JPH0630591A - 直流リニアブラシレスモータの制御装置 - Google Patents

直流リニアブラシレスモータの制御装置

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JPH0630591A
JPH0630591A JP4181949A JP18194992A JPH0630591A JP H0630591 A JPH0630591 A JP H0630591A JP 4181949 A JP4181949 A JP 4181949A JP 18194992 A JP18194992 A JP 18194992A JP H0630591 A JPH0630591 A JP H0630591A
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Shinsuke Matsui
信介 松井
Kenji Ashizawa
健治 芦沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成の異なる複数の直流リニアブラシレスモ
ータを複数の通電方式で制御できかつ設計が容易なコイ
ルの通電制御装置の提供。 【構成】 エンコーダ(5)により検出される可動子の
位置信号(11)に対応して各コイル(19)の通電切
り替えを行うタイミングデータをROM(8)内に複数
分もち、選択されたデータに基き所定の通電方式により
コイルの通電制御を行う装置であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直流リニアブラシレスモ
ータのコイルの通電制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の直流リニアブラシレスモータにお
いては位置決め制御用のエンコーダとは別にコイル毎に
ホール素子を設け、該ホール素子により磁石の位置を検
出しコイルの通電切り替えを行っていた。ホール素子に
よりコイルに対向する磁石の極性が容易に検出でき、そ
の極性に応じてコイルの通電切り替えの制御を行うこと
ができる。コイル通電方式は負荷の推力に合わせて半波
方式、全波方式などが適宜選択されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直流リ
ニアブラシレスモータはストロークの長短によりコイル
数または磁石数を増減する必要がある。従来の発明によ
るコイルの通電制御装置ではホール素子の信号を使用し
ているためモータの構成が変わればそれに合わせてホー
ル素子の個数および配置方法が変わり、コイルの通電制
御方法も変える必要がある。ホール素子の個数および配
置方法は1つのモータに対し数種類の方法があり、モー
タ毎にその都度設計者が工夫して設計しているのが現状
である。それに伴いコイルの通電制御装置も再設計が必
要となっている。
【0004】また負荷特性に応じて推力を変える必要が
ある場合、モータ側で対処できない場合も多い。このた
めコイルの通電方式で対処する場合にはホール素子の検
出信号と通電すべきコイルの関係を決めるロジック回路
を変更するなど回路の手直しが必要になる。このよう
に、従来技術により直流リニアブラシレスモータのコイ
ルの通電を制御する場合はモータの構成および負荷の推
力特性に合わせて数種類のコイルの通電制御装置を準備
しなければならない。またホール素子を使用するため通
電制御装置のロジックが複雑であり設計が難しいという
問題もある。
【0005】本発明の目的は、リニアブラシレスモータ
のコイル数が変わるなど制御対象のモータの構成が変わ
っても同じコイルの通電制御装置が使用でき、更にコイ
ルの通電方式を変えようとする場合も同じコイルの通電
制御装置で対応可能であり、通電制御装置も簡単で設計
が容易であるような直流リニアブラシレスモータの制御
装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、エンコ
ーダを有し複数のコイルと複数の磁石を対向させ一方を
可動子もう一方を固定子とする直流リニアブラシレスモ
ータの位置決め制御を行うリニアブラシレスモータの制
御装置において、エンコーダにより検出される可動子の
位置信号に対応して各コイルの通電切り替えを行うタイ
ミングデータをROMに内臓させ、該タイミングデータ
はコイル数とコイル通電方式の組み合わせに関し複数の
パターンを持ち、該パターンのうち任意のパターンを選
択してそのパターンで直流リニアブラシレスモータのコ
イルの通電制御を行うことを特徴とする直流リニアブラ
シレスモータの制御装置により達成される。
【0007】
【実施例】以下、本発明による直流リニアブラシレスモ
ータの制御装置の一実施例を示す添付図面を参照して本
発明を詳述する。図1は、本発明による直流リニアブラ
シレスモータのコイルの通電電流制御装置の原理をブロ
ック的に示す図面である。
