JPH082190B2 - ホ−ル素子を用いた無整流子電動機 - Google Patents
ホ−ル素子を用いた無整流子電動機Info
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- JPH082190B2 JPH082190B2 JP59036397A JP3639784A JPH082190B2 JP H082190 B2 JPH082190 B2 JP H082190B2 JP 59036397 A JP59036397 A JP 59036397A JP 3639784 A JP3639784 A JP 3639784A JP H082190 B2 JPH082190 B2 JP H082190B2
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- 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
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ホール素子で永久磁石回転子の回転角を
検出し、その検出信号に基づいて各固定子巻線回路に接
続したトランジスタを導通、非導通に駆動して各固定子
巻線に流れる駆動電流を制御し、これらの固定子巻線に
流れる駆動電流と永久磁石回転子の磁束との作用によつ
てトルクを発生するようにしたホール素子を用いた無整
流子電動機に関するものである。
検出し、その検出信号に基づいて各固定子巻線回路に接
続したトランジスタを導通、非導通に駆動して各固定子
巻線に流れる駆動電流を制御し、これらの固定子巻線に
流れる駆動電流と永久磁石回転子の磁束との作用によつ
てトルクを発生するようにしたホール素子を用いた無整
流子電動機に関するものである。
（従来技術） 第１図は一例として２極の従来のホール素子を用いた
無整流子電動機の概略を示す図で、第２図はその電気角
で90゜流通角の駆動電流を流す駆動電気回路図で、第３
図はその動作説明のための、ホール素子の出力電圧、固
定子巻線に流れる駆動電流およびトルクを永久磁石回転
子の回転角を基準に描いたタイムチヤートであり、各固
定子巻線I,II,III,IVは各出力トランジスタQ4,Q6,Q5,Q7
のコレクタと直流電源の一極（GND）に共通に接続され
た抵抗R4を介して接続され、また、これらの出力トラン
ジスタのエミツタは共に直流電源の他極（＋VCC）に接
続され、さらに、これらの出力トランジスタQ4,Q5,Q6,Q
7のベースは各前置トランジスタQ8,Q9,Q10,Q11のコレク
タにそれぞれ接続され、これらの前置トランジスタQ8,Q
9の各ベースは４端子ホール素子Ａの電圧出力端子A1,A2
にそれぞれ接続され、また、上記前置トランジスタQ10,
Q11の各ベースは４端子ホール素子Ｂの電圧出力端子B1,
B2にそれぞれ接続されている。さらに、上記各前置トラ
ンジスタQ8,Q9,Q10,Q11の各エミツタはそれぞれ共通に
接続されて制御用トランジスタQ1のコレクタに接続さ
れ、この制御用トランジスタQ1のエミツタは前記抵抗R4
を介して電源の一極（GND）に接続されている。
無整流子電動機の概略を示す図で、第２図はその電気角
で90゜流通角の駆動電流を流す駆動電気回路図で、第３
図はその動作説明のための、ホール素子の出力電圧、固
定子巻線に流れる駆動電流およびトルクを永久磁石回転
子の回転角を基準に描いたタイムチヤートであり、各固
定子巻線I,II,III,IVは各出力トランジスタQ4,Q6,Q5,Q7
のコレクタと直流電源の一極（GND）に共通に接続され
た抵抗R4を介して接続され、また、これらの出力トラン
ジスタのエミツタは共に直流電源の他極（＋VCC）に接
続され、さらに、これらの出力トランジスタQ4,Q5,Q6,Q
7のベースは各前置トランジスタQ8,Q9,Q10,Q11のコレク
タにそれぞれ接続され、これらの前置トランジスタQ8,Q
9の各ベースは４端子ホール素子Ａの電圧出力端子A1,A2
にそれぞれ接続され、また、上記前置トランジスタQ10,
Q11の各ベースは４端子ホール素子Ｂの電圧出力端子B1,
B2にそれぞれ接続されている。さらに、上記各前置トラ
ンジスタQ8,Q9,Q10,Q11の各エミツタはそれぞれ共通に
接続されて制御用トランジスタQ1のコレクタに接続さ
れ、この制御用トランジスタQ1のエミツタは前記抵抗R4
を介して電源の一極（GND）に接続されている。
上記４端子ホール素子Ａの一方の電流端子A3は抵抗R5
を介して電源の他極（＋VCC）に接続され、また、上記
４端子ホール素子Ｂの一方の電流端子B3は可変抵抗R6を
介して電源の他極（＋VCC）に接続され、また、これら
の４端子ホール素子A,Bの他方の電流端子A4,B4は共に抵
抗R7を介して電源の一極（GND）に接続されている。
