JPH063995B2 - 無刷子電動機 - Google Patents
無刷子電動機Info
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- JPH063995B2 JPH063995B2 JP59277165A JP27716584A JPH063995B2 JP H063995 B2 JPH063995 B2 JP H063995B2 JP 59277165 A JP59277165 A JP 59277165A JP 27716584 A JP27716584 A JP 27716584A JP H063995 B2 JPH063995 B2 JP H063995B2
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- circuit
- output
- time
- winding
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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
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
-
- 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
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/21—Open loop start
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は無刷子電動機に関するものであり、特に固定子
巻線の通電相切換えのための回転位置信号を得るのに例
えばホール素子の如き特別な位置検出要素を持たない無
刷子電動機の起動性の改良に関するものである。
巻線の通電相切換えのための回転位置信号を得るのに例
えばホール素子の如き特別な位置検出要素を持たない無
刷子電動機の起動性の改良に関するものである。
従来の技術 従来、固定子巻線の通電相切換えのための回転位置信号
を得るのに例えばホール素子の如き特別な位置検出要素
を使わないで無刷子電動機を構成するために、巻線に発
生する逆起電圧を用いて回転位置信号を得ることがよく
行なわれる。その一従来例を以下図面を用いて説明す
る。
を得るのに例えばホール素子の如き特別な位置検出要素
を使わないで無刷子電動機を構成するために、巻線に発
生する逆起電圧を用いて回転位置信号を得ることがよく
行なわれる。その一従来例を以下図面を用いて説明す
る。
すなわち、第５図は一従来例を示すブロック図である。
図中１は永久磁石回転子、２ａ，２ｂ，２ｃは固定子巻
線である。３ａ，３ｂ，３ｃはそれぞれの巻線の逆起電
圧の非通電域（特にここでは＋ＶCCより上の部分）をと
り出すための整流回路、２１は位置検出演算回路、４
ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれの整流回路３ａ，３ｂ，３ｃ
で得られる逆起電圧の半波波形を電流に変換する吐出形
の電圧電流変換回路、同様に５ａ，５ｂ，５ｃは吸引形
の電圧電流変換回路、１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞ
れ電圧電流変換回路４ｂと５ｃ、同４ｃと５ａ，同４ａ
と５ｂとによって充放電される時間積分コンデンサ、１
２は適当な直流電圧バイアス、６は巻線駆動回路、７
ａ，７ｂ，７ｃは巻線駆動回路の入力端子、８ａ，８
ｂ，８ｃは同巻線駆動回路の出力端子である。巻線駆動
回路６は入力端子７ａ，７ｂ，７ｃに加えられる電圧値
を比較し一番大きい入力信号を選び、入力端子７ａへの
入力が大きい時は出力端子８ａを通じて固定子巻線２ａ
を附勢し、入力端子７ｂへの入力が大きい時は出力端子
８ｂを通じて固定子巻線２ｂを附勢し、入力端子７ｃへ
の入力が大きい時は出力端子８ｃを通じて固定子巻線２
ｃを附勢するものである。さらに１０ａ，１０ｂ，１０
ｃはそれぞれ電圧値ｅa，ｅb，ｅcを有する直流電源で
あって、充放電される時間積分コンデンサ１１ａ，１１
ｂ，１１ｃの初期値を与えるためのものである。９ａ，
９ｂ，９ｃは起動時にある一定時間閉じる転送スイッチ
であって、その時直流電源１０ａ，１０ｂ，１０ｃがそ
れぞれコンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに転送されて
時間積分コンデンサ初期値が決る。１３ｂ，１３ｃは上
記とは反対に起動時のある一定時間開く位置決めスイッ
チで、電動機の回転子の位置決めのため設けられるもの
である。
図中１は永久磁石回転子、２ａ，２ｂ，２ｃは固定子巻
線である。３ａ，３ｂ，３ｃはそれぞれの巻線の逆起電
