JPS5910162A - ブラシレス化直流モ−タ - Google Patents

ブラシレス化直流モ−タ

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Publication number
JPS5910162A
JPS5910162A JP57118201A JP11820182A JPS5910162A JP S5910162 A JPS5910162 A JP S5910162A JP 57118201 A JP57118201 A JP 57118201A JP 11820182 A JP11820182 A JP 11820182A JP S5910162 A JPS5910162 A JP S5910162A
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JP
Japan
Prior art keywords
rotor
brushless
code generator
excitation current
rotation
Prior art date
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Pending
Application number
JP57118201A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Kiryu
悠一 桐生
Takafumi Nishioka
隆文 西岡
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57118201A priority Critical patent/JPS5910162A/ja
Publication of JPS5910162A publication Critical patent/JPS5910162A/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
    • H02P6/06Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed

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】 この発BAは、ブラシレス化された直流モータ、特に従
来使用していた複数個の磁気センサに代えて唯一の符号
発生器しか使用しないにもか\わらずきめ細い制御およ
び低速領域での制御が可能な改良したブラシレス化直流
モータに関するものである。
従来、この種のブラシレス化直流モークトシては第1図
に示でれるように構成されたものがあった。WJ1図に
おいて、lはダ極の永久磁石界磁の回転子であシ、この
回転子/の囲シにかつ回転子lの中心から見て同心円上
に3個の固定!磯子2a、コbおよび2Cが等間隔に例
えば/20°間隔で設けられ、さらに2個の固定電機子
例えば固定電機子コa、、2b間には3個のホール素子
センサのような磁気セ/す3h、3bおよび3Cが矢張
シ等間隔に例えば300間隔で設けられている。磁気セ
ンサ3a、3bおよび3Cは回転子lの回転角Kを検出
するための回転角検出器ケを介して励磁電流供給回路j
に接続され、この励磁電流供給回路!は上述した固定電
機子JjL、2t)およびコCにも接続されている。な
お、第1図に示したブラシレス化直流モータを理解する
上で不要なケース、軸受等のモータ構成要素はと\では
省略してるる。
次に動作について説明する。磁気センサJa。
Jbおよび3Cは、回転子lの回転軸に対して同心円上
にそれぞれJ 00の角度で配置式れておシ、回転子l
の回転角を検出する。回転角検出器ダは磁気センサ3e
L、Jbおよび3Cから回転子lの回転角を表わす信号
を受け、これらの信号を適切なレベルに変換した角度信
号JA、、7Bおよび3Cを励磁電流供給回路タヘ送る
。第一図は回転子/の回転角に対する回転角検出器ケの
角度信号JA。
3Bおよび3Cの変化の状態の一例を示してお九角度信
号JA、、3Bおよび3Cが各々回転角00〜/ I 
O’の範囲でJO0毎に符号化されているのがわかる。
例えば回転角300〜600の範囲では、角度信号3ム
は°ON”角度信号3BおよびJOは共に“0FF−で
おる。また、図示してないが、回転角/ I 00〜j
 A 00の範囲では第2図に示す回転角00〜/ l
: 00の範囲の300毎の変化を繰シ返す。励磁電流
供給回路jは、角度信号JA、、3Bおよび3Cに応じ
てそれぞれの固定電機子2a 、 、2bおよびλCに
励磁電流を供給する。固定電機子2a、、2+)および
−〇には励磁電流の方向に従ってN極、S極が現われ、
又電流を流式なければ当然無励磁状態である。そこで第
3図に、回転子/の回転角00〜/ I 00の範囲の
各300毎における固定を様子コ巴。
コbおよびコCの励磁状態の一例を示す。回転子/は、
それ自身が有するり極の磁石の磁界と固定電機子−a、
コbおよび2Cが起す磁界との間で吸収、反発を繰シ返
して回転力を得る。回転子lが回転力を得る動作につい
ては、第1図において回転子lがグ極の回転子であるの
で、いま回転子lの固定電機子2aに面した位置がN極
であるとすれば回転軸をは石んでその反対側もN極であ
シ、これの垂直方向の位置つまル磁気センサ3Cに面し
た部分と回転軸に対して反対の位置の部分が8極になる
。この状態を位相角零度とし、回転子/が第1図の矢印
の方向へ回転するとして各回転角での回転子/の各極の
位置とそれに対する第3図に示された各固定電機子コa
、Jbおよび2Cの励磁状態を追っていくことによシ理
解できよう。
位相角/ g 00〜36θ0の範囲での固定電機子、
2a。
、2bおよびコCの極性の変化は第3図の回転角00〜
/lθ0の範囲での変化が繰シ返されることは、第1図
の説明から理解できよう。
従来のブラシレス化直流モータは以上のように構成され
てお夛、磁気センサの取付数は物理的、価格的に制約さ
れ、また回転角の検出は第1図の場合300間隔となっ
ている。これは、モータをサーボモータ等の制御用に使
用する場合において、特に低速領域では回転が滑らかで
なく、また極めて低速での回転は行い婦いなどの欠点が
あった。
上記のよりな欠点を除去するために、この発明は、複数
個の磁気センサの代pに、唯一の符号1発生器を回転子
の回転軸に取り付け、この符号発生器の発生したパルス
を11数し、この計数値によシ回転子の回転角を検出し
、これにより固定電機子の励磁電流を制御することによ
り、きめ細い制御特に低速領域での制御が可能なブラシ
レス化直流モータを提供することを目的としでいる。
以下、この発明の一実施例を第Y図に示し、これeこつ
いて説明する。第4図において、q極の永久磁石界磁の
回転子/とその周囲の同心円上に設けられた固定電機子
λa、2bおよび2Cは従来装置のものと同じである。
符号発生器6は回転子lと共に回転するようにその回転
軸//に取や付けられた円板61と、この円板6ノをは
さんで対向する3対の発光ダイオードおよびフォトトラ
ンジスタ(共に図示しない)から成る光信号検出器6.
