JPS62290382A - ２相モ−タ駆動装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野コ この発明は交互に励磁される一対のコイルを有する２相
モータ駆動装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は送風用ファンの駆動などに用いられている従来
の２相モータ駆動装置を示す図である。

図において、（１）はホール半導体集積回路（以下ホー
ルＩＣと呼ぶ）、（２）はホールＩＣ（１）の出力端に
接続されたトランジスタ、（２ａ）はトランジスタ（２
）のエミッタにベースを接続したトランジスタ、（３）
はトランジスタ（２）のコレクタにダイオード（３ａ）
及び（３ｂ）を介してベースを接続したトランジスタ、
（４）は直流電源、（５）　（６）はトランジスタ（２
ａ）及びトランジスタ（３）のコレクタと直流電源（４
）との間に接続された２相モータ（図示せず）のコイル
である。

第５図は第４図に示した２相モータ駆動装置のトルクを
示すトルク波形図である。図において、（７）は基本ト
ルク、（８）は第２次高調波トルク、（９）はそれらの
合成トルクを示す。

第６図は２相モータの回転軸に沿ったその部分的な破断
面図である。図において、（１０）はステータコア、（
１１）はロータマグネットである。ホールＩＣ（１）は
ロータマグネット（１１）の内側に配置されている。

第７図は２相モータの回転軸に直交する面に沿ったステ
ータコア（１０）の断面図を示す。図示のようにステー
タコア（１０）は主極及び補極を有し、主極にはコイル
（５）（６）が巻き付けられ、界磁磁束分布に基本波成
分及び第２高調波が混在するようにしている。

第８図はロータマグネット（１１）の斜視図である。

図示のように、ロータマグネット（１１）はリング状を
なし、ステータコア（１０）に対応して位置する複数の
磁極Ｎｉｓを有する。

次に動作について説明する。ホールＩＣ（１）は２相モ
ータのロータマグネット（１１）が回転するのに応答し
て検出信号を発生する。この検出信号は、トランジスタ
（２）のベースに入力され、これを駆動する。このため
に、トランジスタ（２ａ）はそのコレクタに接続されて
いるコイル（５）を励磁する。

トランジスタ（２）のコレクタはダイオード（３ａ）及
び（３ｂ）を介してトランジスタ（３）のベースに入力
されているので、トランジスタ（３）もホールＩＣ（１
）の検出信号に従い、トランジスタ（２ａ）と逆相で駆
動され、コイル（６）を励磁する。すなわち、トランジ
スタ（２ａ）及び（３）は交互にオン及びオフを繰り返
し、第５図に示すような波形の基本波トルク（７）及び
第２次高調波トルク（８）を発生させる。

この結果、第５図に点線により示す合成トルク（９）が
生成され、２相モータは所定の方向に回転する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の２相モータ駆動装置は、以上のように構成されて
いたので、ロータマグネットの磁極の位置を検出するた
めに、ホールＩＣなどの検出素子を必要とし、構造が複
雑となるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ｉ単な構造の２相モータ駆動装置を得ること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る２相モータ駆動装置は、２相モータのロ
ータを励磁安定点に位置させるための初期励磁信号を初
期励磁回路で発生し、上記起動指令信号、上記初期励磁
信号及び励磁相切り換え信号の付勢に応答して上記２相
モータを駆動するための２相の駆動信号を駆動回路によ
り発生し、上記駆動信号及び上記コイルの端子電圧に従
い上記コイルの励磁を切り換えさせるための上記励磁相
切り換え信号を励磁相切り換え回路によって付勢させる
ようにしたものである。

