JPS6244095A - ブラシレスモ−タ - Google Patents
ブラシレスモ−タInfo
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- JPS6244095A JPS6244095A JP60183467A JP18346785A JPS6244095A JP S6244095 A JPS6244095 A JP S6244095A JP 60183467 A JP60183467 A JP 60183467A JP 18346785 A JP18346785 A JP 18346785A JP S6244095 A JPS6244095 A JP S6244095A
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- excitation coil
- coil
- permanent magnet
- rotor
- excitation
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回転制御の内容を簡単にして、高速制御、精
密制御を可能にしたブラシレスモータに関するものであ
る。
密制御を可能にしたブラシレスモータに関するものであ
る。
一般に、永久磁石をロータに、励磁コイルをステータに
、それぞれ配設したブラシレスモータにおいては、モー
タの回転制御を回転磁界制御によって行っている。回転
磁界制御を行うためには、ロータの回転位置を検出して
、その位置に同期させて励磁コイルに流す電流の位相を
制御する必要がある。
、それぞれ配設したブラシレスモータにおいては、モー
タの回転制御を回転磁界制御によって行っている。回転
磁界制御を行うためには、ロータの回転位置を検出して
、その位置に同期させて励磁コイルに流す電流の位相を
制御する必要がある。
しかし、位相制御は複雑で、高速制御、精密制御に限界
があり、コストも高い問題がある。
があり、コストも高い問題がある。
従って、本発明の目的は、ブラシレスモータの制御内容
を簡単にして、高速制御、精密制御を可能にすることに
ある。
を簡単にして、高速制御、精密制御を可能にすることに
ある。
そこで本発明は、上述の如きブラシレスモータにおける
励磁コイルの電流制御を、永久磁石と対向する励磁コイ
ルの通電方向を切り換えることによって達成することを
特徴とする。
励磁コイルの電流制御を、永久磁石と対向する励磁コイ
ルの通電方向を切り換えることによって達成することを
特徴とする。
具体的には、本発明のブラシレスモータは、永久磁石を
ロータに、励磁コイルをステータに、それぞれ配設した
ものであり、電源と励磁コイルとの間に励磁コイルの通
電方向を切り換える通電方向切換手段を接続する。
ロータに、励磁コイルをステータに、それぞれ配設した
ものであり、電源と励磁コイルとの間に励磁コイルの通
電方向を切り換える通電方向切換手段を接続する。
また、励磁コイルに対して検出コイルを重ね巻きし、検
出コイルに、ロータの回転に伴う永久磁石の磁束の変化
によって起電力を発生させる。
出コイルに、ロータの回転に伴う永久磁石の磁束の変化
によって起電力を発生させる。
そして、検出コイルからの起電力を受けて、永久磁石が
励磁コイルと対向する位置にあることを検出し、励磁コ
イルの通電方向を切り換えるように、通電方向切換手段
を作動させる切換作動手段を備える。
励磁コイルと対向する位置にあることを検出し、励磁コ
イルの通電方向を切り換えるように、通電方向切換手段
を作動させる切換作動手段を備える。
その結果、ロータの回転に伴って、一つの永久磁石が一
つの励磁コイルに対向する位置に達すると、検出コイル
および切換作動手段によってそれが検出され、励磁コイ
ルの通電方向が切り換えられる。この通電方向の切換に
よって、その励磁コイル上を通過した永久磁石に対して
引き続いて回転方向のトルクが加えられる。次に、別の
永久磁石がその励磁コイルに対向する位置に達すると、
同様にして再度励磁コイルの通電方向が切り換えられる
。このようにして、永久磁石に連続して回転トルクが加
えられ、ロータが回転される。
つの励磁コイルに対向する位置に達すると、検出コイル
