上述のようにいずれも回転数に比例した電機
子コイルの逆起電力を利用するため、例えばＶＴＲのキ
ャプスタンモータのように回転数が低い用途に応用しよ
うとすると、逆起電力が小さいため、安定に動作しない
といった問題点があった。
モータは、上述のようにいずれも回転数に比例した電機
子コイルの逆起電力を利用するため、例えばＶＴＲのキ
ャプスタンモータのように回転数が低い用途に応用しよ
うとすると、逆起電力が小さいため、安定に動作しない
といった問題点があった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、超低速から超高速まで安定
に回転するブラシレスＤＣモータを得ることを目的とし
ている。
ためになされたものであり、超低速から超高速まで安定
に回転するブラシレスＤＣモータを得ることを目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明のブラシレスＤ
Ｃモータは、Ｎ極、Ｓ極が交互に着磁された２ｐ極の永
久磁石と、ｎ相の電機子コイルと、１回転当りｍ個の交
流信号を発生する周波数発電機と当該信号を短形パルス
に変換する波形整形回路と、各電機子のコイルの一通電
区間当りの短形波パルス数がＭ＝ｍ／ｐｎ（ｍ，ｎ，ｐ
は整数）に等しくなるようにし、Ｍが偶数の場合は分周
比がＭ／２にＭが奇数の場合は分周比を時間的にＭ／
２，１＋Ｍ／２と交互に切替わるように動作する分周器
と当該分周器の出力周波数を１／２にするＴ−Ｆ・Ｆ回
路と、当該Ｔ−Ｆ・Ｆ回路の出力パルスにより動作する
ｎ相モータの電源側の一相励磁用分配回路と、当該分配
回路のｎ相の出力電圧を各々１８０°位相を遅らせるよ
うに動作する接地側の一相励磁用分配回路と、前記電源
側分配回路の出力電圧と接地側分配回路の出力電圧によ
りドライブされるｎ相両方向励磁回路と、前記周波数発
電機の交流信号又は発振器の信号を選択するディジタル
スイッチとを備え、上記発振器の信号により起動後、周
波数発電機の交流信号により運転を継続するようにした
ものである。
Ｃモータは、Ｎ極、Ｓ極が交互に着磁された２ｐ極の永
久磁石と、ｎ相の電機子コイルと、１回転当りｍ個の交
流信号を発生する周波数発電機と当該信号を短形パルス
に変換する波形整形回路と、各電機子のコイルの一通電
区間当りの短形波パルス数がＭ＝ｍ／ｐｎ（ｍ，ｎ，ｐ
は整数）に等しくなるようにし、Ｍが偶数の場合は分周
比がＭ／２にＭが奇数の場合は分周比を時間的にＭ／
２，１＋Ｍ／２と交互に切替わるように動作する分周器
と当該分周器の出力周波数を１／２にするＴ−Ｆ・Ｆ回
路と、当該Ｔ−Ｆ・Ｆ回路の出力パルスにより動作する
ｎ相モータの電源側の一相励磁用分配回路と、当該分配
回路のｎ相の出力電圧を各々１８０°位相を遅らせるよ
うに動作する接地側の一相励磁用分配回路と、前記電源
側分配回路の出力電圧と接地側分配回路の出力電圧によ
りドライブされるｎ相両方向励磁回路と、前記周波数発
電機の交流信号又は発振器の信号を選択するディジタル
スイッチとを備え、上記発振器の信号により起動後、周
波数発電機の交流信号により運転を継続するようにした
ものである。
【０００７】
【作用】この発明に係るブラシレスＤＣモータは、当該
信号を分周器に入力し、分周された信号により分配回路
を動作させ、駆動回路によりブラシレスＤＣモータを回
転させるものである。
信号を分周器に入力し、分周された信号により分配回路
を動作させ、駆動回路によりブラシレスＤＣモータを回
転させるものである。
【０００８】
【実施例】実施例１．図１はこの発明に係るブラシレス
ＤＣモータのブロック図である。図２は図１の詳細説明
図である。図において、点線で囲まれた部分１は、永久
磁石同期電動機であり、２は８極に着磁された永久磁
石、３、４、５は各々Ａ、Ｂ、Ｃ相の電機子コイルであ
る。６は６１２極に着磁された回転数検出用の永久磁
石、７は磁気抵抗素子を使用した検出器であり、６と７
により周知の周波数発電機ＦＧ８が構成されている。
ＤＣモータのブロック図である。図２は図１の詳細説明
図である。図において、点線で囲まれた部分１は、永久
磁石同期電動機であり、２は８極に着磁された永久磁
石、３、４、５は各々Ａ、Ｂ、Ｃ相の電機子コイルであ
る。６は６１２極に着磁された回転数検出用の永久磁
石、７は磁気抵抗素子を使用した検出器であり、６と７
により周知の周波数発電機ＦＧ８が構成されている。
【０００９】点線で囲まれた部分９は波形整形回路であ
る。回転数検出用の永久磁石６がＣ・Ｃ・Ｗ方向に回転