圧の非通電域（特にここでは＋ＶCCより上の部分）をと
り出すための整流回路、２１は位置検出演算回路、４
ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれの整流回路３ａ，３ｂ，３ｃ
で得られる逆起電圧の半波波形を電流に変換する吐出形
の電圧電流変換回路、同様に５ａ，５ｂ，５ｃは吸引形
の電圧電流変換回路、１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞ
れ電圧電流変換回路４ｂと５ｃ、同４ｃと５ａ，同４ａ
と５ｂとによって充放電される時間積分コンデンサ、１
２は適当な直流電圧バイアス、６は巻線駆動回路、７
ａ，７ｂ，７ｃは巻線駆動回路の入力端子、８ａ，８
ｂ，８ｃは同巻線駆動回路の出力端子である。巻線駆動
回路６は入力端子７ａ，７ｂ，７ｃに加えられる電圧値
を比較し一番大きい入力信号を選び、入力端子７ａへの
入力が大きい時は出力端子８ａを通じて固定子巻線２ａ
を附勢し、入力端子７ｂへの入力が大きい時は出力端子
８ｂを通じて固定子巻線２ｂを附勢し、入力端子７ｃへ
の入力が大きい時は出力端子８ｃを通じて固定子巻線２
ｃを附勢するものである。さらに１０ａ，１０ｂ，１０
ｃはそれぞれ電圧値ｅa，ｅb，ｅcを有する直流電源で
あって、充放電される時間積分コンデンサ１１ａ，１１
ｂ，１１ｃの初期値を与えるためのものである。９ａ，
９ｂ，９ｃは起動時にある一定時間閉じる転送スイッチ
であって、その時直流電源１０ａ，１０ｂ，１０ｃがそ
れぞれコンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに転送されて
時間積分コンデンサ初期値が決る。１３ｂ，１３ｃは上
記とは反対に起動時のある一定時間開く位置決めスイッ
チで、電動機の回転子の位置決めのため設けられるもの
である。
さて起動時において、ある一定時間スイッチ９ａ，９
ｂ，９ｃが閉じられスイッチ１３ｂ，１３ｃが開かれて
いるとき、時間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
には直流電源１０ａ，１０ｂ，１０ｃの予め決めた電圧
値ｅa，ｅb，ｅcが転送され時間積分コンデンサの初期
値が転送されると同時に巻線駆動回路６には入力端子７
ｃのみに電圧値ｅcが転送される。すると巻線駆動回路
６は出力端子８ｃのみに出力し固定子巻線２ｃのみを附
勢し、永久磁石回転子１は一義的に決まる位置まで回転
し停止する。一義的に決まる位置というのはその位置で
停止しているときに巻線ａのみを附勢したとき所定の方
向に永久磁石回転子１が加速されるような位置である。
そこで直流電源１１ａの電圧値ｅaを同ｅc，ｅbより大
きく予め設定しておくと、ある一定時間後にスイッチ９
ａ，９ｂ，９ｃが開かれ１３ｂ，１３ｃが閉じられたと
きに永久磁石回転子１は上記の如く所定の方向に加速さ
れ回転を開始する。スイッチ９ａ，９ｂ，９ｃが開かれ
ているときは時間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃはそれぞれ電圧電流変換回路４ｂと５ｃ、同４ｃと５
ａ、同４ａと５ｂによって充放電され巻線駆動回路６を
通じて固定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃを附勢する回転位置
信号となる。
ｂ，９ｃが閉じられスイッチ１３ｂ，１３ｃが開かれて
いるとき、時間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
には直流電源１０ａ，１０ｂ，１０ｃの予め決めた電圧
値ｅa，ｅb，ｅcが転送され時間積分コンデンサの初期
値が転送されると同時に巻線駆動回路６には入力端子７
ｃのみに電圧値ｅcが転送される。すると巻線駆動回路
６は出力端子８ｃのみに出力し固定子巻線２ｃのみを附
勢し、永久磁石回転子１は一義的に決まる位置まで回転
し停止する。一義的に決まる位置というのはその位置で
停止しているときに巻線ａのみを附勢したとき所定の方
向に永久磁石回転子１が加速されるような位置である。
そこで直流電源１１ａの電圧値ｅaを同ｅc，ｅbより大
きく予め設定しておくと、ある一定時間後にスイッチ９
ａ，９ｂ，９ｃが開かれ１３ｂ，１３ｃが閉じられたと
きに永久磁石回転子１は上記の如く所定の方向に加速さ
れ回転を開始する。スイッチ９ａ，９ｂ，９ｃが開かれ
ているときは時間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃはそれぞれ電圧電流変換回路４ｂと５ｃ、同４ｃと５
ａ、同４ａと５ｂによって充放電され巻線駆動回路６を
通じて固定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃを附勢する回転位置
信号となる。
