JPS60128847A - Semiconductor motor with induction output as position detection signal - Google Patents

Semiconductor motor with induction output as position detection signal

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JPS60128847A
JPS60128847A JP58232884A JP23288483A JPS60128847A JP S60128847 A JPS60128847 A JP S60128847A JP 58232884 A JP58232884 A JP 58232884A JP 23288483 A JP23288483 A JP 23288483A JP S60128847 A JPS60128847 A JP S60128847A
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armature
armature coil
transistor
phase
coil
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JP58232884A
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Japanese (ja)
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Itsuki Ban
伴 五紀
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Sekoh Giken KK
Secoh Giken Co Ltd
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Sekoh Giken KK
Secoh Giken 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
    • H02P6/14Electronic commutators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the output torque by alternately conducting transistors to control the energization of armature coils. CONSTITUTION:A transistor 26b is conducted through a capacitor 30 by closing an electric switch 31 to conduct an armature coil E. Accordingly, a magnet rotor is moved leftward at 90 deg. and held. Then, the base current of a transistor 29 is interrupted by a time constant circuit, and the armature coil is energized. Accordingly, a magnet rotor is driven leftward. A transistor 26a is conducted by the induction output of the coil E to energize an armature coil D. A magnet rotor is rotated by a drive torque even by the energization. Subsequently, the coils D, E are alternately conducted by the opponent induction outputs to obtain a subsequent drive torque.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ホール素子のような特別な位置検知素子を使
用しない2相の半導体電動機に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a two-phase semiconductor motor that does not use special position sensing elements such as Hall elements.

コギングを利用して、マグネット回転子の初期位置を指
定して定位し、電源の投入とともに、位置検知素子(l
般にホール素子が利用されている。)の出力によシ、1
相の電機子コイルの通電を行なって回転する半導体電動
機は、小型ファンモータの駆動源としてよく知られてい
る。しかしかかる電動機は構成が簡単で、廉価軽量とい
う長所がある反面に次に述べるいくつかの欠点の為に、
用途が制限されている。
Using cogging, the initial position of the magnet rotor is specified and localized, and when the power is turned on, the position sensing element (l)
Hall elements are generally used. ) according to the output, 1
A semiconductor motor that rotates by energizing phase armature coils is well known as a drive source for small fan motors. However, although such electric motors have the advantage of being simple in construction, low cost, and lightweight, they have several drawbacks as described below.
Uses are limited.

第1に、起動トルクが小さい。第2に効率が非常に悪い
。第3に出力トルクリプルが大きい。第4に大きさの割
合に出力トルクが小さいことである。
First, the starting torque is small. Second, it is extremely inefficient. Third, the output torque ripple is large. Fourthly, the output torque is relatively small.

本発明装置は、上記した長所を保存し、しかも欠点を除
去したことに特徴を有するものである。
The device of the present invention is characterized by preserving the above-mentioned advantages and eliminating the disadvantages.

従って、ファンモータ以外に、例えばフロッピディスク
駆動用の電動機及び、キャブズタンモータ及びターンテ
ーブル駆動モータとして利用できるものである。
Therefore, in addition to being used as a fan motor, it can be used, for example, as an electric motor for driving a floppy disk, a carburetor tongue motor, and a turntable driving motor.

本発明の適用される磁心(コア)のおる電動機とコアレ
スの電動機について、第1図〜第4図につき説明する。
An electric motor with a magnetic core and a coreless electric motor to which the present invention is applied will be explained with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図は、コアレス型のもので、円板状の磁性体2は、
マグネット回転子5の磁路(ヨーク)となるものである
。磁性体3の上部には、電機子コイル6が載置されてい
る。電機子コイル6は、1般に扇型で、4個のものが、
放射状に配設されている。磁性体3は、ソフトフェライ
トが使用されている。又強度を増加し、後述する軸承部
となる円筒状の筺体8を圧入し易くする為に、打点部3
aに示されるように、磁性体3、電機子コイル6をイン
ジェクション成型により、プラスチック材に埋設して固
定電機子を構成することもできる。出力トルクが小さい
ものの場合には、ヨーク3を除去し、電機子コイル6を
プラスチック材に埋設成型して円板状の電機子として使
用することもできる。この場合には、界磁磁束は1部2
位に減少するが、電機子コイル6の巻回数を多くできる
ので、即ち厚み方向がヨーク3によシ制限を受けること
 3− がないので、磁界の減少分を補償できるものである。小
型の出力の小さいモータ等では充分に実用性がある。
Figure 1 shows a coreless type, and the disk-shaped magnetic body 2 is
This serves as the magnetic path (yoke) of the magnet rotor 5. An armature coil 6 is placed on top of the magnetic body 3. The armature coil 6 is generally fan-shaped, and has four pieces.
They are arranged radially. As the magnetic body 3, soft ferrite is used. In addition, in order to increase the strength and make it easier to press-fit the cylindrical housing 8 that will become the shaft bearing part described later, the dot part 3 is
As shown in a, the fixed armature can also be constructed by embedding the magnetic body 3 and the armature coil 6 in a plastic material by injection molding. In the case of a small output torque, the yoke 3 can be removed and the armature coil 6 can be embedded and molded in a plastic material to be used as a disc-shaped armature. In this case, the field magnetic flux is 1 part 2
However, since the number of turns of the armature coil 6 can be increased, that is, the thickness direction is not limited by the yoke 3, the decrease in the magnetic field can be compensated for. It is sufficiently practical for small-sized motors with low output.