を介して電源の他極（＋VCC）に接続され、また、上記
４端子ホール素子Ｂの一方の電流端子B3は可変抵抗R6を
介して電源の他極（＋VCC）に接続され、また、これら
の４端子ホール素子A,Bの他方の電流端子A4,B4は共に抵
抗R7を介して電源の一極（GND）に接続されている。
すなわち、上記前置トランジスタQ8,Q9,Q10,Q11は、
エミツタを共通にし、上記制御用トランジスタQ1を電流
源とした４入力の作動増幅回路を構成しており、上記そ
れぞれの前置トランジスタのベースはホール素子のそれ
ぞれの電圧出力端子に接続している。
エミツタを共通にし、上記制御用トランジスタQ1を電流
源とした４入力の作動増幅回路を構成しており、上記そ
れぞれの前置トランジスタのベースはホール素子のそれ
ぞれの電圧出力端子に接続している。
次にその動作について説明すると、NS磁極が交互に着
磁された永久磁石回転子１の回転にともない、上記ホー
ル素子A,Bの電圧出力端子A1,B1,A2,B2には、直流電圧V0
に重畳して位相が電気角で90゜ずつずれた正弦波状の交
番電圧が発生し（第３図の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）参
照）、それによつて前置トランジスタQ8,Q9,Q10,Q11か
らなる作動増幅回路を動作させ、すなわち、例えば永久
磁石回転子１の回転によつてホール素子Ａの電圧出力端
子A1の電位が相対的に高い場合には、制御用トランジス
タQ1に流れる電流はほとんど前置トランジスタQ8に流れ
る出力トランジスタQ4を駆動し、この出力トランジスタ
Q4に駆動電流i1を流し、この駆動電流i1が固定子巻線Ｉ
に流れ、この駆動電流と固定子巻線が受ける磁束との積
に比例するトルクが永久磁石回転子に生ずる。
磁された永久磁石回転子１の回転にともない、上記ホー
ル素子A,Bの電圧出力端子A1,B1,A2,B2には、直流電圧V0
に重畳して位相が電気角で90゜ずつずれた正弦波状の交
番電圧が発生し（第３図の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）参
照）、それによつて前置トランジスタQ8,Q9,Q10,Q11か
らなる作動増幅回路を動作させ、すなわち、例えば永久
磁石回転子１の回転によつてホール素子Ａの電圧出力端
子A1の電位が相対的に高い場合には、制御用トランジス
タQ1に流れる電流はほとんど前置トランジスタQ8に流れ
る出力トランジスタQ4を駆動し、この出力トランジスタ
Q4に駆動電流i1を流し、この駆動電流i1が固定子巻線Ｉ
に流れ、この駆動電流と固定子巻線が受ける磁束との積
に比例するトルクが永久磁石回転子に生ずる。
次に永久磁石回転子１が電気角で90゜回転すると、ホ
ール素子Ｂの電圧出力端子B1の電位が相対的に高くな
り、上記同様にして固定子巻線IIに駆動電流i2を流し、
永久磁石回転子１がさらに90゜回転すると、ホール素子
Ａの電圧出力端子A2の電位が相対的に高くなり、上記同
様にして回転子巻線IIIに駆動電流i3を流し、永久磁石
回転子１がさらに90゜回転するとホール素子Ｂの電圧出
力端子B2の電位が相対的に高くなり、上記同様にして固
定子巻線IVに駆動電流i4を流す。
ール素子Ｂの電圧出力端子B1の電位が相対的に高くな
り、上記同様にして固定子巻線IIに駆動電流i2を流し、
永久磁石回転子１がさらに90゜回転すると、ホール素子
Ａの電圧出力端子A2の電位が相対的に高くなり、上記同
様にして回転子巻線IIIに駆動電流i3を流し、永久磁石
回転子１がさらに90゜回転するとホール素子Ｂの電圧出
力端子B2の電位が相対的に高くなり、上記同様にして固
定子巻線IVに駆動電流i4を流す。
このようにして、出力トランジスタQ4,Q6,Q5,Q7を通
して上記固定子巻線I,II,III,IVに電気角で流通角90゜
の駆動電流i1,i2,i3,i4が順次流れる。その電流は振幅
は制御用トランジスタQ1のベース端子INに印加される制
御電圧VCによつて制御される。
して上記固定子巻線I,II,III,IVに電気角で流通角90゜
の駆動電流i1,i2,i3,i4が順次流れる。その電流は振幅
は制御用トランジスタQ1のベース端子INに印加される制
御電圧VCによつて制御される。
ホール素子は一般に電流端子間の抵抗やホール電圧が
ホール素子の製造工程でかなり大きくばらつき、また、
それらが周囲温度の変化にともなつて変化するので、上
記ホール素子A,Bに別々の電流を流し、ホール素子Ｂの
電流回路に設けた可変抵抗R6を調整して、上記駆動電流
i1,i2,i3,i4の流通角がそれぞれ電気角で90゜ずつにな
るように調整している。
ホール素子の製造工程でかなり大きくばらつき、また、
それらが周囲温度の変化にともなつて変化するので、上
記ホール素子A,Bに別々の電流を流し、ホール素子Ｂの