すると、Ｎ．Ｓ．交互に着磁されているので、磁気抵抗
素子７には正弦波電圧が発生する。正弦波電圧は微小な
ので、オペアンプ１２により増幅する。その増幅率は抵
抗１０と１１により決定される。１３はシュミット回路
であり、雑音を含む正弦波電圧を波形整形して、短形派
に変換するための回路である。
る。回転数検出用の永久磁石６がＣ・Ｃ・Ｗ方向に回転
すると、Ｎ．Ｓ．交互に着磁されているので、磁気抵抗
素子７には正弦波電圧が発生する。正弦波電圧は微小な
ので、オペアンプ１２により増幅する。その増幅率は抵
抗１０と１１により決定される。１３はシュミット回路
であり、雑音を含む正弦波電圧を波形整形して、短形派
に変換するための回路である。
【００１０】１４は信号中に含まれるスパイク電圧を除
去するためのコンデンサであり、１５は論理回路を正確
に動作させるため、電圧ＶＣＣ５Ｖにレベルシフトする
ためのトランジスタである。
去するためのコンデンサであり、１５は論理回路を正確
に動作させるため、電圧ＶＣＣ５Ｖにレベルシフトする
ためのトランジスタである。
【００１１】１６は周波数発電機ＦＧ、８からの信号
と、発振器１８による信号を選択するためのマルチプレ
クサであり、インバータ１９、ＡＮＤ回路２０、２１、
ＯＲ回路２２により構成されている。ＳＷ１７をＯＮす
ると、周波数発電機８の出力がＳＷ１７をＯＦＦにする
と発振器１８の信号が選択され、ＯＲ回路２２の出力端
子２３に現れる。
と、発振器１８による信号を選択するためのマルチプレ
クサであり、インバータ１９、ＡＮＤ回路２０、２１、
ＯＲ回路２２により構成されている。ＳＷ１７をＯＮす
ると、周波数発電機８の出力がＳＷ１７をＯＦＦにする
と発振器１８の信号が選択され、ＯＲ回路２２の出力端
子２３に現れる。
【００１２】１７は分周カウンタ、１９は下位ビットを
分担するＭＳＩ，２０は上位ビットを分担するＭＳＩで
ある。図１に示す実施例では、周波数発電機８の極数は
６１２であり、永久磁石２の一磁極対当り６１２／４＝
１５３である。後述するが、電機子コイル３、４、５の
転流は一磁極対当り６回行われる。従って、周波数発電
機８が検出したパルス１５３個を６個に分周する必要が
ある。１５３は、６の整数倍にならないので、２５＋２
６＋２５＋２６＋２５＋２６＝１５３とし、１／２５、
１／２６と交互に分周する必要がある。１／２５に分周
するためには、ＭＩＳ１９のプリセット入力をＡ＝Ｂ＝
Ｃ“Ｌ”，Ｄ＝“Ｈ”にＭＳＩ２０のプリセット入力を
Ａ＝“Ｌ”，Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝“Ｈ”に設定する必要があ
り、２8 −−（２3 ＋２5 ＋２6 ＋２7 ）＝２４とな
る。２１はＤ−Ｆ・Ｆであり、パルス１個遅延させる作
用がある。図３（ａ）はＯＲ回路２２の出力、すなわち
分周カウンタ１７の入力であり、図３（ｂ）は１／２５
にプリセットしたときの２１のＱ出力である。一方、１
／２６に分周するためには、ＭＳＩ１９のプリセット入
力をＡ＝Ｂ＝Ｃ＝“Ｈ”，Ｄ＝“Ｌ”に、ＭＳＩ２０の
プリセット入力をＡ＝“Ｌ”，Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝“Ｈ”に設
定する必要があり２8 −（２0 ＋２1 ＋２2 ＋２5 ＋２
6 ＋２7 ）＝２５となる。図４（ａ）はＯＲ回路２２の
出力すなわち分周カウンタ１７の入力であり、図４
（ｂ）は１／２６にプリセットしたときの２１のＱ出力
である。
分担するＭＳＩ，２０は上位ビットを分担するＭＳＩで
ある。図１に示す実施例では、周波数発電機８の極数は
６１２であり、永久磁石２の一磁極対当り６１２／４＝
１５３である。後述するが、電機子コイル３、４、５の
転流は一磁極対当り６回行われる。従って、周波数発電
機８が検出したパルス１５３個を６個に分周する必要が
ある。１５３は、６の整数倍にならないので、２５＋２
６＋２５＋２６＋２５＋２６＝１５３とし、１／２５、
１／２６と交互に分周する必要がある。１／２５に分周
するためには、ＭＩＳ１９のプリセット入力をＡ＝Ｂ＝
Ｃ“Ｌ”，Ｄ＝“Ｈ”にＭＳＩ２０のプリセット入力を
Ａ＝“Ｌ”，Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝“Ｈ”に設定する必要があ
り、２8 −−（２3 ＋２5 ＋２6 ＋２7 ）＝２４とな
る。２１はＤ−Ｆ・Ｆであり、パルス１個遅延させる作
用がある。図３（ａ）はＯＲ回路２２の出力、すなわち
分周カウンタ１７の入力であり、図３（ｂ）は１／２５
