JPS5826584A - 無刷子電動機の駆動回路 - Google Patents

無刷子電動機の駆動回路

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Publication number
JPS5826584A
JPS5826584A JP57090767A JP9076782A JPS5826584A JP S5826584 A JPS5826584 A JP S5826584A JP 57090767 A JP57090767 A JP 57090767A JP 9076782 A JP9076782 A JP 9076782A JP S5826584 A JPS5826584 A JP S5826584A
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JP
Japan
Prior art keywords
transistors
voltage
coil
drive
brushless motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP57090767A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiro Imai
今井 信洋
Shinichi Matsuo
慎一 松尾
Takashi Nakano
隆 中野
Junichi Kimizuka
純一 君塚
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to JP57090767A priority Critical patent/JPS5826584A/ja
Publication of JPS5826584A publication Critical patent/JPS5826584A/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
    • H02P6/14Electronic commutators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (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】 本発明は無刷子電動機の駆動回路に関するものである。
以下本発明を図面に従いその一実施例について説明する
菖1図は本発明を適用する無刷子電動機の構造を示すも
のであり、1は回転軸、2は回転軸に固着したスリーブ
で複数の穴2′がおいている。
3.4は電磁軟鉄等の磁性体せ料でできたドーナツ状円
榎で該円板には第2図のごとく厚み方向に磁極が生じ、
かつ円周方向に交互に違つ磁極があられれるように多極
着磁し九永久磁石5゜5′が固定しである。円板3はね
じ6でスリーブ2に固定し、円板4はねじ7で補助部材
8に固定しである。該補助部材8は内径にねじを切つブ た押えりング9でスIJ−Y2に固定しである。
前記永久磁石5.5′ではさまれた空間に、合成樹脂で
成形した駆動コイル円板10が固定しである。該コイル
円板の外周部には、ねじ12で外ケース11に固定する
ための穴がおいている。該穴には、金属製のスペーサ1
3が埋め込んであゆ、ねじ12を締めつけた場合、締め
つけ力はスペーサ13で受ける。このため、コイル円板
10が過熱して熱変形温度を越えてもフィル円板10の
固定がゆるむことはない。
また、該コイル円板10の中心部には穴10’があり、
該穴径は前記スリーブ2の鍔部2“の外径より大きくな
っている。とのため、押えリング9をゆるめ、補助部材
8と円板4、磁石5′を社ずすことによりフィル円板1
0は容易にとり出すことができる。
ベアリングハウジング14がねじ15で外ケ−スIIK
固定され、該ハウジング14には内輪を軸1に固定した
ベアリング16の外輪が嵌合されこの嵌合は、ベアリン
グ外輪が軸方向に移動可能な程度のスキマを持たせであ
る。該ベアリングの外輪は2枚の皿ばね17で予圧をか
けられ、予圧の強さは、予圧調節ねじ18のねじ込み量
を変えることで調節している。
前記ベアリングハウジング14をステンレスあるいは鋼
環ベアリングと熱膨張率がほぼ等しい材質のものにする
と、ベアリングハウジング14との嵌合状態は温度の影
譬を受けにくく、嵌合の精度を高いレベルで緯持するこ
とが容易である。ベアリング17′についても同様でベ
アリングハウジング18′に嵌合させている。該ハウジ
ング18′は、ねじ19で磁性体社料からなる裏ケース
20に固定してあり、該ハウジング1g’にはみぞがあ
妙、止め輪21が嵌着されて、ベアリング17の抜は止
めになっている。
榎ばね23をダストカバー22と重ね、ねじ24でベア
リングハウジング18′に固定して、腰板ばね23と軸