電流回路に設けた可変抵抗R6を調整して、上記駆動電流
i1,i2,i3,i4の流通角がそれぞれ電気角で90゜ずつにな
るように調整している。
第３図の（Ｅ）は、固定子巻線I,II,III,IVに流れる
電気角で90゜流通角の駆動電流i1,i2,i3,i4と固定子巻
線が受ける磁束の積に比例する各相のトルクであり、同
図の（Ｆ）はこれらの合成トルクを示したものであり、
固定子巻線が受ける磁束が正弦波であるとすれば、トル
クの最大値と最小値の比が すなわち のトルクリツプルが発生する。
電気角で90゜流通角の駆動電流i1,i2,i3,i4と固定子巻
線が受ける磁束の積に比例する各相のトルクであり、同
図の（Ｆ）はこれらの合成トルクを示したものであり、
固定子巻線が受ける磁束が正弦波であるとすれば、トル
クの最大値と最小値の比が すなわち のトルクリツプルが発生する。
第４図は従来例の電気角で180゜流通角の駆動電流を
流す駆動電気回路を、第５図はその動作説明のための、
ホール素子の出力電圧、固定子巻線に流れる駆動電流お
よびトルクを永久磁石回転子の回転角を基準に描いたタ
イムチヤートであり、第４図の回転が第２図と相違する
点は、ホール素子Ａの他方の電流端子A4は抵抗R3を介し
て直流電源の一極（GND）に接続し、ホール素子Ｂの他
方の電流端子B4は抵抗R9を介して直流電源の一極（GN
D）に接続し、出力トランジスタQ4,Q5を駆動する前置ト
ランジスタQ12,Q13のエミツタは共通に接続して制御用
トランジスタQ2のコレクタに接続し、また、出力トラン
ジスタQ6,Q7を駆動する前置トランジスタQ14,Q15のエミ
ツタは共通に接続して制御用トランジスタQ3のコレクタ
に接続し、これらの制御用トランジスタQ2,Q3のベース
端子INに制御電圧VCを印加するように構成したものであ
る。
流す駆動電気回路を、第５図はその動作説明のための、
ホール素子の出力電圧、固定子巻線に流れる駆動電流お
よびトルクを永久磁石回転子の回転角を基準に描いたタ
イムチヤートであり、第４図の回転が第２図と相違する
点は、ホール素子Ａの他方の電流端子A4は抵抗R3を介し
て直流電源の一極（GND）に接続し、ホール素子Ｂの他
方の電流端子B4は抵抗R9を介して直流電源の一極（GN
D）に接続し、出力トランジスタQ4,Q5を駆動する前置ト
ランジスタQ12,Q13のエミツタは共通に接続して制御用
トランジスタQ2のコレクタに接続し、また、出力トラン
ジスタQ6,Q7を駆動する前置トランジスタQ14,Q15のエミ
ツタは共通に接続して制御用トランジスタQ3のコレクタ
に接続し、これらの制御用トランジスタQ2,Q3のベース
端子INに制御電圧VCを印加するように構成したものであ
る。
すなわち、上記前置トランジスタQ12,Q13はエミツタ
を共通に接続し、上記制御用トランジスタQ2を電流源と
する２入力の作動増幅回路を構成しており、上記前置ト
ランジスタQ12,Q13のベースはホール素子Ａのそれぞれ
の電圧出力端子A1,A2に接続している。
を共通に接続し、上記制御用トランジスタQ2を電流源と
する２入力の作動増幅回路を構成しており、上記前置ト
ランジスタQ12,Q13のベースはホール素子Ａのそれぞれ
の電圧出力端子A1,A2に接続している。
また、同様に上記前置トランジスタQ14,Q15はエミツ
タを共通に接続し、上記制御用トランジスタQ3を電流源
とする２入力の作動増幅回路を構成しており、上記前置
トランジスタQ14,Q15のベースはホール素子Ｂのそれぞ
れの電圧出力端子B1,B2に接続している。
タを共通に接続し、上記制御用トランジスタQ3を電流源
とする２入力の作動増幅回路を構成しており、上記前置
トランジスタQ14,Q15のベースはホール素子Ｂのそれぞ
れの電圧出力端子B1,B2に接続している。
次にその動作を第５図のタイムチヤートと共に説明す
ると、永久磁石回転子１のある電気角で180゜の回転範
囲において、ホール素子Ａの電圧出力端子A1,A2の出力
電圧が第５図の（Ａ）のように変化すると、制御トラン
ジスタQ2に流れる電流がほとんど上記前置トランジスタ
Q12に流れ、これによつて出力トランジスタQ4を駆動し
て、この出力トランジスタQ4を通して固定子巻線Ｉに駆
動電流i1が流れる。
ると、永久磁石回転子１のある電気角で180゜の回転範
囲において、ホール素子Ａの電圧出力端子A1,A2の出力
電圧が第５図の（Ａ）のように変化すると、制御トラン
ジスタQ2に流れる電流がほとんど上記前置トランジスタ
Q12に流れ、これによつて出力トランジスタQ4を駆動し
て、この出力トランジスタQ4を通して固定子巻線Ｉに駆
動電流i1が流れる。
回転子１がある電気角90゜から270゜の回転範囲にお
いては、ホール素子Ｂの電圧出力端子B1,B2の出力電圧
が第５図の（Ｂ）のように変化すると、制御用トランジ
スタQ3に流れる電流がほとんど上記前置トランジスタQ
