JPH10201200A - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

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JPH10201200A
JPH10201200A JP9002051A JP205197A JPH10201200A JP H10201200 A JPH10201200 A JP H10201200A JP 9002051 A JP9002051 A JP 9002051A JP 205197 A JP205197 A JP 205197A JP H10201200 A JPH10201200 A JP H10201200A
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JP
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rotor
stator
exciting current
brushless motor
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JP9002051A
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Japanese (ja)
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Masafumi Kumoi
將文 雲井
Masahiro Yasohara
正浩 八十原
和幸 ▲高▼田
Kazuyuki Takada
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single-phase brushless motor which is highly efficient and can be driven in optional direction by solving the theme that it can not start by itself, in the start property of a single-phase brushless motor. SOLUTION: This is one comprising a stator 12 where a single-phase coil is wound, and a rotor 13 which has at least two permanent magnets 14 and pole pieces 15 consisting of material higher in permeability than these permanent magnets 14 and in which the pole pieces 15 are arranged outside the permanent magnets 14, and this is a single phase system of brushless motor where the rotor 13 is surrounded by the stator 12, and the thicknesses of the pole pieces 15 are made asymmetry about the center between the two permanent magnets 14 so that the air gap between the rotor 13 and the stator 12 may be equal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は産業分野あるいは民
生分野におけるファンモータ等に使用できる単相ブラシ
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 single-phase brushless motor that can be used for a fan motor or the like in the industrial or consumer fields.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインナーロータ式のブラシレスモ
ータは、図10に示すように固定子コイル31を巻回し
た固定子32と、固定子32と所定のエアギャップ39
を存する状態で回転可能に配設された回転子34とを備
えている。回転子33の外周面にはある所定角度で交互
に極性の異なる磁極を形成したリング状の永久磁石34
が配置されている。以上のような構成において固定子コ
イル31に正方向と負方向の励磁電流を交互に流すこと
により、トルクを発生させて回転駆動しようとするもの
である。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 10, a conventional inner rotor type brushless motor has a stator 32 wound with a stator coil 31, a stator 32 and a predetermined air gap 39.
And a rotor 34 that is rotatably disposed in a state in which A ring-shaped permanent magnet 34 having magnetic poles having different polarities alternately formed at a predetermined angle on the outer peripheral surface of the rotor 33.
Is arranged. In the configuration as described above, the excitation current in the positive direction and the negative direction is alternately applied to the stator coil 31 to generate torque and drive to rotate.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、回転子33の位置(回転角θ)に対する
トルク特性は図11のようになり、周期的にトルクが零
となる位置、いわゆる死点が存在する。この死点は永久
磁石34の着磁形状及び駆動波形形状によらず、この構
成の単相ブラシレスモータには必ず存在するものであ
り、この死点の位置で回転子が停止した場合、モータを
いかに通電してもトルクを得ることができず、自起動運
転ができないという根本的な課題がある。
However, in the above-described conventional configuration, the torque characteristic with respect to the position (rotation angle θ) of the rotor 33 is as shown in FIG. There is a point. This dead point is always present in the single-phase brushless motor of this configuration regardless of the magnetized shape and the drive waveform shape of the permanent magnet 34, and if the rotor stops at this dead point, the motor is turned off. No matter how much power is supplied, there is a fundamental problem that torque cannot be obtained and self-start operation cannot be performed.

【0004】単相ブラシレスモータのこの根本的な課題
に対して、図12に示すように、回転子43と固定子4
2との間のエアギャップ49を不均一とし、固定子コイ
ル41の無通電時に、死点からずれた位置で回転子43
が停止するようにして起動に対処する方法が従来技術と
して知られている。
To solve this fundamental problem of the single-phase brushless motor, as shown in FIG.
2 is made non-uniform, and when the stator coil 41 is not energized, the rotor 43 is shifted from the dead center.
A method of coping with the start by stopping the operation is known in the related art.

【0005】しかしこの方法は、エアギャップ49を不
均一としているために、エアギャップ49が大きくな
り、有効磁束密度が減少して効率が低下するという課題
を有している。
However, this method has a problem that, since the air gap 49 is made non-uniform, the air gap 49 becomes large, the effective magnetic flux density is reduced, and the efficiency is reduced.

【0006】またこれらの従来技術においては、次のよ
うな課題もある。図13(a)は固定子コイル31ある
いは41に誘起される電圧波形を示したものであるが、
このような誘起電圧波形を発生する固定子コイル31あ
るいは41に外部より同図(b)のように電圧を印加す
ると、固定子コイル31あるいは41の励磁電流は同図
(c)に示すように電流波形の後部が盛り上がった形状
となる。
[0006] These conventional techniques also have the following problems. FIG. 13A shows a voltage waveform induced in the stator coil 31 or 41.
When a voltage is externally applied to the stator coil 31 or 41 that generates such an induced voltage waveform as shown in FIG. 3B, the exciting current of the stator coil 31 or 41 becomes as shown in FIG. The rear portion of the current waveform has a raised shape.

【0007】励磁電流波形がこのような形状となるの
は、波形後部で固定子コイル31あるいは41に発生す
る誘起電圧が減少するために、外部より印加している電
圧との電位差が大きくなり、固定子コイル31あるいは
41の内部インピーダンスにかかる電圧が増大するため
である。
The exciting current waveform has such a shape because the induced voltage generated in the stator coil 31 or 41 at the rear portion of the waveform is reduced, so that the potential difference from the externally applied voltage increases. This is because the voltage applied to the internal impedance of the stator coil 31 or 41 increases.

【0008】このように固定子コイル31あるいは41
の励磁電流波形が盛り上がり、その値が過大となると、
固定子コイル31あるいは41の抵抗成分とこの励磁電
流の2乗との積により決定される銅損が増大し、モータ
としての効率が低下することになる。
Thus, the stator coil 31 or 41
When the exciting current waveform rises and the value becomes excessive,
The copper loss determined by the product of the resistance component of the stator coil 31 or 41 and the square of the exciting current increases, and the efficiency of the motor decreases.

【0009】また、この過大な励磁電流に耐え得る大電
力容量のパワー素子がこのモータを駆動するために必要
となり、駆動回路部分が大形になりまたコスト高にもな
る。
In addition, a power element having a large power capacity capable of withstanding the excessive exciting current is required to drive the motor, so that the driving circuit becomes large and the cost increases.

【0010】また、励磁電流が過大となると図13
(c)に示すように転流の際の励磁電流の変化も大きく
なり、電気雑音や騒音・振動の原因にもなる。
Further, when the exciting current becomes excessive, FIG.
As shown in (c), the change of the exciting current at the time of commutation also becomes large, which causes electric noise and noise / vibration.

【0011】以上のように励磁電流の後部が盛り上が
り、その値が過大となるために引き起こされる課題は多
数あるが、これの対策として例えば、固定子コイル31
あるいは41に印加する電圧を制御して励磁電流の後部
が盛り上がらないようにすることも可能であるが、これ
には固定子コイル31あるいは41の印加電圧を制御す
るための複雑な制御回路が必要となり、大きさ並びにコ
ストの面で十分な対策とはなり得ない。
As described above, there are many problems caused by the fact that the rear portion of the exciting current rises and the value thereof becomes excessively large.
Alternatively, it is possible to control the voltage applied to 41 so that the rear portion of the exciting current does not rise, but this requires a complicated control circuit for controlling the applied voltage to stator coil 31 or 41. Therefore, it cannot be a sufficient measure in terms of size and cost.

【0012】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、有効磁束密度の減少による効率低下なし
で自起動運転が可能で、しかも銅損による損失や転流時
の騒音・振動などが小さな単相ブラシレスモータを提供
することを目的としている。
The present invention solves such a conventional problem, and enables self-starting operation without a decrease in efficiency due to a decrease in effective magnetic flux density, and furthermore, a loss due to copper loss and noise and vibration during commutation. It aims to provide a small single-phase brushless motor.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の単相式のブラシレスモータは単相コイルを巻
回した固定子と、少なくとも2つの永久磁石及びこの永
久磁石より透磁率の高い材料からなるポールピースを有
し、前記永久磁石の外方に前記ポールピンを配置した回
転子とからなるものであって、前記回転子を前記固定子
で囲み、前記回転子と前記固定子の間のエアーギャップ
が均一となるように前記ポールピースの厚みを前記永久
磁石の中心に対して非対称にしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, a single-phase brushless motor according to the present invention comprises a stator having a single-phase coil wound thereon, at least two permanent magnets, and a magnetic permeability higher than that of the permanent magnets. A rotor having a pole piece made of a high material and having the pole pin disposed outside the permanent magnet, wherein the rotor is surrounded by the stator, and the rotor and the stator are The thickness of the pole piece is made asymmetrical with respect to the center of the permanent magnet so that the air gap between them becomes uniform.

