JPS58218887A - ブラシレス直流モ−タ - Google Patents

ブラシレス直流モ−タ

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JPS58218887A
JPS58218887A JP57102515A JP10251582A JPS58218887A JP S58218887 A JPS58218887 A JP S58218887A JP 57102515 A JP57102515 A JP 57102515A JP 10251582 A JP10251582 A JP 10251582A JP S58218887 A JPS58218887 A JP S58218887A
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JP
Japan
Prior art keywords
output
transistor
motor
time measuring
coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP57102515A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Goto
誠 後藤
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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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57102515A priority Critical patent/JPS58218887A/ja
Publication of JPS58218887A publication Critical patent/JPS58218887A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/34Modelling or simulation for control purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロータの位置に応じて複数相のコイルへの電
流路をトランジスタにより電子的に切換えていくブラシ
レス直流モータに関するものである。
ブラシレス直流モータは、トルクリップルが小さく、ブ
ラシによるノイズがなく、長寿命であることから、各種
の民生機器や産業機器に使用されている。たとえは、こ
のような直流モータをファンモータに使用するならば、
高速回転(非制御回転)させた場合でも、ブラシがない
ために低雑音。
長寿命で信頼性の高いファンモータを実現できる。
このような従来のモータについて、NationalT
echnical Report Vol 26 NQ
5 F2O3〜F80Gのn二相式トランジスタモータ
u (1000年10月)に記載されたるごとき2相の
コイルに交互に電流を通電することによって、所定方向
への持続的な回転力を得るブラシレス直流モータを例に
とって説明する(本出願人は、特願昭54−8−050
7号、54−84628号、54−158551号等に
、別種の2相のコイルを有するブラシレス直流モータを
提案している)。
第1図は上述の従来のブラシレス直流モータを表わす平
気回路図である。N、S極を4極および8極に着磁され
た界磁用のマグネット(3)は空冷用の羽根(4)と共
にロータに取シっけられている。マグネット(3)の4
極部分の磁束をホールIC(5)にて検知し、その極性
に応じてトランジスタ(7)をオン・オフ動作させる。
トランジスタ(7)がオンの時には直流電源a・(Vc
c=12V )より抵抗(6)とトランジスタ(7)を
通って出力トランジスタ(9)のベース電流が供給され
、出力トランジスタ(9月よ完全にオン(出力トランジ
スタ01はオフ)となシ、コイル(1)に電流を供給す
る。トランジスタ(7)がオフとなる、と抵抗(6)と
ダイオードQl)UJを通って出力トランジスタ0(訃
にベース電流が供給され、出力トランジスタ01が完全
にオン(出力トランジスタ(9)はオフ)になシ、コイ
ル(2)に電流を供、給する。
ロータにと9つけられたマグネット(3)の回転に伴っ
て、出力トランジスタ(9)とαQは交互、に相補的に
オン・オフ動作を行ない、モータを所定方向に持続的に
回転駆動する(トルク発生の原理は公知であシ説明を省
略する)。
このような用途にブラシレス直流モータを使用する場合
には、起動時に大電流を出力トランジスタを介してコイ
ルに供給しているために、長時間におよぶモータ・ロッ
ク(機械的な過負荷を原因とする電流供給状態における
モータ停止)が生じると、モータコイルおよび出力トラ
ンジスタでの発熱、温度上昇が大きくなシ、コイルの焼
損やトランジスタの破壊″を生じ問題となっていた(い
ま、コイル(1) (2)の抵抗を40とすれば、起動
時のコイルへの供給電流は約8Aとなる)。
本発明は、このような点を考慮してなされ、モータ・ロ
ックを検出してコイルへの電流供給を自動的に停止する
保護機能を有するブラシレス直流    、′:Iモー
タを提供するものである。
本発明は、界磁手段と、複数相のコオルと、ロータの回
転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の
出力に応動して直流電源から前記コイルへの通電路を切
換える分配手段と、前記位置検出手段の出力よシロータ