および切換作動手段によってそれが検出され、励磁コイ
ルの通電方向が切り換えられる。この通電方向の切換に
よって、その励磁コイル上を通過した永久磁石に対して
引き続いて回転方向のトルクが加えられる。次に、別の
永久磁石がその励磁コイルに対向する位置に達すると、
同様にして再度励磁コイルの通電方向が切り換えられる
。このようにして、永久磁石に連続して回転トルクが加
えられ、ロータが回転される。
以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
第２図〜第４図は、本発明の一実施例を示し、第２図は
部分断面正面図、第３図は第２図のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ
線断面、ＩＩＩ Ｂ−ＩＩＩ Ｂ ＆’５１断面を同時
に示す断面図、第４図はステータのケースの底面図であ
る。
部分断面正面図、第３図は第２図のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ
線断面、ＩＩＩ Ｂ−ＩＩＩ Ｂ ＆’５１断面を同時
に示す断面図、第４図はステータのケースの底面図であ
る。
各図中、ｌＯはロータ、２０はステータであり、１１は
永久磁石、２１は励磁コイルである。永久磁石１１は、
複数個、この場合、１６個が回転軸１２のまわりに円環
状に配設され、各永久磁石１１は、その磁極方向が互い
に平行となるように並べられている。勿論、各永久磁石
１１の磁極は、隣り合う永久磁石１１同士で互いに逆向
きとなるようにされている。
永久磁石、２１は励磁コイルである。永久磁石１１は、
複数個、この場合、１６個が回転軸１２のまわりに円環
状に配設され、各永久磁石１１は、その磁極方向が互い
に平行となるように並べられている。勿論、各永久磁石
１１の磁極は、隣り合う永久磁石１１同士で互いに逆向
きとなるようにされている。
このように並べられた永久磁石１１を一組として複数組
、この場合、３組が回転軸１２のまわりに固定されてロ
ータ１０が構成されており、各々円環状に並べられた永
久磁石組は、固定金具１４によって回転軸１２上に固定
されている。このとき、回転軸１２と各固定金具１４と
は、スプライン嵌合１３され、固定金具１４と永久磁石
１１との間は、接着剤によって固着されている。
、この場合、３組が回転軸１２のまわりに固定されてロ
ータ１０が構成されており、各々円環状に並べられた永
久磁石組は、固定金具１４によって回転軸１２上に固定
されている。このとき、回転軸１２と各固定金具１４と
は、スプライン嵌合１３され、固定金具１４と永久磁石
１１との間は、接着剤によって固着されている。
円環状に並べられた永久磁石１１の側方には、やはり複
数個、この場合、１２個の励磁コイル２１が円環状に並
べられており、各励磁コイル２１は、各永久磁石１１の
磁束と鎖交するように配設されている。このように永久
磁石１１の側方に配設された励磁コイル組は、永久磁石
１１の一方側にのみ配設すれば良いが、両側に配設され
ていても良く、この実施例の場合は、第２図から明らか
なように、３組の円環状の永久磁石組のうち、真中のも
のには、その両側に励磁コイル組が配設されている。
数個、この場合、１２個の励磁コイル２１が円環状に並
べられており、各励磁コイル２１は、各永久磁石１１の
磁束と鎖交するように配設されている。このように永久
磁石１１の側方に配設された励磁コイル組は、永久磁石
１１の一方側にのみ配設すれば良いが、両側に配設され
ていても良く、この実施例の場合は、第２図から明らか
なように、３組の円環状の永久磁石組のうち、真中のも
のには、その両側に励磁コイル組が配設されている。
各励磁コイル２１には、その中心にそれぞれ鉄心２２が
設けられており、第２図から明らかなように、各鉄心２
２は、円環状に並べられた永久磁石１１の外周側を通っ
て永久磁石１１の反対側まで延設されている。ただし、
この実施例の場合、４組の励磁コイル組の各励磁コイル
２１は、回転軸１２の方向に一列に並んでおり、それら
の鉄心２２は互いに一体化されている。その鉄心２２は
、積層鉄板によって構成されており、ステータ２０のケ
ース２４の底面に第４図の如く形成された溝２３にその