［作　用］ この発明における２相モータ駆動装置は、起動指令信号
が付勢されると、上記初期励磁回路により一方のコイル
を予め定めた期間だけ励磁して、上記ロータを励磁の安
定点に導いた後、コイルの励磁を切り換えることにより
、上記ロータを回転させ、ロータが回転し始めた後は励
磁していないコイルの端子電圧に従ってコイルの励磁を
切り換える。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（２）　（３）はトランジスタであり、ベ
ースに駆動信号（ｃ）　（ｄ）が入力され、コレクタが
Ａ相、Ｂ相のコイル（５）　（６）を介して図示しない
電源電圧Ｖｃｃの電源に接続され、そのコレクタに端子
電圧（ａ）　（ｆ）を発生する。（１２）は起動指令信
号（ａ）を入力し、２相モータの起動時に初期励磁信号
（ｂ）を発生する補相励磁回路、（１３）は初期励磁信
号（ｂ）及び励磁相切り換え信号（ｇ）の論理積をとり
、出力信号（１３ａ）を出力するアンドゲート、（１４
）は起動指令信号（ａ）、出力信号（１３ａ）及び初期
励磁信号（ｂ）の論理積をとり、トランジスタ（２）　
（３）にＡ、Ｂ相の駆動信号（ｃ）　（ｄ）を供給する
駆動回路である。（１５）は励磁相切り換え回路であり
、コイル（５）　（６）の端子電圧（ｅ）（ｆ）を入力
し、それらを励磁状態から非励磁状態へ、またはその逆
へ切り換えるための励磁相切り換え信号（ｇ）を出力す
る。

次に、上記実施例の動作について説明する。第２図は起
動指令信号（ａ）〜励磁相切り換え信号（ｇ）を示す波
形図である。また、第３図はコイル（５）（６）を有す
る２相モータのトルク分布を説明する波形図である。第
３図において、２相モータのトルクＴの正は正方向の回
転角θに対応させている。

（７ａ）　（７ｂ）はコイル（５）（６）を励磁したと
きに発生する基本波トルク、（８）は第２次高調波トル
ク、（９ａ）（９ｂ）は基本波トルク（７ａ）　（７ｂ
）及び第２次高調波トルク（８）の合成トルクである。

また、（１６）はコイル（５）（６）が無励磁のときの
安定点、（１７）　（１ｇ）はコイル（５）　（６）を
励磁したときの安定点である。

駆動指令信号（ａ）が付勢されていないとき、すなわち
ローレベルのときは、駆動回路（１４）の駆動信号（ｃ
）及び（ｄ）はローレベルとなり、コイル（５）（６）
はともに励磁されない。この状態において。

２相モータは、第３図に示す安定点（１６）に位置して
いるものとする。

次に、起動のために、駆動指令信号（ａ）がローレベル
からハイレベルに変化すると、すなわち付勢されると、
初期励磁回路（１２）の初期励磁信号（ｂ）は、起動指
令信号（ａ）の立上りから初期励磁回路でだけローレベ
ルとなる。初期励磁信号（ｂ）がローレベルにある間は
、アンドゲート（１３）が開成となり、励磁相切り換え
回路（１５）の励磁相切り換え信号（ｇ）がアンドゲー
ト（１３）によりブロックされて出力信号（１３ａ）が
付勢されることはない。

いま、第２図に示すように、初期励磁期間τにおいて、
駆動信号（ｃ）がハイレベルになる。従ってトランジス
タ（２）がオンになり、コイル（５）が励磁されると、
２相モータのロータは第３図に示すようにコイル（５）
の励磁による基本波トルク（７ａ）と第２次高調波トル
ク（８）との合成トルク（９ａ）に従って正方向に回転
を開始し、コイル（５）を励磁したときの安定点（１７
）に到達する。

初期励磁期間τが経過した後、初期励磁信号（ｂ）がハ
イレベルとなると、駆動回路（１４）は励磁相切り換え
信号（ｇ）のパルスに従って駆動信号（ｃ）（ｄ）の極
性を反転させ、コイル（６）を励磁させる。これにより
、安定点（１７）からコイル（６）を励磁したときの基
本トルク（７ｂ）と、第２次高調波トルク（８）との合
成トルク（９ｂ）に従って正方向に回転し始める。

以下、駆動回路（１４）は、起動指令信号（ａ）がロー
レベルになるまで、励磁相切り換え信号（ｇ）のパルス
に従って互いに逆相関係にある駆動信号（ｅ）（ｄ）を
ハイレベルからローレベルへ、またはその逆の動作を反
復する。