【0014】上記手段によって、エアギャップを均一に
保ったままで回転子の位置を死点から回避できるため、
有効磁束密度の減少による効率低下なしで自起動運転が
可能となる。しかも励磁電流が過大とならないため、銅
損が小さくまた転流時の電気雑音や騒音・振動も小さな
単相ブラシレスモータが実現できる。
By the above means, the position of the rotor can be avoided from the dead center while keeping the air gap uniform.
Self-starting operation becomes possible without a decrease in efficiency due to a decrease in effective magnetic flux density. Moreover, since the exciting current does not become excessive, a single-phase brushless motor having small copper loss and small electric noise, noise and vibration during commutation can be realized.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】上記課題を解決するために本発明
は、単相コイルを巻回した固定子と、少なくとも2つの
永久磁石及びこの永久磁石より透磁率の高い材料からな
るポールピースを有し、前記永久磁石の外方に前記ポー
ルピンを配置した回転子とからなるものであって、前記
回転子を前記固定子で囲み、前記回転子と前記固定子の
間のエアーギャップが均一となるように前記ポールピー
スの厚みを前記永久磁石の中心に対して非対称にした単
相式のブラシレスモータであり、エアギャップを均一に
保ったままで回転子の位置を死点から回避できるため、
有効磁束密度の減少による効率低下なしで自起動運転が
可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention comprises a stator having a single-phase coil wound thereon, at least two permanent magnets, and a pole piece made of a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnets. A rotor in which the pole pins are arranged outside the permanent magnet, wherein the rotor is surrounded by the stator, and an air gap between the rotor and the stator becomes uniform. A single-phase brushless motor in which the thickness of the pole piece is asymmetric with respect to the center of the permanent magnet as described above, and the position of the rotor can be avoided from the dead center while keeping the air gap uniform,
Self-starting operation becomes possible without a decrease in efficiency due to a decrease in effective magnetic flux density.

【0016】また、本発明はコイルを巻回した固定子
と、少なくとも2つの永久磁石及びこの永久磁石より透
磁率の高い材料からなるポールピンを有し、前記永久磁
石の内方に前記ポールピンを配置した回転子とからなる
ものであって、前記固定子を前記回転子で囲み、前記回
転子と前記固定子の間のエアーギャップが均一となるよ
うに前記ポールピースの厚みを前記永久磁石の中心に対
して非対称にしたブラシレスモータであり、誘起電圧の
スイッチングのはねあがりによる電流の立ち上がりを抑
えることができる。
Further, the present invention has a stator having a coil wound thereon, at least two permanent magnets, and a pole pin made of a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnet, wherein the pole pin is disposed inside the permanent magnet. The stator is surrounded by the rotor, and the thickness of the pole piece is adjusted to the center of the permanent magnet so that the air gap between the rotor and the stator becomes uniform. The motor is an asymmetric brushless motor, and it is possible to suppress the rise of current due to the switching of the induced voltage.

【0017】また、本発明は永久磁石の形状を円弧状に
したブラシレスモータであり、永久磁石の磁束を均一に
することができ、加工がしやすい。
Further, the present invention is a brushless motor in which the shape of the permanent magnet is made into an arc shape, the magnetic flux of the permanent magnet can be made uniform, and processing is easy.

【0018】また、本発明はコイルを巻回した固定子
と、少なくとも2つの永久磁石及びこの永久磁石より透
磁率の高い材料からなるポールピースを有し、前記固定
子との間のエアーギャップが均一となるように前記ポー
ルピースの厚みを前記永久磁石中心に対して非対称とし
た回転子と、前記固定子のコイルに接続した励磁手段と
からなるものであって、前記励磁手段は前記固定子コイ
ルの励磁電流を第1の値または第2の値または第3の値
とするものであって、前記第1の値と前記第2の値は逆
符号であり、これらの値の励磁電流を交互に切り替えて
前記回転子を所望の方向に駆動するものであって、前記
第3の値は前記第1の値あるいは前記第2の値のうちい
ずれかと同符号で大きさが異なるものであり、前記回転
子が死点近傍にあって、前記第1の値あるいは前記第2
の値により起動できない場合、前記固定子コイルの励磁
電流を前記第3の値として死点を回避し、その後固定子
コイルの励磁電流を前記第1の値あるいは前記第2の値
として所望の駆動方向への起動トルクを発生させ、回転
子を起動するようにしたブラシレスモータであり、誘起
電圧のスイッチングのはねあがりによる、電流の立ち上
がりを抑えることができる。
Further, the present invention has a stator having a coil wound thereon, at least two permanent magnets, and a pole piece made of a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnets. A rotor having an asymmetric thickness with respect to the center of the permanent magnet so that the pole piece has a uniform thickness; and exciting means connected to a coil of the stator, wherein the exciting means comprises a stator. The exciting current of the coil is set to a first value, a second value, or a third value, wherein the first value and the second value have opposite signs, and the exciting current of these values is Alternately driving the rotor in a desired direction, wherein the third value has the same sign as that of the first value or the second value and has a different size. When the rotor is near the dead center, , Said first value or said second
In the case where the motor cannot be started due to the above value, the excitation current of the stator coil is set to the third value to avoid the dead center. This is a brushless motor in which a starting torque is generated in a direction to start a rotor, and it is possible to suppress a rise in current due to a jump of switching of an induced voltage.

【0019】また、本発明はコイルを巻回した固定子
と、少なくとも2つの永久磁石及びこの永久磁石より透
磁率の高い材料からなるポールピースを有し、前記固定
子との間のエアーギャップが均一となるように前記ポー
ルピースの厚みを前記永久磁石中心に対して非対称とし
た回転子と、前記固定子のコイルに接続した励磁手段と
からなるものであって、前記励磁手段は前記固定子コイ
ルの励磁電流を第1の値または第2の値とするものであ
って、前記第1の値と前記第2の値は互いに逆符号であ
り、前記回転子が死点近傍にあって、前記第1の値によ
り回転子が起動できない場合、前記固定子コイルの励磁
電流を第2の値として死点を回避し、または前記回転子
が死点の近傍にあって、前記第2の値により回転子が起
動できない場合、前記固定子コイルの励磁電流を第1の
値として死点を回避し、その後、所望の方向に回転子が
起動して駆動し続けるように前記第1の値と前記第2の
値の励磁電流を切り替えるようにしたブラシレスモータ
であり、誘起電圧のスイッチングのはねあがりによる電
流立ち上がりを効率よく抑えることができる。
Further, the present invention has a stator having a coil wound thereon, at least two permanent magnets, and a pole piece made of a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnets. A rotor having an asymmetric thickness with respect to the center of the permanent magnet so that the pole piece has a uniform thickness; and exciting means connected to a coil of the stator, wherein the exciting means comprises a stator. The exciting current of the coil is set to a first value or a second value, wherein the first value and the second value have opposite signs, and the rotor is near a dead center, When the rotor cannot be started by the first value, the excitation current of the stator coil is set to a second value to avoid a dead point, or when the rotor is near the dead point and the second value If the rotor cannot be started due to A dead point is avoided by setting the exciting current of the stator coil to a first value, and thereafter, the exciting current of the first value and the exciting value of the second value are set so that the rotor starts and continues to be driven in a desired direction. This is a brushless motor that is switched, and can efficiently suppress the rise of current due to the surge of switching of the induced voltage.