にプリセットしたときの２１のＱ出力である。一方、１
／２６に分周するためには、ＭＳＩ１９のプリセット入
力をＡ＝Ｂ＝Ｃ＝“Ｈ”，Ｄ＝“Ｌ”に、ＭＳＩ２０の
プリセット入力をＡ＝“Ｌ”，Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝“Ｈ”に設
定する必要があり２8 −（２0 ＋２1 ＋２2 ＋２5 ＋２
6 ＋２7 ）＝２５となる。図４（ａ）はＯＲ回路２２の
出力すなわち分周カウンタ１７の入力であり、図４
（ｂ）は１／２６にプリセットしたときの２１のＱ出力
である。
【００１３】図５（ａ）は回転数検出用永久磁石６が、
Ｃ・Ｃ・Ｗに回転したときに、分周カウンタ１７のＤ−
Ｆ・ＦのＱ出力を図示したものである。２２は、Ｔ−Ｆ
・Ｆであり、図５（ａ）に示すクロックに同期し、１／
２に分周された図５（ｂ）に示すＦ出力を発生する。下
位ビットのＡ・Ｂ・Ｃ入力とＤ入力は、各々Ｔ−Ｆ・Ｆ
のＦ，Ｆ出力に接続されており、分周カウンタ１７の分
周比１／２５、１／２６は交互に切替えられる。２３は
３相モータの一相励磁用分配回路であり、Ｔ−Ｆ・Ｆ２
２のＦ出力をクロックに使い、端子２４、２５、２６に
は各々図４（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す短形波Ａ+ ，
Ｂ+ ，Ｃ+ が現れる。
Ｃ・Ｃ・Ｗに回転したときに、分周カウンタ１７のＤ−
Ｆ・ＦのＱ出力を図示したものである。２２は、Ｔ−Ｆ
・Ｆであり、図５（ａ）に示すクロックに同期し、１／
２に分周された図５（ｂ）に示すＦ出力を発生する。下
位ビットのＡ・Ｂ・Ｃ入力とＤ入力は、各々Ｔ−Ｆ・Ｆ
のＦ，Ｆ出力に接続されており、分周カウンタ１７の分
周比１／２５、１／２６は交互に切替えられる。２３は
３相モータの一相励磁用分配回路であり、Ｔ−Ｆ・Ｆ２
２のＦ出力をクロックに使い、端子２４、２５、２６に
は各々図４（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す短形波Ａ+ ，
Ｂ+ ，Ｃ+ が現れる。
【００１４】２７は当該Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ から各々電気
角１８０°遅れた短形波Ａー，Ｂー，Ｃ ーを発生するため
の論理回路である。ＡＮＤ回路２８、２９、３０の一方
の入力は各々Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ に、他方の入力は図５
（ｂ）に示すクロックに接続されている。３５はシフト
レジスタを利用した遅延回路であり、図３（ａ）または
図４（ａ）に示すＦＧ信号から作られたパルス１個分の
遅延動作を行う。ＡＮＤ回路３１、３２、３３の一方の
入力は各々Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ に、他方の入力は３５の出
力にインバータ３４を介して接続されている。
角１８０°遅れた短形波Ａー，Ｂー，Ｃ ーを発生するため
の論理回路である。ＡＮＤ回路２８、２９、３０の一方
の入力は各々Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ に、他方の入力は図５
（ｂ）に示すクロックに接続されている。３５はシフト
レジスタを利用した遅延回路であり、図３（ａ）または
図４（ａ）に示すＦＧ信号から作られたパルス１個分の
遅延動作を行う。ＡＮＤ回路３１、３２、３３の一方の
入力は各々Ａ+ ，Ｂ+ ，Ｃ+ に、他方の入力は３５の出
力にインバータ３４を介して接続されている。
【００１５】３６は３相両方向駆動回路であり、トラン
ジスタ３７、３８、３９は電力用トランジスタ４３、４
４、４５の電流を増幅するために設けられている。トラ
ンジスタ４１、４２、４３も同様に電力用トランジスタ
４６、４７、４８の電流を増幅するために設けられてい
る。
ジスタ３７、３８、３９は電力用トランジスタ４３、４
４、４５の電流を増幅するために設けられている。トラ
ンジスタ４１、４２、４３も同様に電力用トランジスタ
４６、４７、４８の電流を増幅するために設けられてい
る。
【００１６】次に図５を使って、ブラシレスＤＣモータ
が回転する原理を説明する。先ず、ＳＷ５０をＯＦＦに
すると発振器ＯＳＣ１８の短形波信号が分周器１７のＣ
Ｋに印加され、２５パルス数えると、図４（ａ）に示す
パルス５１が発生し、Ａ+ およびＡ- が各々トランジス
タ４３および４７のベースに印加されるので、トランジ
