JPS59129560A - 3相ブラシレスモ−タ - Google Patents

3相ブラシレスモ−タ

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JPS59129560A
JPS59129560A JP58004517A JP451783A JPS59129560A JP S59129560 A JPS59129560 A JP S59129560A JP 58004517 A JP58004517 A JP 58004517A JP 451783 A JP451783 A JP 451783A JP S59129560 A JPS59129560 A JP S59129560A
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phase brushless
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敏 坂本
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光男 宇塚
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (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】 産業上の利用分野 本発明は3相ブラシレスモークに関する。
背景技術とその問題点 従来第1図に示す如き偏平な小形の3相ブラシレスモー
クが提案されていていた。この第1図に於いて(11は
ステータ、(2)はロータ、(3)は回転軸を示す。こ
のステータ(11は第2図に示す如く略円形の基板(4
)上に互いに等しい角範囲例えば60度範囲に分布する
6個の偏平なステータコイルL1゜L2・・・・・・L
6を設けたものである。この場合対向するステータコイ
ルL1とL4.L2とL6゜L3とLεとは夫々直列接
続する如くなす。又ロータ(2)は例えば第3図に示す
如くN極及びS極の8極が交互に等角範囲に着磁された
円板状のマグネットよりなるものである。又ステータ(
1)の所定位置例えばこのステータ(11の外周部のス
テータコイルLeとLlとの中間、LlとL2との中間
及びL2とL3との中間に夫々磁気電気変換素子例えば
ホール素子H1,H2及びH3を配する。この場合各ホ
ール素子H1,H2及びH3の幾何学的角度は60度で
あるがロータ(2)の極数が8極であるので電気角で2
40度の相対位置関係にあることになる。
この各ホール素子H1,H2及びH,を夫々第4図に示
す如く電源端子(5)と大地との間に接続しこのホール
素子H1,H2及びH3の夫々の出力信号を夫々半導体
集積回路より成る制御信号形成回路(6)に供給し、こ
の制御信号形成回路(6)の6つの出力端子を夫々np
n形トランジスタ(7a) 。
(7b) 、  (8a) 、  (8b) 、  (
9a)及び(9h)の夫夫のベースに接続する。このト
ランジスタ(7a)(8a)及び(9a)の夫々のコレ
クタを「Eの直流電圧が供給される電源端子OIに接続
し、このトランジスタ(7a) 、  (8a>及び(
9a)の夫々のエミッタを夫々トランジスタ(7b) 
、  (8b)及び(9h)の夫々のコレクタに接続し
、これらトランジスタ(7b) 、  (8b)及び(
9b)の夫々のエミッタを接地する。このトランジスタ
(7a)のエミッタ及びトランジスタ(7b)のコレク
タの接続点をステータコイルL1及びL4の直列回路と
ステータコイルL5及びL2の直列回路との直列回路を
介してトランジスタ(8a)のエミッタ及びトランジス
タ(8b)のコレクタの接続点に接続し、ステータコイ
ルし4及びI、5の接続点をステータコイルL6及びI
、3の直列回路を介してトランジスタ(9a)のエミッ
タ及びトランジスタ(9b)のコレクタの接続点に接続
する。この場合制御信号形成回路(6)に於いてはホー
ル素子H1,H2及びH3の出力側に第5図A、B及び
Cに示す如き順次電気角で240度の位相の異なる矩形
波信号が得られたときに、ステータコイルLX及びL4
の直列回l洛を流れる電流をra1ステータコイルし2
及びL6の直列回路を流れる電流をIb、ステータコイ
ルL3及びL6の直列回路を流れる電流をICとしたと
きこれら電流Ta、 Ib及びIcはそれぞれ第5図り
、E及びFに示す如く順次120度づつ位相が異なり、
電気角で120度間正の電流、次の60度間零電流、次
の120度間負の電流及び次の60度間零電流を順次繰
り返す電流が得られる如き制御信号を発生する如く構成
されている。
斯かる従来の3相ブラシレスモークは3個のホール素子
H1,H2及びH3を必要とするため、これと駆動回路
との結線本数が多く、又ホール素子の駆動電力が省電力
化の点で無視できない問題点があった。更にモータを小
形化すると、ホール素子の位置精度が出しにくく、ホー
ル素子を設けるスペースが少なくなるので、従来のよう
に3個のホール素子を必要とすることは好ましくない。
この為先に第6図にポず如く、II−タ(2)の回転位
置を検出する磁気電気変換素子例えばホール素子の2個
tl 1及びr−12を電気角で120度又は240度
の相対位置関係に配置し、この磁気電気変換素子H1,
H2の夫々の出力信号を合成してこれら磁気電気変換素
子H1、H2の出力信号とは120度の位相差を有する
合成信号を得、この合成信号とこれら磁気電気変換素子
H1,H2の出力信号とによりステータコイルL1.L
2・・・・・・L6に駆動電流を供給するようにした3
相ブラシレスモークが提案されている。即ち第6図例に
おいてはステータ(11及びロータ(2)は第2図及び
第3図と同様に構成し、第2図のホール素子H1゜H2
及びH3のうちホール素子H3を除去し、2個のホール
素子H1,)(2を設ける如くする。この場合、各ホー
ル素子Ht、H2は電気角で240度の相対位置関係に
あることになる。このホール素子H1,H2に夫々電源
端子(5)よりの直流電圧を抵抗器(11)を介してバ
イアス電圧を供給し、このホール素子H1の一方及び他
方の出力端子a1及び82間に得られる出力信号を制御
信号形成量1/R(filの第1及び第2の入力端子間
にイハ給すると共にホール素子H2の一方及び他方の出
力端子C1及び02間に(:#られる出力信号を制御信
号形成回路(6)の第3及び第4の入力端子間に供給す
る。このホール素子Hzの一方の出力端子a1とホール
素子H2の他方の出力端子C2との間に抵抗値Rの等し
い2個の抵抗器(12)及び(13)の直列回路を接続
し、この抵抗器(12)及び(13)の接続点を制御信
号形成回路(6)の第6の入力端子に接続すると共にホ
ール素子H1の他方の出力端子a2とホール素子H2の
一方の出力端子C1との間に抵抗値Rの等しい2個の抵
抗器(14)及び(15)の直列回路を接続し、この抵
抗器(14)及び(15)の接続点を第5の入力端子に
接続する。この場合抵抗器(12) 、  (13) 
、  (14)及び(15)の夫々の抵抗値Rをホール
素子H11H2の抵抗値より極めて大きく選定する。又
この場合ホール素子H1の一方及び他方の出力端子a1
及びa2の夫々の出力電圧値をVa及びVa’とし、ホ
ール素子H2の一方及び他方の出力端子C1及びC2の
夫々の出力電圧値をVc及びVc’としたとき制御信号
形成回路(6)の第5の入力端子に供給される電圧値v
bは Vb−+(Va ’−Vc) であり、第6の入力端子に供給される電圧値vb’は Vb” =’r  (Va−Vc  ’)である。ここ
で第5及び第6の入力端子間の人力信号すは b=Vb−Vb ’ =l−(Va−Va t)−+(
Vc−Vc’) である。ここで第1及び第2の入力端子間の人力信号即
ちホール素子H1の出力信号aはa=Va−Va  ’ であり、第3および第4の入力端子間の入力信号即ちホ
ール素子H2の出力信号Cは c=Vc−Vc ’ である。従って b=−+(a+c) となり、制御信号形成回路(6)の入力側に第5図A。
B及びCに示す如き検出信号が供給されたこととなる。
第6図に於いてその他は第4図同様に構成する。従って
第6図に於いても第4図と同様にロータ(2)を回転す
ることができる。
この第6図に於いてはホール素子を3個から2(11i
1に低減することができ、このホール素子と駆動回路と
の間の結線の本数を減少することができると共に消費電
力の低減を図ることができ、さらにそれだけモータを小
形化する点で有利となる。
然かしながら斯かる3相ブラシレスモークのロータ(2
)として第3図に示す如くN極及びS極が等角間隔に着
俳されたものを使用し、このロータ(2)を回転さ−V
たときはホール素子rTt、H2の夫々の出力信号の波
形は第7図Aの曲線31.S2にボず如く頭部が平坦な
飽和した波形となる為この波形S1及びS2に依る合成
信号すの波形S3は第7図Aに示す如くゼロクロス点で
非常になだらかな傾斜となり、ゼロクロス点が正確に定
まらず制御信号形成回路(6)の第5及び第6の入力端
子間に第7図Cに示す如き合成信号すが供給されること
となる。第7図Cに示ず合成信号すはその矩形波の一°
7:Fり及び〜’i、 l−り点のイ17相が11:現
の位相よりZl、Z2.Zl・・・・・・とずれたもの
となる。第7図B及びDは夫々ホール素子H1,H2の
出力信号S1及びS2より得られる波形である。斯かる
第7図B、C及びDに示す如き信号を制御信号形成回路
(6)の入力側に供給し、ステータコイルL1+L2・
・・・・・L6に供給する駆動電流を得、これによりロ
ータ(2)を回転したときはその回転トルクむらは第7
図Eにボす如く合成信号31のゼロクロス点近傍で大き
くなり、例えばリップルが23.4%以上ともなる欠点
があった。
発明の目的 本発明は斯かる点に鑑み2個の磁気電気変換素子を使用
した3相ブラシレスモークの回転トルクむらを改善する
ことを目的とする。
発明の概要 本発明はロータの回転位置を検出する磁気電気変換素子
の2個を電気角で120度又は240度の相対位置関係
に配置し、この磁気電気変換素子の出力信号と120度
の位相差を有する合成信号をj!メ、この合成信1IJ
−と俳気ガ1気変換素子の出力信号とによステータコイ
ルに供給する駆動電流を決定するようにした3相ブラシ
レスモークに於いて、このロータの磁気電気変換素子の
対向部近傍に主磁極とは逆極性の補助磁極を設けて、合
成信号の     。
波形のゼロクロス点に於ける磁気電気変換素子の出力信
号の波形が急峻となるようにし、ステータコイルに供給
する駆動電流を良好なものとし、回転トルクむらを改善
するようにしたものである。
実施例 以下第8図を参照しながら本発明3相ブラシレスモータ
の一実施例につき説明しよう。この第8図に於いて第3
図に対応する部分には間−符号を0 付しその詳細説明は省略する。
本例に於いてはステータ(1)は第2図に示す如く略円
形の基板(4)上に斤いに等しい角範囲例えば60度範
囲に分布する6個の偏平なステータコイルLl、L2・
・・・・・L6を設けたものである。この場合対向する
ステータコイルL1とL 41 L 2とL5.L3と
L6とは夫々直列接続する。又ステータ(11の所定位
置例えばこのステータ(1)の外周部のステータコイル
L6とLiとの中間及びLlとL2との中間に夫々磁気
電気変換素子例えばホール素子Ht及びH2を配する。
この場合各ホール素子H1及びH2は電気角で240度
の相対位置関係になることになる。本例に於いてはこの
ホール素子Hi + H2+ ステータコイルL t 
+  L 2・・・・・・L6との接続関係は第6図と
同様とする。
本例においてはロータ(2)を第8図に示す如く構成す
る。即ちロータ(2)は磁性材よりなる円板に例えば8
極のN極及びS極を交互に等角範囲に着磁し、これらを
主磁極(2a)とし、この8つの主磁極(2a)の夫々
の外周の隣接する中間点を互いに結び、その外側に主磁
極(2a)とは逆極性の補助磁極(2b)を着磁する。
この場合このロータ(2)の補助磁極(2h)は略ステ
ータの磁気電気変換素子H1,H2上を通過する如くな
す。
本例に於いては先に提案された2個のホール素子H1,
H2を使用した3相プラシレスモークと同様にロータ(
2)の回転位置を検出するホール素子H11H2の2個
を電気角で240度の相対位置関係に配置され、このホ
ール素子Hz、H2の夫々の出力信号を合成してこのホ
ール素子Ht、H2の出力信号と120度の位相差を有
する合成信号を得、この合成信号とホール素子H1,H
2の出力信号とによりステータコイルLt、L2・・・
・・・L6に供給する駆動電流を決定しているので、こ
の3相ブラシレスモータを回転駆動することができる。
この場合本例に於いてはロータ(2)を回転させたとき
はホール素子Hz、H2の夫々の出力信号の波形はロー
タ(2)のホール素子H1,H2の対向部3+i傍に主
vA極(2a)とは逆極性の補助磁極(2b)を設けて
いるので第9図Aの曲線S4.SSに示1 す如く飽和することなく比較的急峻な波形となり、この
波形S4及びSSに依る合成信号すの波形S6は第9図
Aに示す如くゼロクロス点で比較的急峻となり、ゼロク
ロス点が定まり、制御信号形成回路(6)の第5及び第
6の入力端子間に第9図Cに示す如き合成信号すが供給
され、この第9図Cに示す如き合成信号すはその矩形波
の立上り点及び立下り点は波形S6のゼロクロス点で決
る。又第9図B及びDは夫々ボール素子H1,H2の出
力信@−34及乙S5より得られる波形である。斯かる
第9図B、C及びDに示ず如き信号を制御信号形成回路
(6)の入力端に4)l(給し、ステータコイル■、1
゜L2・・・・・・L6に供給する駆動電流を得、これ
によりロータ(2)を回転したときは、その回転トルク
むらは第9図已に示す如く比較的小さく例えばリップル
が6.3%と改善される利益がある。
又第10図は本発明に依るロータ(2)の他の実施例を
示す。この第10図に於いては夫々の主磁極(28)の
外周近傍に島状の2つのこの主磁極(2a)とは逆極性
の補助磁極(2b)を対称に設けたもの′13 2 である。このステータを上述同様に構成したときはホー
ル素子Ht、H2の出力信号の波形は第11図Aの曲線
Sv、Ssに示す如くなり、この曲線S7.Ssは合成
信号の波形は合成信号のゼロクロス点に於いて急峻とな
るので、合成信号の波形は第11図への曲線Ssに示す
如くゼロクロス点で急峻となり、このゼロクロス点が正
確に定まり、ステータコイルL1.L2・・・・・・L
6に良好な駆動電流Ta、Tb、lcを(l給すること
ができ、この回転トルクむらを第11図Bに示す如く極
めて小さくすることができた。
尚」−述実施例のホール素子の代わりに磁気抵抗素子等
のその他の磁気電気変換素子を使用できることは勿論で
ある。又上述例ではこの2個の磁気電気変換素子を電気
角で240度間隔に配したがこれらを電気角で120度
間隔に配しても同様に構成できることは容易に理解でき
よう。又本発明は上述実施例に限らず本発明の要旨を逸
脱することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿
論である。
4 発明の効果 本発明に於いては2 flli+の磁気電気変声素子を
使用した3相ブラシレスモークの1Ij1転トルクむら
を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は偏平形3相ブラシレスモークの例を示す断面図
、第2図は従来のステータの例を示す平面図、第3図は
従来のロータの例を示す平面図、第4図及び第6し1は
夫々駆りJ電流(J−給回路の例をボす構成図、第5図
、第7図、第9図及び第1I図は夫々本発明の説明に4
1Lする線図、第8図は本発明3相ブラシレスモータの
一実施゛例のロータの例をネオ117而1ツ1、第10
図は本発明の(IIの実jii+’!例の1′J−夕の
例を不ず」1を面図である。 (1)はステーク、(2)はロータ、(2a)はlミ磁
極、(2h)は補助磁極、(3)はl111転軸、(5
)及び(10)は夫々電源端子、(6)は制御信号形成
回路、(7a) 、  (7b)(8a) 、  (8
b)’ 、  (9a)及び(9h)は夫々トランジス
タ、(12) 、  (13) 、  (14)及び(
15)は夫々抵抗器、■、1.L2・・・・・・L6は
夫々ステータコ5 イル、Ht及びH2は夫々ホール素子である。 6 争ミ  や始  り東 −閃  「) r)r、、i     rマ ー     μ−−一 第7図 第3図 環−L1\ a J−さ)m 手続補正書 1、事件の表示 昭和58年特許願第 4517 号 2、発明の名称 3相ブラシレスモータ3、補正をする
者 事件との関係   特許出願人 住所 東京部品用区北品用6丁目7番35号名称(21
8)  ソニー株式会社 代表取締役 大 賀 典雄 5、補正命令の5付   昭和  年  月  日6、
補正により増加する発明の数 7、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図
面。 8、補正の内容 tl) (1)明細書中、第2頁9行及び第11頁7行に夫々「
直列接続」とあるを夫々「直列又は並列接続」“−訂正
する。 同、第6頁8行、 17行及び第7頁6行に夫々cIJ
とあるを夫々rblJK訂正する。 (3)同、第6頁9行、12行及び第7頁6行に夫々「
C2」とあるを夫々「b2」に訂正する。 (4)  同、第7頁7行[VC及びVc’ Jとある
な「vb及びvb′」に訂正する。 (5)同、第7頁9行「Vb JとあるをrVeJK訂
正する。 (6)[ る− 同、第7頁13行[vb’=−!−(Va −Vc’ 
) Jとあt r Vc’=1(Va−Vb’) J 
K訂正f 6゜(8)同、第7頁15行、第9頁2行、
6行、7行、第13頁6行及び7行に夫々rbJとある
を夫々「C」に訂正する。 (91同、第7 頁16〜17 行[b=Vb−Vb=
−。 (Va−Va)−丁(Vc−Vc′)Jとあるを「c 
= Vc −Vc’−−−2−(Va −Va’ )−
上(Vb−Vb’)J2            2 に訂正する。 α〔同、第8頁2行「C」とあるをrbJに訂正する。 旧)同、第8頁3行「C−VC−vC′」とあるな「b
=vb−vb」に訂正する。 をrc−−L(a+b)Jに訂正する。 03  図面中、第6図及び第7図を別紙の通り訂正す
る。 以   上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ロータの回転位置を検出する磁気電気変換素子の2個を
    電気角で120度又は240度の相対位置関係に配置し
    、該磁気電気変換素子の夫々の出力信号を合成して上記
    磁気電気変換素子の出力信号と120度の位相差を有す
    る合成信号を得、該合成信号と上記磁気電気変換素子の
    出力信号とによりステータコイルに供給する駆動電流を
    決定するようにした3相ブラシレスモークに於いて、上
    記ロータの上記磁気電気変換素子の対向部近傍に主磁極
    とは逆極性の補助磁極を設けて、上記合成信号の、ゼロ
    クロス点に於ける上記磁気電気変換素子の出力信号の波
    形が急峻となるようにしたことを特徴とする3相ブラシ
    レスモーク。
JP58004517A 1983-01-14 1983-01-14 3相ブラシレスモータ Expired - Lifetime JPH0622394B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58004517A JPH0622394B2 (ja) 1983-01-14 1983-01-14 3相ブラシレスモータ
PCT/JP1983/000463 WO1984002810A1 (en) 1983-01-14 1983-12-28 Three-phase brushless motor
DE8484900306T DE3370417D1 (en) 1983-01-14 1983-12-28 Three-phase brushless motor
EP84900306A EP0131632B1 (en) 1983-01-14 1983-12-28 Three-phase brushless motor
US06/654,004 US4585979A (en) 1983-01-14 1983-12-28 Three-phase brushless motor having auxiliary magnetic pole on rotor
AT84900306T ATE26048T1 (de) 1983-01-14 1983-12-28 Buerstenfreier dreiphasenmotor.
KR1019840000011A KR910000093B1 (ko) 1983-01-14 1984-01-05 3상 브러시레스 모우터
US06/822,159 US4639648A (en) 1983-01-14 1986-01-24 Three-phase brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58004517A JPH0622394B2 (ja) 1983-01-14 1983-01-14 3相ブラシレスモータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59129560A true JPS59129560A (ja) 1984-07-25
JPH0622394B2 JPH0622394B2 (ja) 1994-03-23

Family

ID=11586240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58004517A Expired - Lifetime JPH0622394B2 (ja) 1983-01-14 1983-01-14 3相ブラシレスモータ

Country Status (6)

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US (1) US4585979A (ja)
EP (1) EP0131632B1 (ja)
JP (1) JPH0622394B2 (ja)
KR (1) KR910000093B1 (ja)
DE (1) DE3370417D1 (ja)
WO (1) WO1984002810A1 (ja)

Cited By (2)

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