【0020】また、本発明の単相コイルを巻回した固定
子を有するブラシレスモータに励磁手段を設けたもの
で、エアギャップを均一に保ったままで回転子の位置を
死点から回避できるため、有効磁束密度の減少による効
率低下なしで自起動運転が可能となる。
In addition, since the exciting means is provided in the brushless motor having the stator of the present invention in which the single-phase coil is wound, the position of the rotor can be avoided from the dead center while keeping the air gap uniform. Self-starting operation becomes possible without a decrease in efficiency due to a decrease in effective magnetic flux density.

【0021】[0021]

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
における単相ブラシレスモータを示したものである。図
1において、12は固定子であり、前記固定子12には
固定子コイル11が巻回されている。また13は回転子
であり、前記回転子13の外周面から径方向内側の位置
に、断面が円弧状をなす2個の永久磁石14を軸方向か
ら挿入して組み込むことによって構成されている。永久
磁石14とエアギャップ19との間にはポールピース1
5が配置されており、ポールピース15は、永久磁石1
4より透磁率の高い材料、例えば電磁鋼板や純鉄等で構
成されている。また、ポールピース15の厚みは永久磁
石14の中心14aに対し非対称となっている。つま
り、ポールピース15の厚さは(磁石14とエアーギャ
ップとの間隔)はすべてが同一の間隔ではありません。
上記構成からなる回転子13は、固定子12の内部に固
定子12と所定のエアギャップ19を均一に存する状態
で回転可能なように配設されている。
FIG. 1 shows a single-phase brushless motor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 12 denotes a stator, on which a stator coil 11 is wound. Reference numeral 13 denotes a rotor, which is constructed by inserting two permanent magnets 14 having an arc-shaped cross section from the axial direction into a position radially inward from the outer peripheral surface of the rotor 13. The pole piece 1 is located between the permanent magnet 14 and the air gap 19.
5 is disposed, and the pole piece 15 is
4 is made of a material having a higher magnetic permeability than, for example, an electromagnetic steel sheet or pure iron. Further, the thickness of the pole piece 15 is asymmetric with respect to the center 14 a of the permanent magnet 14. In other words, the thickness of the pole piece 15 (the distance between the magnet 14 and the air gap) is not all the same.
The rotor 13 having the above-described configuration is disposed inside the stator 12 so as to be rotatable in a state where the stator 12 and the predetermined air gap 19 are uniformly present.

【0023】以上のように構成された本実施例における
単相ブラシレスモータの動作について説明する。
The operation of the single-phase brushless motor according to the present embodiment configured as described above will be described.

【0024】図2は回転子の位置(回転角θ)に対する
発生トルクを示したものである。図2によると、回転子
13の位置に対するトルクは、固定子コイル12の励磁
電流の大きさや方向によって変化し、特にトルクが零に
なる死点位置が移動することがわかる。これは、ポール
ピース15の厚みを永久磁石14の中心に対し非対称に
したことによるものである。
FIG. 2 shows the generated torque with respect to the position of the rotor (rotation angle θ). According to FIG. 2, it can be seen that the torque with respect to the position of the rotor 13 changes depending on the magnitude and direction of the exciting current of the stator coil 12, and in particular, the dead center position where the torque becomes zero moves. This is because the thickness of the pole piece 15 is made asymmetric with respect to the center of the permanent magnet 14.

【0025】図10に示した従来の単相ブラシレスモー
タでは、図11のように死点位置が固定子コイル31の
励磁電流によって移動するようなことはなかった。
In the conventional single-phase brushless motor shown in FIG. 10, the position of the dead center does not move due to the exciting current of the stator coil 31 as shown in FIG.

【0026】本発明においては、上記したように固定子
コイル11の励磁電流によって死点位置が移動できるも
のである。
In the present invention, the position of the dead center can be moved by the exciting current of the stator coil 11 as described above.

【0027】このことを逆に利用して、単相ブラシレス
モータの自起動運転が可能となる。つまり、例えば起動
時に通常運転時とは異なる励磁電流を固定子コイル11
に流すことにより、通常運転時の死点位置から回転子1
3を回避でき、これによって自起動させることが可能と
なる。
By taking advantage of this fact, the self-starting operation of the single-phase brushless motor becomes possible. That is, for example, at the time of startup, an exciting current different from that during normal operation is applied to the stator coil 11.
The rotor 1 from the dead center position during normal operation.
3 can be avoided, thereby enabling self-activation.

【0028】また図1に示したように、回転子13と固
定子12との間のエアギャップ19を均一としているた
めに、有効磁束密度が減少せず高効率でモータ駆動が可
能となる。
As shown in FIG. 1, since the air gap 19 between the rotor 13 and the stator 12 is uniform, the motor can be driven with high efficiency without reducing the effective magnetic flux density.

【0029】一方、本発明においては、図3(a)に示
されるような誘起電圧が固定子コイル11に誘起され
る。
On the other hand, in the present invention, an induced voltage is induced in the stator coil 11 as shown in FIG.

【0030】誘起電圧が図3(a)のような波形形状に
なるのは、ポールピース15の厚さを永久磁石14の中
心に対して、非対称となるように配置しているためであ
る。
The reason why the induced voltage has a waveform shape as shown in FIG. 3A is that the pole pieces 15 are arranged so as to be asymmetric with respect to the center of the permanent magnet 14.

【0031】このような誘起電圧を発生する固定子コイ
ル11に外部より同図(b)に示す電圧を印加すると、
励磁電流波形は同図(c)のようになり、従来例の図1
3(c)で示したような波形後部の盛り上がりはなくな
る。
When a voltage shown in FIG. 3B is externally applied to the stator coil 11 that generates such an induced voltage,
The excitation current waveform is as shown in FIG.
The swelling at the rear part of the waveform as shown in FIG.

【0032】従って、固定子コイル11の励磁電流は過
大とならず、励磁電流の2乗に比例する銅損は小さく抑
えられることになる。
Therefore, the exciting current of the stator coil 11 does not become excessively large, and the copper loss proportional to the square of the exciting current can be kept small.

【0033】また励磁電流が小さくてすむ分、小電力容
量のパワー素子がこのモータを駆動するために使用可能
であり、駆動回路部分の小形化と低コスト化が可能とな
る。
Further, since the exciting current is small, a power element having a small power capacity can be used for driving the motor, so that the drive circuit can be reduced in size and cost.

【0034】また図3(c)に示すように、転流の際の
励磁電流の変化が緩やかとなり、電気雑音や振動・騒音
も抑制できる。
Further, as shown in FIG. 3C, the change of the exciting current at the time of commutation becomes gentle, and electric noise, vibration and noise can be suppressed.

【0035】なお、これらの効果を実現するのに固定子
コイル11への印加電圧を特別に制御する必要はなく、
例えば単純な矩形波状の電圧を固定子コイル11に印加
するだけでよい。従って、複雑な制御回路は不要であ
る。
It should be noted that it is not necessary to control the voltage applied to the stator coil 11 in order to realize these effects.
For example, it is only necessary to apply a simple rectangular wave voltage to the stator coil 11. Therefore, no complicated control circuit is required.

【0036】以上のように本実施例によれば、固定子コ
イル11の励磁電流により回転子13の死点位置が移動
できるため、これを利用して自起動させることが可能と
なる。
As described above, according to the present embodiment, the position of the dead center of the rotor 13 can be moved by the exciting current of the stator coil 11, so that the rotor 13 can be started by itself.

【0037】またエアギャップ19は均一な構造である
ため、有効磁束密度が減少せず高効率でモータ駆動が可
能となる。
Further, since the air gap 19 has a uniform structure, the motor can be driven with high efficiency without reducing the effective magnetic flux density.

【0038】さらに誘起電圧波形が図3(a)のような
波形形状となるため、励磁電流が過大とならず、銅損が
抑制できると共に、転流の際の電気雑音や振動・騒音も
低減できるものである。
Further, since the induced voltage waveform has a waveform shape as shown in FIG. 3 (a), the exciting current does not become excessive, copper loss can be suppressed, and electric noise, vibration and noise during commutation are also reduced. You can do it.

【0039】そしてこれらの効果は簡素な駆動回路によ
り実現可能である。なお、本実施例においては、永久磁
石14の形状を比較的容易に加工できて寸法精度も確保
し易い円弧状としたが、必ずしも円弧状である必要はな
い。
These effects can be realized by a simple driving circuit. In the present embodiment, the shape of the permanent magnet 14 is formed into an arc shape that can be processed relatively easily and the dimensional accuracy is easily ensured, but it is not always necessary that the shape be an arc shape.

