JPS61142987A - 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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- JPS61142987A JPS61142987A JP59263854A JP26385484A JPS61142987A JP S61142987 A JPS61142987 A JP S61142987A JP 59263854 A JP59263854 A JP 59263854A JP 26385484 A JP26385484 A JP 26385484A JP S61142987 A JPS61142987 A JP S61142987A
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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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- 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に関するもので
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、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、その動作ポイ
ントは前記文献１に示されているように、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ｖＵ。
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、その動作ポイ
ントは前記文献１に示されているように、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ｖＵ。
ｖｖ、ｖｗのなかで、第１の基準値ＶＣよりも高論電圧
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（文献１の第４頁右上欄第１８行目から左下
欄第２行目参照）。
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（文献１の第４頁右上欄第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
に制御されるためで、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
、より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
に制御されるためで、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
、より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）２＋（ｓｉｎ（θ−２−π／３））２
＋（ｓｉｎ（θ−４・π／３））２ ＝１．５ （１）なお
、（１）式においてθは回転電気角である。
＋（ｓｉｎ（θ−４・π／３））２ ＝１．５ （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、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、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は、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
ないという問題点があった。
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
ないという問題点があった。
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た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してそれぞれに対応した固定
子巻線に電流を供給する複数の増幅手段と、前記増幅手
段から前記固定子巻線への流出電流の和と前記固定子巻
線から前記増幅手段への流入電流の和を検出してそれら
が等しくなるように流出電流と流入電流の比率を調節す
る出力バランス調節手段と、前記流出電流の和と前記流
入電流の和の少なくとも一方が制御入力電圧もしくは制
御入力電流に依存するように前記増幅手段の出力電流の
大きさを調節する出力電流調選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してそれぞれに対応した固定
子巻線に電流を供給する複数の増幅手段と、前記増幅手
段から前記固定子巻線への流出電流の和と前記固定子巻
線から前記増幅手段への流入電流の和を検出してそれら
が等しくなるように流出電流と流入電流の比率を調節す
る出力バランス調節手段と、前記流出電流の和と前記流
入電流の和の少なくとも一方が制御入力電圧もしくは制
御入力電流に依存するように前記増幅手段の出力電流の
大きさを調節する出力電流調選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１２ｏＯの間隔を保って配置されており
、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１ｏＯ９２００，３００の入力端予知供
給され、前記前置増幅器１００．２００，３００の出力
はそれぞれ抵抗４，５．６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４００．５００，６００の非
反転入力端子に供給されている。前記パワー増幅器４０
０，５００，６００の両方向出力端子４００ａ 、５０
０ａ 、６００ａ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、前記両方向出力端子４０
０ａ 、５００ａ 、６００ａを介して前記パワー増幅
器４００．５００，６００に流入する電流に比例した電
流を吸い込む流入端子４００ｂ 、５００ｂ 、ｅｏｏ
ｂ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と比較器８００のそれぞれの非反転入力端子に
も接続され、前記両方向出力端子４００ ａ ＋６００
ａ 、６００ａを介して前記パワー増幅器４００．５０
０，６００から流出する電流に比例した電流を流し出す
流出端子４００Ｇ 、５００ｃ。
ず）上に互いに１２ｏＯの間隔を保って配置されており
、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１ｏＯ９２００，３００の入力端予知供
給され、前記前置増幅器１００．２００，３００の出力
はそれぞれ抵抗４，５．６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４００．５００，６００の非
反転入力端子に供給されている。前記パワー増幅器４０
０，５００，６００の両方向出力端子４００ａ 、５０
０ａ 、６００ａ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、前記両方向出力端子４０
