JPS62155787A - 直流無刷子電動機 - Google Patents
直流無刷子電動機Info
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- JPS62155787A JPS62155787A JP60292915A JP29291585A JPS62155787A JP S62155787 A JPS62155787 A JP S62155787A JP 60292915 A JP60292915 A JP 60292915A JP 29291585 A JP29291585 A JP 29291585A JP S62155787 A JPS62155787 A JP S62155787A
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- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 13
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は直流無刷子電動機に係り、特に、永久磁石回転
子と、この回転子と空隙を介して対向設置される固定子
と、上記回転子の磁極位置を検出する位置検出器と、こ
の位置検出器の出力に応じた電流を上記固定子に巻装さ
れた励磁巻線に通電する通電制御装置とを備えて回転子
を駆動する小形の直流無刷子電動機に関するもので、電
動機の効率すなわち入力に対する出力の割合を増大させ
ることを図ったもので、例えば、小形の空冷用ファン等
の駆動源として用いることができる。
子と、この回転子と空隙を介して対向設置される固定子
と、上記回転子の磁極位置を検出する位置検出器と、こ
の位置検出器の出力に応じた電流を上記固定子に巻装さ
れた励磁巻線に通電する通電制御装置とを備えて回転子
を駆動する小形の直流無刷子電動機に関するもので、電
動機の効率すなわち入力に対する出力の割合を増大させ
ることを図ったもので、例えば、小形の空冷用ファン等
の駆動源として用いることができる。
小形の空冷用ファンの駆動源に用いる直流無刷予電動機
には、回転子位置検出器が１個の一相式が多く用いられ
、−相当りの通電期間が電気角で１８０度となっている
。この通電方式では、通電の切替え点において電磁トル
クが発生しないので、回転子と固定子間の空隙長に差を
設けたり、又は回転子の永久磁石面に対向する位置に磁
性材料を付加したりして、レラクタンストルクにより電
磁トルクを補う構成が採用される。そして４通電の切替
え点では、励磁巻線に発生する逆起電力は零に、励磁巻
線に流れる電流は最大となり１通電期間の中心では、逆
起電力は最大に、励磁巻線電流は最小となる。この場合
、トルクの発生にさほど寄与しない通電期間の初期と終
期を無通電状態にすること、すなわち、通電期間の１８
０度を、例えば初期の０〜２０度間と終期の１６０〜１
８０度間は無通電状態にして中央部の２０〜１６０度間
のみ通電すること、により電動機の効率、すなわち、入
力に対する出力の割合が増大することは良く知られてい
る。
には、回転子位置検出器が１個の一相式が多く用いられ
、−相当りの通電期間が電気角で１８０度となっている
。この通電方式では、通電の切替え点において電磁トル
クが発生しないので、回転子と固定子間の空隙長に差を
設けたり、又は回転子の永久磁石面に対向する位置に磁
性材料を付加したりして、レラクタンストルクにより電
磁トルクを補う構成が採用される。そして４通電の切替
え点では、励磁巻線に発生する逆起電力は零に、励磁巻
線に流れる電流は最大となり１通電期間の中心では、逆
起電力は最大に、励磁巻線電流は最小となる。この場合
、トルクの発生にさほど寄与しない通電期間の初期と終
期を無通電状態にすること、すなわち、通電期間の１８
０度を、例えば初期の０〜２０度間と終期の１６０〜１
８０度間は無通電状態にして中央部の２０〜１６０度間
のみ通電すること、により電動機の効率、すなわち、入
力に対する出力の割合が増大することは良く知られてい
る。
しかし、電動機の起動時には、通電期間の初期と終期を
無通電として１８０度より小さい通電角では、起動特性
が悪く、場合によっては起動できない不都合も生じる。
無通電として１８０度より小さい通電角では、起動特性
が悪く、場合によっては起動できない不都合も生じる。
これを解決するには、電動機速度がある回転数に達する
までは、１８０度の通電状態にしておくことが必要であ
る。なお、この種の電動機についての先順に実願昭５９
−１０５１６０号がある。
までは、１８０度の通電状態にしておくことが必要であ
る。なお、この種の電動機についての先順に実願昭５９
−１０５１６０号がある。
本発明の目的は、簡単な回路構成を備えた通電制御装置
により、１８０度の通電角のうちの初期と終期を無通電
状態にすることを実現すると共に。
により、１８０度の通電角のうちの初期と終期を無通電
状態にすることを実現すると共に。
ある設定回転数以下の回転数で運転されている領域では
１８０度の通電角とすることができ、これにより、起動
特性を低下させずに電動機効率を増大させることのでき
る直流無刷子電動機を提供することにある。
１８０度の通電角とすることができ、これにより、起動
特性を低下させずに電動機効率を増大させることのでき
る直流無刷子電動機を提供することにある。
本発明では、上記目的を達成するために、位置検出器の
出力信号に同期した鋸歯状波電圧信号を発生する鋸歯状
波発生回路と、発生した鋸歯状波電圧信号を平滑する平
滑回路と、上記鋸歯状波電圧を一定分圧比で分圧して得
られる分圧電圧Ｖと上記平滑回路出力電圧をそれぞれ一
定の２つの分圧比で分圧して得られる分圧電圧Ｖいｖ２
とを比較してＶの大きさがＶ□とｖ２の間にある時に出
力を発生する第１の比較器と、定常回転時の上記平滑回
路出力電圧より大きな電圧値に設定される設定電圧と平
滑回路出力電圧とを比較して平滑回路出力電圧の方が大
きい時に出力を発生する第２の比較器と、上記第１、第
２の比較器のいずれかにより出力が発生している時に前
記位置検出器出力を固定子励磁巻線に通電させるゲート
回路とを備えた通電制御装置とする。
出力信号に同期した鋸歯状波電圧信号を発生する鋸歯状
波発生回路と、発生した鋸歯状波電圧信号を平滑する平
滑回路と、上記鋸歯状波電圧を一定分圧比で分圧して得
られる分圧電圧Ｖと上記平滑回路出力電圧をそれぞれ一
定の２つの分圧比で分圧して得られる分圧電圧Ｖいｖ２
とを比較してＶの大きさがＶ□とｖ２の間にある時に出
力を発生する第１の比較器と、定常回転時の上記平滑回
路出力電圧より大きな電圧値に設定される設定電圧と平
滑回路出力電圧とを比較して平滑回路出力電圧の方が大
きい時に出力を発生する第２の比較器と、上記第１、第
２の比較器のいずれかにより出力が発生している時に前
記位置検出器出力を固定子励磁巻線に通電させるゲート
回路とを備えた通電制御装置とする。
本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明する。第
１図は要部のブロック構成図、第２図は定常回転時の第
１図中の主要部信号波形図、第３図は起動から定常回転
に至るまでの第１図中の主要部信号波形図、第４図は本
発明電動機を小形の空冷用ファンの駆動源に使用する場
合の一例を示す断面図である。まず、第４図について説
明する。
１図は要部のブロック構成図、第２図は定常回転時の第
１図中の主要部信号波形図、第３図は起動から定常回転
に至るまでの第１図中の主要部信号波形図、第４図は本
発明電動機を小形の空冷用ファンの駆動源に使用する場
合の一例を示す断面図である。まず、第４図について説
明する。
これは、固定子４の磁極数が２極で、磁極にそれぞれ励
磁巻線５が巻装されており、永久磁石回転子９の磁極位
置を検出する位置検出器１０が１側設けられ、この位置
検出器１０の出力に応じた電流を通電制御装置１８内の
ゲート回路（第１図で説明するゲート回路６０）を介し
て各励磁巻線５に通電する例である。第４図において、
１は風胴ケース、２は電動機を支持する支持脚、３はフ
ァンブレードである。６は回転子軸で１回転子ボス７を
介して、磁気ヨークを兼ねる回転子ハブ８の中心部に配
置される。回転子ハブ８の円筒部の内径側に永久磁石回
転子９が取付けられている。固定子４は、ブラケット１
２の外周に固着されており、ブラケット１２はその一方
端が電動機のカバー板３の中心部に固定状に保持されて
、固定子４の外周面と永久磁石回転子９の内周面とが小
空隙を介して対向するようになっている。１４．１５を
軸受で、ブラケット１２の内径部に保持され、回転子軸
６を回転自在に支承する６位置検出器１０は、固定子４
の鉄心端面から軸方向に小間隔だけ離れた位置で、しか
も、永久磁石回転子９の内径面と小空隙を介して向き合
う位置に、印刷基板１６上に適当な高さの取付台を介し
て取付けられる。印刷基板１６はカバー板１３に固着さ
