JPH09121583A - ブラシレスモータ - Google Patents

ブラシレスモータ

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Publication number
JPH09121583A
JPH09121583A JP7277431A JP27743195A JPH09121583A JP H09121583 A JPH09121583 A JP H09121583A JP 7277431 A JP7277431 A JP 7277431A JP 27743195 A JP27743195 A JP 27743195A JP H09121583 A JPH09121583 A JP H09121583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
position detecting
energization
brushless motor
switching
drive coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP7277431A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Tamamura
俊幸 玉村
Masami Wada
正美 和田
Tadahito Igami
忠人 居上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7277431A priority Critical patent/JPH09121583A/ja
Publication of JPH09121583A publication Critical patent/JPH09121583A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種電気機器に使用されるブラシレスモータ
において、効率良く駆動コイルに通電することで、高効
率のブラシレスモータを提供することを目的とする。 【解決手段】 複数相のモータ駆動コイルと、スキュー
着磁されている永久磁石回転子と、前記永久磁石回転子
の位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器の出力
に応じて通電切り替え信号を出力する通電切り替え回路
と、前記通電切り替え信号に応じて前記モータ駆動コイ
ルの通電切り替えを行うスイッチング素子群とをそなえ
たブラシレスモータにおいて、前記モータ駆動コイルの
通電電気角を、360度を前記モータ駆動コイルの相数
で割った角度よりも大きくし、効率良く駆動コイルを通
電することで、高効率のブラシレスモータが実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエアコン,給湯器な
どの家電電器に使用されるブラシレスモータに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、エアコン,給湯器などの家電機器
において、機器の高性能化,高機能化が進み、これに伴
いこれらの機器に使用されるモータとして制御性に優れ
たブラシレスモータを採用することが多くなっている。
また、家電機器の静音化にともないブラシレスモータで
はコギング音を低減するため永久磁石回転子の磁石はス
キュー着磁を行っている。
【0003】以下に従来のブラシレスモータについて説
明する。図5は、従来のブラシレスモータの構成図であ
る。図5において、1,2,3はモータ駆動コイルであ
り、20は永久磁石回転子である。位置検出手段30b
は、ホールセンサー群70と位置検出用磁石100とで
構成され、永久磁石回転子20の位置に応じた信号を検
出する。
【0004】位置検出手段30bより出力された位置検
出信号は通電切り替え回路40bに入力される。通電切
り替え回路40bは、位置検出信号をロジック処理し、
通電切り替え信号を出力する。スイッチング素子群50
は、通電切り替え信号に応じてモータ駆動コイルの通電
切り替えを行い、ブラシレスモータを駆動する。
【0005】ここで、従来のブラシレスモータにおける
駆動コイルの通電方式について、相数が3相で永久磁石
の着磁極数が4極の場合を例にして説明する。
【0006】図6は、従来のブラシレスモータにおける
位置検出手段の構成図である。図6において、71,7
2,73はホールセンサーで、図5におけるホールセン
サー群70を構成している。また、ホールセンサー7
1,72,73は互いに60度の間隔で配置されてい
る。100は位置検出用磁石で4極に着磁されている。
ホールセンサー71,72,73は、位置検出用磁石1
00の着磁されている極に応じて位置検出信号High
またはLowを出力する。
【0007】図7に、ホールセンサー71,72,73
の出力タイムチャートを示す。ホールセンサー71,7
2,73は互いに60度の間隔で配置され、位置検出用
磁石100は4極に着磁されており、ホールセンサー7
1,72,73の各出力は、電気角で120度の位相差
をもつ。
【0008】ホールセンサー71,72,73の出力す
る位置検出信号は、通電切り替え回路40bに入力さ
れ、ロジック処理される。通電切り替え回路40bは、
