JPS6077693A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents
ブラシレスモータの制御装置Info
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- JPS6077693A JPS6077693A JP58183777A JP18377783A JPS6077693A JP S6077693 A JPS6077693 A JP S6077693A JP 58183777 A JP58183777 A JP 58183777A JP 18377783 A JP18377783 A JP 18377783A JP S6077693 A JPS6077693 A JP S6077693A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output signal
- rotor
- field coil
- brushless motor
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
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。
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、低速から高速までの広範囲にわたって円滑に
制御することのできるブラシレスモータの制御方法に関
するものである。
制御することのできるブラシレスモータの制御方法に関
するものである。
ブラシレスモータの制御方法としてｔｄ、、ａ −１軸
に取付けられたセンナ用磁石の回転全磁気センサによっ
て検出し、この検出出力のゼロクｒ：ＪスパルスをＦ／
Ｖ変換して得た電圧と設定電圧との差をフィードバック
することが一般に行なわれておシ、また大型のモータの
場合にはロータ軸にロータリーエンコーダをＪ［ｔ［、
ロータリーエンコーダから得らルるパルスを１’／Ｖ変
換し、この電圧を設定電圧と比較することも行なわれて
いる。
に取付けられたセンナ用磁石の回転全磁気センサによっ
て検出し、この検出出力のゼロクｒ：ＪスパルスをＦ／
Ｖ変換して得た電圧と設定電圧との差をフィードバック
することが一般に行なわれておシ、また大型のモータの
場合にはロータ軸にロータリーエンコーダをＪ［ｔ［、
ロータリーエンコーダから得らルるパルスを１’／Ｖ変
換し、この電圧を設定電圧と比較することも行なわれて
いる。
しかしながら、これらの方法はいず牡も回転数に比例し
て発生するパルス数を検出しており、隣ｈｈ’ｔパルス
とパルスのめＪｉＣは回転数に関する情報がないため、
低速における回転が不可能となるかあるいは不安定とな
シ、また回転してもトルクが不足するという問題がある
。特にロータリーエンコーダを使用できない小型モータ
においては、２個の磁気センサを組合わせた場合でもゼ
ロクロスパルスは一回転当９４個しか得られず、８，０
００ｒｐｍ程度が限界でこれ以下の低速回転を得ること
は無理である。
て発生するパルス数を検出しており、隣ｈｈ’ｔパルス
とパルスのめＪｉＣは回転数に関する情報がないため、
低速における回転が不可能となるかあるいは不安定とな
シ、また回転してもトルクが不足するという問題がある
。特にロータリーエンコーダを使用できない小型モータ
においては、２個の磁気センサを組合わせた場合でもゼ
ロクロスパルスは一回転当９４個しか得られず、８，０
００ｒｐｍ程度が限界でこれ以下の低速回転を得ること
は無理である。
一方、モータを使用する機器の側からはもつと低い回転
数まで要求されており、例えば歯科用のハンドピースに
おいては数ｉ ｏ ｏ ｒｐｍ以下の回転数が得られる
ことが望ましく、必要に応じて減速ｉａ、を用すて減速
する等の手段によって要求を満たしているが、装置の構
造が複雑化するとともにコストアップになる等の問題点
がおった。
数まで要求されており、例えば歯科用のハンドピースに
おいては数ｉ ｏ ｏ ｒｐｍ以下の回転数が得られる
