JPH0720392B2

JPH0720392B2 - ブラシレスモータ駆動回路

Info

Publication number: JPH0720392B2
Application number: JP63017966A
Authority: JP
Inventors: 博行大瀧; 進青木
Original assignee: 株式会社三ツ葉電機製作所
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPH01194885A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］＜産業上の利用分野＞本発明はブラシレスモータに関し、特に正逆転可能なブ
ラシレスモータの駆動回路に関する。

＜従来の技術＞一般にブラシレスモータは、磁極センサを用いてロータ
の磁極位置を検出し、周方向に配設された複数のステー
タコイルをこの磁極位置検出信号に対応して順次励磁・
消磁することにより、回転力を得るようになっている。

一方、ステータコイルに対して電流印加を行わせるスイ
ッチング信号と実際にコイルに磁気が励起されるタイミ
ングとの間には微小ながら応答遅れが存在するため、磁
極センサによるロータの磁極位置検出と駆動回路による
電機子電流の切換タイミングとの間には、この応答遅れ
を勘案した一定の進角を設定することが通例である。こ
のような進角を設定するために、電機子電流の切換を実
行するべき位置から進角した位置に磁極センサ手段を設
ける構成が採られることがあるが、正逆転可能なブラシ
レスモータの場合は、時計方向回転用及び反時計方向回
転用に別個の磁極センサ手段をそれぞれある進角を設定
して配置するようにしている。

このように２組の磁極センサ手段を設けることによって
部品点数が増加し、故障発生率が高くなる。しかも、両
磁極センサ手段はそれぞれ別個に独立して作動するよう
になっているため、一方の磁極センサ手段が故障すれば
他方の磁極センサ手段しか使用できず、ブラシレスモー
タはいずれか１方向にしか駆動できなくなる。

＜発明が解決しようとする課題＞そこで、本発明の目的は、時計方向及び反時計方向にそ
れぞれ別個の磁極センサ手段を備え、時計・反時計両回
転方向に駆動可能なブラシレスモータに於て、一方の磁
極センサ手段が故障した場合に他方の磁極センサ手段を
用いてロータの回転位置を検出し、いずれの回転方向に
も駆動することができるブラシレスモータ駆動回路を提
供することにある。

［発明の構成］＜課題を解決するための手段＞上述の目的は、本発明によれば、時計方向に回転するロ
ータの回転位置を検出する第１磁極センサ手段と、反時
計方向に回転する前記ロータの回転位置を検出する第２
磁極センサ手段とを有するブラシレスモータに於て、前
記ロータの回転方向に対応して前記第１磁極センサ手段
または前記第２磁極センサ手段から入力する回転位置信
号に基づいて電機子電流を切換制御する制御回路を備え
るブラシレスモータ駆動回路であって、前記第１磁極セ
ンサ手段及び前記第２磁極センサ手段と前記制御回路と
の間にそれぞれ故障検出回路が接続され、かつ前記制御
回路が、前記ロータの現状の回転方向に対応する一方の
前記磁極センサ手段に接続された前記故障検出回路から
故障信号を入力すると、他方の前記磁極センサ手段から
入力する回転位置信号に基づいてこれまでと同一方向の
回転を維持するように電機子電流を切換制御するように
なっていることを特徴とするブラシレスモータ駆動回路
を提供することにより達成される。

＜作用＞このようにすれば、例えば時計方向に回転している際に
は、反時計方向回転用の第２磁極センサも、時計方向回
転用の第１磁極センサと同様な位置検出信号を出力して
いる。従って、時計方向回転用の第１磁極センサが故障
した場合には、この磁極センサに対応する故障検出回路
から入力する故障信号によって制御回路が故障を検知
し、かつ第２磁極センサ手段の位置検出信号に切換えて
ロータの回転位置を検出することで電機子電流の切換制
御を継続し得るので、第１磁極センサが故障してもロー
タの回転を継続することが可能となる。

＜実施例＞以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図に示されるように、本発明を適用したブラシレス
モータ１は、ロータ２がＮ極・Ｓ極各１個の永久磁石3
a、3bからなるロータマグネット３を備える。ロータマ
グネット３の周囲には、時計方向に回転するロータ２の
回転位置を検出するための３個の第１磁極センサ４〜６
と、反時計方向に回転するロータ２の回転位置を検出す
るための３個の第２磁極センサ７〜９とが通常の電機子
電流切換位置A1〜A3に対してそれぞれ進角θ１、θ２を
もって配置されている。磁極センサ４〜９は磁界の強弱
及び磁極を判別することができる周知のホール素子から
なり、それぞれブラシレスモータ１の駆動回路10に接続
されている。

