JPS61142986A - 直流無整流子モ−タの駆動装置 - Google Patents
直流無整流子モ−タの駆動装置Info
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- JPS61142986A JPS61142986A JP59263853A JP26385384A JPS61142986A JP S61142986 A JPS61142986 A JP S61142986A JP 59263853 A JP59263853 A JP 59263853A JP 26385384 A JP26385384 A JP 26385384A JP S61142986 A JPS61142986 A JP S61142986A
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- 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
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
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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。
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
本発明は直流無整流子モータの駆動装置の関するもので
ある。
ある。
従来の技術
最近の直流無整流子モータには回転子の回転位置の検出
素子として、その手軽さから磁電変換素子、とりわけホ
ール素子が多用されているが、良く知られているように
ホール素子は感度のばらつきが大きく、このため、従来
からホール素子の感度のばらつきを回路技術によって吸
収しようとする試みが盛んに行なわれてきた。
素子として、その手軽さから磁電変換素子、とりわけホ
ール素子が多用されているが、良く知られているように
ホール素子は感度のばらつきが大きく、このため、従来
からホール素子の感度のばらつきを回路技術によって吸
収しようとする試みが盛んに行なわれてきた。
特開昭58−86892号公報(以後1文献1と略記す
る)にはその代表的な技術が開示されており、その駆動
回路の具体的な構成の説明は省略するが、その動作のポ
イントは3個のホール素子の出力を線形増幅して得られ
た電機子コイルへの印加電圧YU、VV、VWのなかで
、第1の基準値VCよりも高い電圧の和と、第2の基準
値VDよりも低い電圧の和をとって、これらの電圧の和
が、制御信号VIに比例する値に常時一致するようにホ
ール素子のバイアス電圧を制御することにある(前記文
献1の第4頁の右上欄第18行目から左下欄第2行目参
照)。
る)にはその代表的な技術が開示されており、その駆動
回路の具体的な構成の説明は省略するが、その動作のポ
イントは3個のホール素子の出力を線形増幅して得られ
た電機子コイルへの印加電圧YU、VV、VWのなかで
、第1の基準値VCよりも高い電圧の和と、第2の基準
値VDよりも低い電圧の和をとって、これらの電圧の和
が、制御信号VIに比例する値に常時一致するようにホ
ール素子のバイアス電圧を制御することにある(前記文
献1の第4頁の右上欄第18行目から左下欄第2行目参
照)。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、前記文献1に示された駆動装置の構成に
よれば、電機子コイルへの供給電圧あるいは供給電流の
和が常に制御入力電圧VIに比例する値に一致するよう
に制御されるので、3個のホール素子のそれぞれに感度
ばらつきが生じていても、それを吸収するように回路が
動作するのでホール素子の出力信号の基本波成分の周波
数に対してはトルクリップルの抑制効果を有するが、よ
す高次のトルクリップル成分についてはほとんど抑制効
果を有さない。
よれば、電機子コイルへの供給電圧あるいは供給電流の
和が常に制御入力電圧VIに比例する値に一致するよう
に制御されるので、3個のホール素子のそれぞれに感度
ばらつきが生じていても、それを吸収するように回路が
動作するのでホール素子の出力信号の基本波成分の周波
数に対してはトルクリップルの抑制効果を有するが、よ
す高次のトルクリップル成分についてはほとんど抑制効
果を有さない。
例えば、3相全波駆動の直流無整流子モータについて論
じると、各固定子巻線に誘起される発電電圧波形が純粋
な正弦波であって、しかも各固定子巻線に正弦波電流を
流すならば、モータの出力トルクTは次式で示されるよ
うに一定となる。
じると、各固定子巻線に誘起される発電電圧波形が純粋
な正弦波であって、しかも各固定子巻線に正弦波電流を
流すならば、モータの出力トルクTは次式で示されるよ
うに一定となる。
T−(sinθ) +(51n(θ−2・71:/3)
)2+(sin(θ−4−7m/3))2 =1.6 (1)な
お、(1)式においてθは回転電気角である。
)2+(sin(θ−4−7m/3))2 =1.6 (1)な
お、(1)式においてθは回転電気角である。
ところが、一般にはモータの効率を高めるために回転子
の永久磁石にはより強い着磁が施されており、その結果
、ホール素子の出力信号波形ならびに発電電圧波形のい
ずれにも3次成分をはじめとする奇数次の高調波成分が
含まれる。
の永久磁石にはより強い着磁が施されており、その結果
、ホール素子の出力信号波形ならびに発電電圧波形のい
ずれにも3次成分をはじめとする奇数次の高調波成分が
含まれる。
このため、前記文献1に示された装置においてホール素
子の感度ばらつきに起因するトルクリップルを抑制でき
ても、高次のトルクリップルについては抑制しきれない
という問題があった。
子の感度ばらつきに起因するトルクリップルを抑制でき
ても、高次のトルクリップルについては抑制しきれない
という問題があった。
問題点を解決するための手段
前記した問題点を解決するだめに本発明の直流無整流子
モータの駆動装置は、ホール素子をはじめとする複数の
磁電変換素子の出力を増幅する第1の増幅器と、前記第