スタ４３と４７がＯＮになり、電機子コイル３と４が励
磁され、磁石２との相互作用により、回転子がＣ・Ｃ・
Ｗに１５°回転する。
が回転する原理を説明する。先ず、ＳＷ５０をＯＦＦに
すると発振器ＯＳＣ１８の短形波信号が分周器１７のＣ
Ｋに印加され、２５パルス数えると、図４（ａ）に示す
パルス５１が発生し、Ａ+ およびＡ- が各々トランジス
タ４３および４７のベースに印加されるので、トランジ
スタ４３と４７がＯＮになり、電機子コイル３と４が励
磁され、磁石２との相互作用により、回転子がＣ・Ｃ・
Ｗに１５°回転する。
【００１７】次に２６パルス数えると周期Ｔ１通過した
ことになり、パルス５２が発生し、Ａ+ およびＣ‐ が
各々トランジスタ４３および４８のベースに印加される
ので、トランジスタ４３と４８がＯＮになり、電機子コ
イル３と５が励磁され、磁石２との相互作用により、回
転子４９がＣ・Ｃ・Ｗに１５°回転する。
ことになり、パルス５２が発生し、Ａ+ およびＣ‐ が
各々トランジスタ４３および４８のベースに印加される
ので、トランジスタ４３と４８がＯＮになり、電機子コ
イル３と５が励磁され、磁石２との相互作用により、回
転子４９がＣ・Ｃ・Ｗに１５°回転する。
【００１８】次に２５パルス数えると周期Ｔ２経過した
ことになり、パルス５３が発生し、Ｂ+ およびＣ- が各
々トランジスタ４４および４８のベースに印加されるの
で、トランジスタ４４と４８がＯＮになり、電機子コイ
ル４と５が励磁され、磁石２との相互作用によりＣ・Ｃ
・Ｗに１５°回転する。
ことになり、パルス５３が発生し、Ｂ+ およびＣ- が各
々トランジスタ４４および４８のベースに印加されるの
で、トランジスタ４４と４８がＯＮになり、電機子コイ
ル４と５が励磁され、磁石２との相互作用によりＣ・Ｃ
・Ｗに１５°回転する。
【００１９】次に２６パルス数えると周期Ｔ３経過した
ことになり、パルス５４が発生してＢ+ およびＡ- が各
々トランジスタ４４および４６のベースに印加されるの
で、トランジスタ４４と４６がＯＮになり、電機子コイ
ル４と３が励磁され、磁石２との相互作用により、回転
子４９はＣ・Ｃ・Ｗに１５°回転する。
ことになり、パルス５４が発生してＢ+ およびＡ- が各
々トランジスタ４４および４６のベースに印加されるの
で、トランジスタ４４と４６がＯＮになり、電機子コイ
ル４と３が励磁され、磁石２との相互作用により、回転
子４９はＣ・Ｃ・Ｗに１５°回転する。
【００２０】次に２５パルス数えると周期Ｔ４経過した
ことになり、パルス５５が発生し、Ｃ+ およびＡ- が各
々トランジスタ４５および４６のベースに印加されるの
で、トランジスタ４５と４６がＯＮになり、電機子コイ
ル３と５が励磁され、磁石２との相互作用により回転子
４９はＣ・Ｃ・Ｗに１５°回転する。
ことになり、パルス５５が発生し、Ｃ+ およびＡ- が各
々トランジスタ４５および４６のベースに印加されるの
で、トランジスタ４５と４６がＯＮになり、電機子コイ
ル３と５が励磁され、磁石２との相互作用により回転子
４９はＣ・Ｃ・Ｗに１５°回転する。
【００２１】次に２６パルス数えると周期Ｔ５経過した
ことになり、パルス５６が発生し、Ｃ+ およびＢ- が各
々トランジスタ４５および４７のベースに印加されるの
で、トランジスタ４５と４７がＯＮになり、電機子コイ
ル４と５が励磁され、磁石２との相互作用により、回転
子４９はＣ・Ｃ・Ｗに回転する。以下同様なモードの繰
返す。
ことになり、パルス５６が発生し、Ｃ+ およびＢ- が各
々トランジスタ４５および４７のベースに印加されるの
で、トランジスタ４５と４７がＯＮになり、電機子コイ
ル４と５が励磁され、磁石２との相互作用により、回転
子４９はＣ・Ｃ・Ｗに回転する。以下同様なモードの繰
返す。
【００２２】図５（ａ）に示すパルス５１〜５６が送ら
れる毎に、回転子４９は、１５°×６＝９０°Ｃ・Ｃ・
Ｗに回転する。この間、発振器１８から１５３パルス送
られたことになる。そして、１５３×４＝６１２パルス
送られると回転子４９は一回転する。
れる毎に、回転子４９は、１５°×６＝９０°Ｃ・Ｃ・
Ｗに回転する。この間、発振器１８から１５３パルス送
られたことになる。そして、１５３×４＝６１２パルス
送られると回転子４９は一回転する。
【００２３】以上述べた説明は、ブラシレスＤＣモータ
１を起動する方法について行われたものである。当該モ
ータ１がある程度の速度に達したら、ＳＷ５０をＯＮに
する。その結果、周波数発電機８の信号を波形成形した
図５（ａ）または（ｂ）の短形波がトランジスタ１５の