記号5は、界磁となるべきマグネット回転子であるが、
この詳細が第2図に示されている。即ち円板状のフェラ
イトマグネットには、45度の開角で、N、S極5 a
、 5 b、 5 c、 5 d、 ・−”’が交互に
磁化して配設されている。
Symbol 5 is the magnet rotor that should become the field.
Details of this are shown in FIG. In other words, a disc-shaped ferrite magnet has N and S poles 5 a with an opening angle of 45 degrees.
, 5b, 5c, 5d, .-"' are arranged in an alternately magnetized manner.

マグネット同転子5は、その回転中心が、第1図の回転
軸1となるように、円板状の磁性体板2に貼着されてい
る。又磁性体板2の中央部は、回転軸1の上部に固定さ
れている。回転軸1の上部よシ、電動機の出力をとシ出
すことができる。又ターンテーブルの場合には、回転軸
1の上端は、テーパ部となシ、レコードを載置すべきタ
ーンテーブルが嵌着される。又キャプスタンとなる場合
もある。フロッピディスクの場合には、その取付部が設
けられているものである。又、小型のファンモータとな
る場合もある。
The magnet cotrotor 5 is attached to a disc-shaped magnetic plate 2 so that its rotation center corresponds to the rotation axis 1 in FIG. 1. Further, the central portion of the magnetic plate 2 is fixed to the upper part of the rotating shaft 1. The output of the electric motor can be output from the upper part of the rotating shaft 1. In the case of a turntable, the upper end of the rotating shaft 1 has a tapered portion, into which the turntable on which the record is placed is fitted. It may also be a capstan. In the case of a floppy disk, a mounting portion is provided. Also, it may be a small fan motor.

筐体8は、円筒状で、ヨーク3及びプラステラ4− り材3aの中央空孔に圧入されている。回転軸lの下端
1bは、スチールポール10a、10bによ9回動自在
に支持され、上端は、オイルレスベアリング9a、9b
によシ支持されている。かかる軸承は、いかなる周知の
手段でもよい。筺体すの内部打点部12には、潤滑油が
充されている。
The housing 8 has a cylindrical shape and is press-fitted into the central hole of the yoke 3 and the plaster material 3a. The lower end 1b of the rotating shaft l is rotatably supported by steel poles 10a and 10b, and the upper end is supported by oilless bearings 9a and 9b.
It is widely supported. Such bearings may be of any known means. The internal dot portion 12 of the housing is filled with lubricating oil.

第3図に示すものは、コアのある電動機の例で、記号1
4は、円板状の珪素鋼板を積層した偏平な磁性体よシな
る電機子で、その周縁には、1部が記号14 aで示さ
れるスロットが設けられている。又スロットには、2相
の電機子コイルが装着されているが省略して図示してい
ない。
The one shown in Figure 3 is an example of an electric motor with a core, symbol 1
Reference numeral 4 denotes an armature made of a flat magnetic material made of laminated disk-shaped silicon steel plates, and a slot, a portion of which is indicated by the symbol 14a, is provided at the periphery of the armature. Further, a two-phase armature coil is installed in the slot, but it is not shown.

上述した円板状の磁性体及び電機子コイルは、固定電機
子14を構成し、その上面は、本体デツキ13の下面に
締着されている。
The above-described disk-shaped magnetic body and armature coil constitute a fixed armature 14, the upper surface of which is fastened to the lower surface of the main body deck 13.

電機子14の中央部空孔には、円筒状の軸承15が嵌着
されている。円筒状軸承15の上面には、油洩れを防止
する為のゴムシールキャップ16が被冠され、下面にも
同じ目的の為のキャンプ状の底板15b(点線で示す)
が被冠されている。尚記号13aは空孔である。
A cylindrical bearing 15 is fitted into the central hole of the armature 14 . The upper surface of the cylindrical bearing 15 is covered with a rubber seal cap 16 to prevent oil leakage, and the lower surface is also provided with a camp-shaped bottom plate 15b (indicated by dotted lines) for the same purpose.
is crowned. Note that the symbol 13a is a hole.

回転軸lは、円筒状軸承15によシ、回動自在に支持さ
れ、その下端には、円筒状の軟鋼板よりなる回転子17
の中央部が固定され、回転子170円周部の内面には、
マグネット回転子18(円環状)が、電機子14の外周
と空隙を保持して貼着されている。
The rotating shaft l is rotatably supported by a cylindrical bearing 15, and a rotor 17 made of a cylindrical mild steel plate is attached to the lower end of the rotating shaft l.
The central part of the rotor 170 is fixed, and the inner surface of the circumferential part of the rotor 170 has a
A magnet rotor 18 (ring-shaped) is attached to the outer periphery of the armature 14 while maintaining a gap therebetween.

従って、マグネット回転子18の磁束は、スロットにあ
る電機子コイルを貫挿して、回転トルクを発生して回転
する外転型の電動機を構成している。
Therefore, the magnetic flux of the magnet rotor 18 penetrates the armature coil in the slot to generate rotational torque and constitute an outer rotor type electric motor.

