JPS6126461A - Rotating speed detector of motor - Google Patents

Rotating speed detector of motor

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Publication number
JPS6126461A
JPS6126461A JP14681884A JP14681884A JPS6126461A JP S6126461 A JPS6126461 A JP S6126461A JP 14681884 A JP14681884 A JP 14681884A JP 14681884 A JP14681884 A JP 14681884A JP S6126461 A JPS6126461 A JP S6126461A
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JP
Japan
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conductor
motor
terminal
speed detection
magnetic flux
Prior art date
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Pending
Application number
JP14681884A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Mitamura
三田村 正博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/14Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with speed sensing devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately detect the rotating speed of a motor with a simple and inexpensive constitution by folding and disposing a conductor of rectangular shape for generating a speed detection signal so as to superpose the rise and the fall of the rectangular shape. CONSTITUTION:A conductor for generating a speed detection signal is circulated at the conductor 11-1 of front side from a terminal T1 to an intermediate terminal CT clockwise, connected with the conductor 11-2 of back side at the terminal CT, and circulated from the terminal CT to a terminal T2 counterclockwise. The conductors 11-1 and 11-2 are folded in a zigzag shape, and reversed at the rises and falls of front and back sides. Further, the sum of the areas of a range crossing the leakage magnetic flux from a drive coil becomes substantially the same at the conductors 11-1 and 11-2 of front and back sides.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、モータの回転速度検出装置に関し、特にロー
タが環状マグネットで、ステータが駆動コイルであるモ
ータに好適な回転速度検出装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a rotational speed detection device for a motor, and particularly to a rotational speed detection device suitable for a motor in which the rotor is an annular magnet and the stator is a drive coil. .

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来より、ロータが環状マグネットで、ステータが駆動
コイルであるモータの回転速度を検出するものとして、
磁気的手段により検出を行う装置が用いられている。磁
気的な検出手段には、円周方向に多極着磁された環状マ
グネットからなるロータに対向して、ロータの回、転に
従って移動する磁束が横切るように速度検出用の導体を
配置し、この導体の両端間に誘起される信号周期により
回転速度の検出を行う方法がある。
Conventionally, the rotor is an annular magnet and the stator is a drive coil.
Devices that perform detection by magnetic means are used. In the magnetic detection means, a conductor for speed detection is arranged opposite to a rotor consisting of an annular magnet magnetized with multiple poles in the circumferential direction so that the magnetic flux that moves as the rotor rotates crosses it. There is a method of detecting the rotational speed based on the signal period induced between both ends of this conductor.

上記の方法では、ロータに回転力を与えるための駆動コ
イル電流による漏洩磁束で、速度検出用の導体に、駆動
コイル電流切替周波数に比例したノイズが重畳するため
に速度検出装置のS/N比が低下して、回転速度の検出
精度が低下する。
In the above method, noise proportional to the switching frequency of the drive coil current is superimposed on the speed detection conductor due to the leakage magnetic flux caused by the drive coil current for applying rotational force to the rotor, so the S/N ratio of the speed detection device is decreases, and the rotational speed detection accuracy decreases.

第2図は、上述の回転速度検出装置を付加したモータの
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a motor to which the above-mentioned rotational speed detection device is added.

第2図において、1はベース、2,3はベアリング、4
は回転軸、5はマグネットホルダ、6は主磁極用環状−
マグネット、7は回転速度検出専用環状マグネット、8
はコア、9は駆動用コイル。
In Figure 2, 1 is the base, 2 and 3 are the bearings, and 4
is the rotating shaft, 5 is the magnet holder, and 6 is the annular shape for the main magnetic pole.
Magnet, 7 is an annular magnet dedicated to rotation speed detection, 8
is the core, and 9 is the drive coil.

10は基板である。10 is a substrate.

回転軸4は、ベアリング2,3を通してベース1で支持
され、マグネットホルダ5と固定されている。
The rotating shaft 4 is supported by the base 1 through bearings 2 and 3, and is fixed to a magnet holder 5.