コレクタに得られ、分周器１７のＣＫ入力に印加され
る。これ以後の回路の動作は、発振器ＯＳＣ１８を使用
した場合、すなわち上述した通りである。原理を説明す
るために、ＳＷ５０を手動にしたが、実際のモータでは
設定した速度に達したらＳＷＯＮになる電子回路を使う
ことは、当然である。この回路の図示は省略する。
１を起動する方法について行われたものである。当該モ
ータ１がある程度の速度に達したら、ＳＷ５０をＯＮに
する。その結果、周波数発電機８の信号を波形成形した
図５（ａ）または（ｂ）の短形波がトランジスタ１５の
コレクタに得られ、分周器１７のＣＫ入力に印加され
る。これ以後の回路の動作は、発振器ＯＳＣ１８を使用
した場合、すなわち上述した通りである。原理を説明す
るために、ＳＷ５０を手動にしたが、実際のモータでは
設定した速度に達したらＳＷＯＮになる電子回路を使う
ことは、当然である。この回路の図示は省略する。
【００２４】永久磁石２が８極、電機子コイル３、４、
５が３相、回転数検出用永久磁石６の極数が６１２の実
施例を示したが、この発明のブラシレスＤＣモータが動
作するためには、一般に以下に示す条件が必要である。
永久磁石２の極数を２ｐ，電機子コイル３、４、５の相
数をｎ，回転数検出用永久磁石６の極数をｍ（回転子４
９の一回転当りのパルス数に等しい）とすれば、電機子
コイル３、４および５の一通電期間当り（図４のＴ1 ＋
Ｔ2 ）のパルス数は次式により示される。 Ｍ＝ｍ／ｐｎ …（１） Ｍが偶数の場合は、分周比を、 Ｍ1 ＝Ｍ／２ …（２） にすることができる。Ｍが奇数の場合には、分周比を Ｍ1 ＝Ｍ／２，Ｍ／２＋１ …（３）二通りに選ばな ければならない。図４（ａ）に示すように、分周比を期
間Ｔ1 、Ｔ2 に応じて交互に切替える必要がある。
５が３相、回転数検出用永久磁石６の極数が６１２の実
施例を示したが、この発明のブラシレスＤＣモータが動
作するためには、一般に以下に示す条件が必要である。
永久磁石２の極数を２ｐ，電機子コイル３、４、５の相
数をｎ，回転数検出用永久磁石６の極数をｍ（回転子４
９の一回転当りのパルス数に等しい）とすれば、電機子
コイル３、４および５の一通電期間当り（図４のＴ1 ＋
Ｔ2 ）のパルス数は次式により示される。 Ｍ＝ｍ／ｐｎ …（１） Ｍが偶数の場合は、分周比を、 Ｍ1 ＝Ｍ／２ …（２） にすることができる。Ｍが奇数の場合には、分周比を Ｍ1 ＝Ｍ／２，Ｍ／２＋１ …（３）二通りに選ばな ければならない。図４（ａ）に示すように、分周比を期
間Ｔ1 、Ｔ2 に応じて交互に切替える必要がある。
【００２５】本実施例では、回転数検出用の永久磁石６
と磁束検出用の磁気抵抗素子７により周波数発電機を構
成したが、静電容量の変化を利用して周波数発電機を構
成することも考えられる。さらに、フォトカプラを使用
する実施例も考えられる。
と磁束検出用の磁気抵抗素子７により周波数発電機を構
成したが、静電容量の変化を利用して周波数発電機を構
成することも考えられる。さらに、フォトカプラを使用
する実施例も考えられる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明では本来速度制
御の目的で設けられている周波数発電機の信号を電機子
コイル電流の転流に兼用するため、安価であり、しかも
低速でも安定に回転するブラシレスＤＣモータが得られ
るという効果がある。
御の目的で設けられている周波数発電機の信号を電機子
コイル電流の転流に兼用するため、安価であり、しかも
低速でも安定に回転するブラシレスＤＣモータが得られ
るという効果がある。
【図１】この発明に係るブラシレスＤＣモータの一実施
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図２】同詳細回路図である。
【図３】分周回路のタイミングチャートである。
【図４】分周回路のタイミングチャートである。
【図５】各回路のタイミングチャートである。
１ 永久磁石同期電動機 ２ 永久磁石 ３、４、５ 電機子コイル ６ 回転数検出用永久磁石 ７ 検出器 ８ 周波数発電機ＦＧ ９ 波形整形回路 １６ マルチプレクサ １７ 分周回路 ２３、２７ 分配回路 ３６ 励磁回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明のブラシレスＤ
Ｃモータは、Ｎ極、Ｓ極が交互に着磁された２ｐ極の永
久磁石と、ｎ相の電機子コイルと、１回転当りｍ個の交
流信号を発生する周波数発電機と当該信号を短形パルス