０ａ 、５００ａ 、６００ａを介して前記パワー増幅
器４００．５００，６００に流入する電流に比例した電
流を吸い込む流入端子４００ｂ 、５００ｂ 、ｅｏｏ
ｂ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と比較器８００のそれぞれの非反転入力端子に
も接続され、前記両方向出力端子４００ ａ ＋６００
ａ 、６００ａを介して前記パワー増幅器４００．５０
０，６００から流出する電流に比例した電流を流し出す
流出端子４００Ｇ 、５００ｃ。
６００Ｃは互いに共通接続されてカレントミラー回路９
００の入力端子に接続され、前記カレントミラー回路９
００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
０００反転入力端子に接続されている。
００の入力端子に接続され、前記カレントミラー回路９
００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
０００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１
００ｏの非反転入力端子が接続され、前記増幅器１００
０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前記比較器ＳＯ
Ｏの反転入力端子に接続され、前記比較器８００の出力
は増幅度の制御信号として前記前置増幅器−１００、２
００。
００ｏの非反転入力端子が接続され、前記増幅器１００
０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前記比較器ＳＯ
Ｏの反転入力端子に接続され、前記比較器８００の出力
は増幅度の制御信号として前記前置増幅器−１００、２
００。
３００に供給されている。
また、抵抗１４．１６によって給電電圧を分圧して作ら
れた一定の電圧がバッフ１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
半分の電圧がバック７回路１２００を介して前記抵抗４
，６．６のそれぞれの他端と、前記増幅器１００００反
転入力端子と絶対値増幅器１３ｏＯの一方の入力端子に
供給され、前記比較器７００の出力は前記パワー増幅器
４００，５００，６００の反転入力端子と前記絶対値増
幅器１３００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１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
半分の電圧がバック７回路１２００を介して前記抵抗４
，６．６のそれぞれの他端と、前記増幅器１００００反
転入力端子と絶対値増幅器１３ｏＯの一方の入力端子に
供給され、前記比較器７００の出力は前記パワー増幅器
４００，５００，６００の反転入力端子と前記絶対値増
幅器１３００の他方の入力端子に供給されている。
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、説明に先立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、６次高調波、７次高調波、９次高調波が
それぞれ、１７ 、７７％。
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、６次高調波、７次高調波、９次高調波が
それぞれ、１７ 、７７％。
６．６８チ、２．１６チ、０．７９チの割合で含まれて
いるものとする。また、発電電圧波形には３次高調波、
５次高調波がそれぞれ、８．３０％。
いるものとする。また、発電電圧波形には３次高調波、
５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、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。
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、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図は第１図の比較器７００と比較器８００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Ａ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り、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。
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Ａ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り、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、パワー増幅器４００，５００，６００は、後
に説明するように固定子巻線７，８．９に供給する出力
電流のうち、流出電流の２００分の１の電流を流出端子
４００ｃ 、５００ｃ 、６００ｃから流し出し、流入
電流の２００分の１の電流を流入端子４ｏｏｂ 、５ｏ
ｏｂ 、ｅｏｏｂ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Ａ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
比例しだ電圧が現われ、抵抗１１の両端には第２図Ａ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。
に説明するように固定子巻線７，８．９に供給する出力
電流のうち、流出電流の２００分の１の電流を流出端子
４００ｃ 、５００ｃ 、６００ｃから流し出し、流入
電流の２００分の１の電流を流入端子４ｏｏｂ 、５ｏ
ｏｂ 、ｅｏｏｂ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Ａ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
比例しだ電圧が現われ、抵抗１１の両端には第２図Ａ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。
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４０
０．５００，６００の出力電流のバランスがとれなくな
る。
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４０
０．５００，６００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Ａがパワ
ー増幅器４００，５００，６００の出力電流波形であシ
、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７，
８．９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Ａがパワ
ー増幅器４００，５００，６００の出力電流波形であシ
、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７，
８．９に誘起される発電電圧波形である。
すなわち、第２図ＤＫ示した比較器７００の出力によっ