1の増幅器の出力を増幅してそれぞれに対応した固定子
巻線に電流を供給する第2の増幅器からなる複数の増幅
手段と、前記第1の増幅器から前記第2の増幅器への正
方向の出力の和と負方向の出力の和を検出してそれらが
等しくなるように前記第1の増幅器の入力オフセ、ット
電圧を調節する出力バランス調節手段と、前記複数の増
幅手段による出力の和が制御入力電圧もしくは制御入力
電流に比例するように調節する出力電流調節手段を具備
するものである。
モータの駆動装置は、ホール素子をはじめとする複数の
磁電変換素子の出力を増幅する第1の増幅器と、前記第
1の増幅器の出力を増幅してそれぞれに対応した固定子
巻線に電流を供給する第2の増幅器からなる複数の増幅
手段と、前記第1の増幅器から前記第2の増幅器への正
方向の出力の和と負方向の出力の和を検出してそれらが
等しくなるように前記第1の増幅器の入力オフセ、ット
電圧を調節する出力バランス調節手段と、前記複数の増
幅手段による出力の和が制御入力電圧もしくは制御入力
電流に比例するように調節する出力電流調節手段を具備
するものである。
作用
本発明では前記した構成によって、基本波成分だけでな
く、より高次のトルクリップルをも抑制することが可能
となる。
く、より高次のトルクリップルをも抑制することが可能
となる。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第1図は本発明の一実施例における直流無整流子モータ
の駆動装置の回路構成図を示したものである。
の駆動装置の回路構成図を示したものである。
第1図においてホール素子1,2.3は固定子(図示せ
ず)上に互いに120°の間隔を保って配置されて訃り
、前記ホール素子1.2.3の出力はそれぞれ電流出力
型の前置増幅器1oO2200,300の入力端子に供
給され、前記前置増幅器100,200.300の出力
はそれぞれ抵抗4,6.6の一端に供給されるとともに
電流出力型のパワー増幅器400,500,6oOの、
非反転入力端子に供給されている。前記パワー増幅器4
00.500,600の両方向出力端子400& 、6
004.600&はそれぞれ星形結線された固定子巻線
7,8.9の一端に接続され、前記前置増幅器100,
200,300の両方向出力端子100a 、200&
、300aを介して前記パワー増幅器400,500
,600に供給される出力のうち負方向(前記両方向出
力端子1001L 、200a 、3002Lに電流が
流し込まれる方向)の出力に比例した電流を吸い込む流
入端子1oob、200b、3001;lは互いに共通
接続されて一端がプラス側給電端子10に接続された抵
抗11の他端に接続されるとともに比較器700の非反
転入力端子にも接続され、前記両方向出力端子1001
L 、2002L 、3001Lからの正方向の出力に
比例した電流を流し出す流出端子100c、200c、
300cは互いに共通接続されてカレントミラー回路S
OOの入力端子に接続され、前記カレントミラー回路8
0oの出力端子は一端がプラス側給電端子10に接続さ
れた抵抗12の他端に接続されるとともに前記比較器7
00の反転入力端子に接続されている。
ず)上に互いに120°の間隔を保って配置されて訃り
、前記ホール素子1.2.3の出力はそれぞれ電流出力
型の前置増幅器1oO2200,300の入力端子に供
給され、前記前置増幅器100,200.300の出力
はそれぞれ抵抗4,6.6の一端に供給されるとともに
電流出力型のパワー増幅器400,500,6oOの、
非反転入力端子に供給されている。前記パワー増幅器4
00.500,600の両方向出力端子400& 、6
004.600&はそれぞれ星形結線された固定子巻線
7,8.9の一端に接続され、前記前置増幅器100,
200,300の両方向出力端子100a 、200&
、300aを介して前記パワー増幅器400,500
,600に供給される出力のうち負方向(前記両方向出
力端子1001L 、200a 、3002Lに電流が
流し込まれる方向)の出力に比例した電流を吸い込む流
入端子1oob、200b、3001;lは互いに共通
接続されて一端がプラス側給電端子10に接続された抵
抗11の他端に接続されるとともに比較器700の非反
転入力端子にも接続され、前記両方向出力端子1001
L 、2002L 、3001Lからの正方向の出力に
比例した電流を流し出す流出端子100c、200c、
300cは互いに共通接続されてカレントミラー回路S
OOの入力端子に接続され、前記カレントミラー回路8
0oの出力端子は一端がプラス側給電端子10に接続さ
れた抵抗12の他端に接続されるとともに前記比較器7
00の反転入力端子に接続されている。
一方、制御電圧入力端子20には電流出力型の増幅器9
00の非反転入力端子が接続され、前記増幅器900の
流入端子は一端がプラス側給電端子10に接続された抵
抗13の他端に接続されるとともに電流出力型の比較器
100oの反転入力端子に接続され、前記比較器100
0の出力は増幅度の制御信号として前記パワー増幅器4
00゜500.600に供給されている。
00の非反転入力端子が接続され、前記増幅器900の
流入端子は一端がプラス側給電端子10に接続された抵
抗13の他端に接続されるとともに電流出力型の比較器
100oの反転入力端子に接続され、前記比較器100
0の出力は増幅度の制御信号として前記パワー増幅器4
00゜500.600に供給されている。
また、抵抗14.15によって給電電圧を分圧しで作ら
れた一定の電圧がバッファ回路1100を介して前記ホ
ール素子1.2.3に供給され、同じ抵抗値の抵抗16
.17によって給電電圧を分圧して作られた給電電圧の
半分の電圧がバッファ回路1200を介して前記抵抗4
,5.6のそれぞれの他端と、前記増幅器10QOの反
転入力端子と絶対値増幅器1300の一方の入力端子な
らびに前記パワー増幅器400,500.600の反転
入力端子に供給され、前記比較器700の出力は前記前
置増幅器100,200,300のオフセット調節端子
100d、200d、300dと前記絶対値増幅器13
0oの他方の入力端子に供給されている。
れた一定の電圧がバッファ回路1100を介して前記ホ