ことが望ましく、必要に応じて減速ｉａ、を用すて減速
する等の手段によって要求を満たしているが、装置の構
造が複雑化するとともにコストアップになる等の問題点
がおった。
本発明は、これらの点に着目し、低速から高速までの広
範囲にわたる制御を可能とし、ブラシに関する保守の問
題がなく構造も簡単であるという特長をそのまま活かし
ながら応用範囲を大幅に拡大することのできるブラシレ
スモータの制御方法を提供することを目的としてなさｎ
たものである。
範囲にわたる制御を可能とし、ブラシに関する保守の問
題がなく構造も簡単であるという特長をそのまま活かし
ながら応用範囲を大幅に拡大することのできるブラシレ
スモータの制御方法を提供することを目的としてなさｎ
たものである。
すなわち、本発明は、磁石からなるロータと、互いに垂
直な方向で組合わされた２組の界磁コイルと、ロータ軸
に取付けられたセンサ用磁石と、このセンサ用磁石の磁
界を検出する２個の磁気センナを備えたブラシレスモー
タにおいて、２個の磁気センサの出力を互りに９０°位
相のずれた正弦波からなる出力信号として取シ出し、一
方の出力信号と他方の出力信号を微分して得られた微分
出力信号を加減算して一方の界磁コイルの１駆動電流信
号とし、他方の出力信号と一方の出力信号を微分して得
られた微分出力信号を加減算して他方の界磁コイルの駆
動電流信号とするとともに、出力信号と微分出力信号と
の比を変化させることによ）、ロータの回転速度を制御
するようにしたことを特徴としてしる。このように、駆
動電流信号を得るために用いらルる各信号はすべて正弦
波であって、本発明によれば正弦波による連続制御が行
なわれるので、回転数をパルス数で検出する場合には制
御が困難となるような超低速でも、所要のトルクをもっ
て円滑に回転させることが可能となるのである。
直な方向で組合わされた２組の界磁コイルと、ロータ軸
に取付けられたセンサ用磁石と、このセンサ用磁石の磁
界を検出する２個の磁気センナを備えたブラシレスモー
タにおいて、２個の磁気センサの出力を互りに９０°位
相のずれた正弦波からなる出力信号として取シ出し、一
方の出力信号と他方の出力信号を微分して得られた微分
出力信号を加減算して一方の界磁コイルの１駆動電流信
号とし、他方の出力信号と一方の出力信号を微分して得
られた微分出力信号を加減算して他方の界磁コイルの駆
動電流信号とするとともに、出力信号と微分出力信号と
の比を変化させることによ）、ロータの回転速度を制御
するようにしたことを特徴としてしる。このように、駆
動電流信号を得るために用いらルる各信号はすべて正弦
波であって、本発明によれば正弦波による連続制御が行
なわれるので、回転数をパルス数で検出する場合には制
御が困難となるような超低速でも、所要のトルクをもっ
て円滑に回転させることが可能となるのである。
第１図は本発明に係るブラシレスモータの基本構造全示
す図、第２図は本発明の基本回路を示す図であシ、以下
図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
す図、第２図は本発明の基本回路を示す図であシ、以下
図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第１図（−）〜（Ｃ）において、（１）は磁石からなる
ロータ、（２）はロータ軸、（３）はコア、（４８Ｘ４
ｂ）はコア（３）に設けられた界磁コイル、（５）はロ
ータ軸（２）に取付けられたセンサ用磁石、 （６ａＸ
ａｂ）はセンサ用磁石（５）に対応して設けられた磁気
センサである。界磁コイル（４ａＸ４ｂ）は互込に垂直
な方向に組合わされておシ、磁気センナ（６ａ）（６ｂ
）も互りに垂直な方向に組合わされているが、磁気セン
サ（６８Ｘ６ｂ）の組合わせは必ずしも垂直である必要
はなく、その場合にはその出力が９０°の位相差を持つ
ように電気的な処理が行なわれればよく、磁気センサ（
６ａ）（６ｂ）の出力は界磁コイル（４ｍ）（４ｂ）に
発生する逆起電圧と位相の合った正弦波として取シ出さ
れる。
ロータ、（２）はロータ軸、（３）はコア、（４８Ｘ４