てパワー増幅器４００．５００．６００の反転入力端子
の電位が変調を受け、その結果、パワー増幅器４００．
５００，６００の出力電流波形は第３図Ａに示すように
、第２図Ａ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。
てパワー増幅器４００．５００．６００の反転入力端子
の電位が変調を受け、その結果、パワー増幅器４００．
５００，６００の出力電流波形は第３図Ａに示すように
、第２図Ａ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、ここでは比較器子ｏｏ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、モータが発生するトルクは
第３図Ａに示されるａｌ、ａ２゜ａ３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、モータが発生するトルクは
第３図Ａに示されるａｌ、ａ２゜ａ３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＋ａ２Ｘ
ｄ２＋ａ３Ｘｄ、３ ）を計算すると、トルクリップル
はほぼ８．５％ｐ−ｐ となシ、その最大値は第３図
の回転電気角が３００．９０°、１６０°。
ｄ２＋ａ３Ｘｄ、３ ）を計算すると、トルクリップル
はほぼ８．５％ｐ−ｐ となシ、その最大値は第３図
の回転電気角が３００．９０°、１６０°。
２１０ｏ、・・・・・・の点に現われ、最小値はｏＯ１
６００゜１２００．１８０°、・・・・・・の点に現わ
れる。
６００゜１２００．１８０°、・・・・・・の点に現わ
れる。
このトルクリップルを抑制する属は第３図Ｂあるいは第
３図Ｃの信号波形の交流分だけ取り出して逆相にした上
でホール素子１，２．３の給電電圧または前置増幅器１
００．．２００．３００のバイアス電流に変調をかけれ
ば良い。
３図Ｃの信号波形の交流分だけ取り出して逆相にした上
でホール素子１，２．３の給電電圧または前置増幅器１
００．．２００．３００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ホール素子
１゜２．３への給電電圧あるいは前置増幅器１ｏＯ２２
００，３００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ホール素子
１゜２．３への給電電圧あるいは前置増幅器１ｏＯ２２
００，３００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フ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８００と絶
対値増幅器１３０ｏと、前記絶対値増幅器１３０ｏの出
力電流と増幅器１０００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８００と絶
対値増幅器１３０ｏと、前記絶対値増幅器１３０ｏの出
力電流と増幅器１０００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１３０ｏ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１０００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８０ｏ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１３０両端の電圧波形と抵抗１１の両
端の電圧波形が同じになるように前置増幅器１００．２
００，３００の増幅度が調節される。つまり、抵抗１１
０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１３００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１３ｏＯの出力電流の混合比率は、パワー増
幅器４００．５００．６００．増幅器１０００゜絶対値
増幅器１３００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１０００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８０ｏ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１３０両端の電圧波形と抵抗１１の両
端の電圧波形が同じになるように前置増幅器１００．２
００，３００の増幅度が調節される。つまり、抵抗１１
０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１３００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１３ｏＯの出力電流の混合比率は、パワー増
幅器４００．５００．６００．増幅器１０００゜絶対値
増幅器１３００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１１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Ａがパワー増幅器４００．
５００．６００１７）出力電流波形であり、第４図Ｂが
抵抗１２の両端に現われる信号波形であり、第４図Ｃが
抵抗１１０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Ａ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。なお、このときのトルクリップルの大きさは約
２−６’１６ｐ−ｐ 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Ａがパワー増幅器４００．
５００．６００１７）出力電流波形であり、第４図Ｂが
抵抗１２の両端に現われる信号波形であり、第４図Ｃが
抵抗１１０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Ａ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。なお、このときのトルクリップルの大きさは約
２−６’１６ｐ−ｐ 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。
まだ、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。
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。
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。
５００、らｏＯも同一の構成となる。
第６図においてトランジスタ４０１．４０２ 。
４０３．４０４．４０６によって構成された差動段の伝
達コンダクタンスｑｍ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。
達コンダクタンスｑｍ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。
ｇｍ＝ ｌ５１Ｉｑ／２− ｋ −Ｔ
（２）また、トランジスタ４０１のコレクタから流
出端子Ｐｏまでと、トランジスタ４０２のコレクタから
流出端子Ｎｏまでとはいずれもカレントミラー回路で連