ール素子1.2.3に供給され、同じ抵抗値の抵抗16
.17によって給電電圧を分圧して作られた給電電圧の
半分の電圧がバッファ回路1200を介して前記抵抗4
,5.6のそれぞれの他端と、前記増幅器10QOの反
転入力端子と絶対値増幅器1300の一方の入力端子な
らびに前記パワー増幅器400,500.600の反転
入力端子に供給され、前記比較器700の出力は前記前
置増幅器100,200,300のオフセット調節端子
100d、200d、300dと前記絶対値増幅器13
0oの他方の入力端子に供給されている。
さらに、パワー増幅器400,500,600から固定
子巻線7,8.9に供給される電流のうち、両方向出力
端子400& 、400b、400Cに流入する電流に
比例した電流を吸い込む流入端子400b 、5oob
、600bは互いに共通接続されて一端がプラス側給
電端子10に接続された抵抗18の他端に接続されると
ともに比較器1000の非反転入力端子にも接続されて
いる。
子巻線7,8.9に供給される電流のうち、両方向出力
端子400& 、400b、400Cに流入する電流に
比例した電流を吸い込む流入端子400b 、5oob
、600bは互いに共通接続されて一端がプラス側給
電端子10に接続された抵抗18の他端に接続されると
ともに比較器1000の非反転入力端子にも接続されて
いる。
以上のように構成された直流無整流子モータの駆動装置
について、第1図および第2図、第3図ならびに第4図
を用いてその動作を説明する。
について、第1図および第2図、第3図ならびに第4図
を用いてその動作を説明する。
なお、説明に先だってモータの回転子を構成する永久磁
石の磁束をホール素子で検出したときには基本波に対し
て3次高調波、5次高調波、7次高調波、9次高調波が
それぞれ、17.77%、 5.68%、2.16%、
0.79%の割合で含まれているものとする。まだ、発
電電圧波形には3次高調波、6次高調波がそれぞれ、8
.30%、0.75%の割合で含まれているがそれ以上
の高次の高調波は含まれていないものとする。これらの
数値は永久磁石としてフェライト系の素材を用いた場合
の実測値に基いており、発電電圧波形がホール素子の出
力電圧波形に比べて高次の高調波の含有率が低くなって
いるのは実際の固定子巻線の形状が扇形のワンターンコ
イル状ではなくて、ある程度の巻幅を有する円形に近く
なっていることに起因する。
石の磁束をホール素子で検出したときには基本波に対し
て3次高調波、5次高調波、7次高調波、9次高調波が
それぞれ、17.77%、 5.68%、2.16%、
0.79%の割合で含まれているものとする。まだ、発
電電圧波形には3次高調波、6次高調波がそれぞれ、8
.30%、0.75%の割合で含まれているがそれ以上
の高次の高調波は含まれていないものとする。これらの
数値は永久磁石としてフェライト系の素材を用いた場合
の実測値に基いており、発電電圧波形がホール素子の出
力電圧波形に比べて高次の高調波の含有率が低くなって
いるのは実際の固定子巻線の形状が扇形のワンターンコ
イル状ではなくて、ある程度の巻幅を有する円形に近く
なっていることに起因する。
まず、第2図は比較器700と比較器1000による制
御ループをいずれも開放状態にしたときの信号波形を示
したもので、第2図人がホール素子1,2.3の差動出
力電圧波形であり、第2図Bが抵抗12の両端に現われ
る信号波形であり、第2図Cが抵抗11の両端に現われ
る信号波形であシ、第2図りは給電電圧の2分の1の電
位を基準にしたときの比較器700の出力電圧波形であ
る。
御ループをいずれも開放状態にしたときの信号波形を示
したもので、第2図人がホール素子1,2.3の差動出
力電圧波形であり、第2図Bが抵抗12の両端に現われ
る信号波形であり、第2図Cが抵抗11の両端に現われ
る信号波形であシ、第2図りは給電電圧の2分の1の電
位を基準にしたときの比較器700の出力電圧波形であ
る。
すなわち、前置増幅器100,200,300は、後に
説明するように抵抗4,5.6おヨヒパワー増幅器40
0,600,600に供給する出力のうち、正方向成分
に比例した電流を流出端子1000.2000.300
cから流し出し、負方向成分に比例した電流を流入端子
100b。
説明するように抵抗4,5.6おヨヒパワー増幅器40
0,600,600に供給する出力のうち、正方向成分
に比例した電流を流出端子1000.2000.300
cから流し出し、負方向成分に比例した電流を流入端子
100b。
200b、300bから吸収する構成になっているので
、抵抗12の両端には第2図人の電圧波形の中間電位よ
りも上側の電圧を中間電位との差分だけ加え合わせた値
に比例した電圧が現われ、抵抗11の両端には第2図人
の電圧波形の中間電位よりも下側の電圧を中間電位との
差分だけ符号を反転して加え合わせた値に比例した電圧
が現われ、比較器700の出力端子には両者の差に比例
した電圧波形が現われる。
、抵抗12の両端には第2図人の電圧波形の中間電位よ
りも上側の電圧を中間電位との差分だけ加え合わせた値
に比例した電圧が現われ、抵抗11の両端には第2図人
の電圧波形の中間電位よりも下側の電圧を中間電位との
差分だけ符号を反転して加え合わせた値に比例した電圧
が現われ、比較器700の出力端子には両者の差に比例
した電圧波形が現われる。
比較器100oによる制御ループが開放状態のときには
パワー増幅器400,500,600は線形増幅器とし
て働くから第2図B、Cの信号波形を比較すればわかる
ように、パワー増幅器400゜500.600から固定
子巻線7,8,9に供給される電流のうち、流出電流の
総和と流入電流の総和が一致せず、このままではパワー
増幅器400.500,600の出力電流のバランスが
とれなくなる。
パワー増幅器400,500,600は線形増幅器とし
て働くから第2図B、Cの信号波形を比較すればわかる
ように、パワー増幅器400゜500.600から固定
子巻線7,8,9に供給される電流のうち、流出電流の
総和と流入電流の総和が一致せず、このままではパワー
増幅器400.500,600の出力電流のバランスが
とれなくなる。
つぎに、第3図は比較器700による制御ループを動作
させたときの信号波形を示したもので、第3図人が前置
増幅器100,200,300C)出力電流波形であり
、第3図Bが抵抗12の両端に現われる信号波形であり
、第3図Cが抵抗11の両端に現われる信号波形であり
、第3図りはモータを回転させたときに固定子巻線?、
f3,9に誘起される発電電圧波形である。
させたときの信号波形を示したもので、第3図人が前置
増幅器100,200,300C)出力電流波形であり
、第3図Bが抵抗12の両端に現われる信号波形であり
、第3図Cが抵抗11の両端に現われる信号波形であり
、第3図りはモータを回転させたときに固定子巻線?、
f3,9に誘起される発電電圧波形である。
すなわち、第2図りに示した比較器700の出力によっ
て前置増幅器100,200,300のオフセット調節
端子100d 、200d 、300dの電位が変調を
受け、その結果、前置増幅器100.200,300の
出力電流波形は第3図人に示すように、第2図人の信号
波形から3次高調波成分を取り除いた波形となり、抵抗
12の両端に現われる電圧波形と抵抗11の両端に現わ
れる電圧波形が同じ形になる。
て前置増幅器100,200,300のオフセット調節
端子100d 、200d 、300dの電位が変調を
受け、その結果、前置増幅器100.200,300の
出力電流波形は第3図人に示すように、第2図人の信号
波形から3次高調波成分を取り除いた波形となり、抵抗
12の両端に現われる電圧波形と抵抗11の両端に現わ
れる電圧波形が同じ形になる。
なお、ここでは比較器700の比較ゲインは十分に大き
いものとしており、その出力信号波形は依然として第2
図りのままである。
いものとしており、その出力信号波形は依然として第2
図りのままである。
一方、固定子巻線7,8.9には第3図りに示したよう
な発電波形が現われるから、パワー増幅器400,50
0,600を単なる線形増幅器として動作させたときに
はモータが発生するトルクは第3図人に示されるal、
2L2.&3の電流値と第3図りに示されるdl、d2
.d3の電圧値の積に比例する。
な発電波形が現われるから、パワー増幅器400,50
0,600を単なる線形増幅器として動作させたときに
はモータが発生するトルクは第3図人に示されるal、
2L2.&3の電流値と第3図りに示されるdl、d2
.d3の電圧値の積に比例する。
ちなみに、それぞれの積を求めて(a1xd1+a2×
d2+2L3×d3)を計算すると、 トルクリップル
はほぼ86%、−1となり、その最大値は第3図の回転
電気角が30°、90°、 1600.2100.・・
・の点に現われ、最小値はOo、60°、120°、1
800゜・・・・・・の点に現われる。
d2+2L3×d3)を計算すると、 トルクリップル
はほぼ86%、−1となり、その最大値は第3図の回転
電気角が30°、90°、 1600.2100.・・
・の点に現われ、最小値はOo、60°、120°、1
800゜・・・・・・の点に現われる。
このトルクリップルを抑制するには第3図Bあるいは第
3図Cの信号波形の交流会だけ取り出し。
3図Cの信号波形の交流会だけ取り出し。
て逆相にした上で前置増幅器100,200゜300あ
るいはパワー増幅器400,600,600のバイアス
電流に変調をかければ良い。
るいはパワー増幅器400,600,600のバイアス
電流に変調をかければ良い。
また、第3図Bあるいは第3図Cの電圧波形の平均値は
モータの出力トルクに比例した値となるので、ホール素
子1,2.3がそれぞれ感度のばらつきを有している場
合、それに起因するトルクリップルを抑制するには第1
図の制御電圧入力端子20に印加される電圧に比例した
電圧と第3図Bあるいは第3図Cの電圧波形の平均値と
を比較して両者が常に等しくなるように、前置増幅器1
00.200,300あるいはパワー増幅器400゜5
00.600の増幅度を調節すれば良い。
モータの出力トルクに比例した値となるので、ホール素
子1,2.3がそれぞれ感度のばらつきを有している場
合、それに起因するトルクリップルを抑制するには第1
図の制御電圧入力端子20に印加される電圧に比例した
電圧と第3図Bあるいは第3図Cの電圧波形の平均値と
を比較して両者が常に等しくなるように、前置増幅器1
00.200,300あるいはパワー増幅器400゜5
00.600の増幅度を調節すれば良い。
第1図に示した直流無整流子モータの駆動装置において
、この両方の調節を行なっているのが比較器1000と
絶対値増幅器1300と、前記絶対値増幅器130oの
出力電流と増幅器900の出力電流が合成される抵抗1
3によって構成された出力電流調節ループである。
、この両方の調節を行なっているのが比較器1000と
絶対値増幅器1300と、前記絶対値増幅器130oの
出力電流と増幅器900の出力電流が合成される抵抗1
3によって構成された出力電流調節ループである。
すなわち、絶対値増幅器1300の基準側の入力端子に
は第2図りの信号波形の中間電位が印加され、他方の入
力端子には第2図りの信号波形が供給されるので、その
出力電流波形は第2図りの信号波形を全波整流した波形
、つまり、第3図Bの信号波形から直流分だけを差し引
いた波形となり、一方、増幅器900の出力電流は一般
にはリップル成分を含まないので、比較器1ooOによ
る制御ループを作動させたとき、ループゲインが十分に
大きければ、抵抗13の両端の電圧波形と抵抗18の両
端の電圧波形が同じになるようにパワー増幅器400,
500.600の増幅度が調節される。つまり、抵抗1
8の両端の電圧波形のリップル含有率が、抵抗13に流
れる平均電流に対する絶対値増幅器13oOの出力電流
の比率に一致するように制御ループが動作する。なお、
絶対値増幅器1300の出力電流の混合比率は、前置増
幅器100,200,300.絶対値増幅器130o、
増幅器900の伝達コンダクタンスによって一義的に定
まる。
は第2図りの信号波形の中間電位が印加され、他方の入
力端子には第2図りの信号波形が供給されるので、その
出力電流波形は第2図りの信号波形を全波整流した波形
、つまり、第3図Bの信号波形から直流分だけを差し引
いた波形となり、一方、増幅器900の出力電流は一般
にはリップル成分を含まないので、比較器1ooOによ
る制御ループを作動させたとき、ループゲインが十分に
大きければ、抵抗13の両端の電圧波形と抵抗18の両
端の電圧波形が同じになるようにパワー増幅器400,
500.600の増幅度が調節される。つまり、抵抗1
8の両端の電圧波形のリップル含有率が、抵抗13に流
れる平均電流に対する絶対値増幅器13oOの出力電流
の比率に一致するように制御ループが動作する。なお、
絶対値増幅器1300の出力電流の混合比率は、前置増
幅器100,200,300.絶対値増幅器130o、
増幅器900の伝達コンダクタンスによって一義的に定
まる。
第4図は、第1図の装置において抵抗18の両端の電圧
波形のリップル含有率が13.3%になるように、抵抗
13を流れる電流の合成比率を設定したときの信号波形
を示したものであり、第4図人がパワー増幅器400,
500,600の出力電流波形であり、第4図Bが抵抗
120両端に現われる信号波形であり、第4図Cが抵抗
11の両端に現われる信号波形であり、第4図りは第3
図りに示した発電電圧波形と第4図人の出力電流波形の
積から得られるトルクリップルの波形を示したものであ
る。な訃、このときのトルクリップルの大きさは約2.
6%、−9である。
波形のリップル含有率が13.3%になるように、抵抗
13を流れる電流の合成比率を設定したときの信号波形
を示したものであり、第4図人がパワー増幅器400,
500,600の出力電流波形であり、第4図Bが抵抗
120両端に現われる信号波形であり、第4図Cが抵抗
11の両端に現われる信号波形であり、第4図りは第3
図りに示した発電電圧波形と第4図人の出力電流波形の
積から得られるトルクリップルの波形を示したものであ
る。な訃、このときのトルクリップルの大きさは約2.
6%、−9である。
ところで、永久磁石の着磁波形の高調波の含有率が先に
述べた値と異なる場合には、それに適した合成比率を設
定することによってトルクリップルの大きさを最小にす
ることができ、着磁波形が正弦波に近づく程トルクリッ
プルは小さくなる。
述べた値と異なる場合には、それに適した合成比率を設
定することによってトルクリップルの大きさを最小にす
ることができ、着磁波形が正弦波に近づく程トルクリッ
プルは小さくなる。
また、ホール素子1,2.3がそれぞれ感度ばらつきを
有していてもそれらに起因するトルクリップルは実用上
支障ない程度にまで抑制されるのはいうまでもない。
有していてもそれらに起因するトルクリップルは実用上
支障ない程度にまで抑制されるのはいうまでもない。
このように、第1図に示した直流無整流子モータの駆動
装置は回路に特別な演算を行なわせることなく容易にト
ルクリップルを低減させることができる。
装置は回路に特別な演算を行なわせることなく容易にト
ルクリップルを低減させることができる。
なお、第1図に示した実施例においては比較器100o
の出力によってパワー増幅器400゜600.600の
増幅度を調節するように構成しているが、前記比較器1
000の出力によって前置増幅器100,200,30
0の増幅度を調節するように構成しても同様の効果を得
ることができるし、第6図に示すように電圧出力型の比
較器140oを用いて、前記比較器1400からホール
素子1,2,3に直接に給電するように構成することも
でき、第6図の装置ではバッファ回路11oOと分圧抵
抗が不要となる。
の出力によってパワー増幅器400゜600.600の
増幅度を調節するように構成しているが、前記比較器1
000の出力によって前置増幅器100,200,30
0の増幅度を調節するように構成しても同様の効果を得
ることができるし、第6図に示すように電圧出力型の比
較器140oを用いて、前記比較器1400からホール
素子1,2,3に直接に給電するように構成することも
でき、第6図の装置ではバッファ回路11oOと分圧抵
抗が不要となる。
さて、第6図はパワー増幅器400の具体的な回路構成
例を示す回路結線図であり、パワー増幅器500.60
0も同一の構成となる。
例を示す回路結線図であり、パワー増幅器500.60
0も同一の構成となる。
第6図においてトランジスタ401.402 。
403.404.405によって構成された差動。
段の伝達コンダクタンスgmは、定電流源410、の出
力電流をIsとし、ボルツマン定数をkとし、電子の電
荷をq、接合温度をTとしたとき次式によって与えられ
る。
力電流をIsとし、ボルツマン定数をkとし、電子の電
荷をq、接合温度をTとしたとき次式によって与えられ
る。
gm=Is−q/2・k−T (2)
また、トランジスタ401のコレクタから流入端子NO
まではカレントミラー回路で連結され、電流増倍率は5
0に設定されているので、入力端子 IN+−IN−間
から流入端子NOまでの伝達コンダクタンスGMsは次
式によって与えられる。
また、トランジスタ401のコレクタから流入端子NO
まではカレントミラー回路で連結され、電流増倍率は5
0に設定されているので、入力端子 IN+−IN−間
から流入端子NOまでの伝達コンダクタンスGMsは次
式によって与えられる。
GMS=25・l5−q/に−T (s)
一方、トランジスタ406に対する出力トランジスタ4
07のエミッタ面積の倍率と、トランジスタ408に対
する出力トランジスタ407のエミッタ面積の倍率はい
ずれも200に設定されているので、入力端子IN、−
IN−間から出力端子BOまでの伝達コンダクタンス(
、MBは次式によって与えられる。
一方、トランジスタ406に対する出力トランジスタ4
07のエミッタ面積の倍率と、トランジスタ408に対
する出力トランジスタ407のエミッタ面積の倍率はい
ずれも200に設定されているので、入力端子IN、−
IN−間から出力端子BOまでの伝達コンダクタンス(
、MBは次式によって与えられる。
GMB、、500−Is−q/に−T
(4)なお、定電流源410は、実際には第1図の電
流出力型の比較器1000に依存した電流を供給する。
(4)なお、定電流源410は、実際には第1図の電
流出力型の比較器1000に依存した電流を供給する。
つぎに、第7図は第1図の前置増幅器100゜200.