第６図は第５図の要部波形図である。
第６図(a)の１４ａ，１４ｂ，１４ｃはそれぞれ固定子
巻線２ａ，２ｂ，２ｃが駆動され永久磁石回転子１が回
転しているときの巻線２ａ，２ｂ，２ｃの逆起電圧波形
の時間的推移を示すものであり、それぞれＶCCより上の
部分は永久磁石回転子が回転することによって発生する
逆起電圧波形であって、ＶCCより下の部分は逆起電圧波
形に加えて巻線駆動電流と巻線抵抗による電圧降下（波
形１４ａについてのみ特に斜線を施した）がみられる。
巻線２ａ，２ｂ，２ｃが駆動され永久磁石回転子１が回
転しているときの巻線２ａ，２ｂ，２ｃの逆起電圧波形
の時間的推移を示すものであり、それぞれＶCCより上の
部分は永久磁石回転子が回転することによって発生する
逆起電圧波形であって、ＶCCより下の部分は逆起電圧波
形に加えて巻線駆動電流と巻線抵抗による電圧降下（波
形１４ａについてのみ特に斜線を施した）がみられる。
第６図(b)は時間積分コンデンサ１１ａの電圧波形であ
って固定子巻線２ａを駆動するための位置信号となる。
すなわち、第５図において、固定子巻線２ｂの逆起電圧
波形を整流回路３ｂを通して半波整流してＶCCより上の
部分の波形をとりだし、これを電圧電流変換回路４ｂを
通した結果で時間積分コンデンサ１１ａを充電する。さ
らに固定子巻線２ｃの逆起電圧波形を整流回路３ｃを通
して半波整流し、ＶCCより上の波形をとりだしてこれを
電圧電流変換回路５ｃを通した結果で時間積分コンデン
サ１１ａを放電させる。すると前記の如く第６図(b)に
示す電圧波形が得られ固定子巻線２ａを駆動するための
位置信号となる。同様に第６図(c)は時間積分コンデン
サ１１ｂの電圧波形であって固定子巻線２ｂを駆動する
ための位置信号となる。第６図(d)は時間積分コンデン
サ１１ｃの電圧波形であって固定子巻線２ｃを駆動する
ための位置信号となる。第６図(e)は固定子巻線駆動電
流波形である。すなわち第６図(b),(c),(d)に示す位置
信号に応じて固定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃに流れる電流
波形である。図中１５ａ，１５ｂ，１５ｃはそれぞれ固
定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃに流れる電流波形を示す。
って固定子巻線２ａを駆動するための位置信号となる。
すなわち、第５図において、固定子巻線２ｂの逆起電圧
波形を整流回路３ｂを通して半波整流してＶCCより上の
部分の波形をとりだし、これを電圧電流変換回路４ｂを
通した結果で時間積分コンデンサ１１ａを充電する。さ
らに固定子巻線２ｃの逆起電圧波形を整流回路３ｃを通
して半波整流し、ＶCCより上の波形をとりだしてこれを
電圧電流変換回路５ｃを通した結果で時間積分コンデン
サ１１ａを放電させる。すると前記の如く第６図(b)に
示す電圧波形が得られ固定子巻線２ａを駆動するための
位置信号となる。同様に第６図(c)は時間積分コンデン
サ１１ｂの電圧波形であって固定子巻線２ｂを駆動する
ための位置信号となる。第６図(d)は時間積分コンデン
サ１１ｃの電圧波形であって固定子巻線２ｃを駆動する
ための位置信号となる。第６図(e)は固定子巻線駆動電
流波形である。すなわち第６図(b),(c),(d)に示す位置
信号に応じて固定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃに流れる電流
波形である。図中１５ａ，１５ｂ，１５ｃはそれぞれ固
定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃに流れる電流波形を示す。
（例えば、特開昭５５−１６０９８０号公報） 発明が解決しようとする問題点 このような従来の無刷子電動機では起動時において位置
決めを行なう際、永久磁石回転子が一義的に定まる位置
に静止するまでの時間は負荷や回転子の慣性によって大
きくばらつき、特に回転子の慣性が大きいときには前記
した位置に静止するのにかなりの長時間を必要とする。
さらに起動前に静止している位置がある特異点すなわち
前記位置決めしようとする位置に対して電気的に１８０
度ずれた所であった場合、なんらかの外乱がない限り回
転せず、起動失敗をおこすことがあった。
決めを行なう際、永久磁石回転子が一義的に定まる位置
に静止するまでの時間は負荷や回転子の慣性によって大
きくばらつき、特に回転子の慣性が大きいときには前記
した位置に静止するのにかなりの長時間を必要とする。
さらに起動前に静止している位置がある特異点すなわち
前記位置決めしようとする位置に対して電気的に１８０
度ずれた所であった場合、なんらかの外乱がない限り回
転せず、起動失敗をおこすことがあった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、前記従来