【0008】図中、1は通電電流制御装置、2は直流リ
ニアブラシレスモータ、3はパワートランジスタ群、4
は位置決めサーボ制御装置、5はエンコーダを示す。位
置決めサーボ制御4は、外部から与えられる位置指令信
号12とエンコーダ5から得られる直流リニアブラシレ
スモータ2の可動子位置信号11から電流指令値13お
よび可動子の方向信号14を演算し、それぞれをコイル
の通電制御装置1へ出力する。
【0009】コイルの通電制御装置1は、入出力回路
6、ロジック回路7、ROM8から構成されている。入
出力回路6を通して得られる可動子位置信号11、電流
指令値13、可動子の方向信号14、外部から選択可能
な通電パターン選択信号15はロジック回路7へ送ら
れ、ロジック回路7は与えられた信号11、13、15
からROM8内のコイル通電切り替え用タイミングデー
タ群から通電パターン選択信号15に基き所定のデータ
を選択参照し、通電すべきコイルを決定し、入出力回路
6を通してパワートランジスタのON、OFF信号16
をパワートランジスタ群3へ送る。
【0010】パワートランジスタ群3は、信号16に対
応する所定のパワートランジスタをON,OFFし、電
流17を直流リニアブラシレスモータ2の所定のコイル
に所定の方向に流し、直流リニアブラシレスモータ2の
可動子は所定の方向に推力を得て所定の位置に位置決め
される。ROM8は、コイル数と通電パターンに関し数
種類のコイル通電タイミングデータをあらかじめ内臓し
ている。従ってコイル数が異なるなど構造の異なる数種
類の直流リニアブラシレスモータに対して同一のコイル
の通電制御装置を使用できる。同一の直流リニアブラシ
レスモータにおいても半波通電方式、全波通電方式など
のコイル通電方式を選択でき推力の増減が可能である。
【0011】またコイル通電タイミングデータは、ホー
ル素子を介在せずコイルと磁石の関係だけで決まるため
データの作成および通電制御装置の設計も容易である。
図2には従来技術による直流リニアブラシレスモータの
原理を示す。図中9は直流リニアブラシレスモータ2に
内臓されたホール素子を示す。コイルの通電制御装置1
のロジック回路は入出力回路6を通して得られるホール
素子9により検出された直流ブラシレスリニアモータの
コイルに対向する磁石の極性信号10と電流指令値13
および可動子の方向信号14から通電すべきコイルを決
定し、入出力回路6を通してパワートランジスタのO
N、OFF信号16をパワートランジスタ群3へ送る。
パワートランジスタ群3は、信号16に対応する所定の
パワートランジスタをON,OFFし電流17を直流リ
ニアブラシレスモータ2の所定のコイルに流し、直流リ
ニアブラシレスモータ2の可動子は所定の位置に位置決
めされる。
【0012】直流リニアブラシレスモータのコイル数が
変わるなど構成が変わるとホール素子の数および配置方
法も変わるためロジック回路6もそれに合わせて再構成
される。半波通電方式、全波通電方式などのコイルの通
電方式もその都度個別に決定されロジック回路に組み込
まれる。
【0013】
【実施例】以下に本発明による直流リニアブラシレスモ
ータのコイル通電制御装置の具体的な実施例について説
明する。
【0014】
【実施例1】図3は、本発明による直流リニアブラシレ
スモータのコイル通電制御装置により3コイルの可動コ
イル型直流ブラシレスモータを3相半波120度通電の
パターンで制御する様子を模式的に表した一実施例であ
る。図中、18は磁石、19はコイル、20は固定子ヨ
ーク、21は可動子ヨーク、22は直流電源、3はパワ
ートランジスタ群を示す。可動子の位置はコイル19の
Aの左端が固定子に配置された磁石18のうち最も左に
配置された磁石の左端と一致した点を原点としている。
【0015】該コイル通電制御装置は、図1に示すRO
M8に複数のコイル通電切り替えタイミングデータをも
つが、本実施例では表1に示すパターンを選択し使用す
る。パターンの選択は、図1の通電パターン選択信号1
5の値により決まる。つまり通電パターン選択信号15
の値として1を与えると表1のパターンが選択される。
表1は、図1に示すエンコーダ5により与えられる可動
子の位置信号11のパルス数により得られる可動子の位
置と通電すべきコイルの関係を示している。つまり可動
子の位置が区間1にあるときはパワートランジスタ群の
うちT3、B2、B1がONしコイルBおよびコイルC
が通電され可動子は図3に示すように右方向に推力を与
えられる。
【0016】可動子の位置と通電すべきコイルまたはパ
ワートランジスタの関係を図3及び表1に示す。本実施
例ではエンコーダ5として100ミクロンの分解能をも
ったリニアエンコーダを内臓し、磁石18の幅を12ミ
リ、コイル幅を12ミリ、コイル間隔を6ミリ、ストロ
ーク54ミリの直流リニアブラシレスモータに対し、本
発明の通電制御装置を適用した。通電制御装置は、東芝
社製のLSI;スーパーインテグレーションで1チップ