駆動回路10は、電機子電流の切換を制御する制御回路11
を備え、制御回路11には図示されていないが電機子電流
の断続、切換を実際に行う駆動部が接続されている。制
御回路11は、時計方向回転用の第１磁極センサ４〜６に
それぞれ接続された３個の第１コンパレータ12〜14と反
時計方向回転用の第２磁極センサ７〜９にそれぞれ接続
された３個の第２コンパレータ15〜17とを備え、それぞ
れ第１故障検出回路18、第２故障検出回路19を介して共
通の制御部20に接続されている。各コンパレータ12〜17
は、従来のブラシレスモータ駆動回路と同様にロータマ
グネット３の極性により各磁極センサ４〜９に生じた電
位差を検出し、Hi（高）レベルまたはLo（低）レベルの
デジタル信号に変換して故障検出回路18、19に出力す
る。

第２図に良く示されるように、第１故障検出回路18は、
第１コンパレータ12〜14の各出力線21〜23にNANDゲート
24及びORゲート25が接続され、かつ両ゲート24、25の出
力がANDゲート26に接続されている。ANDゲート26の出力
線27は第１コンパレータ12〜14の出力線21〜23と並列に
制御部20に接続されている。第２故障検出回路19も上述
の第１故障検出回路18と同様に構成されている。

第３図には、ロータ２を時計方向に回転させた場合に於
ける各コンパレータ12〜17の出力が示されている。第１
コンパレータ12〜14について考えると、まずロータ２の
回転に伴いコンパレータ12の出力がLoからHiに立ち上が
り、次にコンパレータ14の出力がHiからLoに立ち下が
る。更にロータ２が回転すると、コンパレータ13の出力
が立ち上がり、コンパレータ12の出力が立ち下がる。次
にコンパレータ14の出力が立ち上がり、コンパレータ13
の出力が立ち下がる。このように第１磁極センサ４〜６
及びその接続回路が正常に作動しているときは、第１コ
ンパレータ12〜14の出力が順次立ち上がりと立ち下がり
とを交互に繰返して変化する。反時計方向回転用の第２
コンパレータ15〜17についても、第１コンパレータ12〜
14と位相がθ１＋θ２ずれるだけで同様に出力が変化す
る。第３図からわかるように磁極センサの正常作動時に
は、第１コンパレータ12〜14または第２コンパレータ15
〜17の出力が全部同時にHiレベルまたはLoレベルとなる
ことがない。

ホール素子に故障が発生すると、コンパレータ12〜14の
出力が立ち上がりと立ち上がりまたは立ち下がりと立ち
下がりのように同じレベルで連続する。磁極センサ４〜
９またはその接続回路等に故障が発生すると、それに対
応するコンパレータ12〜17からHiまたはLoの同じレベル
のデジタル信号が継続して出力される。このため、第１
コンパレータ12〜14または第２コンパレータ15〜17の出
力全部が同時にHiまたはLoレベルになる状態が発生す
る。第１コンパレータ12〜14の出力が全部Hiレベルの場
合にはNANDゲート24の出力がLoレベルとなり、ANDゲー
ト26から出力線27を介してLoレベルのデジタル信号が制
御部20へ送られる。また、第１コンパレータ12〜14から
の出力が全部Loレベルの場合にはORゲート25の出力がLo
レベルとなり、ANDゲート26から出力線27を介してLoレ
ベルのデジタル信号が制御部20へ送られる。

制御部20は、第１故障検出回路18の出力線27からLoレベ
ルのデジタル信号、即ち故障信号を入力すると、電機子
電流の切換制御を第１磁極センサ４〜６から第２磁極セ
ンサ７〜９に切換えて行うようになっている。第２磁極
センサ７〜９が正常に作動している限り、第３図に示さ
れるように第２コンパレータ15〜17から第１コンパレー
タ12〜14の出力と一定の位相ずれをもってロータの回転
位置を示すデジタル信号が入力するので、引続きモータ
１を時計方向に回転させることができる。つまりこの場
合は、正規の電機子電流切換位置A1〜A3に対してθ２だ
け遅角した位置でロータ２の回転位置が検出されること
となるので、それだけ特性は劣化するが、ロータ２の回
転自体は継続できる。また、ロータ２が反時計方向に回
転している場合に第２磁極センサ７〜９またはその接続
回路に故障が発生すると、第２故障検出回路19から出力
線28を介して故障信号が制御部20へ送られ、第２磁極セ
ンサ７〜９から第１磁極センサ４〜６に切換えてロータ
２を引続き反時計方向に回転させることができる。ま
た、制御部20は第１故障検出回路18または第２故障検出
回路19から故障信号を入力すると、出力線29からアラー
ム表示部に信号を出力し、故障状態を容易に判断できる
ようになっている。

