JPH09191687A - 直流ブラシレスモータの駆動方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置検出器の位置を変えることなく、固定電
機子の巻線の通電位相を電流量に比例して進相し、効率
を向上する、直流ブラシレスモータの駆動装置の提供。 【解決手段】 回転子１ａの位置を検出し位置検出信号
を出力する位置検出器２と、前記位置検出信号に基づい
て通電信号を出力する通電位相合成回路４と、前記通電
信号に基づいて固定電機子１ｂに通電する駆動回路８と
を有する直流ブラシレスモータの駆動装置において、通
電位相合成回路４と駆動回路８との間に、モータの電流
値を検出する電流検出回路９と、電機子誘起電圧の位相
に対して前記モータの電流値に比例して位相が進んだ調
相信号を出力する通電位相調整回路６と、起動時には、
前記通電信号を駆動回路８に出力し、起動後には、前記
調相信号に基づく調相通電信号を駆動回路８に出力する
通電信号切換回路７とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ機器、音響機
器、映像機器等に使用される直流ブラシレスモータに関
し、特に、直流ブラシレスモータの駆動方法とその装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＯＡ機器、音響機器、映像機器等
の省電力化の要望が強くなり、直流ブラシレスモータの
高効率化が求められている。

【０００３】直流ブラシレスモータの駆動方法とその装
置の従来例の構成と動作とを図４、図５に基づいて説明
する。

【０００４】図４、図５において、１ｂは中心部に固定
配置された固定電機子、１ａは省略表現により円形に記
載されているが、前記固定電気子１ｂの周りを回転する
多極着磁された永久磁石の回転子、１は前記永久磁石の
回転子１ａと前記固定電機子１ｂとにより構成される直
流ブラシレスモータ、２は前記回転子１ａの位置を検出
する位置検出素子ＨＵ、ＨＶ、ＨＷにより構成され、電
気的に１２０°位相がずれた位置検出信号ａ、ｂ、ｃを
出力する位置検出器、３はコンパレータ３ａ、３ｂ、３
ｃにより構成され、前記位置検出信号ａ、ｂ、ｃを波形
整形する波形整形回路、４は前記波形整形回路３によっ
て波形整形された前記位置検出信号ａ、ｂ、ｃから、通
電信号ｄ、ｅ、ｆを出力する通電位相合成回路、８は前
記通電位相合成回路４から出力された通電信号ｄ、ｅ、
ｆに従って前記直流ブラシレスモータ１の固定電機子１
ｂの各相の巻線に通電する駆動回路である。

【０００５】上記のようにすると、直流ブラシレスモー
タ１は、回転子１ａと各相の巻線を有する固定電機子１
ｂとの相互位置に合わせて、固定電機子１ｂの各相の巻
線に通電し、回転子１ａを所定回転数で回転することが
でき、ブラシ付ＤＣモータのブラシと整流子との寿命問
題から開放され、且つ、小型化が可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
の構成では、固定電機子１ｂの各相の巻線にインダクタ
ンスＬがあるので、モータ１が回転し負荷に応じて電流
が増加すると、電流の立ち上がり立ち下がりにおける前
記インダクタンスＬの影響が大きくなり、結果として、
電流量に比例して位相が遅れ、モータ１の効率を低下す
るという問題点がある。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するため
に、位置検出器の位置を変えることなく、電気的操作に
より通電位相を電流量に比例して進相し、効率を向上さ
せる、直流ブラシレスモータの駆動方法とその装置の提
供を課題とする。

【０００８】

【発明を解決するための手段】本願第１発明は、上記の
課題を解決するために、永久磁石の回転子と、各相の巻
線を有する固定電機子とからなる直流ブラシレスモータ
の駆動方法において、起動時は、前記回転子の位置を検
出して位置検出信号を出力し、前記位置検出信号に基づ
いて通電信号を出力し、前記通電信号に基づいて前記モ
ータに通電して起動し、起動後は、前記通電信号の位相
を、前記固定電機子に発生する誘起電圧の位相に対し
て、前記モータの電流値に比例して進相させるように制
御することを特徴とする。