一端側が嵌め込まれ、他端側かスペーサ２９を介してカ
バー２５によって圧接されている。また、各鉄心２２間
には、第３図から明らかなように、スペーサ２６が介挿
されており、スペーサ２６のうち幾つかは、ピン２７に
よってケース２４に固定されている。つまり、回転軸１
２の回転方向に対してまわり止めが施されている。なお
、第２図中、１５はベアリングであり、ケース２４に対
して回転軸１２を回転自在に支持している。また、１６
はシールであり、モータ内に水、はこり等が侵入しない
ようにしている。
設けられており、第２図から明らかなように、各鉄心２
２は、円環状に並べられた永久磁石１１の外周側を通っ
て永久磁石１１の反対側まで延設されている。ただし、
この実施例の場合、４組の励磁コイル組の各励磁コイル
２１は、回転軸１２の方向に一列に並んでおり、それら
の鉄心２２は互いに一体化されている。その鉄心２２は
、積層鉄板によって構成されており、ステータ２０のケ
ース２４の底面に第４図の如く形成された溝２３にその
一端側が嵌め込まれ、他端側かスペーサ２９を介してカ
バー２５によって圧接されている。また、各鉄心２２間
には、第３図から明らかなように、スペーサ２６が介挿
されており、スペーサ２６のうち幾つかは、ピン２７に
よってケース２４に固定されている。つまり、回転軸１
２の回転方向に対してまわり止めが施されている。なお
、第２図中、１５はベアリングであり、ケース２４に対
して回転軸１２を回転自在に支持している。また、１６
はシールであり、モータ内に水、はこり等が侵入しない
ようにしている。
円環状に並べられた励磁コイル２１は、隣り合う三つが
−セットとされ、全周で４セツトとされており、各セッ
ト間で対応する位置にある励磁コイル２１は、全て直列
接続され、さらに、一体化された鉄心２２に巻かれてい
る励磁コイル２１も、全て直列接続されている。従って
、励磁コイル２１は、４×４で１６個づつが直列接続さ
れていることになる。
−セットとされ、全周で４セツトとされており、各セッ
ト間で対応する位置にある励磁コイル２１は、全て直列
接続され、さらに、一体化された鉄心２２に巻かれてい
る励磁コイル２１も、全て直列接続されている。従って
、励磁コイル２１は、４×４で１６個づつが直列接続さ
れていることになる。
このように、励磁コイル２１が一セットで３個であるの
に対して、永久磁石１１は、対応する範囲内に４個設け
られている。すなわち、−セ、ット内で永久磁石１１の
個数が励磁コイル２１の個数より１個多くされている。
に対して、永久磁石１１は、対応する範囲内に４個設け
られている。すなわち、−セ、ット内で永久磁石１１の
個数が励磁コイル２１の個数より１個多くされている。
第６図〜第８図は、一つの鉄心２２およびそこに巻かれ
た励磁コイル２１を拡大して示している。
た励磁コイル２１を拡大して示している。
また、第５図は、励磁コイル２１が通電されたとき鉄心
２２の磁化の様子を示している。このように鉄心２２に
よって形成される磁路の中に永久磁石１１が挟まれた形
となっているため、第５図の位置に永久磁石１１がある
とき、励磁コイル２１によって発生される磁力線は、第
５図の一点鎖線の如（通り、励磁コイル２１と永久磁石
１１との間に矢印Ｆで示すように、リラクタンストルク
を発生する。
２２の磁化の様子を示している。このように鉄心２２に
よって形成される磁路の中に永久磁石１１が挟まれた形
となっているため、第５図の位置に永久磁石１１がある
とき、励磁コイル２１によって発生される磁力線は、第
５図の一点鎖線の如（通り、励磁コイル２１と永久磁石
１１との間に矢印Ｆで示すように、リラクタンストルク
を発生する。
第９図は、−セントを成すＡ−Ｃの三つの励磁コイル２
１とロータｌＯの永久磁石１１との位置関係を平面上で
示すとともに、ロータｌＯの回転に伴って励磁コイル２
１の通電方向、つまり、極性が切り換えられる様子を時
間の経過と共に示している。
１とロータｌＯの永久磁石１１との位置関係を平面上で
示すとともに、ロータｌＯの回転に伴って励磁コイル２
１の通電方向、つまり、極性が切り換えられる様子を時
間の経過と共に示している。
まず、（イ）で示す【。のタイミングでは、励磁コイル
