JPH08126382A - 1個のコイルにより3相の位置検知信号を得る装置 - Google Patents

1個のコイルにより3相の位置検知信号を得る装置

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JPH08126382A
JPH08126382A JP6297754A JP29775494A JPH08126382A JP H08126382 A JPH08126382 A JP H08126382A JP 6297754 A JP6297754 A JP 6297754A JP 29775494 A JP29775494 A JP 29775494A JP H08126382 A JPH08126382 A JP H08126382A
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JP
Japan
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coil
degrees
protrusion
impedance
width
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JP6297754A
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English (en)
Inventor
Itsuki Ban
五紀 伴
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Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Secoh Giken Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 1個のコイルにより3相の直流電動機に使用
される3相の位置検知信号の発生装置を得ることが目的
である。 【構成】 電動機と同期回転する回転子の外周に突出長
の異なる第1,第2,第3の区間を順次に設け、第1,
第2,第3の区間はそれぞれ電気角で120度の巾とす
る。本体に固定した1個のコイルを第1,第2,第3の
区間に対向し、該区間が通過したときのインピーダンス
の変化により、第1,第2,第3の区間に対応する3相
の位置検知信号を得る構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】リラクタンス型の電動機の位置検
知装置として利用することができる。
【従来の技術】1個の位置検知素子を使用した電動機は
すでに周知で例えば本件出願人による特許登録番号第1
167494号がある。しかしこれらの技術は電動機が
起動するときに不安定な出力トルクとなる問題点があ
る。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】第1の課題 3相の直
流電動機の回転子の位置を検出して位置検知信号を得る
為の位置検知素子の数は3個である。従って電気部品の
数が多く対応して電気回路も錯雑となる不都合がある。
第2の課題 大きい出力のリラクタンス型の電動機の場
合には、回転時における磁界の大きさとその変動が大き
く、ホール素子を位置検知素子とすると、検知出力より
ノイズが大きくなり特殊な装置が必要となり、位置検知
装置が大型高価となる問題点がある。
【0003】
【課題を解決するための手段】電動機と同期回転する導
体円板と、該円板の円周面に電気角で120度の巾で互
いに電気角で240度離間して配設された複数個の第1
の突出部と、第1の突出部と隣接して並置され、突出長
が第1の突出部より設定値だけ小さい電気角で120度
の巾の第2の突出部と、第2の突出部に隣接して並置さ
れ突出長が第2の突出部より設定値だけ小さい電気角で
120度の巾の凹部と、第1,第2の突出部面と凹部と
に僅かな空隙を介してコイル面が対向して本体に固定さ
れた1個の位置検知素子となるコイルと、コイル面を通
過する突出部の上記した電気角で120度の第1の区間
及び次の120度の第2の区間及び次の120度の突出
部のない第3の区間におけるコイルのインピーダンスの
差をコイルに印加された高周波交流の通電電流値の変化
により検出して、第1,第2,第3の区間に対応する第
1,第2,第3の相の位置検知信号を得る電気回路とよ
り構成されたものである。
【0004】
【作用】電動機と同期回転する導体回転子の外周に突出
長が異なる電気角が120度の巾の第1,第2,第3の
区間を設け、これ等に対向するコイルのインピーダンス
が変化することを利用することにより、対応した第1,
第2,第3の位置検知信号が得られるので、該信号によ
り対応する第1,第2,第3の相の電機子コイルの通電
制御を行なうことにより電動機を回転せしめることがで
きる。従来の手段によると、3個の位置検知素子が必要
となるが、本発明の手段によると1個のコイルでよいの
で構成が簡素化され、有効な手段となる。
【0005】
【実施例】図1以降について本発明の実施例を説明す
る。各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重
複した説明は省略する。以降の角度表示はすべて電気角
で表示する。次に本発明が適用される3相片波のリラク
