JPH0847282A - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

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JPH0847282A
JPH0847282A JP6194971A JP19497194A JPH0847282A JP H0847282 A JPH0847282 A JP H0847282A JP 6194971 A JP6194971 A JP 6194971A JP 19497194 A JP19497194 A JP 19497194A JP H0847282 A JPH0847282 A JP H0847282A
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brushless motor
current
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Hiroshi Iwai
広 岩井
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Abstract

PURPOSE:To reduce the acceleration/deceleration time of a brushless motor. CONSTITUTION:The title motor consists of a conduction means 7 for achieving conduction between the middle point of an armature coil 5 and a drive power supply 6, a speed detection means 9 for detecting the rotary speed of a rotor, an armature voltage detection means 10 for detecting each terminal voltage of the armature coil 5 and outputting the detection voltage, and a conduction control means 8 for controlling the conduction means 7 according to the output of the armature voltage detection means 10 and the speed detection means 9.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータに関
するものであり、特に回転速度の加減速時間を短縮しつ
つ消費電力を低減するブラシレスモータに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to a brushless motor that reduces power consumption while reducing acceleration / deceleration time of rotation speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報の高速化に対応し、例えばデ
ィスク状記録媒体に記録された不連続で任意なデータを
読み込むのに必要な時間の短縮が強く望むまれてきてお
り、媒体を回転駆動するモータの回転速度の加減速の短
時間化が課題となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a strong demand for a reduction in the time required for reading discontinuous and arbitrary data recorded on a disk-shaped recording medium in response to the speeding up of information. The challenge is to shorten the acceleration / deceleration of the rotational speed of the driving motor.

【0003】図6はディスク状記録媒体を駆動するため
の従来のブラシレスモータの駆動制御装置であり、駆動
電源6より電源が投入されると、ブラシレスモータ11
は永久磁石を備えたロータ2の磁極位置をホール素子等
のロータ位置検出手段3にて検出し、その検出信号に応
じて電子整流子手段4によりステータである電機子コイ
ル5に流れる電流を切り換えるように構成されており、
既知のブラシレスモータの回転原理によりロータ2は回
転駆動力を発生する。
FIG. 6 shows a conventional brushless motor drive controller for driving a disk-shaped recording medium. When the drive power source 6 is turned on, the brushless motor 11 is driven.
Detects the magnetic pole position of the rotor 2 provided with a permanent magnet by the rotor position detecting means 3 such as a Hall element, and switches the current flowing through the armature coil 5 which is the stator by the electronic commutator means 4 according to the detection signal. Is configured as
The rotor 2 generates a rotational driving force according to the known rotation principle of a brushless motor.

【0004】このようなブラシレスモータを仕様回転数
範囲(1200〜2400rpm )のCD−ROMのディ
スクを回転駆動するスピンドルモータに用いた場合のト
ルク回転数及び電流特性を図7に示す。直流モータはそ
の回転速度に比例して電機子に逆起電力を生じるから回
転速度が増加するにしたがって電機子電流の上限はこれ
につれて減少してゆき、モータの発生トルクも減少して
いくため、モータの無負荷回転数は上限回転数2400
rpm に対して高く設定する必要がある。
FIG. 7 shows torque rotation speed and current characteristics when such a brushless motor is used as a spindle motor for rotating a CD-ROM disk in the specified rotation speed range (1200 to 2400 rpm). Since the DC motor generates a back electromotive force in the armature in proportion to its rotation speed, the upper limit of the armature current decreases as the rotation speed increases, and the torque generated by the motor also decreases. The no-load rotation speed of the motor is the upper limit rotation speed 2400
Must be set high for rpm.