【０００９】又、本願第２発明は、上記の課題を解決す
るために、永久磁石の回転子の位置を検出し位置検出信
号を出力する位置検出器と、前記位置検出信号に基づい
て通電信号を出力する通電位相合成回路と、前記通電信
号に基づいて固定電機子各相の巻線に通電する駆動回路
とを有する直流ブラシレスモータの駆動装置において、
前記通電位相合成回路と前記駆動回路との間に、モータ
の電流値を示す電流値信号を出力する電流値信号回路
と、固定電機子各相に発生する電機子誘起電圧の位相に
対して前記電流値信号に比例して位相が進んだ調相信号
を出力する通電位相調整回路と、起動時には、前記通電
信号を前記駆動回路に出力し、起動後には、前記調相信
号に基づく調相通電信号を前記駆動回路に出力する通電
信号切換回路とを設けたことを特徴とする。

【００１０】上記のようにすると、本願第１、第２発明
共に、固定電機子各相の巻線が有するインダクタンスの
ために、負荷に応じて電流が増加すると、電流増加に比
例して位相が遅れ、効率が低下するという直流ブラシレ
スモータの問題点を、位置検出器を移動させるという複
雑な機構を使用することなしに解決し、巻線のインダク
タンスによる電流位相の遅れを回復しモータの効率を向
上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態の構成と動
作を図１〜図３に基づいて説明する。

【００１２】図１において、１ｂは中心部に固定配置さ
れた固定電機子、１ａは省略表現により円形に記載され
ているが、前記固定電気子１ｂの周りを回転する多極着
磁された永久磁石の回転子、１は前記永久磁石の回転子
１ａと前記固定電機子１ｂとにより構成される直流ブラ
シレスモータ、２は前記回転子１ａの位置を検出する位
置検出素子ＨＵ、ＨＶ、ＨＷにより構成され、電気的に
１２０°位相がずれた図２の位置検出信号ａ、ｂ、ｃを
出力する位置検出器、３はコンパレータ３ａ、３ｂ、３
ｃにより構成され、図２の前記位置検出信号ａ、ｂ、ｃ
を波形整形する波形整形回路、４は前記波形整形回路３
によって波形整形された図２の通電信号ｄ、ｅ、ｆを出
力する通電位相合成回路、５はモータ１の固定電機子１
ｂ各相に発生する電機子誘起電圧ｇ、ｈ、ｉを検出し、
図２に示すように各誘起電圧ｇ、ｈ、ｉの０電圧時に合
わせて進相信号ｊを出力する進相信号出力回路、９はモ
ータ１に流れる電流値、例えば駆動回路８における直流
電源の供給電流値を検出し、検出した電流値に比例する
図２の比例電圧ｖを出力する電流値信号回路である。

【００１３】通電位相調整回路６を、図３に基づいて説
明する。

【００１４】図３において、進相信号出力回路５からの
進相信号ｊがＳＲラッチ回路４１に入力される。ＳＲラ
ッチ回路４１は進相信号ｊによってセットされて、トラ
ンジスタ４５をオンしトランジスタ４４をオフする信号
を出力する。トランジスタ４５がオンすることにより、
充電されていたコンデンサ４２が定電流回路４３を通し
て一定の電流を流して放電する。コンデンサ４２の端子
電圧ｋは、比較回路４８により、図２に示すように、前
記電流値信号回路９からの比例電圧ｖと比較される。同
時に、前記コンデンサ４２の端子電圧ｋは、比較回路４
７で、図２に示す所定電圧ｖ₀ と比較される。前記比較
回路４７は、前記端子電圧ｋが前記所定電圧ｖ₀ まで低
下すると、前記ＳＲラッチ回路４１をリセットする信号
を出力する。リセットされたＳＲラッチ回路４１は、ト
ランジスタ４４をオンしトランジスタ４５をオフする。
これによって、前記コンデンサ４２は、定電流回路４６
によって一定の電流で再充電され、図２に示すように、
鋸歯状に変化する。この鋸歯状に変化する前記コンデン
サ４２の端子電圧ｋと、前記のモータ１の電流に比例し
た比例電圧ｖとの交点は、前記のモータ１の電流に比例
する進相量を有することになる。そして、前記コンデン
サ４２の端子電圧ｋと前記比例電圧ｖとを比較している
前記比較回路４８から、ｋとｖとの交点に対応して、図
２に示す調相信号ｍを、各Ｄフリップフロップ回路５
０、５２、５４に出力させる。

【００１５】通電位相合成回路４からの通電信号ｄ、
ｅ、ｆが、インバータ回路４９、５１、５３に入力す
る。インバータ回路４９、５１、５３は通電信号ｄ、
ｅ、ｆを反転して、Ｄフリップフロップ回路５０、５
２、５４に入力する。Ｄフリップフロップ回路５０、５
２、５４は、入力された通電信号ｄ、ｅ、ｆと前記比較
回路４８からの前記調相信号ｍとに基づいて、前記調相
信号ｍの立ち上がりエッジに同期して、図２に示す調相
通電信号ｎ、ｏ、ｐを通電信号切換回路７に出力する。