2とで構成されている。符号発生器6は光信号検出器6
コが出力するスイッチングパレスを計数する演算回路7
を介して励磁電流供給回路jAに接続され、との励磁電
流供給回路jAijまた固定電機子コa、、2bおよび
2CVCそれぞれ接続されている。
この発明の一実施例では、円板AIが金属円板である。
この金属円板は、第4図には詳しく水石ないが、回転子
/の回転軸//を中心として異なるλつの同心円上にそ
れぞれ所定の数例えば共に310個のスリットと更に異
なる7つの同じ円上の1点に原点位置を示す7個のスリ
ットとを有している。なお、スリットは互に一定の角既
分だけずらせて設けられている。
この発明の他の実施例では1円板61が透明ガラス円板
である。そして金属円板の場合のスリットに代えて光遮
蔽用不透明部分が付着嘔れている。
次に動作について説明する。円板61は回転子lと共に
回転し、光信号検出器62は円板61のスリットの通過
つまヤ、回転子lの1回転に応じて同じ周波数で位相の
異なるコつのパルス列(各パルス列は340個のスイッ
チングパルスかう成る)を発生すると共に7個の原点ノ
(レスな発生する。これらのパルス列および原点パルス
を第S図に示す。第S図においてaとbは同じ周波数で
位相がヂθ0異なる一つのパルス列であり、またCは原
点パルスである。第1図に説明を戻して、演算回路7は
第S図に示したパルス信号が入力されると、円板6/の
回転方向を検出しかつパルスを計数する。円板6/の回
転方向は、例えば第5図のようにパルス列aがパルス列
すよ5 y o0位相進みであれば正転、逆にパルス列
aがパルス列すよシ? 00位相遅れであれば逆転とい
う具合に演算回路り申の論理回路(図示しない)で判断
芒れ、入力δれたパルス列は正転であれば加算、逆転で
あれば減算される。また原点パルスは例えば回転位相が
零の位置を検出し、動作の初期もしくは途中において計
数値をリセツトする。−例として円板61の7周上に3
AO個のスリットを設け、演算回路7中の計数回路(図
示しなり)を340進の可逆カウンタ(340個のパル
スを計数すると元の値に戻るカウンタ)とすれば、この
計数値lは回転子lの回転角10に相当する。励磁電流
供給回路jAは演算回路7の計数値が入力されると現在
の回転子lの位相を判断し、固定電機子λa、コbおよ
び一〇に励磁電流を供給する。励磁電流の供給による回
転子lの回転角と各固定電機子コa。
コbおよびコCの励磁状態との関係は、従来装置のもの
と同じ様に第3図に示される。このようにして回転子/
は回転力を得る。励磁電流供給回路kAには以下の機能
を必要に応じて付加し得る。
すなわち、演算回路りでの計数値を単位時間で計数すれ
ば回転子/の回転速度が得られるので、この回転速度に
応じて各固定電機子−a、λbおよび2Cへの励磁電流
の位相と回転子lの回転角との関二を調整する。つま夛
、第3図の例で回転角の区割θ°〜30°、300〜6
0°、to0〜デ0°・・・の関係を回転速度に応じて
若干ずらせて20〜32°、320〜1コ0゜62°〜
デコ0・・・のように調整することが可能である。
なお、上述した実施例では、主として演算回路7、励磁
電流供給回路SAがワイヤードロジツク回路を示唆する
記述を行なったが、動作が基本的に同じでかつ他の目的
にも時分割的に使1用し得るマイクロプロセッサ等を利
用した方法も当然この発明には含まれる。また、回転子
の極数、電機子の総数、極性が実施例のものと異ってい
ても何ら差しつかえないこと、芒らにこのモータ駆動に
は制御用直流電源が与えられ、電源の電圧又は電流によ
ってもモータの回転速肛を変化し得ることも付記してお
く。
以上のように、この発明によれば、回転子の回転検出を
スリット付き金属円板または光遮蔽用不透明部分イづき
透明ガラス円板と光信号検出器からなる符号発生器およ
び演算回路で行なうことによシ、回転子の回転角を精密
に検出で衛るので、従来のホーfiv素子センサのよう
な磁気センサを利用した回転角検出方法に比較して (1)  回転角の検出が精度よく行なえ、きめ細いモ
ータの制御が可能である、 (2)  回転速度により回転子の回転角と電機子の励
磁状態との関係を調整できるので、急派な加速、減速に
適した制御が可能である、 (3)  低速領域での制御を容易に行うことができ 