300の具体的な構成例を示す回路結線図であり、第6
図とほぼ同様の増幅回路の前段に差動段全追加した構成
となっている。
300の具体的な構成例を示す回路結線図であり、第6
図とほぼ同様の増幅回路の前段に差動段全追加した構成
となっている。
なお、VRIIF端子は第1図のバッファ回路1200
の出力電圧が供給される端子であり、voy端子がオフ
セット調節端子である。
の出力電圧が供給される端子であり、voy端子がオフ
セット調節端子である。
また、第1図の絶対値増幅器1300についても第7図
の回路構成がそのまま利用できる。すなわち、第7図の
トランジスタ101のコレクタを流出端子POから切り
離してトランジスタ102のコレクタに接続し、さらに
トランジスタ103とトランジスタ104を取り除けば
良い。
の回路構成がそのまま利用できる。すなわち、第7図の
トランジスタ101のコレクタを流出端子POから切り
離してトランジスタ102のコレクタに接続し、さらに
トランジスタ103とトランジスタ104を取り除けば
良い。
さて、第8図は本発明の第2の実施例における直流無整
流子モータの駆動装置の回路構成図を示したものであり
、第1図と同一の箇所については同一図番にて示してい
る。
流子モータの駆動装置の回路構成図を示したものであり
、第1図と同一の箇所については同一図番にて示してい
る。
第8図の装置の基本的な動作は第1図の装置と同じであ
るが、第1図の装置では出力電流調節ループを構成する
比較器1o00の非反転入力端子にはパワー増幅器40
0.500.600の出力電流の和に比例した電圧が供
給され、比較器1000の出力でパワー増幅器400.
500.600の増幅度を調節していたのに対して、第
8図の装置では比較器1000の非反転入力端子には抵
抗12の両端の電圧、すなわち、前置増幅器1oO12
00,300からパワー増幅器400.500 。
るが、第1図の装置では出力電流調節ループを構成する
比較器1o00の非反転入力端子にはパワー増幅器40
0.500.600の出力電流の和に比例した電圧が供
給され、比較器1000の出力でパワー増幅器400.
500.600の増幅度を調節していたのに対して、第
8図の装置では比較器1000の非反転入力端子には抵
抗12の両端の電圧、すなわち、前置増幅器1oO12
00,300からパワー増幅器400.500 。
600への正方向の出力の和に比例した電圧が供給され
、比較器1000の出力によって前置増幅器100 、
200.300の増幅度を調節するように構成されてい
る。また、パワー増幅器400゜500.600は単な
る線形増幅器として構成され、流入端子400b、60
ob、6oObと抵抗18も削除されている。
、比較器1000の出力によって前置増幅器100 、
200.300の増幅度を調節するように構成されてい
る。また、パワー増幅器400゜500.600は単な
る線形増幅器として構成され、流入端子400b、60
ob、6oObと抵抗18も削除されている。
このように第8図の装置では第1図の装置に比べてブロ
ック構成が簡略化された形になっているが、その反面、
パワー増幅器400,500,600の増幅度のバラン
スがとれていないとトルクリップルが増大するおそれが
ある。
ック構成が簡略化された形になっているが、その反面、
パワー増幅器400,500,600の増幅度のバラン
スがとれていないとトルクリップルが増大するおそれが
ある。
第8図の装置においても比較器1000の出力を直後に
ホール素子1,2.3に供給するように構成することに
よって、第9図に示すようにさらに簡略化される。
ホール素子1,2.3に供給するように構成することに
よって、第9図に示すようにさらに簡略化される。
第9図に示した本発明の第4図の実施例は第5図に示し
た第2の実施例と同様に、回路部分をワンチップ集積回
路(IC)化して同一のICで異なる種類のホール素子
を使いわける場合には都合が良い。なぜならば、第1図
あるいは第8図の構成ではホール素子1.2.3へのバ
イアス電圧が、抵抗14.15による分圧比で一義的に
定まってしまうのに対して、第9図の構成によれば、使
用するホール素子の種類が変更されたとしても、比較器
14oOと絶対値増幅器1300 、抵抗13によって
構成された出力電流調節ループがホール素子に対して必
要な電圧あるいは電流を供給するように動作するからで
ある。
た第2の実施例と同様に、回路部分をワンチップ集積回
路(IC)化して同一のICで異なる種類のホール素子
を使いわける場合には都合が良い。なぜならば、第1図
あるいは第8図の構成ではホール素子1.2.3へのバ
イアス電圧が、抵抗14.15による分圧比で一義的に
定まってしまうのに対して、第9図の構成によれば、使
用するホール素子の種類が変更されたとしても、比較器
14oOと絶対値増幅器1300 、抵抗13によって
構成された出力電流調節ループがホール素子に対して必
要な電圧あるいは電流を供給するように動作するからで
ある。
発明の効果
以上に示したように本発明の直流無整流子モータの駆動
装置は、固定子上に配置されて回転子磁石に2よる磁界
を検出する複数の磁電変換素子と、前記各磁電変換素子
の出力を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増幅器の
出力を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を
供給する第2の増幅器からなる複数の増幅手段と、前記
′第1の増幅器から前記第2の増幅器への正方向の出力
の和と負方向の出力の和音検出してそれらが等しくなる
ように前記第1の増幅器の入力オフセット電圧を調節す
る出力バランス調節手段と、前記第1の増幅器あるいは
前記第2の増幅器の出力電流の和が制御入力電圧もしく
は制御入力電流に比例するように前記第1の増幅器ある
いは前記第2の増幅器の増幅度もしくは前記磁電変換素
子への給電電圧を調節する出力電流調節手段を備えたこ
と全特徴とするものであり、2通りの調節ルーズを介在
させることによって、磁電変換素子の感度ばらつきと永
久磁石の着磁波形の両方に起因するモータのトルクリッ
プル全実用上支障ないレベルにまで抑制することができ
、極めて犬なる効果を奏する。
装置は、固定子上に配置されて回転子磁石に2よる磁界
を検出する複数の磁電変換素子と、前記各磁電変換素子
