JPS5944992A - モ−タ駆動回路 - Google Patents

モ−タ駆動回路

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JPS5944992A
JPS5944992A JP57153533A JP15353382A JPS5944992A JP S5944992 A JPS5944992 A JP S5944992A JP 57153533 A JP57153533 A JP 57153533A JP 15353382 A JP15353382 A JP 15353382A JP S5944992 A JPS5944992 A JP S5944992A
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JP
Japan
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drive
circuit
pulse
rotor
coil
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JP57153533A
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Akio Nakajima
中島 章夫
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
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    • 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
    • H02P6/12Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure

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  • 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】 本発明は円盤状に設置された空芯コイルの電機子を固定
子、円盤状の永久磁石をlF+j転子とする?lill
fIIIIJ1ぞのブラシレス直流モータの駆動回路に
関するものである。
空芯型の偏平モータは小型薄型化が可能であるが、従来
の,駆動力法ヂは大きなスレス1・力が電機子コイルに
作用し、そのため1000r−p−01以上の高速回転
になると大きな振iiib、1li7i音を発41゛シ
、そのため高速用としては実用化されていない。
本発明は上述の欠点を除去し、スレス1・力が電機子゜
コイルに作用1−ることを防止し、振:lill、、[
シ4音を著しく低減させる駆動回路を提供することを目
的とするものである。
本発明は複数の一磁極を有する永久磁石よりなる回転子
、少なくも1個の駆動コイルよりなる固定子、該回転子
の回転を検出する検出素子、該検出素子の出力に応じて
駆動パルスを1駆動回路に供給する駆動パルス発生回路
を有するモータ駆動回路に於て、該駆動パルス発生回路
の発生′1−る該駆動パルスのパルス巾は前記駆動コイ
ルのコイル辺中火と前記回転子の磁極中央を基準にして
電気角で±80°以下であろモータ駆動回路を提供する
ことを特徴とするものである。
さらに本発明の他の特徴は複数の磁極を有」−る永久磁
石よりなる回転子、少なくも1個の駆動コイルよりなる
固定子、該回転子の回転を検出する検出素子、該検出系
子の出力に応じて駆動パルスを駆動回路に供給1−る駆
動パルス発生回路を有するモータ駆動回路に於て、前記
検出素子出力と同一の周波数を入力とし該入力な逓倍後
に基準電圧に比較してパルス巾を変調する制御回路を有
し、該制御回路出力により前記駆動パルス発生回路を制
御して前記駆動コイルのコイル辺中火と前記回転子の磁
極中心との一致点から負荷に応じてパルス巾を変化さぜ
るモータ駆動回路を提供1−ることにある。
以下図面に従1ノで説明する。
第1図は従来の駆動回路の主要構成図で、101は検出
素子、102は増rlJ回路、106は1駆動ノ々ルス
発生回路、104は励磁回路、105は士−タであり基
本的な1駆動回路を構成′1−る。これに107の周波
数発電機、106の制御回路をイマ1加することにより
外部負荷に応じて励磁電流ピーク値を変化させてモータ
を定速回転化1−る。第1図の駆動方法では励磁電流は
例えば第3図の如くになり、電流流通角1″、なわちパ
ルスrlJは’15気角で180°であり、周波数発電
機107、:1jll I卸回路106が付加された場
合電流ピーク値Vは定常負荷ではb二L6  となり、
負荷が大きくなるとb−bl  となって短連回転を維
持すり。この場合パルス巾は′電気角で180°一定で
あり、このため1駆動コイルにスラスト力が発生する。
これを第12図に従って説明する。第12図は回転子と
固定子の位置関係を示すモータの断面図であり、401
は駆動コイル、402.404は磁性材、403は永久
磁石で、402.404は回転中心でスピンドルに固着
され、回転子を形成する。第12図(イ)は駆動コイル
401のコイル辺中央と永久磁石403の磁極中央が一
致している状態を示しコイル辺はスラスト方向の磁束ダ
aにより力を受けるが、こればすべて回転力F、、F2
となり、騒音は発生しない。しかるに電気角18o°で
駆動されるのであるから、第12図(ロ)に示すように
、コイル辺中央と永久磁石の磁極中央のなf電気角αが
、例えば、80°位いになイ)と漏洩磁束5zfbのた
めに、スラスト方向の力1゛’ 、、、 、I−” 、
が作用し騒音が発生はじめる。第12図(ハ)は電気角
αを90°としたときを示し、コイル辺中央が磁極間に
きたときまで駆動コイルは励磁されるから漏洩磁束Ob
のためにスラスト方向に力■“3、F6を受け、これに
よって駆動コイルが振動して著しい騒音を発生才ろこと
になる。これを防雨した駆動方法を以下に示す。
第2図は本発明の駆動回路の主要構成図1.108は検
出素子、109は増rlJ回路、110は駆動パルス発
生回路、111は励磁回1.・1・1.112はモータ
で基本的な駆動回路を構成1−る。さらIttl   
・116の制御回路を設けることにより外部負・1面に
応じて駆動パルス巾を変化させてモータを定速回転化1
−るものであり、第4図にその具体的−実//l(1例