に変換する波形整形回路と、各電機子のコイルの一通電
区間当りの短形波パルス数がＭ＝ｍ／ｐｎ（ｍ，ｎ，ｐ
は整数）に等しくなるようにし、Ｍが偶数の場合は分周
比がＭ／２に、Ｍが奇数の場合は分周比を時間的に（Ｍ
ー１）／２，（Ｍ＋１）／２と交互に切替わるように動
作する分周器と当該分周器の出力周波数を１／２にする
Ｔ−Ｆ・Ｆ回路と、当該Ｔ−Ｆ・Ｆ回路の出力パルスに
より動作するｎ相モータの電源側の一相励磁用分配回路
と、当該分配回路のｎ相の出力電圧を各々１８０°位相
を遅らせるように動作する接地側の一相励磁用分配回路
と、前記電源側分配回路の出力電圧と接地側分配回路の
出力電圧によりドライブされるｎ相両方向励磁回路と、
前記周波数発電機の交流信号又は発振器の信号を選択す
るディジタルスイッチとを備え、上記発振器の信号によ
り起動後、周波数発電機の交流信号により運転を継続す
るようにしたものである。
Ｃモータは、Ｎ極、Ｓ極が交互に着磁された２ｐ極の永
久磁石と、ｎ相の電機子コイルと、１回転当りｍ個の交
流信号を発生する周波数発電機と当該信号を短形パルス
に変換する波形整形回路と、各電機子のコイルの一通電
区間当りの短形波パルス数がＭ＝ｍ／ｐｎ（ｍ，ｎ，ｐ
は整数）に等しくなるようにし、Ｍが偶数の場合は分周
比がＭ／２に、Ｍが奇数の場合は分周比を時間的に（Ｍ
ー１）／２，（Ｍ＋１）／２と交互に切替わるように動
作する分周器と当該分周器の出力周波数を１／２にする
Ｔ−Ｆ・Ｆ回路と、当該Ｔ−Ｆ・Ｆ回路の出力パルスに
より動作するｎ相モータの電源側の一相励磁用分配回路
と、当該分配回路のｎ相の出力電圧を各々１８０°位相
を遅らせるように動作する接地側の一相励磁用分配回路
と、前記電源側分配回路の出力電圧と接地側分配回路の
出力電圧によりドライブされるｎ相両方向励磁回路と、
前記周波数発電機の交流信号又は発振器の信号を選択す
るディジタルスイッチとを備え、上記発振器の信号によ
り起動後、周波数発電機の交流信号により運転を継続す
るようにしたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】点線で囲まれた部分９は波形整形回路であ
る。回転数検出用の永久磁石６がＣ・Ｃ・Ｗ方向に回転
すると、Ｎ．Ｓ．交互に着磁されているので、磁気抵抗
素子７には正弦波電圧が発生する。正弦波電圧は微小な
ので、オペアンプ１２により増幅する。その増幅率は抵
抗１０と１１により決定される。１３はシュミット回路
であり、雑音を含む正弦波電圧を波形整形して、矩形波
に変換するための回路である。
る。回転数検出用の永久磁石６がＣ・Ｃ・Ｗ方向に回転
すると、Ｎ．Ｓ．交互に着磁されているので、磁気抵抗
素子７には正弦波電圧が発生する。正弦波電圧は微小な
ので、オペアンプ１２により増幅する。その増幅率は抵
抗１０と１１により決定される。１３はシュミット回路
であり、雑音を含む正弦波電圧を波形整形して、矩形波
に変換するための回路である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】１６は周波数発電機ＦＧ、８からの信号
と、発振器１８による信号を選択するためのマルチプレ
クサであり、インバータ１９、ＡＮＤ回路２０、２１、
ＯＲ回路５７により構成されている。ＳＷ５０をＯＮす
ると、周波数発電機８の出力がＳＷ５０をＯＦＦにする
と発振器１８の信号が選択され、ＯＲ回路５７の出力端
子２３に現れる。
と、発振器１８による信号を選択するためのマルチプレ
クサであり、インバータ１９、ＡＮＤ回路２０、２１、
ＯＲ回路５７により構成されている。ＳＷ５０をＯＮす
ると、周波数発電機８の出力がＳＷ５０をＯＦＦにする
と発振器１８の信号が選択され、ＯＲ回路５７の出力端
子２３に現れる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】３６は３相両方向駆動回路であり、トラン
ジスタ３７、３８、３９は電力用トランジスタ４３、４
４、４５の電流を増幅するために設けられている。トラ
ンジスタ４０、４１、４２も同様に電力用トランジスタ
４６、４７、４８の電流を増幅するために設けられてい
る。
ジスタ３７、３８、３９は電力用トランジスタ４３、４
４、４５の電流を増幅するために設けられている。トラ
ンジスタ４０、４１、４２も同様に電力用トランジスタ
４６、４７、４８の電流を増幅するために設けられてい
る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】次に図５を使って、ブラシレスＤＣモータ