マグネットホルダ5には、第2図に示すように、回転軸
4を中心として同心円状に配置された主磁極用の環状マ
グネット6と回転速度検出専用の環状マグネット7が取
付けられている。この環状マグネット6の同心円状に対
面して、ベース1と一体に取付けられたコア8およびコ
イル9が配置されている。また、環状マグネット7には
、円周方向に沿って所定数の磁極が並ぶように着磁され
ている。この環状マグネット7に対向して基板10がコ
ア8に取付けられいる。この基Fi10には第3図に示
すように、一連の速度検出信号発生用導体11がプリン
ト印刷配線されている。導体11は、環状マグネット7
の速度検出用磁極列と対向しており、複数個所で半径方
向に延びるように、すなわち回転する環状マグネット7
の検出用磁極列から発生する磁束が導体11の一部と鎖
交し、横切らせるために、ジグザグ状の構造である。ま
た、導体11の半径方向に延びる部分で誘起された電流
が互いに打消し合うことのないようにマグネット7のN
極およびS極の位置と導体11の半径方向に延びる部分
の位置には、相対的な位置関係を定めている。例えば、
導体11の半径方向の延びる部分のいずれか一つと、マ
グネット7のN極とが対向した場合、その両隣りの部分
がマグネット7の当該N極の両隣りのS極と対向するよ
うな位置関係にする。
As shown in FIG. 2, the magnet holder 5 is attached with an annular magnet 6 for a main magnetic pole and an annular magnet 7 dedicated to rotational speed detection, which are arranged concentrically around the rotating shaft 4. A core 8 and a coil 9, which are integrally attached to the base 1, are arranged concentrically facing the annular magnet 6. Further, the annular magnet 7 is magnetized so that a predetermined number of magnetic poles are lined up along the circumferential direction. A substrate 10 is attached to the core 8 facing the annular magnet 7. As shown in FIG. 3, a series of speed detection signal generating conductors 11 are printed and wired on this base Fi 10. As shown in FIG. The conductor 11 is connected to the annular magnet 7
An annular magnet 7 that faces the magnetic pole array for speed detection and extends in the radial direction at multiple locations, that is, rotates.
It has a zigzag structure so that the magnetic flux generated from the detection magnetic pole array interlinks with and crosses a part of the conductor 11. Furthermore, the N
A relative positional relationship is defined between the positions of the poles and S poles and the positions of the radially extending portions of the conductor 11. for example,
When one of the radially extending portions of the conductor 11 faces the north pole of the magnet 7, the positions on both sides thereof face the south poles on both sides of the north pole of the magnet 7. Make it.

このような構成において、マグネットホルダ5に取付け
られているマグネット7が回転すると、各磁極列から発
生する磁束が導体11と鎖交しながら横切るために、導
体11の両端には電圧が発生する。そして、この電圧の
周波数は、単位時間内に導体11を横断する磁束の変化
、すなわち、マグネット7の回転速度に比例するので、
その周波数からモータの回転速度を検出する。しかし、
回転力を与える駆動コイル9から発生する磁束も、導体
11に磁交するので、導体11の両端には、ノイズ成分
である駆動用コイル9からの電圧が重畳される。
In such a configuration, when the magnet 7 attached to the magnet holder 5 rotates, the magnetic flux generated from each magnetic pole array crosses the conductor 11 while interlinking with the conductor 11, so that a voltage is generated at both ends of the conductor 11. Since the frequency of this voltage is proportional to the change in magnetic flux that crosses the conductor 11 within a unit time, that is, the rotation speed of the magnet 7,
The rotational speed of the motor is detected from that frequency. but,
Since the magnetic flux generated from the drive coil 9 that provides rotational force also crosses the conductor 11, the voltage from the drive coil 9, which is a noise component, is superimposed on both ends of the conductor 11.