の出力を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増幅器の
出力を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を
供給する第2の増幅器からなる複数の増幅手段と、前記
′第1の増幅器から前記第2の増幅器への正方向の出力
の和と負方向の出力の和音検出してそれらが等しくなる
ように前記第1の増幅器の入力オフセット電圧を調節す
る出力バランス調節手段と、前記第1の増幅器あるいは
前記第2の増幅器の出力電流の和が制御入力電圧もしく
は制御入力電流に比例するように前記第1の増幅器ある
いは前記第2の増幅器の増幅度もしくは前記磁電変換素
子への給電電圧を調節する出力電流調節手段を備えたこ
と全特徴とするものであり、2通りの調節ルーズを介在
させることによって、磁電変換素子の感度ばらつきと永
久磁石の着磁波形の両方に起因するモータのトルクリッ
プル全実用上支障ないレベルにまで抑制することができ
、極めて犬なる効果を奏する。
第1図は本発明の第1の実施例における直流無整流子モ
ータの駆動装置の回路構成図、第2図。 第3図、第4図は第1図の装置の動作全説明するための
信号波形図、第5図は本発明の第2の実施例における直
流無整流子モータの駆動装置の回路構成図、第6図はパ
ワー増幅器の具体例を示す回路結線図、第7図は前置増
幅器の具体例を示す回路結線図、第8図は本発明の第3
の実施例における直流無整流子モータの駆動装置の回路
構成図、第9図は本発明の第4の実施例における直流無
整流子モータの駆動装置の回路構成図である。 1.2.3・・・・・・ホール素子、7,8.9・・・
・・・固定子巻線、13・−=−抵抗、100.200
,300・・・・・・前置増幅器、400.500.6
00・・・・・パワー増幅器、了00.1000・・・
・・比較器、130o・・・・・・絶対値増幅器、20
・・・・・・制御電圧入力端子2o0 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 り 第 3 図 ε □
ータの駆動装置の回路構成図、第2図。 第3図、第4図は第1図の装置の動作全説明するための
信号波形図、第5図は本発明の第2の実施例における直
流無整流子モータの駆動装置の回路構成図、第6図はパ
ワー増幅器の具体例を示す回路結線図、第7図は前置増
幅器の具体例を示す回路結線図、第8図は本発明の第3
の実施例における直流無整流子モータの駆動装置の回路
構成図、第9図は本発明の第4の実施例における直流無
整流子モータの駆動装置の回路構成図である。 1.2.3・・・・・・ホール素子、7,8.9・・・
・・・固定子巻線、13・−=−抵抗、100.200
,300・・・・・・前置増幅器、400.500.6
00・・・・・パワー増幅器、了00.1000・・・
・・比較器、130o・・・・・・絶対値増幅器、20
・・・・・・制御電圧入力端子2o0 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 り 第 3 図 ε □
Claims (9)
- (1)固定子上に配置されて回転子磁石による磁界を検
出する複数の磁電変換素子と、前記各磁電変換素子の出
力を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増幅器の出力
を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を供給
する第2の増幅器からなる複数の増幅手段と、前記第1
の増幅器から前記第2の増幅器への正方向の出力の和と
負方向の出力の和を検出してそれらが等しくなるように
前記第1の増幅器の入力オフセット電圧を調節する出力
バランス調節手段と、前記第2の増幅器の出力電流の和
が制御入力電圧もしくは制御入力電流に比例するように
前記第1の増幅器あるいは前記第2の増幅器の増幅度を
調節する出力電流調節手段を具備してなる直流無整流子
モータの駆動装置。 - (2)一方の入力端子に基準電圧が印加され、他方の入
力端子に出力バランス調節手段を構成する第1の比較器
の出力が供給される絶対値増幅器と、前記絶対値増幅器
の出力と、制御入力に依存した電圧もしくは電流を合成
する合成回路と、前記合成回路によって合成された電圧
もしくは電流と、前記第2の増幅器の出力に依存した電
圧もしくは電流を比較する第2の比較器によって出力電
流調節手段を構成し、前記第1の比較器の出力を前記第
1の増幅器のオフセット調節端子に供給し、前記第2の
比較器の出力によって前記第1の増幅器の増幅度を調節
するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の直流無整流子モータの駆動装置。 - (3)一方の入力端子に基準電圧が印加され、他方の入
力端子に出力バランス調節手段を構成する第1の比較器
の出力が供給される絶対値増幅器と、前記絶対値増幅器
の出力と、制御入力に依存した電圧もしくは電流を合成
する合成回路と、前記合成回路によって合成された電圧
もしくは電流と、前記第2の増幅器の出力に依存した電
圧もしくは電流を比較する第2の比較器によって出力電
流調節手段を構成し、前記第1の比較器の出力を前記第
1の増幅器のオフセット調節端子に供給し、前記第2の
比較器の出力によって前記第2の増幅器の増幅度を調節
するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の直流無整流子モータの駆動装置。 - (4)固定子上に配置されて回転子磁石による磁界を検
出する複数の磁電変換素子と、前記各磁電変換素子の出
力を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増幅器の出力
を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を供給
する第2の増幅器からなる複数の増幅手段と、前記第1
の増幅器から前記第2の増幅器への正方向の出力の和と
負方向の出力の和を検出してそれらが等しくなるように
前記第1の増幅器の入力オフセット電圧を調節する出力
バランス調節手段と、前記第2の増幅器の出力電流の和
が制御入力電圧もしくは制御入力電流に比例するように
前記磁電変換素子への給電電圧を調節する出力電流調節