【0040】例えば、非円弧状の永久磁石を用い、この
非円弧状の永久磁石とエアギャップとの間に配置するポ
ールピースの厚みを、エアギャップが均一となるように
非円弧状の永久磁石の中心に対して非対称とするように
してもよい。
For example, a non-arc-shaped permanent magnet is used, and the thickness of a pole piece disposed between the non-arc-shaped permanent magnet and the air gap is adjusted so that the air gap is uniform. May be asymmetrical with respect to the center of

【0041】また、永久磁石14とエアギャップ19と
の間にポールピース15を配置した構成としているた
め、高速回転の際に遠心力によって永久磁石14が飛散
する心配はなく、より高速回転に適したモータを実現す
ることもできる。
Further, since the pole piece 15 is disposed between the permanent magnet 14 and the air gap 19, there is no fear that the permanent magnet 14 is scattered by centrifugal force during high-speed rotation, which is more suitable for high-speed rotation. Motor can also be realized.

【0042】また、本実施例においては、インナーロー
タ型の単相ブラシレスモータを示したが、アウターロー
タ型の単相ブラシレスモータへの適用も可能であること
は言うまでもない。
In this embodiment, the inner rotor type single-phase brushless motor has been described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to an outer rotor type single-phase brushless motor.

【0043】(実施例2)図4は本発明の第2の実施例
における単相ブラシレスモータを示したものである。図
4において、固定子コイル11の励磁電流を第1の値ま
たは第2の値または第3の値とするように構成された励
磁手段16を、前記固定子コイル11に接続した構成と
した以外は、図1における第1の実施例と同様であり、
同一機能を有する部分については同一符号を付しその詳
細な説明は省略する。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows a single-phase brushless motor according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, except that the exciting means 16 configured to set the exciting current of the stator coil 11 to the first value, the second value, or the third value is connected to the stator coil 11. Is similar to the first embodiment in FIG.
Portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0044】以上のように構成された第2の実施例にお
ける単相ブラシレスモータについてその動作を説明す
る。
The operation of the single-phase brushless motor according to the second embodiment configured as described above will be described.

【0045】図5および図6は図2と同様、回転子13
の位置(回転角θ)に対する発生トルクを示したもので
あり、特に励磁手段16による固定子コイル11への励
磁電流を、第1の値とした場合と、前記第1の値と逆符
号で大きさがほぼ同じである第2の値とした場合と、前
記第1の値と同符号で大きさが大なる第3の値とした場
合について示している。
FIGS. 5 and 6 show the rotor 13 similar to FIG.
(Rotation angle .theta.). In particular, when the exciting current to the stator coil 11 by the exciting means 16 is set to the first value, it is indicated by a sign opposite to the first value. A case where the second value has substantially the same size and a case where the third value has the same sign as the first value and has a larger size are shown.

【0046】まず、回転子が図5(a)におけるM0点
に停止している場合について考える。この場合、固定子
コイル11の励磁電流を第1の値として起動トルクT1
を発生させ、回転子13をM1点から正転方向に駆動さ
せることができる。
First, consider the case where the rotor is stopped at the point M0 in FIG. In this case, the excitation torque of the stator coil 11 is set as the first value and the starting torque T1
And the rotor 13 can be driven in the forward direction from the point M1.

【0047】また逆に、固定子コイル11の励磁電流を
第2の値として起動トルクT2を発生させ、回転子13
をM2点から逆転方向に駆動させることができる。
Conversely, a starting torque T2 is generated using the exciting current of the stator coil 11 as a second value,
Can be driven in the reverse direction from the point M2.

【0048】このように回転子13が第1の値あるいは
第2の値のうち、いずれかの値により起動トルクを発生
させ得る位置に停止している場合は、何らの問題もなく
所望の方向に回転子13を起動させることができる。
As described above, when the rotor 13 is stopped at a position where the starting torque can be generated by any one of the first value and the second value, the desired direction can be obtained without any problem. The rotor 13 can be started.

【0049】しかし、回転子13が図5におけるA0点
あるいは図6におけるB0点に停止している場合、すな
わち死点に停止している場合は、励磁電流を第1の値あ
るいは第2の値としても発生トルクは零であり、回転子
13を起動することができない。
However, when the rotor 13 stops at the point A0 in FIG. 5 or the point B0 in FIG. 6, that is, when the rotor 13 stops at the dead center, the exciting current is changed to the first value or the second value. However, the generated torque is zero, and the rotor 13 cannot be started.

【0050】このように、回転子13が死点に停止して
いる場合の動作について、以下に説明する。まず、図5
を用いて、回転子13がA0点に停止している場合につ
いて説明する。
The operation when the rotor 13 is stopped at the dead center will be described below. First, FIG.
, The case where the rotor 13 is stopped at the point A0 will be described.

【0051】この場合、固定子コイル11に第1の値の
励磁電流を流しても発生トルクは零であり、回転子13
を起動することはできない。つまり、A0点は励磁電流
を第1の値とした場合の死点となっている。
In this case, even if an exciting current of the first value is applied to the stator coil 11, the generated torque is zero and the rotor 13
Can not start. That is, the point A0 is a dead point when the exciting current is set to the first value.

【0052】そこで第3の励磁電流を固定子コイル11
に流すようにする。すると動作点C1点に示すところの
負方向トルクが回転子13に作用し、動作点C0点に向
かって移動を始める。やがて回転子13はC0点に達し
て安定停止するが、このとき回転子13は前記した死点
A0点からは、ずれた位置となっている。
Therefore, the third exciting current is supplied to the stator coil 11
So that it flows. Then, the negative torque shown at the operating point C1 acts on the rotor 13 and starts moving toward the operating point C0. Eventually, the rotor 13 reaches the point C0 and stably stops, but at this time, the rotor 13 is at a position shifted from the dead point A0.

【0053】従ってC0点に達した時点で励磁電流を第
1の値とすることにより、図5(a)に示すように起動
トルクTA1を発生させ、A1点から正転方向に回転子
13を起動することができる。
Therefore, by setting the exciting current to the first value when the point C0 is reached, the starting torque TA1 is generated as shown in FIG. 5A, and the rotor 13 is moved in the forward direction from the point A1. Can be started.

【0054】逆にC0点に達した時点で、励磁電流を第
2の値とすることにより、図5(b)に示すように起動
トルクTB1を発生させ、B1点から逆転方向に回転子
13を起動することもできる。
Conversely, when reaching the point C0, the exciting current is set to the second value to generate the starting torque TB1 as shown in FIG. 5B, and the rotor 13 is rotated in the reverse direction from the point B1. Can also be launched.

【0055】このように、励磁電流を第1の値としても
起動できない場合、励磁電流を第3の値として死点A0
点を回避し、第1の値あるいは第2の値の励磁電流によ
り所望の方向に回転子13を起動させることができるも
のである。
As described above, when starting cannot be performed even when the exciting current is set to the first value, the dead point A0 is set to the exciting current as the third value.
In this case, the rotor 13 can be started in a desired direction by the excitation current having the first value or the second value.

【0056】なお、励磁電流を第3の値として死点A0
点を回避する際、C0点に回転子13を安定停止させた
が、必ずしもC0点に停止させる必要はない。
The dead point A0 is set as the third value of the exciting current.
When avoiding the point, the rotor 13 is stably stopped at the point C0, but it is not always necessary to stop the rotor 13 at the point C0.

【0057】例えば、図5(c)に示すように、励磁電
流を第3の値とした後、回転子13が動作点C1点から
C0点に向かう途中のC2点で第1の値とすると、起動
トルクTA2が発生し、回転子13をA2点から正転方
向に起動できる。
For example, as shown in FIG. 5C, after the exciting current is set to the third value, the rotor 13 is set to the first value at the point C2 on the way from the operating point C1 to the point C0. Then, the starting torque TA2 is generated, and the rotor 13 can be started in the normal rotation direction from the point A2.

【0058】また、図5(d)に示すように、C1点か
らC0点に向かう途中のC3点で励磁電流を第2の値と
すると、起動トルクTB2が発生し、回転子13をB2
点から逆転方向に起動できる。
As shown in FIG. 5D, when the exciting current is set to the second value at the point C3 on the way from the point C1 to the point C0, the starting torque TB2 is generated, and the rotor 13 is moved to the point B2.
Can be activated in the reverse direction from a point.

