JPH07163120A - 直流ブラシレスファンモータ - Google Patents

直流ブラシレスファンモータ

Info

Publication number
JPH07163120A
JPH07163120A JP5307939A JP30793993A JPH07163120A JP H07163120 A JPH07163120 A JP H07163120A JP 5307939 A JP5307939 A JP 5307939A JP 30793993 A JP30793993 A JP 30793993A JP H07163120 A JPH07163120 A JP H07163120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
drive circuit
circuit section
rotor
fan motor
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
Application number
JP5307939A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Tsukitani
精一 築谷
Kyoji Fujinami
教司 藤波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5307939A priority Critical patent/JPH07163120A/ja
Publication of JPH07163120A publication Critical patent/JPH07163120A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電気,電子機器において、機器の冷却を
目的にファンモータが使用されている。本発明は起動電
流を低減し、モータの定状運転時の消費電流を低減した
効率の良いファンモータの動力源に適した直流ブラシレ
スモータを提供することを目的とする。 【構成】 本発明の第一のグループである図1のモータ
では駆動回路部に電流検出抵抗40,41を備えるとと
もに、その検出電流が所定のレベルを越えないように電
流制限回路42,43が駆動回路動作信号を制御するの
で起動電流を小さくおさえることができる。本発明の第
二のグループである図3のモータではモータを運転する
位置検出信号をフレーム2の折り返し部52で部分的に
シールドし、不必要な電流をカットするのでモータの定
状運転時の消費電流を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として電子機器の冷
却に使われる直流ブラシレスモータの駆動回路と構造に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高密度化が進む各種電気,電子機
器において機器の強制冷却の必要性から冷却用のファン
モータが使用されているが、機器の信頼性を高めるには
直流のブラシレスファンモータを使用するのが望まし
い。
【0003】しかしながら、ファンモータに使用される
直流ブラシレスモータは、コスト的な制約から構造の簡
単な二相半波駆動方式か単相全波駆動方式が採用されて
いるが、これらのモータ方式は自起動を可能とするため
に固定子と永久磁石回転子との間の空隙を不均一とした
レラクタンストルクを設けなければならず、結果として
この空隙の幅を小さくできないのでこれらの方式のモー
タは同じサイズのブラシ付きモータより効率が悪く消費
電流が高くなり駆動電源の容量をブラシ付きモータを使
用する場合より大きくする必要があった。
【0004】以下に、従来の軸流ファンモータに使用さ
れていた二相半波駆動方式の直流ブラシレスモータの性
能に関して説明する。
【0005】図5は、従来のファンモータに使われてい
るレラクタンストルクを利用した二相半波駆動方式の直
流ブラシレスモータの構造を示すものである。図5にお
いて1は永久磁石、2はフレーム、3はシャフトであ
り、これらが回転子を構成している。回転子の周囲には
ファンモータの羽根5が取り付けられた負荷部4が圧入
等の方法で取り付けられている。6は複数のコア板から
なる固定子であり、永久磁石1の内周面に対向して設置
されておりその突起部には巻線7が巻かれている。8は
軸受機構で、ファンモータのケース9に設けられたボス
部10に取り付けられている。ボス部10はまた固定子
6をその外周で支えている。また、永久磁石1の端面部
近傍には回転子の位置を検出するための磁気センサー1
2がモータを運転するための回路部とともに基板13に
設置されている。基板13と巻線7との機械的な接続は
固定子6の表面に付けられた絶縁体11で行われてい
る。
【0006】図6は図5のファンモータの回転子から負
荷部4を取り除いたものをフレームの開放側より見た斜
視図であり、破線14は永久磁石1の極の切り替わり部
である。この場合フレームと永久磁石の端面位置は軸方
向でほぼ等しくなっている。