例の無刷子電動機にさらに改良を加え、固定子巻線の通
電相切換えのために例えばホール素子の如き位置検出要
素を複数個備えた無刷子電動機に比べても起動性を含め
て遜色のない無刷子電動機を提供することを目的とす
る。
例の無刷子電動機にさらに改良を加え、固定子巻線の通
電相切換えのために例えばホール素子の如き位置検出要
素を複数個備えた無刷子電動機に比べても起動性を含め
て遜色のない無刷子電動機を提供することを目的とす
る。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、唯一の位置検出手
段を設け前記位置検出手段出力の位相を特定の固定子巻
線の位置信号位相に合致するように構成し、起動時にお
いては複数の固定子巻線を強制的に順次附勢し永久磁石
回転子を回転させ、前記位置検出手段が特定の固定子巻
線の位置信号の位相に合致した回転位置を検出したとこ
ろで従来例と同じく固定子巻線の逆起電圧波形の非通電
域を用いて回転位置信号を得て駆動するものである。
段を設け前記位置検出手段出力の位相を特定の固定子巻
線の位置信号位相に合致するように構成し、起動時にお
いては複数の固定子巻線を強制的に順次附勢し永久磁石
回転子を回転させ、前記位置検出手段が特定の固定子巻
線の位置信号の位相に合致した回転位置を検出したとこ
ろで従来例と同じく固定子巻線の逆起電圧波形の非通電
域を用いて回転位置信号を得て駆動するものである。
作 用 本発明は上記した構成により、起動時において固定子巻
線を強制的に順次附勢し永久磁石回転子を回転させるの
で、特異な位置で止まって起動失敗をおこすこともな
く、さらに巻線を強制的に順次附勢するのは位置検出手
段が検出する特定な位置までであり、時間的にもわずか
である。さらに固定子巻線に発生する逆起電圧波形を用
いて回転位置信号を得てこれにより固定子巻線を駆動す
る状態に切換えるのに前記位置検出手段出力によってお
こなわれるので、確実な起動性が得られるものである。
線を強制的に順次附勢し永久磁石回転子を回転させるの
で、特異な位置で止まって起動失敗をおこすこともな
く、さらに巻線を強制的に順次附勢するのは位置検出手
段が検出する特定な位置までであり、時間的にもわずか
である。さらに固定子巻線に発生する逆起電圧波形を用
いて回転位置信号を得てこれにより固定子巻線を駆動す
る状態に切換えるのに前記位置検出手段出力によってお
こなわれるので、確実な起動性が得られるものである。
実施例 第１図は本発明の無刷子電動機の一実施例を示すブロッ
ク図である。第１図において、１は永久磁石回転子、２
ａ，２ｂ，２ｃは固定子巻線である。２１は位置検出演
算回路であって巻線２ａ，２ｂ，２ｃに発生する逆起電
圧をそれぞれ半波整流し逆起電圧の非通電域を取り出す
整流回路３ａ，３ｂ，３ｃと、それぞれの整流回路出力
を電流に変換する吐出形の電圧電流変換回路４ａ，４
ｂ，４ｃと、吸引形の電圧電流変換回路５ａ，５ｂ，５
ｃと、このうちの電圧電流変換回路４ｂと５ｃ、同４ｃ
と５ａ、同４ａと５ｂによってそれぞれ充放電される時
間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有してい
る。６は巻線駆動回路であって、入力端子７ａ，７ｂ，
７ｃに入力される信号に応じてそれぞれ入力電圧が大き
い場合に出力端子８ａ，８ｂ，８ｃを介して固定子巻線
２ａ，２ｂ，２ｃを附勢する。１６は起動回路であっ
て、出力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃにはリング状にく
りかえす信号が発生し、切換スイッチ１８ａ，１８ｂ，
１８ｃを介して巻線駆動回路６の入力端子７ａ，７ｂ，
７ｃに供給される。１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，は直流電
源であって、それぞれ電圧値ｅa，ｅb，ｅcを有し、こ
こでは例えばｅcはｅa，ｅbに比べて大きく設定してあ
り、転送スイッチ９ａ，９ｂ，９ｃを介して時間積分コ
ンデンサに初期値を設定すべく設けられる。１９は位置
検出手段であって、永久磁石回転子１の特定の固定子巻
線（ここでは例えば固定子巻線２ｃ）に対する位置信号
の位相に合致した位置を検出するものである。２０は駆
動状態切換回路であって、位置検出手段１９が前記位置
を検出するまでは転送スイッチ９ａ，９ｂ，９ｃを閉じ
て時間積分コンデンサの初期値設定を行なうと同時に切
換スイッチ１８ａ，１８ｂ，１８ｃを起動回路１６の出
力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ側へ切換え巻線を強制的
に順次附勢することにより回転子を回転させる。位置検
出手段１９が前記位置を検出したところで切換スイッチ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃは位置検出演算回路２１側へ切
