JPH0591708A - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
- Publication number
- JPH0591708A JPH0591708A JP3245541A JP24554191A JPH0591708A JP H0591708 A JPH0591708 A JP H0591708A JP 3245541 A JP3245541 A JP 3245541A JP 24554191 A JP24554191 A JP 24554191A JP H0591708 A JPH0591708 A JP H0591708A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- brushless motor
- switching power
- power element
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動回路を内蔵し、速度制御機能を有し小型
で優れた機能をもつブラシレスモータを提供する。 【構成】 スイッチングパワー素子部2と、転流信号発
生手段8と、駆動信号発生手段7と、モータの回転から
得られた回転速度信号を外部より入力される速度指令信
号と比較してその速度誤差信号を出力する速度誤差信号
発生手段9と、速度誤差信号に応じてスイッチングパワ
ー素子部2の開閉デューティを制御するPWM制御手段
10を備えた構成の駆動回路をモータに内蔵することに
より、直流高圧で直接駆動できて速度制御機能を有する
ブラシレスモータが得られる。
で優れた機能をもつブラシレスモータを提供する。 【構成】 スイッチングパワー素子部2と、転流信号発
生手段8と、駆動信号発生手段7と、モータの回転から
得られた回転速度信号を外部より入力される速度指令信
号と比較してその速度誤差信号を出力する速度誤差信号
発生手段9と、速度誤差信号に応じてスイッチングパワ
ー素子部2の開閉デューティを制御するPWM制御手段
10を備えた構成の駆動回路をモータに内蔵することに
より、直流高圧で直接駆動できて速度制御機能を有する
ブラシレスモータが得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は家庭用エアコン等の送風
ファン駆動源として用いられるブラシレスモータに関す
るものである。
ファン駆動源として用いられるブラシレスモータに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年家庭用エアコン等空調機器において
は、コンプレッサの能力制御をすることが主流となって
いる。そしてこれに対応して熱交換機への送風量も幅広
く多段階に調整することが要求され、これら要望を満た
すものとして従来から使われてきたファン駆動源として
の誘導電動機に代わって、速度調整の容易なブラシレス
モータを直流電源で運転する方式が採用されている。一
方この種モータに対しても軽薄短小化への要望は強いも
のがある。従来のブラシレスモータの駆動システムは図
8のブロック図に示すような構成であり、駆動回路を内
蔵したブラシレスモータAをスイッチング電源等の直流
電源Bで運転し、直流電源Bの出力電圧を可変すること
によりブラシレスモータの回転速度を可変する方式を採
用している。このようなシステムにより駆動されるブラ
シレスモータの例としては、実開昭57−183053
号公報および特開昭61−251462号公報があげら
れる。
は、コンプレッサの能力制御をすることが主流となって
いる。そしてこれに対応して熱交換機への送風量も幅広
く多段階に調整することが要求され、これら要望を満た
すものとして従来から使われてきたファン駆動源として
の誘導電動機に代わって、速度調整の容易なブラシレス
モータを直流電源で運転する方式が採用されている。一
方この種モータに対しても軽薄短小化への要望は強いも
のがある。従来のブラシレスモータの駆動システムは図
8のブロック図に示すような構成であり、駆動回路を内
蔵したブラシレスモータAをスイッチング電源等の直流
電源Bで運転し、直流電源Bの出力電圧を可変すること
によりブラシレスモータの回転速度を可変する方式を採
用している。このようなシステムにより駆動されるブラ
シレスモータの例としては、実開昭57−183053
号公報および特開昭61−251462号公報があげら
れる。
【0003】以下従来のブラシレスモータの後者の例に
ついて図面に基づき説明する。図9は特開昭61−25
1462号公報記載のブラシレスモータの縦断面図であ
る。鉄心14に絶縁層15を介して巻線3を施し、一方
プリント配線板13には駆動回路用部品28と位置検出
素子5とを同一面に装着するとともに駆動回路用部品の
一部または全部を、前記ステータ鉄心14の歯部と歯部
の間すなわち巻線と巻線の間の空間に位置するように配
置し、プリント配線板13の駆動回路用部品を装着した
面を固定子鉄心端面に対向して保持するとともに、固定
子鉄心14,巻線3,プリント配線板13を熱硬化性樹
脂27で一体的に成形固化して固定子23を形成してい