位置検出信号をロジック処理することで、図7に示す通
電切り替え信号UH,VH,WH,UL,VL,WLを
出力する。
【0009】通電切り替え信号UH,VH,WH,U
L,VL,WLはスイッチング素子群50に入力され、
スイッチング素子群50は通電切り替え信号UH,V
H,WH,UL,VL,WLに応じて各駆動コイル1,
2,3の通電切り替えを行う。
【0010】その結果、駆動コイル1には図7に示すI
uのような、360度を相数3で割った120度の電気
角で通電された短形波状の電流が流れる。
【0011】また、駆動コイル1にはFuのような磁束
が貫き、駆動コイル1の両端には磁束Fuの変化によっ
てEuのような電圧が誘起されている。
【0012】ブラシレスモータは、これらコイル電流I
uと誘起電圧Euの積に比較したトルクによって駆動す
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブラシレスモータでは、永久磁石回転子の磁石がスキュ
ー着磁されている場合、駆動コイルの通電期間の誘起電
圧が小さく、その分通電期間外で誘起電圧が発生してい
るため、コイル電流Iuと誘起電圧Euの積が小さくな
りトルクが小さくなるため、モータの効率が悪くなると
いう問題点を有していた。
【0014】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、モータ駆動コイルの通電電気角を360度を前記モ
ータ駆動コイルの相数で割った角度よりも大きくし、効
率良く駆動コイルに通電することで、高効率のブラシレ
スモータを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のブラシレスモータは、複数相のモータ駆動コ
イルと、スキュー着磁されている永久磁石回転子と、6
個のホールセンサーと2個の位置検出用磁石からなる位
置検出手段と、通電切り替え回路と、スイッチング素子
群とにより構成したものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0017】図1は本発明の一実施の形態によるブラシ
レスモータの構成図である。図1において、1,2,3
はモータ駆動コイルであり、20は永久磁石回転子であ
る。位置検出手段30aは、ホールセンサー群60と第
一位置検出用磁石80と第二位置検出用磁石90とから
なり、永久磁石回転子20の位置に応じた信号を出力す
る。位置検出手段30aより出力された位置検出信号は
通電切り替え回路40aに入力される。通電切り替え回
路40aは、位置検出信号をロジック処理し、通電切り
替え信号を出力する。スイッチング素子群50は、通電
切り替え信号に応じてモータ駆動コイルの通電切り替え
を行い、ブラシレスモータを駆動する。
【0018】ここで、本発明の一実施の形態によるブラ
シレスモータの駆動コイル通電方式について説明する。
【0019】図2は本発明の一実施の形態によるブラシ
レスモータの位置検出手段の構成図である。図2におい
て、20は永久磁石回転子である。61,62,63,
64,65,66はホールセンサーで、図1におけるホ
ールセンサー群60を構成している。ホールセンサー6
1,62,63が互いに60度の間隔で配置され、ホー
ルセンサー64,65,66も互いに60度の間隔で配
置されている。80は第一位置検出用磁石で4極に着磁
されており、90は第二位置検出用磁石で8極に着磁さ
れている。また、第一位置検出用磁石80の着磁境界面
80aと第二位置検出用磁石90の着磁境界面90aと
の角度のずれ89bは、ホールセンサー61とホールセ
ンサー64との角度ずれ14bと等しい。
【0020】ホールセンサー61,62,63は、第二
位置検出用磁石90の着磁されている極に応じて位置検
出信号HighまたはLowを出力する。また、ホール
センサー64,65,66は、第一位置検出用磁石80
の着磁されている極に応じて位置検出信号Highまた
はLowを出力する。
【0021】図3にホールセンサー61,62,63,
64,65,66の出力のタイミイグ波形図を示す。
【0022】ホールセンサー61,62,63は互いに
60度の間隔で配置され、第二位置検出用磁石90は8
極に着磁されており、ホールセンサー61,62,63
の各出力は、電気角で60度の位相差をもつ。また、ホ
ールセンサー61,62,63は互いに60度の間隔で
配置され、第一位置検出用磁石80は4極に着磁されて
おり、ホールセンサー64,65,66の各出力は、電
気角で120度の位相差をもつ。
【0023】ホールセンサー61,62,63,64,
65,66の出力する位置検出信号は、通電切り替え回
路40aに入力されロジック処理される。通電切り替え
回路40aは、位置検出信号をロジック処理すること
で、図3に示す通電電気角150度の通電切り替え信号
UH,VH,WH,UL,VL,WLを出力する。通電
切り替え信号UH,VH,WH,UL,VL,WLはス
イッチング素子群50に入力され、スイッチング素子群
50は通電切り替え信号UH,VH,WH,UL,V
L,WLに応じて各駆動コイル1,2,3の通電切り替
えを行う。
【0024】この通電切り替え信号UH,VH,WH,
UL,VL,WLによると、各駆動コイル1,2,3の
通電モードは、図4に示す通りのモードとなる。