換えられ、同時に転送スイッチ９ａ，９ｂ，９ｃを開い
て積分演算が開始される。
ク図である。第１図において、１は永久磁石回転子、２
ａ，２ｂ，２ｃは固定子巻線である。２１は位置検出演
算回路であって巻線２ａ，２ｂ，２ｃに発生する逆起電
圧をそれぞれ半波整流し逆起電圧の非通電域を取り出す
整流回路３ａ，３ｂ，３ｃと、それぞれの整流回路出力
を電流に変換する吐出形の電圧電流変換回路４ａ，４
ｂ，４ｃと、吸引形の電圧電流変換回路５ａ，５ｂ，５
ｃと、このうちの電圧電流変換回路４ｂと５ｃ、同４ｃ
と５ａ、同４ａと５ｂによってそれぞれ充放電される時
間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有してい
る。６は巻線駆動回路であって、入力端子７ａ，７ｂ，
７ｃに入力される信号に応じてそれぞれ入力電圧が大き
い場合に出力端子８ａ，８ｂ，８ｃを介して固定子巻線
２ａ，２ｂ，２ｃを附勢する。１６は起動回路であっ
て、出力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃにはリング状にく
りかえす信号が発生し、切換スイッチ１８ａ，１８ｂ，
１８ｃを介して巻線駆動回路６の入力端子７ａ，７ｂ，
７ｃに供給される。１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，は直流電
源であって、それぞれ電圧値ｅa，ｅb，ｅcを有し、こ
こでは例えばｅcはｅa，ｅbに比べて大きく設定してあ
り、転送スイッチ９ａ，９ｂ，９ｃを介して時間積分コ
ンデンサに初期値を設定すべく設けられる。１９は位置
検出手段であって、永久磁石回転子１の特定の固定子巻
線（ここでは例えば固定子巻線２ｃ）に対する位置信号
の位相に合致した位置を検出するものである。２０は駆
動状態切換回路であって、位置検出手段１９が前記位置
を検出するまでは転送スイッチ９ａ，９ｂ，９ｃを閉じ
て時間積分コンデンサの初期値設定を行なうと同時に切
換スイッチ１８ａ，１８ｂ，１８ｃを起動回路１６の出
力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ側へ切換え巻線を強制的
に順次附勢することにより回転子を回転させる。位置検
出手段１９が前記位置を検出したところで切換スイッチ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃは位置検出演算回路２１側へ切
換えられ、同時に転送スイッチ９ａ，９ｂ，９ｃを開い
て積分演算が開始される。
また、第１図に示す実施例の動作を説明する前に、第２
図，第３図および第４図を用いて、位置検出手段１９、
駆動状態切換回路２０、起動回路１６、スイッチ９ａ，
９ｂ，９ｃ、切換スイッチ１８ａ，１８ｂ，１８ｃにつ
いてくわしく説明しておく。
図，第３図および第４図を用いて、位置検出手段１９、
駆動状態切換回路２０、起動回路１６、スイッチ９ａ，
９ｂ，９ｃ、切換スイッチ１８ａ，１８ｂ，１８ｃにつ
いてくわしく説明しておく。
まず位置検出手段１９が検出する回転子位置の位相につ
いて説明する。第２図(a)は従来例説明の際に用いた第
６図(a)と全く同じで図中１４ａ，１４ｂ，１４ｃは固
定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃの逆起電圧波形である。同第
２図(b),(c),(d)も第６図(b),(c),(d)と同じく、それぞ
れ位置検出演算回路２１によって得られる固定子巻線２
ａ，２ｂ，２ｃの位置信号波形である。そして同第２図
(e)は位置検出手段１９の出力波形を示す。すなわち位
置検出手段１９が信号を発生している時に固定子巻線２
ｃを附勢してやれば永久磁石回転子１は加速トルクを発
生する。
いて説明する。第２図(a)は従来例説明の際に用いた第
６図(a)と全く同じで図中１４ａ，１４ｂ，１４ｃは固
定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃの逆起電圧波形である。同第
２図(b),(c),(d)も第６図(b),(c),(d)と同じく、それぞ
れ位置検出演算回路２１によって得られる固定子巻線２
ａ，２ｂ，２ｃの位置信号波形である。そして同第２図
(e)は位置検出手段１９の出力波形を示す。すなわち位
置検出手段１９が信号を発生している時に固定子巻線２
ｃを附勢してやれば永久磁石回転子１は加速トルクを発
生する。
なお第２図では２ｃの位置信号全てに対して同期して検
出しているよう表現しているが永久磁石一回転当りの２
ｃ位置信号群の少なくとも１つに対応する位置を検出す
ればよいことを予めことわっておく。また駆動状態切換
回路２０は、第３図(b)に示す如く永久磁石回転子１の