れている。通電制御装置１８は印刷基板１６に装着され
ており、前述のように、位置検出器１０の出力信号を受
けてこの出力信号に応じた電流を固定子の各励磁巻線に
通電する。１７はファンブレード３を電動機に取付ける
ためのハブで、回転子ハブ８と一体的に回転するように
回転子ハブ８の外周に設けられる。
磁巻線５が巻装されており、永久磁石回転子９の磁極位
置を検出する位置検出器１０が１側設けられ、この位置
検出器１０の出力に応じた電流を通電制御装置１８内の
ゲート回路（第１図で説明するゲート回路６０）を介し
て各励磁巻線５に通電する例である。第４図において、
１は風胴ケース、２は電動機を支持する支持脚、３はフ
ァンブレードである。６は回転子軸で１回転子ボス７を
介して、磁気ヨークを兼ねる回転子ハブ８の中心部に配
置される。回転子ハブ８の円筒部の内径側に永久磁石回
転子９が取付けられている。固定子４は、ブラケット１
２の外周に固着されており、ブラケット１２はその一方
端が電動機のカバー板３の中心部に固定状に保持されて
、固定子４の外周面と永久磁石回転子９の内周面とが小
空隙を介して対向するようになっている。１４．１５を
軸受で、ブラケット１２の内径部に保持され、回転子軸
６を回転自在に支承する６位置検出器１０は、固定子４
の鉄心端面から軸方向に小間隔だけ離れた位置で、しか
も、永久磁石回転子９の内径面と小空隙を介して向き合
う位置に、印刷基板１６上に適当な高さの取付台を介し
て取付けられる。印刷基板１６はカバー板１３に固着さ
れている。通電制御装置１８は印刷基板１６に装着され
ており、前述のように、位置検出器１０の出力信号を受
けてこの出力信号に応じた電流を固定子の各励磁巻線に
通電する。１７はファンブレード３を電動機に取付ける
ためのハブで、回転子ハブ８と一体的に回転するように
回転子ハブ８の外周に設けられる。
次に、第１図および第２図により、定常回転数に達した
後の通電制御動作について述べる６位置検出器１０の出
力信号（１０）、（１１） （第２図に示すように逆
相関係にある）が、ゲート回路６０内の論理積回路６Ｌ
６３の一方の入力端にそれぞれ入力されると同時に、
鋸歯状波発生回路２０にも入力される。鋸歯状波発生回
路２０は、位置検出器１０の出力信号に同期した鋸歯状
波電圧信号（２０）を発生すると共に、この電圧信号（
２０）のビークルピーク間電圧値を一定分圧比１例えば
１／２、に分圧して得られる分圧電圧信号（２１）
（電圧値をＶとする〕を出力する。平滑回路３０は、鋸
歯状波発生回路２０の発生電圧信号（２０）を受けて平
滑し、平滑出力信号（３０）を出力すると共に、この出
力信号（３０）電圧値を２つの分圧比、例えば１１５と
４１５、でそれぞれ分圧して得られる分圧電圧信号（３
１）、（３２）’ （電圧値を■１、■２とする〕を出
力する。４０は第１の比較器で、鋸歯状波発生回路２０
からの分圧出力電圧（２１） （大きさ■〕と、平滑
回路３０からの分圧出力電圧（３１） （大きさＶ １
）とを比較してｖ＞ｖ工の時出力を発生する比較器４
１と、上記の分圧出力電圧（２１） （大きさＶ〕と
（３２） （大きさＶ、）とを比較してＶ２＞Ｖの時
に出力を発生する比較器４２と、これらの比較器４１．
４２がいずれも出力を発生する時のみ出力を発生する論
理積回路４３とで構成される。つまり、第１の比較器４
０は、 Ｖ２＞Ｖ＞Ｖ工が成立する時に出力信号（４０
）を発生する。この出力信号（４０）が論理和回路６１
を通ってゲート回路６０内の各論理積回路６２．６３の
それぞれの他方の入力端に入力され、この論理積回路６
２．６３の各出力信号が、電動機固定子の各励磁巻線通
電信号となる。このようにして、位置検出器１０の出力
に同期した鋸歯状波電圧の、負のピーク値に近い１１５
期間と、正のピーク値に近い１１５期間とを除いた中間
の３１５期間でのみ励磁巻線に通電されることになり１
位置検出器出力の切替え点近辺では通電が遮断され、電
動機効率が増大する。ここで、比較の基準に用いる分圧
出力電圧値ｖ１、■２は鋸歯状波出力電圧に比例してい
るため、電動機の負荷条件が変化して回転数が変化した
場合でも、通電期間を容易に一定に保つことができる。
後の通電制御動作について述べる６位置検出器１０の出
力信号（１０）、（１１） （第２図に示すように逆
相関係にある）が、ゲート回路６０内の論理積回路６Ｌ
６３の一方の入力端にそれぞれ入力されると同時に、
鋸歯状波発生回路２０にも入力される。鋸歯状波発生回
路２０は、位置検出器１０の出力信号に同期した鋸歯状