【0007】図7は図5のファンモータの固定子と回転
子の関係を示す外形形状図と回路構成とを示すものであ
る。図7において12は永久磁石回転子の位置を検出す
るホール素子等の位置検出手段、15はホール素子の信
号から出力回路への動作指令信号を発生するロジック回
路、16はモータが拘束された場合や過負荷が印加され
た場合などにロジック回路を緊急停止させるための保護
回路、17と18は駆動巻線、19と20はそれぞれの
駆動巻線に電流を流す駆動回路、21と22と23は巻
線と回路部を結ぶ結線部である。
【0008】図8は図7の回路構成を持ったファンモー
タの特性図であり、24はモータのS−T(回転数−ト
ルク)特性曲線、25はI−T(電流−トルク)特性曲
線、26はファン負荷曲線である。
【0009】図9は図7のモータの回転原理図であり、
27は永久磁石回転子の駆動部の磁束分布、28は位置
検出磁束、29は28によって制御される一相駆動巻線
の動作、30は28によって制御される二相駆動巻線の
動作、31はこれら巻線部により発生する電磁トルク、
32は固定子と永久磁石との間の空隙の不均一さにより
生ずるレラクタンストルクを示す。
【0010】以上のように構成された回路を持つファン
モータについて、以下その動作について説明する。
【0011】図7の二相半波ブラシレスモータは速度制
御等の機能を一切持たないのでファンモータが定状回転
中の状態は図8の曲線24と曲線26の交点33であ
る。この時の回転数は点34の回転数であり、ファンの
負荷が点35となるので負荷電流は点36である。しか
しながらファンモータが起動する時は当然のことながら
回転数は零なので点37から徐々に回転数が上昇してい
く。逆に消費電流は点38の値から徐々に低下していく
のである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の図
8の従来の回路構成では、モータを駆動させるのに必要
な電源の電源容量は少なくても点38以上の容量が必要
になる。
【0013】一般に点38の電流は点36の定状状態の
消費電流の三倍から五倍であり、実際にこの電源の能力
が使用されるのはモータの起動時の一瞬である。電源の
容量をモータの定状状態の電流に合わせて設定すれば電
源を小型化できるが、モータの起動の際に電圧降下を生
じモータの制御回路を正常に動作できなくする恐れがあ
った。
【0014】次に、図9の電磁トルク図より分かるよう
に位置検出磁束の極の切り替え部付近(0゜el,18
0゜el,360゜el)ではほとんど電磁トルクを発
生しないにもかかわらず駆動巻線には通電信号が送られ
ている。この部分では32のレラクタンストルクが回転
力として働くので駆動巻線への通電信号はほとんど無駄
な電流を生じるものでしかない。
【0015】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、モータの定状状態の消費電流を低減し、さらに定状
状態の消費電流と同等の容量の小型電源で安定してモー
タを回転することができる高効率の安価な直流ブラシレ
スモータを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための種々の手段を提供する。その第一のグルー
プは、モータの回路を位置センサーの信号から前記固定
子巻線の相切り替えのための制御信号を発生する制御回
路部と、前記固定子巻線に電流を流す駆動回路部とに分
離し、制御回路部にはモータ電源より直接電力を供給
し、前記固定子巻線を流れる電流を検出制限するために
前記駆動回路部には電流検出手段を備え、その電流の値
が予め定められた値を越えないように前記制御回路部か
ら前記駆動回路部に入力される信号を制限する回路手段
を備えたものである。
【0017】第二のグループはフレームの前記センサー
側の端面は前記永久磁石端面より軸方向に長く伸び、前
記永久磁石の磁極の切り替わり部において前記フレーム
の端面が部分的に内径方向に折り曲げられていて、実質
的に位置検出磁束が零となる構造を備えたものである。
【0018】
【作用】第一のグループは、モータ回路の中の駆動回路
部に電流制限回路を採用することにより定状状態のモー
タ消費電流と起動時の消費電流の差を少なくすることが
できるので、モータ駆動電源の容量を実使用状態に合わ
せた小さい容量のものとすることができる。
【0019】第二のグループは、モータの永久磁石回転
子の位置検出磁束部である端面にフレームをトルク発生
にほとんど関与しない部分に選択的にかぶせることで実
質的な零磁束を作り出して、モータの電流の非通電区間
を設けることで定状状態の消費電流を低減できモータ効
率を改善できる。この構成によって、モータ駆動電源の
容量の小型化も計れる。
【0020】以上、ここに述べた二つの構成を選択また
は併用することで前述の課題を解決できる。
【0021】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の一実施例を図面
にもとづいて説明する。図1にファンモータ回路のブロ