14に流れ、これによつて出力トランジスタQ6を駆動し
て、この出力トランジスタQ6を通して固定子巻線IIに駆
動電流i2が流れる。以下、同様にして、第５図の（Ｂ）
に示すように固定子巻線III,IVに駆動電流i3,i4が順次
流れる。
いては、ホール素子Ｂの電圧出力端子B1,B2の出力電圧
が第５図の（Ｂ）のように変化すると、制御用トランジ
スタQ3に流れる電流がほとんど上記前置トランジスタQ
14に流れ、これによつて出力トランジスタQ6を駆動し
て、この出力トランジスタQ6を通して固定子巻線IIに駆
動電流i2が流れる。以下、同様にして、第５図の（Ｂ）
に示すように固定子巻線III,IVに駆動電流i3,i4が順次
流れる。
第５図の（Ｃ）は固定子巻線I,II,III,IVに流れる電
気角で180゜流通角の駆動電流i1,i2,i3,i4と固定子巻線
が受ける磁束の積に比例する各相のトルクであり、同図
の（Ｆ）はこれらの合成トルクを示したものであり、第
２図の回路の電気角で90゜流通角の場合と同様に のトルクリツプルが発生する。
気角で180゜流通角の駆動電流i1,i2,i3,i4と固定子巻線
が受ける磁束の積に比例する各相のトルクであり、同図
の（Ｆ）はこれらの合成トルクを示したものであり、第
２図の回路の電気角で90゜流通角の場合と同様に のトルクリツプルが発生する。
（この発明が解決しようとする問題点） この発明は、上記従来例のようなホール素子を用いた
無整流子電動機の永久磁石回転子に生ずるトルクリツプ
ルを軽減することを目的としたものである。
無整流子電動機の永久磁石回転子に生ずるトルクリツプ
ルを軽減することを目的としたものである。
（問題を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するため、電気角で90
゜ずつ隔てて配置された４つの固定子巻線と、NS磁極が
交互に着磁された永久磁石回転子と、電気角で互いに90
゜隔てて配設され、上記永久磁石回転子の回転角に応じ
た電圧を夫々一対の出力端子より出力する第1,第２の４
端子ホール素子と、該第1,第２の４端子ホール素子から
の各出力電圧に応じて導通又は非導通となることにより
上記各固定子巻線に流れる電流を制御する複数の出力ト
ランジスタを有する駆動電気回路とを備えた無整流子電
動機において、上記駆動電気回路を、上記第1,第２の４
端子ホール素子の４つの出力端子の相互電圧差に応じて
電気角で90゜流通角の駆動電流を出力する第１の駆動電
気回路と、上記第1,第２の４端子ホール素子の各出力端
子対の相互電圧差に応じて電気角で180゜流通角の駆動
電流を出力する第２の駆動電気回路とで構成したもので
ある。これを別の表現で説明すると、上記従来例の電気
角で90゜流通角のホール素子を用いた無整流子電動機の
合成トルクのトルクリツプルと、電気角で180゜流通角
のホール素子を用いた無整流子電動機の合成トルクのト
ルクリツプルとが互いに電気角でπ/4すなわち電気角で
45゜、トルクリツプルの基本波の周波数においては180
゜の位相差を有することに着目し、同じ固定子巻線に電
気角で90゜流通角の駆動電流と180゜流通角の駆動電流
を流すことによつて、固定子巻線に流れる90゜流通角の
駆動電流と固定子巻線が受ける磁束とによつて生ずる合
成トルクのリツプルの基本波成分と、180゜流通角の駆
動電流と固定子巻線が受ける磁束とによつて生ずる合成
トルクのトルクリツプルの基本波成分とが、打消すよう
に作用させるようにすることによつて、トルクリツプル
を軽減するようにしたものである。
゜ずつ隔てて配置された４つの固定子巻線と、NS磁極が
交互に着磁された永久磁石回転子と、電気角で互いに90
゜隔てて配設され、上記永久磁石回転子の回転角に応じ
た電圧を夫々一対の出力端子より出力する第1,第２の４
端子ホール素子と、該第1,第２の４端子ホール素子から
の各出力電圧に応じて導通又は非導通となることにより
上記各固定子巻線に流れる電流を制御する複数の出力ト
ランジスタを有する駆動電気回路とを備えた無整流子電
動機において、上記駆動電気回路を、上記第1,第２の４
端子ホール素子の４つの出力端子の相互電圧差に応じて
電気角で90゜流通角の駆動電流を出力する第１の駆動電
気回路と、上記第1,第２の４端子ホール素子の各出力端
子対の相互電圧差に応じて電気角で180゜流通角の駆動
電流を出力する第２の駆動電気回路とで構成したもので
ある。これを別の表現で説明すると、上記従来例の電気
角で90゜流通角のホール素子を用いた無整流子電動機の
合成トルクのトルクリツプルと、電気角で180゜流通角
のホール素子を用いた無整流子電動機の合成トルクのト
ルクリツプルとが互いに電気角でπ/4すなわち電気角で
45゜、トルクリツプルの基本波の周波数においては180
゜の位相差を有することに着目し、同じ固定子巻線に電