が回転する原理を説明する。先ず、ＳＷ５０をＯＦＦに
すると発振器ＯＳＣ１８の短形波信号が分周器１７のＣ
Ｋに印加され、２５パルス数えると、図４（ａ）に示す
パルス５１が発生し、Ａ+ およびＢ- が各々トランジス
タ４３および４７のベースに印加されるので、トランジ
スタ４３と４７がＯＮになり、電機子コイル３と４が励
磁され、磁石２との相互作用により、回転子がＣ・Ｃ・
Ｗに１５°回転する。
が回転する原理を説明する。先ず、ＳＷ５０をＯＦＦに
すると発振器ＯＳＣ１８の短形波信号が分周器１７のＣ
Ｋに印加され、２５パルス数えると、図４（ａ）に示す
パルス５１が発生し、Ａ+ およびＢ- が各々トランジス
タ４３および４７のベースに印加されるので、トランジ
スタ４３と４７がＯＮになり、電機子コイル３と４が励
磁され、磁石２との相互作用により、回転子がＣ・Ｃ・
Ｗに１５°回転する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】以上述べた説明は、ブラシレスＤＣモータ
１を起動する方法について行われたものである。当該モ
ータ１がある程度の速度に達したら、ＳＷ５０をＯＮに
する。その結果、周波数発電機８の信号を波形成形した
図３（ａ）または図４（ａ）の短形波がトランジスタ１
５のコレクタに得られ、分周器１７のＣＫ入力に印加さ
れる。これ以後の回路の動作は、発振器ＯＳＣ１８を使
用した場合、すなわち上述した通りである。原理を説明
するために、ＳＷ５０を手動にしたが、実際のモータで
は設定した速度に達したらＳＷＯＮになる電子回路を使
うことは、当然である。この回路の図示は省略する。
１を起動する方法について行われたものである。当該モ
ータ１がある程度の速度に達したら、ＳＷ５０をＯＮに
する。その結果、周波数発電機８の信号を波形成形した
図３（ａ）または図４（ａ）の短形波がトランジスタ１
５のコレクタに得られ、分周器１７のＣＫ入力に印加さ
れる。これ以後の回路の動作は、発振器ＯＳＣ１８を使
用した場合、すなわち上述した通りである。原理を説明
するために、ＳＷ５０を手動にしたが、実際のモータで
は設定した速度に達したらＳＷＯＮになる電子回路を使
うことは、当然である。この回路の図示は省略する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】永久磁石２が８極、電機子コイル３、４、
５が３相、回転数検出用永久磁石６の極数が６１２の実
施例を示したが、この発明のブラシレスＤＣモータが動
作するためには、一般に以下に示す条件が必要である。
永久磁石２の極数を２ｐ，電機子コイル３、４、５の相
数をｎ，回転数検出用永久磁石６の極数をｍ（回転子４
９の一回転当りのパルス数に等しい）とすれば、電機子
コイル３、４および５の一通電期間当り（図５のＴ1 ＋
Ｔ2）のパルス数は次式により示される。 Ｍ＝ｍ／ｐｎ …（１） Ｍが偶数の場合は、分周比を、 Ｍ1 ＝Ｍ／２ …（２） にすることができる。Ｍが奇数の場合には、分周比を Ｍ1 ＝（Ｍ−１）／２，（Ｍ＋１）／２ …（３）の二通りに選ば なければならない。すなわち、図４（ａ），（ｂ）に示
すように、分周比を期間Ｔ1 、Ｔ2 に応じて交互に切替
える必要がある。
５が３相、回転数検出用永久磁石６の極数が６１２の実
施例を示したが、この発明のブラシレスＤＣモータが動
作するためには、一般に以下に示す条件が必要である。
永久磁石２の極数を２ｐ，電機子コイル３、４、５の相
数をｎ，回転数検出用永久磁石６の極数をｍ（回転子４
９の一回転当りのパルス数に等しい）とすれば、電機子
コイル３、４および５の一通電期間当り（図５のＴ1 ＋
Ｔ2）のパルス数は次式により示される。 Ｍ＝ｍ／ｐｎ …（１） Ｍが偶数の場合は、分周比を、 Ｍ1 ＝Ｍ／２ …（２） にすることができる。Ｍが奇数の場合には、分周比を Ｍ1 ＝（Ｍ−１）／２，（Ｍ＋１）／２ …（３）の二通りに選ば なければならない。すなわち、図４（ａ），（ｂ）に示
すように、分周比を期間Ｔ1 、Ｔ2 に応じて交互に切替
える必要がある。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｎ極、Ｓ極が交互に着磁された２ｐ極の
永久磁石と、ｎ相の電機子コイルと、１回転当りｍ個の
交流信号を発生する周波数発電機と当該信号を短形パル
スに変換する波形整形回路と、各電機子のコイルの一通
電区間当りの短形波パルス数がＭ＝ｍ／ｐｎ（ｍ，ｎ，
ｐは整数）に等しくなるようにし、Ｍが偶数の場合は分
