JPS6118340A - 小型電動機 - Google Patents
小型電動機Info
- Publication number
- JPS6118340A JPS6118340A JP13876084A JP13876084A JPS6118340A JP S6118340 A JPS6118340 A JP S6118340A JP 13876084 A JP13876084 A JP 13876084A JP 13876084 A JP13876084 A JP 13876084A JP S6118340 A JPS6118340 A JP S6118340A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- detection sensor
- position detection
- core
- stator winding
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (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】
（イ）産業上の利用分野
本発明はＣ凰鉄心またはスケルトン型の鉄心を用いた小
型電動機に係り、特にＤＣブラシレス化することにより
この電動機の高効率化及び回転数制御の容易化を図った
ものである。
型電動機に係り、特にＤＣブラシレス化することにより
この電動機の高効率化及び回転数制御の容易化を図った
ものである。
（ロ）従来の技術
一般に従来の小型電動機としては特開昭５５−２９２４
６号公報のようなものがあり、この公報には［界磁コイ
ルを有する界磁と、この界磁内に回転自在に軸支して配
設した永久磁石からなる回転子と、この回転子のＮ極、
Ｓ極の影響を受ける位置に配設されかつ芯部と外殻部と
で抗磁性が異なり軸方向に磁化される磁気ワイヤと、こ
の磁気ワイヤの磁界変化てより電圧を発生するコイルと
、このコイルに発生した電圧信号により前記界磁コイル
への通電を制御する電気回路部」とからなる単相のブラ
シレスモータが記載されていた。
６号公報のようなものがあり、この公報には［界磁コイ
ルを有する界磁と、この界磁内に回転自在に軸支して配
設した永久磁石からなる回転子と、この回転子のＮ極、
Ｓ極の影響を受ける位置に配設されかつ芯部と外殻部と
で抗磁性が異なり軸方向に磁化される磁気ワイヤと、こ
の磁気ワイヤの磁界変化てより電圧を発生するコイルと
、このコイルに発生した電圧信号により前記界磁コイル
への通電を制御する電気回路部」とからなる単相のブラ
シレスモータが記載されていた。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
上記のような電動機では回転子の回転位置を検出するた
めに一対の位置検出センサ（磁気ワイヤ）を用いていた
が、この場合位置検出センサの取付けが難しく、取付は
誤差によっては固定子巻線への通電切換タイミングがず
れて、回転子の回転が不安定となったり、エネルギー効
率が低下したりする問題点があった。また位置検出セン
サを複数個必要とするため電動機の小屋化や低価格化が
難しいものであった。
めに一対の位置検出センサ（磁気ワイヤ）を用いていた
が、この場合位置検出センサの取付けが難しく、取付は
誤差によっては固定子巻線への通電切換タイミングがず
れて、回転子の回転が不安定となったり、エネルギー効
率が低下したりする問題点があった。また位置検出セン
サを複数個必要とするため電動機の小屋化や低価格化が
難しいものであった。
さらに上記の実施例では固定子鉄心を円筒形とする必要
があり、また固定子巻線な２歯に分割して設ける必要が
あるなど構造が複雑となる問題点もあった。
があり、また固定子巻線な２歯に分割して設ける必要が
あるなど構造が複雑となる問題点もあった。
斯る問題点に鑑み、本発明は固定子鉄心の形状の小型化
を図ると同時に、回転子がいずれの位置に停止しても回
転子の停止位置を検出できる小型電動機を提供するもの
である。
を図ると同時に、回転子がいずれの位置に停止しても回
転子の停止位置を検出できる小型電動機を提供するもの
である。
に）問題点を解決するための手段
以上のような問題点を解決するため、本発明は回転軸（
１）、回転子鉄心（２）、及び複数極の永久磁石（３）
（４）を有する回転子（５）と、回転子（５）とのエア
ギャップが不均一なＣ型鉄心（６）またはスケルトン型
の鉄心（７）と、この鉄心を介して回転子（５）に回転
磁界を与える固定子巻線（８）と、回転子（５）の回転
位置を検出する位置検出センサ（９）と、この位置検出
センサ（９）の出力に基づいて固定子巻線（８）への通
電方向を切換える制御部とを備え、Ｃ型鉄心（６）また
はスケルトン型の鉄心（７）の極分離部（６）及び位置
検出センサ（９）の取り付は位置を回転軸（１）を中心
とした電気角で所定角度（ロ）ずらしたものである。
１）、回転子鉄心（２）、及び複数極の永久磁石（３）
（４）を有する回転子（５）と、回転子（５）とのエア
ギャップが不均一なＣ型鉄心（６）またはスケルトン型
の鉄心（７）と、この鉄心を介して回転子（５）に回転