第゛4図には、電機子14、回転子17及びマグネット
回転子18の平面図が第3図と同一記号で示されている
In FIG. 4, a plan view of the armature 14, rotor 17, and magnet rotor 18 is shown with the same symbols as in FIG. 3.

マグネット回転子18には、90度の開角のN、Sの磁
極が設けられ、又電機子14には、スロツ) 14 a
The magnet rotor 18 is provided with N and S magnetic poles with an opening angle of 90 degrees, and the armature 14 is provided with a slot) 14a.
.

14b1・・・・・・(1部は点線で示しである。)が
設けられ、図示していないが、スロン)14a、14b
14b1... (one part is indicated by a dotted line) is provided, and although not shown, Slon) 14a, 14b
.

・・・・・・には、2相の電機子コイルが装着されてい
る。
...... is equipped with a two-phase armature coil.

尚記号19は、第3図の軸承15の圧入される空孔であ
る。
The symbol 19 is a hole into which the bearing 15 shown in FIG. 3 is press-fitted.

回転板1aは、回転軸1に固定され、その上には磁気デ
ィスク等の負荷Fを設けることができるものである。
The rotating plate 1a is fixed to the rotating shaft 1, and a load F such as a magnetic disk can be placed thereon.

第5図に示すものは、第1図示の電機子コイル及び電機
子を同一記号で示したものである。記号3bは空孔で、
筐体(軸承部)8が圧入される空孔である。
What is shown in FIG. 5 shows the armature coil and armature shown in FIG. 1 using the same symbols. Symbol 3b is a hole,
This is a hole into which a housing (shaft bearing part) 8 is press-fitted.

第5図において、扇型のコイル6a、6b、6c、6d
のトルクに有効な導体部の開角は、45度で、界磁磁極
の巾と同じである。第5図の電機子コイルの配列を第6
図により説明する。第5図に示されている電機子コイル
を第6図の展開図につき説明する。
In FIG. 5, fan-shaped coils 6a, 6b, 6c, 6d
The opening angle of the conductor section effective for the torque of is 45 degrees, which is the same as the width of the field magnetic pole. The arrangement of the armature coils in Figure 5 is shown in Figure 6.
This will be explained using figures. The armature coil shown in FIG. 5 will be explained with reference to the developed view in FIG. 6.

第6図は、電機子コイル、マグネット回転子の展開図で
ある。2相の電機子コイルの場合には、例えば電機子コ
イル6a、6e及び6c、6fのように、電気角で互い
に90度はなれている。従って重なっているが、偏平に
電機子を構成する為に、電機子コイル6eは6bの位置
に、又電機子コイ 1ル6fは6dの位置に、即ち同相
の位置に移動しである。 ゛ 7− 励時における死点を消滅する為のものであるが、その詳
絽については、第7図において詳説する。
FIG. 6 is a developed view of the armature coil and magnet rotor. In the case of two-phase armature coils, the armature coils 6a, 6e, 6c, and 6f are separated from each other by 90 degrees in electrical angle. Therefore, although they overlap, in order to configure the armature flatly, the armature coil 6e is moved to the position 6b, and the armature coil 16f is moved to the position 6d, that is, to the same phase position.゛7- This is to eliminate the dead center during excitation, and its details will be explained in Fig. 7.

1相の電機子コイルは、記号6a、6eで、他の1相の
電機子コイルは記号6b、6dである。
One-phase armature coils are designated by symbols 6a and 6e, and other one-phase armature coils are designated by symbols 6b and 6d.

各相のコイルは2個づつ構成されているが、中間タップ
を導出して、2個のコイルに分割して使用しても同じ効
果がある。
Although each phase has two coils, the same effect can be obtained even if the intermediate tap is derived and used by dividing into two coils.

次に第7図(a)について、電機子コイル6 a、 6
cの通電制御回路を説明する。電機子コイルA、 Bは
、上記したコイル6a、6cをそれぞれ示すものである
Next, regarding FIG. 7(a), armature coils 6 a, 6
The energization control circuit of c. Armature coils A and B represent the above-mentioned coils 6a and 6c, respectively.

第7図(a)において、端子22 a % 23 aに
よる電圧の印加とともに、トランジスタ25 aは導通
して、電機子コイルA(6a)は、矢印方向に通電され
る。これにより駆動トルクが得られて回転しているとき
には、電機子コイルB(6c)には、矢印方向の誘導出
力が得られている。
In FIG. 7(a), as voltage is applied through the terminals 22a and 23a, the transistor 25a becomes conductive and the armature coil A (6a) is energized in the direction of the arrow. When a driving torque is thereby obtained and the armature coil B (6c) is rotating, an induced output in the direction of the arrow is obtained in the armature coil B (6c).

8− 電機子コイルBを含む4個の抵抗よりなるブリッジ回路
は、上記した誘導出力がないときに平衡するように調整
されている。
8- The bridge circuit consisting of four resistors including armature coil B is adjusted to be balanced in the absence of the above-mentioned induced output.

矢印方向に誘導出力があると、オペアンプ11の出力は
、負のレベルとなるので、トランジスタ25bは不導通
に保持されている。
When there is an induced output in the direction of the arrow, the output of the operational amplifier 11 becomes a negative level, so the transistor 25b is kept non-conductive.

