JPH0646239Y2 - モ−タ−駆動回路 - Google Patents

モ−タ−駆動回路

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JPH0646239Y2
JPH0646239Y2 JP1985100449U JP10044985U JPH0646239Y2 JP H0646239 Y2 JPH0646239 Y2 JP H0646239Y2 JP 1985100449 U JP1985100449 U JP 1985100449U JP 10044985 U JP10044985 U JP 10044985U JP H0646239 Y2 JPH0646239 Y2 JP H0646239Y2
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【考案の詳細な説明】 「考案の目的」 (産業上の利用分野) 本考案はモーター駆動回路に係り、特に永久磁石の極性
を検出すべき複数の位置検出素子からの各出力電圧を基
礎として駆動コイルへの電流供給量が制御されるように
なっているモーター駆動回路に関する。
(従来技術) 一般にフォノモーター等のように円滑な回転が要求され
るモーターとしては多極の固定コイルを有するブラシレ
ス型のものが用いられている。この種のモーターは第3
図に平面図として示すように磁極が交互に配置されたロ
ーター20の下面側に駆動コイルL1〜L6を配置し、該駆動
コイルへ駆動電流を適当なタイミングで供給することに
よりローター20が回転するように構成されている。ロー
ター20の速度制御はローター20に近接して配置されたホ
ール素子H1,H2により磁極の極性及び位置を検出し、第
4図にブロック図として示すように駆動回路21,22を介
して駆動コイルL1〜L6への供給電流を制御せしめること
によりなされる。
上記駆動コイルL1,L3,L5はホール素子H1からの出力電圧
に基づいて制御され、一方、駆動コイルL2,L4,L6はホー
ル素子H2からの出力電圧に基づいて制御されるようにな
っており、駆動コイルL1〜L6の極性を交互に制御するこ
とによってローター20を定速で回転せしめるように構成
されている。
(考案が解決しようとする問題点) ところが、上記した従来のモーター駆動回路においては
夫々独立して配置したホール素子H1、H2からの信号に基
づいて駆動コイルL1〜L6を駆動するものであるため、ホ
ール素子H1、H2間に特性上の差異があると、その差成分
がそのまま各駆動コイルL1〜L6に影響を与えローター20
の回転にワウ・フラッター(トルクムラ)を生じせしめ
る原因となっていた。
更に詳説すると、ホール素子は印加電流と与えられる磁
界密度とに応じ出力電圧が変化する素子であるが、無磁
界空間におけオフセット電圧や磁界中における出力電圧
特性は各素子毎に異なっている。このため各ホール素子
H1、H2の夫々の各相の出力φ1、φ2には位相−電圧特
性図として第5図に示すように両出力間にvなる電位差
が生じ、駆動コイルL1,L3,L5とL2,L4,L6の各駆動電流に
同様の差異が生ずることとなる。したがって駆動コイル
L1〜L6によって誘起される合成トルクは第6図に位相−
トルク特性図として示すように波状の変動を示し、特
に、低慣性モーターにおいては開特性におけるカットオ
フ周波数が高域化するため、機械的なトルクリップルを
充分に減衰させることができず、ワウ・フラッター特性
が著しく低下することとなっていた。一般に、ワウ・フ
ラッター特性は、第7図に開特性図として示すようにト
ルクリップルの固有周波数f1とローパスフィルタのカッ
トオフ周波数fC1との比により決定され、リップル率を
Rとするとワウ・フラッターWは、 として示される。このため第8図に開特性図として示す
ようにカットオフ周波数(fC2)を充分に低くすること
によりリップルを低減させることができるが、モーター
やターンテーブルの慣性質量を大巾に増加させたり、或
いはホール素子の利得を厳密に調整する等の処置が必要
となるため、コストアップを招き容易に採用することは
できなかった。
本考案は上記した点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、ホール素子等の調整が不要である
と共に慣性質量等を増加させることなく極めて優れたワ
ウ・フラッター特性を得ることができるようにしたモー
ター駆動回路を提供することにある。
「考案の構成」 (問題点を解決するための手段) 本考案に係るモーター駆動回路は、永久磁石の極性を検
出すべき少なくとも2個の位置検出素子と、該少なくと
も2個の位置検出素子からの出力電圧をそれぞれ増幅す
る少なくとも2つの増幅手段と、前記少なくとも2つの
増幅手段の出力によりそれぞれ駆動電流が供給される複
数の駆動コイルとからなるモーター駆動回路において、 上記少なくとも2つの増幅手段の出力間の振幅誤差を検
出する振幅誤差検出手段と、該振幅誤差検出手段の検出
信号を所定の前記位置検出素子の出力信号に加算する加