ｂ）はコア（３）に設けられた界磁コイル、（５）はロ
ータ軸（２）に取付けられたセンサ用磁石、 （６ａＸ
ａｂ）はセンサ用磁石（５）に対応して設けられた磁気
センサである。界磁コイル（４ａＸ４ｂ）は互込に垂直
な方向に組合わされておシ、磁気センナ（６ａ）（６ｂ
）も互りに垂直な方向に組合わされているが、磁気セン
サ（６８Ｘ６ｂ）の組合わせは必ずしも垂直である必要
はなく、その場合にはその出力が９０°の位相差を持つ
ように電気的な処理が行なわれればよく、磁気センサ（
６ａ）（６ｂ）の出力は界磁コイル（４ｍ）（４ｂ）に
発生する逆起電圧と位相の合った正弦波として取シ出さ
れる。
このような磁気センナ（６８Ｘ６ｂ）の出力信号を例え
ば癲ωを及び朗ωｔとし、この出力信号を第２図のよう
にオペアンプ等からなる微分回路（ｌ１Ｍ）及び（ｌｌ
ｂ）に入力して微分すると、それぞれ人（ω−二ｔ）曲
ωを及び−ム（ω＋ｏｔ）ｓｉｎωｔなる微分出力信号
が得ら几る。ここで人は微分回路（ｌｌａ）（ｌｌｂ）
のゲインである。次に、一方の磁気センサ（６ａ）の微
分出力信号と他方の磁気センナ（６ｂ）の微分されてい
ない出力信号とを加減算回路（１２ｂ） Ｋ入力して減
算すると［１−Ａ（ω＋ｗｔ月ωΔωｔ なる信号が得
らｎ％また他方の磁気センサ（６ｂ）の微分出力信号と
一方の磁気センサ（６ａ）の微分されていない出力信号
とを加減算回路（１２＆）に入力して加算すると［１−
Ａ（ω＋ωｔ））ｓｉｎωｔなる信号が得られる。こう
して得られた加減算後の信号が駆動電流信号であり、こ
れを例えばある定数Ｂ倍して電流駆動回路で電流増幅し
、逆起電圧がそれぞれＣ（ω＋ｃｕｔ）ｍωを及び値、
ωはロータ（１）の回転角速度である。
ば癲ωを及び朗ωｔとし、この出力信号を第２図のよう
にオペアンプ等からなる微分回路（ｌ１Ｍ）及び（ｌｌ
ｂ）に入力して微分すると、それぞれ人（ω−二ｔ）曲
ωを及び−ム（ω＋ｏｔ）ｓｉｎωｔなる微分出力信号
が得ら几る。ここで人は微分回路（ｌｌａ）（ｌｌｂ）
のゲインである。次に、一方の磁気センサ（６ａ）の微
分出力信号と他方の磁気センナ（６ｂ）の微分されてい
ない出力信号とを加減算回路（１２ｂ） Ｋ入力して減
算すると［１−Ａ（ω＋ｗｔ月ωΔωｔ なる信号が得
らｎ％また他方の磁気センサ（６ｂ）の微分出力信号と
一方の磁気センサ（６ａ）の微分されていない出力信号
とを加減算回路（１２＆）に入力して加算すると［１−
Ａ（ω＋ωｔ））ｓｉｎωｔなる信号が得られる。こう
して得られた加減算後の信号が駆動電流信号であり、こ
れを例えばある定数Ｂ倍して電流駆動回路で電流増幅し
、逆起電圧がそれぞれＣ（ω＋ｃｕｔ）ｍωを及び値、
ωはロータ（１）の回転角速度である。
次に、第３図乃至第６図に示す一実施例について詳述す
る。第８図において、（１５ａ）（１５ｂ）は反転回路
、（１８ａＸ１８ｂ）は定数倍回路、（１７ａＸ１７ｂ
）は電流駆動回路、 （１８ａ）（１８ｂ）は連動の回
転方向切替スイッチである。
る。第８図において、（１５ａ）（１５ｂ）は反転回路
、（１８ａＸ１８ｂ）は定数倍回路、（１７ａＸ１７ｂ
）は電流駆動回路、 （１８ａ）（１８ｂ）は連動の回
転方向切替スイッチである。
今、界磁コイル（＋ａＸ４ｂ）Ｋ発生する逆起電圧全図
示すると第４図のようになる。なお、界磁コイル（４ｂ
）は逆接続しているとする。この逆起電圧と同位相の電
流を界磁コイルに流した場合に、界磁コイルによって生
ずる界磁の方向とロータ（１）の磁石の磁気モーメント
が垂直となシ、ロータ（１）には正回転方向のトルクが
最も効率よく発生する。逆に、この逆起電圧と逆位相の
電流全界磁コイルに流せば、今度は逆回転方向のトルク
が最も効率よく発生する。一方、磁気センサ（６８Ｘ６
ｂ）は、前述のように発生するｓｉｎωｔ、聞ωｔ な
る出力信号が界磁コイル（４ａＸ４ｂ）の逆起電圧と同
位相となるようにモータに組込まＩ’Ｌ、ている。もし
そうでない場合には、合成処理等の適当な処理によって
位相を合わすことが行なわれる。
示すると第４図のようになる。なお、界磁コイル（４ｂ
）は逆接続しているとする。この逆起電圧と同位相の電