1のセンター穴の間に鋼巾5をはさんで保持している。
該鋼球25は軸1と板ばね23を電気的につなぐための
もので軸1あるいは軸1に嵌着されているものが帯電す
るのを防いでいる。
26はドーナツ型のプリント基板で、26′ノ部分で上
ケース11と嵌合している。該プリント基板26上には
回転子を構成している永久磁石5′の回転位置を検出す
るホール素子27が固定され、さらに該プリント基板2
6はねじ28とフランジナツト29で裏ケース20に固
定されている。該裏ケース20には、該重付ねじ28が
嵌合する円周方向の長穴がおいているため、該取付ねじ
28をゆるめることによ?U記プリント板26を軸1を
回転中心として回転することができる。このため電動機
を回転させながら裏ケースの外から駆動コイルへの通電
タイ2ングを変えることができる。30はリード線おさ
えで、ねじ31を使って裏ケース20に固定されている
。該ねじ31が嵌合している穴は、第3図に示すような
長大30′のため裏ケース200段部20’とリード線
おさえ30との間隔を自由に調節することができる。こ
のように単純な形状でありながらリード線の数に応じ確
実に固定することができる。
次に本実施例のモーターの駆動方法について述べるが、
そのまえにコイル円板10がどのような構成の巻線から
成っているかについて説明する。前記コイル円板10は
第4図、第5図に示すような平板状の単コイル6個から
成っている、すなわち該2つの単コイルを重ね、単コイ
ル320巻き始め“■と単コイル330巻き始めbとを
第6図のごとく接続して一層分としこれを各々40@ず
らして3層重ねとして合成樹脂で成形したもので第7図
に示すごとく構成されている。かような構成で重ねると
、つなぎ目が各層で構成された空間36におさまること
になり3層重ねてもつなぎ目35がコイルの厚みにプラ
スされることはない。他の2層についても同様の関係で
配置することができる。
いま、ある一層のコイルにおいて回転子磁石とコイルが
第8図のような関係にありコイルに矢印で示したような
方向の電流が流れたとすると、回転子磁石はフレミング
の右手の法則から矢印34の方向の力を受ける。しかし
回転を続けtss図の状態から306矢印34の方向に
回転すると、回転子磁石の磁極は各々N’ 8’ N’
 ・−・・−に移ねコイルから回転力を受けなくなる。
また本図の位置から矢印340反対方向に30°回転子
磁石を回転させた位置でも回転力は0に危る。
第9図の実線であられしたグラフは上記コイルと回転子
磁石の回転角と発生トルクの関係を示したものである。
第9図の06位置におけるコイルと回転子磁石の関係は
第8図の状態である。
該グラフの曲線が(ト)の領域でのみコイルに通電すれ
ば回転子は矢印34方向に回転を続ける。
本発明において、他の2層のコイルは、401ずつ位相
をずらして配置しであるから回転子とコイル各層の相対
位置を検出して適当な層のコイルに通電することによ抄
同一方向に回転を続け、かつ起動時の死点も生じなiモ
ーターを得ることができる。
以上の如きモーターを駆動する回路の実施例を以下図に
従って説明する。第10図はモーター駆動回路の実施例
を示す回路接続図を示す。
図に於て、MCa 、MCb 、MCcは% −1−Q
 駆動:Fイル、Ha、IIb、Haはホール素子を示
す。モーター起動時に於て3つのホール素子のいf t
L カーっは強い磁界中にあり、仮りにH■が励磁状態
にあゐとすると、Haにホール電圧vNが発生する。ホ
ール電圧VM  を増幅器OPmで十分表しベル迄増幅
した後、電圧比・軟量CPaに入力する。 CPaの他
の入力、即ち電圧鵞を抵抗R8,19で分割した電圧ハ
と増幅器OP―の出力電圧とを比較し、元の電圧Vgの
発生の有無を判定する。VNの発生を判定すると電圧比
較器CP麿の出力電圧は高電圧状態とな抄、スイッチン
グトランジスタテ3鳳及びTeaをオンする。トランジ
スタTIaのオンによりモーター駆動コイルMe―に電
流が流れ起動トルクが発生する。尚増幅器OPb 、O
Pa、及び電圧比較器CPb 、 CPeは前記増幅器
OPa及び前記電圧比較器CPaと同様の構成によね成
抄、又トランジスタT磨す、Tlc及びTsb、 T3
cはトランジスタTea、〒31と同様の構成より成る
ものである。
モーターが定回転状態にある時、ホール素子H―〜Hc
  は順次励磁され、起動時と同じ動作原理によりモー
ター駆動コイルMC■〜MCcに順次電流が流れて回転
トルクを発生する。
因に示すダイオード01a〜Dec、)ランジスタテ4
烏−J’r4@、抵抗Rm麿〜R1c、  抵抗R4a
〜R4c、抵抗凰s麿〜Wkl@、トランジスタTea
〜Ticで構成する回路はモーターのコイルとマグネッ
トの鎖交状態が良好が期間にだけ駆動電流を流す為に付
加し九回路である。トランジスタT3a〜〒sCのコレ
クタ電圧は定回転状態に於て、モーター駆動コイルMC