周比がＭ／２にＭが奇数の場合は分周比を時間的にＭ／
２，１＋Ｍ／２と交互に切替わるように動作する分周器
と当該分周器の出力周波数を１／２にするＴ−Ｆ・Ｆ回
路と、当該Ｔ−Ｆ・Ｆ回路の出力パルスにより動作する
ｎ相モータの電源側の一相励磁用分配回路と、当該分配
回路のｎ相の出力電圧を各々１８０°位相を遅らせるよ
うに動作する接地側の一相励磁用分配回路と、前記電源
側分配回路の出力電圧と接地側分配回路の出力電圧によ
りドライブされるｎ相両方向励磁回路と、前記周波数発
電機の交流信号または発振器の信号を選択するディジタ
ルスイッチとを備え、上記発振器の信号により起動後、
周波数発電機の交流信号により運転を継続するようにし
たことを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3239058A JP2653586B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | ブラシレスｄｃモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3239058A JP2653586B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | ブラシレスｄｃモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583980A true JPH0583980A (ja) | 1993-04-02 |
| JP2653586B2 JP2653586B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=17039243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3239058A Expired - Lifetime JP2653586B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | ブラシレスｄｃモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653586B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06307719A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-01 | Toshiba Corp | 空気調和機におけるコンプレッサの起動制御方法 |
| JP2014117132A (ja) * | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | モータ駆動装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6038097U (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-16 | 日本電気株式会社 | 直流ブラシレスモ−タの駆動信号回路 |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP3239058A patent/JP2653586B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6038097U (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-16 | 日本電気株式会社 | 直流ブラシレスモ−タの駆動信号回路 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06307719A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-01 | Toshiba Corp | 空気調和機におけるコンプレッサの起動制御方法 |
| JP2014117132A (ja) * | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | モータ駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2653586B2 (ja) | 1997-09-17 |
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