算手段とを備え、前記増幅手段の各出力の振幅が一致す
るべく制御されるように構成されている。
また、振幅誤差検出手段は、上記増幅手段の内の第1の
増幅手段の一方の極性の出力電圧のみを取り出す第1の
手段と、第2の増幅手段の他方の極性の出力電圧を取り
出す第2の手段と、前記第1及び第2の手段の出力が供
給されるコンデンサと、該コンデンサの出力電圧の低域
成分を通過させるためのローパスフィルタとを備え、該
ローパスフィルタの出力電圧を特定の位置検出素子の出
力信号に加算して、前記増幅手段の各出力の振幅が一致
するべく制御されるように構成されている。
(作用) コンデンサは、2つの位置検出素子からの各出力電圧を
増幅する2つの増幅手段の内の第1の増幅手段の正の出
力電圧と第2の増幅手段の負の出力電圧により充放電さ
れるため、各増幅手段の出力電圧の振幅が等しい場合に
は各電圧が相殺され充電はなされないが、各増幅手段の
出力電圧の振幅に差がある場合には当該差分の充電がな
される。この差分はローパスフィルタを介して特定の位
置検出素子の出力信号に加算されるため、結果的に各位
置検出素子の出力信号は等価となり、駆動コイルへの電
流供給量も等しくなる。
したがってリップル成分は大巾に低減されモーターのワ
ウ・フラッター特性は良好なものとなる。
(実施例) 本考案に係るモーター駆動回路の実施例を第1図及び第
2図に基づいて説明する。
なお、第1図は全体の回路図、第2図は位相−トルク特
性を示すグラフ図である。
図中、1及び2は位置検出素子であって、実施例では夫
々ホール素子が用いられており、ローター(図示しな
い)の極性を検出することにより磁極の位置を検出する
ことができるようになっている。3は位置検出素子1、
2からの出力電圧により充放電されるように接続された
コンデンサ、4は該コンデンサ3の出力電圧の低域成分
を通過させるためのローパスフィルタであって、該ロー
パスフィルタ4の出力電圧5は特定の位置検出素子、図
示例では位置検出素子1の出力電圧に加算されるように
なっている。このため、位置検出素子1の出力電圧によ
り制御される駆動コイル6と、位置検出素子2の出力電
圧により制御される駆動コイル7には、夫々等価な駆動
電流が与えられることとなり、リップル成分は大巾に低
減する。
以下、具体的回路構成例と共に説明する。
ブーストトランジスタQ1で制御される位置検出素子1の
出力電圧は、オペアンプA1及び相補接続されたトランジ
スタQ2、Q3で構成された増幅手段で増幅され、駆動コイ
ル6に供給される。駆動コイル6の出力端は抵抗R1、コ
ンデンサC1、ダイオードD1を介してオペアンプA3(反転
増幅器)に接続されているので、駆動コイル6の出力端
に表われる増幅手段の出力電圧の正の電圧のみが、オペ
アンプA3の反転入力端と出力端との間に接続されたコン
デンサ3には脈流として充電される。
一方、ブーストトランジスタQ4で制御される位置検出素
子2の出力電圧は、オペアンプA2及び相補接続されたト
ランジスタQ5、Q6で構成された増幅手段で増幅され、駆
動コイル7に供給される。駆動トルク7の出力端は抵抗
R2、コンデンサC2、ダイオードD3を介してオペアンプA3
に接続されているので、駆動コイル7の出力端に表われ
る増幅手段の出力電圧の負の電圧のみがコンデンサ3に
脈流として充電されるようになっている。
コンデンサ3に蓄積される電荷は、駆動コイル6の出力
端に表われる増幅手段の出力電圧の振幅が駆動コイル7
の出力端に表われる増幅手段の出力電圧の振幅に等しい
場合には相殺されることとなるが、仮に、駆動コイル6
の出力端に表われる増幅手段の出力電圧の振幅が駆動コ
イル7の出力端に表われる増幅手段の出力電圧の振幅よ
り大きい場合にはオペアンプA3の出力は負電圧となる。
この負の出力電圧は、抵抗R4、R5、R6、コンデンサC5、
C6、及びオペアンプA4により構成されたローパスフィル
タ4を介してオペアンプA5の反転入力端に入力される。
ところで、位置検出素子2を流れる電流は、別に入力さ
れる速度検出信号Sにより制御される電流ブーストトラ
ンジスタQ4によって制御されているが、位置検出素子1
を制御するための電流ブーストトランジスタQ1のベース
には、オペアンプA5からの出力信号が入力されるように
なっている。
オペアンプA5の非反転入力端は、抵抗R7を介してトラン
ジスタQ4のエミッタに接続され、上記速度検出信号Sに
相当する信号が入力されるており、トランジスタQ1は速
度検出信号Sのタイミングに応じて制御されるようにな
っている。上記出力電圧5は、抵抗R9、R10を介してト
ランジスタQ1のエミッタに接続されており、位置検出素
子1への電流を制御するように作用する。従って、位置
検出素子1の出力電圧は降下せしめられ位置検出素子2
と同一の出力電圧となるように制御され、結果的に駆動
コイル6、7に供給される電流量を平衡させることがで
きる。
以上、位置検出素子1の出力電圧を増幅した電圧が位置
検出素子2の出力電圧を増幅した電圧より大きい場合に
ついて説明したが、前記両電圧の大小関係が逆の場合も
上記と同様の回路動作により駆動コイル6,7に供給され
る電流量は平衡する。
したがって、上記本考案によるモーター駆動回路の位相
−トルク特性は、図2に示すようになり、合成トルクは
平坦となる。
一般にブラシレスモーターの駆動力は、 F∝N・B・I・l=K・B・I (ただしN:コイルターン数、B:磁束密度、I:電流、l:有
効長、K:定数である) で示されるが、実施例の如き2相型のモーターにおいて
は、 F2=K′・B0 2cos2θ となるから、総合駆動力Fは、 F=F1+F2=K′B0 2(sin2θ+cos2θ)=K′B0 2 となる。
一方、位置検出素子には、入力抵抗及び出力特性にバラ
ツキがあり、これらのパラメータを定数α1、α2とす
ると、 上記駆動コイル6、7により誘起される駆動力F1、F2
は、 F1=α1B0 2sin2θ F2=α2B0 2cos2θ F=B0 2(α1sin2θ+α2cos2θ) となるが、リップル分をゼロにするためには、(α1sin
2+α2cos2θ)が定数となれば良い。本考案により位置
検出素子1及び位置検出素子2の出力特性を揃えること
によって、α1=α2とすることができるから、sin2θ
+cos2θ=1より上記( )内の数値を定数とすること
ができる。
以上述べたように、合成トルクを平坦なものとすること
ができモーターのワウ・フラッターを大巾に改善するこ
とができる。
「考案の効果」 本考案に係るモーター駆動回路によれば、永久磁石の極
性を検出すべき少なくとも2個の位置検出素子と、該少
なくとも2個の位置検出素子からの出力電圧をそれぞれ
増幅する少なくとも2つの増幅手段と、前記少なくとも
2つの増幅手段の出力によりそれぞれ駆動電流が供給さ
れる複数の駆動コイルとからなるモーター駆動回路にお
いて、上記少なくとも2つの増幅手段の出力間の振幅誤
差を検出する振幅誤差検出手段と、該振幅誤差検出手段
の検出信号を所定の前記位置検出素子の出力信号に加算
する加算手段とを備え、前記増幅手段の各出力の振幅が
一致するべく制御されるように構成されているから、位
置検出素子の出力電圧のバラツキは完全に補償され各駆
動コイルに同一量の電流を供給することができる。
したがって低慣性型モーターであってもワウ・フラッタ
ーを大巾に低減することができ、またターンテーブル等
低慣性モーメントのものを用いることができるから大巾
なコストダウンを図ることができる。しかも、位置検出
素子の調整は不要であるため生産性も良好となる。
更に位置検出素子に特性上の経年変化が生じても自動的
にこれを補償するように作用するから長期にわたって信
頼性を維持することができる等の優れた特長がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本考案に係るモーター駆動回路の実
施例を示し、第1図は全体の回路図、第2図は位相−ト
ルク特性を示すグラフ図である。第3図乃至第8図は従
来のモーター駆動回路を示し、第3図はモーターの平面
図、第4図はブロック図、第5図は位相−電圧特性図、
第6図は位相−トルク特性図、第7図及び第8図は開特
性図である。 1、2:位置検出素子、3:コンデンサ、4:ローパスフィル
タ、6、7:駆動コイル

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】永久磁石の極性を検出すべき少なくとも2
    個の位置検出素子と、該少なくとも2個の位置検出素子
    からの出力電圧をそれぞれ増幅する少なくとも2つの増
    幅手段と、前記少なくとも2つの増幅手段の出力により
    それぞれ駆動電流が供給される複数の駆動コイルとから
    なるモーター駆動回路において、 上記少なくとも2つの増幅手段の出力間の振幅誤差を検
    出する振幅誤差検出手段と、該振幅誤差検出手段の検出
    信号を所定の前記位置検出素子の出力信号に加算する加
    算手段とを備え、前記増幅手段の各出力の振幅が一致す
    るべく制御されるように構成されていることを特徴とす
    るモーター駆動回路。
  2. 【請求項2】振幅誤差検出手段は、上記増幅手段の内の
    第1の増幅手段の一方の極性の出力電圧のみを取り出す
    第1の手段と、第2の増幅手段の他方の極性の出力電圧
    を取り出す第2の手段と、前記第1及び第2の手段の出
    力が供給されるコンデンサと、該コンデンサの出力電圧
    の低域成分を通過させるためのローパスフィルタとを備
    え、該ローパスフィルタの出力電圧を特定の位置検出素
    子の出力信号に加算して、前記増幅手段の各出力の振幅
    が一致するべく制御されるように構成されていることを
    特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項記載のモータ
    ー駆動回路。
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