る。このようにして得た固定子23に永久磁石回転子4
を軸受け装置24a,24bによって回転自在に支持し
てブラシレスモータが構成されている。
ついて図面に基づき説明する。図9は特開昭61−25
1462号公報記載のブラシレスモータの縦断面図であ
る。鉄心14に絶縁層15を介して巻線3を施し、一方
プリント配線板13には駆動回路用部品28と位置検出
素子5とを同一面に装着するとともに駆動回路用部品の
一部または全部を、前記ステータ鉄心14の歯部と歯部
の間すなわち巻線と巻線の間の空間に位置するように配
置し、プリント配線板13の駆動回路用部品を装着した
面を固定子鉄心端面に対向して保持するとともに、固定
子鉄心14,巻線3,プリント配線板13を熱硬化性樹
脂27で一体的に成形固化して固定子23を形成してい
る。このようにして得た固定子23に永久磁石回転子4
を軸受け装置24a,24bによって回転自在に支持し
てブラシレスモータが構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな従来のブラシレスモータにおいては、これを駆動す
るための可変直流電源が必要不可欠であり、その分だけ
スペースとコストを必要とし、従来の誘導電動機に比べ
て高価なものとなる。そしてこれがブラシレスモータの
普及を妨げる大きな要因であった。
うな従来のブラシレスモータにおいては、これを駆動す
るための可変直流電源が必要不可欠であり、その分だけ
スペースとコストを必要とし、従来の誘導電動機に比べ
て高価なものとなる。そしてこれがブラシレスモータの
普及を妨げる大きな要因であった。
【0005】本発明は、上記従来の問題点を解決しシス
テムコストを軽減して省スペースに貢献できるブラシレ
スモータを提供することを目的とする。
テムコストを軽減して省スペースに貢献できるブラシレ
スモータを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のブラシレスモータは、固定子鉄心および巻線
と、回転子位置センサと、駆動回路を実装したプリント
配線板とを電気絶縁性を有する合成樹脂で一体に成形固
化したステータと、回転自在に軸受けで保持された永久
磁石回転子とで構成され、かつ上記駆動回路はスイッチ
ングパワー素子部と、回転子位置センサの出力をロジッ
ク処理してスイッチングパワー素子の転流信号を発生す
る転流信号発生手段と、モータの回転から得る回転速度
信号を外部より入力される速度指令信号と比較して速度
誤差信号を出力する速度誤差信号発生手段と、速度誤差
信号を減少させるようにスイッチングパワー素子の開閉
デューティを変化させる信号を発生するPWM(パルス
幅変調)制御手段と、転流信号とPWM制御手段の出力
とに基づきスイッチングパワー素子を開閉する信号を発
生する駆動信号発生手段とを備えている。
に本発明のブラシレスモータは、固定子鉄心および巻線
と、回転子位置センサと、駆動回路を実装したプリント
配線板とを電気絶縁性を有する合成樹脂で一体に成形固
化したステータと、回転自在に軸受けで保持された永久
磁石回転子とで構成され、かつ上記駆動回路はスイッチ
ングパワー素子部と、回転子位置センサの出力をロジッ
ク処理してスイッチングパワー素子の転流信号を発生す
る転流信号発生手段と、モータの回転から得る回転速度
信号を外部より入力される速度指令信号と比較して速度
誤差信号を出力する速度誤差信号発生手段と、速度誤差
信号を減少させるようにスイッチングパワー素子の開閉
デューティを変化させる信号を発生するPWM(パルス
幅変調)制御手段と、転流信号とPWM制御手段の出力
とに基づきスイッチングパワー素子を開閉する信号を発
生する駆動信号発生手段とを備えている。
【0007】
【作用】上記構成とすることにより、速度指令信号に応
じてスイッチングパワー素子の開閉デューティを変化さ
せてモータの回転速度を制御できるので、モータ駆動用
直流電源のDC−DCコンバータ部は不必要となる。
じてスイッチングパワー素子の開閉デューティを変化さ
せてモータの回転速度を制御できるので、モータ駆動用
直流電源のDC−DCコンバータ部は不必要となる。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【0009】図1は本発明の実施例のブラシレスモータ
のシステムブロック図である。図1において、1は整流
平滑回路でブリッヂダイオードD1と平滑コンデンサC
1とからなる。2はスイッチングパワー素子部で6個の
スイッチングパワー素子とそれぞれに逆並列接続された
6個のダイオードからなる。3は3相結線された固定子
巻線、4は永久磁石回転子、5は回転子位置センサであ
る。6は駆動回路で駆動信号発生手段7と、転流信号発
生手段8と、速度誤差信号発生手段9と、PWM(パル
ス幅変調)制御手段10からなる。この駆動回路6はプ
リドライバICとして1チップIC化されている。
のシステムブロック図である。図1において、1は整流
平滑回路でブリッヂダイオードD1と平滑コンデンサC
1とからなる。2はスイッチングパワー素子部で6個の
スイッチングパワー素子とそれぞれに逆並列接続された