気角で90゜流通角の駆動電流と180゜流通角の駆動電流
を流すことによつて、固定子巻線に流れる90゜流通角の
駆動電流と固定子巻線が受ける磁束とによつて生ずる合
成トルクのリツプルの基本波成分と、180゜流通角の駆
動電流と固定子巻線が受ける磁束とによつて生ずる合成
トルクのトルクリツプルの基本波成分とが、打消すよう
に作用させるようにすることによつて、トルクリツプル
を軽減するようにしたものである。
（問題を解決するための実施例） この発明の無整流子電動機も、電気角で90゜ずつ隔てて
配置された４つの固定子巻線I,II,III,IVと、NS磁極が
交互に着磁された永久磁石回転子１と、電気角で互いに
90゜隔てて配設され、上記永久磁石回転子１の回転角に
応じた電圧を夫々一対の出力端子により出力する第1,第
２の４端子ホール素子A,Bと、該第1,第２の４端子ホー
ル素子A,Bからの各出力電圧に応じて導通又は非導通と
なることにより上記各固定子巻線I,II,III,IVに流れる
電流を制御する複数の出力トランジスタを有する駆動電
気回路とを備えている点では従来と変わりないが、その
駆動電気回路の構成においては相違している。
配置された４つの固定子巻線I,II,III,IVと、NS磁極が
交互に着磁された永久磁石回転子１と、電気角で互いに
90゜隔てて配設され、上記永久磁石回転子１の回転角に
応じた電圧を夫々一対の出力端子により出力する第1,第
２の４端子ホール素子A,Bと、該第1,第２の４端子ホー
ル素子A,Bからの各出力電圧に応じて導通又は非導通と
なることにより上記各固定子巻線I,II,III,IVに流れる
電流を制御する複数の出力トランジスタを有する駆動電
気回路とを備えている点では従来と変わりないが、その
駆動電気回路の構成においては相違している。
第６図はこの発明のホール素子を用いた一例として２
極の無整流子電動機の駆動電気回路の実施例を示すもの
で、従来例の第２図に示す電気角で90゜流通角の駆動電
流を流す駆動電気回路と、第４図に示す電気角で180゜
流通角の駆動電流を流す駆動電気回路とを組込んだもの
であり、第２図および第４図と同一部分には同一符号を
付けて説明する。
極の無整流子電動機の駆動電気回路の実施例を示すもの
で、従来例の第２図に示す電気角で90゜流通角の駆動電
流を流す駆動電気回路と、第４図に示す電気角で180゜
流通角の駆動電流を流す駆動電気回路とを組込んだもの
であり、第２図および第４図と同一部分には同一符号を
付けて説明する。
すなわち、２個のホール素子A,Bのそれぞれの電圧出
力端子A1,A2,B1,B2にそれぞれのベースを接続し、それ
ぞれのエミツタを共通に接続して電流源となる第１の制
御用トランジスタQ1のコレクタに接続し、それぞれのコ
レクタを各固定子巻線I,II,III,IVに流れる駆動電流を
制御する出力トランジスタQ4,Q5,Q6,Q7のベースに接続
したこれらの各出力トランジスタを駆動する前置トラン
ジスタQ8,Q9,Q10,Q11などで形成された電気角で90゜流
通角の駆動電流を流す第一の駆動電気回路と、上記一方
の４端子ホール素子Ａのそれぞれの電圧出力端子A1,A2
にそれぞれのベースを接続し、それぞれのエミツタを共
通に接続して電流源となる第２の制御用トランジスタQ2
のコレクタに接続し、それぞれのコレクタをそれぞれ第
１相と第３相に対応する上記出力トランジスタQ4,Q5の
ベースに接続したこれらの出力トランジスタを駆動する
前置トランジスタQ12,Q13および他方の４端子ホール素
子Ｂのそれぞれの電圧出力端子B1,B2にそれぞれのベー
スを接続し、それぞれのコレクタをそれぞれ第２相と第
４相に対応する上記出力トランジスタQ6,Q7のベースに
接続したこれらの出力トランジスタに駆動する前記トラ
ンジスタQ14,Q15で形成された電気角で180゜流通角の駆
動電流を流す第二の駆動電気回路とより構成されたもの
である。
力端子A1,A2,B1,B2にそれぞれのベースを接続し、それ
ぞれのエミツタを共通に接続して電流源となる第１の制
御用トランジスタQ1のコレクタに接続し、それぞれのコ
レクタを各固定子巻線I,II,III,IVに流れる駆動電流を
制御する出力トランジスタQ4,Q5,Q6,Q7のベースに接続
したこれらの各出力トランジスタを駆動する前置トラン
ジスタQ8,Q9,Q10,Q11などで形成された電気角で90゜流
通角の駆動電流を流す第一の駆動電気回路と、上記一方
の４端子ホール素子Ａのそれぞれの電圧出力端子A1,A2
にそれぞれのベースを接続し、それぞれのエミツタを共
通に接続して電流源となる第２の制御用トランジスタQ2
のコレクタに接続し、それぞれのコレクタをそれぞれ第
１相と第３相に対応する上記出力トランジスタQ4,Q5の
ベースに接続したこれらの出力トランジスタを駆動する
前置トランジスタQ12,Q13および他方の４端子ホール素