【0059】次に、図6を用いて、回転子13がB0点
に停止している場合について説明する。この場合、固定
子コイル11に第2の値の励磁電流を流しても発生トル
クは零であり、回転子13を起動することはできない。
つまり、B0点は励磁電流を第2の値とした場合の死点
となっている。
Next, a case where the rotor 13 is stopped at the point B0 will be described with reference to FIG. In this case, even if an exciting current of the second value is supplied to the stator coil 11, the generated torque is zero and the rotor 13 cannot be started.
That is, the point B0 is a dead point when the exciting current is set to the second value.

【0060】そこで第3の励磁電流を固定子コイル11
に流すようにする。すると動作点C4点に示すところの
負方向トルクが回転子13に作用し、動作点C0点に向
かって移動を始める。やがて回転子13はC0点に達し
て安定停止するが、このとき回転子13は前記した死点
B0点からは、ずれた位置となっている。
Therefore, the third exciting current is supplied to the stator coil 11
So that it flows. Then, the negative torque shown at the operating point C4 acts on the rotor 13 and starts moving toward the operating point C0. Eventually, the rotor 13 reaches the point C0 and stops stably, but at this time, the rotor 13 is at a position shifted from the dead point B0.

【0061】従ってC0点に達した時点で励磁電流を第
1の値とすることにより、図6(a)に示すように起動
トルクTA1を発生させ、正転方向に回転子13をA1
点から起動することができる。
Therefore, by setting the exciting current to the first value when the point C0 is reached, the starting torque TA1 is generated as shown in FIG. 6A, and the rotor 13 is moved in the normal rotation direction by A1.
Can start from a point.

【0062】逆にC0点に達した時点で、励磁電流を第
2の値とすることにより、図6(b)に示すように起動
トルクTB1を発生させ、逆転方向に回転子13をB1
点から起動することもできる。
Conversely, when the point C0 is reached, the starting current TB1 is generated as shown in FIG. 6B by setting the exciting current to the second value, and the rotor 13 is rotated in the reverse direction by B1.
You can also start from a point.

【0063】このように、励磁電流を第2の値としても
起動できない場合、励磁電流を第3の値として死点B0
点を回避し、第1の値あるいは第2の値の励磁電流によ
り所望の方向に回転子13を起動させることができるも
のである。
As described above, when starting cannot be performed even when the exciting current is set to the second value, the exciting current is set to the third value and the dead center B0
In this case, the rotor 13 can be started in a desired direction by the excitation current having the first value or the second value.

【0064】なお、励磁電流を第3の値として死点B0
点を回避する際、C0点に回転子13を安定停止させた
が、必ずしもC0点に停止させる必要はない。
The dead point B0 is set as the third value of the exciting current.
When avoiding the point, the rotor 13 is stably stopped at the point C0, but it is not always necessary to stop the rotor 13 at the point C0.

【0065】例えば、図6(c)に示すように、励磁電
流を第3の値とした後、回転子13が動作点C4点から
C0点に向かう途中のC5点で第1の値とすると、起動
トルクTA3が発生し、回転子13を正転方向に起動で
きる。
For example, as shown in FIG. 6C, after the exciting current is set to the third value, the rotor 13 is set to the first value at the point C5 on the way from the operating point C4 to the point C0. , A starting torque TA3 is generated, and the rotor 13 can be started in the normal rotation direction.

【0066】また、図6(d)に示すように、C4点か
らC0点に向かう途中のC6点で励磁電流を第2の値と
すると、起動トルクTB3が発生し、回転子13をB3
点から逆転方向に起動できる。
As shown in FIG. 6D, when the exciting current is set to the second value at the point C6 on the way from the point C4 to the point C0, the starting torque TB3 is generated, and the rotor 13 is moved to the point B3.
Can be activated in the reverse direction from a point.

【0067】以上のように本実施例によれば、励磁電流
を第1の値あるいは第2の値としても起動できない場
合、励磁電流をこれらの値よりも大きな第3の値とする
ことにより死点位置を回避し、自起動できるようにして
いる。
As described above, according to the present embodiment, when the excitation current cannot be started even when the excitation current is set to the first value or the second value, the excitation current is set to the third value which is larger than these values. It avoids the point position and allows self-starting.

【0068】また本実施例においては、第3の値の励磁
電流の大きさが、第1の値あるいは第2の値の励磁電流
の大きさよりも大きい場合について説明したが、特に第
3の値が大きくある必要はない。例えば、第3の値を第
1の値あるいは第2の値よりも小さな値としても、同様
にして死点位置を回避できるものである。
In this embodiment, the case where the magnitude of the excitation current having the third value is larger than the magnitude of the excitation current having the first value or the second value has been described. Need not be large. For example, even if the third value is smaller than the first value or the second value, the dead center position can be avoided in the same manner.

【0069】また本実施例においては、励磁電流を第3
の値として死点位置を回避した後、図5あるいは図6に
示した各動作点にて励磁電流を第1の値あるいは第2の
値に切り替えて起動トルクを発生させたが、励磁電流を
第1の値あるいは第2の値に切り替えるタイミングは、
第3の値の励磁電流を固定子コイル11に流し始めてか
ら所定の時間経過後としてもよいし、あるいは、回転子
13の位置をホール素子などにより検出し、この位置検
出信号に基づいて切り替えるようにしてもよい。
In this embodiment, the exciting current is set to the third
After avoiding the dead center position as the value of, the exciting current is switched to the first value or the second value at each operating point shown in FIG. 5 or FIG. 6 to generate the starting torque. The timing for switching to the first value or the second value is as follows:
A predetermined value may be elapsed after the excitation current of the third value starts flowing through the stator coil 11, or the position of the rotor 13 may be detected by a Hall element or the like and switched based on the position detection signal. It may be.

【0070】なお上記した効果の他に、本実施例におい
ても第1の実施例で示したすべての効果を有しているこ
とは言うまでもない。
It is needless to say that, in addition to the effects described above, this embodiment also has all the effects shown in the first embodiment.

【0071】(実施例3)図7は本発明の第3の実施例
における単相ブラシレスモータを示したものである。図
7において、固定子コイル11の励磁電流を第1の値ま
たは第2の値とするように構成された励磁手段17を、
前記固定子コイル11に接続した構成とした以外は、図
1における第1の実施例と同様であり、同一機能を有す
る部分については同一符号を付しその詳細な説明は省略
する。
(Embodiment 3) FIG. 7 shows a single-phase brushless motor according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the exciting means 17 configured to set the exciting current of the stator coil 11 to the first value or the second value is
Except for the configuration connected to the stator coil 11, the configuration is the same as that of the first embodiment in FIG. 1, and the portions having the same functions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0072】以上のように構成された第3の実施例にお
ける単相ブラシレスモータについてその動作を説明す
る。
The operation of the single-phase brushless motor according to the third embodiment configured as described above will be described.

【0073】図8および図9は図2と同様、回転子11
の位置(回転角θ)に対する発生トルクを示したもので
あり、特に励磁手段17による固定子コイル11への励
磁電流を、第1の値とした場合と、前記第1の値と逆符
号で大きさがほぼ同じである第2の値とした場合につい
て示している。
FIGS. 8 and 9 show the rotor 11 similar to FIG.
(Rotation angle .theta.). In particular, when the exciting current to the stator coil 11 by the exciting means 17 is set to a first value, the torque is opposite to the first value. The case where the second value is substantially the same is shown.

【0074】まず、回転子が図8(a)におけるM0点
に停止している場合について考える。この場合、固定子
コイル11の励磁電流を第1の値として起動トルクT1
を発生させ、回転子13をM1点から正転方向に駆動さ
せることができる。
First, consider the case where the rotor is stopped at the point M0 in FIG. In this case, the excitation torque of the stator coil 11 is set as the first value and the starting torque T1
And the rotor 13 can be driven in the forward direction from the point M1.