本発明は、上述の実施例に示される２極ロータ形モータ
だけでなく、多極ロータ形モータも同様に適用すること
ができる。例えば第４図には４極ロータ形ブラシレスモ
ータの実施例が示されている。

このブラシレスモータ31は、ロータ32がＮ極・Ｓ極各２
個の永久磁石を交互に配置したロータマグネット33を備
えており、ロータ32の周囲には第１磁極センサ34〜36及
び第２磁極センサ37〜39が通常の電機子電流切換位置B1
〜B5に対してそれぞれ進角θ３、θ４をもって配置され
ている。第１磁極センサ34〜36はそれぞれブラシレスモ
ータ31の駆動回路40の第１コンパレータ41〜43に接続さ
れ、かつ第２磁極センサ37〜39はそれぞれ第２コンパレ
ータ44〜46に接続されている。

この駆動回路40は第１図示の実施例の駆動回路10と同様
に構成されており、ロータ32が時計方向に回転している
場合には、第１磁極センサ34〜36によって回転位置を検
出し、かつ故障が発生すると故障検出回路から入力した
故障信号によって制御部が第２磁極センサ37〜39に切換
え電機子電流の切換を制御する。また、ロータ32が反時
計方向に回転している場合には、第２磁極センサ37〜39
を用いて回転位置を検出し、故障が発生すると同様にし
て第１磁極センサ34〜36に切換えて電機子電流を制御す
るようになっている。

尚、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、
その技術的範囲内に於て様々な変形・変更を加えて実施
することができる。例えばブラシレスモータの特性及び
用途に応じて磁極センサの取付け位置を変更し、または
他のセンサ要素を使用することができる。また上述した
ように、本発明によるブラシレスモータ駆動回路は磁極
センサ自体の故障だけでなくその接続回路を含む磁極セ
ンサ手段全体について故障を検出し、電機子電流の切換
制御を行うことができる。

［発明の効果］上述したように本発明によれば、磁極センサに接続され
たコンパレータと制御部との間に故障検出回路を設ける
ことによって、時計方向または反時計方向回転用磁極セ
ンサ手段に発生した故障を検出すると同時に、他方の磁
極センサ手段に切換えて電機子電流の切換制御を継続す
ることができるので、一方の磁極センサ手段の故障によ
るモータの作動停止を防止することができ、信頼性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるブラシレスモータ駆動回路の概
略を示す回路図である。第２図は、故障検出回路の回路図である。第３図は、コンパレータの出力を示す線図である。第４図は、第２実施例のブラシレスモータ駆動回路の概
略を示す回路図である。１……ブラシレスモータ、２……ロータ３……ロータマグネット、3a、3b……永久磁石４〜６……第１磁極センサ７〜９……第２磁極センサ 10……駆動回路、11……制御回路 12〜14……第１コンパレータ 15〜17……第２コンパレータ 18……第１故障検出回路 19……第２故障検出回路 20……制御部、21〜23……出力線 24……NANDゲート、25……ORゲート 26……ANDゲート、27〜29……出力線 31……ブラシレスモータ 32……ロータ、33……ロータマグネット 34〜36……第１磁極センサ 37〜39……第２磁極センサ 40……駆動回路 41〜43……第１コンパレータ 44〜46……第２コンパレータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時計方向に回転するロータの回転位置を検
出する第１磁極センサ手段と、反時計方向に回転する前
記ロータの回転位置を検出する第２磁極センサ手段とを
有するブラシレスモータに於て、前記ロータの回転方向
に対応して前記第１磁極センサ手段または前記第２磁極
センサ手段から入力する回転位置信号に基づいて電機子
電流を切換制御する制御回路を備えるブラシレスモータ
駆動回路であって、前記第１磁極センサ手段及び前記第２磁極センサ手段と
前記制御回路との間にそれぞれ故障検出回路が接続さ
れ、かつ前記制御回路が、前記ロータの現状の回転方向
に対応する一方の前記磁極センサ手段に接続された前記
故障検出回路から故障信号を入力すると、他方の前記磁
極センサ手段から入力する回転位置信号に基づいてこれ
までと同一方向の回転を維持するように電機子電流を切
換制御するようになっていることを特徴とするブラシレ
スモータ駆動回路。