−〜MCcの逆起電圧によ抄第11図Aに示す波形とな
る。即ち、駆動コイルMCm〜MCeの両端に生ずる逆
起電圧によりトランジスタ〒S−〜テseのコレクタ電
圧が電源電圧EよりD1m〜DIの順方向電圧と、トラ
ンジスタT4a〜丁−Cのペース、エミッタ間電圧との
和を越える種度以上低下するとトランジスタ〒41〜T
4@のペース電流が流れトランジスタ74a〜〒4Cは
導通状態となる。その為トランジスタ〒Is −1cの
ペースには抵抗!14a−R4cを通してベース電流が
流入するので、トランジスタ丁1a〜丁ICは導通状態
になり同時にトランジスタTom〜TB@及びトランジ
スタ〒la〜Theはオフ状態となる。即ち第11図A
、  B。
Eに示すように、各駆動コイルMCa〜MCcに電流が
流れる期間は、各駆動コイルに対応するホール素子に起
電圧V)が発生してから、つまり第11図CのCPm〜
でPCの出力がONに力ってから、回転方向に隣接する
次の駆動コイルの逆起電圧が所定のレベルを越えるまで
の間になる。
以上から明らかな様に、ダイオード−麿〜D1cの順方
向電圧、トランジスタT4m −46のベースエミッタ
間電圧は駆動コイルへの通電期間の決定要素である。従
って所定の通電期間を得る為に、ダイオードDss→1
gをそれぞれ複数にするか、ツェナーダイオード等の定
電圧素子を用いるか、或いはダイオードとツェナーを併
用してもよい。
又、トランジスタ〒4m−4cのエミッタ側にダイオー
ド或いはツェナーダイオード等の定電圧素子を用いるか
或いはダイオードとツェナーを併用することによっても
同様の効果が得られる。
つまりトランジスタT4m’wT4Cのペース側或いは
エミッタ側或いはその両方に、ダイオード、ツェナーダ
イオード等を上記の如く用いることによって所定の通電
期間を得ることができる。
次に起動時の通電タイミングについて述べる。
第10図に於である駆動コイル例えばMCaに対応する
ホール素子Haに起電圧Vuが発生し電圧比較器CPa
の出力がONになると、すでに説明したようにトランジ
スタTs鳳がONになり駆動コイルMenに駆動電流が
流れる。トランジスタ〒−がONするとダイオードDB
 mの順方向電流が流れ抵抗R4mを通してトランジス
タ〒4mのベース電流が流れトランジスタ〒41はON
状態となる。
するとTlcもON状態になりTicがOFFになやM
C@の駆動電流はシャ断される。起動時にはMCs〜M
Ceの逆起電圧が発生しないので各駆動電流の通電終妙
のタイミングは回転方向に隣接した次の駆動コイルの通
電回始のタ°イ2ングと一致する。第12図はこれにつ
いて各駆動コイルについて位相関係を示したものである
。この様に起動時に於ても駆動コイルMCa % MC
cに流れる電流は切れ目なく回転方向のコイルVC11
次流れるので死点を持つことがなく起動することが可能
である0以上駆動コイルが3層の場合について述べたが
1層の場合についても同様に成抄立つ。
第10図に於てコンデンサC1mSc1m  はトラン
ジスタTja〜〒S@がオン状態からオフ状態に移行す
る際、トランジスタTBa〜丁婁Cのいわゆるミラー効
果によりオンからオフへの移行時間を延長し、駆動コイ
ルMCm〜MCcに流れる電流変化を緩やかにして駆動
コイルMC―〜MC@のインダクタンスによるフライバ
ックパルスの発生を押え、トランジスタTea−T@g
を電圧破壊から採暖する働きを持つ、抵抗IL1a〜1
llcはトランジスタ〒s11〜Tseがオフの状態で
駆動コイルMCa〜MCcに逆起電圧が発生し、トラン
ジスタ〒z s −TB cのコレクタ電圧が第11図
Aの如く変化する際に、コンデンサC1a〜C1cを通
じてトランジスタテ1〜τ3蓼ノヘースに流入してトラ
ンジスタT3a〜T3cをオンさせようとする電流をバ
イパスさせる目的で挿入するものである。又、抵抗R1
a〜R1@はトランジスタT1b〜T1mがオンした時
電圧比較器CPs〜C1’eより流出する電流を制限し
電圧比較器CP哀〜CPcの出力回路を保護するもので
ある。
上述の如き構成によればコンデンサ(4a −cleに
よって駆動コイルMCa〜MCeに流れる電流変力1 化を緩やにできる。これによって駆動コイルの八 インダクタンスによるフライバックパルスの発生を押え
トランジスタT3II−Irscを電圧破壊から保護す
ることができる。
以上説明した如く、本発明によれば駆動コイルによるフ
ライバックパルスの発生を押え、駆動コイルの電流を制
御する素子が採暖できる無刷子電動機の駆動凹路を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は無刷子電動機の構造を示す断面図。 第2図はu転子磁石の斜視図。 第3図はリード線おさえの斜視図。 @4,5図は第1図に示した無刷子電動機に使用した固