【0075】また逆に、固定子コイル11の励磁電流を
第2の値として起動トルクT2を発生させ、回転子13
をM2点から逆転方向に駆動させることができる。
Conversely, the starting current T2 is generated by using the exciting current of the stator coil 11 as the second value, and the
Can be driven in the reverse direction from the point M2.

【0076】このように回転子13が第1の値あるいは
第2の値のうち、いずれかの値により起動トルクを発生
させ得る位置に停止している場合は、何らの問題もなく
所望の方向に回転子13を起動させることができる。
As described above, when the rotor 13 is stopped at a position where the starting torque can be generated by any one of the first value and the second value, the desired direction can be obtained without any problem. The rotor 13 can be started.

【0077】しかし、回転子13が図8におけるA0点
に停止している場合、励磁電流を第1の値としても発生
トルクは零であり、回転子13を起動することができな
い。
However, when the rotor 13 is stopped at the point A0 in FIG. 8, the generated torque is zero even if the exciting current is set to the first value, and the rotor 13 cannot be started.

【0078】同様に、回転子13が図9におけるB0点
に停止している場合、励磁電流を第2の値としても発生
トルクは零であり、回転子13を起動することができな
い。
Similarly, when the rotor 13 is stopped at the point B0 in FIG. 9, the generated torque is zero even if the exciting current is set to the second value, and the rotor 13 cannot be started.

【0079】このように、回転子13が図8におけるA
0点または図9におけるB0点、すなわち死点に停止し
ている場合の動作について、以下に説明する。
As described above, the rotor 13 is connected to the A in FIG.
The operation in the case of stopping at the point 0 or the point B0 in FIG. 9, that is, at the dead center will be described below.

【0080】まず、図8を用いて、回転子13がA0点
に停止している場合について説明する。この場合、固定
子コイルに第1の値の励磁電流を流しても発生トルクは
零であり、回転子13を起動することはできない。つま
り、A0点は励磁電流を第1の値とした場合の死点とな
っている。
First, a case where the rotor 13 is stopped at the point A0 will be described with reference to FIG. In this case, even if an exciting current of the first value is supplied to the stator coil, the generated torque is zero and the rotor 13 cannot be started. That is, the point A0 is a dead point when the exciting current is set to the first value.

【0081】そこで第2の励磁電流を固定子コイル11
に流すようにする。すると動作点B4点に示すところの
負方向トルクが回転子13に作用し、動作点B5点に向
かって移動を始め、回転子13は前記した死点A0点か
らは、ずれた位置となる。
Therefore, the second exciting current is supplied to the stator coil 11
So that it flows. Then, the negative torque shown at the operating point B4 acts on the rotor 13 and starts moving toward the operating point B5, and the rotor 13 is shifted from the dead point A0.

【0082】従ってB5点に達した時点で励磁電流を第
1の値とすることにより、図8(a)に示すように起動
トルクTA4を発生させ、正転方向に回転子13をA4
点から起動することができる。
Therefore, by setting the exciting current to the first value when the point B5 is reached, the starting torque TA4 is generated as shown in FIG.
Can start from a point.

【0083】また、励磁電流を第2の値のままとして、
図8(b)に示すように起動トルクTB4により、逆転
方向に回転子をB4点から起動することもできる。
Further, with the exciting current kept at the second value,
As shown in FIG. 8B, the rotor can be started in the reverse direction from the point B4 by the starting torque TB4.

【0084】このように、励磁電流を第1の値としても
起動できない場合、励磁電流を第2の値として死点A0
点を回避し、その後第1の値あるいは第2の値の励磁電
流により所望の方向に回転子13を起動させることがで
きるものである。
As described above, when the excitation current cannot be started even when the excitation current is set to the first value, the excitation current is set to the second value and the dead center A0 is set.
In this case, the rotor 13 can be started in a desired direction by the excitation current having the first value or the second value.

【0085】次に、図9を用いて、回転子13がB0点
に停止している場合について説明する。
Next, a case where the rotor 13 is stopped at the point B0 will be described with reference to FIG.

【0086】この場合、固定子コイル11に第2の値の
励磁電流を流しても発生トルクは零であり、回転子13
を起動することはできない。つまり、B0点は励磁電流
を第2の値とした場合の死点となっている。
In this case, even if an exciting current of the second value is applied to the stator coil 11, the generated torque is zero and the rotor 13
Can not start. That is, the point B0 is a dead point when the exciting current is set to the second value.

【0087】そこで第1の励磁電流を固定子コイル11
に流すようにする。すると動作点A5点に示すところの
負方向トルクが回転子に作用し、死点であるB0点を回
避するように回転子11が移動を始める。
Therefore, the first exciting current is supplied to the stator coil 11
So that it flows. Then, the negative torque shown at the operating point A5 acts on the rotor, and the rotor 11 starts moving so as to avoid the dead point B0.

【0088】死点B0点を回避した後、回転子13を正
転方向に起動させるには、図9(a)に示すように、動
作点A0点に達した時点で励磁電流を第2の値とし、動
作点B4に示すところの負方向トルクにより回転子13
をさらに動作点B6点に移動させ、B6点に達した時点
で励磁電流を第1の値として動作点A6に移動させ、起
動トルクTA6を発生させればよい。
In order to start the rotor 13 in the normal rotation direction after avoiding the dead point B0, as shown in FIG. 9 (a), when the operating point A0 is reached, the exciting current is reduced to a second value. The rotor 13 is driven by the negative torque shown in the operating point B4.
Is further moved to the operating point B6, and when reaching the point B6, the exciting current is moved to the operating point A6 as the first value to generate the starting torque TA6.

【0089】あるいは動作点A0点に達した時点で、回
転子11の慣性を利用して動作点A7点にまで回転子1
3を移動させ、動作点A7点に示すところの起動トルク
TA7を発生させても回転子13を正転方向に起動でき
る。
Alternatively, when the operating point reaches the operating point A0, the rotor 1 is moved to the operating point A7 using the inertia of the rotor 11.
3 can be moved to generate the starting torque TA7 indicated by the operating point A7, and the rotor 13 can be started in the normal rotation direction.

【0090】ここで慣性を利用して回転子13を動作点
A7点に移動させる間、励磁電流を零にすればその移動
量をより大きくすることができ、起動トルクTA7をよ
り大きな値として正転方向への起動をさらに確実なもの
とすることができる。
Here, while the rotor 13 is moved to the operating point A7 by using inertia, the amount of movement can be increased by setting the exciting current to zero, and the starting torque TA7 is set to a larger value to increase the positive value. Starting in the turning direction can be further ensured.

【0091】また死点B0点を回避した後、回転子13
を逆転方向に起動させるには、図9(b)に示すよう
に、動作点A0点に達した時点で励磁電流を第2の値と
して起動トルクTB4を発生させればよい。
After avoiding the dead point B0, the rotor 13
Can be started in the reverse rotation direction, as shown in FIG. 9 (b), when the operating point A0 is reached, the starting current TB4 may be generated with the exciting current as the second value.

【0092】このように、励磁電流を第2の値としても
起動できない場合、励磁電流を第1の値として死点B0
点を回避し、その後第1の値あるいは第2の値の励磁電
流により所望の方向に回転子13を起動させることがで
きるものである。
As described above, when starting cannot be performed even when the exciting current is set to the second value, the exciting current is set to the first value and the dead center B0
In this case, the rotor 13 can be started in a desired direction by the excitation current having the first value or the second value.

【0093】なお、励磁電流を第1の値として死点B0
点を回避した後、A0点に回転子13が達した時点で励
磁電流を第2の値とするように説明したが、必ずしもこ
の限りではない。
The dead point B0 is set as the exciting current as the first value.
After avoiding the point, it has been described that the exciting current is set to the second value when the rotor 13 reaches the point A0, but this is not necessarily the case.

【0094】例えば、正転方向に起動するには、図9
(c)に示すように、励磁電流を第1の値とした後、回
転子13が動作点A5点からA0点に向かう途中のA8
点で第2の値とし、動作点B7に示すところの逆方向ト
ルクによりさらに回転子13を動作点B8点に移動させ
た後、励磁電流を第1の値として動作点A9に移動さ
せ、起動トルクTA9を発生させてもよい。
For example, in order to start in the normal rotation direction, as shown in FIG.
As shown in (c), after the excitation current is set to the first value, the rotor 13 moves from the operating point A5 to the point A0 in the middle of the operating point A5.
After the rotor 13 is further moved to the operating point B8 by the reverse torque indicated by the operating point B7, the exciting current is moved to the operating point A9 as the first value, and the motor is started. The torque TA9 may be generated.