２１のＡ−Ｃは１．（ロ）で示すように、永久磁石１１
側の磁極が順次Ｎ、Ｎ、Ｓとなっており、これに対して
、ロータｌＯの永久磁石１１が図のように位置している
ため、ロータ１０には、矢印で示すように、図の下方向
にトルクが発生する０次にｔｌのタイミングでは、Ｂの
励磁コイル２１の通電方向が切り換えられて極性が切り
換えられ、永久磁石１１側が順次Ｎ、Ｓ、Ｓとされる。
２１のＡ−Ｃは１．（ロ）で示すように、永久磁石１１
側の磁極が順次Ｎ、Ｎ、Ｓとなっており、これに対して
、ロータｌＯの永久磁石１１が図のように位置している
ため、ロータ１０には、矢印で示すように、図の下方向
にトルクが発生する０次にｔｌのタイミングでは、Ｂの
励磁コイル２１の通電方向が切り換えられて極性が切り
換えられ、永久磁石１１側が順次Ｎ、Ｓ、Ｓとされる。
すなわち、励磁コイル２１と永久磁石１１とが一対一で
対向する位置となったときに、励磁コイル２１の極性が
切り換えられる。このように、励磁コイル２１と永久磁
石１１とが対向しているときには、その励磁コイル２１
と永久磁石１１との間ばは、トルクが発生しないが、上
述のように励磁コイル２１の個数に対して永久磁石１１
の個数が多くされているため、−組の励磁コイル２１と
永久磁石１１とが対向していても、他の励磁コイル２１
と永久磁石１１とは対向せず、トルクを発生している。
対向する位置となったときに、励磁コイル２１の極性が
切り換えられる。このように、励磁コイル２１と永久磁
石１１とが対向しているときには、その励磁コイル２１
と永久磁石１１との間ばは、トルクが発生しないが、上
述のように励磁コイル２１の個数に対して永久磁石１１
の個数が多くされているため、−組の励磁コイル２１と
永久磁石１１とが対向していても、他の励磁コイル２１
と永久磁石１１とは対向せず、トルクを発生している。
第９図において（ハ）は、励磁コイル２１の通電方向を
示しており、１．のタイミングでＢの励磁コイル２１の
通電方向が切り換えられる。以後同様にｔ、、ｔＳｓ
ｔｑ、Ｌｑ、Ｌｌ＋のタイミングで励磁コイル２１と
永久磁石１１とが一対一で対向したとき、励磁コイル２
１の極性が切り換えられる。そして、ｔｌ３のタイミン
グで再びＢの励磁コイル２１の極性が切り換えられ、−
サイクルの動作を完了し、以後、この動作が繰り返され
て、ロータ１０は回転される。
示しており、１．のタイミングでＢの励磁コイル２１の
通電方向が切り換えられる。以後同様にｔ、、ｔＳｓ
ｔｑ、Ｌｑ、Ｌｌ＋のタイミングで励磁コイル２１と
永久磁石１１とが一対一で対向したとき、励磁コイル２
１の極性が切り換えられる。そして、ｔｌ３のタイミン
グで再びＢの励磁コイル２１の極性が切り換えられ、−
サイクルの動作を完了し、以後、この動作が繰り返され
て、ロータ１０は回転される。
このように励磁コイル２１は、一つの永久磁石１１と一
対一で対向したとき極性の切換が行われるが、このため
、励磁コイル２１が一つの永久磁石１１と一対一で対向
した状態を検出するべく、第７図および第８図に良く示
されているように、励磁コイル２１には、検出コイル２
８が重ね巻きされている。ただし、励磁コイル２１と永
久磁石１１との位置関係は各セット間では、全て同一で
あるため、検出コイル２８は、一つのセットの励磁コイ
ル２１にのみ設けられている。また、一つの鉄心２２に
巻かれた励磁コイル２１が複数個あっても、同様の理由
で一つの励磁コイル２１にのみ検出コイル２８を設けれ
ば良いが、第７図の場合では、一つの鉄心２２に巻かれ
た励磁コイル２１の全てに検出コイル２８を設け、これ
ら検出コイル２８は全て直列接続されている。
対一で対向したとき極性の切換が行われるが、このため
、励磁コイル２１が一つの永久磁石１１と一対一で対向
した状態を検出するべく、第７図および第８図に良く示
されているように、励磁コイル２１には、検出コイル２
８が重ね巻きされている。ただし、励磁コイル２１と永
久磁石１１との位置関係は各セット間では、全て同一で
あるため、検出コイル２８は、一つのセットの励磁コイ
ル２１にのみ設けられている。また、一つの鉄心２２に
巻かれた励磁コイル２１が複数個あっても、同様の理由
で一つの励磁コイル２１にのみ検出コイル２８を設けれ