構成としROM内に本実施例を含め後述の実施例4まで
の4個の通電パターンを内臓している。本発明による通
電制御装置は1チップ化されているため、リニアモータ
本体のコイル基板上に実装しリニアモータと一体化する
ことも容易にできる。
【0017】
【実施例2】図4に図3と同じ構造の直流ブラシレスリ
ニアモータを3相全波通電する実施例を示す。同じ構造
の直流ブラシレスリニアモータであるが3相全波通電す
ることにより3コイルが通電されるためより大きな推力
を得ることができる。通電パターン選択信号15に2を
与えるとROM内のコイルの通電切り替えのタイミング
データの内表2のパターンが選択される。
【0018】図4で、可動子の位置が区間1にあるとき
はパワートランジスタ3の内T1、T3、B2がON
し、コイルA、コイルB、コイルCに図に示す方向の電
流が流れ、可動子は右の方向に推力を受け移動する。以
下、各区間で可動子は表2および図4に示すようにコイ
ル19に通電され右方向に移動する。
【0019】
【実施例3】図5にコイル4個をもつ可動磁石型直流ブ
ラシレスモータを3相半波通電する実施例を示す。通電
パターン選択信号15に3を与えるとROM内のコイル
の通電切り替えのタイミングデータの内表3のパターン
が選択される。
【0020】図5で可動子の位置が区間1にあるときは
パワートランジスタ3の内T1、T3、B2がONし、
コイルA、コイルBに図に示す方向の電流が流れ可動子
は右の方向に推力を受け移動する。以下、各区間で可動
子は表3および図5に示すようにコイル19に通電され
右方向に移動する。本実施例で適用したリニアモータ
は、コイル幅18ミリ、磁石幅12ミリ、ストローク5
4ミリの仕様である。
【0021】
【実施例4】図6に実施例3と同じ構造の可動磁石型直
流リニアブラシレスモータを3相全波通電する実施例を
示す。通電パターン選択信号15に4を与えるとROM
内のコイルの通電切り替えのタイミングデータの内表4
のパターンが選択される。
【0022】図6で可動子の位置が区間1にあるときは
パワートランジスタ3の内T1、T3、B2がONし、
コイルA、コイルB、コイルCに図に示す方向の電流が
流れ可動子は右の方向に推力を受け移動する。以下各区
間で可動子は表4および図6に示すようにコイル19に
通電され右方向に移動する。
【0023】
【比較例1】従来技術による直流リニアブラシレスモー
タのコイルの通電制御方法の比較例の一つを示す。図7
および表5により実施例1とほぼ同じ構造をもった可動
コイル型直流ブラシレスモータについて従来技術のコイ
ルの通電制御方法を適用する例を説明する。コイルの通
電方式は実施例1と同じく3相半波方式とする。
【0024】従来技術ではコイル19に対向する磁石の
極性を検出する手段としてホール素子9を用いる。ホー
ル素子の配置方法は種々考えられるが本例では図7に示
す位置に配置するものとする。ホール素子9に対向して
固定子ヨーク20上に第7図に示す磁極検出用磁石23
を磁石18とは別に配置することによりコイル19に対
向する磁石18の極性をホール素子9により検出でき
る。
【0025】図7および表5に示す通り可動子が区間1
に位置するときホール素子H1はN、H2はS、H3は
Nの各極性が検出されこのときパワートランジスタ群3
はT3、B1、B2がONされコイル19はBおよびC
が図の方向に通電され可動子は右方向に推力を得る。こ
れらの関係は通常図2のロジック回路7の部分で実現さ
れる。制御の対象となる直流リニアブラシレスモータの
構成が変わればホール素子9の配置方法が変わるためロ
ジック回路7もそれに合わせて変える必要がある。
【0026】
【比較例2】図8および表6により実施例4とほぼ同じ
構造をもった可動磁石型直流ブラシレスモータについて
従来技術のコイルの通電制御方法を適用する例を説明す
る。コイルの通電方式は実施例4と同じく3相全波方式
とする。従来技術ではコイル19に対向する磁石の極性
を検出する手段としてホール素子9を用いる。ホール素
子の配置方法は種々考えられるが本例では図8に示す位
置に6個のホール素子を配置するものとする。ホール素
子9に対向して可動子ヨーク21上に図8に示す磁極検
出用磁石23を磁石18とは別に配置することによりコ
イル19に対向する磁石18の極性をホール素子9によ
り検出できる。
【0027】図8および表6に示す通り可動子が区間1
に位置するときホール素子H1はN、H2はS、H3は
Nの各極性が検出されこのときパワートランジスタ群3
はT1、T3、B2がONされコイル19はA、Bおよ
びCが図の方向に通電され可動子は右方向に推力を得
る。これらの関係は通常図2のロジック回路7の部分で
実現される。制御の対象となる直流リニアブラシレスモ
ータの構成が変わればホール素子9の配置方法が変わる
ためロジック回路7もそれに合わせて変える必要があ
る。表5と表6を比較するとホール素子の個数もコイル