磁界を与える固定子巻線（８）と、回転子（５）の回転
位置を検出する位置検出センサ（９）と、この位置検出
センサ（９）の出力に基づいて固定子巻線（８）への通
電方向を切換える制御部とを備え、Ｃ型鉄心（６）また
はスケルトン型の鉄心（７）の極分離部（６）及び位置
検出センサ（９）の取り付は位置を回転軸（１）を中心
とした電気角で所定角度（ロ）ずらしたものである。
（ホ）作用
以上のように小型電動機を構成すれば、構造が簡単にな
り位置検出センサの取付けが容易となるので、位置検出
センサ（９）の取付は誤差を防止することができる。ま
た位置検出センサ（９）の取付は位置を変更すれば、固
定子巻線（８）の通電切換えタイミングを設定して高効
率運転が行なえるものである。
り位置検出センサの取付けが容易となるので、位置検出
センサ（９）の取付は誤差を防止することができる。ま
た位置検出センサ（９）の取付は位置を変更すれば、固
定子巻線（８）の通電切換えタイミングを設定して高効
率運転が行なえるものである。
（へ）実施例
以下本発明の実施例を第１図乃至第５図に蒸づいて説明
すると、先づ第１図は電動機の正面図であり、回転軸（
１）、回転子鉄心（２）及び複数極の永久磁石（３）、
（４）を有する回転子（５）と、回転子（５）とのエア
ギャップが不均一なスケルトン型の鉄心（７）と、この
鉄心を介して回転子（５）に回転磁界を与える固定子巻
線（８）と、回転子（５）の回転位置を検出する位置検
出センサ（９）とから構成されている。尚、この位置検
出センサ（９）と極分離部αＱとの取付は位置は回転軸
（１）を中心とした電気角で所定角度（ロ）ずらしてい
る。尚、（ロ）は鉄心（７）と回転子（５）とのエアギ
ヤツブを広げた広エアギャップ部であり、鉄心（７）と
回転子（５）とのエアギャップを第１図に示すように狭
エアギャップ部と広エアギャップ部の）との２段階にし
ているので固定子巻線（８）に通電していない時、回転
子（５）は永久磁石（３）、（４）の吸引力がつり合う
位置で停止す、る。すなわち、第１図に示す状態かもし
くは１８０度回転した位置に停止するものである。第２
図はＣ凰鉄心（６）を用いた電動機の正面図であり第１
図と同一構成要素は同一符号を付して説明は省略する。
すると、先づ第１図は電動機の正面図であり、回転軸（
１）、回転子鉄心（２）及び複数極の永久磁石（３）、
（４）を有する回転子（５）と、回転子（５）とのエア
ギャップが不均一なスケルトン型の鉄心（７）と、この
鉄心を介して回転子（５）に回転磁界を与える固定子巻
線（８）と、回転子（５）の回転位置を検出する位置検
出センサ（９）とから構成されている。尚、この位置検
出センサ（９）と極分離部αＱとの取付は位置は回転軸
（１）を中心とした電気角で所定角度（ロ）ずらしてい
る。尚、（ロ）は鉄心（７）と回転子（５）とのエアギ
ヤツブを広げた広エアギャップ部であり、鉄心（７）と
回転子（５）とのエアギャップを第１図に示すように狭
エアギャップ部と広エアギャップ部の）との２段階にし
ているので固定子巻線（８）に通電していない時、回転
子（５）は永久磁石（３）、（４）の吸引力がつり合う
位置で停止す、る。すなわち、第１図に示す状態かもし
くは１８０度回転した位置に停止するものである。第２
図はＣ凰鉄心（６）を用いた電動機の正面図であり第１
図と同一構成要素は同一符号を付して説明は省略する。
第３図は第１図もしくは第２図の電動機に用いる制御部
の電気回路図であり、以下のように構成されている。尚
、第１図、第２図と同一構成要素である固定子巻線（８
）、位置検出センサ（９）は同一符号を付して説明は省
略する。＠、α■はＰＮＰ型のトランジスタ、（ロ）、
（ト）はＮＰＮＷのトランジスタであり、夫々ブリッジ
状に接続されている。このブリッジ回路の出力はトラン
ジスタ（６）、（至）の接続点及びトランジスタ（２）
、Ｑ４）から得ることができる。
の電気回路図であり、以下のように構成されている。尚
、第１図、第２図と同一構成要素である固定子巻線（８
）、位置検出センサ（９）は同一符号を付して説明は省
略する。＠、α■はＰＮＰ型のトランジスタ、（ロ）、
（ト）はＮＰＮＷのトランジスタであり、夫々ブリッジ
状に接続されている。このブリッジ回路の出力はトラン
ジスタ（６）、（至）の接続点及びトランジスタ（２）
、Ｑ４）から得ることができる。
αＱは比較器であり、位置検出センサ（９）の出力に基
づいてＨレベルもしくはＬレベル電圧を出力する。
づいてＨレベルもしくはＬレベル電圧を出力する。
これは第４図妃示すように切換る。すなわち、回転子（
５）の第１図または第２図に示すような停止位置を電気
角で０″′としかつ回転子（５）が左回転とすると第４
図のようになり、Ｈレベル出力でトランジスタ０４）、
＠がＯＮ状態となって固定子巻線（８）には電流が端子
史）→端子（Ｓ）の方向へ流れ、鉄心（６）もしくは（
７）の向って左側がＳ極、右側がＮ極となる。Ｌレベル
出力ではトランジスタ（ハ）、（至）カＯＮ状態となっ
て固定子巻線（８）には電流が端子（Ｓ）→端子の）の
方向へ流れ、鉄心（６）もしくは（７）の向って左側が
Ｎ極、右側がＳ極となる。
５）の第１図または第２図に示すような停止位置を電気
角で０″′としかつ回転子（５）が左回転とすると第４
図のようになり、Ｈレベル出力でトランジスタ０４）、
＠がＯＮ状態となって固定子巻線（８）には電流が端子
史）→端子（Ｓ）の方向へ流れ、鉄心（６）もしくは（
７）の向って左側がＳ極、右側がＮ極となる。Ｌレベル
出力ではトランジスタ（ハ）、（至）カＯＮ状態となっ
て固定子巻線（８）には電流が端子（Ｓ）→端子の）の
方向へ流れ、鉄心（６）もしくは（７）の向って左側が
Ｎ極、右側がＳ極となる。
尚、αηはツェナーダイオードであり、位置検出センサ
（９）に定電圧を与えるものである。
（９）に定電圧を与えるものである。
以上のように構成された電動機を運転する場合、回転子
（５）が永久磁石（３）、（４）の吸引力がつり合った
位置、すなわち第１図もしくは第２図に示す位置に停止
しているので、位置検出センサ（９）の出力に基づいて
比較器αＯの出力がＨレベル電圧となる。
（５）が永久磁石（３）、（４）の吸引力がつり合った
位置、すなわち第１図もしくは第２図に示す位置に停止
しているので、位置検出センサ（９）の出力に基づいて
比較器αＯの出力がＨレベル電圧となる。
これによりトランジスタ＠、（１４）がＯＮ状態どなっ
て固定子巻線（８）の端子ω）→端子（Ｓ）へ電流が流
れて鉄心に磁極が生じて回転子（５）が左回転を開始す
る。
て固定子巻線（８）の端子ω）→端子（Ｓ）へ電流が流
れて鉄心に磁極が生じて回転子（５）が左回転を開始す
る。
この回転子（５）が約９０＋α左回転すれば比較器０Ｑ
の出力がＬレベル電圧となりトランジスタ（１仮Ｃ１υ
がＯＮ状態となって固定子巻線（８）の端子（Ｓ）→端
子ω）へ電流が流れて鉄心に生じる磁極が反転して、こ
の新らたに生じた磁極と回転慣性とにより回転子（５）
はさらに左回転する。以後１８０°毎に磁極が反転し、
かつ回転慣性により連続した左回転が維持される。
の出力がＬレベル電圧となりトランジスタ（１仮Ｃ１υ
がＯＮ状態となって固定子巻線（８）の端子（Ｓ）→端
子ω）へ電流が流れて鉄心に生じる磁極が反転して、こ
の新らたに生じた磁極と回転慣性とにより回転子（５）
はさらに左回転する。以後１８０°毎に磁極が反転し、
かつ回転慣性により連続した左回転が維持される。
次に第５図は本発明の他の実施例を示す正面図であり、
第１図、第２図と同一構成要素は同一符号を付しである
。尚、この実施例は極分離部、６を中心からずらしたも
のであり、同時に位置検出センサ（９）とは所定角度α
極分離部０６からずらしている。
第１図、第２図と同一構成要素は同一符号を付しである
。尚、この実施例は極分離部、６を中心からずらしたも
のであり、同時に位置検出センサ（９）とは所定角度α
極分離部０６からずらしている。
このような電動機も前記と同様に回転子（５）の回転位
置に合わせて固定子巻線（８）の通電方向が切換り連続
した回転が得られるものである。
置に合わせて固定子巻線（８）の通電方向が切換り連続
した回転が得られるものである。
またこの電動機の出力を０．、７７ ＣＷ）に設定した
場合、極分離部品と位置検出センサ（９）との回転軸（
１）を中心どした電気角を６α＝５５”とした時の運転
効率は”約１９％”であり、６α＝８０”とした時の運
転効率は”約２３％′′の最高効率となった。また”α
＝９０”とした時には起動時に逆転をする場合がある。
場合、極分離部品と位置検出センサ（９）との回転軸（
１）を中心どした電気角を６α＝５５”とした時の運転
効率は”約１９％”であり、６α＝８０”とした時の運
転効率は”約２３％′′の最高効率となった。また”α
＝９０”とした時には起動時に逆転をする場合がある。
従って、極分離部ａ０と位置検出センサ（９）との電気
角αは０〈α４８０°″に設定すれば良いものである。
角αは０〈α４８０°″に設定すれば良いものである。
また、広、狭２段のエアギャップをもうけた鉄心につい
て述べたがエアギャップを徐々に狭くした形状のものを
用いてもよい。
て述べたがエアギャップを徐々に狭くした形状のものを
用いてもよい。
（ト）発明の効果
本発明の小型電動機は、複数極の永久磁石な有する回転
子と回転子とのエアギャップが不均一なＣ型鉄心または
スケルトン型の鉄心と、この鉄心を介して回転子に回転
磁界を与える固定子巻線と、回転子の回転位置を検出す
る位置検出センサと、この位置検出センサの出力に基づ
いて固定子巻線への通電方向を切換える制御部とな備え
、鉄心の極分離部及び位置検出センサの取り付は位置を
回転軸を中心とした電気角で所定角度ずらしたので、小
型の単相ブラシレスモータを構成することができ、同時
に位置検出器の取付は位置を負荷に合わせて設定すれば
効率の良い運転が行なえるものである。
子と回転子とのエアギャップが不均一なＣ型鉄心または
スケルトン型の鉄心と、この鉄心を介して回転子に回転
磁界を与える固定子巻線と、回転子の回転位置を検出す
る位置検出センサと、この位置検出センサの出力に基づ
いて固定子巻線への通電方向を切換える制御部とな備え
、鉄心の極分離部及び位置検出センサの取り付は位置を
回転軸を中心とした電気角で所定角度ずらしたので、小
型の単相ブラシレスモータを構成することができ、同時
に位置検出器の取付は位置を負荷に合わせて設定すれば
効率の良い運転が行なえるものである。
第１図は本発明の実施例を示す電動機の正面図、第２図
は他の実施例を示す電動機の正面図、第３図は本発明の
実施例に用いる制御部の電気回路図、第４図は第３図の
比較器の出力を示す説明図、第５図は本発明のさらに他
の実施例を示す正面図である。 （１）・・・回転軸、 （２）・・・回転子鉄心、 （
３）（４）・・・永久磁石、 （５）・・・回転子、
（６）・・・Ｃ型鉄心、 （７）・・・スケルトン型の
鉄心、 （８）・・・固定子巻線、 （９）・・・位置
検出センサ、 （ト）・・・極分離部。
は他の実施例を示す電動機の正面図、第３図は本発明の
実施例に用いる制御部の電気回路図、第４図は第３図の
比較器の出力を示す説明図、第５図は本発明のさらに他
の実施例を示す正面図である。 （１）・・・回転軸、 （２）・・・回転子鉄心、 （
３）（４）・・・永久磁石、 （５）・・・回転子、
（６）・・・Ｃ型鉄心、 （７）・・・スケルトン型の
鉄心、 （８）・・・固定子巻線、 （９）・・・位置
検出センサ、 （ト）・・・極分離部。
Claims (1)
- （１）複数極の永久磁石を有する回転子と、回転子との
エアギャップが不均一なＣ型鉄心またはスケルトン型の
鉄心と、この鉄心を介して回転子に回転磁界を与える固
定子巻線と、回転子の回転位置を検出する位置検出セン
サと、この位置検出センサの出力に基づいて固定子巻線
への通電方向を切換える制御部とを備え、鉄心の極分離
部及び位置検出センサの取付け位置を回転軸を中心とし
た電気角で所定角度ずらしたことを特徴とする小型電動
機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13876084A JPS6118340A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 小型電動機 |
| US06/694,166 US4600864A (en) | 1984-02-01 | 1985-01-23 | Easily restarted brushless DC motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13876084A JPS6118340A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 小型電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6118340A true JPS6118340A (ja) | 1986-01-27 |
Family
ID=15229540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13876084A Pending JPS6118340A (ja) | 1984-02-01 | 1984-07-04 | 小型電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6118340A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174545A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 小型ブラシレスモ−タ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521410A (en) * | 1975-06-18 | 1977-01-07 | Danfoss As | Brushless dc motor |
| JPS5728561A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-16 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Brushless motor |
-
1984
- 1984-07-04 JP JP13876084A patent/JPS6118340A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521410A (en) * | 1975-06-18 | 1977-01-07 | Danfoss As | Brushless dc motor |
| JPS5728561A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-16 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Brushless motor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174545A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 小型ブラシレスモ−タ |
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