逆方向となるので、オペアンプ11の出力は正のレベル
に転化する。従ってトランジスタ25M+E1通するの
で、トランジスタ25 aのベース電圧が降下して不導
通となる。
Since the direction is reversed, the output of the operational amplifier 11 is converted to a positive level. Therefore, since transistor 25M+E1 is passed through, the base voltage of transistor 25a drops and becomes non-conductive.

以上のように、電機子コイルA、Hの通電は交替される
ものである。
As described above, the energization of armature coils A and H is alternated.

次の磁界に電機子コイルが侵入すると、電機子コイルB
の誘導出力が復帰して矢印方向となるので、オペアンプ
11の出力は、負のレベルに転化して、トランジスタ2
5bを不導通とする。従って、トランジスタ25aは導
通して、電機子コイルA1Bの通電が交替して、引続い
た駆動トルクが発生する。
When the armature coil enters the next magnetic field, armature coil B
Since the induced output of is restored and becomes in the direction of the arrow, the output of the operational amplifier 11 changes to a negative level and the output of the transistor 2
5b is made non-conductive. Accordingly, transistor 25a becomes conductive, alternating energization of armature coil A1B and generating a subsequent drive torque.

以上の説明で理解されるように、周知の手段により、マ
グネット回転子5を1方向に起動せしめると、当該方向
に回転する1相の半導体電動機とすることができる。上
述したように、誘導出力を利用しないで、ホール素子を
利用して、電機子コイルA、Bの通電を制御しても、1
方向に回転する半導体電動機を構成することができる。
As understood from the above description, when the magnet rotor 5 is started in one direction by a well-known means, a one-phase semiconductor motor rotating in that direction can be obtained. As mentioned above, even if the energization of the armature coils A and B is controlled using the Hall element without using the inductive output, 1
A semiconductor motor that rotates in the direction can be constructed.

かかる電動機は、コアレスの場合若しくはコアの々い場
合のいづれにも同様に構成することができる。
Such an electric motor can be similarly configured in either a coreless case or a coreless case.

しかし、次の欠点がある。第1に当然であるが起動トル
クが小さい。第2に効率が悪い。この理由は次のようで
ある。即ち電機子コイルが無磁界(N、Sの磁極の境界
のとき)時にも通電される。
However, it has the following drawbacks. First, of course, the starting torque is small. Second, it is inefficient. The reason for this is as follows. That is, the armature coil is energized even when there is no magnetic field (at the boundary between the N and S magnetic poles).

このときには、逆起電力がないので、過大な電機子電流
が流れて銅損を著しく増大する為である。
At this time, since there is no back electromotive force, an excessive armature current flows, significantly increasing copper loss.

出力の大きい場合には、かかる損失は著しく大きくなる
欠点がある。第3に、後述するようにトルクリプルが大
きい。第4に、構成の大きさに比較して出力トルクが小
さくなる。次にかかる欠点を除去する本発明の手段につ
いて説明する。
The disadvantage is that such losses become significantly large when the output is large. Thirdly, as will be described later, the torque ripple is large. Fourth, the output torque is small compared to the size of the configuration. Next, the means of the present invention for eliminating such drawbacks will be explained.

第7図(b)において、電機子コイルD、Eは、それぞ
れ第6図(a)の電機子コイル6b、6dを示すもので
ある。又端子23b、22bは、電源正負極端子である
In FIG. 7(b), armature coils D and E indicate armature coils 6b and 6d, respectively, in FIG. 6(a). Further, the terminals 23b and 22b are power supply positive and negative terminals.

トランジスタ26a、26b及び電機子コイルD1Eは
、フリツプフロンプ回路を構成している。
Transistors 26a, 26b and armature coil D1E constitute a flip-flop circuit.

従って、電機子コイルEに矢印方向の誘導出力があると
きには、トランジスタ26aのベース入力が得られて電
機子コイルDは、矢印方向に通電され、電機子コイルE
が、次の磁界に侵入すると、誘導出力の方向が反転する
ので、トランジスタ26aは不導通に転化する。従って
トランジスタ26bが導通して、電機子コイルEが通電
する。このようにして、電機子コイルD、Eの通電が自
動的に交替されるシーソー回路が構成されているので引
続いた1方向の駆動トルクが得られる。しかし自起動す
ることはでき々い。他の点では前述した第7図(a)の
回路と同じオU点と欠点を有している。
Therefore, when the armature coil E has an induced output in the direction of the arrow, the base input of the transistor 26a is obtained, the armature coil D is energized in the direction of the arrow, and the armature coil E
However, when it enters the next magnetic field, the direction of the induced output reverses, so that transistor 26a turns non-conducting. Therefore, transistor 26b becomes conductive, and armature coil E is energized. In this way, a seesaw circuit is constructed in which the energization of the armature coils D and E is automatically alternated, so that continuous driving torque in one direction can be obtained. However, it cannot be started automatically. In other respects, this circuit has the same points and drawbacks as the circuit shown in FIG. 7(a) described above.

11− 位置検知装置を特に別設する必要がないので、両者とも
に廉価に作ることができる利点が付加される。
11- Since there is no need to provide a separate position detection device, there is an added advantage that both can be manufactured at low cost.