手段を具備してなる直流無整流子モータの駆動装置。 - (5)一方の入力端子に基準電圧が印加され、他方の入
力端子に出力バランス調節手段を構成する第1の比較器
の出力が供給される絶対値増幅器と、前記絶対値増幅器
の出力と、制御入力に依存した電圧もしくは電流を合成
する合成回路と、前記合成回路によって合成された電圧
もしくは電流と、前記第2の増幅器の出力に依存した電
圧もしくは電流を比較する第2の比較器によって出力電
流調節手段を構成し、前記第1の比較器の出力を前記第
1の増幅器のオフセット調節端子に供給し、前記第2の
比較器の出力を給電電圧として磁電変換素子に供給する
よう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第4項記
載の直流無整流子モータの駆動装置。 - (6)固定子上に配置されて回転子磁石による磁界を検
出する複数の磁電変換素子と、前記各磁電変換素子の出
力を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増幅器の出力
を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を供給
する第2の増幅器からなる複数の増幅手段と、前記第1
の増幅器から前記第2の増幅器への正方向の出力の和と
負方向の出力の和を検出してそれらが等しくなるように
前記第1の増幅器の入力オフセット電圧を調節する出力
バランス調節手段と、前記第1の増幅器の正方向の出力
の和あるいは負方向の出力の和が制御入力電圧もしくは
制御入力電流に比例するように前記第1の増幅器あるい
は前記第2の増幅器の増幅度を調節する出力電流調節手
段を具備してなる直流無整流子モータの駆動装置。 - (7)一方の入力端子に基準電圧が印加され、他方の入
力端子に出力バランス調節手段を構成する第1の比較器
の出力が供給される絶対値増幅器と、前記絶対値増幅器
の出力と、制御入力に依存した電圧もしくは電流を合成
する合成回路と、前記合成回路によって合成された電圧
もしくは電流と、前記第1の増幅器の出力に依存した電
圧もしくは電流を比較する第2の比較器によって出力電
流調節手段を構成し、前記第1の比較器の出力を前記第
1の増幅器のオフセット調節端子に供給し、前記第2の
比較器の出力によって前記第1の増幅器の増幅度を調節
するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
6項記載の直流無整流子モータの駆動装置。 - (8)固定子上に配置されて回転子磁石による磁界を検
出する複数の磁電変換素子と、前記各磁電変換素子の出
力を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増幅器の出力
を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を供給
する第2の増幅器からなる複数の増幅手段と、前記第1
の増幅器から前記第2の増幅器への正方向の出力の和と
負方向の出力の和を検出してそれらが等しくなるように
前記第1の増幅器の入力オフセット電圧を調節する出力
バランス調節手段と、前記第1の増幅器の正方向の出力
の和あるいは負方向の出力の和が制御入力電圧もしくは
制御入力電流に比例するように前記磁電変換素子への給
電電圧を調節する出力電流調節手段を具備してなる直流
無整流子モータの駆動装置。 - (9)一方の入力端子に基準電圧が印加され、他方の入
力端子に出力バランス調節手段を構成する第1の比較器
の出力が供給される絶対値増幅器と、前記絶対値増幅器
の出力と、制御入力に依存した電圧もしくは電流を合成
する合成回路と、前記合成回路によって合成された電圧
もしくは電流と、前記第2の増幅器の出力に依存した電
圧もしくは電流を比較する第2の比較器によって出力電
流調節手段を構成し、前記第1の比較器の出力を前記第
1の増幅器のオフセット調節端子に供給し、前記第2の
比較器の出力を給電電圧として磁電変換素子に供給した
ことを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の直流無整
流子モータの駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59263853A JPS61142986A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59263853A JPS61142986A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61142986A true JPS61142986A (ja) | 1986-06-30 |
JPH0574311B2 JPH0574311B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=17395136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59263853A Granted JPS61142986A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JPS61142986A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5886892A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | トランジスタモ−タの制御装置 |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP59263853A patent/JPS61142986A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5886892A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | トランジスタモ−タの制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0574311B2 (ja) | 1993-10-18 |
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