【００１６】通電回路切換回路７は、起動時には、通電
位相合成回路４から入力した通電信号ｄ、ｅ、ｆを駆動
回路８に出力し、駆動後は、通電位相調整回路６から入
力した調相通電信号ｎ、ｏ、ｐを駆動回路８に出力する
ように出力の切り換えを行う。

【００１７】以上により、本実施の形態は、進相信号出
力回路５、通電位相調整回路６、通電信号切換回路７を
設けることにより、位置検出器を移動させるという複雑
な機構を使用することなしに、モータ１の電流値に比例
して位相を調整しながら直流ブラシレスモータを駆動す
ることができる。

【００１８】尚、本発明の直流ブラシレスモータの駆動
方法とその装置は、起動後は、通電信号の位相を、固定
電機子に発生する誘起電圧の位相に対して、モータの電
流値に比例して進相させるように制御することができ、
巻線のインダクタンスによる電流位相の遅れを回復しモ
ータの効率を向上することができれば良いので、本実施
の形態の方法に限らず、電機子に発生する誘起電圧の位
相に相当するものを基準にし、この基準になる位相か
ら、モータの電流値に比例して決めた進相量だけ進相し
た通電信号を使用できる方法であれば、自由に設計して
使用し、本実施の形態と同じ効果が得られる。又本実施
の形態はアウタロータ構造の直流ブラシレスモータに関
するものであるが、本発明をインナロータ構造の直流ブ
ラシレスモータに適用することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、位置検出器を移動させ
るという複雑な機構を使用することなしに、モータに流
れる電流値に比例して、固定電機子の巻線における通電
位相を進めることができるので、巻線のインデクタンス
による電流位相の遅れに基づく効率の低下を防止できる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明の一実施の形態の動作を示す図である。

【図３】本発明の一実施の形態の構成の要部を示すブロ
ック図である。

【図４】従来例の構成を示すブロック図である。

【図５】従来例の動作を示す図である。

【符合の説明】

ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ 位置検出素子 １ ブラシレスモータ １ａ 回転子 １ｂ 固定電機子 ２ 位置検出器 ３ 波形整形回路 ３ａ、３ｂ、３ｃ コンパレータ ４ 通電位相合成回路 ５ 進相信号出力回路 ６ 通電位相調整回路 ７ 通電信号切換回路 ８ 駆動回路 ９ 電流値信号回路 ４１ ＲＳラッチ回路 ４２ コンデンサ ４３ 定電流回路 ４４ トランジスタ ４５ トランジスタ ４６ 定電流回路 ４７ 比較回路 ４８ 比較回路 ４９、５１、５３ インバータ回路 ５０、５２、５４ Ｄフリップフロップ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石の回転子と、各相の巻線を有す
   る固定電機子とからなる直流ブラシレスモータの駆動方
   法において、起動時は、前記回転子の位置を検出して位
   置検出信号を出力し、前記位置検出信号に基づいて通電
   信号を出力し、前記通電信号に基づいて前記モータに通
   電して起動し、起動後は、前記通電信号の位相を、前記
   固定電機子に発生する誘起電圧の位相に対して、前記モ
   ータの電流値に比例して進相させるように制御すること
   を特徴とする直流ブラシレスモータの駆動方法。
2. 【請求項２】 永久磁石の回転子の位置を検出し位置検
   出信号を出力する位置検出器と、前記位置検出信号に基
   づいて通電信号を出力する通電位相合成回路と、前記通
   電信号に基づいて固定電機子各相の巻線に通電する駆動
   回路とを有する直流ブラシレスモータの駆動装置におい
   て、前記通電位相合成回路と前記駆動回路との間に、モ
   ータの電流値を示す電流値信号を出力する電流値信号回
   路と、固定電機子各相に発生する電機子誘起電圧の位相
   に対して前記電流値に比例して位相が進んだ調相信号を
   出力する通電位相調整回路と、起動時には、前記通電信
   号を前記駆動回路に出力し、起動後には、前記調相信号
   に基づく調相通電信号を前記駆動回路に出力する通電信
   号切換回路とを設けることを特徴とする直流ブラシレス
   モータの駆動装置。