タンス型の電動機の構成について説明する。図1は、固
定電機子と回転子の平面図である。図1において、記号
1は回転子で、その突極1a,1b,…の巾は180
度、それぞれは360度の位相差で等しいピッチで配設
されている。回転子1は、珪素鋼板を積層した周知の手
段により作られている。記号5は回転軸である。固定電
機子16には、磁極16a,16b,16c,16d,
16e,16fが、それ等の巾が180度で、等しい離
間角で配設されている。突極と磁極の巾は180度で等
しくされている。突極数は8個,磁極数は6個である。
電機子16も回転子1と同じ手段により作られている。
【0006】磁極16a,16b,…には、電機子コイ
ル17a,17b,…がそれぞれ捲着されている。図4
は、図1の磁極と回転子の展開図である。図4におい
て、円環部16及び磁極16a,16b,…は、図示し
ない外筺に固定されて固定電機子となる。記号16の部
分は磁路となる磁心である。電機子コイル17a,17
dは直列若しくは並列に接続され、この接続体を電機子
コイルKと呼称する。電機子コイル17b,17e及び
電機子コイル17c,17fも同様に接続され、これ等
をそれぞれ電機子コイルL,電機子コイルMと呼称す
る。電機子コイルLが通電されていると、突極1b,1
fが吸引されて、矢印A方向に回転子1が回転する。6
0度回転すると、電機子コイルLの通電が断たれ、電機
子コイルMが通電される。更に120度回転すると、電
機子コイルMの通電が断たれて、電機子コイルKが通電
される。通電モードは120度の回転毎に、電機子コイ
ルK→電機子コイルL→電機子コイルM→とサイクリッ
クに交替され、3相片波のリラクタンス型の電動機とし
て駆動される。このときに軸対称の位置にある磁極は、
図示のようにN,S極に着磁されている。励磁される2
個の磁極が常に異極となっている為に、非励磁磁極を通
る洩れ磁束は互いに反対方向となり、反トルクの発生が
防止される。
【0007】電機子コイルK,L,Mをそれぞれ第1,
第2,第3の相の電機子コイルと呼称する。次に第1,
第2,第3の相の電機子コイルの通電を制御する為に突
極1a,1b,…の回転位置を検知して位置検知信号を
発生する手段について説明する。図2は、本発明装置の
側面図である。図2において、記号3は、固定電機子1
6,16a,16b,…が内周面に固定された外筺であ
る。回転軸5の右端には、回転円板15の中心が固定さ
れ、回転子1(図示せず)と同期回転する。回転円板1
5の平面図が図3に示されている。図3において、回転
円板15は、アルミニユームのような金属導体で作ら
れ、その外周回転面には、突出部15a,15b,…及
び突出部16a,16b,…が配設され、それぞれの巾
は120度となっている。記号18a,18b,…は凹
部となりその巾も120度である。突極15a,15
b,…及び突極16a,16b,…及び凹部18a,1
8b,…はそれぞれ互いに240度離間している。
【0008】記号19はプラスチック円板で、回転軸5
に固定され、円板19の外周に導体円板15が固定され
る。点線23a,23bは突極15a,15b,…、突
極16a,16b,…、凹部18a,18b,…を略示
したものである。突極15a,15b,…は全周に8個
配設される。他の突極と凹部も同じく8個配設される。
図2の点線Cは筐体で、外筐3に固定され、位置検知素
子となるコイル10が設けられて、図3に示すようにコ
イル10は突出部に僅かな空隙を介して対向する。コイ
ル10は20ターン位の偏平なコイルで、コイル面が突
極に対向している。
【0009】回転円板15とコイル10の展開図が図5
に示されている。矢印Aは回転方向で、矢印Dの巾は1
20度、矢印Eの巾も120度である。空隙部の巾も1
20度である。次にコイル10より位置検知信号を得る
手段について説明する。図6に、コイル10より、3相
の位置検知信号を得る為の装置が示されている。図6に
おいて、コイル10,抵抗9a,9b,9c,9dはブ
リッジ回路となり、コイル10が突出部15a,15
b,…、16a,16b,…に対向していないときには
平衡するように調整されている。即ちダイオード11
a,コンデンサ12aならびにダイオード11b,コン
デンサ12bよりなるローパスフイルタの出力は等し
く、オペアンプ13bの出力はローレベルとなる。記号
7は発振器で1メガサイクル位の発振が行なわれてい
る。コイル10が突出部15a,15b,…に対向する
と、鉄損(渦流損とヒステリシス損)により、インピー
ダンスが減少するので、抵抗9aの電圧降下が大きくな
り、オペアンプ13bの出力はハイレベルとなる。
【0010】オペアンプ13aの+,−端子の入力を説
明する。コイル10の面を突出部15aが通過したとき
にそのインピーダンスが最少となり、次に突出部16a
を通過するとコイル10と突極16aとの対向面積が半
減するので、インピーダンスの減少度も半減する。従っ
て突極15aの場合よりインピーダンスが増大する。次
に空間部18aを通過すると更に増大する。空間部を通
過したときに図6のオペアンプ13bの+,−の端子の
入力は等しくなるようになっているので、その出力はロ
ーレベルとなる。このときに、オペアンプ13aの−端
子の入力は、抵抗9dの電圧降下分だけ上昇しているの
でオペアンプ13aの出力もローレベルとなっている。
ダイオード11c,コンデンサ12cは平滑回路であ