を通電するロジックも異なることがわかる。第2図に示
すように従来技術のコイルの通電制御装置では直流リニ
アブラシレスモータの構成に合わせコイルの通電ロジッ
ク回路7を設計する必要があるが、ホール素子9を使用
する際その配置方法が種々考えられ図1に示す本発明の
ロジック回路8のように一律に決まらず回路も複雑とな
る。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【表3】
【0031】
【表4】
【0032】
【表5】
【0033】
【表6】
【0034】
【発明の効果】本発明の直流リニアブラシレスモータの
コイルの通電制御装置は構成の異なる複数のリニアモー
タモータに対し同じ制御装置が使用でき、ホール素子の
信号を使用しないためコイル通電のロジック回路の設計
が容易であり、半波方式、全波方式などコイルの通電方
式の変更にも容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を示すブロック図。
【図2】従来技術の原理を示すブロック図。
【図3】本発明の一実施例を示す模式図。
【図4】本発明の一実施例を示す模式図。
【図5】本発明の一実施例を示す模式図。
【図6】本発明の一実施例を示す模式図。
【図7】従来技術の一比較例を示す模式図。
【図8】従来技術の一比較例を示す模式図。
【符号の説明】
1 通電電流制御装置 2 直流リニアブラシレスモータ 3 パワートランジスタ群 4 位置決めサーボ制御装置 5 エンコーダ 6 入出力回路 7 ロジック回路 8 ROM 9 ホール素子 10 磁石の極性信号 11 可動子位置信号 12 位置指令 13 電流指令値 14 可動子の方向信号 15 通電パターン選択信号 16 パワートランジスタのON、OFF信号 17 電流 18 磁石 19 コイル 20 固定子ヨーク 21 可動子ヨーク 22 直流電源 23 磁極検出用磁石

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンコーダを有し複数のコイルと複数の
    磁石を対向させ一方を可動子もう一方を固定子とする直
    流リニアブラシレスモータの位置決め制御を行う直流リ
    ニアブラシレスモータの制御装置において、エンコーダ
    により検出される可動子の位置信号に対応して各コイル
    の通電切り替えを行うタイミングデータをROMに内臓
    させ、該タイミングデータはコイル数とコイル通電方式
    の組み合わせに関し複数のパターンを持ち、該パターン
    のうち任意のパターンを選択してそのパターンで直流リ
    ニアブラシレスモータのコイルの通電制御を行うことを
    特徴とする直流リニアブラシレスモータの制御装置。
JP18194992A 1992-07-09 1992-07-09 直流リニアブラシレスモータの制御装置 Expired - Fee Related JP3408558B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6960458B2 (en) 2001-01-09 2005-11-01 Director Of National Food Research Institute, Ministry Of Agriculture, Forestry And Fisheries Erythrose reductase, its cDNA and cell which the cDNA express
WO2012167012A2 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Dynamic Food Ingredients Corporation Methods for the electrolytic production of erythritol

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US6960458B2 (en) 2001-01-09 2005-11-01 Director Of National Food Research Institute, Ministry Of Agriculture, Forestry And Fisheries Erythrose reductase, its cDNA and cell which the cDNA express
WO2012167012A2 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Dynamic Food Ingredients Corporation Methods for the electrolytic production of erythritol

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