結され、電流増倍率は５０に設定されているので、入力
端子ＩＮ＋−ＩＮ−間から流出端子Ｐｏあるいは流出端
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。
（２）また、トランジスタ４０１のコレクタから流
出端子Ｐｏまでと、トランジスタ４０２のコレクタから
流出端子Ｎｏまでとはいずれもカレントミラー回路で連
結され、電流増倍率は５０に設定されているので、入力
端子ＩＮ＋−ＩＮ−間から流出端子Ｐｏあるいは流出端
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：２５−１３−ｑ／ｋＩＩＴ （３
）一方、トランジスタ４０６に対する出力トランジスタ
４０７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に設定されてぬるので、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ＧＭＢ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
４０７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に設定されてぬるので、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ＧＭＢは次式によって与えられる。
ＧＭＢ ＝ ５００１１Ｉ Ｓ・ｑ／ｋＩＩＴ
（４）ところで、（３）式あるいは（４）式で表わさ
れる伝達コンダクタンスは、定電流源４１０の出力電流
Ｉｓに温度依存性がない場合には、両式からもわかるよ
うに接合部の絶対温度に反比例するが、良く知られたバ
ンドギャップ基準電圧源などによって、絶対温度に比例
した精度の良い電流を作りだせば全温度範囲にわたって
伝達コンダクタンスを一定にすることもできる。
（４）ところで、（３）式あるいは（４）式で表わさ
れる伝達コンダクタンスは、定電流源４１０の出力電流
Ｉｓに温度依存性がない場合には、両式からもわかるよ
うに接合部の絶対温度に反比例するが、良く知られたバ
ンドギャップ基準電圧源などによって、絶対温度に比例
した精度の良い電流を作りだせば全温度範囲にわたって
伝達コンダクタンスを一定にすることもできる。
つぎに、第１図の前置増幅器１００ 、２００ 。
３００についても第６図の回路と同様の構成で実現する
ことができる。勿論、大きな電力を必要としないのでカ
レントミラー回路による電流の増倍は不要であり、増幅
器の増幅度、すなわち伝達コンダクタンスを調節するに
は定電流源４．１０の出力電流が第１図の比彰器８００
の出力電圧によって変化するように構成すれば良い。
ことができる。勿論、大きな電力を必要としないのでカ
レントミラー回路による電流の増倍は不要であり、増幅
器の増幅度、すなわち伝達コンダクタンスを調節するに
は定電流源４．１０の出力電流が第１図の比彰器８００
の出力電圧によって変化するように構成すれば良い。
また、第１図の絶対値増幅器１３ｏＯについても第６図
の回路構成がそのまま利用できる。すなわち、第６図の
トランジスタ４１１のコレクタを切シ離してトランジス
タ４１２のコレクタに接続し、さらにトランジスタ４１
３のコレクタから出力電流を取シだすように変更すれば
良い。
の回路構成がそのまま利用できる。すなわち、第６図の
トランジスタ４１１のコレクタを切シ離してトランジス
タ４１２のコレクタに接続し、さらにトランジスタ４１
３のコレクタから出力電流を取シだすように変更すれば
良い。
さて、第６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６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図の装置では比較器８００の出力によって前
置増幅器１００．２００．３００の増幅度を調節してい
たのに対して、比較器ＳＯＯの出力をホール素子１．２
．３にバイアス電圧として供給した点が異なり、これに
伴ってバッファ回路１１００と抵抗１４，１５が削除さ
れている。
るが、第１図の装置では比較器８００の出力によって前
置増幅器１００．２００．３００の増幅度を調節してい
たのに対して、比較器ＳＯＯの出力をホール素子１．２
．３にバイアス電圧として供給した点が異なり、これに
伴ってバッファ回路１１００と抵抗１４，１５が削除さ
れている。
このように第６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、一方では不
都合な面もある。例えば、ホール素子１．２．３の出力
信号を固定子巻線７，８゜９への通電のためＫだけでは
なく、回転速度や回転方向の判別のためにも用いたい場
合などには、第６図の回路構成ではホール素子１，２．
３の出力信号の振幅が変化するので好ましくない。
ック構成が簡略化された形になっているが、一方では不
都合な面もある。例えば、ホール素子１．２．３の出力
信号を固定子巻線７，８゜９への通電のためＫだけでは
なく、回転速度や回転方向の判別のためにも用いたい場
合などには、第６図の回路構成ではホール素子１，２．
３の出力信号の振幅が変化するので好ましくない。
しかしながら、回路部分をワンチップ集積回路（ｒｃ）
化して、同一のＩＣで異なる種類のホール素子を使いわ
ける場合には第６図に示した回路構成の方が都合が良い
。なぜならば、第１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６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８００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。
化して、同一のＩＣで異なる種類のホール素子を使いわ
ける場合には第６図に示した回路構成の方が都合が良い
。なぜならば、第１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６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８００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
の出力を増幅してそれぞれに対応する固定子巻線に電流
を供給する複数の増幅手段と、前記増幅手段による前記
固定子巻線への流出電流の和と前記固定子巻線からの流
入電流の和を検出してそれらが等しくなるように流出電
流と流入電流の比率を調節する出力バランス調節手段と
、前記流出電流の和と前記流入電流の和の少なくとも一
方が制御電圧入力端子に印加される制御入力電圧もしく
は制御入力電流に依存するように前記増幅手段の増幅度
あるいは前記磁電変換素子へのバイアス電圧を調節する
出力電流調選手段を備えたことを特徴とするものであり
、このように２通りの調節ループ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を実用上支
障ないレベルにまで抑制することができ、極めて大なる
効果を奏する。
動装置は、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
の出力を増幅してそれぞれに対応する固定子巻線に電流
を供給する複数の増幅手段と、前記増幅手段による前記
固定子巻線への流出電流の和と前記固定子巻線からの流