【0095】また、逆転方向に起動するには、図9
(d)に示すように、A5点からA0点に向かう途中の
A10点で励磁電流を第2の値として起動トルクTB9
を発生させてもよい。
In order to start the motor in the reverse rotation direction, it is necessary to use FIG.
As shown in (d), at point A10 on the way from point A5 to point A0, the exciting current is set to the second value and the starting torque TB9
May be generated.

【0096】以上のように本実施例によれば、励磁電流
を第1の値としても起動できない場合、励磁電流を第2
の値とし、励磁電流を第1の値とした際の死点位置を回
避して自起動できるようにしている。また励磁電流を第
2の値としても起動できない場合、励磁電流を第1の値
とし、励磁電流を第2の値とした際の死点位置を回避し
て自起動できるようにしている。
As described above, according to this embodiment, if the excitation current cannot be started even when the excitation current is set to the first value, the excitation current is set to the second value.
To avoid the dead center position when the exciting current is set to the first value so that the self-starting is possible. When the excitation current cannot be started even when the excitation current is set to the second value, the excitation current is set to the first value, and the self-start can be performed by avoiding the dead center position when the excitation current is set to the second value.

【0097】このように本実施例では2つの値の励磁電
流によりモータを自起動させるようにしているため、励
磁手段17の構成をより簡素化することができる。
As described above, in this embodiment, the motor is self-started by two values of the exciting current, so that the configuration of the exciting means 17 can be further simplified.

【0098】また本実施例においては、励磁電流を第1
の値または第2の値として死点位置を回避した後、図8
あるいは図9に示した各動作点にて励磁電流を切り替え
て起動トルクを発生させたが、励磁電流を切り替えるタ
イミングは、死点回避のために第1の値あるいは第2の
値の励磁電流を固定子コイル11に流し始めてから所定
の時間経過後としてもよいし、あるいは、回転子13の
位置をホール素子などにより検出し、この位置検出信号
に基づいて切り替えるようにしてもよい。
In this embodiment, the exciting current is set to the first
After avoiding the dead center position as the value of
Alternatively, the excitation current is switched at each operating point shown in FIG. 9 to generate the starting torque, but the timing of switching the excitation current is determined by switching the excitation current of the first value or the second value to avoid dead center. A predetermined time may have elapsed since the start of flowing through the stator coil 11, or the position of the rotor 13 may be detected by a Hall element or the like, and switching may be performed based on the position detection signal.

【0099】なお上記した効果の他に、本実施例におい
ても第1の実施例で示したすべての効果を有しているこ
とは言うまでもない。なお、本発明においては、インナ
ーロータ型の単相ブラシレスモータのみならずアウター
ロータ型の単相ブラシレスモータにおいても適用可能で
あることは言うまでもない。
It goes without saying that, in addition to the effects described above, this embodiment also has all the effects shown in the first embodiment. In the present invention, it goes without saying that the present invention can be applied not only to the inner rotor type single-phase brushless motor but also to the outer rotor type single-phase brushless motor.

【0100】[0100]

【発明の効果】上記実施例の記載から明らかなように、
請求項1,3記載の発明によれば、固定子コイルの励磁
電流により回転子の死点位置が移動できるため、これを
利用して自起動させることが可能となる。更に、エアギ
ャップは均一な構造であるため、有効磁束密度が減少せ
ず高効率でモータ駆動が可能となる。また励磁電流が過
大とならず、銅損が抑制できると共に、転流の際の電気
雑音や振動・騒音も低減できるものである。そしてこれ
らの効果は簡素な駆動回路により実現可能である。ま
た、永久磁石とエアギャップとの間にポールピースを配
置した構成としているため、高速回転の際に遠心力によ
って永久磁石が飛散する心配はなく、より高速回転に適
したモータを実現することもできる。また、起動するた
めの起動トルクは、モータの駆動トルクを利用している
ため、容易に起動トルクを大きくすることができる。
As is clear from the description of the above embodiment,
According to the first and third aspects of the present invention, the position of the dead center of the rotor can be moved by the exciting current of the stator coil. Further, since the air gap has a uniform structure, the motor can be driven with high efficiency without reducing the effective magnetic flux density. In addition, the exciting current does not become excessive, copper loss can be suppressed, and electric noise, vibration and noise during commutation can be reduced. These effects can be realized by a simple driving circuit. In addition, since the pole piece is arranged between the permanent magnet and the air gap, there is no fear of the permanent magnet being scattered by the centrifugal force during high-speed rotation, and a motor suitable for higher-speed rotation can be realized. it can. Further, since the starting torque for starting uses the driving torque of the motor, the starting torque can be easily increased.

【0101】また、請求項2記載の発明はスイッチング
時の誘起電圧の跳ね上がりによる、電流の盛り上がりを
抑えることができ、効率よくモータを駆動することがで
きる。
Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to suppress the surge of the current due to the jump of the induced voltage at the time of switching, and it is possible to drive the motor efficiently.

【0102】また、請求項4記載の発明によれば、全体
的に磁束が安定した永久磁石を回転子に用いることがで
きるので、ムラがなく性能よいブラシレスモータを提供
することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, a permanent magnet having a stable magnetic flux can be used for the rotor as a whole, so that a brushless motor with no unevenness and high performance can be provided.

【0103】また、請求項5記載の発明は励磁電流を第
1の値あるいは第2の値としても起動できない場合、ス
イッチング時の誘起電圧の跳ね上がりによる、電流の盛
り上がりを抑えることができ、効率よくモータを駆動す
ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, when the exciting current cannot be started even when the exciting current is set to the first value or the second value, the rise of the current due to the jump of the induced voltage at the time of switching can be suppressed and the efficiency can be improved The motor can be driven.

【0104】また、請求項6記載の発明によれば、2つ
の値の励磁電流によりモータを自起動させるようにして
いるため、励磁手段の構成をより簡素化にし、スイッチ
ング時の誘起電圧の跳ね上がりによる、電流の盛り上が
りを抑えることができ、効率よくモータを駆動すること
ができる。
According to the sixth aspect of the present invention, since the motor is self-started by two values of the exciting current, the structure of the exciting means is further simplified, and the induced voltage jumps during switching. As a result, the rise of current can be suppressed, and the motor can be efficiently driven.

【0105】また、請求項7記載の発明は単相式のモー
タに用いることにより、固定子コイルの励磁電流により
回転子の死点位置が移動できるため、これを利用して自
起動させることが可能となる。更に、エアギャップは均
一な構造であるため、有効磁束密度が減少せず高効率で
モータ駆動が可能となる。また励磁電流が過大となら
ず、銅損が抑制できると共に、転流の際の電気雑音や振
動・騒音も低減できるものである。そしてこれらの効果
は簡素な駆動回路により実現可能である。また、永久磁
石とエアギャップとの間にポールピースを配置した構成
としているため、高速回転の際に遠心力によって永久磁
石が飛散する心配はなく、より高速回転に適したモータ
を実現することもできる。また、起動するための起動ト
ルクは、モータの駆動トルクを利用しているため、容易
に起動トルクを大きくすることができる。
Further, when the invention according to claim 7 is used for a single-phase motor, the position of the dead center of the rotor can be moved by the exciting current of the stator coil. It becomes possible. Further, since the air gap has a uniform structure, the motor can be driven with high efficiency without reducing the effective magnetic flux density. In addition, the exciting current does not become excessive, copper loss can be suppressed, and electric noise, vibration and noise during commutation can be reduced. These effects can be realized by a simple driving circuit. In addition, since the pole piece is arranged between the permanent magnet and the air gap, there is no fear of the permanent magnet being scattered by the centrifugal force during high-speed rotation, and a motor suitable for higher-speed rotation can be realized. it can. Further, since the starting torque for starting uses the driving torque of the motor, the starting torque can be easily increased.