ば良いが、第７図の場合では、一つの鉄心２２に巻かれ
た励磁コイル２１の全てに検出コイル２８を設け、これ
ら検出コイル２８は全て直列接続されている。
検出コイル２８は、永久磁石１１の磁界の影響を受けて
、起電力を発生し、その信号波形は、第９図（ニ）に示
す如くとなる。すなわち、励磁コイル２１と永久磁石１
１とが一対一で対向する位置で起電力の方向が切り換わ
る交流信号を発生する。検出コイル２８からの信号は、
波形整形されて矩形波とされ、さらに、微分回路によっ
て信号の変化分のみが取り出される。この微分信号は、
第９図（ホ）に示されており、この微分信号をトリガと
して励磁コイル２１の極性切換が行われる。
、起電力を発生し、その信号波形は、第９図（ニ）に示
す如くとなる。すなわち、励磁コイル２１と永久磁石１
１とが一対一で対向する位置で起電力の方向が切り換わ
る交流信号を発生する。検出コイル２８からの信号は、
波形整形されて矩形波とされ、さらに、微分回路によっ
て信号の変化分のみが取り出される。この微分信号は、
第９図（ホ）に示されており、この微分信号をトリガと
して励磁コイル２１の極性切換が行われる。
以上は、−セット中の励磁コイル２１の数が３個の場合
について説明したが、励磁コイル２１の数は２以上の任
意の数とすることができ、第１０図〜第１２図は、励磁
コイル２１の数を２〜４個とした場合について互いに比
較して示しである。
について説明したが、励磁コイル２１の数は２以上の任
意の数とすることができ、第１０図〜第１２図は、励磁
コイル２１の数を２〜４個とした場合について互いに比
較して示しである。
この第１０図〜第１２図から明らかなように、−セット
中の励磁コイル２１の数Ｎに対して永久磁石１１の数を
Ｎ＋１とすることによってロータ１０の回転中、ロータ
の回転角にかかわらず、常時励磁コイル２１と永久磁石
１１との間にトルクを発生させることができる。また、
励磁コイル２１の極性を切り換えるための通電方向の切
換は、（１／２Ｎ）Ｘ （２／Ｎ＋１）Ｘ （２π／ｍ
）〔ただし、Ｎは励磁コイル２１の極数、ｍはセット数
〕毎に行われる。
中の励磁コイル２１の数Ｎに対して永久磁石１１の数を
Ｎ＋１とすることによってロータ１０の回転中、ロータ
の回転角にかかわらず、常時励磁コイル２１と永久磁石
１１との間にトルクを発生させることができる。また、
励磁コイル２１の極性を切り換えるための通電方向の切
換は、（１／２Ｎ）Ｘ （２／Ｎ＋１）Ｘ （２π／ｍ
）〔ただし、Ｎは励磁コイル２１の極数、ｍはセット数
〕毎に行われる。
第１図は、励磁コイル２１の通電を制御する回路を示し
ており、各検出コイル２８からの起電力は、波形処理回
路５６において波形整形されて微分され、微分信号がプ
リドライブ回路３０およびマイクロコンピュータ５１に
送り込まれる。プリドライブ回路３０は、その微分信号
を受けてドライブ回路４０を作動させる信号を形成し、
ドライブ回路４０は、各励磁コイル２１の通電を制御す
る。また、マイクロコンピュータ５１は、波形処理回路
５６からの微分信号によってロータ１０の回転速度およ
び回転位置を検出する。一方、マイクロコンピュータ５
１は、速度指令５２、位置指令５３、トルク指令５４も
受けており、微分信号によって検出される速度が速度指
令５２による速度と一致するように、また、位置指令５
３によって決められた位置でロータ１０の回転が停止す
るように、プリドライブ回路３０に信号を送り込んでい
る。ここで、ドライブ回路４０が本発明における通電方
向切換手段に相当し、プリドライブ回路３０、マイクロ
コンピュータ５１および波形処理回路５６によって本発
明における切換作動手段７０が構成されている。
ており、各検出コイル２８からの起電力は、波形処理回
路５６において波形整形されて微分され、微分信号がプ
リドライブ回路３０およびマイクロコンピュータ５１に
送り込まれる。プリドライブ回路３０は、その微分信号
を受けてドライブ回路４０を作動させる信号を形成し、
ドライブ回路４０は、各励磁コイル２１の通電を制御す
る。また、マイクロコンピュータ５１は、波形処理回路
５６からの微分信号によってロータ１０の回転速度およ
び回転位置を検出する。一方、マイクロコンピュータ５