子Ｂのそれぞれの電圧出力端子B1,B2にそれぞれのベー
スを接続し、それぞれのコレクタをそれぞれ第２相と第
４相に対応する上記出力トランジスタQ6,Q7のベースに
接続したこれらの出力トランジスタに駆動する前記トラ
ンジスタQ14,Q15で形成された電気角で180゜流通角の駆
動電流を流す第二の駆動電気回路とより構成されたもの
である。
なお、上記第１、第２、および第３の制御用トランジ
スタQ1,Q2,Q3のエミツタはそれぞれ抵抗R1,R2,R3を通
し、さらに、共通の抵抗R4を通して直流電源の一極（GN
D）に接続し、また、各固定子巻線I,II,III,IVは上記各
出力トランジスタQ4,Q5,Q6,Q7のコレクタと直流電源の
一極（GND）に共通に接続された抵抗R4を介して接続さ
れ、また、上記各出力トランジスタQ4,Q5,Q6,Q7のエミ
ツタは共に直流電源の他極（＋VCC）に接続されてい
る。
スタQ1,Q2,Q3のエミツタはそれぞれ抵抗R1,R2,R3を通
し、さらに、共通の抵抗R4を通して直流電源の一極（GN
D）に接続し、また、各固定子巻線I,II,III,IVは上記各
出力トランジスタQ4,Q5,Q6,Q7のコレクタと直流電源の
一極（GND）に共通に接続された抵抗R4を介して接続さ
れ、また、上記各出力トランジスタQ4,Q5,Q6,Q7のエミ
ツタは共に直流電源の他極（＋VCC）に接続されてい
る。
また、ホール素子Ａの一方の電流端子A3は抵抗R5を介
して直流電源の他極（＋VCC）に接続され、また、ホー
ル素子Ｂの一方の電流端子B3は可変抵抗R6を介して直流
電源の他極（＋VCC）に接続されている。また、ホール
素子A,Bの他方の電流端子A4,B4は共に抵抗R7を介して直
流電源の一極（GND）に接続されている。
して直流電源の他極（＋VCC）に接続され、また、ホー
ル素子Ｂの一方の電流端子B3は可変抵抗R6を介して直流
電源の他極（＋VCC）に接続されている。また、ホール
素子A,Bの他方の電流端子A4,B4は共に抵抗R7を介して直
流電源の一極（GND）に接続されている。
また、上記第1,第2,第３の制御用トランジスタQ1,Q2,
Q3のエミツタに接続したそれぞれぞれの抵抗R1,R2,R
3は、R2＝R3とし、R1とR2との比により第１の制御用ト
ランジスタQ1に流れる電流i90と第2,第３の制御用トラ
ンジスタQ2,Q3に流れる電流i180との電流比を変えてい
る。
Q3のエミツタに接続したそれぞれぞれの抵抗R1,R2,R
3は、R2＝R3とし、R1とR2との比により第１の制御用ト
ランジスタQ1に流れる電流i90と第2,第３の制御用トラ
ンジスタQ2,Q3に流れる電流i180との電流比を変えてい
る。
次にその動作を説明すると、上記前置トランジスタQ
12,Q13,Q14,Q15および第２、第３の制御用トランジスタ
Q2,Q3などで形成された電気角で180゜流通角の駆動電流
を流す第二の駆動電気回路では、前記第４図および第５
図とともに説明したような電気角で180゜流通角の駆動
電流i1′,i2′,i3′,i4′が固定子巻線I,II,III,IVに流
れ、それによつて永久磁石回転子に第７図の（Ａ）に点
線で示すような合成トルクが発生する。
12,Q13,Q14,Q15および第２、第３の制御用トランジスタ
Q2,Q3などで形成された電気角で180゜流通角の駆動電流
を流す第二の駆動電気回路では、前記第４図および第５
図とともに説明したような電気角で180゜流通角の駆動
電流i1′,i2′,i3′,i4′が固定子巻線I,II,III,IVに流
れ、それによつて永久磁石回転子に第７図の（Ａ）に点
線で示すような合成トルクが発生する。
また、上記前置トランジスタQ8,Q9,Q10,Q11および第
１の制御用トランジスタQ1などで形成された電気角で90
゜流通角の駆動電流を流す第二の駆動電気回路では前記
第２図および第３図とともに説明したような電気角で90
゜流通角の駆動電流i1″,i2″,i3″,i4″が固定子巻線
I,II,III,IVに流れ、それによつて永久磁石回転子に第
７図の（Ａ）に実線で示すような合成トルクが発生す
る。
１の制御用トランジスタQ1などで形成された電気角で90
゜流通角の駆動電流を流す第二の駆動電気回路では前記
第２図および第３図とともに説明したような電気角で90
゜流通角の駆動電流i1″,i2″,i3″,i4″が固定子巻線
I,II,III,IVに流れ、それによつて永久磁石回転子に第
７図の（Ａ）に実線で示すような合成トルクが発生す
る。
周知のように、発生トルクＴは駆動巻線（この実施例
においては固定子巻線）に流れる駆動電流ICと駆動巻線
が受ける磁束密度Ｂとの積に比例し、 Ｔ＝Ｋ・Ｂ・IC（K:電動機の構造による比例定数） で表わされる。
においては固定子巻線）に流れる駆動電流ICと駆動巻線
が受ける磁束密度Ｂとの積に比例し、 Ｔ＝Ｋ・Ｂ・IC（K:電動機の構造による比例定数） で表わされる。
ここで駆動電流ICが電気角で90゜流通角の駆動電流I
C90と180゜流通角の駆動電流IC180との合成とすると、 Ｔ＝Ｋ・Ｂ・（IC90＋IC180） ＝Ｋ・Ｂ・IC90＋Ｋ・Ｂ・IC180 となり、合成トルクは、電気角で90゜流通角の駆動電流
IC90によつて発生するトルクと、電気角で180゜流通角
の駆動電流IC180によつて発生するトルクとの加算合成
である。
C90と180゜流通角の駆動電流IC180との合成とすると、 Ｔ＝Ｋ・Ｂ・（IC90＋IC180） ＝Ｋ・Ｂ・IC90＋Ｋ・Ｂ・IC180 となり、合成トルクは、電気角で90゜流通角の駆動電流
IC90によつて発生するトルクと、電気角で180゜流通角
の駆動電流IC180によつて発生するトルクとの加算合成
である。
これらのことから、これらの合成トルクのトルクリツ
プルは互に電気角でπ/4すなわち電気角で45゜、トルク
リツプルの基本波成分においては電気角で180゜の位相
差を有するので、これらのトルクリツプルは互に打消し
合う部分があるので、もし第１の制御用トランジスタQ1
に流れる電流i90と第２、第３の制御用トランジスタQ2,
Q3に流れる電流i180とに、 の比をもつようにした場合、合成トルクは第８図に示す
ように、電気角でπ/4を繰り返し周期としたトルクリツ
プルを有し、例えば電気角で０からπ/8の区間では相対
的なトルク波形Ｔ（θ）は で表わされ、トルクの最大値はθ＝π/8で発生し、ま
た、トルクの最小値はθ＝０およびθ＝π/4で発生す
る。また、そのトルクの最大値と最小値の比は すなわち、1:0.924となる。
プルは互に電気角でπ/4すなわち電気角で45゜、トルク
リツプルの基本波成分においては電気角で180゜の位相
差を有するので、これらのトルクリツプルは互に打消し
合う部分があるので、もし第１の制御用トランジスタQ1
に流れる電流i90と第２、第３の制御用トランジスタQ2,
Q3に流れる電流i180とに、 の比をもつようにした場合、合成トルクは第８図に示す
ように、電気角でπ/4を繰り返し周期としたトルクリツ
プルを有し、例えば電気角で０からπ/8の区間では相対
的なトルク波形Ｔ（θ）は で表わされ、トルクの最大値はθ＝π/8で発生し、ま
た、トルクの最小値はθ＝０およびθ＝π/4で発生す
る。また、そのトルクの最大値と最小値の比は すなわち、1:0.924となる。
結局、これらの合成トルクの総合のトルクは、第７図
の（Ｂ）に示すように、トルクリツプルが大きく軽減さ
れる。
の（Ｂ）に示すように、トルクリツプルが大きく軽減さ
れる。
（この発明の効果） この発明は、以上説明したように構成したので、電気
角で90゜流通角の駆動電流と、電気角で180゜流通角の
駆動電流を同じ固定子巻線に流すことによつて、これら
の駆動電流によつて永久磁石回転子に生じるそれぞれの
トルクリツプルが互に打消し合うように作用するので、
トルクリツプルがきわめて小さくなるよう軽減される利
点を有するものである。
角で90゜流通角の駆動電流と、電気角で180゜流通角の
駆動電流を同じ固定子巻線に流すことによつて、これら
の駆動電流によつて永久磁石回転子に生じるそれぞれの
トルクリツプルが互に打消し合うように作用するので、
トルクリツプルがきわめて小さくなるよう軽減される利
点を有するものである。
なお、この発明の実施例においては、固定子巻線が受
ける磁束は正弦波であるとしたが、その他の波形であつ
ても、前記第１の制御用トランジスタQ1に流れる電流i
90と第２、第３の制御用トランジスタQ2,Q3に流れる電
流i180との比を変えることによつて前記同様の効果が得
られることは明白である。
ける磁束は正弦波であるとしたが、その他の波形であつ
ても、前記第１の制御用トランジスタQ1に流れる電流i
90と第２、第３の制御用トランジスタQ2,Q3に流れる電
流i180との比を変えることによつて前記同様の効果が得
られることは明白である。
第１図は従来のホール素子を用いた無整流子電動機の概
略を示す図、第２図は従来例の電気角で90゜流通角の駆
動電流を示す駆動電気回路図、第３図はその動作説明の
ためのホール素子の出力電圧、固定子巻線に流れる駆動
電流、およびトルクを永久磁石回転子の回転角を基準に
描いたタイムチヤート、第４図は従来例の電気角で180
゜流通角の駆動電流を流す駆動電気回路図、第５図はそ
の動作説明のためのホール素子の出力電圧、固定子巻線
に流れる駆動電流、およびトルクを永久磁石回転子の回
転角を基準に描いたタイムチヤート、第６図はこの発明
のホール素子を用いた無整流子電動機の駆動電気回路
図、第７図はその動作説明のためのトルクを永久磁石回
転子の回転角を基準に描いたタイムチヤート、第８図は
合成トルクおよびトルクリツプルの説明図である。 Q1,Q2,Q3……第１、第２、第３の制御用トランジスタ、
Q4,Q5,Q6,Q7……駆動電流を制御する出力トランジス
タ、Q8,Q9,Q10,Q11……電気角で90゜流通角の駆動電流
を流す第一の駆動電気回路を形成する前置トランジス
タ、Q12,Q13,Q14,Q15……電気角で180゜流通角の駆動電
流を流す第二の駆動電気回路を形成する前置トランジス
タ、A,B……ホール素子、I,II,III,IV……固定子巻線、
R1,R2,R3,R4,R5,R7……抵抗、R6……可変抵抗。
略を示す図、第２図は従来例の電気角で90゜流通角の駆
動電流を示す駆動電気回路図、第３図はその動作説明の
ためのホール素子の出力電圧、固定子巻線に流れる駆動
電流、およびトルクを永久磁石回転子の回転角を基準に
描いたタイムチヤート、第４図は従来例の電気角で180
゜流通角の駆動電流を流す駆動電気回路図、第５図はそ
の動作説明のためのホール素子の出力電圧、固定子巻線
に流れる駆動電流、およびトルクを永久磁石回転子の回
転角を基準に描いたタイムチヤート、第６図はこの発明
のホール素子を用いた無整流子電動機の駆動電気回路
図、第７図はその動作説明のためのトルクを永久磁石回
転子の回転角を基準に描いたタイムチヤート、第８図は
合成トルクおよびトルクリツプルの説明図である。 Q1,Q2,Q3……第１、第２、第３の制御用トランジスタ、
Q4,Q5,Q6,Q7……駆動電流を制御する出力トランジス
タ、Q8,Q9,Q10,Q11……電気角で90゜流通角の駆動電流
を流す第一の駆動電気回路を形成する前置トランジス
タ、Q12,Q13,Q14,Q15……電気角で180゜流通角の駆動電
流を流す第二の駆動電気回路を形成する前置トランジス
タ、A,B……ホール素子、I,II,III,IV……固定子巻線、
R1,R2,R3,R4,R5,R7……抵抗、R6……可変抵抗。
Claims (1)
- 【請求項１】電気角で90゜ずつ隔てて配置された４つの
固定子巻線と、NS磁極が交互に着磁された永久磁石回転
子と、電気角で互いに90゜隔てて配設され、上記永久磁
石回転子の回転角に応じた電圧を夫々一対の出力端子よ
り出力する第1,第２の４端子ホール素子と、該第1,第２
の４端子ホール素子からの各出力電圧に応じて導通又は
非導通となることにより上記各固定子巻線に流れる電流
を制御する複数の出力トランジスタを有する駆動電気回
路とを備えた無整流子電動機において、 上記駆動電気回路を、上記第1,第２の４端子ホール素子
の４つの出力端子の相互電圧差に応じて電気角90゜流通
角の駆動電流を出力する第１の駆動電気回路と、上記第
1,第２の４端子ホール素子の各出力端子対の相互電圧差
に応じて電気角で180゜流通角の駆動電流を出力する第
２の駆動電気回路とで構成したことを特徴とする、ホー
ル素子を用いた無整流子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036397A JPH082190B2 (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | ホ−ル素子を用いた無整流子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036397A JPH082190B2 (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | ホ−ル素子を用いた無整流子電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180495A JPS60180495A (ja) | 1985-09-14 |
| JPH082190B2 true JPH082190B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=12468715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59036397A Expired - Lifetime JPH082190B2 (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | ホ−ル素子を用いた無整流子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082190B2 (ja) |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP59036397A patent/JPH082190B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60180495A (ja) | 1985-09-14 |
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