ック図、図2にモータの特性図を示す。これは前述の第
一のグループに相当するものである。
【0022】図1において12は永久磁石回転子の位置
を検出するホール素子等の位置検出手段、15はホール
素子の信号から出力回路への動作指令信号を発生するロ
ジック回路、16はモータが拘束された場合や過負荷が
印加された場合などにロジック回路を緊急停止させるた
めの保護回路で、これら12から15までの部分が図中
破線で囲まれた制御回路部39で、出力回路と別にモー
タ電源に接続されている、21から23までが図のモー
タ部の駆動巻線への結線、19と20はそれぞれの駆動
巻線に電流を流す駆動回路のトランジスタである。40
と41はそれぞれ駆動回路19と20に流れる電流を検
出する抵抗で一端は駆動回路の最下位点である19,2
0のトランジスタのエミッタ端子に接続されて他端はモ
ータの負電源につながっている。また19,20のトラ
ンジスタのエミッタ端子はそれぞれ電流制限を行うトラ
ンジスタ42と43のベース端子に接続されている。4
2と43のエミッタ端子はモータの負電源に接続され、
コレクタ端子は制御回路部からの出力に接続されてい
る。
【0023】図2において44はモータのS−T(回転
数−トルク)特性曲線、45はI−T(電流−トルク)
特性曲線、26はファン負荷曲線である。
【0024】図1の回路構成において抵抗40,41の
値はファンモータが定状回転をしているときにはトラン
ジスタ42と43を動作させないで、定状回転時より若
干大きなモータ電流が流れた時に動作させるように設定
される。
【0025】このように構成された回路において、モー
タを流れる電流は図2の44と26との交点33での電
流46より若干大きな電流値で頭打ちとなるので47が
最大の電流値となるようなI−T特性を示すことにな
る。したがって、モータの起動の際にも定状回転時とで
ほとんど差がない消費電流となるのでモータ電源の容量
を小型化することができる。
【0026】(実施例2)次に第二のグループ、すなわ
ちモータの効率を改善して消費電流を低減した例であ
る。図3は図5の従来のモータの回転子に本発明の技術
を採用したものでフレーム2の端面を永久磁石1の端面
より延ばし、永久磁石の極の切り替え部14で内径側に
切り返し部52,53を設けた回転子のフレーム開放端
側からの斜視図である。図4はこの回転子を使用した場
合のモータの回転原理を示すもので27は永久磁石回転
子の駆動部の磁束分布、48は位置検出磁束、49は4
8によって制御される一相駆動巻線の動作、50は48
によって制御される二相駆動巻線の動作、51はこれら
巻線部により発生する電磁トルク、32はモータのレラ
クタンストルクを示すものである。
【0027】前述のフレームの切り返し部が電磁シール
ドとして働くので位置検出磁束に実質的な零磁束が駆動
部時速の極の切り替わり部で生まれ、この部分で従来発
生していた無駄な駆動巻線の通電信号がなくなり消費電
流が低減できる。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明の第一のグループ
は、ファンモータの回路を位置センサーの信号から前記
固定子巻線の相切り替えのための制御信号を発生する制
御回路部と、前記固定子巻線に電流を流す駆動回路部と
に分離し、制御回路部にはモータ電源より直接電力を供
給し、前記固定子巻線を流れる電流を検出制限するため
に前記駆動回路部には電流検出手段を備え、その電流の
値が予め定められた値を越えないように前記制御回路部
から前記駆動回路部に入力される信号を制限する回路手
段を備えることで電流制限回路を構成し、ファンモータ
の起動時の大電流を定状回転時の電流と同等程度におさ
えることができる。
【0029】第二のグループは、フレームの前記センサ
ー側の端面は前記永久磁石端面より軸方向に長く伸び、
前記永久磁石の磁極の切り替わり部において前記フレー
ムの端面が部分的に内径方向に折り曲げられていて、実
質的に位置検出磁束が零となる構造を備えることでファ
ンモータのトルク発生にほとんど寄与しない消費電流通
電部分で駆動電流の無通電区間を設けファンモータの定
状運転時の消費電流を低減できる。これら二つの構成を
選択または併用することで効率の良い直流ブラシレスフ
ァンモータが実現でき、ファンモータ駆動電源の容量の
低減でファンモータを使用する機器の小型化と低価格化
への寄与も実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例における二相半波駆動方式の直流
ブラシレスファンモータの回路ブロック図
【図2】第1の実施例における二相半波駆動方式の直流
ブラシレスファンモータの特性図
【図3】第1の実施例における二相半波駆動方式の直流
ブラシレスファンモータの回転子の外観斜視図
【図4】第1の実施例における二相半波駆動方式の直流
ブラシレスファンモータの回転原理を表す特性図
【図5】従来の二相半波駆動方式の直流ブラシレスファ
ンモータの構造を示す半断面図
【図6】従来の二相半波駆動方式の直流ブラシレスファ