る。突出部15a,16aにコイル10が順次に対向す
ると、オペアンプ13bの出力波形は、図7のグラフの
曲線27aとなる。曲線の下部の巾は240度、点線G
の部分では120度である。オペアンプ13aの−端子
の入力は前述したように抵抗9dの電圧降下分だけ上昇
しているので、オペアンプ13aの出力は図7の点線G
の上の部分だけの出力となり、図7の曲線28aとな
り、120度の巾となる。
【0011】コイル10が他の突出部と対向したときの
オペアンプ13b,13aの出力も同様で、これ等の出
力が曲線27b,27c,…,曲線28b,28c,…
として図7に示されている。オペアンプ13bの出力は
240度の巾であるが、曲線28a,28b,…の信号
が、反転回路25aを介してアンド回路26に入力され
ているのでアンド回路26の出力は曲線29a,29
b,…の曲線となる。オペアンプ13bの+端子の入力
即ち図7の曲線27a,27b,…を反転回路25bで
反転した信号が図7の曲線30a,30b,…となる。
以上の説明より理解されるように、図6の端子6a,6
b,6cの出力はそれぞれ図7の曲線28a,28b,
…と曲線29a,29b,…と曲線30a,30b,…
となる。曲線の巾は120度で位相が120度づつおく
れているので、3相の位置検知信号となる。
【0012】上述した位置検知信号は、一般の手段によ
ると、3個の120度離間した位置検知素子により得て
いるが、本発明によると、1個の位置検知素子により得
られるので位置検知装置の構成が簡素化される作用効果
がある。
【0013】
【発明の効果】位置検知素子がコイル1個となるので電
動機の制御装置が簡素化される効果がある。特に大きい
出力の3相リラクタンス型の電動機の場合には、位置検
知素子としてコイル10を利用することにより、磁極の
発生する強い磁界の影響を受けることなく良質な位置検
知信号が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】リラクタンス型電動機の電機子と回転子の平面
【図2】本発明装置の外観を示す側面図
【図3】回転子15の説明図
【図4】本発明装置の電機子と回転子の展開図
【図5】コイル10を利用した位置検知装置の展開図
【図6】図5の位置検知装置の電気回路図
【図7】図5の位置検知装置の電気信号のタイムチャー
【符号の説明】
1,1a,1b,… 回転子と突出部 5 回転軸 16,16a,16b,… 電機子と磁極 17a,17b,… 電機子コイル 3 外筺 15 円板 15a,15b,…,16a,16b,…,18a,1
8b,… 突出部と凹部 10 コイル 7 発振器 13a,13b オペアンプ 25a,25b フリップフロップ回路 27a,27b,… コイル10の出力信号 28a,28b,…,29a,29b,…,30a,3
0b,… 位置検知信号曲線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02K 29/12 H02P 7/05

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機と同期回転する導体円板と、該円板
    の円周面に電気角で120度の巾で互いに電気角で24
    0度離間して配設された複数個の第1の突出部と、第1
    の突出部と隣接して並置され、突出長が第1の突出部よ
    り設定値だけ小さい電気角で120度の巾の第2の突出
    部と、第2の突出部に隣接して並置され突出長が第2の
    突出部より設定値だけ小さい電気角で120度の巾の凹
    部と、第1,第2の突出部面と凹部とに僅かな空隙を介
    してコイル面が対向して本体に固定された1個の位置検
    知素子となるコイルと、コイル面を通過する突出部の上
    記した電気角で120度の第1の区間及び次の120度
    の第2の区間及び次の120度の突出部のない第3の区
    間におけるコイルのインピーダンスの差をコイルに印加
    された高周波交流の通電電流値の変化により検出して、
    第1,第2,第3の区間に対応する第1,第2,第3の
    相の位置検知信号を得る電気回路とより構成されたこと
    を特徴とする1個のコイルにより3相の位置検知信号を
    得る装置。
JP6297754A 1994-10-25 1994-10-25 1個のコイルにより3相の位置検知信号を得る装置 Pending JPH08126382A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4942736B2 (ja) * 2005-04-15 2012-05-30 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 2次側部分の歯構造の無接触走査を備えた同期リニアモータ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4942736B2 (ja) * 2005-04-15 2012-05-30 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 2次側部分の歯構造の無接触走査を備えた同期リニアモータ

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