起動後、位置検出手段の最初の出力で状態を反転し出力
するように構成されている。同第３図(a)は位置検出手
段出力波形で第２図(e)と同等のものであり、特に起動
時からの時間的推移を表わしている。また起動回路１６
は第４図(a),(b),(c)に示す如きリング状にくりかえす
信号波形をそれぞれ出力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃに
出力するものである。さらにスイッチ９ａ，９ｂ，９ｃ
は巻線駆動回路２０の出力が“Ｌ”レベルの時は閉じ
“Ｈ”レベルの時に開くものであり、スイッチ１８ａ，
１８ｂ，１８ｃは２０の出力が“Ｌ”レベルの時はそれ
ぞれ起動回路１６の出力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃへ
切換えられ、巻線駆動回路２０の出力が“Ｈ”レベルの
時はそれぞれ時間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃへ切換えられるものである。
出しているよう表現しているが永久磁石一回転当りの２
ｃ位置信号群の少なくとも１つに対応する位置を検出す
ればよいことを予めことわっておく。また駆動状態切換
回路２０は、第３図(b)に示す如く永久磁石回転子１の
起動後、位置検出手段の最初の出力で状態を反転し出力
するように構成されている。同第３図(a)は位置検出手
段出力波形で第２図(e)と同等のものであり、特に起動
時からの時間的推移を表わしている。また起動回路１６
は第４図(a),(b),(c)に示す如きリング状にくりかえす
信号波形をそれぞれ出力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃに
出力するものである。さらにスイッチ９ａ，９ｂ，９ｃ
は巻線駆動回路２０の出力が“Ｌ”レベルの時は閉じ
“Ｈ”レベルの時に開くものであり、スイッチ１８ａ，
１８ｂ，１８ｃは２０の出力が“Ｌ”レベルの時はそれ
ぞれ起動回路１６の出力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃへ
切換えられ、巻線駆動回路２０の出力が“Ｈ”レベルの
時はそれぞれ時間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃへ切換えられるものである。
位置検出演算回路２１については先に説明した一従来例
のそれと全く同じであり、ここでは前記説明と重複する
のでその動作については説明を省略する。
のそれと全く同じであり、ここでは前記説明と重複する
のでその動作については説明を省略する。
以下、一実施例の動作について説明する。
起動時において駆動状態切換回路２０によってスイッチ
９ａ，９ｂ，９ｃが閉じられ時間積分コンデンサ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃに初期値ｅa，ｅb，ｅcが転送され
同時にスイッチ１８ａ，１８ｂ，１８ｃがそれぞれ起動
回路出力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃへ切換えられると
固定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃは強制的に順次附勢され永
久磁石回転子は回転を開始する。その後位置検出手段１
９が前記した如き第２図(e)に示す位相の位置を検出し
たところで駆動状態切換回路２０によってスイッチ９
ａ，９ｂ，９ｃが開かれると同時にスイッチ１８ａ，１
８ｂ，１８ｃがそれぞれ時間積分コンデンサ１１ａ，１
１ｂ，１１ｃへ切換えられる。そうすると前記した如く
時間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃにはｅa，
ｅb，ｅcなる初期値が与えられており、しかもｅcは
ｅa，ｅbに比して大きく設定されているので、巻線駆動
回路６は出力端子８ｃのみ出力され、巻線２ｃのみを附
勢し、永久磁石回転子が前記した如く加速される。以後
は従来例と同じく巻線の逆起電圧を検出した位置検出演
算回路２１によって回転位置信号が作られ、それによっ
て固定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃが駆動される。
９ａ，９ｂ，９ｃが閉じられ時間積分コンデンサ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃに初期値ｅa，ｅb，ｅcが転送され
同時にスイッチ１８ａ，１８ｂ，１８ｃがそれぞれ起動
回路出力端子１７ａ，１７ｂ，１７ｃへ切換えられると
固定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃは強制的に順次附勢され永
久磁石回転子は回転を開始する。その後位置検出手段１