【0025】モード1は、図4(a)のように電源電圧
VDC側のスイッチング素子が1個オンし、グランド側
のスイッチング素子が2個オンする場合で駆動コイル1
には図3のIuaの電流が流れる。モード2は、図4
(b)のように電源電圧VDC側スイッチング素子が1
個オンし、グランド側のスイッチング素子が1個オンす
る場合で、駆動コイル1には図3のIubの電流が流れ
る。モード3は、図4(c)のように電源電圧VDC側
のスイッチング素子が2個オンし、グランド側のスイッ
チング素子が1個オンする場合で、駆動コイル1には図
3のIucの電流が流れる。以上のように、駆動コイル
を流れる電流は、図3のIua,Iub,Iucの3値
をとることになり、電流波形は図3に示すIuのような
階段状で通電電気角が150度の波形となる。
【0026】この結果、誘起電圧Euの高い期間は大き
い電流Iuaが流れ、誘起電圧Euが小さくなるにつれ
て、段階的にIub,Iucの電流を流すことができ、
効率よくブラシレスモータは駆動する。
【0027】なお、図1および図2の本発明の一実施の
形態によるブラシレスモータの構成では、三相のブラシ
レスモータの場合について述べたが、他の多相ブラシレ
スモータにおいても同様の効果が得られる。
【0028】また、電流波形が階段状の疑似正弦波とな
るため、相切り替え時の電流変化に起因するトルククリ
ップが減少し、振動騒音が減少するという効果も得られ
る。
【0029】この構成によって、効率良く駆動コイルに
通電することができ、高効率のブラシレスモータが実現
できる。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明は、ブラシレスモー
タの位置検出手段をホールセンサー6個と第一位置検出
用磁石と第二位置検出用磁石とで構成し、位置検出手段
から出力される位置検出信号を通電切り替え回路でロジ
ック処理し、通電切り替え回路より出力される通電切り
替え信号によって、スイッチング素子群がモータ駆動コ
イルの通電切り替えを行い、モータ駆動コイルの通電電
気角を、360度を前記モータ駆動コイルの相数で割っ
た角度よりも大きくし、効率良く駆動コイルに通電する
ことで、高効率でかつ振動騒音の小さな優れたブラシレ
スモータを実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるブラシレスモータ
の構成図
【図2】本発明の一実施の形態によるブラシレスモータ
の位置検出手段の構成図
【図3】本発明の一実施の形態による位置検出信号,通
電切り替え信号,モータ駆動電流波形,コイル端子の誘
起電圧波形のタイミング波形図
【図4】本発明の一実施の形態による駆動コイルの通電
モード図
【図5】従来のブラシレスモータの構成図
【図6】従来のブラシレスモータの位置検出手段の構成
【図7】従来の位置検出信号,通電切り替え信号,モー
タ駆動電流波形,駆動コイルを貫く磁束波形,コイル端
子の誘起電圧波形のタイミング波形図
【符号の説明】
1,2,3 駆動コイル 14b ホールセンサー61,62,63と64,6
5,66の角度のずれ 20 永久磁石回転子 30a,30b 位置検出手段 40a,40b 通電切り替え回路 50 スイッチング素子 60,70 ホールセンサー群 61,62,63,64,65,66,71,72,7
3 ホールセンサー 80 第一位置検出用磁石 80a 第一位置検出用磁石の着磁境界面 89b 第一位置検出用磁石と第二位置検出用磁石の着
磁境界面の角度のずれ 90 第二位置検出用磁石 90a 第二位置検出用磁石の着磁境界面 100 位置検出用磁石

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数相のモータ駆動コイルと、スキュー着
    磁されている永久磁石回転子と、前記永久磁石回転子の
    位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出器の出力
    に応じて通電切り替え信号を出力する通電切り替え回路
    と、前記通電切り替え信号に応じて前記モータ駆動コイ
    ルの通電切り替えを行うスイッチング素子群とを備えた
    ブラシレスモータにおいて、前記モータ駆動コイルの通
    電電気角が、360度を前記モータ駆動コイルの相数で
    割った角度より大きいことを特徴とするブラシレスモー
    タ。
JP7277431A 1995-10-25 1995-10-25 ブラシレスモータ Pending JPH09121583A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0989552A3 (en) * 1998-09-02 2001-12-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Disk drive apparatus and motor
JP2006110036A (ja) * 2004-10-14 2006-04-27 Matsushita Electric Works Ltd マッサージ機

Cited By (6)

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