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

【図1】本発明の第1の実施例における単相ブラシレス
モータの断面図
FIG. 1 is a sectional view of a single-phase brushless motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1における単相ブラシレスモータの回転子の
位置に対するトルク特性を示す説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram showing torque characteristics with respect to the position of a rotor of the single-phase brushless motor in FIG. 1;

【図3】図1における単相ブラシレスモータの誘起電圧
波形及び励磁電流波形を示す説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an induced voltage waveform and an exciting current waveform of the single-phase brushless motor in FIG. 1;

【図4】本発明の第2の実施例における単相ブラシレス
モータの断面図
FIG. 4 is a sectional view of a single-phase brushless motor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4における単相ブラシレスモータの動作説明
FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the single-phase brushless motor in FIG. 4;

【図6】図4における単相ブラシレスモータの動作説明
FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the single-phase brushless motor in FIG.

【図7】本発明の第3の実施例における単相ブラシレス
モータの断面図
FIG. 7 is a sectional view of a single-phase brushless motor according to a third embodiment of the present invention.

【図8】図7における単相ブラシレスモータの動作説明
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the single-phase brushless motor in FIG. 7;

【図9】図7における単相ブラシレスモータの動作説明
FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the single-phase brushless motor in FIG. 7;

【図10】従来例における単相ブラシレスモータの縦断
面図
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a conventional single-phase brushless motor.

【図11】図10における単相ブラシレスモータの回転
子の位置に対するトルク特性を示す説明図
11 is an explanatory diagram showing a torque characteristic with respect to a position of a rotor of the single-phase brushless motor in FIG. 10;

【図12】他の従来例における単相ブラシレスモータの
断面図
FIG. 12 is a sectional view of a single-phase brushless motor according to another conventional example.

【図13】図10および図12における単相ブラシレス
モータの誘起電圧波形及び励磁電流波形を示す説明図
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an induced voltage waveform and an exciting current waveform of the single-phase brushless motor in FIGS. 10 and 12;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,31,41 固定子コイル 12,32,42 固定子 13,33,43 回転子 14,34 永久磁石 45 ポールピース 16,17 励磁手段 19,39,49 エアギャップ 11, 31, 41 Stator coil 12, 32, 42 Stator 13, 33, 43 Rotor 14, 34 Permanent magnet 45 Pole piece 16, 17 Exciting means 19, 39, 49 Air gap

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】単相コイルを巻回した固定子と、少なくと
も2つの永久磁石及びこの永久磁石より透磁率の高い材
料からなるポールピースを有し、前記永久磁石の外方に
前記ポールピースを配置した回転子とからなるものであ
って、前記回転子を前記固定子で囲み、前記回転子と前
記固定子の間のエアーギャップが均一となるように前記
ポールピースの厚みを前記永久磁石の中心に対して非対
称にした単相式のブラシレスモータ。
A stator having a single-phase coil wound thereon, at least two permanent magnets, and a pole piece made of a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnets, wherein the pole pieces are provided outside the permanent magnets. And a rotor arranged around the rotor, wherein the rotor is surrounded by the stator, and the thickness of the pole piece is adjusted so that an air gap between the rotor and the stator becomes uniform. Single-phase brushless motor asymmetric with respect to the center.
【請求項2】コイルを巻回した固定子と、少なくとも2
つの永久磁石及びこの永久磁石より透磁率の高い材料か
らなるポールピースを有し、前記永久磁石の内方に前記
ポールピースを配置した回転子とからなるものであっ
て、前記固定子を前記回転子で囲み、前記回転子と前記
固定子の間のエアーギャップが均一となるように前記ポ
ールピースの厚みを前記永久磁石の中心に対して非対称
にしたブラシレスモータ。
2. A stator having a coil wound thereon and at least two stators.
A rotor having two permanent magnets and a pole piece made of a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnets, and a rotor having the pole pieces disposed inside the permanent magnets. A brushless motor surrounded by a rotor and having a thickness of the pole piece asymmetrical with respect to the center of the permanent magnet so that an air gap between the rotor and the stator is uniform.
【請求項3】単相コイルを巻回した固定子を有する請求
項2記載のブラシレスモータ。
3. The brushless motor according to claim 2, further comprising a stator wound with a single-phase coil.
【請求項4】永久磁石の形状を円弧状にした請求項1ま
たは請求項3記載のブラシレスモータ。
4. The brushless motor according to claim 1, wherein the shape of the permanent magnet is an arc.
【請求項5】コイルを巻回した固定子と、少なくとも2
つの永久磁石及びこの永久磁石より透磁率の高い材料か
らなるポールピースを有し、前記固定子との間のエアー
ギャップが均一となるように前記ポールピースの厚みを
前記永久磁石中心に対して非対称とした回転子と、前記
固定子のコイルに接続した励磁手段とからなるものであ
って、前記励磁手段は前記固定子コイルの励磁電流を第
1の値または第2の値または第3の値とするものであっ
て、前記第1の値と前記第2の値は逆符号であり、これ
らの値の励磁電流を交互に切り替えて前記回転子を所望
の方向に駆動するものであって、前記第3の値は前記第
1の値あるいは前記第2の値のうちいずれかと同符号で
大きさが異なる値であり、前記回転子が死点近傍にあっ
て、前記第1の値あるいは前記第2の値により起動でき
ない場合、前記固定子コイルの励磁電流を前記第3の値
として死点を回避し、その後固定子コイルの励磁電流を
前記第1の値あるいは前記第2の値として所望の駆動方
向への起動トルクを発生させ、回転子を起動するように
したブラシレスモータ。
5. A stator having a coil wound thereon and at least two stators.
One permanent magnet and a pole piece made of a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnet. , And exciting means connected to the stator coil, wherein the exciting means sets the exciting current of the stator coil to a first value, a second value, or a third value. Wherein the first value and the second value have opposite signs, and drive the rotor in a desired direction by alternately switching the exciting currents of these values, The third value is a value having the same sign as that of any one of the first value and the second value and different in magnitude, and the rotor is near a dead center, and the first value or the If it cannot be started by the second value, Avoiding dead center by setting the exciting current of the stator coil to the third value, and then generating the starting torque in a desired driving direction by setting the exciting current of the stator coil to the first value or the second value; A brushless motor that starts the rotor.
【請求項6】コイルを巻回した固定子と、少なくとも2
つの永久磁石及びこの永久磁石より透磁率の高い材料か
らなるポールピースを有し、前記固定子との間のエアー
ギャップが均一となるように前記ポールピースの厚みを
前記永久磁石中心に対して非対称とした回転子と、前記
固定子のコイルに接続した励磁手段とからなるものであ
って、前記励磁手段は前記固定子コイルの励磁電流を第
1の値または第2の値とするものであって、前記第1の
値と前記第2の値は互いに逆符号であり、前記回転子が
死点近傍にあって、前記第1の値により回転子が起動で
きない場合、前記固定子コイルの励磁電流を第2の値と
して死点を回避し、または前記回転子が死点の近傍にあ
って、前記第2の値により回転子が起動できない場合、
前記固定子コイルの励磁電流を第1の値として死点を回
避し、その後、所望の方向に回転子が起動して駆動し続
けるように前記第1の値と前記第2の値の励磁電流を切
り替えるようにしたブラシレスモータ。
6. A stator having a coil wound thereon and at least two stators.
One permanent magnet and a pole piece made of a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnet. And an exciting means connected to the stator coil, wherein the exciting means sets the exciting current of the stator coil to a first value or a second value. The first value and the second value have opposite signs to each other, and when the rotor is near the dead center and the rotor cannot be started by the first value, the excitation of the stator coil is performed. Avoiding dead center with current as the second value, or when the rotor is near dead center and cannot be started by the second value,
A dead point is avoided by setting the exciting current of the stator coil to a first value, and then the exciting current of the first value and the second value is set so that the rotor starts and continues to be driven in a desired direction. Brushless motor to switch between.
【請求項7】単相コイルを巻回した固定子を有する請求
項5または請求項6記載のブラシレスモータ。
7. The brushless motor according to claim 5, further comprising a stator wound with a single-phase coil.
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JP2008312440A (en) * 2006-08-21 2008-12-25 Seiko Epson Corp Single-phase brushless motor
CN111884376A (en) * 2020-08-04 2020-11-03 珠海格力电器股份有限公司 Single-phase permanent magnet self-starting motor and electric equipment with same

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