【0005】また、モータのトルク定数は無負荷回転数
が高いと小さく、低いと大きくなる関係があり、無負荷
回転数を高くすると消費電流が増加するから、これによ
ってトルクの上限が制限されてしまう。CD−ROMデ
ィスクは線速度(CLV)を一定にする必要があるた
め、ディスク上のデータを読み込むトラックの回転中心
からの距離に反比例するよう回転速度を制御する必要が
ある。
Further, the torque constant of the motor has a relationship that it is small when the unloaded rotation speed is high and is large when the unloaded rotation speed is low. Since the consumption current increases when the unload rotation speed is increased, this limits the upper limit of the torque. I will end up. Since the CD-ROM disc needs to have a constant linear velocity (CLV), it is necessary to control the rotational velocity so as to be inversely proportional to the distance from the rotational center of the track for reading data on the disc.

【0006】例えば、ディスクの内周のデータを読み込
む時は2400rpm 程度に速く、また外周のデータを読
み込む時は1200rpm 程度で回転する必要がある。こ
れは連続したデータを読み込む場合は、徐々に読み込み
トラックの位置を変えてゆけば良く、回転速度の変化も
緩で良いが、ディスク上をピックアップがアクセスして
不連続で任意のデータを検索するような場合は、読み込
みトラックの位置はランダムになるため、モータの回転
速度は積極的な加減速が必要となる。従って、このよう
な使用状態を考慮して従来では無負荷回転数を使用回転
域より余裕のある3600rpm 程度に設定していた。
For example, when reading the data on the inner circumference of the disk, it is necessary to rotate at a speed of about 2400 rpm, and when reading the data on the outer circumference, it is necessary to rotate at about 1200 rpm. This is because when reading continuous data, it is sufficient to gradually change the position of the read track, and the change in rotation speed may be slow, but the pickup accesses the disc to search for any data that is discontinuous. In such a case, since the position of the read track becomes random, the rotational speed of the motor needs to be actively accelerated and decelerated. Therefore, in consideration of such a usage state, conventionally, the no-load rotation speed has been set to about 3600 rpm, which has a margin from the usage rotation range.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図8は上記ブラシレス
モータをスピンドルモータとし、CD−ROMを所定の
プログラムに従って読み込みトラック位置を変化させて
行った時の回転数変化と電流変化とを時間経過に従って
描いたもので、概ね1800rpm 程度の速度を中心にデ
ータの読込位置が内周及び外周に変化している。一方、
電流はモータの速度が一定の時は少なく、速度が変化す
る時は多く流れることが確認できる。データの読込位置
の変化は小幅な変化と大幅な変化とがあるが時間割合と
しては小幅な変化若しくは一定速度の割合が多く、平均
的な消費電流はこの小幅な変化の時の電流にほぼ等しく
なる。しかし、高い回転数域では逆起電力のため電機子
電流が十分に流れず、モータの発生トルクが大きくない
ため、読込みトラック位置が大幅に変化する場合には時
間がかかってしまう欠点がある。
FIG. 8 shows a spindle motor as the brushless motor, a CD-ROM is read in accordance with a predetermined program, and a change in track position is performed while changing a rotational speed and a current. In the drawing, the data read position changes to the inner and outer circumferences, centering on a speed of about 1800 rpm. on the other hand,
It can be confirmed that the current flows little when the motor speed is constant and flows a lot when the speed changes. There are small changes and large changes in the data read position, but there are many small changes or constant speed ratios as a time ratio, and the average current consumption is almost equal to the current during this small change. Become. However, the armature current does not flow sufficiently due to the back electromotive force in the high rotation speed range, and the generated torque of the motor is not large, so that there is a disadvantage that it takes time when the read track position changes significantly.

