JPS5829384A - 無整流子電動機 - Google Patents

無整流子電動機

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Publication number
JPS5829384A
JPS5829384A JP56127625A JP12762581A JPS5829384A JP S5829384 A JPS5829384 A JP S5829384A JP 56127625 A JP56127625 A JP 56127625A JP 12762581 A JP12762581 A JP 12762581A JP S5829384 A JPS5829384 A JP S5829384A
Authority
JP
Japan
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voltage
pulse voltage
signal
output
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP56127625A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Nakamura
和之 中村
Makoto Goto
誠 後藤
Takafumi Akeda
明田 隆文
Hiroshi Mizuguchi
博 水口
Hiroshi Okamoto
博 岡本
Shingi Yokobori
横堀 進義
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 JP56127625A priority Critical patent/JPS5829384A/ja
Publication of JPS5829384A publication Critical patent/JPS5829384A/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
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • 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
    • H02P6/10Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple

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、速度検出器を備えた無整流子電動機に関する
ものであり、特に固定子の励磁巻線から回転子の回転速
度に応じた安定な速度信号を取り出せるように構成した
ものである。
固定子の励磁巻線から回転子の速度信号を取り出す構成
の速度検出器を備えた従来の無整流子電動機は、小型で
安価に製造される半面、励磁切換時にスパイク状電圧が
励磁巻線に誘起されて速度信号が乱されるという欠点を
有してい次。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、位置検出器
の出力信号で起動されるモノマルチバイブレータのごと
き第1の信号処理回路の出力信号と、固定子の励磁巻線
の交流信号で交互にセント。
リセットされるフリップフロップ回路のごとき第2の信
号処理回路の出力信号を速度信号とすることにより、励
磁切換時の励磁巻線に誘起するスパイク状電圧に乱され
ない安定な速度信号を取り出すようにした無整流子電動
機を提供するものである0 以下、本発明を図示の実施例に基いて説明する。
第1図は、本発明の一実施例である3相無整流子電動機
の機構部の要部構成図である。同図において、1は内周
面が4極着磁された円筒状の永久磁石よりなる回転子で
、これは、その回転子10回転中心に圧入された軸2と
、軸受3により回転自在に支承される。4は強磁性材料
で警戒された固定子で、回転子1の永久磁石に対向する
突起上に励磁巻線5,6.7が夫々巻装されている。a
9.1oは固定子4上に夫々12o0毎に設置されたホ
ール素子のごとき磁気感応素子で、回転子1の永久磁石
の磁束密度に対応するホール電圧を発生し、回転子10
回転角度位置を電気信号として出力する。
第2図は第1図の実施例の電気回路ブロック図である。
同図において、11は磁気感応素子8゜9.1oと演算
増幅器12y  13t  14で構成された位置検出
器で、回転子1の回転角度位置に対応する電圧を出力す
る。16は3差動回路16とカレントミラー回路17.
18919と出力ドランジスタ20,21.22と検出
抵抗23と電流制御回路24で構成された分配器で、励
磁コイル5.6.7に流す励磁電流を入力信号に応じて
切り換える。上記位置検出器11と分配器15は、回転
子1の回転角度位置に応じて励磁コイル5゜6、了に流
す電流を順次切り換えて、回転子1に正方向の駆動トル
クを与えて回転させる。25は逆起電力検出回路26と
、比較器28と、モノマルチバイブレータ29と、セッ
ト優先型のR−Sフリップフロップ回路30で構成され
た速度検出器で、回転子1の回転速度に対応する周期の
パルスを発生する。
磁気感応素子8.9.10は、夫々入力端子が並列に接
続され、電源VMから入力電流が供給される。回転子1
の永久磁石の磁束により磁気感応素子8,9.10は各
出力端子にホール電圧を発生し、演算増幅器12.13
. 1−4で夫々のホール電圧が増幅され、回転子1の
回転角度位置に対応する電圧a、b、cを夫々出力する
〔第6図(イ)。
(ロ)、(ハ)参照、〕。第3図に構成例を示すごとく
、3差動回路16は電圧a、  b、  cを比較し、
最も高い入力電圧に対応して3つの出力端子d、  6
.  fの内の1つと共通端子gとを導通させる。共通
端子gと導通した出力端子には電流制御回路24の電流
源Isの電流が流れる。3差動回路16の出力端子d、
e、fに夫々接続されたカレントミラー回路1−r、 
18.19 (第4図に構成例を示す)は、3差動回路
16の各出力端子の電流を反転させ、出力トランジスタ
20,21.22のベースに夫々供給する。各一端を電
源VMに接続した励磁コイル5,8.7が夫々コレクタ
に接続された出力トランジスタ20,21.22は各エ
ミッタが共通に接続され、電流検出抵抗23によりアー
スに接続されている。ベース電流が供給された出力トラ
ンジスタは、励磁コイル5,6.7の内、対応する励磁
コイルに電流を流す。励磁コイルに流れる電流は電流検
出抵抗23にも流れる為、励磁電流に応じた電圧りが発
生する。電流制御回路24は、その電圧りに応じて電流
Isの電流値を増減する負帰還回路であり、電流検出抵
抗23に流れる励磁電流を安定化する。
電圧aが電圧す、  cに比べて高い場合、電圧aは3
差動回路16の共通端子gと出力端子dを導通させ、カ
レントミラー回路17から電流を吸入する。カレントミ
ラー回路17により反転した電流は、出力トランジスタ
200ベースに供給さハ、出力トランジスタ20のエミ
ッタ・コレクタ間ヲ導通させて、励磁コイル7に励磁電
流を流す。これにより回転子1は正方向の駆動トルクを
得て回転する。回転角度位置の変化により電圧すまたは
電圧Cが高くなった場合も同様に回転子1は正方向の駆
動力を得て回転する。
回転子1が回転すると、励磁コイル5,6.7は、回転
子1の永久磁石の磁束と鎖交し、励磁コイルの両端に交
流電圧を誘起する。第6図(ホ)に示す励磁コイル5の
一端の電圧1は、誘起した交流電圧に、出力トランジス
タ22が励磁電流を流す際に発生する電圧降下と、他の
励磁コイルに流す励磁電流を切り換える際に誘導される
スパイク状ノイズとを合成した波形となる。逆起電力検
出回路26は、基準電圧Vo  (To = VM+0
.7V) f反転入力に、電圧lを非反転入力とする比
較器27により構成され、電圧10波形整形を行い、第
6図(へ)に示すパルス電圧1を出力する。比較器28
は、基準14.圧VC(Vc=VM−$2)を非反転入
力に、3差動回路16の出力端子fを反転入力として、
3差動回路16の共通端子gと出力端子fの導通による
電圧降下を検出して、第6図に)に示すごときパルス電
圧kを出力する。モノマルチバイブレータ29は、電圧
にのレベルLからレベルHの立ち上りによって起動し、
一定時間出力パルス電圧l〔第6図(ト)参照〕をレベ
ルHにした後、レベルLに戻す動作をする。セット優先
型のR−Sフリップフロップ回路30(第5図に構成例
を示す)は、パルス電圧lのHレベル時に強制的にセッ
トされ、パルス電圧jのLレベル時にリセット入力が与
えられる。このセット優先型のR−8フリップフロップ
回路3oは、励磁巻線5に誘起したスパイク状ノイズの
影響によりパルス電圧jが誤情−報を発生する間、パル
ス電圧lで強制的にセット状態に保持されるかすでにリ
セット状態にされているように設定される為にスパイク
状ノイズの影響を受けることはな(なる。
なお、第3図に例示した3差動回路16はNPN型のト