第7図(a)と(b)の制御回路は、1般に電源に対し
て並列に接続して使用するものであるが、本発明装置で
は、第7図(c)に示すように電源端子22a122 
bに対して、電気回路27(第7図(a)に示すもの)
及び電気回路28(第7図(b)に示すもの)は、直列
に接続されている。起動の為に、電気スイッチ31を投
入すると、コンデンv34の時定数による時間(1〜2
秒位)だけトランジスタ29が導通するので、電気回路
28は、その間だけ短絡される。コンデンサ34、トラ
ンジスタ29を含む電気回路は、第7図(a)において
同一記号で示されているものである。
The control circuits shown in FIGS. 7(a) and (b) are generally used by connecting them in parallel to the power supply, but in the device of the present invention, the control circuits shown in FIG. 7(c) are connected to the power supply in parallel. Terminal 22a122
For b, the electric circuit 27 (shown in FIG. 7(a))
and electric circuit 28 (shown in FIG. 7(b)) are connected in series. When the electric switch 31 is turned on for startup, the time constant (1 to 2
Since the transistor 29 is conductive for a period of time (on the order of seconds), the electric circuit 28 is short-circuited for only that time. The electric circuit including the capacitor 34 and the transistor 29 is shown by the same symbol in FIG. 7(a).

第7図(b)の端子36は、第7図(e)の同一記号の
点を示すので、電気スイッチ31の閉成によシ、コンデ
ンサ30を介して、所定の時間だけ、トランジスタ26
bが導通して、電機子コイルE(6d)が通電される。
Since the terminal 36 in FIG. 7(b) indicates the point with the same symbol in FIG. 7(e), when the electric switch 31 is closed, the transistor 26 is
b becomes conductive, and armature coil E (6d) is energized.

従って、前述したように、第6図(a)の12− 次に、時定数回路(コンデンサ34を含む回路)によシ
、トランジスタ29のベース電流が断たれて、電気回路
27の短終が解除されるので、第7図(a)の回路が通
電される。従って電機子コイルA(6a)きの電機子コ
イルE(6d)の誘導出力により、トランジスタ26a
が導通して、電機子コイルD(6b)が通電される。こ
の通電によっても、マグネット回転子5は、矢印C方向
の駆動トルクを受けて回転する。この後においては、互
いに相手の誘導出力によシ、電機子コイルD、Eの通電
が交替されて、引続いた駆動トルクが得られるものであ
る。電機子コイルA、Bも同様に、電機子コイルBの誘
導出力によシ、電機子コイルASBの通電も交替されて
、引続いた駆動トルクが得られるものである。
Therefore, as described above, the base current of the transistor 29 is cut off by the time constant circuit (the circuit including the capacitor 34) in FIG. Since it is released, the circuit shown in FIG. 7(a) is energized. Therefore, due to the induced output of armature coil E (6d) on armature coil A (6a), transistor 26a
becomes conductive, and the armature coil D (6b) is energized. This energization causes the magnet rotor 5 to rotate in response to driving torque in the direction of arrow C. After this, the energization of the armature coils D and E is alternated depending on the induction output of the other, and a continuous driving torque is obtained. Similarly, in the armature coils A and B, energization of the armature coil ASB is also alternated based on the induced output of the armature coil B, so that a continuous driving torque can be obtained.

時定数回路となるコンデンサ30.34を含む回路は、
単安定回路を使用することができる。
The circuit including capacitors 30 and 34, which serve as a time constant circuit, is
Monostable circuits can be used.

又上記した時定数値はほぼ等しいか、若しくはコンデン
サ34を含む時定数が、コンデンサ30を含む時定数値
より若干大きくされている。
Further, the above-mentioned time constant values are approximately equal, or the time constant including the capacitor 34 is slightly larger than the time constant including the capacitor 30.

前述したように、電気回路27.28のいづれも、前述
したように、無磁界の点でも電機子電流が流れ、このと
きに逆起電力がないので、大きい電機子電流が流れる。
As mentioned above, in each of the electric circuits 27, 28, an armature current flows even in the absence of a magnetic field, and since there is no back electromotive force at this time, a large armature current flows.

かかる傾向は、大きい出力の電動機程著しく、銅損を増
加して効率を劣化し使用に耐えないものとなる重欠点と
々る。
This tendency is more pronounced as the motor outputs larger, leading to serious drawbacks such as increased copper loss, deterioration of efficiency, and unusability.

しかし第7図(C)の電気回路によると、電機子コイル
A、Bと電機子コイルDSEは、直列に接続されている
ので、前者の逆起電力が零のときには後者の逆起電力は
最大値となり、これ等が加算して綜合逆起電力となって
いるので、上述した欠点が除去される効果がある。更に
又トルクリプルを減少し、しかも出力トルクを増大せし
める効果がある。
However, according to the electric circuit shown in Figure 7(C), armature coils A and B and armature coil DSE are connected in series, so when the back electromotive force of the former is zero, the back electromotive force of the latter is maximum. Since these values are added to form a total back electromotive force, the above-mentioned drawbacks are effectively eliminated. Furthermore, it has the effect of reducing torque ripple and increasing output torque.

次に、本発明をコアのある電動機に適用した場合を説明
する。
Next, a case will be described in which the present invention is applied to an electric motor with a core.

第6図(b)は、第3.4図の電動機の電機子コイルと
マグネット回転子の展開図である。
FIG. 6(b) is a developed view of the armature coil and magnet rotor of the motor shown in FIG. 3.4.

第6図(b)において、電機子コイル21 aは、第4
図のスロツ)14a、14cに装着されている。同様に
、電機子コイル21b、21c、21d、−21hは、
それぞれに第4図のスロツ)14b、14d及びスロッ
ト14c、14e及びスo ント14d、14f及びス
ロット14e、14g及びスロット14f、14h及び
スロット14g、14a及びy、 a 7ト14h、1
4bに装着されている。
In FIG. 6(b), the armature coil 21a is the fourth
It is attached to slots 14a and 14c in the figure. Similarly, armature coils 21b, 21c, 21d, -21h are
slots 14b, 14d and slots 14c, 14e and slots 14d, 14f and slots 14e, 14g and slots 14f, 14h and slots 14g, 14a and y, a 7, respectively.
It is attached to 4b.

電機子コイル21 aと電機子コイル21 eは直列若
しくは並列に接続されて、第7図の電機子コイルAとな
9、電機子コイル21 eと21 gも同様に接続され
て、電機子コイルBとなり、電機子コイル21bと21
 fも同じく接続されて、電機子コイルDとなシ、電機
子コイル21 dと21 hも同じく接続されて、電機
子コイルEとなっている。
The armature coil 21a and the armature coil 21e are connected in series or in parallel to form the armature coil A in FIG. B, armature coils 21b and 21
f is also connected in the same way as armature coil D, and armature coils 21 d and 21 h are also connected in the same way to form armature coil E.

薯 て保持され、所定時間後に、第7図(C)の卜2ンジ1
5− 作用効果は、前述したコアレスの電動機と全く同コンデ
ンサ34は、2組の時定数回路として使用されているが
、コンデンサ34を含む時定数回路のみとし、コンデン
サ30を除去し、点線Gで示す導線を介して、卜2ンジ
スタ29の出力によシ、電気回路29に含まれるトラン
ジスタ26 bを導通せしめても同じ目的が達成される
ものである。
After a predetermined period of time, the figure 2 (C) in Figure 7 (C) is displayed.
5- The effect is that the same capacitor 34 as in the coreless motor described above is used as two sets of time constant circuits, but only the time constant circuit including the capacitor 34 is used, the capacitor 30 is removed, and the dotted line G is used. The same purpose can be achieved by making the transistor 26b included in the electric circuit 29 conductive by the output of the transistor 29 through the conductor shown in FIG.

上述した手段は、マグネット回転子が、固定電機子の内
部にある内転型の電動機にも適用されるものである。
The above-mentioned means is also applicable to an internal rotor type electric motor in which the magnet rotor is inside the fixed armature.

第8図のグラフは、トルク曲線を示すもので、曲線32
 a 、 32 b 、 32 c 、・・・・・・は
、1相の電機子コイ/l/A、Hによるもの、曲線33
a、33b、33c。
The graph in FIG. 8 shows a torque curve, and curve 32
a, 32 b, 32 c, ... are due to one-phase armature coil/l/A, H, curve 33
a, 33b, 33c.

・・・・・・は、他の1相の電機子コイルD、Eによる
ものである。
. . . is caused by the other one-phase armature coils D and E.

第7図(、)に示す電気(ロ)路は、次に示すように実
16− 施態称を変更しても同じ目的が達成される。
The electrical path shown in FIG. 7(a) achieves the same purpose even if the design name is changed as shown below.

第1には、電気回路28を、第7図(a)と同じ形式の
ものとする。即ち電気回路27.28ともに同じ形式と
なる。従って電機子コイルAは、電機子コイル6bとな
り、電機子コイルBは、電機子コイル6dとなる。従っ
て、電気スイッチ31の閉成により、コンデンサ30を
介して、端子24(第7図(a)図示)よシベース入力
が得られて、トランジスタ25bが導通して、電機子コ
イル6dが通電され、トランジ32゜9カ8不導うに、
化L?c 、!: 抹、電機¥3イルA(6a)が通電
され、はぼ同時に、電機子コイル6dの通電が断たれる
ので、電機子コイル6bが通電される。電機子コイル6
a、(3bの通電によシ、マグネット回転子5は、矢印
C方向に起動し、次に同方向の回転トルクが引続いて発
生し、2相の半導体電動機として運転される。
First, the electric circuit 28 is of the same type as that shown in FIG. 7(a). That is, both the electric circuits 27 and 28 have the same type. Therefore, armature coil A becomes armature coil 6b, and armature coil B becomes armature coil 6d. Therefore, by closing the electric switch 31, a base input is obtained from the terminal 24 (shown in FIG. 7(a)) via the capacitor 30, the transistor 25b becomes conductive, and the armature coil 6d is energized. Transition 32゜9ka8 non-conducting,
Chemical L? C,! : The electric machine A (6a) is energized, and at the same time, the armature coil 6d is de-energized, so the armature coil 6b is energized. armature coil 6
Upon energization of a and 3b, the magnet rotor 5 is started in the direction of arrow C, and then rotational torque in the same direction is continuously generated, and the magnet rotor 5 is operated as a two-phase semiconductor motor.

第2瓢の実施例は、電気回路27.28をそれぞれ第7
図(b)、第7図(a)の電気回路の形式とした場合で
ある。
The embodiment of the second gourd includes electrical circuits 27 and 28, respectively.
This is the case with the electric circuit format shown in FIG. 7(b) and FIG. 7(a).

この場合には、電機子コイルD、Eはそれぞれ電機子コ
イル6a、6cとなシ、電機子コイルA1Bは、それぞ
れ電機子コイル6b、6dとなる。
In this case, armature coils D and E become armature coils 6a and 6c, respectively, and armature coil A1B becomes armature coils 6b and 6d, respectively.

電気スイッチ31の閉成により、コンデンサ30を介す
る出力が、端子24(第7図(a)図示)より入力され
て、トランジスタ25bを導通して、電機子コイル6d
が通電されて、マグネット回転子5は90度左方に移動
して保持される。所定時間後に、トランジスタ29が不
導通となるとともに、トランジスタ25 bも不導通と
なるので、電機子コイル6bが通電される。又第7図(
b)の電気回路は、卜2ンジスタ29が不導通となるこ
とによシ、トランジスタ26aのベースに、電源より、
コンデンサを介してトリガパルス入力が供与されるよう
に構成されているので、トランジスタ26aが導通して
、電機子コイル6aが通電される。従って前実施例と同
様に起動して、2相の半導体電動機として運転される。
By closing the electric switch 31, the output via the capacitor 30 is inputted from the terminal 24 (shown in FIG. 7(a)), conducts the transistor 25b, and connects the armature coil 6d.
is energized, and the magnet rotor 5 is moved 90 degrees to the left and held. After a predetermined time, transistor 29 becomes non-conductive and transistor 25b also becomes non-conductive, so that armature coil 6b is energized. Also, Figure 7 (
In the electric circuit b), since the transistor 29 becomes non-conductive, the power supply is connected to the base of the transistor 26a.
Since the trigger pulse input is provided through the capacitor, the transistor 26a becomes conductive and the armature coil 6a is energized. Therefore, it is started and operated as a two-phase semiconductor motor in the same manner as in the previous embodiment.

第3凧の実施例は、第7図(c)の電気回路27.28
がともに、第7図(b)の電気回路の形式となる場合で
ある。従って、電気回路27の電機子コイルD1Eは、
電機子コイル6a、6cとなり、又電気回路28の電機
子コイルD、Eは、電機子コイル6b。
The third kite embodiment is the electric circuit 27.28 shown in FIG. 7(c).
This is the case where both of them take the form of the electric circuit shown in FIG. 7(b). Therefore, the armature coil D1E of the electric circuit 27 is
The armature coils 6a and 6c are the armature coils 6a and 6c, and the armature coils D and E of the electric circuit 28 are the armature coil 6b.

6dとなるものである。6d.

電気スイッチ31の閉成によシ、コンデンサ30を介し
て、トランジスタ26bが導通して、電機子コイル6d
が通電されて、マグネット回転子5は左方に90度移動
して保持され、トランジスタ29が、所定時間後に不導
通に5?4したときに、電気回路27に電圧が印加され
ると同時に、電気回路27のトランジスタ26aに、第
2の実施例と同様にトリガパルスが、ベース入力として
導入されて導通し、従って電機子コイル6aが通電され
る。又かかるトリガパルスが、電気回路28のトランジ
スタ26aのベース入力とされているので、トランジス
タ26aの導通によシ、電機子コイル6bが通電される
When the electric switch 31 is closed, the transistor 26b becomes conductive via the capacitor 30, and the armature coil 6d
is energized, the magnet rotor 5 is moved 90 degrees to the left and held, and when the transistor 29 becomes non-conductive after a predetermined time, a voltage is applied to the electric circuit 27, and at the same time, A trigger pulse is introduced as a base input into the transistor 26a of the electric circuit 27, as in the second embodiment, so that it becomes conductive and thus the armature coil 6a is energized. Further, since this trigger pulse is input to the base of the transistor 26a of the electric circuit 28, the armature coil 6b is energized by the conduction of the transistor 26a.

従って、前実施例と同様に起動して、2相の半導体電動
機として運転されるものである。
Therefore, it is started and operated as a two-phase semiconductor motor in the same manner as in the previous embodiment.

上述したトリガ電気パルスを得る為の手段は、例えば、
次の手段による。第7図(C)において、コンデンサ3
7a137bを点線で示すように接続すると、トランジ
スタ29が導通状態より、不導通状態に転したときに、
端子37よシ、正のトリガ電気パルスを得ることができ
るものである。
The means for obtaining the above-mentioned trigger electric pulse may be, for example,
By the following means: In Fig. 7(C), capacitor 3
When 7a137b is connected as shown by the dotted line, when the transistor 29 changes from a conductive state to a non-conductive state,
Terminal 37 is from which a positive trigger electric pulse can be obtained.