ンモータの回転子の外観斜視図
【図7】従来の二相半波駆動方式の直流ブラシレスファ
ンモータの回転子と固定子の関係と回路ブロック図を併
記した図
【図8】従来の二相半波駆動方式の直流ブラシレスファ
ンモータの特性図
【図9】従来の二相半波駆動方式の直流ブラシレスファ
ンモータの回転原理を表す特性図
【符号の説明】
1 永久磁石 2 フレーム 3 シャフト 4 負荷部 5 羽根 6 固定子 7,17,18 巻線 8 軸受機構 9 ケース 11 絶縁体 12 位置検出手段 13 回路基板 14 磁極の切り替わり部 15 ロジック回路 16 保護回路 19,20 駆動回路トランジスタ 21,22,23 結線部 24,44 S−T曲線 25,45 I−T曲線 26 ファン負荷曲線 40,41 電流検出抵抗 42,43 電流制限トランジスタ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射状に磁化された環状の永久磁石と、
    この外周を取り巻き磁路を構成するフレームと、軸方向
    の一端に回転子の回転中心をなすシャフトを保持する機
    構を有する部材とからなる環状の回転子と、 この回転子の内側にあって回転子に向けて複数個の突起
    のある複数枚のコア板を軸方向に積み重ねて構成され、
    この積層コアの各突起に磁束を発生させ電磁トルクを生
    ずるように突起に巻き付けられた巻線とからなる固定子
    と、 前記回転子と永久磁石との空隙は180゜電気角内で最
    大と最小となる形状を持ち、不均一な空隙が固定子の発
    生する正回転電磁トルクの不足する範囲で正回転力を補
    うコキングトルクとして働き、 前記固定子の巻線に電流を流して回転子を一定方向に回
    転させるため、前記回転子のシャフトを保持している側
    と反対の方向に離れて設置された回転子の位置を永久磁
    石の端面磁束か、あるいは内面の漏洩磁束で検出するセ
    ンサーと、このセンサーの信号に応じた電流を流すため
    の回路組立を有し、 前記回路組立は前記位置センサーの信号から前記固定子
    巻線の相切り替えのための制御信号を発生する制御回路
    部と、前記固定子巻線に電流を流す駆動回路部とに分離
    され、前記固定子巻線を流れる電流を検出制限するため
    に前記駆動回路部には電流検出手段を備え、この電流の
    値が予め定められた値を越えないように前記制御回路部
    から前記駆動回路部に入力される信号を制限する回路手
    段を備えた直流ブラシレスファンモータ。
  2. 【請求項2】 駆動回路部の最下位電位とモータの負電
    源入力との間に駆動回路部に流れる電流を検出する手段
    として一個の電流検出抵抗が挿入され、電流制限手段と
    して一個のNPNトランジスタを備え、前記駆動回路部
    の最下位電位点は前記NPNトランジスタのベース端子
    に接続され、前記NPNトランジスタのエミッタ端子は
    モータの負電源端子に接続され、さらに前記NPNトラ
    ンジスタのコレクタ端子は制御回路部からの信号を前記
    駆動回路部に送る部分に接続されてこの信号を制限する
    ようにした請求項1記載の直流ブラシレスファンモー
    タ。
  3. 【請求項3】 駆動回路部は駆動巻線の相の数と同数に
    分離され、この各々の駆動回路ごとに電流検出抵抗が備
    えられ、各駆動回路の入力信号を制限するよう相の数と
    同数のNPNトランジスタを電流制限手段として備えた
    請求項2記載の直流ブラシレスファンモータ。
  4. 【請求項4】 駆動回路部の最上位電位とモータの正電
    源入力との間に駆動回路部に流れる電流を検出する手段
    として一個の電流検出抵抗が挿入され、電流制限手段と
    して一個のPNPトランジスタを備え、駆動回路部の最
    上位電位点は前記PNPトランジスタのベース端子に接
    続され、前記PNPトランジスタのエミッタ端子はモー
    タの正電源端子に接続され、さらに前記PNPトランジ
    スタのコレクタ端子は制御回路部からの信号を前記駆動
    回路部に送る部分に接続されてこの信号を制限するよう
    にした請求項1記載の直流ブラシレスファンモータ。
  5. 【請求項5】 駆動回路部は駆動巻線の相の数と同数に
    分離され、その各々の駆動回路ごとに電流検出抵抗が備
    えられ、各駆動回路の入力信号を制限するよう相の数と
    同数のPNPトランジスタを電流制限手段として備えた
    請求項4記載の直流ブラシレスファンモータ。
  6. 【請求項6】 放射状に磁化された環状の永久磁石と、
    この外周を取り巻き磁路を構成するフレームと、軸方向
    の一端に回転子の回転中心をなすシャフトを保持する機
    構を有する部材とからなる環状の回転子と、 この回転子の内側にあって回転子に向けて複数個の突起
    のある複数枚のコア板を軸方向に積み重ねて構成され、