流を界磁コイルに流した場合に、界磁コイルによって生
ずる界磁の方向とロータ（１）の磁石の磁気モーメント
が垂直となシ、ロータ（１）には正回転方向のトルクが
最も効率よく発生する。逆に、この逆起電圧と逆位相の
電流全界磁コイルに流せば、今度は逆回転方向のトルク
が最も効率よく発生する。一方、磁気センサ（６８Ｘ６
ｂ）は、前述のように発生するｓｉｎωｔ、聞ωｔ な
る出力信号が界磁コイル（４ａＸ４ｂ）の逆起電圧と同
位相となるようにモータに組込まＩ’Ｌ、ている。もし
そうでない場合には、合成処理等の適当な処理によって
位相を合わすことが行なわれる。
各磁気センサ（ａａ）（ｏｂ）の出力信号ｓｉｎωを及
び朗ωｔは、それぞれ切換スイッチ（１８ａＸ１８ｂ）
の操作に応じてそのままあるいは反転回路（１５８Ｘ１
５ｂ）を介して加減算回路（１２８Ｘ１２ｂ）に入力さ
九、また同時に微分回路（１１ａ０１１ｂ）で微分され
、微分出力信号Ａ（ω＋ふｔ）朗ωを及び−人（ω＋″
ＬＪ）ｔ）ｓｉｎωｔが加減算回路（Ｉｇｂ）（１２ａ
）に入力さｎる。 この実施例では各加減算回路（１２
ａＸ１２ｂ）ではいずれも加算が行ａｂｔ”ｔ、、それ
ぞれ（ｌ−Ａ（ＧＪ＋ふｔ））ｓｉｎωを及び−（１−
人（ω＋ｍｔＩ聞ωｔなる駆動電流信号が得られる。
び朗ωｔは、それぞれ切換スイッチ（１８ａＸ１８ｂ）
の操作に応じてそのままあるいは反転回路（１５８Ｘ１
５ｂ）を介して加減算回路（１２８Ｘ１２ｂ）に入力さ
九、また同時に微分回路（１１ａ０１１ｂ）で微分され
、微分出力信号Ａ（ω＋ふｔ）朗ωを及び−人（ω＋″
ＬＪ）ｔ）ｓｉｎωｔが加減算回路（Ｉｇｂ）（１２ａ
）に入力さｎる。 この実施例では各加減算回路（１２
ａＸ１２ｂ）ではいずれも加算が行ａｂｔ”ｔ、、それ
ぞれ（ｌ−Ａ（ＧＪ＋ふｔ））ｓｉｎωを及び−（１−
人（ω＋ｍｔＩ聞ωｔなる駆動電流信号が得られる。
これらの信号は定数倍回路（１６８Ｘ１６ｂ）である定
数Ｂ倍され、Ｂ［１−Ａ（ω＋ふｔ月苅ωを及び−ｎ（
１−人（ω＋ふｔ月朗ωｔとなシ、これを電流ｍス動回
路（１７ａ）（１７ｂ）で電流増幅して界磁コイル（４
８Ｘ４ｂ）に供給するようになっている。
数Ｂ倍され、Ｂ［１−Ａ（ω＋ふｔ月苅ωを及び−ｎ（
１−人（ω＋ふｔ月朗ωｔとなシ、これを電流ｍス動回
路（１７ａ）（１７ｂ）で電流増幅して界磁コイル（４
８Ｘ４ｂ）に供給するようになっている。
このようにして界磁コイル（４ａＸ４ｂ）に流れる電流
１ｓ 、 Ｉ２は となる。工２はコイルを逆に接続したとしてマイナス記
号を除いである。こ詐らの電流によって形成される界磁
はロータ（１）の磁石の磁界に対して常に直角であシ、
この電流によって生ずるトルクは−Ｂ（１−Ａ（ω＋ｃ
ａｔ月に比例した金となる。この時の比例定数はロータ
磁石の強さ、コイル巻数等によって決定されるもので、
これｉＫで表わすと、トルクＴは Ｔりｘｎ（１−Ａ（ω＋ゐ１））・−・・−・■とｋる
。ここで、ロータ（１）の慣性モーメントをＭ１軸受の
粘性抵抗係数をル、外から加わるトルクをＦとすると、
モータの運動方程式は、 Ｍ二手Ｂω−Ｔ−Ｆ ・・・・・・・・・・・・−・・
■となる。０式を０式に代入して整理すればＣＭ＋ＫＢ
ｉｔ）二手（Ｒ＋ＫＢＡ）ω＝ＫＢ−Ｐ・・・・・・■
となり１変数分離によって解くと次のようになる。
１ｓ 、 Ｉ２は となる。工２はコイルを逆に接続したとしてマイナス記
号を除いである。こ詐らの電流によって形成される界磁
はロータ（１）の磁石の磁界に対して常に直角であシ、
この電流によって生ずるトルクは−Ｂ（１−Ａ（ω＋ｃ
ａｔ月に比例した金となる。この時の比例定数はロータ
磁石の強さ、コイル巻数等によって決定されるもので、
これｉＫで表わすと、トルクＴは Ｔりｘｎ（１−Ａ（ω＋ゐ１））・−・・−・■とｋる
。ここで、ロータ（１）の慣性モーメントをＭ１軸受の
粘性抵抗係数をル、外から加わるトルクをＦとすると、
モータの運動方程式は、 Ｍ二手Ｂω−Ｔ−Ｆ ・・・・・・・・・・・・−・・
■となる。０式を０式に代入して整理すればＣＭ＋ＫＢ
ｉｔ）二手（Ｒ＋ＫＢＡ）ω＝ＫＢ−Ｐ・・・・・・■