の回転に応動した出力を得る回転検出手段と、前記回転
検出手段の出力に応動してリセットされ、リセットを解
除されてからの経過時間に応じた出力を得る時間計測手
段と、前記時間計測手段の出力が所定のレベルに到ると
前記コイルへの通電を停止させる通電停止手段を具備す
ることによシ所期の目的を達成したものである。
以下本発明を図示の実施例にもとづいて説明する。第2
図は本発明の実施例を表わす電気回路図テする。第2図
″において、(1)(2)は2相のコイル、(3)は8
極と4極の多重の磁極を有する界磁用のマグネット、(
4)は冷却風を生じる羽根、(5)はマグネット(3)
の4極の磁極部分の磁束を感知することによシロータの
位置を検出するホールIC(ホール素子とコンパレータ
を集積化した工0 ) 、Cljは直流電源、0ηはス
イッチである。また、破線で囲まれた部分(10G)は
ホールIC(5)の出力に応動してコイル(1) (2
)への電流路を切換える出力トランジスタ(9) QO
を含んで構成される分配器、(101)はホールIC(
5)の出力信号よシロータ(マグネット(3))の回転
に応動した出力を得る回転検出器、(102)は回転検
出器(101)の出力に応動してリセットされるコンデ
ンサ62と抵抗(財)の時定数回、−を有する時間計測
器、(108)は時間計測器(102)のコンデンサO
aの端子電圧Cが所定の電圧値(抵抗(財)と曽(7)
 分割電圧)よシ大きくなるとトランジスタ岐をオンに
して出力トランジスタ(9) QOへのベース電流を零
とすることによシコイル(1) (2)への電流の通電
を停止させる通電停止器である。
まず、モータの正常な回転動作について説明する。スイ
ッチQηをオンにして直流電源al19の電圧Vccを
印加すると、ホールl0(5)はマグネット(3)の4
極部分の磁束を感知し、その磁束に応動して分配器(1
oo)のトランジスタ(財)をオン・オフ動作させる。
トランジスタ(2)がオフの時には電流源3υの電流に
よシトランジスタ(7)がオンとなシ、抵抗(6)とト
ランジスタ(7)を介して出力トランジスタ(9)にベ
ース電流が供給され、出力トランジスタ(9)を完全に
オンとする(出力トランジスタ01はオフである)。ト
ランジスタ(2)がオンの時にはトランジスタ(7)は
オフとなシ、抵抗(6)とダイオード01)(ロ)を介
して出力トランジスタOQにベース電流が供給され、出
力トランジスタOQを完全にオンとする(出力トランジ
スタ(9)はオフである)。ロータの回転に伴ってホー
ルエ゛C(5)の出力(a)はパルス的に変化し、出力
トランジスタ(9)θ0は交互に相補的にオン・オフ動
作しコイル(1) (2)への電流路を切換えていく。
次に、回転検出器(101) 、時間計測器(102)
および通電停止器(1(18)の動作について、第8図
の動作説明用波形図を参照して説明する。回転検出器(
101)は、ホールNo(5)の出力パルス(a)をコ
ンデンサ勺によって微分することによシ、ホールエC(
5)の出力パルス(a)の片エッiジ(立上シエッジ)
から所定の時間幅τ(コンデンサ(至)と抵抗■で決ま
る)のパルス信号(b)を得乞エツジトリガ形のモノマ
ルチ回路によって構成されている。第8図(a)(b)
にホールエC(5)の出力パルス(a)と回転検出器(
101)の出力パルス(b)の関係を示す。
回転検出器(101)の出力パルス(b)は時間計測器
(102)に入力され、そのパルス(b)に応動してコ
ンデンサ1zの電圧Cを抵抗θυを介してりナツトする
リセットが解除されるとコンデンサ(6)#ま抵抗(財
)を介して充電され、その端子電圧Cを徐々に大きくし
ていく。
時間計測器(102)のコンデンサOりの端子電圧Cは
通電停止器(108)に入力され、所定の電圧値vcc
/2 (抵抗(財)と輪の抵抗値は等しい)と比較され
、c (Vcc/2のときにはトランジスタ(2)をオ
フにし、c ) Vcc/2になるとトランジスターを
オンにする。トランジスターがオンになると抵抗(6)
の電流を吸引し、トランジスタ(7)、ダイオード0υ
a2は共にオフになシ、出力トランジスタ(9) QO
へのベース電流が零となる。その結果、コイル(1) 
(2)への通電が停止される。           
     ゛′直流電源0Qの電圧Vccを投入(スイ
ッチ07)をオン)すると、−コイル(1) (2)に
電流が供給さ′れ、マグネット(3)との電磁トルクに
よってロータは起動。
加速される。ロータの回転に伴ってホールエ0(5)の
出力パルス(a)は第8図(a)のように変化し、回転
検出器(101)の出力パルス(b)は第8図(1))
のように変化する。
一方、時間計測器(102)のコンデンサ(4のは電源
投入(スイッチαηのオン)の1後では抵抗(財)を介
して徐々に充電される(初期値OV)。コンデンサ0力
の端子電圧CがVcc/2にいたるまでに、ロータが十
分に加速されてホールIC(5)の出カバ)L/ ス(
a)の繰υ返し周期が短かくなると、回転検出器(10
1)の出力パルス価)の周期が短かくなシ、(パルス幅
τは一定)時間計測器(102)のコンデンサ(42は
抵抗(4ηを介して頻繁に放電、される。ロータが高速
回転にはいると、第8図(C)に示すようにコンデンサ
0力の端子電圧Cは継続してVcc/2よシ小さくなり
、コイル(1) (2)への通電は継続され、モータは
正常な回転状態を続ける(正常な起動2回転動作)。
次に、機械的な過負荷にiシモータがロックされている
場合を考える。スイッチαηがオンされた直後では、コ
イル(1) (2)に電流が供給されるが、時間計測器
(102)のコンデンサ0ηが充電され、その端子電圧
CがVcc/2よシ大きくなると、通電停止器(10B
)のトランジスターがオンとなる。その結果、コイル(
1) (2)への通電は停止され、パキー夕は停止状態
を継続する。ホールIC(5)の出力(a)は高電位か
低電位かのいず口か一方にとどまっているために、回転
検出器(101)のトランジスタ(至)はオンとなシ、
時間計測器(102)のトランジスタIOはオフ状態を
継続する。
すなわち、回転検出器(101) 、時間計測器(10
2)。
通電停止器(108) 、分配器(100)およびコイ
ル(1)(2)によって正帰還ループを構成され、スイ
ッチαηの投入直後よシ所定時間内(コンデンサ0のが
Vcc/2 tで充電される時間)にロータが所定の回
転速度まで加速されない場合には、自動釣にコイル(1
) (2)への通電を停止して、コイル(1) (2)
および出力トランジスタ(9) QOの異常な発熱、温
度上昇を防止している。
なお、第2図のフィル(1) (2)に並列接続された
コンデンサ(ハ)翰と抵抗に)(ハ)の直列回路は、通
電路の切換えに伴うスパイク電圧を低減するものである
このように、ロータの位置を検出する位置検出手段(ホ
ールエ0)の出力信号にもとづいてロータの回転、停止
状態を検出するようにするならば、簡単な構成にて確実
にモータ・ロックを検出できる。また、時間計測器(1
02)を含んで正帰還ルーごとき時定数回路を有するた
めにノイズに強い安定な保持回路と、なる。
さらに、位置検出手段(ホールIC)の出力パルスのエ
ツジを検出し、そのエツジにて時間計測器(102)の
出力をリセットし、その後の経過時間に応じた出力を得
るようにしているために、確実にモータの回転を検出で
きる。
なお、前述の実施例ではコンデンサ(至)やθ諺を使用
して回転検出器(101)や時間計測器(102)を構
成したが、本発明はそのような場合に限らず、たとえば
マイクロコンピュータのようなディジタル回路を用いて
、ディジタル的にエツジ検出1時間計測をするようにし
ても良い。
また、前述の実施例では、2相のコイルに交互に電流を
通電する構成を示したが、本発明はそのような場合に限
らず、一般に、多相の、コイルを有するブラシレス直流
モータを構成できる。また、ホールエCに限らず、周知
の各種の位置検出器を使用できる。
以上の説明にて理解されるように、本発明のブラシレス
直流モータは、回転検出器1時間計測器および通電停止
器によってモータの異常なロック状態を検出し、コイル
への璽流供給を自動的に停止することにより、“簡単な
構成にてモータコイルの焼損や出力トランジスタの破壊
を防止してt)る。
従って、本発明にもとづいて、たとえば軸流ファン用の
ブラシレス直流モータを構成するならば、信頼性の高い
ファンモータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のブラシレス直流モーターを表わす市1気
回路図、第2図は本発明の実施例を表、わす電気回路図
、第8図(a)〜(Q)は動作説明用の波形図である。 (lバ2月・・コイル、(3)・・・界磁用のマグネッ
ト、(5)・・・ホールエO、(9)QO・・・出力ト
ランジスタ、O(9・・・直流電源、(17+・・・ス
イッチ、(100)・・・分配器、(101)・・・回
転検出器、(102)・・・時間計測器、(10B)・
・・通電停止器 代理人 森木義弘

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 界磁手段と、複数相のコイルと、ロータの回転位
    置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力
    に応動して直流電源から前記コイルへの通電路を切換え
    る分配手段と、前記位置検出手段の出力よシロータの回
    転に応動した出力を得る回転検出手段と、前記回転検出
    手段の出力に応動してリセットされ、ソー1ツトを解除
    されてからの経過時間に応じた出力を得る時間計測手段
    と、前記時間計測手段の出力が所定のレベルに到ると前
    記コイルへの通電を停止させる通電停止手段を具備した
    ブラシレス直流モータ。 2、 回転検出手段は、位置検出手段の出力信号のエツ
    ジを検出し、そのエツジにおいて時間計測手段の出力を
    リセットしていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のブラシレス直流モータ。
JP57102515A 1982-06-14 1982-06-14 ブラシレス直流モ−タ Pending JPS58218887A (ja)

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JP57102515A JPS58218887A (ja) 1982-06-14 1982-06-14 ブラシレス直流モ−タ

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JP57102515A JPS58218887A (ja) 1982-06-14 1982-06-14 ブラシレス直流モ−タ

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60128495U (ja) * 1984-02-01 1985-08-29 東陽電機株式会社 直流フアンモ−タ駆動回路
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