定子コイルを構成する単コイルの平面図。 第6図は同じく固定子コイルを構成する一層分のコイル
の平面図。 第7図は同じく固定子コイルの3層の配置を示す平面図
。 館8図は固定子コイルと回転磁石の位置関係を示す平面
図。 第9図は回転子の回転角と発生トルクを示すグラフ。 第10図社本発明による駆動回路の実施例を示す回路接
続図。 第11図は定回転時の駆動回路の各部の状態を示す波形
図であり、Aは第10図中の〒s會〜Tscのコレクタ
電圧波形、B、C,D、Eは各々MCm 〜MCc 、
  CPa 〜CPe 、 Tl m qlc及びT3
a〜Ticの状態の位相関係を示す。 第12図は起動時の駆動回路の各部の状態を示す波形図
であり、Aは第10図中のTBa〜τ3eのコレクタ電
圧波形、B、  C,D、  Eは各々MCa〜MCc
 、 CPa 〜CPc 、 Tlb 〜丁IC及びT
za 〜T3cの状態の位相関係を示す。 ここで、 C1m 、 Cab 、 C1cはコンデンサ、  C
Pa 、 CPb 、 CPcは電圧比較器、OPa、
  opb、  OPcは増幅器、Fin。 Hb 、 H@はホール素子、MCI 、 MCb 、
 MCcは駆動−コイルq、  Dls 、 Dib 
、 Dlcはダイオード、Tlm、↑雪1Tl@  、
  τ4富、  ’rlb 、  Tlb  、  T
lb  、   〒4b 、 丁1’  e  TN 
 s  〒sc 。 T4cはトランジスタである。 特許出願人  キャノン株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 態動コイルへの駆動電流の通電タイミングを制御する手
    段と、前記駆動電流の制御時の電流変化を緩やかにする
    手段とを有することを特徴とする無刷子電動機の駆動回
    路。
JP57090767A 1982-05-28 1982-05-28 無刷子電動機の駆動回路 Pending JPS5826584A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57090767A JPS5826584A (ja) 1982-05-28 1982-05-28 無刷子電動機の駆動回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57090767A JPS5826584A (ja) 1982-05-28 1982-05-28 無刷子電動機の駆動回路

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50064740A Division JPS51140113A (en) 1975-05-29 1975-05-29 Drive circuit of motor without brushes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5826584A true JPS5826584A (ja) 1983-02-17

Family

ID=14007753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57090767A Pending JPS5826584A (ja) 1982-05-28 1982-05-28 無刷子電動機の駆動回路

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JP (1) JPS5826584A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4703236A (en) * 1985-11-26 1987-10-27 U.S. Philips Corporation Brushless d.c. motor
FR2598568A1 (fr) * 1986-03-26 1987-11-13 Sgs Halbleiterbauelemente Gmbh Circuit de commande pour moteur a courant continu asynchrone

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4703236A (en) * 1985-11-26 1987-10-27 U.S. Philips Corporation Brushless d.c. motor
FR2598568A1 (fr) * 1986-03-26 1987-11-13 Sgs Halbleiterbauelemente Gmbh Circuit de commande pour moteur a courant continu asynchrone

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