ここで励磁相切り換え回路（１５）は、ロータの回転に
より非励磁側のコイル（５）の端子電圧（ｅ）が電源電
圧Ｖｃｃ以下になった時点を検出して、励磁相切り換え
信号（ｇ）を発生している。

励磁相切り換え信号（ｇ）の発生時点は、第３図に示す
合成トルク（９ａ）　（９ｂ）の交点近傍にある。この
ように、コイル（５）　（６）の励磁が励磁相切り換え
信号（ｇ）の発生時点で切り換えられるので２相モータ
の正方向の回転トルクは連続的なものとなり、ロータの
回転を持続させる。

もし、初期励磁期間τにコイル（６）が励磁された場合
は、第３図に示す安定点（１６）からコイル（６）が励
磁されたときの合成トルク（９ｂ）に従って前述と逆方
向にロータが回転して安定点（１８）に到達する。次に
初期励磁期間τが経過すると、駆動信号（ｃ）（ｄ）の
極性の反転により、コイル（５）が励磁され１合成トル
ク（９ａ）に従って正方向に回転する。

以下、前述の動作の場合と同様にロータの回転に従って
コイル（５）　（６）の励磁が切り換えられる。

なお、上記実施例では２相モータを駆動する場合につい
て説明したが、この発明においては１月相のコイルを初
期励磁させるための初期励磁回路（１２）、アンドゲー
ト（Ｉ３）及び駆動回路（１４）、または非動状態のコ
イル（５）　（６）の励起電圧を検出して励磁の切り換
えを制御する励磁相切り換え回路（１５）を前述の構成
に限定するものでないことはいうまでもない。また、第
３図に示すトルク分布を実現するための２相モータは、
上記実施例に限定されることなく、その他の形式のもの
であってもよく、これらはいずれも上記実施例と同様の
効果を奏する。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、起動指令信号が付勢
されたときは、一方のコイルを予め定めた期間だけ励磁
させて２相モータのロータを励磁の安定点に導いた後、
コイルの励磁を切り換えてロータを回転させ、以後非励
磁相のコイルの端子電圧に従って励磁すべきコイルを逐
次切り換えるように構成したので、ホール集積回路素子
や、光電素子などを用いることなく所望の回転方向に２
相モータを回転させることができ、装置を簡単。

かつ安価にすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による２相モータ駆動装置
を示す回路図、第２図は第１図に示す２相モータ駆動装
置の各部における波形図、第３図は２相モータのトルク
分布を説明するための波形図、第４図は従来の２相モー
タ駆動装置を示す回路図、第５図は第４図に示す２相モ
ータ駆動装置により駆動される２相モータによるトルク
波形図、第６図は２相モータの回転軸に沿った２相モー
タの部分的な破断面図、第７図は２相モータの回転軸に
直交する面に沿ったステータコアの断面図、第８図は２
相モータのロータマグネットの斜視図である。 図において、（５）　（６）はコイル、（１２）は初期
励磁回路、（１４）は駆動回路、（１５）は励磁相切り
換え回路である。 なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２相モータの基本波トルクに高調波トルクを重畳してト
   ルクの死点を除去するようにした２相モータ駆動装置に
   おいて、起動指令信号の付勢に応答し、上記２相モータ
   の一対のコイルのうち一方を予め定めた期間だけ励磁さ
   せて上記２相モータのロータを励磁安定点に位置させる
   ための初期励磁信号を発生する初期励磁回路と、上記起
   動指令信号、上記初期励磁信号及び励磁相切り換え信号
   の付勢に応答して上記２相モータを駆動するための２相
   の駆動信号を発生する駆動回路と、上記駆動信号及び上
   記コイルの端子電圧に従い上記コイルの励磁を切り換え
   させるための上記励磁相切り換え信号を付勢させる励磁
   相切り換え回路とを備えたことを特徴とする２相モータ
   駆動装置。