１は、速度指令５２、位置指令５３、トルク指令５４も
受けており、微分信号によって検出される速度が速度指
令５２による速度と一致するように、また、位置指令５
３によって決められた位置でロータ１０の回転が停止す
るように、プリドライブ回路３０に信号を送り込んでい
る。ここで、ドライブ回路４０が本発明における通電方
向切換手段に相当し、プリドライブ回路３０、マイクロ
コンピュータ５１および波形処理回路５６によって本発
明における切換作動手段７０が構成されている。
第１３図は、プリドライブ回路３０の詳細を示しており
、この図から明らかなように、プリドライブ回路３０は
、波形処理回路５６からの微分信号を受けてその度に反
転動作するＴ型フリップフロップ３１〜３３と、そのフ
リップフロップ３１〜３３の出力によってマイクロコン
ピュータ５１からの信号を選択してドライブ回路４０へ
送る六つのアンドゲート３４〜３９とから成る。例えば
、フリップフロップ３１のＴ端子に波形処理回路５６か
ら微分信号を受けると、フリップフロップ３１は反転動
作され、開かれるアンドゲートを３４から３５または３
５から３４に切り換える。
、この図から明らかなように、プリドライブ回路３０は
、波形処理回路５６からの微分信号を受けてその度に反
転動作するＴ型フリップフロップ３１〜３３と、そのフ
リップフロップ３１〜３３の出力によってマイクロコン
ピュータ５１からの信号を選択してドライブ回路４０へ
送る六つのアンドゲート３４〜３９とから成る。例えば
、フリップフロップ３１のＴ端子に波形処理回路５６か
ら微分信号を受けると、フリップフロップ３１は反転動
作され、開かれるアンドゲートを３４から３５または３
５から３４に切り換える。
第１４図には、ドライブ回路４０の詳細が示されており
、このドライブ回路４０は、複数個のトランジスタの導
通、非導通の組合せによって３回路とされた励磁コイル
２１の通電を制御するようにされている。すなわち、ア
ンドゲート３４が開かれてアンドゲート３５が閉じられ
ているときには、マイクロコンピュータ５１からのデユ
ーティ比信号がドライブ回路４０のトランジスタ４１．
４２のベースに印加され、デユーティ比信号のデユーテ
ィ比でトランジスタ４１．４２が導通されて、Ａの励磁
コイル２１を通電し、また、アンドゲート３４が閉じら
れ、アンドゲート３５が開かれているときには、マイク
ロコンピュータ５１からのデユーティ比信号がトランジ
スタ４３．４４のベースに印加され、トランジスタ４３
．４４がデユーティ比信号のデユーティ比で導通され、
Ａの励磁コイル２１をそれまでとは逆方向に通電する。
、このドライブ回路４０は、複数個のトランジスタの導
通、非導通の組合せによって３回路とされた励磁コイル
２１の通電を制御するようにされている。すなわち、ア
ンドゲート３４が開かれてアンドゲート３５が閉じられ
ているときには、マイクロコンピュータ５１からのデユ
ーティ比信号がドライブ回路４０のトランジスタ４１．
４２のベースに印加され、デユーティ比信号のデユーテ
ィ比でトランジスタ４１．４２が導通されて、Ａの励磁
コイル２１を通電し、また、アンドゲート３４が閉じら
れ、アンドゲート３５が開かれているときには、マイク
ロコンピュータ５１からのデユーティ比信号がトランジ
スタ４３．４４のベースに印加され、トランジスタ４３
．４４がデユーティ比信号のデユーティ比で導通され、
Ａの励磁コイル２１をそれまでとは逆方向に通電する。
つまり、フリップフロップ３１が反転動作されてアンド
ゲート３４．３５の開閉が切り換えられることによって
、Ａの励磁コイル２１の通電方向が切り換えられ、励磁
コイル２１の極性が切り換えられる。Ｂの励磁コイル２
１．Ｃの励磁コイル２１についても、同様にフリップフ
ロップ３２．３３を反転動作させることによって、その
通電方向が切り換えられ、極性が切り換えられる。
ゲート３４．３５の開閉が切り換えられることによって
、Ａの励磁コイル２１の通電方向が切り換えられ、励磁
コイル２１の極性が切り換えられる。Ｂの励磁コイル２
１．Ｃの励磁コイル２１についても、同様にフリップフ
ロップ３２．３３を反転動作させることによって、その
通電方向が切り換えられ、極性が切り換えられる。
第１５図および第１６図は、マイクロコンピュータ５１
を動作させるプログラムのうち、主要部分をフローチャ
ートによって示すものである。第１５図のプログラムは
、励磁コイル２１の通電電流のデユーティ比を制御する
もので、１００”！１秒毎に起動される時間割り込み処
理ルーチンである。
を動作させるプログラムのうち、主要部分をフローチャ
ートによって示すものである。第１５図のプログラムは
、励磁コイル２１の通電電流のデユーティ比を制御する
もので、１００”！１秒毎に起動される時間割り込み処
理ルーチンである。
まず、ステップ１０１では、トルク指令５４に応じて励
磁コイル２１の通電電流のデユーティ比ＤＵＴＹが求め
られる。これは、演算によって求めても良いし、予めメ
モリに格納されたデータを読み出すことによって求めて
も良いが、トルク指令５４による指令トルクＴｃに対し
て第１７図の如く求められる。
磁コイル２１の通電電流のデユーティ比ＤＵＴＹが求め
られる。これは、演算によって求めても良いし、予めメ
モリに格納されたデータを読み出すことによって求めて
も良いが、トルク指令５４による指令トルクＴｃに対し
て第１７図の如く求められる。
次に、ステップ１０２では、速度指令５２による指令速
度Ｎｃと現在の速度Ｎとの差ΔＮが求められる。現在の
速度Ｎは、図示してないプログラムによって、波形処理
回路５６からの微分信号が発生される間隔を測ることに
よって求められる。
度Ｎｃと現在の速度Ｎとの差ΔＮが求められる。現在の
速度Ｎは、図示してないプログラムによって、波形処理
回路５６からの微分信号が発生される間隔を測ることに
よって求められる。
第１９図には、指令速度Ｎｃに対する速度Ｎの変化の様
子の一例が示されている。次のステップ１０３では、速
度差ΔＮに基づいてデユーティ比の補正量ΔＤＵＴＹが
求められる。この補正量ΔＤＵＴＹも、上述のステップ
１０１と同様、演算によって求めても良いし、予めメモ
リに格納されたデータを読み出すことによって求めても
良いが、速度差ΔＮに対して、第１８図の如（求められ
る。
子の一例が示されている。次のステップ１０３では、速
度差ΔＮに基づいてデユーティ比の補正量ΔＤＵＴＹが
求められる。この補正量ΔＤＵＴＹも、上述のステップ
１０１と同様、演算によって求めても良いし、予めメモ
リに格納されたデータを読み出すことによって求めても
良いが、速度差ΔＮに対して、第１８図の如（求められ
る。
ステップ１０４では、ステップ１０１で求められたデユ
ーティ比ＤＵＴＹとステップ１０３で求められた補正量
ΔＤＵＴＹとを加算して最終的なデユーティ比ＤＵＴＹ
が求められる。このようにして、第１５図のプログラム
では、速度指令５２による速度Ｎｃを維持するように励
磁コイル２１への通電電流のデユーティ比ＤＵＴＹが制
御される。
ーティ比ＤＵＴＹとステップ１０３で求められた補正量
ΔＤＵＴＹとを加算して最終的なデユーティ比ＤＵＴＹ
が求められる。このようにして、第１５図のプログラム
では、速度指令５２による速度Ｎｃを維持するように励
磁コイル２１への通電電流のデユーティ比ＤＵＴＹが制
御される。
第１５図のプログラムが１００ ”ｖ秒毎に起動される
ため、ステップ１０４によって求められるデユーティ比
ＤＵＴＹの値をそのままプリセッタブルダウンカウンタ
（図示せず）にプリセットし、このダウンカウンタを１
’９秒のクロック信号によってダウンカウントすること
によって、ただちにダウンカウンタからは、ステップ１
０４において求められるデユーティ比ＤＵＴＹのパルス
信号を得ることができる。このパルス信号は、プリドラ
イブ回路３０のａ端子に送り込まれる。
ため、ステップ１０４によって求められるデユーティ比
ＤＵＴＹの値をそのままプリセッタブルダウンカウンタ
（図示せず）にプリセットし、このダウンカウンタを１
’９秒のクロック信号によってダウンカウントすること
によって、ただちにダウンカウンタからは、ステップ１
０４において求められるデユーティ比ＤＵＴＹのパルス
信号を得ることができる。このパルス信号は、プリドラ
イブ回路３０のａ端子に送り込まれる。
第１６図のプログラムは、図示してないメイン処理ルー
チンプログラム中の一部であり、ロータ１０、つまり、
モータの停止位置を制御するためのプログラムである。