6個のダイオードからなる。3は3相結線された固定子
巻線、4は永久磁石回転子、5は回転子位置センサであ
る。6は駆動回路で駆動信号発生手段7と、転流信号発
生手段8と、速度誤差信号発生手段9と、PWM(パル
ス幅変調)制御手段10からなる。この駆動回路6はプ
リドライバICとして1チップIC化されている。
【0010】以上の構成により、回転子位置センサ5の
出力信号を転流信号発生手段8によりロジック処理し、
その出力信号を駆動信号発生手段7に伝えてスイッチン
グパワー素子部2へ転流信号を出力するとともに、速度
誤差信号発生手段9により外部から受けた速度指令信号
と回転子位置センサ5の出力信号から得られた回転速度
信号とを比較して速度誤差信号を得、PWM(パルス幅
変調)制御手段10により前記速度誤差信号に応じて前
記スイッチングパワー素子のPWMデューティを制御す
ることによりブラシレスモータを速度制御するものであ
る。なお、本実施例においては回転速度信号を回転子位
置センサ5の出力から得たが、別に具備された周波数発
電機より回転速度信号を得るようにしてもよいことはい
うまでもない。
出力信号を転流信号発生手段8によりロジック処理し、
その出力信号を駆動信号発生手段7に伝えてスイッチン
グパワー素子部2へ転流信号を出力するとともに、速度
誤差信号発生手段9により外部から受けた速度指令信号
と回転子位置センサ5の出力信号から得られた回転速度
信号とを比較して速度誤差信号を得、PWM(パルス幅
変調)制御手段10により前記速度誤差信号に応じて前
記スイッチングパワー素子のPWMデューティを制御す
ることによりブラシレスモータを速度制御するものであ
る。なお、本実施例においては回転速度信号を回転子位
置センサ5の出力から得たが、別に具備された周波数発
電機より回転速度信号を得るようにしてもよいことはい
うまでもない。
【0011】図2は本発明の実施例のブラシレスモータ
のプリント配線板組立状態の縦断面図である。図2にお
いて、11はプリドライバIC、12はスイッチングパ
ワー素子のベアチップ、12cはスイッチングパワー素
子のベアチップ12をステータ樹脂成形等の熱と圧力か
ら保護するためのポッティング樹脂、13はプリント配
線板である。本実施例では、プリント配線板13には金
属基材または焼結基材のものを使用し、各種部品を面実
装してリードが反対面に出ないようにしている。図2に
おいて、プリドライバIC11はプリント配線板13に
面実装されている。
のプリント配線板組立状態の縦断面図である。図2にお
いて、11はプリドライバIC、12はスイッチングパ
ワー素子のベアチップ、12cはスイッチングパワー素
子のベアチップ12をステータ樹脂成形等の熱と圧力か
ら保護するためのポッティング樹脂、13はプリント配
線板である。本実施例では、プリント配線板13には金
属基材または焼結基材のものを使用し、各種部品を面実
装してリードが反対面に出ないようにしている。図2に
おいて、プリドライバIC11はプリント配線板13に
面実装されている。
【0012】図3は本発明の実施例のブラシレスモータ
のステータ組立状態図である。図3において、鉄心14
に鉄心絶縁層15を介して固定子巻線3が施されてい
る。一方プリント配線板13は略ドーナツ上に形成して
あり、これに対してプリドライバIC11,樹脂ポッテ
ィングが施されたスイッチングパワー素子のベアチップ
群12aおよび12bの主要部品が略等分ピッチでかつ
略放射状に配置されている。
のステータ組立状態図である。図3において、鉄心14
に鉄心絶縁層15を介して固定子巻線3が施されてい
る。一方プリント配線板13は略ドーナツ上に形成して
あり、これに対してプリドライバIC11,樹脂ポッテ
ィングが施されたスイッチングパワー素子のベアチップ
群12aおよび12bの主要部品が略等分ピッチでかつ
略放射状に配置されている。
【0013】回転子位置センサ5は電気角120°のピ
ッチでプリント配線板13に面実装される。また、固定
抵抗器16やジャンパ線17,コンデンサ18,巻線端
結線用のピン19等もそれぞれプリント配線板13を巻
線済みのステータ鉄心14に装着したとき、固定子巻線
3やシュラウド部15aや15bに接触あるいは干渉し
ない位置に面実装される。プリント配線板13には樹脂
成形等に金型内でプリント配線板13を定位置に保持す
るとともに、成形後のモータ組立時に通しボルトあるい
はリベット等を挿通するための穴を成形する金型ピンを
挿通するための穴13cが設けられている。さらにプリ
ント配線板13には電源供給または速度指令信号伝達の
ためのリード線群20も取り付けられており、樹脂成形
時にリード線群20を熱と圧力から保護するための口出
しブッシュ21がリード線群20に固定される。この
時、鉄心絶縁層15との位置決め用の溝13dも設けら
れる。以上のように構成した巻線済みステータ鉄心14
と部品実装済みのプリント配線板13は、図4のステー
タ巻線完成側面図に示すようにシュラウド部と隣のシュ
ラウド部との間にプリドライバIC11やスイッチング
パワー素子のベアチップ12aが位置し、シュラウド部
15a,15bの軸方向線端がプリント配線板面に当接
されるように組み合わされてステータ巻線完成品22と
なる。部品が面実装なのでプリント配線板13の上側の
面には部品のリードは出ていない。図5はこの状態の斜
視図で、巻線端3aは巻線結線用のピン19に巻きつけ
られて、はんだ等で導電的に固定されている。以上のよ
うに構成されたステータ巻線完成品を樹脂成形する。図
6,図7はモータ完成品の外線を示す。
ッチでプリント配線板13に面実装される。また、固定
抵抗器16やジャンパ線17,コンデンサ18,巻線端
結線用のピン19等もそれぞれプリント配線板13を巻
線済みのステータ鉄心14に装着したとき、固定子巻線
3やシュラウド部15aや15bに接触あるいは干渉し
ない位置に面実装される。プリント配線板13には樹脂
成形等に金型内でプリント配線板13を定位置に保持す
るとともに、成形後のモータ組立時に通しボルトあるい
はリベット等を挿通するための穴を成形する金型ピンを
挿通するための穴13cが設けられている。さらにプリ
ント配線板13には電源供給または速度指令信号伝達の
ためのリード線群20も取り付けられており、樹脂成形
時にリード線群20を熱と圧力から保護するための口出
しブッシュ21がリード線群20に固定される。この
時、鉄心絶縁層15との位置決め用の溝13dも設けら
れる。以上のように構成した巻線済みステータ鉄心14
と部品実装済みのプリント配線板13は、図4のステー
タ巻線完成側面図に示すようにシュラウド部と隣のシュ
ラウド部との間にプリドライバIC11やスイッチング
パワー素子のベアチップ12aが位置し、シュラウド部
15a,15bの軸方向線端がプリント配線板面に当接
されるように組み合わされてステータ巻線完成品22と
なる。部品が面実装なのでプリント配線板13の上側の
面には部品のリードは出ていない。図5はこの状態の斜
視図で、巻線端3aは巻線結線用のピン19に巻きつけ
られて、はんだ等で導電的に固定されている。以上のよ
うに構成されたステータ巻線完成品を樹脂成形する。図
6,図7はモータ完成品の外線を示す。
【0014】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明のブ
ラシレスモータは、下記の利点を有する。
ラシレスモータは、下記の利点を有する。
【0015】(1)駆動用直流電源にDC−DCコンバ
ータ部を必要としないので電源部分が低コストとなり、
システムの省スペース,低コスト化が実現できる。
ータ部を必要としないので電源部分が低コストとなり、
システムの省スペース,低コスト化が実現できる。
【0016】(2)駆動回路を実装構成するプリント配
線板として金属基材または焼結基材を用い、駆動回路部
品と位置センサを面実装することにより駆動回路部の省
スペース化が図られ、さらに回路部品のリードがプリン
ト配線板の反部品実装面に突出しないためその部分を絶
縁するものまたは絶縁するスペースが不要なので、モー
タの体格を従来と同様以下にでき、システムの省スペー
ス化が実現できる。
線板として金属基材または焼結基材を用い、駆動回路部
品と位置センサを面実装することにより駆動回路部の省
スペース化が図られ、さらに回路部品のリードがプリン
ト配線板の反部品実装面に突出しないためその部分を絶
縁するものまたは絶縁するスペースが不要なので、モー
タの体格を従来と同様以下にでき、システムの省スペー
ス化が実現できる。
【0017】(3)速度制御回路を内蔵しているため、
モータ外部に速度制御回路を設ける必要がなく、低コス
トにて高精度のモータ回転制御が可能となる。
モータ外部に速度制御回路を設ける必要がなく、低コス
トにて高精度のモータ回転制御が可能となる。
【図1】本発明のブラシレスモータのシステム構成を示
すブロック図
すブロック図
【図2】本発明のブラシレスモータのプリント配線板組
立状態の縦断面図
立状態の縦断面図
【図3】本発明のブラシレスモータのステータ組立状態
図
図
【図4】本発明のブラシレスモータのステータ巻線完成
側面図
側面図
【図5】本発明のブラシレスモータのステータ巻線完成
斜視図
斜視図
【図6】本発明のブラシレスモータ完成品の軸方向正面
図
図
【図7】本発明のブラシレスモータ完成品の斜視図
【図8】従来のブラシレスモータのシステム構成を示す
ブロック図
ブロック図
【図9】従来のブラシレスモータの縦断面図
2 スイッチングパワー素子部 3 固定子巻線 4 永久磁石回転子 5 回転子位置センサ 6 駆動回路 7 駆動信号発生手段 8 転流信号発生手段 9 速度誤差信号発生手段 10 PWM制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八十原 正浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 奥 啓之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 固定子鉄心および巻線と、回転子位置セ
ンサと、駆動回路を実装したプリント配線板とを電気絶
縁性を有する合成樹脂で一体に成形固化したステータ
と、回転自在に軸受けで保持された永久磁石回転子とで
構成され、かつ上記駆動回路はスイッチングパワー素子
部と、回転子位置センサの出力をロジック処理してスイ
ッチングパワー素子の転流信号を発生する転流信号発生
手段と、モータの回転から得る回転速度信号を外部より
入力される速度指令信号と比較して速度誤差信号を出力
する速度誤差信号発生手段と、速度誤差信号を減少させ
るようにスイッチングパワー素子の開閉デューティを変
化させる信号を発生するPWM(パルス幅変調)制御手
段と、転流信号とPWM制御手段の出力とに基づきスイ
ッチングパワー素子を開閉する信号を発生する駆動信号
発生手段とを備えているブラシレスモータ。 - 【請求項2】 プリント配線板は金属基材または焼結基
材のものであり、かつ駆動回路の部品と回転子位置セン
サをそのプリント配線板上に面実装した請求項1記載の
ブラシレスモータ。 - 【請求項3】 スイッチングパワー素子をベアチップ状
態で実装した請求項1または2記載のブラシレスモー
タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3245541A JPH0591708A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3245541A JPH0591708A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ブラシレスモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0591708A true JPH0591708A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17135238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3245541A Pending JPH0591708A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0591708A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013088518A1 (ja) | 2011-12-13 | 2013-06-20 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置内蔵モータ、このモータを内蔵した空気調和機、給湯器、および換気送風機器 |
JP2017536077A (ja) * | 2014-11-20 | 2017-11-30 | エムエムティー エスアー | トルク信号および電力信号の明確なステアリングによって駆動されるメカトロニックユニット |
US10027268B2 (en) | 2012-06-08 | 2018-07-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor incorporating power converter, and air conditioner, water heater, and ventilation blower incorporating the motor |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3245541A patent/JPH0591708A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013088518A1 (ja) | 2011-12-13 | 2013-06-20 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置内蔵モータ、このモータを内蔵した空気調和機、給湯器、および換気送風機器 |
US9698656B2 (en) | 2011-12-13 | 2017-07-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor incorporating power converter, and air conditioner, water heater, and ventilation blower incorporating the motor |
US10027268B2 (en) | 2012-06-08 | 2018-07-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor incorporating power converter, and air conditioner, water heater, and ventilation blower incorporating the motor |
JP2017536077A (ja) * | 2014-11-20 | 2017-11-30 | エムエムティー エスアー | トルク信号および電力信号の明確なステアリングによって駆動されるメカトロニックユニット |
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