９が前記した如き第２図(e)に示す位相の位置を検出し
たところで駆動状態切換回路２０によってスイッチ９
ａ，９ｂ，９ｃが開かれると同時にスイッチ１８ａ，１
８ｂ，１８ｃがそれぞれ時間積分コンデンサ１１ａ，１
１ｂ，１１ｃへ切換えられる。そうすると前記した如く
時間積分コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃにはｅa，
ｅb，ｅcなる初期値が与えられており、しかもｅcは
ｅa，ｅbに比して大きく設定されているので、巻線駆動
回路６は出力端子８ｃのみ出力され、巻線２ｃのみを附
勢し、永久磁石回転子が前記した如く加速される。以後
は従来例と同じく巻線の逆起電圧を検出した位置検出演
算回路２１によって回転位置信号が作られ、それによっ
て固定子巻線２ａ，２ｂ，２ｃが駆動される。
さらに加えて説明すると、位置検出演算回路２１によっ
て得られる各位置信号の波高値は回転速度に依らず常に
一定である。それは固定子巻線に発生する逆起電圧の非
通電域（本説明ではＶCCより上の部分）の面積は永久磁
石回転子の回転数に依存せず一定であることに起因す
る。すなわち、どのような回転数で回転しても位置信号
の大きさ（波高値）が常に一定であるため、あたかもホ
ール素子の如き位置検出要素を複数個設けたのと同様な
効果を得ることが出来る。
て得られる各位置信号の波高値は回転速度に依らず常に
一定である。それは固定子巻線に発生する逆起電圧の非
通電域（本説明ではＶCCより上の部分）の面積は永久磁
石回転子の回転数に依存せず一定であることに起因す
る。すなわち、どのような回転数で回転しても位置信号
の大きさ（波高値）が常に一定であるため、あたかもホ
ール素子の如き位置検出要素を複数個設けたのと同様な
効果を得ることが出来る。
なお説明にあたって三相巻線の無刷子電動機を例にとっ
て記述したが、固定子巻線および永久磁石回転子極数は
この限りでないことは言うまでもない。
て記述したが、固定子巻線および永久磁石回転子極数は
この限りでないことは言うまでもない。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、従来例のもつ
起動性に関する問題を全て解決し、回転子の慣性のばら
つきや負荷変動などの要因が存在する場合にも起動時間
を短く、かつ確実な起動を行わせしめることが可能とな
る。さらに、固定子巻線の通電相切換えのために例えば
ホール素子の如き位置検出要素を複数個備えた無刷子電
動機に比べても起動性を含めて遜色のない無刷子電動機
が得られ、さらに唯一の位置検出手段をもつだけである
ので電動機そのものを構成する上でも構造上の制約も極
めて簡単に構成でき有用である。
起動性に関する問題を全て解決し、回転子の慣性のばら
つきや負荷変動などの要因が存在する場合にも起動時間
を短く、かつ確実な起動を行わせしめることが可能とな
る。さらに、固定子巻線の通電相切換えのために例えば
ホール素子の如き位置検出要素を複数個備えた無刷子電
動機に比べても起動性を含めて遜色のない無刷子電動機
が得られ、さらに唯一の位置検出手段をもつだけである
ので電動機そのものを構成する上でも構造上の制約も極
めて簡単に構成でき有用である。
第１図は本発明の一実施例における無刷子電動機を示す
ブロック図であり、第２図、第３図および第４図はそれ
ぞれ第１図に示す構成の実施例を説明するための要部波
形図であり、第５図は従来の無刷子電動機の一例の構成
を示すブロック図であり、第６図はこの従来例を説明す
るための要部波形図である。 １……永久磁石回転子、２ａ，２ｂ，２ｃ……固定子巻
線、６……巻線駆動回路、１６……起動回路、１９……
位置検出手段、２０……駆動状態切換回路、２１……位
置検出演算回路。
ブロック図であり、第２図、第３図および第４図はそれ
ぞれ第１図に示す構成の実施例を説明するための要部波
形図であり、第５図は従来の無刷子電動機の一例の構成
を示すブロック図であり、第６図はこの従来例を説明す
るための要部波形図である。 １……永久磁石回転子、２ａ，２ｂ，２ｃ……固定子巻
線、６……巻線駆動回路、１６……起動回路、１９……
位置検出手段、２０……駆動状態切換回路、２１……位
置検出演算回路。
Claims (4)
- 【請求項１】複数の固定子巻線のそれぞれに発生する逆
起電圧の非通電領域の全部又は一部を個別にとり出して
これを時間的に加算積分及び減算積分し積分演算した結
果を永久磁石回転子の回転位置信号となす位置検出演算
回路と、前記複数の固定子巻線を附勢する巻線駆動回路
と、固定子巻線を強制的に順次附勢するための起動回路
と、前記永久磁石回転子の特定な回転位置を検出する位
置検出手段と、前記位置検出手段出力によって前記複数
の固定子巻線の駆動状態を切換える駆動状態切換回路と
を有し、前記駆動状態切換回路の出力により起動時にお