ランジスタ31,32.33で構成されており、トラン
ジスタ31,32.33の各エミッタは共通に接続され
て共通端子gに接続されている。トランジスタ31,3
2.33のベースは夫々入力端子a’、  b’、  
dに接続され、コレクタは夫々出力端子d、  e、 
 fに接続されている。
また、第4図に例示したカレントミラー回路17はPN
P型のトランジスタ34.35と抵抗36゜37とで構
成されている。トランジスタ34.35のエミッタは電
源V輩に接続され、トランジスタ34.35のベースは
共通に接続され、さらにトランジスタ34のコレクタと
も接続されている。
抵抗36は、一端がトランジスタ34のコレクタに接続
され、他端は入力端子mに接続されている。
抵抗37は、一端がトランジスタ36のコレクタに接続
され、他端は出力端子pに接続されている。
第5図に例示したセット優先型のR−Sフリップフロッ
プ回路30は、2人力NORゲート回路38y 39+
  40によって構成されている0NORゲ一ト回路3
8は、各入力端子がセット端子とりセント端子に接続さ
れ、出力端子はNORゲート回路39の一方の入力端子
に接続されている。
NORゲート回路39の他方の入力端子はNORゲート
回路4oの出力端子に接続されている。NORゲート回
路4oの一方の入力端子はNORゲート回路39の出力
端子に接続され、他方の入力端子はセット端子に接続さ
れている。出力端子QはNORゲート回路40の出力端
子に接続されている。
第6図(イ)〜(ト)は、回転子1が低速から高速まで
回転速度を変化した時の第2図に示した回路ブロックの
主要電気信号の波形を示したものである。
第6図において、0)は、演算増幅器12の出力信号a
波形を示し、アース電位を基準にして描いである。同様
に、(ロ)、(ハ)に示す演算増幅器13゜14の出力
信号す、  cの波形もアース電位を基準として描いで
ある。第6図に)は比較器27の出力パルス電圧にの波
形を示す。第6図(ホ)は励磁コイル5の一端の電圧l
の波形を示し、vOの電位を基準として描いである。第
6図(へ)は比較器27の出力パルス電圧jの波形を示
す。第6図(ト)はモノマルチバイブレータ29の出力
パルス電圧lの波形を示す。第6図(ホ)はセット優先
型のR−3フリップフロップ回路30の出力パルス電圧
qの波形を示す。
時刻t1において、電圧Cけ電圧a、  bより高くな
り、3差動回路16の共通端子gと出力端子fを導通さ
せ、出力端子fの電圧降下を検出する比較器28の出力
パルス電圧に′5!:Hレベルにする。
同時にパルス電圧にのLレベルからHレベルの立ち上り
によって、モノマルテノくイブレータ29は起動され、
その出力電圧lを一定時間Hレベルにする。セット優先
型のR−Sフリップフロップ回路30は、パルス電圧p
によりセット状態にさね、出力端子qのパルス電圧qを
Lレベルにする。励磁エイル6の端子電圧1は、他の励
磁コイルの励磁電流の切り換えによりスパイク状電圧を
誘起し、比較器27の出力のパルス電圧jを微小時間L
レベルにする。セット優先型のR−Sフリップフロップ
回路30は、パルス電圧jでリセット入力が与えられる
が、前述のパルス電圧qのセット入力を優先して、パル
ス電圧qのLレベルを保持する。
時刻t1から一定時間後のt2において、モノマルチバ
イブレーレ29は、パルス電圧1をLレベルに戻し、セ
ット優先型のR−Sフリップフロップ回路3oのリセッ
トを可能にする。
時刻t3において、励磁コイル5の端子電圧iは、励磁
巻線と鎖交する回転子1の永久磁石の磁束により電圧を
発生し、比較器27の出力パルス電圧jをLレベルにす
る。セット優先型のR−8フリップフロップ回路3oは
、パルス電圧jによりリセット状態にされ、出力パルス
電圧q′f:Hレベルにする。
時刻t4において、励磁コイル5の端子電圧iは励磁電
流を他の相に切り換えられ、スパイク状電圧を誘起し、
比較器27の出力パルス電圧jを微小時間Lレベルにす
る。セット優先型のR−8フリップフロップ回路3oば
、時刻t5においてすでにリセットされているのでパル
ス電圧コによる新たなリセット入力を無視し、出力のパ
ルス電圧qもHレベルを保持する。
時刻t1からt4において、セット優先型のR−Sフリ
ップフロップ回路30け回転子1の回転角度位置に対応
する電圧Cによってセット状態にされ、モノマルチパイ
プレーク29の動作時間中セット状態を保持し、一定時
即後の励磁巻線6に誘起する電圧により、リセット状態