となり１変数分離によって解くと次のようになる。
ここで、８は積分定数でおる。この０式から明らかなよ
うにモータは安定して回転することがわかり、例えば無
負荷で、粘性抵抗が無視できる程度に小さ−場合には、
定常状態での回転数が１／Ａ（ｒａｄ／５ｅｃ）となる
こともわかる。すなわち、微分回路（１１ａ）（１１ｂ
）のゲイン人を変化させることによフ、設定回転数を変
化できるわけである。
うにモータは安定して回転することがわかり、例えば無
負荷で、粘性抵抗が無視できる程度に小さ−場合には、
定常状態での回転数が１／Ａ（ｒａｄ／５ｅｃ）となる
こともわかる。すなわち、微分回路（１１ａ）（１１ｂ
）のゲイン人を変化させることによフ、設定回転数を変
化できるわけである。
第５図及び第６図は、磁気センサ（ａａＸ６ｂ）、微分
回路（ｌｌａＸｌｌｂ）、加減算回路（１２ａ）（１２
ｂ）の各出力の波形を例示したものであり、第５図はω
〈１７人の場合、第６図はω＞ ｌ／Ａの場合をそれぞ
れ示している。ωの変化によシ微分された信号は振幅を
変えるため、各加減算回路（１２ｇ）（１２ｂ）の出力
を示す第５図（ｅ）（ｆ）及び第６図（ｅ）（ｆ＞の波
形は位相が逆となっている。従って、前述した理由によ
り、加減算回路（１２ａＸ １２ｂ）の出力、すなわち
駆動電流信号を定数倍して界磁コイル（４８Ｘ４ｂ）に
電流を流シタ場合、ω＜ １／人のときには正転方向に
、ω〉ｌ／ムのときには逆転方向にトルクを発生するよ
うにすることができ、ロータ（１）は例えば無負荷の場
合にはω＝ １／Ａという角速度で回転することになシ
、定数Ｂの値を変えることによって、角速度ωの１／Ａ
からの偏差量によるトルクを変化させることができるこ
とが容易に理解される。
回路（ｌｌａＸｌｌｂ）、加減算回路（１２ａ）（１２
ｂ）の各出力の波形を例示したものであり、第５図はω
〈１７人の場合、第６図はω＞ ｌ／Ａの場合をそれぞ
れ示している。ωの変化によシ微分された信号は振幅を
変えるため、各加減算回路（１２ｇ）（１２ｂ）の出力
を示す第５図（ｅ）（ｆ）及び第６図（ｅ）（ｆ＞の波
形は位相が逆となっている。従って、前述した理由によ
り、加減算回路（１２ａＸ １２ｂ）の出力、すなわち
駆動電流信号を定数倍して界磁コイル（４８Ｘ４ｂ）に
電流を流シタ場合、ω＜ １／人のときには正転方向に
、ω〉ｌ／ムのときには逆転方向にトルクを発生するよ
うにすることができ、ロータ（１）は例えば無負荷の場
合にはω＝ １／Ａという角速度で回転することになシ
、定数Ｂの値を変えることによって、角速度ωの１／Ａ
からの偏差量によるトルクを変化させることができるこ
とが容易に理解される。
なお、第３図の〔〕内は、切替スイッチ（１８ａ）ｒＩ
Ｑｈ’＋プ；１Ｍ；；シｌｒ１祷−１−ｆ陀づ１．、Ｌ
＋シ９ｈｔｒ１ノ＃ｌｉＩ／ＰＩ”ｎ’ｊ、％４Ｊｌ−
ａ＆の信号を示してお）、磁気センサ（６ａ）の出力信
号を基準のｓｉｎωｔとすると、磁気センサ（６ｂ）の
出力信号は一銑ωｔとな力、界磁コイル（＋＋ａ）（４
ｂ）側では５ｌｒＩωを側の符号が反転するため、 切
替スイッチ（１８ａ） （１８ｂ）の切替えによって回
転方向を切替えることができるのである。こ＼で、磁気
センサ側では朗ωを側の符号が変わり、 コイル逆起電
圧は灯ωを側が変化するのは、磁気センサ側は位置に関
する量であるのに対して、コイル逆起電圧側は位置の時
間微分に関する量であるからである。
Ｑｈ’＋プ；１Ｍ；；シｌｒ１祷−１−ｆ陀づ１．、Ｌ
＋シ９ｈｔｒ１ノ＃ｌｉＩ／ＰＩ”ｎ’ｊ、％４Ｊｌ−
ａ＆の信号を示してお）、磁気センサ（６ａ）の出力信
号を基準のｓｉｎωｔとすると、磁気センサ（６ｂ）の
出力信号は一銑ωｔとな力、界磁コイル（＋＋ａ）（４
ｂ）側では５ｌｒＩωを側の符号が反転するため、 切
替スイッチ（１８ａ） （１８ｂ）の切替えによって回
転方向を切替えることができるのである。こ＼で、磁気
センサ側では朗ωを側の符号が変わり、 コイル逆起電
圧は灯ωを側が変化するのは、磁気センサ側は位置に関
する量であるのに対して、コイル逆起電圧側は位置の時
間微分に関する量であるからである。