いては前記起動回路出力で前記駆動回路を動作させ、通
常回転時は前記位置検出演算回路出力で前記駆動回路を
動作させるようにした無刷子電動機。 - 【請求項２】位置検出演算回路は、逆起電圧整流回路と
吐出形の電圧電流変換回路と吸引形の電圧電流変換回路
とこれらによって充放電される時間積分コンデンサを含
めて構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の無刷子電動機。 - 【請求項３】位置検出手段は、特定の固定子巻線の位置
信号の位相に合致した信号を発生するように構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無刷子電動
機。 - 【請求項４】駆動状態切換回路は、起動回路出力で駆動
回路が動作している時は位置検出演算回路に演算初期値
を与えるように構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の無刷子電動機。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277165A JPH063995B2 (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 無刷子電動機 |
| US06/804,253 US4631459A (en) | 1984-12-25 | 1985-12-03 | Brushless DC motor |
| KR1019850009754A KR900005814B1 (ko) | 1984-12-25 | 1985-12-24 | 직류 무정류자 전동기 |
| EP85309486A EP0189675B1 (en) | 1984-12-25 | 1985-12-24 | Brushless dc motor |
| DE8585309486T DE3582578D1 (de) | 1984-12-25 | 1985-12-24 | Buerstenloser gleichstrommotor. |
| CN85109334.5A CN1004041B (zh) | 1984-12-25 | 1985-12-25 | 无刷直流电动机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277165A JPH063995B2 (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 無刷子電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61150694A JPS61150694A (ja) | 1986-07-09 |
| JPH063995B2 true JPH063995B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=17579705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59277165A Expired - Lifetime JPH063995B2 (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 無刷子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063995B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2661369B2 (ja) * | 1990-12-11 | 1997-10-08 | 松下電器産業株式会社 | ブラシレスモータの駆動装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013399B2 (ja) * | 1978-04-27 | 1985-04-06 | 日本電信電話株式会社 | 無整流子電動機の起動方式 |
| US4576850A (en) * | 1978-07-20 | 1986-03-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Shaped plastic articles having replicated microstructure surfaces |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59277165A patent/JPH063995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61150694A (ja) | 1986-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |