JPH08289583A - ２本巻き巻線を持つ半波ブラシレス４位相ｄｃモータ - Google Patents
２本巻き巻線を持つ半波ブラシレス４位相ｄｃモータInfo
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- JPH08289583A JPH08289583A JP8117042A JP11704296A JPH08289583A JP H08289583 A JPH08289583 A JP H08289583A JP 8117042 A JP8117042 A JP 8117042A JP 11704296 A JP11704296 A JP 11704296A JP H08289583 A JPH08289583 A JP H08289583A
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- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
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- 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
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータにエネルギー減衰および回収のために
逆導通ダイオードおよび２本巻き巻線を用いる。 【解決手段】 半波ブラシレス４位相ＤＣモータが、４
つのスイッチによって９０度の位相増分で電流が供給さ
れる４つのステータ組を備える。０度および１８０度巻
線は２本巻き導体対の磁気ステータに巻かれ、９０度お
よび２８０度巻線も同様に巻かれる。２本巻き巻線は従
来の巻線と同様に同一の方向の磁界を発生するように接
続される。２本巻き巻線によると、その巻線の磁界は同
一になり、さらに、各巻線の全インダクタンスは２本巻
き対の他方の巻線と変圧器結合する。通常の作動におけ
るスイッチの一連のオフへの切り換わりの間に、その結
合インダクタンスによって減衰することができるような
極性を持つ電圧キックが生じ、また、２本巻きの対の他
方のスイッチに結合されたダイオードによってエネルギ
ーが電源に戻される。
逆導通ダイオードおよび２本巻き巻線を用いる。 【解決手段】 半波ブラシレス４位相ＤＣモータが、４
つのスイッチによって９０度の位相増分で電流が供給さ
れる４つのステータ組を備える。０度および１８０度巻
線は２本巻き導体対の磁気ステータに巻かれ、９０度お
よび２８０度巻線も同様に巻かれる。２本巻き巻線は従
来の巻線と同様に同一の方向の磁界を発生するように接
続される。２本巻き巻線によると、その巻線の磁界は同
一になり、さらに、各巻線の全インダクタンスは２本巻
き対の他方の巻線と変圧器結合する。通常の作動におけ
るスイッチの一連のオフへの切り換わりの間に、その結
合インダクタンスによって減衰することができるような
極性を持つ電圧キックが生じ、また、２本巻きの対の他
方のスイッチに結合されたダイオードによってエネルギ
ーが電源に戻される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は半波４位相のブラ
シレスＤＣモータに関し、詳しくは、エネルギー減衰お
よび回収のために逆導通ダイオードおよび２本巻き(bif
ilar) 巻線を用いるモータに関する。
シレスＤＣモータに関し、詳しくは、エネルギー減衰お
よび回収のために逆導通ダイオードおよび２本巻き(bif
ilar) 巻線を用いるモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】直流（ＤＣ）モータは特にバッテリー電
圧源をもつ乗り物用として多数の応用を持つ。そのよう
なモータは一対の磁石を必要とし、一方はロータまたは
移動部材に接続され、他方はステータに接続される。ロ
ータの動きを引き起こすために必要な連続的な力はモー
タの磁界の継続的な位置の移動から生じる。従来は、ロ
ータおよびステータの両方が電磁石で構成されていた。
しかし、そのような構成は、電力を回転しているロータ
に結合しなければならず、また、ブラシに信頼性が要求
されるという明瞭な欠点を持つ。ブラシは効率が悪い原
因になることがあり、さらに、モータの信頼性に不利な
影響を与えることがある。改良された永久磁石の出現や
特に改良されたソリッドステートの電力制御回路の出現
に伴い、実用的なブラシレスモータが非常に一般的にな
った。
圧源をもつ乗り物用として多数の応用を持つ。そのよう
なモータは一対の磁石を必要とし、一方はロータまたは
移動部材に接続され、他方はステータに接続される。ロ
ータの動きを引き起こすために必要な連続的な力はモー
タの磁界の継続的な位置の移動から生じる。従来は、ロ
ータおよびステータの両方が電磁石で構成されていた。
しかし、そのような構成は、電力を回転しているロータ
に結合しなければならず、また、ブラシに信頼性が要求
されるという明瞭な欠点を持つ。ブラシは効率が悪い原
因になることがあり、さらに、モータの信頼性に不利な
影響を与えることがある。改良された永久磁石の出現や
特に改良されたソリッドステートの電力制御回路の出現
に伴い、実用的なブラシレスモータが非常に一般的にな
った。
【０００３】ブラシレスＤＣモータにおいては、ロータ
は永久磁石を含んでおり、それにより、電気的エネルギ
ーをロータに結合するためのブラシの必要性がない。ロ
ータの永久磁石は固定されたステータ巻線によって作ら
れた磁界の変化または回転と相互作用し、その巻線は電
子スイッチング回路によって作られる交番または脈動電
力によって付勢される。固定ステータ巻線はその巻線の
モータ構造に有効に熱を放出できるようにする。モータ
に接続される電子スイッチング回路はＤＣ・ＡＣ変換装
置と同じである。
は永久磁石を含んでおり、それにより、電気的エネルギ
ーをロータに結合するためのブラシの必要性がない。ロ
ータの永久磁石は固定されたステータ巻線によって作ら
れた磁界の変化または回転と相互作用し、その巻線は電
子スイッチング回路によって作られる交番または脈動電
力によって付勢される。固定ステータ巻線はその巻線の
モータ構造に有効に熱を放出できるようにする。モータ
に接続される電子スイッチング回路はＤＣ・ＡＣ変換装
置と同じである。
【０００４】従来のブラシレスＤＣモータの１つの種類
は図１に示されているように構成された２つのステータ
巻線を含んでいて付勢されたときに相互に直行する磁界
を作る。ステータ巻線８６、８８の各々の一方の端部は
接地されている。そのようなブラシレスＤＣモータにお
いては、各ステータ巻線の非接地端部は、「トーテムポ
ール」接続に構成され交互に切り換わる一対の電力トラ
ンジスタによって、正および負の直流電圧源＋Ｖ、−Ｖ
に交互に接続される。図１においては、バイポーラＰＮ
Ｐトランジスタ７０は、そのエミッタが＋Ｖに接続さ
れ、そのコレクタがバイポーラＮＰＮトランジスタ７２
のコレクタに接続されるとともに巻線８６の非接地端部
に接続されている。トランジスタ７２のエミッタは−Ｖ
に接続されている。同様に、ＰＮＰトランジスタ７４お
よびＮＰＮトランジスタ７６のエミッタはそれぞれ＋Ｖ
および−Ｖに接続され、それぞれのコレクタは互いに接
続されるとともに、ステータ巻線８８の非接地端部に接
続されている。ダンピングダイオード７８、８０、８２
および８４がそれぞれトランジスタ７０、７２、７４お
よび７６のコレクタからエミッタに結合される。ブラシ
レスＤＣモータに関連する事項において、巻線の一方の
端部を正および負に交互に駆動する２つのトランジスタ
を持つ構成は「全波」と称される。これに対し、「半
波」構成においては、ステータ巻線の一方の端部が直流
電圧源の一方の端子に接続され、巻線の他方の端部がＤ
Ｃ電源の他方の端部に単一のスイッチを介して接続され
る。従って、全波制御の構成は各ステータ巻線ごとに２
つのスイッチングトランジスタを必要とするが、半波制
御の構成は各ステータ巻線ごとに１つだけのスイッチン
グトランジスタを用いる。少ないトランジスタ数はコス
トを減少させるとともに信頼性を高める点で望ましい。
全波構成は、一方、２つの電力スイッチングトランジス
タに加わる供給電圧を分割するので、全供給電圧がトラ
ンジスタのブレークダウン電圧を越える傾向があるとき
に、用いられることになる。
は図１に示されているように構成された２つのステータ
巻線を含んでいて付勢されたときに相互に直行する磁界
を作る。ステータ巻線８６、８８の各々の一方の端部は
接地されている。そのようなブラシレスＤＣモータにお
いては、各ステータ巻線の非接地端部は、「トーテムポ
ール」接続に構成され交互に切り換わる一対の電力トラ
ンジスタによって、正および負の直流電圧源＋Ｖ、−Ｖ
に交互に接続される。図１においては、バイポーラＰＮ
Ｐトランジスタ７０は、そのエミッタが＋Ｖに接続さ
れ、そのコレクタがバイポーラＮＰＮトランジスタ７２
のコレクタに接続されるとともに巻線８６の非接地端部
に接続されている。トランジスタ７２のエミッタは−Ｖ
に接続されている。同様に、ＰＮＰトランジスタ７４お
よびＮＰＮトランジスタ７６のエミッタはそれぞれ＋Ｖ
および−Ｖに接続され、それぞれのコレクタは互いに接
続されるとともに、ステータ巻線８８の非接地端部に接
続されている。ダンピングダイオード７８、８０、８２
および８４がそれぞれトランジスタ７０、７２、７４お
よび７６のコレクタからエミッタに結合される。ブラシ
レスＤＣモータに関連する事項において、巻線の一方の
端部を正および負に交互に駆動する２つのトランジスタ
を持つ構成は「全波」と称される。これに対し、「半
波」構成においては、ステータ巻線の一方の端部が直流
電圧源の一方の端子に接続され、巻線の他方の端部がＤ
Ｃ電源の他方の端部に単一のスイッチを介して接続され
る。従って、全波制御の構成は各ステータ巻線ごとに２
つのスイッチングトランジスタを必要とするが、半波制
御の構成は各ステータ巻線ごとに１つだけのスイッチン
グトランジスタを用いる。少ないトランジスタ数はコス
トを減少させるとともに信頼性を高める点で望ましい。
全波構成は、一方、２つの電力スイッチングトランジス
タに加わる供給電圧を分割するので、全供給電圧がトラ
ンジスタのブレークダウン電圧を越える傾向があるとき
に、用いられることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ステータ巻線は実質的
な磁界を形成するように構成されていてエネルギーを蓄
積するので、その明白な性質といえば誘導性があるとい
うことである。ブラシレスＤＣモータ用の制御スイッチ
トポロジー(topology)を確立する際に考慮に入れなけれ
ばならない事項の一つとして、誘導ステータ巻線内の電
流が非導通状態つまりオフ状態に切り換わるときにスイ
ッチングトランジスタに現れることがある電圧サージを
制限することがある。図１のようなトーテムポール全波
駆動構成においては、ダイオードがスイッチングトラン
ジスタの各々にまたがって結合され、それは、一方のス
イッチングトランジスタがオフに切り換わると誘導性電
圧上昇つまり「キック」(kick)によって生じる電流を伝
え、さらに、その「キック」に含まれているエネルギー
を電源に戻すように極性が定められている。巻線から電
源への蓄積されたエネルギーの戻りは電源消費を減少
し、その結果モータのエネルギー効率を高める上で非常
に望ましい。しかし、半波スイッチング構成は、たった
１つのスイッチングトランジスタしか有しないので、そ
のような解決方法には従わない。できることの最良のこ
とはダイオードを誘導性ステータ巻線を横切って接続す
ることで、これにより、誘導電流をステータ巻線自体を
介して循環させてその巻線およびダイオード内でエネル
ギーを消費する。このため、全波構成は半波構成より効
率的である。ステータ電流の半波スイッチングのコスト
および信頼性の利点をスイッチオフの際の誘導性エネル
ギーを電源に循環させるという効率の利点に組み合わせ
ることが望ましい。
な磁界を形成するように構成されていてエネルギーを蓄
積するので、その明白な性質といえば誘導性があるとい
うことである。ブラシレスＤＣモータ用の制御スイッチ
トポロジー(topology)を確立する際に考慮に入れなけれ
ばならない事項の一つとして、誘導ステータ巻線内の電
流が非導通状態つまりオフ状態に切り換わるときにスイ
ッチングトランジスタに現れることがある電圧サージを
制限することがある。図１のようなトーテムポール全波
駆動構成においては、ダイオードがスイッチングトラン
ジスタの各々にまたがって結合され、それは、一方のス
イッチングトランジスタがオフに切り換わると誘導性電
圧上昇つまり「キック」(kick)によって生じる電流を伝
え、さらに、その「キック」に含まれているエネルギー
を電源に戻すように極性が定められている。巻線から電
源への蓄積されたエネルギーの戻りは電源消費を減少
し、その結果モータのエネルギー効率を高める上で非常
に望ましい。しかし、半波スイッチング構成は、たった
１つのスイッチングトランジスタしか有しないので、そ
のような解決方法には従わない。できることの最良のこ
とはダイオードを誘導性ステータ巻線を横切って接続す
ることで、これにより、誘導電流をステータ巻線自体を
介して循環させてその巻線およびダイオード内でエネル
ギーを消費する。このため、全波構成は半波構成より効
率的である。ステータ電流の半波スイッチングのコスト
および信頼性の利点をスイッチオフの際の誘導性エネル
ギーを電源に循環させるという効率の利点に組み合わせ
ることが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ブラシレスＤＣモータは
電圧源の第１および第２端子に接続されるのに適してい
る。そのモータは永久磁石磁界を維持するロータを持
つ。長い２本巻きワイヤは第１および第２端部を持つ。
その２本巻きワイヤは第１および第２の電気的導体を持
ち、その第１および第２導体の各々は互いに隣り合う第
１および第２端部を持つ。２本巻きワイヤがステータ巻
線として巻かれている。ステータ巻線電源接続構成が、
第１導体の第１端部及び第２導体の第２端部を電圧源の
第１端子に接続するために提供されていて、通常の動作
のサイクルの間の異なる時間に電流が第１および第２導
体を通じて異なる方向に流れる。第１の制御可能なスイ
ッチング構成が第１導体の第２端部および電圧源の第２
端子に接続されていて、第１スイッチング制御信号に応
答して導通および非導通の間で切り換わる。第１の一方
向電流導通構成が第１の制御可能なスイッチング構成に
接続されていて、第１の制御可能なスイッチング構成が
非導通の状態にある期間にその第１の制御可能なスイッ
チング構成に生じるであろう逆電圧に応じて導通する。
第２の制御可能なスイッチング構成が第２導体の第１端
部および電圧源の第２端子に接続されていて、第２スイ
ッチング制御信号に応答して導通および非導通の間で切
り換わる。第２の一方向電流導通構成が第２の制御可能
なスイッチング構成に接続されていて、第２の制御可能
なスイッチング構成が非導通の状態にある期間にその第
２の制御可能なスイッチング構成に生じるであろう逆電
圧に応じて導通する。モータは第１および第２制御可能
なスイッチング構成に接続されていて相互に交互に第１
および第２制御信号を発生し、その結果、第１および第
２スイッチング構成が交互に導通し、さらに、第１およ
び第２スイッチング構成の一方が非導通状態になると発
生する誘導電圧が、２本巻きワイヤを通じて変圧器結合
され、そして、他方の制御可能なスイッチング構成に接
続された一方向電流導通装置が導通することによって減
衰する。
電圧源の第１および第２端子に接続されるのに適してい
る。そのモータは永久磁石磁界を維持するロータを持
つ。長い２本巻きワイヤは第１および第２端部を持つ。
その２本巻きワイヤは第１および第２の電気的導体を持
ち、その第１および第２導体の各々は互いに隣り合う第
１および第２端部を持つ。２本巻きワイヤがステータ巻
線として巻かれている。ステータ巻線電源接続構成が、
第１導体の第１端部及び第２導体の第２端部を電圧源の
第１端子に接続するために提供されていて、通常の動作
のサイクルの間の異なる時間に電流が第１および第２導
体を通じて異なる方向に流れる。第１の制御可能なスイ
ッチング構成が第１導体の第２端部および電圧源の第２
端子に接続されていて、第１スイッチング制御信号に応
答して導通および非導通の間で切り換わる。第１の一方
向電流導通構成が第１の制御可能なスイッチング構成に
接続されていて、第１の制御可能なスイッチング構成が
非導通の状態にある期間にその第１の制御可能なスイッ
チング構成に生じるであろう逆電圧に応じて導通する。
第２の制御可能なスイッチング構成が第２導体の第１端
部および電圧源の第２端子に接続されていて、第２スイ
ッチング制御信号に応答して導通および非導通の間で切
り換わる。第２の一方向電流導通構成が第２の制御可能
なスイッチング構成に接続されていて、第２の制御可能
なスイッチング構成が非導通の状態にある期間にその第
２の制御可能なスイッチング構成に生じるであろう逆電
圧に応じて導通する。モータは第１および第２制御可能
なスイッチング構成に接続されていて相互に交互に第１
および第２制御信号を発生し、その結果、第１および第
２スイッチング構成が交互に導通し、さらに、第１およ
び第２スイッチング構成の一方が非導通状態になると発
生する誘導電圧が、２本巻きワイヤを通じて変圧器結合
され、そして、他方の制御可能なスイッチング構成に接
続された一方向電流導通装置が導通することによって減
衰する。
【０００７】本願発明の特定の実施例においては、第１
および第２制御可能なスイッチング構成の各々はトラン
ジスタを含み、第１および第２の一方向電流導通構成の
各々は半導体ダイオードを含む。トランジスタは望まし
くは本質的にダイオードを含むＦＥＴが望ましい。
および第２制御可能なスイッチング構成の各々はトラン
ジスタを含み、第１および第２の一方向電流導通構成の
各々は半導体ダイオードを含む。トランジスタは望まし
くは本質的にダイオードを含むＦＥＴが望ましい。
【０００８】本願発明の１つの実施例において、モータ
は半波４位相モータであり、それは、追加の２つの巻線
を形成するように巻かれた２つの導体を持つ第２の２本
巻きワイヤであり、さらに、それは、さらに、別の一対
の制御可能なスイッチおよび逆導通ダイオードも備え
る。
は半波４位相モータであり、それは、追加の２つの巻線
を形成するように巻かれた２つの導体を持つ第２の２本
巻きワイヤであり、さらに、それは、さらに、別の一対
の制御可能なスイッチおよび逆導通ダイオードも備え
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図２および図３においては、従来
の半波ブラシレス直流電圧または直流（ＤＣ）モータ１
０が、１２として図示された永久磁化のロータと、１４
として概略が示されたステータとを含む。ステータ１４
は４磁石片つまり磁極１６、１８、２０および２２を含
み、それらはロータ１２の周りに離されている。当業者
には、その様な極数は４より大きくすることができ、動
作の原理は４極から理解されていることが知られてい
る。磁極１６−２２（ここで、ハイフンは「乃至」を意
味する）それ自体はまったく永久的には磁化されてな
く、それらの磁性は結合された磁化巻線を流れる電流か
ら誘導される。
の半波ブラシレス直流電圧または直流（ＤＣ）モータ１
０が、１２として図示された永久磁化のロータと、１４
として概略が示されたステータとを含む。ステータ１４
は４磁石片つまり磁極１６、１８、２０および２２を含
み、それらはロータ１２の周りに離されている。当業者
には、その様な極数は４より大きくすることができ、動
作の原理は４極から理解されていることが知られてい
る。磁極１６−２２（ここで、ハイフンは「乃至」を意
味する）それ自体はまったく永久的には磁化されてな
く、それらの磁性は結合された磁化巻線を流れる電流か
ら誘導される。
【００１０】図２および図３においては、＋２４ボルト
の直流源が絶縁ワイヤ導体（絶縁体を区別して示してい
ない）３０によって接続されており、そのワイヤ導体は
極１８の周りに巻かれて巻線５０ａを形成し、それは極
１６まで延長されてその周りに巻かれて第２の巻線５０
ｂを形成する。巻線５０ｂからワイヤ３０はＮＰＮスイ
ッチングトランジスタ４０のコレクタまで延長され、そ
のトランジスタのエミッタは接地されている。同様に、
＋２４ボルトの直流源は絶縁ワイヤ導体３１に接続され
ており、そのワイヤ導体は極１６の周りに巻かれて巻線
５１ａを形成し、さらに、それは極１８まで延長されて
それに巻かれて第２の巻線５１ｂを形成する。巻線５１
ｂからワイヤ３１はＮＰＮスイッチングトランジスタ４
１のコレクタまで延長され、そのトランジスタのエミッ
タは接地されている。＋２４ボルトの直流源は絶縁ワイ
ヤ導体３２に接続されており、そのワイヤ導体は極２２
の周りに巻かれて巻線５２ａを形成し、さらに、それは
極２０まで延長されてそれに巻かれて第２の巻線５２ｂ
を形成する。巻線５２ｂからワイヤ３２はＮＰＮスイッ
チングトランジスタ４２のコレクタまで延長され、その
トランジスタのエミッタは接地されている。最後に、＋
２４ボルトの直流源は導体３３に接続されており、その
ワイヤ導体は極２０の周りに巻かれて巻線５３ａを形成
し、さらに、それは極２２まで延長されてそれに巻かれ
て第２の巻線５３ｂを形成する。巻線５３ｂからワイヤ
３３はＮＰＮスイッチングトランジスタ４３のコレクタ
まで延長され、そのトランジスタのエミッタは接地され
ている。
の直流源が絶縁ワイヤ導体（絶縁体を区別して示してい
ない）３０によって接続されており、そのワイヤ導体は
極１８の周りに巻かれて巻線５０ａを形成し、それは極
１６まで延長されてその周りに巻かれて第２の巻線５０
ｂを形成する。巻線５０ｂからワイヤ３０はＮＰＮスイ
ッチングトランジスタ４０のコレクタまで延長され、そ
のトランジスタのエミッタは接地されている。同様に、
＋２４ボルトの直流源は絶縁ワイヤ導体３１に接続され
ており、そのワイヤ導体は極１６の周りに巻かれて巻線
５１ａを形成し、さらに、それは極１８まで延長されて
それに巻かれて第２の巻線５１ｂを形成する。巻線５１
ｂからワイヤ３１はＮＰＮスイッチングトランジスタ４
１のコレクタまで延長され、そのトランジスタのエミッ
タは接地されている。＋２４ボルトの直流源は絶縁ワイ
ヤ導体３２に接続されており、そのワイヤ導体は極２２
の周りに巻かれて巻線５２ａを形成し、さらに、それは
極２０まで延長されてそれに巻かれて第２の巻線５２ｂ
を形成する。巻線５２ｂからワイヤ３２はＮＰＮスイッ
チングトランジスタ４２のコレクタまで延長され、その
トランジスタのエミッタは接地されている。最後に、＋
２４ボルトの直流源は導体３３に接続されており、その
ワイヤ導体は極２０の周りに巻かれて巻線５３ａを形成
し、さらに、それは極２２まで延長されてそれに巻かれ
て第２の巻線５３ｂを形成する。巻線５３ｂからワイヤ
３３はＮＰＮスイッチングトランジスタ４３のコレクタ
まで延長され、そのトランジスタのエミッタは接地され
ている。
【００１１】図２および図３の構成において、トランジ
スタ４０が導通すると、巻線５０ａおよび５０ｂを電流
が流れて、ロータ１２の近くの極１６の端部が磁気的に
Ｎ極になり、また、ロータ１２の近くの極１８の端部が
磁気的にＳ極になる。トランジスタ４１が導通すると、
巻線５１ａおよび５１ｂを電流が流れて、ロータ１２の
近くの極１６の端部が磁気的にＳ極になり、また、ロー
タ１２の近くの極１８の端部が磁気的にＮ極になる。ト
ランジスタ４２が導通すると、巻線５２ａおよび５２ｂ
を電流が流れて、ロータ１２の近くの極２０の端部が磁
気的にＮ極になり、また、ロータ１２の他方の側の近く
の極２２の端部が磁気的にＳ極になる。トランジスタ４
３が導通すると、巻線５３ａおよび５３ｂを電流が流れ
て、ロータ１２の近くの極２０の端部が磁気的にＳ極に
なり、また、ロータ１２の他方の側の近くの極２２の端
部が磁気的にＮ極になる。当業者に知られているよう
に、制御されたシーケンスにおいてトランジスタ４０−
４３を動作させると、巻線のさまざまな極性がロータの
極性と相互作用を行って回転を誘導または維持する。図
３はブロック９０にトランジスタ駆動制御装置を示して
おり、それは、相対的に０度、９０度、１８０度および
２７０度位相にあるベース駆動信号の連続シーケンスを
用いてトランジスタ４０、４１、４２および４３のベー
スを駆動し、それは所望の磁気トルクシーケンスを発生
し、ロータの回転を誘導および維持する。公知のよう
に、そのような制御装置はモータに結合したセンサから
入力を受取ることによって、速度、位置等の様々なモー
タのパラメータを測定して駆動信号の適当な位相シーケ
ンスの確立を助ける。
スタ４０が導通すると、巻線５０ａおよび５０ｂを電流
が流れて、ロータ１２の近くの極１６の端部が磁気的に
Ｎ極になり、また、ロータ１２の近くの極１８の端部が
磁気的にＳ極になる。トランジスタ４１が導通すると、
巻線５１ａおよび５１ｂを電流が流れて、ロータ１２の
近くの極１６の端部が磁気的にＳ極になり、また、ロー
タ１２の近くの極１８の端部が磁気的にＮ極になる。ト
ランジスタ４２が導通すると、巻線５２ａおよび５２ｂ
を電流が流れて、ロータ１２の近くの極２０の端部が磁
気的にＮ極になり、また、ロータ１２の他方の側の近く
の極２２の端部が磁気的にＳ極になる。トランジスタ４
３が導通すると、巻線５３ａおよび５３ｂを電流が流れ
て、ロータ１２の近くの極２０の端部が磁気的にＳ極に
なり、また、ロータ１２の他方の側の近くの極２２の端
部が磁気的にＮ極になる。当業者に知られているよう
に、制御されたシーケンスにおいてトランジスタ４０−
４３を動作させると、巻線のさまざまな極性がロータの
極性と相互作用を行って回転を誘導または維持する。図
３はブロック９０にトランジスタ駆動制御装置を示して
おり、それは、相対的に０度、９０度、１８０度および
２７０度位相にあるベース駆動信号の連続シーケンスを
用いてトランジスタ４０、４１、４２および４３のベー
スを駆動し、それは所望の磁気トルクシーケンスを発生
し、ロータの回転を誘導および維持する。公知のよう
に、そのような制御装置はモータに結合したセンサから
入力を受取ることによって、速度、位置等の様々なモー
タのパラメータを測定して駆動信号の適当な位相シーケ
ンスの確立を助ける。
【００１２】上述の通り、誘導性要素のみが磁界を発生
させることができるので、図２および図３の構成の巻線
はそれらの本来の性質により誘導性を持つ。その磁界は
蓄積されたエネルギーを表す。電流を誘導巻線に供給す
るスイッチングトランジスタが非導通状態に切り換えら
れると、全波または半波のブラシレスＤＣモータの作動
の間に要求されるのと同様に、巻線と関連する磁界は、
電流を維持する極性を持つ「キック」または電圧上昇と
いう形態でそれに蓄積されたエネルギーを消費する。図
１の全波構成においては、ダイオード７８−８４が誘導
性キックに応答して電流が流れることができるように極
性を持ち、それにより、過大な逆電圧のためにトランジ
スタがブレークダウンすることを防ぐようにし、また、
誘導巻線からエネルギーを電圧源に戻し、これにより、
効率を高める。
させることができるので、図２および図３の構成の巻線
はそれらの本来の性質により誘導性を持つ。その磁界は
蓄積されたエネルギーを表す。電流を誘導巻線に供給す
るスイッチングトランジスタが非導通状態に切り換えら
れると、全波または半波のブラシレスＤＣモータの作動
の間に要求されるのと同様に、巻線と関連する磁界は、
電流を維持する極性を持つ「キック」または電圧上昇と
いう形態でそれに蓄積されたエネルギーを消費する。図
１の全波構成においては、ダイオード７８−８４が誘導
性キックに応答して電流が流れることができるように極
性を持ち、それにより、過大な逆電圧のためにトランジ
スタがブレークダウンすることを防ぐようにし、また、
誘導巻線からエネルギーを電圧源に戻し、これにより、
効率を高める。
【００１３】しかし、図２および図３の半波構成におい
ては、そのような解決方法は可能ではない。図２および
図３のトランジスタの１つが、導通期間の後に非導通に
なると、関連巻線によって生成された誘導電圧キック
が、ダイオードによって電源に戻すことができないよう
な極性になる。例えば、トランジスタ４３が初期状態に
導通状態にあり、巻線５３ａおよび５３ｂに電流が流れ
るようにすると、電流は結合トランジスタが非導通状態
になるまで誘導巻線内を増加し続ける。トランジスタの
導通が非導通状態に向かって減少するにつれて、巻線の
誘導によるコレクタでの電圧上昇が電源の＋２４ボルト
に加えられ、これにより、トランジスタ４３のコレクタ
に正状態の電圧スパイクが形成される。トランジスタ４
３のコレクタに接続されたアノードおよび接地されたカ
ソードを持つダイオード（図示せず）は、そのスパイク
によって表されたエネルギーを電源に戻すが、永続性の
ある導通状態も残すので、トランジスタ４３はバイアス
され、トランジスタ４３によるどのような制御も妨げら
れる。そのようなダイオードのカソードがトランジスタ
４３のコレクタに結合され、そのアノードが接地された
とすると、それは決して導通することはなく、トランジ
スタに何等の保護も与えず、さらに、エネルギーを電源
に戻すこともない。アノードがトランジスタ４３のコレ
クタに接続され、カソードが＋２４ボルト電源に接続さ
れているダイオードは、スパイクの間に導通して、コレ
クタ電圧を＋２４ボルト電源を越える１ダイオード降下
に制限することによって過電圧からトランジスタを保護
するが、エネルギーを電源に戻さず、単に、時間の経過
に伴いそのエネルギーを巻線およびダイオードの損失と
して発散する。
ては、そのような解決方法は可能ではない。図２および
図３のトランジスタの１つが、導通期間の後に非導通に
なると、関連巻線によって生成された誘導電圧キック
が、ダイオードによって電源に戻すことができないよう
な極性になる。例えば、トランジスタ４３が初期状態に
導通状態にあり、巻線５３ａおよび５３ｂに電流が流れ
るようにすると、電流は結合トランジスタが非導通状態
になるまで誘導巻線内を増加し続ける。トランジスタの
導通が非導通状態に向かって減少するにつれて、巻線の
誘導によるコレクタでの電圧上昇が電源の＋２４ボルト
に加えられ、これにより、トランジスタ４３のコレクタ
に正状態の電圧スパイクが形成される。トランジスタ４
３のコレクタに接続されたアノードおよび接地されたカ
ソードを持つダイオード（図示せず）は、そのスパイク
によって表されたエネルギーを電源に戻すが、永続性の
ある導通状態も残すので、トランジスタ４３はバイアス
され、トランジスタ４３によるどのような制御も妨げら
れる。そのようなダイオードのカソードがトランジスタ
４３のコレクタに結合され、そのアノードが接地された
とすると、それは決して導通することはなく、トランジ
スタに何等の保護も与えず、さらに、エネルギーを電源
に戻すこともない。アノードがトランジスタ４３のコレ
クタに接続され、カソードが＋２４ボルト電源に接続さ
れているダイオードは、スパイクの間に導通して、コレ
クタ電圧を＋２４ボルト電源を越える１ダイオード降下
に制限することによって過電圧からトランジスタを保護
するが、エネルギーを電源に戻さず、単に、時間の経過
に伴いそのエネルギーを巻線およびダイオードの損失と
して発散する。
【００１４】図４および図５は本願発明に係るモータを
示しており、そこでは、巻線が２本巻の(bifilar) 導体
つまりワイヤを用いて構成されている。図４および図５
においては、図２および図３の要素に対応する要素が同
一の参照番号によって示されている。図４および図５に
おいては、極１６、１８、２０および２２の周りの巻線
は２本巻の導体で作られている。より詳しくは、極１６
は単一の２本巻きの巻線を持ち、それは導体３０および
３１が対になっており、また、極１８は単一の２本巻き
の巻線を持ち、それは同一の導体３０および３１が対に
なっている。図示するように、導体３０は極１６の近く
のスイッチングトランジスタ４０を経由して電気的に接
地され、また、導体３０は極１８の近くの＋２４ボルト
電源に電気的に接続されている。同様に、導体３１は極
１６の近くの＋２４ボルト電源に接続され、さらに、極
１８の近くのスイッチングトランジスタ４１を経由して
接地されている。極２０は単一の２本巻きの巻線を持
ち、それは導体３２および３３が対になっており、ま
た、極２２は単一の２本巻きの巻線を持ち、それは同一
の導体３２および３３が対になっている。図示するよう
に、導体３２は極２０の近くのスイッチングトランジス
タ４２を経由して電気的に接地され、また、導体３３は
極２０の近くの＋２４ボルト電源に電気的に接続されて
いる。同様に、導体３３は極２０の近くの＋２４ボルト
電源に接続されるとともに極２２の近くのスイッチング
トランジスタ４３を経由して接地されている。
示しており、そこでは、巻線が２本巻の(bifilar) 導体
つまりワイヤを用いて構成されている。図４および図５
においては、図２および図３の要素に対応する要素が同
一の参照番号によって示されている。図４および図５に
おいては、極１６、１８、２０および２２の周りの巻線
は２本巻の導体で作られている。より詳しくは、極１６
は単一の２本巻きの巻線を持ち、それは導体３０および
３１が対になっており、また、極１８は単一の２本巻き
の巻線を持ち、それは同一の導体３０および３１が対に
なっている。図示するように、導体３０は極１６の近く
のスイッチングトランジスタ４０を経由して電気的に接
地され、また、導体３０は極１８の近くの＋２４ボルト
電源に電気的に接続されている。同様に、導体３１は極
１６の近くの＋２４ボルト電源に接続され、さらに、極
１８の近くのスイッチングトランジスタ４１を経由して
接地されている。極２０は単一の２本巻きの巻線を持
ち、それは導体３２および３３が対になっており、ま
た、極２２は単一の２本巻きの巻線を持ち、それは同一
の導体３２および３３が対になっている。図示するよう
に、導体３２は極２０の近くのスイッチングトランジス
タ４２を経由して電気的に接地され、また、導体３３は
極２０の近くの＋２４ボルト電源に電気的に接続されて
いる。同様に、導体３３は極２０の近くの＋２４ボルト
電源に接続されるとともに極２２の近くのスイッチング
トランジスタ４３を経由して接地されている。
【００１５】当業者は、図２および図３の構成と図４お
よび図５の構成との間で図示する限りの相違点は、各極
の巻線が個別巻きの代わりに２本巻きである点だけであ
るということに気が付くであろう。巻線方向は、トラン
ジスタが導通したときの磁界の方向が図２の場合と同じ
になる方向である。図４の構成のように巻線を物理的に
接近させて巻くと、各極の巻線の間に密の磁界結合が生
じ、結合しない磁界はほとんど無いかまったくない。つ
まり、どの１つの極の２つの巻線によって生じる磁界も
本質的に同一である。従って、一方の巻線によって生じ
る磁界は、結合していない磁界によるどのような損失を
伴うことなく、そのエネルギーのほぼすべてを２本巻き
の対の他方の巻線に戻すことができる。これにより、次
に、図４および図５に示すように接続されたダイオード
を用いて、それに結合されたトランジスタを高電圧から
保護することができ、さらに、エネルギーを誘導性キッ
クから電源に戻すことができる。従って、半波ブラシレ
スＤＣモータは、全波のものを越える単純さの利点を維
持するが、さらに、エネルギーを電源に戻すことから得
る効率の良さの利点も持つ。
よび図５の構成との間で図示する限りの相違点は、各極
の巻線が個別巻きの代わりに２本巻きである点だけであ
るということに気が付くであろう。巻線方向は、トラン
ジスタが導通したときの磁界の方向が図２の場合と同じ
になる方向である。図４の構成のように巻線を物理的に
接近させて巻くと、各極の巻線の間に密の磁界結合が生
じ、結合しない磁界はほとんど無いかまったくない。つ
まり、どの１つの極の２つの巻線によって生じる磁界も
本質的に同一である。従って、一方の巻線によって生じ
る磁界は、結合していない磁界によるどのような損失を
伴うことなく、そのエネルギーのほぼすべてを２本巻き
の対の他方の巻線に戻すことができる。これにより、次
に、図４および図５に示すように接続されたダイオード
を用いて、それに結合されたトランジスタを高電圧から
保護することができ、さらに、エネルギーを誘導性キッ
クから電源に戻すことができる。従って、半波ブラシレ
スＤＣモータは、全波のものを越える単純さの利点を維
持するが、さらに、エネルギーを電源に戻すことから得
る効率の良さの利点も持つ。
【００１６】図４および図５においては、各ＮＰＮバイ
ポーラ・スイッチング・トランジスタはそれを横切って
結合されたダイオードを持っており、そのダイオードの
カソードはトランジスタのコレクタに結合され、また、
そのダイオードのアノードはトランジスタのエミッタに
接続または接地されている。より詳しくは、バイポーラ
ＮＰＮトランジスタ４０はそれを横切って結合されたダ
イオード６０を持っており、そのカソードはトランジス
タ４０のコレクタに結合され、また、そのアノードは接
地されている。同様に、バイポーラトランジスタ４１は
それに結合されたダイオード６１を持っており、そのダ
イオードのカソードはトランジスタ４１のコレクタに結
合され、また、ダイオード６１のアノードは接地されて
いる。バイポーラトランジスタ４２および４３はそれら
にそれぞれ結合されたダイオード６２および６３を持っ
ており、それらのダイオードのカソードはそれぞれのト
ランジスタのコレクタに結合され、また、ダイオード６
２および６３のアノードは接地されている。
ポーラ・スイッチング・トランジスタはそれを横切って
結合されたダイオードを持っており、そのダイオードの
カソードはトランジスタのコレクタに結合され、また、
そのダイオードのアノードはトランジスタのエミッタに
接続または接地されている。より詳しくは、バイポーラ
ＮＰＮトランジスタ４０はそれを横切って結合されたダ
イオード６０を持っており、そのカソードはトランジス
タ４０のコレクタに結合され、また、そのアノードは接
地されている。同様に、バイポーラトランジスタ４１は
それに結合されたダイオード６１を持っており、そのダ
イオードのカソードはトランジスタ４１のコレクタに結
合され、また、ダイオード６１のアノードは接地されて
いる。バイポーラトランジスタ４２および４３はそれら
にそれぞれ結合されたダイオード６２および６３を持っ
ており、それらのダイオードのカソードはそれぞれのト
ランジスタのコレクタに結合され、また、ダイオード６
２および６３のアノードは接地されている。
【００１７】各磁極に巻かれた導体間の強力な磁気結合
により、関連するスイッチングトランジスタの１つがオ
フの間にパルス変圧器動作が生じる。例えば、図４およ
び図５のトランジスタ４０が導通していて、電流が＋２
４ボルト電源から巻線５０ａおよび５０ｂを通じて流れ
ているときには、エネルギーがその巻線によって生じた
磁界に蓄積される。トランジスタ４０がそのベース駆動
を減少させることによってオフに切り換わると、磁界が
巻線５０ａおよび５０ｂのところで弱まり始め、その弱
まっている磁界はそれらの巻線の導体３０の巻線のみな
らず、それと共に巻かれている２本巻きの導体３１の巻
線も横切る。弱まっている磁界は導体３０および３１の
両方の巻線を横切るので、電圧がその巻線の各々に誘導
され、さらに、そのエネルギーをどちらの巻線からも抽
出することができる。図示の構成においては、トランジ
スタ４０をオフに切り換えると、トランジスタ４１の近
くの巻線５１ｂの端部で負となり、＋２４ボルト電源の
近くの巻線５１ａの端部で正となる極性を持つ電圧キッ
クが生じる。その電圧キックは電源電圧よりかなり大き
いので、ダイオード６１のカソードが接地電位に対し負
となり、ダイオード６１が導通する。従来の電流（電子
電流とは異なる）は接地からダイオードを通過し、導体
３１および巻線５１ｂおよび５１ａの巻線を通過し、正
の電源に流れ、そして接地に戻るループを流れる。この
電流の流れる方向は電力を電源に戻すのと同じである。
電源に戻される電力はトランジスタ４０が導通している
期間に巻線５０ａおよび５０ｂの磁界に蓄積されたもの
である。巻線５０ａおよび５０ｂの磁界からエネルギー
が抽出されるので、誘導キック電圧の大きさは最小であ
り、トランジスタ４０に引加される全電圧は、原則とし
て、電源電圧プラス１ダイオード順電圧降下、例えば、
２４ボルトの２倍プラス通常のシリコンダイオードの
０．７ボルト、合計４８．７ボルトを越えてはならな
い。
により、関連するスイッチングトランジスタの１つがオ
フの間にパルス変圧器動作が生じる。例えば、図４およ
び図５のトランジスタ４０が導通していて、電流が＋２
４ボルト電源から巻線５０ａおよび５０ｂを通じて流れ
ているときには、エネルギーがその巻線によって生じた
磁界に蓄積される。トランジスタ４０がそのベース駆動
を減少させることによってオフに切り換わると、磁界が
巻線５０ａおよび５０ｂのところで弱まり始め、その弱
まっている磁界はそれらの巻線の導体３０の巻線のみな
らず、それと共に巻かれている２本巻きの導体３１の巻
線も横切る。弱まっている磁界は導体３０および３１の
両方の巻線を横切るので、電圧がその巻線の各々に誘導
され、さらに、そのエネルギーをどちらの巻線からも抽
出することができる。図示の構成においては、トランジ
スタ４０をオフに切り換えると、トランジスタ４１の近
くの巻線５１ｂの端部で負となり、＋２４ボルト電源の
近くの巻線５１ａの端部で正となる極性を持つ電圧キッ
クが生じる。その電圧キックは電源電圧よりかなり大き
いので、ダイオード６１のカソードが接地電位に対し負
となり、ダイオード６１が導通する。従来の電流（電子
電流とは異なる）は接地からダイオードを通過し、導体
３１および巻線５１ｂおよび５１ａの巻線を通過し、正
の電源に流れ、そして接地に戻るループを流れる。この
電流の流れる方向は電力を電源に戻すのと同じである。
電源に戻される電力はトランジスタ４０が導通している
期間に巻線５０ａおよび５０ｂの磁界に蓄積されたもの
である。巻線５０ａおよび５０ｂの磁界からエネルギー
が抽出されるので、誘導キック電圧の大きさは最小であ
り、トランジスタ４０に引加される全電圧は、原則とし
て、電源電圧プラス１ダイオード順電圧降下、例えば、
２４ボルトの２倍プラス通常のシリコンダイオードの
０．７ボルト、合計４８．７ボルトを越えてはならな
い。
【００１８】それにもかかわらず、残留磁界がわずかに
生じることがあり、それは２本巻きの巻線の導体の一方
に結合され、他方の導体には結合されない。そのような
磁界は未結合インダクタンスを意味し、そのエネルギー
は上述のようには抽出することができず、それはそれに
接続されたトランジスタのコレクタに残留電圧キックを
生じさせることがある。対称性によって、すべてのトラ
ンジスタは同様な方法で保護され、エネルギーはすべて
の巻線から電源に戻される。
生じることがあり、それは２本巻きの巻線の導体の一方
に結合され、他方の導体には結合されない。そのような
磁界は未結合インダクタンスを意味し、そのエネルギー
は上述のようには抽出することができず、それはそれに
接続されたトランジスタのコレクタに残留電圧キックを
生じさせることがある。対称性によって、すべてのトラ
ンジスタは同様な方法で保護され、エネルギーはすべて
の巻線から電源に戻される。
【００１９】本願発明の他の観点によると、バイポーラ
トランジスタ・プラス・ダイオードの構成は固有ダイオ
ードを持つ電界効果トランジスタ、望ましくはＭＯＳＦ
ＥＴによって置き換えることができる。図６において
は、Ｎチャンネルの電界効果電力トランジスタ４４０が
描かれており、そのソースは接地され、そのドレーンは
導体３０に接続されている。そのようなＭＯＳＦＥＴは
そのソースとそのドレーンとの間に結合された固有ダイ
オードを持ち、それは図５のトランジスタ４０に接続さ
れたダイオード６０と等価である。図６のトランジスタ
４４０は、もちろんであるが、電流、電力処理性能、電
圧ブレークダウン等が等価である限り、図５のバイポー
ラトランジスタ４０およびダイオード６０と直接に取り
換えることができる。バイポーラトランジスタを越える
そのようなＦＥＴの第１の利点は、トランジスタのベー
スと比べると、ＦＥＴのコントロールゲートが電流をほ
とんどまたはまったく通さない点にある。
トランジスタ・プラス・ダイオードの構成は固有ダイオ
ードを持つ電界効果トランジスタ、望ましくはＭＯＳＦ
ＥＴによって置き換えることができる。図６において
は、Ｎチャンネルの電界効果電力トランジスタ４４０が
描かれており、そのソースは接地され、そのドレーンは
導体３０に接続されている。そのようなＭＯＳＦＥＴは
そのソースとそのドレーンとの間に結合された固有ダイ
オードを持ち、それは図５のトランジスタ４０に接続さ
れたダイオード６０と等価である。図６のトランジスタ
４４０は、もちろんであるが、電流、電力処理性能、電
圧ブレークダウン等が等価である限り、図５のバイポー
ラトランジスタ４０およびダイオード６０と直接に取り
換えることができる。バイポーラトランジスタを越える
そのようなＦＥＴの第１の利点は、トランジスタのベー
スと比べると、ＦＥＴのコントロールゲートが電流をほ
とんどまたはまったく通さない点にある。
【００２０】本願発明の他の例は当業者にとって明白で
ある。バイポーラＮＰＮトランジスタを説明したが、電
源の極性を単に変えることによって、ＰＮＰトランジス
タを用いることができる。つまり、エネルギー回収ダイ
オードのアノードをＰＮＰトランジスタのコレクタに接
続し、それらのカソードを接地する。ベースまたはゲー
ト駆動はいくぶん複雑ではあるが、スイッチングトラン
ジスタは、図示のような接地端部の近く代えて供給電圧
の「ホット」つまり非接地端部の近くに接続することが
できる。
ある。バイポーラＮＰＮトランジスタを説明したが、電
源の極性を単に変えることによって、ＰＮＰトランジス
タを用いることができる。つまり、エネルギー回収ダイ
オードのアノードをＰＮＰトランジスタのコレクタに接
続し、それらのカソードを接地する。ベースまたはゲー
ト駆動はいくぶん複雑ではあるが、スイッチングトラン
ジスタは、図示のような接地端部の近く代えて供給電圧
の「ホット」つまり非接地端部の近くに接続することが
できる。
【図１】従来の全波ブラシレスＤＣモータ駆動回路の簡
略化した概略回路図である。
略化した概略回路図である。
【図２】相互に直交する磁界を作るように構成された２
つのステータを備えるような従来の１つの種類のブラシ
レスＤＣモータの一部の簡略化した斜視図で、また、半
波接続を示す図でもある。
つのステータを備えるような従来の１つの種類のブラシ
レスＤＣモータの一部の簡略化した斜視図で、また、半
波接続を示す図でもある。
【図３】図２の構成の簡略化した概略回路図である。
【図４】本願発明に係るブラシレスＤＣモータの簡略化
した斜視図で、ステータ巻線は２本巻きで、オフに切り
換わるときの誘導キックを他方の巻線に結合するととも
に電源に戻すような変換器動作を提供する状態を示す。
した斜視図で、ステータ巻線は２本巻きで、オフに切り
換わるときの誘導キックを他方の巻線に結合するととも
に電源に戻すような変換器動作を提供する状態を示す。
【図５】図４の構成の簡略化した概略回路図である。
【図６】二者択一のスイッチを示す。
１６、１８、２０、２２ 極 ３０、３１、３２、３３ 絶縁ワイヤ導体 ４０、４１、４２、４３ スイッチングトランジスタ ６０、６１、６２、６３ ダイオード
Claims (6)
- 【請求項１】 第１および第２端子を備える直流電圧源
から付勢されるブラシレスＤＣモータであって、 少なくとも１つのＮ極およびＳ極をもつ永久磁石磁界を
作る永久磁石を持つロータと、 前記電圧源の前記第１端子に電気的に接続される第１端
子を持ち、さらに、第１の状況の間に前記電圧源の前記
第２端子に電気的に接続される第２端子も持つ第１ステ
ータ巻線であって、該第１ステータ巻線は前記ロータの
周囲の基準角度位置に物理的に配置されていて、前記第
１の状況の間に該第１ステータ巻線を通じて前記電圧源
から電流が流れると、磁界が前記基準角度位置に発生
し、該磁界が特定の場合において前記永久磁石磁界の特
定の部分と相互作用する第１ステータ巻線と、 前記電圧源の前記第１端子に電気的に接続される第１端
子を持ち、さらに、前記第１の状況とは異なる第２の状
況の間に前記電圧源の前記第２端子に電気的に接続され
る第２端子も持つ第２ステータ巻線であって、該第２ス
テータ巻線は前記第１ステータ巻線を用いて巻かれた２
本巻き巻線であり、また、前記第２の状況の間に該第２
ステータ巻線を通じて前記電圧源から電流が流れると、
前記永久磁石磁界の前記特定の部分と前記特定の場合に
おいて相互作用することができる磁界が該第２ステータ
巻線によって発生される第２ステータ巻線と、 前記電圧源の前記第２端子に接続されるとともに前記第
１ステータ巻線の前記第２端子に接続され、第１制御信
号の第１および第２の部分に応答して導通状態と非導通
状態との間で切り換わる第１制御可能なスイッチング手
段と、 前記電圧源の前記第２端子に接続されるとともに前記第
２ステータ巻線の前記第２端子に接続され、第２制御信
号の第１および第２の部分に応答して導通状態と非導通
状態との間で切り換わる第２制御可能なスイッチング手
段と、 前記第１および第２制御可能なスイッチング手段に接続
されていて、前記第２制御信号の前記第１の部分が前記
第２制御可能なスイッチング手段に供給される時間と交
互の時間に前記第１制御信号の前記第１の部分を前記第
１制御可能なスイッチング手段に供給する制御手段とを
備えるブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項２】 請求項１のモータにおいて、前記２本巻
きの巻線が前記第１および第２ステータ巻線の双方と磁
気的に結合して変圧器を形成し、また、さらに、 前記第１制御可能なスイッチング手段と並列に接続され
た第１の一方向電流導通手段であって、前記第２制御可
能なスイッチング手段が前記非導通状態に入ることに応
じて導通するように極性が定められており、これによ
り、前記第２ステータ巻線の前記磁界からのエネルギー
を該第１の一方向電流導通手段を通じて前記電圧源に戻
す第１の一方向電流導通手段と、 前記第２制御可能なスイッチング手段と並列に接続され
た第２の一方向電流導通手段であって、前記第１制御可
能なスイッチング手段が前記非導通状態に入ることに応
じて導通するように極性が定められており、これによ
り、前記第１ステータ巻線の前記磁界からのエネルギー
を該第２の一方向電流導通手段を通じて前記電圧源に戻
す第２の一方向電流導通手段とを備えるモータ。 - 【請求項３】 請求項２のモータにおいて、さらに、 前記電圧源の前記第１端子に電気的に接続される第１端
子を持ち、さらに、第３の状況の間に前記電圧源の前記
第２端子に電気的に接続される第２端子も持つ第３ステ
ータ巻線であって、前記第１の角度入りから９０度ずれ
た前記ロータの周りの第２の角度位置に物理的に配置さ
れていて、前記第３の状況の間に該第３ステータ巻線を
通じて前記電圧源から電流が流れると、磁界が前記第３
の角度位置に発生し、該磁界が特定の場合において前記
永久磁石磁界の特定の部分と相互作用する第３ステータ
巻線と、 前記電圧源の前記第１端子に電気的に接続される第１端
子を持ち、さらに、前記第１、第２および第３の状況と
は異なる第４の状況の間に前記電圧源の前記第２端子に
電気的に接続される第２端子も持つ第４ステータ巻線で
あって、該第４ステータ巻線は前記第３ステータ巻線を
用いて巻かれた２本巻き巻線であり、前記２本巻きの巻
線が前記第３および第４ステータ巻線の双方と磁気的に
結合して変圧器を形成し、前記第４の状況の間に該第４
ステータ巻線を通じて前記電圧源から電流が流れると、
前記永久磁石磁界の前記特定の部分と前記特定の場合に
おいて相互作用することができる磁界が該第４ステータ
巻線によって発生される第４ステータ巻線と、 前記電圧源の前記第２端子に接続されるとともに前記第
３ステータ巻線の前記第２端子に接続され、第３制御信
号の第１および第２の部分に応答して導通状態と非導通
状態との間で切り換わる第３制御可能なスイッチング手
段と、 前記電圧源の前記第２端子に接続されるとともに前記第
４ステータ巻線の前記第２端子に接続され、第４制御信
号の第１および第２の部分に応答して導通状態と非導通
状態との間で切り換わる第４制御可能なスイッチング手
段と、 前記第３および第４制御可能なスイッチング手段に接続
されていて、前記第４制御信号の前記第１の部分が前記
第４制御可能なスイッチング手段に供給される時間と交
互の時間に前記第３制御信号の前記第１の部分を前記第
３制御可能なスイッチング手段に供給する追加の制御手
段と、 前記第３制御可能なスイッチング手段と並列に接続され
た第３の一方向電流導通手段であって、前記第４制御可
能なスイッチング手段が前記非導通状態に入ることに応
じて導通するように極性が定められており、これによ
り、前記第４ステータ巻線の前記磁界からのエネルギー
を該第３の一方向電流導通手段を通じて前記電圧源に戻
す第３の一方向電流導通手段と、 前記第４制御可能なスイッチング手段と並列に接続され
た第４の一方向電流導通手段であって、前記第３制御可
能なスイッチング手段が前記非導通状態に入ることに応
じて導通するように極性が定められており、これによ
り、前記第３ステータ巻線の前記磁界からのエネルギー
を該第４の一方向電流導通手段を通じて前記電圧源に戻
す第４の一方向電流導通手段とを備えるモータ。 - 【請求項４】 電圧源の第１および第２端子に接続され
るブラシレスＤＣモータであって、 永久磁石磁界を作るつロータと、 第１端部および第２端部を持つ長い２本巻きワイヤであ
って、第１および第２導体を持ち、前記ロータの周りの
ステータ巻線として巻かれる長い２本巻きワイヤと、 前記第１導体の前記第１端部および前記第２導体の前記
第２端部を前記電圧源の前記第１端子に接続するステー
タ巻線電源接続手段と、 前記第１導体の前記第２端子に接続されるとともに前記
電圧源の前記第２端子に接続され、第１スイッチング制
御信号に応答して導通状態と非導通状態との間で切り換
わる第１制御可能なスイッチング手段と、 該第１制御可能なスイッチング手段と関連し、前記第１
制御可能なスイッチング手段が前記非導通状態にある間
に前記第１制御可能なスイッチング手段に引加される電
圧に応答して導通する第１の一方向電流導通手段と、 前記第２の導体の前記第１端子に接続されるとともに前
記電圧源の前記第２端子に接続され、第２スイッチング
制御信号に応答して導通状態と非導通状態との間で切り
換わる第２制御可能なスイッチング手段と、 該第２制御可能なスイッチング手段と関連し、前記第２
制御可能なスイッチング手段が前記非導通状態にある間
に前記第２制御可能なスイッチング手段に引加される電
圧に応答して導通する第２の一方向電流導通手段と、 前記第１および第２制御可能なスイッチング手段に接続
されていて、相互に交替するように、前記第１および第
２制御信号を発生する制御手段とを備えるブラシレスＤ
Ｃモータ。 - 【請求項５】 請求項４のモータにおいて、前記第１お
よび第２制御可能なスイッチング手段の各々がトランジ
スタを含み、前記第１および第２の一方向電流導通手段
の各々が半導体ダイオードを含むモータ。 - 【請求項６】 請求項４のモータにおいて、前記第１お
よび第２制御可能なスイッチング手段の各々が電界効果
トランジスタを含み、前記第１および第２の一方向電流
導通手段の各々が前記電界効果トランジスタの構造に固
有のダイオードを含むモータ。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US08/423,255 | 1995-04-17 | ||
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- 1996-04-15 KR KR1019960011212A patent/KR960039552A/ko not_active Application Discontinuation
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