  ゛る、 (4)  演算、制御機能は他の用途と兼用のマイクロ
コンピュータで構成し得るので、実用上多大の経済性を
保有することができる、 という効果を有するブラシレス化直流モータが得られる
【図面の簡単な説明】
g/図は従来技術によるブラシレス化直流% −タの一
例を示す構成図、第一図は第1図の回転子の回転角と回
転角検出器の角度信号との関係の一例を示す図、第3図
は回転子の回転角と固定電機子の励磁状態との関係の一
例を示す図、第9図はこの発明の一実施例を示す構成図
、第5図は第9図に示した光信号検出器が出力するパル
ス信号の波形図である。 l二回転子、コ亀とコbと2c:固定電機子、jA:励
磁電流供給回路、l−:符号発生器、7:演算回路、l
l二回転軸、6ノ二円板、62:光信号検出器である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛野信− 第1図 幣2図 幣3図 v)4図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)永久磁石による磁極を有する回転子と、この回転
    子が取9付けられたのと同一の回転軸に取り付けられ、
    前記回転子の回転に応じたパルス信号を発生する唯一の
    符号発生器と、この符号発生器からの前記パルス信号を
    加減算する演算回路と、この演算回路のパルス計数値に
    よシ前記回転子の回転角を検知して励磁電流を発生する
    励磁電流供給回路と、この励磁電流供給回路の前記励磁
    電流によル励磁される複数相の巻線を有する複数個の固
    定電機子とを備えたことを特徴とするブラシレス化直流
    モータ。
  2. (2)  符号発生器は回転軸に取シ付けられた金属円
    板を含み、この金属円板には前記回転軸を中心として異
    なる2つの同心円上に所定の数のスリットと更に異なる
    /りの同心円上の7点に原点位置を示す1個のスリット
    とが設けられ、しかも前記スリットは互に一定の角度分
    だけずらせて設けられ、前記符号発生器は前記金属円板
    のスリット面に対向して設けられた発光ダイオードとフ
    ォトトランジスタの対よシなる光信号検出器を更に含み
    、この光信号検出器が回転子の回転に応じたパルス信号
    を発生することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のブラシレス化直流モータ。
  3. (3)符号発生器は回転軸に取シ付けられた透明ガラス
    円板を含み、この透明ガラス円板には前記回転軸を中心
    として異なるλつの同心円上に所定の数の光遮蔽用不透
    明部分と更に異なるlりの同心円上の7点に原点位置を
    示す1つの光遮蔽用不透明部分とが付着石れ、しかも前
    記光遮蔽用不透明部分は互に一定の角度分だけずらせて
    付着され、前記符号発生器は前記透明ガラス円板の光遮
    蔽用不透明部分に対向して設けられた発光ダイオードと
    フォトトランジスタの対よシなる光信号検出器を更に含
    み、この光信号検出器が回転子の回転に応じたパルス信
    号を発生することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のブラシレス化直流モータ。
  4. (4)演算回路がマイクロコンピュータの一部であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項、第一項または第
    3項記載のブラシレス化直流モー!。
  5. (5)励磁電流供給回路の一部がマイクロコンピュータ
    の一部であることを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第亭項のいずれか記載のブラシレス化直流モー!。
JP57118201A 1982-07-05 1982-07-05 ブラシレス化直流モ−タ Pending JPS5910162A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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