第4図(a) 、 (b)は、第3図の導体11が受け
る駆動用コイル9からの漏れ磁束による影響を説明する
ための簡略図である。なお、信号成分を得るための導体
11のジグザグ状部分は一部省略している。また、(a
)図と(b)図の異なる点は、導体11の形状である。
FIGS. 4(a) and 4(b) are simplified diagrams for explaining the influence of leakage magnetic flux from the drive coil 9 on the conductor 11 in FIG. 3. Note that a zigzag portion of the conductor 11 for obtaining signal components is partially omitted. Also, (a
) and (b) are different in the shape of the conductor 11.

第4図(a) 、 (b)において、駆動用コイル9か
らの漏れ磁束がA領域を通過するものをφa、同様に、
B領域をφb、c領域をφCとした場合、第4図(a)
の場合には、φa、φb、φCのすべてが、導体11と
鎖交するので、導体11の両端に誘起するノイズ電圧c
Aは、 となる。
In FIGS. 4(a) and 4(b), the leakage magnetic flux from the drive coil 9 passing through area A is φa, and similarly,
If the B region is φb and the c region is φC, Fig. 4(a)
In this case, all of φa, φb, and φC interlink with the conductor 11, so the noise voltage c induced across the conductor 11
A becomes .

一方第4図(b)の場合には、φa、φbは上記と同様
であるが、φCは導体11と鎖交しないので、導体11
の両端に誘起するノイズ電圧BBは、となる。
On the other hand, in the case of FIG. 4(b), φa and φb are the same as above, but φC does not interlink with the conductor 11, so the conductor 11
The noise voltage BB induced across both ends of is as follows.

その結果、(2)式のeB’が、(1)式のeAより小
さくなることから、導体11の形状を変えることによっ
て、ノイズ成分は低減されるが、回転速度の検出精度を
向上させる点からは、無視することができないノイズ量
である。
As a result, eB' in equation (2) becomes smaller than eA in equation (1), so by changing the shape of the conductor 11, the noise component is reduced, but the detection accuracy of the rotational speed is improved. This is an amount of noise that cannot be ignored.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、このような従来の問題を改善し、簡単
かつ安価な方法により、高精度にモータの回転速度を検
出することができる回転速度検出装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotation speed detection device that can improve the conventional problems and detect the rotation speed of a motor with high precision using a simple and inexpensive method.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するため、本発明のモータの回転速度検
出装置は、ロータに主磁極用環状マグネットを、ステー
タスにモータ駆動用コイルを備えたモータの回転速度を
検出するために、磁束と鎖交する導体を用いた検出装置
において、上記導体に、矩形波状で右周回されている第
1の導体と、該第1の導体と同様の矩形波状で左周回さ
れている第2の導体を設け、上記2つの導体を矩形の立
上り(または、立下り)と立下り(または、立上り)が
互いに重畳するように配置し、折返すように接続して、
磁束と鎖交させていることに特徴がある。
In order to achieve the above object, the motor rotation speed detection device of the present invention is configured to detect the rotation speed of a motor having a main pole annular magnet on the rotor and a motor drive coil on the status. In a detection device using a conductor, the conductor is provided with a first conductor having a rectangular wave shape and circulating to the right, and a second conductor having a similar rectangular wave shape to the first conductor and circulating to the left, The above two conductors are arranged so that the rising edge (or falling edge) and falling edge (or rising edge) of the rectangular shape overlap each other, and are connected in a folded manner.
It is characterized by being interlinked with magnetic flux.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を、図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す速度検出信号発生用導
体の構造概略図である。
FIG. 1 is a schematic structural diagram of a speed detection signal generating conductor showing an embodiment of the present invention.

第1図において、実線で示された表側の導体11−1が
端子T1から中間端子CTまでを右廻りに1周した後、
中間端子CTにて、点線で示された裏側の導体11−2
に接続されて、中間端子C’Tから端子T2までを上記
とは逆の左廻りに1周する構造にする。
In FIG. 1, after the conductor 11-1 on the front side indicated by a solid line makes one circuit clockwise from the terminal T1 to the intermediate terminal CT,
At the intermediate terminal CT, the conductor 11-2 on the back side indicated by the dotted line
The structure is such that the circuit from the intermediate terminal C'T to the terminal T2 goes around once in the counterclockwise direction, which is the opposite of the above.

また、導体11−1および11−2は、第1図に示すよ
うに、ジグザグ状とし、表面と裏面の立上り(または立
下り)が反対方向となるようにする。
Further, as shown in FIG. 1, the conductors 11-1 and 11-2 are formed in a zigzag shape so that the rise (or fall) of the front and back surfaces are in opposite directions.

さらに、第4図(a)、 (b)に示すように駆動用コ
イル9からの漏れ磁束(φa、φb、φC)と鎖交する
A領域、B領域、C領域の面積和が、表側の導体11−
1と裏側の導体11−2において、はぼ同一となるよう
にする。このような構造にしたことで、ノイズ成分とな
る漏れ磁束φa、φb、φCとの鎖交′で導体11の両
端に誘起する電圧e(Hは、ec=−((φa+φb十
φC) t −(φδ+φb+φc))=O・・(3)となり、すな
わち表側の導体11−1に生ずる電圧と裏側の導体11
−2に生ずる電圧が、お互いに同じ大きさで、逆極性と
なるので、ノイズ電圧ecは零となる。これにより、端
子T l + T 2の出力信号から、高精度な回転速
度を得ることができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 4(a) and 4(b), the sum of areas of the A region, B region, and C region interlinked with the leakage magnetic flux (φa, φb, φC) from the drive coil 9 is Conductor 11-
1 and the conductor 11-2 on the back side are made to be almost the same. With this structure, the voltage e (H induced at both ends of the conductor 11 due to the linkage with the leakage magnetic fluxes φa, φb, and φC, which are noise components) is ec=−((φa+φb + φC) t − (φδ+φb+φc))=O...(3), that is, the voltage generated on the front side conductor 11-1 and the back side conductor 11
Since the voltages generated at -2 have the same magnitude and opposite polarity, the noise voltage ec becomes zero. Thereby, a highly accurate rotation speed can be obtained from the output signal of the terminals T l + T 2 .

一方、信号成分である前述した環状マグネット7の検出
用磁極列から発生する磁束により誘起する電圧は、表側
の導体11−1と裏側の導体11−2のジグザグ状を(
例えば1表側が山なら、裏側は谷)180度ずらして配
置しであるので、お互いに加算され、導体11が片側の
みの場合と比較して、2倍の大きさとなる。これにより
、端子Ti。
On the other hand, the voltage induced by the magnetic flux generated from the detection magnetic pole array of the annular magnet 7, which is a signal component, flows through the zigzag shape of the front conductor 11-1 and the back conductor 11-2 (
For example, if the front side is a mountain, the back side is a valley).Since they are arranged 180 degrees apart, they are added together, and the size is twice as large as when the conductor 11 is only on one side. This causes the terminal Ti.

T2の出力信号から回転速度を得る回路は、簡素なもの
にすることができる。
The circuit for obtaining the rotational speed from the output signal of T2 can be simple.

次に、上述の速度検出信号発生用導体11−1 。Next, the above-mentioned speed detection signal generating conductor 11-1.

11−2を実装する基板について述べる。The board on which 11-2 is mounted will be described.

前述の第2図においては、回転速度検出専用の環状マグ
ネット7に対向して、基板1oが取付けられているが、
第1図では、ノイズの低減、大きな出力が可能であるた
め、主磁極用環状マグネット6に対向するように、ベー
ス1側の端に基板を取付けて速度検出することが可能で
ある。その場合には当然、環状マグネット7は不用とな
る。
In the above-mentioned FIG. 2, the substrate 1o is mounted opposite the annular magnet 7 dedicated to rotational speed detection.
In FIG. 1, since it is possible to reduce noise and produce a large output, it is possible to detect the speed by attaching a board to the end of the base 1 so as to face the annular magnet 6 for the main pole. In that case, the annular magnet 7 is naturally unnecessary.

また、導体11−1および11−2を、基板の両面に配
置する方法でも良いが、片側にのみ導体をもつ基板2枚
を重ね合わせて配置する方法もある。
Further, the conductors 11-1 and 11-2 may be placed on both sides of the substrate, but there is also a method in which two substrates having conductors on only one side are placed one on top of the other.

さらに、基板はフィルムシート状のものでも良い。Furthermore, the substrate may be in the form of a film sheet.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、説明したように、本発明によれば、゛速度検出信
号発生用の矩形状にした導体を、矩形の立上りと立下り
が互いに重畳するように折返し配置させるので、漏れ磁
束による影響を受けることなく、大きな検出信号から高
精度なモータの回転速度を得ることができる。
As explained above, according to the present invention, since the rectangular conductor for generating the speed detection signal is arranged in a folded manner so that the rising and falling edges of the rectangle overlap each other, the conductor is not affected by leakage magnetic flux. Highly accurate motor rotational speed can be obtained from a large detection signal without any interference.

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

第1図は本発明の一実施例を示す速度検出信号発生用導
体の構造概略図、第2図は回転速度検出装置を附加した
モータの断面図、第3図は従来の速度検出信号発生用導
体の構成概略図、第4図(a)(b)は、漏れ磁束が導
体に与える影響を説明するための図である。 1:ベース、2,3:ベアリング、4:回転軸、5:マ
グネットホルダー、6:主磁極用環状マグネット、7:
回転速度検出専用環状マグネット、8:コア、9:駆動
用コイル、1o:基板、11゜第1図 第   2   図 第   3   図 Tl  ’l’ン
Fig. 1 is a schematic structural diagram of a speed detection signal generating conductor showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view of a motor equipped with a rotational speed detection device, and Fig. 3 is a conventional speed detection signal generating conductor. FIGS. 4(a) and 4(b), which are schematic diagrams of the structure of the conductor, are diagrams for explaining the influence of leakage magnetic flux on the conductor. 1: Base, 2, 3: Bearing, 4: Rotating shaft, 5: Magnet holder, 6: Annular magnet for main pole, 7:
Annular magnet exclusively for rotational speed detection, 8: Core, 9: Drive coil, 1o: Substrate, 11° Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. Tl 'l'n

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ロータに主磁極用環状マグネットを、ステータスにモー
タ駆動用コイルを、それぞれ備えたモータの回転速度を
検出するため、磁束と鎖交する導体を用いた検出装置に
おいて、上記導体に、矩形波状で右周回されている第1
の導体と、該第1の導体と同様の矩形波状で左周回され
ている第2の導体を設け、上記2つの導体を矩形の立上
り(または、立下り)と立下り(または、立上り)が互
いに重畳するように配置し、折返すように接続して、磁
束と鎖交させていることを特徴とするモータの回転速度
検出装置。
In order to detect the rotational speed of a motor that is equipped with a main pole annular magnet on the rotor and a motor drive coil on the status, a detection device using a conductor that interlinks with the magnetic flux has a rectangular waveform on the right side of the conductor. The first one being orbited
, and a second conductor having a rectangular wave shape similar to that of the first conductor and circulating to the left, and connecting the two conductors with rectangular rising (or falling) and falling (or falling) (or rising) A rotational speed detection device for a motor, characterized in that the device is arranged so as to overlap each other, connected in a folded manner, and interlinked with magnetic flux.
JP14681884A 1984-07-17 1984-07-17 Rotating speed detector of motor Pending JPS6126461A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01189516A (en) * 1988-01-26 1989-07-28 Yamaha Corp Magnetic resistance sensor for magnetic encoder
JPH0476167U (en) * 1990-11-16 1992-07-02

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