以上は、微分回路（ｌｌａ） （ｌｌｂ）のゲインＡを
変えることによってロータ（１）の設定回転数を変化さ
せるようにした例であるが、設定回転数は加減算回路（
１２ａ） （１２ｂ）に入力する２つの信号の比を変化
させることによって設定できるから、微分回路（ｌｌａ
） （ｌｌｂ）のグイ／調整以外の手段を採用すること
もでき、例えば第７図に示す実施例のように、微分回路
のゲインは一定とし加減算回路に直接入力する磁気セン
ナの出力信号の大きさを変化させるようにしてもよ−。
変えることによってロータ（１）の設定回転数を変化さ
せるようにした例であるが、設定回転数は加減算回路（
１２ａ） （１２ｂ）に入力する２つの信号の比を変化
させることによって設定できるから、微分回路（ｌｌａ
） （ｌｌｂ）のグイ／調整以外の手段を採用すること
もでき、例えば第７図に示す実施例のように、微分回路
のゲインは一定とし加減算回路に直接入力する磁気セン
ナの出力信号の大きさを変化させるようにしてもよ−。
この第２の実施例では、定数倍回路（２ｏａＸ２ｏｂ）
を磁気センナ（６８Ｘ６ｂ）の間にそれぞれ介在させ、
磁気センサ（６ａＸ６ｂ）の出力信号を定数り倍するよ
うに構成されておシ、磁気センサ（６ｂ）の出力信号は
反転回路（２１ｂ）を介して定数倍回路（２０ｂ）に入
力される。この実施例では定数りの正負によ〕回転方向
を選択できるので、第３図の切替スイッチ（１８ａ）
（１８ｂ）に相当する回転方向切替スイッチは不要であ
る。
を磁気センナ（６８Ｘ６ｂ）の間にそれぞれ介在させ、
磁気センサ（６ａＸ６ｂ）の出力信号を定数り倍するよ
うに構成されておシ、磁気センサ（６ｂ）の出力信号は
反転回路（２１ｂ）を介して定数倍回路（２０ｂ）に入
力される。この実施例では定数りの正負によ〕回転方向
を選択できるので、第３図の切替スイッチ（１８ａ）
（１８ｂ）に相当する回転方向切替スイッチは不要であ
る。
この実施例の動作原理を前と同様に式で表わすと、第７
図で界磁コイル（４８Ｘ４ｂ）に流ｎる電流１１゜工２
はそれぞれ次のようになる。々お、界磁コイル（４ｂ）
は逆に接続しであるものとする。
図で界磁コイル（４８Ｘ４ｂ）に流ｎる電流１１゜工２
はそれぞれ次のようになる。々お、界磁コイル（４ｂ）
は逆に接続しであるものとする。
従って、トルクＴは
Ｔ＝ＫＢ（Ｄ−（ω＋；−ｔ、）） ・・・・・・・・
・・・・・・ｄとなり、運動方程式は Ｍω＋Ｂω＝Ｔ−Ｆ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・−・■であるから、０式を０式に代入すれば （Ｍ＋Ｋｎｔ、）ω＋（Ｂ＋ＫＢ）ω ＝ＫＢＤ−Ｆ
・−・・・・■となシ、これから ｄω −ｄｔ （Ｒ＋ＫＢ）ω−（ＫＤＤ−Ｆ） ＫＢｔ＋Ｍとなる。
・・・・・・ｄとなり、運動方程式は Ｍω＋Ｂω＝Ｔ−Ｆ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・−・■であるから、０式を０式に代入すれば （Ｍ＋Ｋｎｔ、）ω＋（Ｂ＋ＫＢ）ω ＝ＫＢＤ−Ｆ
・−・・・・■となシ、これから ｄω −ｄｔ （Ｒ＋ＫＢ）ω−（ＫＤＤ−Ｆ） ＫＢｔ＋Ｍとなる。
ここで Ｂ′は積分定数である。この０式から明らかな
ように、モータは安定に回転することがわか力、例えば
無負荷で粘性抵抗が無視できる程度に小さい場合には、
定常状態での回転数がＤ （ｒａｄ／＋１ｅｃ）となる
こともわかる。すなわち、定数倍回路（２０ａ） （２
Ｑｂ）の定数りを変化させることによシ、設定回転数を
変化させることができるのである。
ように、モータは安定に回転することがわか力、例えば
無負荷で粘性抵抗が無視できる程度に小さい場合には、
定常状態での回転数がＤ （ｒａｄ／＋１ｅｃ）となる
こともわかる。すなわち、定数倍回路（２０ａ） （２
Ｑｂ）の定数りを変化させることによシ、設定回転数を
変化させることができるのである。
以上の実施例の説明からも明らかなように、本発明によ
れば、正弦波の形で得られる磁気センナの出力信号をそ
のまま利用して連続的にフィードバックできるから、低
速回転時にお−ても常に磁気センサの出力信号が有効に