波電圧信号（２０）を発生すると共に、この電圧信号（
２０）のビークルピーク間電圧値を一定分圧比１例えば
１／２、に分圧して得られる分圧電圧信号（２１）
（電圧値をＶとする〕を出力する。平滑回路３０は、鋸
歯状波発生回路２０の発生電圧信号（２０）を受けて平
滑し、平滑出力信号（３０）を出力すると共に、この出
力信号（３０）電圧値を２つの分圧比、例えば１１５と
４１５、でそれぞれ分圧して得られる分圧電圧信号（３
１）、（３２）’ （電圧値を■１、■２とする〕を出
力する。４０は第１の比較器で、鋸歯状波発生回路２０
からの分圧出力電圧（２１） （大きさ■〕と、平滑
回路３０からの分圧出力電圧（３１） （大きさＶ １
）とを比較してｖ＞ｖ工の時出力を発生する比較器４
１と、上記の分圧出力電圧（２１） （大きさＶ〕と
（３２） （大きさＶ、）とを比較してＶ２＞Ｖの時
に出力を発生する比較器４２と、これらの比較器４１．
４２がいずれも出力を発生する時のみ出力を発生する論
理積回路４３とで構成される。つまり、第１の比較器４
０は、 Ｖ２＞Ｖ＞Ｖ工が成立する時に出力信号（４０
）を発生する。この出力信号（４０）が論理和回路６１
を通ってゲート回路６０内の各論理積回路６２．６３の
それぞれの他方の入力端に入力され、この論理積回路６
２．６３の各出力信号が、電動機固定子の各励磁巻線通
電信号となる。このようにして、位置検出器１０の出力
に同期した鋸歯状波電圧の、負のピーク値に近い１１５
期間と、正のピーク値に近い１１５期間とを除いた中間
の３１５期間でのみ励磁巻線に通電されることになり１
位置検出器出力の切替え点近辺では通電が遮断され、電
動機効率が増大する。ここで、比較の基準に用いる分圧
出力電圧値ｖ１、■２は鋸歯状波出力電圧に比例してい
るため、電動機の負荷条件が変化して回転数が変化した
場合でも、通電期間を容易に一定に保つことができる。
次に、電動機の起動時のことを考えである回転数に到達
するまでは、１８０度の通電角としておく必要があるこ
とは前述した通りであるが、これを実現するための実施
例回路構成とその動作を第１図、第３図により述べる。
するまでは、１８０度の通電角としておく必要があるこ
とは前述した通りであるが、これを実現するための実施
例回路構成とその動作を第１図、第３図により述べる。
５０は電圧設定回路で、定常回転数における平滑回路の
出力電圧（３０）より大きな電圧値に設定された設定電
圧信号（５０）を出力する。４５は第２の比較器で、こ
の設定電圧（５０）と、平滑回路出力電圧（３０）とを
比較し、設定電圧（５０）より平滑回路出力電圧（３０
）の方が大きい時に出力信号（４５）を発生する。この
出力信号（４５）が論理和回路６１を通ってゲート回路
６０内の各論理積回路６２．６３のそのぞれの他方端に
入力され、励磁巻線を通電制御する。これにより、設定
電圧（５０）値に対応する回転数に達するまでは１８０
度通電となり、円滑な起動が実現し、通常回転数に到達
後は、第１の比較器４０の動作により、通電期間の初期
と終期とが無通電状態となる制御となり、電動機の高効
率化が実現される。
出力電圧（３０）より大きな電圧値に設定された設定電
圧信号（５０）を出力する。４５は第２の比較器で、こ
の設定電圧（５０）と、平滑回路出力電圧（３０）とを
比較し、設定電圧（５０）より平滑回路出力電圧（３０
）の方が大きい時に出力信号（４５）を発生する。この
出力信号（４５）が論理和回路６１を通ってゲート回路
６０内の各論理積回路６２．６３のそのぞれの他方端に
入力され、励磁巻線を通電制御する。これにより、設定
電圧（５０）値に対応する回転数に達するまでは１８０
度通電となり、円滑な起動が実現し、通常回転数に到達
後は、第１の比較器４０の動作により、通電期間の初期
と終期とが無通電状態となる制御となり、電動機の高効
率化が実現される。
本発明によれば、回転子位置検出器１個の一相式の直流
無刷子電動機の効率を、−相当りの通電期間の初期と終
期とで無通電状態とすることで、１８０度通電の場合に
比較して、増大させることができ、しかも、起動時およ
びある回転数に到達するまでの低速運転時は自動的に１
８０度通電に切替えられる構成であるので起動特性を悪
化させることはない。
無刷子電動機の効率を、−相当りの通電期間の初期と終
期とで無通電状態とすることで、１８０度通電の場合に
比較して、増大させることができ、しかも、起動時およ
びある回転数に到達するまでの低速運転時は自動的に１
８０度通電に切替えられる構成であるので起動特性を悪
化させることはない。
第１図は本発明の一実施例のブロック構成図、第２図お
よび第３図は本発明の動作説明用の第１図中各部信号の
波形図、第４図は本発明による電動機の一例を示す断面
図である。 くむ号の説明〉
よび第３図は本発明の動作説明用の第１図中各部信号の
波形図、第４図は本発明による電動機の一例を示す断面
図である。 くむ号の説明〉
Claims (1)
- 永久磁石回転子と、この回転子と空隙を介して対向設置
される固定子と、上記回転子の磁極位置を検出する位置
検出器と、この位置検出器の出力に応じた電流を上記固
定子に巻装された励磁巻線に通電する通電制御装置とを
備えて上記回転子を駆動する直流無刷子電動機において
、位置検出器の出力信号に同期した鋸歯状波電圧信号を
発生する鋸歯状波発生回路と、発生した鋸歯状波電圧信
号を平滑する平滑回路と、上記鋸歯状波電圧を一定分圧
比で分圧して得られる分圧電圧Ｖと上記平滑回路出力電
圧をそれぞれ一定の２つの分圧比で分圧して得られる分
圧電圧Ｖ＿１、Ｖ＿２とを比較してＶの大きさがＶ＿１
とＶ＿２の間にある時に出力を発生する第１の比較器と
、定常回転時の上記平滑回路出力電圧より大きな電圧値
に設定される設定電圧と平滑回路出力電圧とを比較して
平滑回路出力電圧の方が大きい時に出力を発生する第２
の比較器と、上記第１、第２の比較器のいずれかにより
出力が発生している時に前記位置検出器出力を固定子励
磁巻線に通電させるゲート回路とを備えた通電制御装置
としたことを特徴とする直流無刷子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60292915A JPS62155787A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 直流無刷子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60292915A JPS62155787A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 直流無刷子電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62155787A true JPS62155787A (ja) | 1987-07-10 |
Family
ID=17788043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60292915A Pending JPS62155787A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 直流無刷子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62155787A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009189225A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-08-20 | Seiko Epson Corp | 電動機の駆動制御回路 |
| JP2013118816A (ja) * | 2007-07-03 | 2013-06-13 | Seiko Epson Corp | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60292915A patent/JPS62155787A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009189225A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-08-20 | Seiko Epson Corp | 電動機の駆動制御回路 |
| JP2013118816A (ja) * | 2007-07-03 | 2013-06-13 | Seiko Epson Corp | 半導体装置 |
| JP2013146187A (ja) * | 2007-07-03 | 2013-07-25 | Seiko Epson Corp | 電動機の駆動制御回路、電動機、及び、装置 |
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