【0008】モータの回転速度の加減速時間はトルクに
反比例するからトルクを大きくすることが有効である
が、トルク定数を高くすると無負荷回転数が低くなり必
要な回転数ではむしろトルク不足になり逆効果であり、
トルク定数を下げながら電機子電流をより多く流してト
ルクを増やす必要がある。しかし電機子電流を増やすと
効率が悪くなると共にモータの発熱も増加し、最悪の場
合ディスクを加熱し、永久変形させてしまう問題点もあ
る。
Since the acceleration / deceleration time of the rotation speed of the motor is inversely proportional to the torque, it is effective to increase the torque. However, if the torque constant is increased, the no-load rotation speed decreases and the required rotation speed is rather insufficient. The opposite effect,
It is necessary to increase the armature current while increasing the torque while lowering the torque constant. However, if the armature current is increased, the efficiency is deteriorated and the heat generation of the motor is increased, and in the worst case, the disk is heated and permanently deformed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、永久磁石を有するロータと、駆
動電源に接続された電子整流子手段を介して通電駆動さ
れる多相スター結線された電機子コイルを有するステー
タとを備えたブラシレスモータにおいて、前記スター結
線された電機子コイルの中点と前記駆動電源との通電を
可能とする通電手段と、前記ロータの回転速度を検出す
る速度検出手段と、前記電機子コイルの各端子電圧を検
出し、その検出電圧を出力する電機子電圧検出手段と、
前記電機子電圧検出手段の出力と前記速度検出手段の出
力に応じて前記通電手段を制御する通電制御手段とから
なることを特徴とするブラシレスモータを提供するもの
である。
The present invention has been made in view of the above problems, and is a multi-phase star which is energized and driven via a rotor having a permanent magnet and an electronic commutator means connected to a driving power source. In a brushless motor including a stator having a connected armature coil, an energizing unit that enables energization between the driving point and the midpoint of the star-connected armature coil, and the rotation speed of the rotor is detected. Speed detecting means, and armature voltage detecting means for detecting each terminal voltage of the armature coil and outputting the detected voltage,
A brushless motor comprising: an energization control unit that controls the energization unit according to an output of the armature voltage detection unit and an output of the speed detection unit.

【0010】[0010]

【実施例】以下に本発明に係わるブラシレスモータの一
実施例を図1乃至図5を参照して詳細に説明する。尚、
説明の便宜上、先に示した構成部材と同一構成部材に対
しては同一の符号を付して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the brushless motor according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. still,
For convenience of explanation, the same components as those shown above are designated by the same reference numerals.

【0011】図1は本発明によるブラシレスモータのブ
ロック図、図2は本発明の回路図であり、多相スター結
線されたステータである電機子コイル5の中点は図2に
併せて示す如くトランジスタQ31と抵抗R33とで構成さ
れる通電手段7を介してVCC12Vの電源6の一端に接
続されており、抵抗R38とトランジスタQ38で構成され
る通電制御手段8が出力する通電制御信号により通電ま
たは非通電の制御がなされる。従って、非通電状態では
電機子コイル5の中点は電気的に浮いた状態なってお
り、ブラシレスモータの全波駆動動作をなす。また、通
電状態では電機子コイル5の中点は電気的に駆動電源6
の一端に接続された状態になり、ブラシレスモータの半
波駆動動作をなす。なお、図2中のロータ位置検出手段
3はロータ2の磁極位置を検出する3個のホール素子H
G1 ,HG2 ,HG3 から構成され、電子整流子手段4
を介して駆動電源6に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of a brushless motor according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of the present invention. The midpoint of an armature coil 5 which is a stator in a polyphase star connection is as shown in FIG. It is connected to one end of the power source 6 of Vcc12V via the energizing means 7 composed of the transistor Q31 and the resistor R33, and energized by the energization control signal output by the energization control means 8 composed of the resistor R38 and the transistor Q38. De-energization is controlled. Therefore, in the non-energized state, the middle point of the armature coil 5 is electrically floated, and the full-wave drive operation of the brushless motor is performed. Further, in the energized state, the middle point of the armature coil 5 is electrically driven by the driving power source 6
Is connected to one end of the brushless motor to perform half-wave drive operation of the brushless motor. The rotor position detecting means 3 in FIG. 2 includes three Hall elements H for detecting the magnetic pole position of the rotor 2.
The electronic commutator means 4 is composed of G1, HG2 and HG3.
Is connected to the driving power source 6 via.

【0012】即ち、抵抗R1 ,R2 でバイアスされたホ
ール素子HG1 ,HG2 ,HG3 の各出力はQ1 〜Q6
で構成した差動増幅器で適宜増幅されそれぞれのトラン
ジスタのコレクタに出力が現れる。これらはQ7 〜Q9
で構成された3入力差動増幅器で各々のベース電位に応
じてトランジスタのコレクタにトランジスタQ20から供
給される電流を分配して出力する。定性的には最もベー
ス電位の高いトランジスタのコレクタにトランジスタQ
20の電流が出力され他のトランジスタのコレクタには電
流が出力されないから、ロータ2の回転に伴って順次電
圧の高さが変化してゆき、これに従ってコレクタ電流の
現われるトランジスタも順次切り替わっていく。
That is, the outputs of the Hall elements HG1, HG2 and HG3 biased by the resistors R1 and R2 are Q1 to Q6.
The differential amplifier configured as described above appropriately amplifies and outputs appear at the collectors of the respective transistors. These are Q7 to Q9
In the three-input differential amplifier configured as described above, the current supplied from the transistor Q20 is distributed to the collector of the transistor in accordance with the base potential of each and output. Qualitatively, the transistor Q is connected to the collector of the transistor with the highest base potential.
Since a current of 20 is output and no current is output to the collectors of the other transistors, the height of the voltage changes sequentially with the rotation of the rotor 2, and accordingly, the transistors in which the collector current appears also switch sequentially.

【0013】例えば、トランジスタQ7 のベース電位が
トランジスタQ8 ,Q9 のそれよりも高い場合は、トラ
ンジスタQ20のコレクタ電流の殆どはトランジスタQ7
のコレクタに出力され、トランジスタQ21,Q22で構成
されるカレントミラー回路で反転されパワートランジス
タQ16のベースに電流が流れ込みこれを導通状態にす
る。そして、パワートランジスタQ16が導通状態になる
とこれに接続された電機子コイル5が駆動される。同様
にしてトランジスタQ8 のベース電位が高い場合は、パ
ワートランジスタQ17が、またトランジスタQ9 のベー
ス電位が高い場合は、パワートランジスタQ18が導通状
態になり、それぞれに接続された電機子コイル5が駆動
される。
For example, when the base potential of the transistor Q7 is higher than that of the transistors Q8 and Q9, most of the collector current of the transistor Q20 is the transistor Q7.
Is output to the collector of the power transistor Q21 and is inverted by the current mirror circuit composed of the transistors Q21 and Q22, and a current flows into the base of the power transistor Q16 to make it conductive. When the power transistor Q16 becomes conductive, the armature coil 5 connected to it is driven. Similarly, when the base potential of the transistor Q8 is high, the power transistor Q17 becomes conductive, and when the base potential of the transistor Q9 is high, the power transistor Q18 becomes conductive and the armature coils 5 connected to them are driven. It

【0014】さらに、トランジスタQ10〜Q12も別の3
入力差動増幅器を構成しており、トランジスタQ10のベ
ース電圧が高い場合はパワートランジスタQ13が、トラ
ンジスタQ11のベース電位が高い場合はパワートランジ
スタQ14が導通状態になり、さらにトランジスタQ12の
ベース電位が高い場合はパワートランジスタQ15が導通
状態になりそれぞれに接続された電機子コイル5が駆動
される。これらは電気角で120度毎に順次切り替わる
ようホール素子を配置することにより、ロータ2の回転
に伴い電機子コイル5は回転磁界を発生し、ロータ2を
回転駆動し続ける。例えば、トランジスタQ13とQ11が
同時に導通状態になると電機子コイル5のうち二つが直
列に接続されて電流路が形成され、トランジスタQ13の
コレクタから第1の電機子コイルに電流が流れ中点を経
由して第2の電機子コイルに電流が流れ、トランジスタ
Q17のコレクタに流れ込む。同様にして6通りの電流路
が順次形成されるが必ず二つのコイルが中点を経由して
直列に電流が流れる。
Further, the transistors Q10 to Q12 are also different from each other.
It constitutes an input differential amplifier. When the base voltage of the transistor Q10 is high, the power transistor Q13 is conductive, and when the base potential of the transistor Q11 is high, the power transistor Q14 is conductive, and the base potential of the transistor Q12 is high. In this case, the power transistor Q15 becomes conductive and the armature coils 5 connected to each are driven. By arranging the Hall elements so that these are sequentially switched at an electrical angle of 120 degrees, the armature coil 5 generates a rotating magnetic field as the rotor 2 rotates, and the rotor 2 is continuously driven to rotate. For example, when the transistors Q13 and Q11 are simultaneously turned on, two of the armature coils 5 are connected in series to form a current path, and a current flows from the collector of the transistor Q13 to the first armature coil via the midpoint. Then, a current flows through the second armature coil and flows into the collector of the transistor Q17. Similarly, six current paths are sequentially formed, but the two coils always flow current in series via the midpoint.

【0015】ここで、電機子コイル5の中点が浮いた前
者の状態を高効率モード、また電機子コイル5の中点が
駆動電源6に接続された後者の状態を高トルクモードと
呼び、以下この点に関して具体的に説明する。
Here, the former state in which the middle point of the armature coil 5 floats is called the high efficiency mode, and the latter state in which the middle point of the armature coil 5 is connected to the drive power source 6 is called the high torque mode. This point will be specifically described below.

【0016】高効率モードでは電気子コイル5は必ず二
つの相が直列に接続されて電機子電流を流すから、同じ
電流で発生するトルクは二コイル分となり相対的に大き
くなるが、電機子抵抗と逆起電力も二コイル分となり無
負荷回転数は上記した如く低くなり、本実施例では使用
回転域よりやや高い2800rpm 程度になるように電機
子コイル5の線径や巻数を選択することにより設定して
おり、消費電力を低くおさえている。
In the high efficiency mode, since the two phases of the armature coil 5 are always connected in series and the armature current flows, the torque generated by the same current is two coils and relatively large, but the armature resistance increases. And the back electromotive force also becomes two coils, and the no-load rotation speed becomes low as described above. In this embodiment, by selecting the wire diameter and the number of windings of the armature coil 5 so as to be about 2800 rpm, which is slightly higher than the rotation range used. It is set, and the power consumption is kept low.

【0017】高トルクモードでは電機子コイル5は一つ
の相のみに電機子電流が流れるから同じ電流で発生する
トルクは一コイル分であるため相対的に小さくなり、概
略トルク定数は高効率モードの1/2になる。しかし、
電機子抵抗と逆起電力も一コイル分であり、無負荷回転
数は概略2倍の5000rpm 程度となり、使用回転域で
のトルクは図3に示す如く大きくなる。
In the high torque mode, since the armature current flows through the armature coil 5 in only one phase, the torque generated by the same current is one coil, and therefore the torque is relatively small. It becomes 1/2. But,
The armature resistance and the back electromotive force are also equivalent to one coil, the unloaded rotation speed is roughly doubled to about 5000 rpm, and the torque in the rotation range used becomes large as shown in FIG.

【0018】また、モータの速度検出手段9は2000
rpm 以上の回転速度になると高回転モードの信号を通電
制御手段8に出力する。この速度検出手段9は図2で示
すようにモータの回転速度に比例した周波数のFG信号
を出力する周波数発電機と、その周波数に比例した電圧
に変換する周波数電圧変換手段と、周波数電圧変換手段
より出力される電圧と設定された電圧とを比較する電圧
比較器とで構成されており、設定電圧は概略2000rp
m の回転速度に相当する周波数電圧変換手段の出力電圧
にほぼ等しく選択する。
The motor speed detecting means 9 is 2000
When the rotation speed is equal to or higher than rpm, a high rotation mode signal is output to the energization control means 8. As shown in FIG. 2, the speed detecting means 9 is a frequency generator that outputs an FG signal having a frequency proportional to the rotation speed of the motor, a frequency voltage converting means that converts the voltage into a voltage proportional to the frequency, and a frequency voltage converting means. It is composed of a voltage comparator that compares the output voltage with a set voltage, and the set voltage is approximately 2000 rp.
It is selected to be approximately equal to the output voltage of the frequency-voltage converting means corresponding to the rotation speed of m.

【0019】電機子電圧検出手段10は図2に示すよう
に、例えばダイオードQ32,Q33,Q34,トランジスタ
Q35,Q36,Q37及び抵抗R31,R32,R34〜R37で構
成されており、電気子コイル5の各コイル端子の接地線
との電圧差が最も小さい最低電圧を検出しこれを通電制
御手段8に出力する。即ち、最低電圧がR32,R34で設
定された電圧より高ければトランジスタQ35,Q36,Q
37は導通し、通電制御手段8のトランジスタQ38のベー
ス電圧を速度検出手段9の出力に関わらず低くするよう
に作用するため、トランジスタQ38はオフ状態となり当
然通電手段7のトランジスタQ31のべースには電圧が印
加されることがなくオフ状態となって高効率モードが維
持される。
As shown in FIG. 2, the armature voltage detecting means 10 is composed of, for example, diodes Q32, Q33, Q34, transistors Q35, Q36, Q37 and resistors R31, R32, R34 to R37. The lowest voltage having the smallest voltage difference between each coil terminal and the ground wire is detected and output to the energization control means 8. That is, if the minimum voltage is higher than the voltage set by R32, R34, the transistors Q35, Q36, Q
37 conducts and acts to lower the base voltage of the transistor Q38 of the energization control means 8 regardless of the output of the speed detection means 9, so that the transistor Q38 is turned off and the base of the transistor Q31 of the energization means 7 is naturally used. No voltage is applied to the device and the device is turned off to maintain the high efficiency mode.

【0020】このように速度が制御されている状態でこ
の最低電圧は駆動電流の余裕に比例し、概略最低電圧が
1V以下である場合は駆動電流の限界にあるから、この
ような状態ではトランジスタQ35,Q36,Q37は非導通
で、かつ高回転モードで速度検出手段9の出力が高電位
であれば通電制御手段8のトランジスタQ38はオン状態
となり当然通電手段7のトランジスタQ31のべースに電
圧が印加されることにより、電機子コイル5の中点は上
記したように電気的に駆動電源6の一端に接続された状
態となり高トルクモードに切り替わりモータトルクが大
となる。
In such a state where the speed is controlled, this minimum voltage is proportional to the margin of the drive current, and when the minimum voltage is approximately 1 V or less, the drive current is at its limit. If Q35, Q36 and Q37 are non-conductive and the output of the speed detecting means 9 is at a high potential in the high rotation mode, the transistor Q38 of the energizing control means 8 is turned on and naturally the base of the transistor Q31 of the energizing means 7 is obtained. When the voltage is applied, the middle point of the armature coil 5 is electrically connected to one end of the driving power supply 6 as described above, and the motor torque is switched to the high torque mode.

【0021】尚、1度高トルクモードとなるとトランジ
スタQ36がオフ状態となりトランジスタQ35のベース電
圧が高くなるように作用し電機子電圧が十分高く、例え
ば電源電圧の1/2より高くなるまでモードは切り替わ
ることはない。このように加減速が終了し一定速度にな
ると必要トルクが小さくなり最低電圧が上昇し上記した
電圧より高くなったら高効率モードに戻すように構成し
ている。
Once in the high torque mode, the transistor Q36 is turned off and the base voltage of the transistor Q35 acts so as to be high, and the mode is kept high until the armature voltage becomes sufficiently high, for example, higher than 1/2 of the power supply voltage. It does not switch. In this way, when the acceleration / deceleration ends and the speed becomes constant, the required torque becomes smaller and the minimum voltage rises, and when it becomes higher than the above voltage, the high efficiency mode is restored.

【0022】図4は上記構成によって高効率モードから
高トルクモードに、そしてまた高効率モードに戻る時点
での最低電圧、電機子電流の様子を示したものである。
このように構成することにより、通常は高効率モードで
回転駆動され、例えば装置がディスクの最内周を読み取
っている高回転域より最外周近傍に移動するようなトラ
ッキングの大幅な変化時のみ高トルクモードに切り替わ
るようになる。
FIG. 4 shows the states of the minimum voltage and the armature current at the time of returning from the high-efficiency mode to the high-torque mode and then returning to the high-efficiency mode by the above configuration.
With this configuration, it is normally driven to rotate in the high-efficiency mode, and only when there is a large change in tracking, for example, when the device moves closer to the outermost circumference than the high rotation range where the innermost circumference of the disc is read. It will switch to torque mode.

【0023】ここで、本発明構成によってCD−ROM
のスピンドルモータとして回転速度の加減速時間を短縮
しつつ消費電力を低減する点について説明する。図5は
本発明構成のブラシレスモータをスピンドルモータとし
てCD−ROMを所定のプログラムに従って読み込みト
ラック位置で変化させて行った時の回転数変化と電流変
化とを時間経過に従って描いたもので、従来例と同様に
概1800rpm 程度の速度を中心としてデータの読込み
位置が内外周に変化している。上記したように小幅な変
化若しくは一定速度では高効率モードであり、従来例と
比較してトルク定数が25%高いため平均的な消費電流
は25%少なくなっている。しかし、読込みトラック位
置の大幅な変化時には高トルクモードに切り替わるた
め、電機子電流が十分に流れてモータの発生トルクが大
きいため、加減速時間は短縮されている。
Here, the CD-ROM according to the present invention is constructed.
The point of reducing the power consumption while shortening the acceleration / deceleration time of the rotation speed as the spindle motor will be described. FIG. 5 is a diagram showing changes in the number of revolutions and changes in current over time when the CD-ROM is read according to a predetermined program and changed at the track position using the brushless motor of the present invention as a spindle motor. Similarly to the above, the data read position is changed to the inner and outer circumferences around the speed of about 1800 rpm. As described above, the mode is a high efficiency mode with a small change or a constant speed, and the average current consumption is reduced by 25% because the torque constant is 25% higher than in the conventional example. However, since the mode is switched to the high torque mode when the position of the read track changes significantly, the armature current flows sufficiently and the torque generated by the motor is large, so the acceleration / deceleration time is shortened.

【0024】尚、本実施例の構成において、ロータ位置
検出手段3にはホール素子を用いた構成で説明したが、
例えば電機子コイルの誘起電圧に応じてロータの位置を
検出する方法や別に設けた速度検出用の周波数発電機の
出力信号に応じてロータの位置を検出する方法などで構
成しても本発明特有の効果は損われることはない。ま
た、例えば起動時などで高効率モードだけで起動したい
場合など、適宜な場合にモード切替え禁止手段を適宜付
加するなど本実施例を逸脱しない限り種々の態様を付加
することも可能である。
In the structure of the present embodiment, the rotor position detecting means 3 has been described as having a hall element.
For example, a method of detecting the position of the rotor according to the induced voltage of the armature coil or a method of detecting the position of the rotor according to the output signal of a separately provided frequency generator for speed detection is unique to the present invention. The effect of is not impaired. Further, various modes can be added as long as the present embodiment is not deviated, for example, a mode switching prohibition unit is appropriately added at an appropriate time, for example, when starting only in the high efficiency mode at the time of starting.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上詳述した本発明に係わるブラシレス
モータによると、速度の加減速時間を短縮するための高
トルクモードと、消費電力の少ない高効率モードとを回
転速度と電機子コイルの各端子電圧に応じて自動的に切
り替わるように構成したため、例えばCD−ROMディ
スクを再生する時等、大きなトルクを必要としない小幅
の範囲の加減速は高効率モードで消費電力を少なくし
得、またディスクの内周から外周へ大きくトラッキング
して大幅な加減速を行う必要がある場合は、大きなトル
クを得ると共に加減速時間を短縮することができ、かつ
消費電力をも低減し得る。
According to the brushless motor according to the present invention described in detail above, a high torque mode for shortening the speed acceleration / deceleration time and a high efficiency mode with low power consumption are provided for each of the rotation speed and the armature coil. Since it is configured to automatically switch according to the terminal voltage, for example, when reproducing a CD-ROM disc, acceleration / deceleration in a narrow range that does not require a large torque can reduce power consumption in the high efficiency mode, and When it is necessary to perform large acceleration / deceleration by performing large tracking from the inner circumference to the outer circumference of the disk, a large torque can be obtained, the acceleration / deceleration time can be shortened, and the power consumption can be reduced.

【0026】また更に、高効率モード状態でも必要なト
ルクが得られるようなモータの回転速度が低い場合に
は、高効率モードとなるから、例えば起動加速時の消費
電力も増加するようなこともないなどの特長を有する。
Further, when the rotation speed of the motor is low so that the required torque can be obtained even in the high efficiency mode state, the high efficiency mode is set. Therefore, for example, power consumption at the time of starting acceleration may increase. It has features such as none.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のブラシレスモータの一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a brushless motor of the present invention.

【図2】本発明の具体的な回路図である。FIG. 2 is a specific circuit diagram of the present invention.

【図3】本発明の実施例によるトルク回転数、電流特性
図である。
FIG. 3 is a torque rotation speed / current characteristic diagram according to an embodiment of the present invention.

【図4】モード切替え時の最低電圧遷移図である。FIG. 4 is a minimum voltage transition diagram at the time of mode switching.

【図5】本発明の一実施例の電流通電タイミング図であ
る。
FIG. 5 is a current-carrying timing chart of an embodiment of the present invention.

【図6】従来のブラシレスモータのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a conventional brushless motor.

【図7】従来のトルク回転数、電流特性図である。FIG. 7 is a conventional torque rotation speed / current characteristic diagram.

【図8】従来の電流通電タイミング図である。FIG. 8 is a conventional current conduction timing chart.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ブラシレスモータ、2…ロータ、3…ロータ位置検
出手段、4…電子整流子手段、5…電機子コイル、6…
駆動電源、7…通電手段、8…通電制御手段、9…速度
検出手段、10…電機子電圧検出手段。
1 ... Brushless motor, 2 ... Rotor, 3 ... Rotor position detecting means, 4 ... Electronic commutator means, 5 ... Armature coil, 6 ...
Drive power source, 7 ... energizing means, 8 ... energizing control means, 9 ... speed detecting means, 10 ... armature voltage detecting means.

───────────────────────────────────────────────────── 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 H02P 6/02 341 L ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H02P 6/02 341 L

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】永久磁石を有するロータと、駆動電源に接
続された電子整流子手段を介して通電駆動される多相ス
ター結線された電機子コイルを有するステータとを備え
たブラシレスモータにおいて、前記スター結線された電
機子コイルの中点と前記駆動電源との通電を可能とする
通電手段と、前記ロータの回転速度を検出する速度検出
手段と、前記電機子コイルの各端子電圧を検出し、その
検出電圧を出力する電機子電圧検出手段と、前記電機子
電圧検出手段の出力と前記速度検出手段の出力に応じて
前記通電手段を制御する通電制御手段とからなることを
特徴とするブラシレスモータ。
1. A brushless motor comprising: a rotor having a permanent magnet; and a stator having a multi-phase star-connected armature coil, which is energized and driven through an electronic commutator means connected to a driving power source. An energizing unit that enables energization between the star-connected armature coil midpoint and the drive power source, a speed detecting unit that detects the rotation speed of the rotor, and detects each terminal voltage of the armature coil, A brushless motor comprising: armature voltage detection means for outputting the detection voltage; and energization control means for controlling the energization means according to the output of the armature voltage detection means and the output of the speed detection means. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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