利用され、極めて低−回転数から高い回転数までの広い
範囲にわたる制御を安定に行なうことができ、しかも回
転数の調整も容易で、ブラシレスモータの応用範囲を大
幅に拡大することが可能となるのである。また、必要な
トルク音符ることも容易であり、極めて低い回転数にお
いても新装のトルクを持って回転させることができ、制
御回路はＩＯ素子等を利用して容易に構成することがで
きる。更に磁気センナの出力信号を回転方向に応じた符
号も含めて利用できるため、回転方向の切替え制御も容
易となる。
れば、正弦波の形で得られる磁気センナの出力信号をそ
のまま利用して連続的にフィードバックできるから、低
速回転時にお−ても常に磁気センサの出力信号が有効に
利用され、極めて低−回転数から高い回転数までの広い
範囲にわたる制御を安定に行なうことができ、しかも回
転数の調整も容易で、ブラシレスモータの応用範囲を大
幅に拡大することが可能となるのである。また、必要な
トルク音符ることも容易であり、極めて低い回転数にお
いても新装のトルクを持って回転させることができ、制
御回路はＩＯ素子等を利用して容易に構成することがで
きる。更に磁気センナの出力信号を回転方向に応じた符
号も含めて利用できるため、回転方向の切替え制御も容
易となる。
ちなみに、本発明の制御方法を歯科用のノ１ンドビース
の駆動に応用した場合、小型なブラシレスモータを使用
して５０ ｒＰ■という極めて低い回転数まで必要なト
ルクを持たせて安定に制御することが可能となった。従
って、ブラシに関する保守＼等の問題がなく取扱いが容
易であるとともに、減速機が不要で構造が簡単であシ、
超低速回転力；可能というすぐれた性能を有するノ・ン
ドビースｉ枢動装置を容易に得ることができた。
の駆動に応用した場合、小型なブラシレスモータを使用
して５０ ｒＰ■という極めて低い回転数まで必要なト
ルクを持たせて安定に制御することが可能となった。従
って、ブラシに関する保守＼等の問題がなく取扱いが容
易であるとともに、減速機が不要で構造が簡単であシ、
超低速回転力；可能というすぐれた性能を有するノ・ン
ドビースｉ枢動装置を容易に得ることができた。
第１図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は、そｎぞれ本発明に係るブ
ラシレスモータの要部の概略構造を示すもので、（ａ）
は側断面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ）は（ａ）のｏ−ｏ
線断面図である。第２図は本発明の基本回路図、第３図
は第１の実施例の回路図、第４図〜第６図は同実施例の
波形説明図、第７図は第２の実施例の回路図である。 （符号の説明） （１） ＝−０−タ、（２）−ｏ−３軸、（４ａ）（４
ｂ） −・・ 界磁コイル、（５）−・・センナ用磁石
、（６ａＸ６ｂ）−・磁気センサ、（１１ａＸｌｌｂ）
・−・微分回路、（１２ａＸ１２ｂ） −・・加減算
回路。 一以 上− 代理人弁理士（６２３５） 松 野 英 彦第４図 Ｎ６図
ラシレスモータの要部の概略構造を示すもので、（ａ）
は側断面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ）は（ａ）のｏ−ｏ
線断面図である。第２図は本発明の基本回路図、第３図
は第１の実施例の回路図、第４図〜第６図は同実施例の
波形説明図、第７図は第２の実施例の回路図である。 （符号の説明） （１） ＝−０−タ、（２）−ｏ−３軸、（４ａ）（４
ｂ） −・・ 界磁コイル、（５）−・・センナ用磁石
、（６ａＸ６ｂ）−・磁気センサ、（１１ａＸｌｌｂ）
・−・微分回路、（１２ａＸ１２ｂ） −・・加減算
回路。 一以 上− 代理人弁理士（６２３５） 松 野 英 彦第４図 Ｎ６図
Claims (1)
- １、 磁石からなるロータと、互いに垂直な方向で組合
わされた２組の界磁コイルと、ロータ軸に取付けられた
センナ用磁石と、このセンナ用磁石の磁界を検出する２
個の磁気センサを備えたブラシレスモータにおいて、２
個の磁気センサの出力を互いに９０°位相のずれた正弦