を示1−0第5図は定常負荷での各部の波形図、第6図
は軽負荷時、第7図は重負荷時、第8図は起動時の各部
の波形図を示す。第9図は本発明の駆動回路に使用する
モータの一実が11例の断面図、第10図は平面図であ
り、201はスピンドル、202は支持枠、2Q6.2
04はボールベアリング、205.206は磁性材、2
09は永久磁石で磁性材205.206は各々スピンド
ル201に固着して回転子を形成している。207.2
08は駆動コイル、210はホール素子、フォトカプラ
ー等による検出素子である。第11図はモータの他の実
施例の平面図を示(〜、301.602.606.60
4は駆動コイル、305.606は検出素子、307は
永久lit>石であイ)1、さて第4図に於て検出素子
1 [] 13 &:Eポール素子11、抵抗120例
を示した。増1−[J回路109はオペアンプ16より
なる。ここでitホール素子と増巾回路の組合せ例を示
したが、これにさらに波形成形回路を付加したホールI
Cを月1し・てもよい。
第5図の各部の波形を対応させると、l711は増巾回
路出力、※2は制御回路116の第]の移相回路出力で
ある。第1の移相回路は実施例では抵抗25、容量26
、インバータ27.28よりなる第1の積分回路で構成
しである。X、は逓倍回路出力で、実施例でばEXCL
USIVE−NORで構成される。グ。は波形変換回路
出力であり、パルス1〕τに変換される。ここでは、ゲ
ート回路60、インバータ66、抵抗62、容量61よ
りなる単安定マルチバイブレータよりなる波形変換回路
を示しである。グ、は三角波変換回路出力であり、抵抗
64.65、オペアンプ66、容量67よりなる例を示
した。グ。は電圧比較回路出力で、電圧比較回路として
は抵抗68.69、オペアンプ40より構成した。
■1は回転子の永久磁石の磁極数に依存した周波数とな
る。例えば磁極数8で回転数5 Q r−p−s(36
00r−p・m)であれば周波数は24011zとなる
。このグ、は駆動パルス発生回路110の入力にもなっ
ており、抵抗14、容量15、ケート回路16.17よ
りなる第2の積分回路からなる第2の移相回路により各
出力ψ8、り。となり起動時は後述する如<06=1で
あるから、右、ゾ。が反転して、第8図の67、右8の
如くそのまま駆動回路に印加され、第2の移相回路のた
めにパルス巾は電気角ではg160°駆動コイルのコイ
ル辺中央と永久磁石の磁極中火を基砧にして±80°以
下となるように設定される。この櫂度にすれば漏洩磁束
の影響は比較的小さくなり、起動時の騒音も少なくなる
。増d]回路109出力ダ、は前述した如く制御回路1
16にも入力され、第1の移相回路で電気角で90°遅
れたz2とされ、ゲート回路290逓倍回路でZl、に
逓倍され、波形変換回路でパルス巾τなろパルス9イ、
に変換される。次に三角波変換回路でV、ム・る三角波
に変換され、次に電圧比較回路で基jV’+ tit−
、:圧Vstと比較され、グ、が小さければI−I I
 G1−1出力発生し、グ。
の如<5’+ の周波数に反比例したパルス1Jの波形
となる。すなわち911が低ければしく、高ければ短か
くなる。従ってモータの回転数が低ければ長く、特に起
動時には常時1−110+−1になり、回転数が高くな
ればパルス巾は短かくなる。鈎とφ8、り。がゲート回
路18.19で合成されて駆動バルスダ、。s96+1
 となり、グ、。は駆動回路の駆動トラ7ジ12200
Å力側に、り1、は駆動トランジスタ220入力側に印
加され、グ、は駆動トランジスタ26の入力側に、ダ。
は駆動トランジスタ210入力側に印加され、駆動コイ
ル24にはダ、。なる電圧が印加されて、駆動電流が流
れ、モータは駆動される。ここに駆動トランジスタはダ
ーリントン接続された合成トランジスタでもよ<、MO
Sトランジスタでもよいことは勿論である。定常負荷時
でパルス1]τ、で駆動されているとすると、111子
負荷時には第6図に示すようにて2(〈τ1)となりパ
ルス巾が狭くなり、11負荷時には第7図に示1−よう
にτ、(〉τ1)となり回転数は一定に保たれる。
また定常負荷時にパルス1]τ1でl11へ動されてい
る場合、駆動コイルのコイル辺と回転子磁石との相対位
置は第12図の(イ)の近傍にあり漏洩イ1必束931
)の影響を受はンハ・から駆jiiIIコイルにスラス
ト方向の力が発生せず、従って!jjjj 晋、振動も
発生しない。起動時、重負荷時にノ<パルス[1]が広
がるとし・く分漏洩磁束の影響を受けるが、電気角で1
60゜以内1−なわち、コイル辺中央と磁石中火を基準
にして±80°以内ならば、充分実用性がある。
またパルス巾変調駆動であり、駆動トランジスタ20.
21.221,23は駆動電流が流れても・る状態では
常時完全に導通状態で使用されるため、従来のベース電
流制限による制御方法に比較してコレクタ損失が小さく
なり、発熱による温度上昇も少なくなり、また効率も高
くなる利点も13シている。
実施例では1相バイポーラ駆:動の例を示したが他の、
駆動方式例えば1相ユニポーラ駆j(jj (交互側@
l)2相j1%動、3相駆動にも応用でとることは勿論
である。
2相!枢動の場合は−・方の相の検出素子出力を他方の
相の制御信号と1−れば、移相回路イク省略1″ろこと
かできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のモータ・駆動回路を7]、N−回路図、
第2図は本発明のモータ駆動回路の主要4”Sl成図、
第3図は第1図の従来のモータ駆動回路の、−j×動雷
電流波形示す波形図、第4図は本発明のモータ駆動回路
の具体的−実施例な示す回路図、第5図、第6図、第7
図、第8図は夫々本発明の駆動回路における波形図を示
し、第5図は定常負荷時の各部の波形図、第6図は軽負
荷時の波形図、第7図は重負荷時の各部の波形図、第8
図は起動時の各部の波形図、第9図は本発明のモータ駆
動回路に使用するモータの具体的一実施例の断面図、第
10図は同じく平面図、第11図は二〇−夕の他の実施
例の平面図、第】2図はモータのH,B動コイルのコイ
ル辺と永久磁石の磁]全との関係を示−f l:iノr
 rfri図−(二゛ある。 101.108・ ・検出素子、 1[〕2.109・・・・増「11回路、106.11
1J・・j、l、に動パルス発生回路、104.111
・・励磁回路、 105.112 ・・モータ 106.116 ・・制御回路。 第9図 第1°1図 49