入電流の和を検出してそれらが等しくなるように流出電
流と流入電流の比率を調節する出力バランス調節手段と
、前記流出電流の和と前記流入電流の和の少なくとも一
方が制御電圧入力端子に印加される制御入力電圧もしく
は制御入力電流に依存するように前記増幅手段の増幅度
あるいは前記磁電変換素子へのバイアス電圧を調節する
出力電流調選手段を備えたことを特徴とするものであり
、このように２通りの調節ループ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を実用上支
障ないレベルにまで抑制することができ、極めて大なる
効果を奏する。
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１駆動装置の回路構成図、第２図、第３図、第４図は
第１図の装置の動作を説明するだめの信号波形図、第６
図はパワー増幅器の具体例を示す回路結線図、第６図は
本発明の別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、１００．２
００，３００・・・・・前置増幅器、４００．５００．
６００・・・・・・パワー増幅器、７００，８００・・
・・・・比較器、１３ｏＯ・・・・・・絶対値増幅器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 Ｃ／ −−一一一一−−−−−−−−−−−−−−−
一一−−−−−−−−−−−−−−−−−一一第３図 第４図
の１駆動装置の回路構成図、第２図、第３図、第４図は
第１図の装置の動作を説明するだめの信号波形図、第６
図はパワー増幅器の具体例を示す回路結線図、第６図は
本発明の別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、１００．２
００，３００・・・・・前置増幅器、４００．５００．
６００・・・・・・パワー増幅器、７００，８００・・
・・・・比較器、１３ｏＯ・・・・・・絶対値増幅器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 Ｃ／ −−一一一一−−−−−−−−−−−−−−−
一一−−−−−−−−−−−−−−−−−一一第３図 第４図
Claims (4)
- （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
力を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を供
給する複数の増幅手段と、前記増幅手段から前記固定子
巻線への流出電流の和と前記固定子巻線から前記増幅手
段への流入電流の和を検出してそれらが等しくなるよう
に流出電流と流入電流の比率を調節する出力バランス調
節手段と、前記流出電流の和と前記流入電流の和の少な
くとも一方が制御入力電圧もしくは制御入力電流に依存
するように前記増幅手段の増幅度を調節する出力電流調
選手段を具備してなる直流無整流子モータの駆動装置。 - （２）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の増幅器の出力が非基準側の入力端子に供給さ
れる第２の増幅器によって増幅手段を構成し、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２の増幅器の基
準側の入力端子に供給し、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）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
力を増幅してそれぞれに対応した固定子巻線に電流を供
給する複数の増幅手段と、前記増幅手段から前記固定子
巻線への流出電流の和と前記固定子巻線から前記増幅手
段への流入電流の和を検出してそれらが等しくなるよう
に流出電流と流入電流の比率を調節する出力バランス調
節手段と、前記流出電流の和と前記流入電流の和の少な
くとも一方が制御入力電圧もしくは制御入力電流に依存
するように前記磁電変換素子のバイアス電圧を調節する
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。 - （４）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の増幅器の出力が非基準側の入力端子に供給さ
れる第２の増幅器によって増幅手段を構成し、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２の増幅器の基
準側の入力端子に供給し、前記第２の比較器の出力によ
って磁電変換素子のバイアス電圧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３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 |
|---|---|---|---|
| JP59263854A JPS61142987A (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 |
|---|---|---|---|
| JP59263854A JPS61142987A (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 |
|---|---|
| JPS61142987A true JPS61142987A (ja) | 1986-06-30 |
| JPH0574312B2 JPH0574312B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=17395150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59263854A Granted JPS61142987A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61142987A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6377393A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-07 | Sony Corp | ブラシレスモ−タ |
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 JP59263854A patent/JPS61142987A/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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6377393A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-07 | Sony Corp | ブラシレスモ−タ |
| JP2541194B2 (ja) * | 1986-09-17 | 1996-10-09 | ソニー株式会社 | ブラシレスモ−タ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0574312B2 (ja) | 1993-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |