JPS6219117Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6219117Y2 JPS6219117Y2 JP1979053285U JP5328579U JPS6219117Y2 JP S6219117 Y2 JPS6219117 Y2 JP S6219117Y2 JP 1979053285 U JP1979053285 U JP 1979053285U JP 5328579 U JP5328579 U JP 5328579U JP S6219117 Y2 JPS6219117 Y2 JP S6219117Y2
- Authority
- JP
- Japan
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- rotation speed
- stator winding
- sensor
- rotor
- control element
- 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.)
- Expired
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 41
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は無刷子直流電動機に関する。
回転子の位置をセンサで検出し、各固定子巻線
に直列接続した半導体制御素子をセンサ制御回路
で開閉制御して各固定子巻線に順次電流を流して
回転子を駆動する方式の無刷子直流電動機におい
て、一般的には起動を良好に行うために固定子巻
線を多相結線して始動トルクを大きくしている
が、通常電動機の負荷は起動時に比べかなり小さ
いので起動後の使用状態における回転子の回転数
は高くなり過ぎる結果、従来は各固定子巻線の相
当数に直列に抵抗を設け、回転子の回転数を検知
するセンサを新たに設け起動時は抵抗をシヨート
状態にして起動性を良好にし、起動後においては
抵抗が入るようにして回転数を下げていたが、抵
抗から生ずる発熱のため電動機の効率が悪くな
り、また前記抵抗の近傍に配置した他の構成部品
は耐熱性を必要とし、更に該抵抗はワツト数を比
較的大きくとる必要があるため大型となり装置全
体が大型化する等の欠点が有つた。
に直列接続した半導体制御素子をセンサ制御回路
で開閉制御して各固定子巻線に順次電流を流して
回転子を駆動する方式の無刷子直流電動機におい
て、一般的には起動を良好に行うために固定子巻
線を多相結線して始動トルクを大きくしている
が、通常電動機の負荷は起動時に比べかなり小さ
いので起動後の使用状態における回転子の回転数
は高くなり過ぎる結果、従来は各固定子巻線の相
当数に直列に抵抗を設け、回転子の回転数を検知
するセンサを新たに設け起動時は抵抗をシヨート
状態にして起動性を良好にし、起動後においては
抵抗が入るようにして回転数を下げていたが、抵
抗から生ずる発熱のため電動機の効率が悪くな
り、また前記抵抗の近傍に配置した他の構成部品
は耐熱性を必要とし、更に該抵抗はワツト数を比
較的大きくとる必要があるため大型となり装置全
体が大型化する等の欠点が有つた。
本考案は前述した従来の欠点を解消した無刷子
直流電動機を提供することを目的とするもので、
起動時は多相結線した固定子巻線の全てに通電し
て起動性を良好ならしめ、起動後回転子が設定回
転数以上になつた際に多相結線した固定子巻線の
相当数を非通電として起動後の使用状態における
回転子の回転数を適正な値に下げるようにした無
刷子直流電動機を簡単な電子回路を付加するのみ
で安価に得られるようにしたものである。
直流電動機を提供することを目的とするもので、
起動時は多相結線した固定子巻線の全てに通電し
て起動性を良好ならしめ、起動後回転子が設定回
転数以上になつた際に多相結線した固定子巻線の
相当数を非通電として起動後の使用状態における
回転子の回転数を適正な値に下げるようにした無
刷子直流電動機を簡単な電子回路を付加するのみ
で安価に得られるようにしたものである。
以下本考案を図に示す一実施例について説明す
る。
る。
第１図は固定子巻線を３相に構成した場合の実
施例を示したもので、同図においてL1，L2，L3
は夫々第１、第２、第３の固定子巻線であり、各
固定子巻線L1，L2，L3は夫々第１、第２、第３
の半導体制御素子Tr1，Tr2，Tr3を直流電源１に
直列接続させる。図の例では前記各半導体制御素
子を夫々トランジスタTr1，Tr2及びTr3としてい
る。C1，C2及びC3は各トランジスタTr1，Tr2，
Tr3を保護するためのサージ吸収用コンデンサで
ある。尚Ｓは電動機駆動用のスイツチである。図
示しない回転子の位置を検出するセンサ２と、該
センサ２に発生する複数の出力信号に応じた信号
をそれぞれ出力するセンサ制御回路３とを設け、
該制御回路３の各出力を各相のトランジスタ
Tr1，Tr2，Tr3のベースに接続させる。前記セン
サ２は回転子の位置に同期したON，OFF周期の
信号Ｘ，Ｙ，Ｚを発生せしめるもので、例えば固
定子が３相で回転子が４極の場合には第２図に示
す如く30゜〜90゜及び210゜〜270゜でONする信
号Ｘと、90゜〜150゜及び270゜〜330゜でONする
信号Ｙと、150゜〜210゜及び330゜〜30゜でONす
る信号Ｚを回転子の位置に同期して順次発生せし
める。これらの信号Ｘ，Ｙ，ＺがONしている期
間センサ制御回路３により各トランジスタTr1，
Tr2，Tr3を夫々導通させ、各信号がOFFしてい
る期間は各トランジスタを遮断する。つまり各ト
ランジスタTr1，Tr2，Tr3は夫々センサ２の
ON，OFF周期の信号Ｘ，Ｙ，Ｚに対応した開閉
周期の信号を発生する。４は簡単な電子回路で構
成した回転速度検出装置であり、該検出装置４
は、抵抗９及びコンデンサ１０とから成る微分回
路５と、トランジスタ１１及びダイオード１２と
から成る整流回路６と、コンデンサ７と、トラン
ジスタ１３及び該トランジスタ１３のベース抵抗
１４，１５からなるレベル検知回路８とから構成
する。前記抵抗９を固定子巻線L2と該巻線L2に
直列接続したトランジスタTr2の接続点に接続す
ると共に前記トランジスタ１３のコレクタを固定
子巻線L3に直列接続したトランジスタTr3のベー
スとセンサ制御回路３の出力の接続点に接続させ
る。
施例を示したもので、同図においてL1，L2，L3
は夫々第１、第２、第３の固定子巻線であり、各
固定子巻線L1，L2，L3は夫々第１、第２、第３
の半導体制御素子Tr1，Tr2，Tr3を直流電源１に
直列接続させる。図の例では前記各半導体制御素
子を夫々トランジスタTr1，Tr2及びTr3としてい
る。C1，C2及びC3は各トランジスタTr1，Tr2，
Tr3を保護するためのサージ吸収用コンデンサで
ある。尚Ｓは電動機駆動用のスイツチである。図
示しない回転子の位置を検出するセンサ２と、該
センサ２に発生する複数の出力信号に応じた信号
をそれぞれ出力するセンサ制御回路３とを設け、
該制御回路３の各出力を各相のトランジスタ
Tr1，Tr2，Tr3のベースに接続させる。前記セン
サ２は回転子の位置に同期したON，OFF周期の
信号Ｘ，Ｙ，Ｚを発生せしめるもので、例えば固
定子が３相で回転子が４極の場合には第２図に示
す如く30゜〜90゜及び210゜〜270゜でONする信
号Ｘと、90゜〜150゜及び270゜〜330゜でONする
信号Ｙと、150゜〜210゜及び330゜〜30゜でONす
る信号Ｚを回転子の位置に同期して順次発生せし
める。これらの信号Ｘ，Ｙ，ＺがONしている期
間センサ制御回路３により各トランジスタTr1，
Tr2，Tr3を夫々導通させ、各信号がOFFしてい
る期間は各トランジスタを遮断する。つまり各ト
ランジスタTr1，Tr2，Tr3は夫々センサ２の
ON，OFF周期の信号Ｘ，Ｙ，Ｚに対応した開閉
周期の信号を発生する。４は簡単な電子回路で構
成した回転速度検出装置であり、該検出装置４
は、抵抗９及びコンデンサ１０とから成る微分回
路５と、トランジスタ１１及びダイオード１２と
から成る整流回路６と、コンデンサ７と、トラン
ジスタ１３及び該トランジスタ１３のベース抵抗
１４，１５からなるレベル検知回路８とから構成
する。前記抵抗９を固定子巻線L2と該巻線L2に
直列接続したトランジスタTr2の接続点に接続す
ると共に前記トランジスタ１３のコレクタを固定
子巻線L3に直列接続したトランジスタTr3のベー
スとセンサ制御回路３の出力の接続点に接続させ
る。
上記構成において次に作動を説明する。起動ス
タート時においてスイツチＳの投入によりセンサ
制御回路３に直流電源１の電圧が印加されると、
例えば回転子の位置が該信号ＸのON期間にあれ
ばセンサ２とセンサ制御回路３により第１のトラ
ンジスタTr1が導通し、電源１→スイツチＳ→固
定子巻線L1→トランジスタTr1→接地の回路が形
成されて固定子巻線L1が通電し回転子を駆動さ
せ、回転子が該信号ＹのON期間に入ると前記ト
ランジスタTr1は遮断し第２のトランジスタTr2
が導通するため固定子巻線L2が通電し、次いで
回転子が該信号ＺのON期間に入ると第３のトラ
ンジスタTr3が導通して固定子巻線L3が通電す
る。つまりセンサ２とセンサ制御回路３により各
トランジスタTr1，Tr2，Tr3を所定の順序で所定
の期間開閉制御して、各固定子巻線L1，L2，L3
の全てに順次電流を流し起動時の電動機の起動性
を良好ならしめている。ここで第２のトランジス
タTr2が閉→開になると電源１の電圧が該トラン
ジスタTr2のコレクタに印加され、抵抗９及びコ
ンデンサ１０からなる微分回路５を介し直列接続
した整流回路６のトランジスタ１１のベースに微
分電圧が発生し、極く短時間のみトランジスタ１
１を導通し、その間コンデンサ７は電源１により
充電される。次にトランジスタTr2が開→閉にな
るとコンデンサ７の充電電荷はダイオード１２→
コンデンサ１０→抵抗９→トランジスタTr2→接
地の回路及び抵抗１４→抵抗１５→接地の回路に
より放電するが充電電荷はわずかに残つており、
電動機の起動後回転子の回転数が上昇してくるに
ともないトランジスタTr2の開閉周期が早くなる
ためコンデンサ７の電荷は除々に上昇し、該コン
デンサ７の放電によりレベル検知回路８のトラン
ジスタ１３のベースに印加される電圧が該トラン
ジスタ１３の動作電圧以上になるとトランジスタ
１３が導通し、その結果第３のトランジスタTr3
のベースはトランジスタ１３を介し接地されるの
で、センサ２から発生する信号ＺのONあるいは
OFF状態にかかわらず該トランジスタTr3は遮断
し固定子巻線L3への通電を遮断して回転子の駆
動は固定子巻線L1及びL2のみの通電制御により
行いその後の通常使用状態における回転子の回転
数を適正な値に下げるようにしたものである。第
３図はトルクと回転数の関係を示した特性図で、
Ａは３相結線した固定子巻線の全てに順次通電し
た場合の特性を示し、Ｂは２相のみの場合の特性
を示す。Ｃは本考案における特性であり、起動ス
タート時（回転数０）においては３相結線した固
定子巻線の全てに順次通電するので特性はＡと一
致するが、回転子が設定回転数Ｎになりコンデン
サ７の電荷が上昇し、該コンデンサ７の放電によ
りトランジスタ１３のベースに印加される電圧が
該トランジスタ１３の動作電圧になると固定子巻
線L3への通電を遮断するので固定子巻線への通
電は２相となり回転子の回転数がＮ点以上で特性
はＢと一致する。従つて起動スタート時は始動ト
ルクを大きくして起動性を良好にし、起動後の使
用状態の負荷Ｔにおける回転子の回転数はＮAか
ら適正な回転数ＮCに下げることが可能となる。
固定子巻線L3への通電は起動時のみであるので
極く短時間の通電となるため固定子巻線L3の巻
数を少なくすることが可能となり安価なものとな
る。尚回転子の回転数が設定回転数Ｎ以上になる
と固定子巻線L3が非通電になるので各固定子巻
線L1，L2，L3の全てが非通電になる期間（本考
案の実施例においては150゜〜210゜及び330゜〜
30゜の期間）が生じるが、その期間は回転子の慣
性により駆動させることが充分可能な回転数に前
記設定回転数Ｎを決めれば良く、トランジスタ１
３のベース抵抗１４及び１５を適当な値にするこ
とにより設定回転数Ｎが得られる。又実施例にお
いては固定子巻線を３相に構成した場合について
説明してきたが、これに限定されるものではなく
相数はいくつでも良く、更に設定回転数Ｎにて非
通電とする固定子巻線も１つに限定されず複数個
でもかまわない。
タート時においてスイツチＳの投入によりセンサ
制御回路３に直流電源１の電圧が印加されると、
例えば回転子の位置が該信号ＸのON期間にあれ
ばセンサ２とセンサ制御回路３により第１のトラ
ンジスタTr1が導通し、電源１→スイツチＳ→固
定子巻線L1→トランジスタTr1→接地の回路が形
成されて固定子巻線L1が通電し回転子を駆動さ
せ、回転子が該信号ＹのON期間に入ると前記ト
ランジスタTr1は遮断し第２のトランジスタTr2
が導通するため固定子巻線L2が通電し、次いで
回転子が該信号ＺのON期間に入ると第３のトラ
ンジスタTr3が導通して固定子巻線L3が通電す
る。つまりセンサ２とセンサ制御回路３により各
トランジスタTr1，Tr2，Tr3を所定の順序で所定
の期間開閉制御して、各固定子巻線L1，L2，L3
の全てに順次電流を流し起動時の電動機の起動性
を良好ならしめている。ここで第２のトランジス
タTr2が閉→開になると電源１の電圧が該トラン
ジスタTr2のコレクタに印加され、抵抗９及びコ
ンデンサ１０からなる微分回路５を介し直列接続
した整流回路６のトランジスタ１１のベースに微
分電圧が発生し、極く短時間のみトランジスタ１
１を導通し、その間コンデンサ７は電源１により
充電される。次にトランジスタTr2が開→閉にな
るとコンデンサ７の充電電荷はダイオード１２→
コンデンサ１０→抵抗９→トランジスタTr2→接
地の回路及び抵抗１４→抵抗１５→接地の回路に
より放電するが充電電荷はわずかに残つており、
電動機の起動後回転子の回転数が上昇してくるに
ともないトランジスタTr2の開閉周期が早くなる
ためコンデンサ７の電荷は除々に上昇し、該コン
デンサ７の放電によりレベル検知回路８のトラン
ジスタ１３のベースに印加される電圧が該トラン
ジスタ１３の動作電圧以上になるとトランジスタ
１３が導通し、その結果第３のトランジスタTr3
のベースはトランジスタ１３を介し接地されるの
で、センサ２から発生する信号ＺのONあるいは
OFF状態にかかわらず該トランジスタTr3は遮断
し固定子巻線L3への通電を遮断して回転子の駆
動は固定子巻線L1及びL2のみの通電制御により
行いその後の通常使用状態における回転子の回転
数を適正な値に下げるようにしたものである。第
３図はトルクと回転数の関係を示した特性図で、
Ａは３相結線した固定子巻線の全てに順次通電し
た場合の特性を示し、Ｂは２相のみの場合の特性
を示す。Ｃは本考案における特性であり、起動ス
タート時（回転数０）においては３相結線した固
定子巻線の全てに順次通電するので特性はＡと一
致するが、回転子が設定回転数Ｎになりコンデン
サ７の電荷が上昇し、該コンデンサ７の放電によ
りトランジスタ１３のベースに印加される電圧が
該トランジスタ１３の動作電圧になると固定子巻
線L3への通電を遮断するので固定子巻線への通
電は２相となり回転子の回転数がＮ点以上で特性
はＢと一致する。従つて起動スタート時は始動ト
ルクを大きくして起動性を良好にし、起動後の使
用状態の負荷Ｔにおける回転子の回転数はＮAか
ら適正な回転数ＮCに下げることが可能となる。
固定子巻線L3への通電は起動時のみであるので
極く短時間の通電となるため固定子巻線L3の巻
数を少なくすることが可能となり安価なものとな
る。尚回転子の回転数が設定回転数Ｎ以上になる
と固定子巻線L3が非通電になるので各固定子巻
線L1，L2，L3の全てが非通電になる期間（本考
案の実施例においては150゜〜210゜及び330゜〜
30゜の期間）が生じるが、その期間は回転子の慣
性により駆動させることが充分可能な回転数に前
記設定回転数Ｎを決めれば良く、トランジスタ１
３のベース抵抗１４及び１５を適当な値にするこ
とにより設定回転数Ｎが得られる。又実施例にお
いては固定子巻線を３相に構成した場合について
説明してきたが、これに限定されるものではなく
相数はいくつでも良く、更に設定回転数Ｎにて非
通電とする固定子巻線も１つに限定されず複数個
でもかまわない。
以上の如く本考案によれば、簡単な電子回路で
構成した回転速度検出装置を付加するだけで、起
動時は多相結線した固定子巻線の全てに順次電流
を流して起動性を良好ならしめるとともに、鼓動
後設定回転数以上になつた際には該検出装置によ
り各固定子巻線にそれぞれ直列接続した半導体制
御素子の相当数を開に保つて固定子巻線の相当数
への通電を遮断し使用状態における回転数を適正
な値にすることが可能となり、制御の容易な無刷
子直流電動機が安価に得られる。
構成した回転速度検出装置を付加するだけで、起
動時は多相結線した固定子巻線の全てに順次電流
を流して起動性を良好ならしめるとともに、鼓動
後設定回転数以上になつた際には該検出装置によ
り各固定子巻線にそれぞれ直列接続した半導体制
御素子の相当数を開に保つて固定子巻線の相当数
への通電を遮断し使用状態における回転数を適正
な値にすることが可能となり、制御の容易な無刷
子直流電動機が安価に得られる。
また、前記相当数の固定子巻線は極く短時間の
通電となり、これら固定子巻線の巻数を少なくで
きるとともに、従来の如くワツト数の大きな抵抗
を設けることにより生ずる電動機の効率の低下、
他の構成部品の耐熱性を向上させる必要があるこ
と、及び装置が大型化すること等の欠点が解消
し、効率が良く且つ小型で安価なものとなる。
通電となり、これら固定子巻線の巻数を少なくで
きるとともに、従来の如くワツト数の大きな抵抗
を設けることにより生ずる電動機の効率の低下、
他の構成部品の耐熱性を向上させる必要があるこ
と、及び装置が大型化すること等の欠点が解消
し、効率が良く且つ小型で安価なものとなる。
図は本考案による無刷子直流電動機の一実施例
を示すもので、第１図は回路接続図、第２図はセ
ンサの出力特性図、第３図はトルクと回転数の関
係を示す特性図である。 １……直流電源、２……センサ、３……センサ
制御回路、L1，L2，L3……第１、第２、第３の
固定子巻線、Tr1，Tr2，Tr3……第１、第２、第
３の半導体制御素子、４……回転速度検出装置、
Ｎ……設定回転数。
を示すもので、第１図は回路接続図、第２図はセ
ンサの出力特性図、第３図はトルクと回転数の関
係を示す特性図である。 １……直流電源、２……センサ、３……センサ
制御回路、L1，L2，L3……第１、第２、第３の
固定子巻線、Tr1，Tr2，Tr3……第１、第２、第
３の半導体制御素子、４……回転速度検出装置、
Ｎ……設定回転数。
Claims (1)
- 回転子の位置に同期したON，OFF周期の複数
の出力信号を発生せしめるセンサと、この各出力
信号に応じた信号をそれぞれ出力するセンサ制御
回路と、直流電源に互いに並列に多相結線した固
定子巻線と、この各固定子巻線にそれぞれ直列接
続され前記センサ制御回路の各出力信号がそれぞ
れ入力される半導体制御素子とを備え、該センサ
制御回路の各出力信号により前記半導体制御素子
を開閉制御して各固定子巻線に順次電流を流して
回転子を駆動する方式の無刷子直流電動機におい
て、第２の固定子巻線と該巻線に直列接続した第
２の半導体制御素子の接続点と、第３の固定子巻
線に直列接続した第３の半導体制御素子とセンサ
制御回路の出力の接続点との間に回転速度検出装
置を設け、該検出装置により前記第２の半導体制
御素子の開閉周期信号を検知して回転子が設定回
転数以上になつた際に該検出装置により前記第３
の半導体制御素子を開に保つて前記第３の固定子
巻線への通電を遮断したことを特徴とする無刷子
直流電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979053285U JPS6219117Y2 (ja) | 1979-04-20 | 1979-04-20 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979053285U JPS6219117Y2 (ja) | 1979-04-20 | 1979-04-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55153895U JPS55153895U (ja) | 1980-11-06 |
| JPS6219117Y2 true JPS6219117Y2 (ja) | 1987-05-15 |
Family
ID=28946001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1979053285U Expired JPS6219117Y2 (ja) | 1979-04-20 | 1979-04-20 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6219117Y2 (ja) |
-
1979
- 1979-04-20 JP JP1979053285U patent/JPS6219117Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55153895U (ja) | 1980-11-06 |
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