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  複数の磁極を有する永久磁石よりなる回転子
    、少ブよくとも1個の駆動コイルよりなる固定子、該回
    転子の回転を検出する検出素子、該検出素子の出力に応
    じて駆動パルスを励磁回路に供給する駆動パルス発生回
    路を有するモータ、駆動回路に於て、該、駆動パルス発
    生回路の発生する該駆動パルスのパルス11〕は前記駆
    動コイルのコイル辺中火と前記回転子の磁椿中火を基準
    にして電気角で±80゜以下であることを特徴とするモ
    ータ駆動回路。
  2. (2)  複数の磁極を有する永久磁石よりなる回転子
    、少なくも1個の、1駆動コイルよりなる固定子、該回
    転子の回転を検出する検出素子、1該検II′1素子の
    出力に応じて駆動パルスを励磁回路に供給する駆動パル
    ス発生回路を有する七−夕19へ両回路に於て、前記検
    出素子出力と同一の周波数を入力とし該入力を逓倍後に
    基準電圧て比較してパルス巾変調する制御回路を有し、
    該制御回路出力てよりi′lJ記駆動パルス発生回路を
    制御して前記j、9;動コイルのコイル辺中央と前記回
    転子の磁極中心との一致点から負荷に応じてパルス巾を
    前後に変化させることを特徴とするモータ、駆動回路。
  3. (3)  該111j御回路の人力は該検出歯イ出力と
    ′fけ1気角で90°位相差を有していることを特徴と
    する特許許請求の範囲第2項記載のモータ1眺動回路。
JP57153533A 1982-09-03 1982-09-03 モ−タ駆動回路 Granted JPS5944992A (ja)

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