    この積層コアの各突起に磁束を発生するように突起に巻
    き付けられた巻線とからなる固定子と、 この固定子の巻線に電流を流して回転子を一定方向に回
    転させるため、回転子のシャフトを保持している側と反
    対の方向に離れて設置された回転子の位置を永久磁石の
    端面磁束か、あるいは内面の漏洩磁束で検出するセンサ
    ーと、このセンサーの信号に応じた電流を流すための回
    路組立を有し、 前記フレームの前記センサー側の端面は前記永久磁石端
    面より軸方向に長く伸び、前記永久磁石の磁極の切り替
    わり部において前記フレームの端面が部分的に内径方向
    に折り曲げられていて、実質的に位置検出磁束が零とな
    る構造の直流ブラシレスファンモータ。
  7. 【請求項7】 実質的に零となる角度が電気角でおよそ
    5度から15度の請求項6記載の二相半波式ブラシレス
    ファンモータ。
  8. 【請求項8】 実質的に零となる角度が電気角でおよそ
    5度から15度の請求項6記載の単相全波式ブラシレス
    ファンモータ。
JP5307939A 1993-12-08 1993-12-08 直流ブラシレスファンモータ Pending JPH07163120A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5307939A JPH07163120A (ja) 1993-12-08 1993-12-08 直流ブラシレスファンモータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5307939A JPH07163120A (ja) 1993-12-08 1993-12-08 直流ブラシレスファンモータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07163120A true JPH07163120A (ja) 1995-06-23

Family

ID=17974999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5307939A Pending JPH07163120A (ja) 1993-12-08 1993-12-08 直流ブラシレスファンモータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07163120A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020124075A (ja) * 2019-01-31 2020-08-13 日本電産株式会社 モータおよび送風装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020124075A (ja) * 2019-01-31 2020-08-13 日本電産株式会社 モータおよび送風装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4804873A (en) Unidirectional brushless motor
JP2009033786A (ja) バスバーを内蔵したインナーロータブラシレスモータ
JPH09222093A (ja) 軸流ファンモータ
JPS6039356A (ja) ブラシレス磁界逆転dcフアンモータ
JPH0353858B2 (ja)
US6424114B1 (en) Synchronous motor
US20070205731A1 (en) Methods and systems for dynamically braking an electronically commutated motor
JPH084378B2 (ja) 磁束集中形磁石を有する同期電動機
JP2003032978A (ja) 回転電機
US20130062985A1 (en) Brushless dc motor
US8258667B2 (en) Reverse electromotive force generating motor
JPH11346497A (ja) Dcブラシレスモータ及びその制御方法
JPS6259544B2 (ja)
JPH07163120A (ja) 直流ブラシレスファンモータ
JP3163285B2 (ja) 同期モータ
JP3050851B2 (ja) 同期モータ
JPH048154A (ja) 有鉄心形単相ブラシレスモータ
KR900000102B1 (ko) 브러시레스 모우터
JP2670022B2 (ja) 無整流子電動機
JP2001112219A (ja) 直流電動機
JPS6013491A (ja) 直流無刷子電動機
JP2675534B2 (ja) 無整流子電動機
JPH11136889A (ja) 永久磁石形モータ及びその製造方法
JPH02266882A (ja) 発電発動装置
JP2001145281A (ja) 小型モータ及びこれを利用した電動加工装置