以上の説明のように、本発明によれは、冒頭において述
べた目的が達成されて効果著しきものである。
As described above, the present invention achieves the object stated at the beginning and is highly effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明によるコアレス電動機の説明図、第2
図は、同じくそのマグネット回転子の説明図、第3甲は
、本発明によるコアのある電動機の説明図、第4図は、
同じくそのマグネット回転子、固定電機子の詳細を示す
説明図、第5図は、第1図の電動機の固定電機子の説明
図、第6図は、マグネット回転子と電機子コイルの展開
図、第7図は、電機子コイルの通電制御回路図、第8図
は、出力トルク曲線のグラフをそれぞれ示す。 1・・・回転軸、18.2.5・・・マグネット回転子
、3−:3−り、6.6 a、6 b、6 c、6 d
、21a。 21b1・・・・・・21hX A、B、D、E・・・
電機子コイル、9 b、 10a、 10b、 15・
・・軸承部材、8・・・円筒筐体、5a、5b・・・磁
極、 F・・・負荷、13・・・本体デツキ、17・・
・軟鋼回転子、19・・・空孔、14a、 14b、 
・・・・・・14h−y、 o yト、 22a、22
b。 23a、23b・・・電源圧負極、 25a、25b、
26a。 26b、29・・・トランジスタ、31・・・電気スイ
ッチ、27.28・・・通電制御電気回路(第7図(a
)、(b)に示すもの)、11・・・オペアンプ。 特許出願人 第 l 目 4 茶2 圀 第 3 図 第 4 園 姶 陣 0′)( ■
FIG. 1 is an explanatory diagram of a coreless electric motor according to the present invention, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of the magnetic rotor, the third A is an explanatory diagram of the electric motor with a core according to the present invention, and the fourth figure is an explanatory diagram of the magnetic rotor.
Similarly, an explanatory diagram showing details of the magnet rotor and fixed armature, FIG. 5 is an explanatory diagram of the fixed armature of the motor of FIG. 1, and FIG. 6 is a developed diagram of the magnet rotor and armature coil. FIG. 7 is a energization control circuit diagram of the armature coil, and FIG. 8 is a graph of an output torque curve. 1... Rotating shaft, 18.2.5... Magnet rotor, 3-: 3-ri, 6.6 a, 6 b, 6 c, 6 d
, 21a. 21b1...21hX A, B, D, E...
Armature coil, 9b, 10a, 10b, 15・
... Bearing member, 8... Cylindrical housing, 5a, 5b... Magnetic pole, F... Load, 13... Main body deck, 17...
- Mild steel rotor, 19... Holes, 14a, 14b,
...14h-y, o yto, 22a, 22
b. 23a, 23b...power supply voltage negative electrode, 25a, 25b,
26a. 26b, 29...Transistor, 31...Electric switch, 27.28...Electricity control electric circuit (Fig. 7(a)
), those shown in (b)), 11... operational amplifier. Patent Applicant No. 4 Tea 2 Country 3 Figure 4 Sonoki Jin 0') (■

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1相及び第2相の2相の電機子コイルが装着された固
定電機子ならびにマグネット回転子よりなる半導体電動
機において、前記した固定電機子に装着されるとともに
、前記した第1相の電機子コイルより、電気角で90度
離間した位置に設けた第2相の電機子コイルと、第1相
の電機子コイルを構成するとともに、l方向にのみ通電
される第1、第2の電機子コイルと、第2相の電機子コ
イルを構成するとともに、1方向にのみ通電される第3
、第4の電機子コイルと、第1、第2の電機子コイルの
通電を制御するように、それぞれに直列に接続された第
1、第2のトランジスタならびに誘導出力によシ第1、
第2のトランジスタを交互に導通せしめてl方向の駆動
トルクを発生する第1の通電制御回路と、第3、第4の
電機子コイルの通電を制御するように、それぞれに直列
に接続された第3、第4のトランジスタならびに誘導出
力によシ第3、第4のトランジスタを交互に導通せしめ
て1方向の駆動トルクを発生する第2の通電制御回路と
、第1の通電制御回路と第2の通電制御回路と直流電源
との直列接続回路と、起動時における所定の時間のみ、
第1の通電制御回路を短絡して不作用に保持する短絡回
路と、前記した所定の時間にほぼ等しいか若しくは若干
時間みじかい時間だけ第4のトランジスタを導通状態に
保持し、その導通状態の解除されるとともに、少なくと
も第1のトランジスタが自動的に導通される第3の通電
制御回路とよ#)構成されたことを特徴とする誘導出力
を位置検知信号とする半導体電動機。
In a semiconductor motor comprising a fixed armature and a magnetic rotor to which two-phase armature coils, a first phase and a second phase, are attached, the first phase armature is attached to the fixed armature, and the first phase armature A second phase armature coil is provided at a position separated by 90 electrical degrees from the coil, and the first and second armatures constitute the first phase armature coil and are energized only in the l direction. coil, and a third phase which constitutes the armature coil of the second phase and is energized only in one direction.
, the fourth armature coil and the first and second armature coils are connected in series to the first and second transistors and the inductive output so as to control the energization of the first and second armature coils.
A first energization control circuit that alternately conducts the second transistor to generate driving torque in the l direction, and is connected in series to each of the third and fourth armature coils so as to control energization of the third and fourth armature coils. A second energization control circuit generates a driving torque in one direction by alternately conducting the third and fourth transistors and the inductive output; 2, a series connection circuit between the energization control circuit and the DC power supply, and only for a predetermined time at startup.
A short-circuit circuit that shorts the first energization control circuit and holds it inactive, and a short circuit that holds the fourth transistor in a conductive state for a time that is approximately equal to or slightly longer than the above-mentioned predetermined time, and releases the conductive state. 1. A semiconductor motor using an induced output as a position detection signal, characterized in that the semiconductor motor is configured with a third energization control circuit in which at least the first transistor is automatically turned on.
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