波からなる出力信号として取シ出し、一方の出力信号と
他力の出力信号を微分して得られた微分出力信号を加減
算して一方の界磁コイルの駆ｔ［ｉｆ＋電流信号とし、
他方の出力信号と一方の出力信号を微分して得られた微
分出力信号を加減算して他方の界磁コイルの駆動電流信
号とするとともに、出力信号と微分出力信号との比を変
化させることによりロータの回転速度を制御することを
特徴とするブラシレスモータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183777A JPS6077693A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ブラシレスモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183777A JPS6077693A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ブラシレスモータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077693A true JPS6077693A (ja) | 1985-05-02 |
| JPH0552147B2 JPH0552147B2 (ja) | 1993-08-04 |
Family
ID=16141762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58183777A Granted JPS6077693A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ブラシレスモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077693A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019186859A1 (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 三菱電機株式会社 | 扇風機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5646681A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-27 | Toshiba Corp | Rotary speed control system |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58183777A patent/JPS6077693A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5646681A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-27 | Toshiba Corp | Rotary speed control system |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019186859A1 (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 三菱電機株式会社 | 扇風機 |
| CN111886413A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-11-03 | 三菱电机株式会社 | 电风扇 |
| CN111886413B (zh) * | 2018-03-29 | 2022-02-25 | 三菱电机株式会社 | 电风扇 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0552147B2 (ja) | 1993-08-04 |
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