にされる。この動作により、スパイク状ノイズを誘起し
ない時刻t2〜t5間に、励磁巻線5の端子電圧1と基
準電圧vOを電圧比較して、正確な周期情報を得ること
ができる。セット優先型のR−3フリップフロップ回路
30の出力パルス電圧qは、回転+1の回転角度位置に
対応する電圧CでLレベルにされ、励磁巻線5に誘起す
る電圧1によりHレベルにされるので、回転子1の回転
速度情報は、パルス電圧の立ち上り(L−+’a)と立
ち上り(L−+H)間の時間間隔を検出すれば、正確に
得ることができる。
以上、本発明を図示の実施例に基いて説明したが、本発
明はこの構成に限定されるものではなく各種の変更も可
能である。例えば、前記比較器28の入力を、3差動回
路16の出力端子fの電圧降下を検出する代りに、直接
演算増幅器14の出力電圧Cを検出して比較する構成に
しても良い。
さらに逆起電力を検出する励磁コイルは複数であっても
良く、m個(mは2以上の整数)の励磁コイルとm個の
逆起電力検出回路とm個のモノマルチバイブレータとm
個のフリップフロップ回路によって構成し、各フリップ
フロップ回路の出力をORゲート回路で合成して、より
精巧な回転速度情報を得ることが可能である。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、固定子
の励磁巻線から回転子の回転速度に対応する周期のパル
ス波形を安定に得ることができ、小型の無整流子電動機
の性能の改善に多大な効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る3相無整流子電動機の
機構部の要部構成図、第2図は同実施例の電気回路のブ
ロック構成図、第3図、第4図および第6図は、それぞ
れ本発明で使用し得る3差動回路とカレントミラー回路
およびセット優先型R−Sフリップフロップ回路の構成
例図、第6図(イ)、峻)、(ハ)、に)、州)、(へ
)、 <ト′19 (7)は第2図中の主要電気信号の
波形図である。 1・・・・・・回転子、4・・・・・・固定子、5,6
.ア・・・・・・励磁巻線、11・・・・・・位置検出
器、15・・・・・・分配器、26・・・・・・逆起電
力検出器、29・・・・・・モノマルチバイブレータ、
30・・・・・・セット優先型のR−Sフリップフロッ
プ回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名鵬 
1 図 L−−−−−−J 蘂 311! 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2n(nは自然数)極着磁された永久磁石を有する回転
    子と、複数相の励磁巻線を有する固定子と、前記回転子
    の回転角度位置に対応する電気信号を発生する位置検出
    器と、前記位置検出器の電気信号で前記励磁巻線に流す
    電流を順次切り換える分配器と、前記回転子の回転速度
    に対応する周期のパルス信号を発生する速度検出器を具
    備し、かつ前記速度検出器は、前記永久磁石の回転に伴
    い前記励磁巻線に誘起される交流電気信号を検出する逆
    起電力検出回路と、前記位置検出器の出力信号で起動さ
    れ所定の時間幅のパルス信号を発生する第1の信号処理
    回路と、前記第1の信号処理回路の出力信号に依ってセ
    ット (またはリセット)され前記逆起電力検出器の出
    力信号でリセット(またはセット)される第2の信号処
    理回路を含めて構成したことを特徴とする無整流子電動
    機。
JP56127625A 1981-08-13 1981-08-13 無整流子電動機 Pending JPS5829384A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0454499U (ja) * 1990-09-11 1992-05-11

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5679958A (en) * 1979-12-05 1981-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Rotating speed detector of electric motor

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