チンプログラム中の一部であり、ロータ１０、つまり、
モータの停止位置を制御するためのプログラムである。
このプログラムが起動されると、ステップ゛１０５にお
いて、位置指令５３で指令された位置Ｐｃと現在の回転
位置Ｐとの差ΔＰが求められる。現在の回転位置Ｐは、
図示してないカウンタによって波形処理回路５６からの
微分信号を計数することによって計測される。
いて、位置指令５３で指令された位置Ｐｃと現在の回転
位置Ｐとの差ΔＰが求められる。現在の回転位置Ｐは、
図示してないカウンタによって波形処理回路５６からの
微分信号を計数することによって計測される。
ステップ１０６では、位置の差ΔＰがｒＯＪであるか否
かが判定される。現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達
するまでの間は、ステップ１０６は否定判断され、ステ
ップ１０９において差ΔＰが正であるか否かが判定され
る。このとき差ΔＰは正であるため、ステップ１１０に
進み、ここで、後述のフラグＦがｒｌＪにセットされて
いるか否かが判定される。このとき、フラグＦはセット
されていないので、ステップ１１０は否定判断され、現
在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達するまで、以上の処
理が繰り返される。
かが判定される。現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達
するまでの間は、ステップ１０６は否定判断され、ステ
ップ１０９において差ΔＰが正であるか否かが判定され
る。このとき差ΔＰは正であるため、ステップ１１０に
進み、ここで、後述のフラグＦがｒｌＪにセットされて
いるか否かが判定される。このとき、フラグＦはセット
されていないので、ステップ１１０は否定判断され、現
在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達するまで、以上の処
理が繰り返される。
やがて現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達すると、ス
テップ１０６は肯定判断されてステップ１０７において
上述のデユーティ比ＤＵＴＹが「０」とされ、励磁コイ
ル２１への通電を停止する。そして、ステップ１０８で
は、フラグＦをｒｌＪにセットし、現在の回転位置Ｐが
指令位置Ｐｃに達したことを記憶する。
テップ１０６は肯定判断されてステップ１０７において
上述のデユーティ比ＤＵＴＹが「０」とされ、励磁コイ
ル２１への通電を停止する。そして、ステップ１０８で
は、フラグＦをｒｌＪにセットし、現在の回転位置Ｐが
指令位置Ｐｃに達したことを記憶する。
第２０図に示すように、現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐ
ｃに達しても、慣性によってロータ１０は指令位置Ｐｃ
に停まらず、オーバランする。こうしてオーバランした
ときには、ステップ１０６．１０９は共に否定判断され
、ステップ１１３においてフラグＦが「１」にセットさ
れているか否かが判定される。いま、フラグＦがセット
されているので、ステップ１１３は肯定判断されてステ
ップ１１１において逆転パルスが発生される。この逆転
パルスは、第１図における逆流防止用ダイオード５５を
介してプリドライブ回路３０のｂ−ｄ端子に送り込まれ
、プリドライブ回路３０の三つのフリップフロップ３１
〜３３を一斉に反転動作させる。フリップフロップ３１
〜３３が反転動作されると、上述のように、励磁コイル
２１の通電方向が反転され、励磁コイル２１の極性が反
転されるため、第９図の（ロ）から明らかなように、各
永久磁石１１には、矢印で示したのとは反対方向にトル
クが発生する。従って、ステップ１１１において逆転パ
ルスが発生されることによって、ロータｌＯの回転方向
が逆転される。そして、ステップ１１２では、フラグＦ
がリセットされて「０」とされる。
ｃに達しても、慣性によってロータ１０は指令位置Ｐｃ
に停まらず、オーバランする。こうしてオーバランした
ときには、ステップ１０６．１０９は共に否定判断され
、ステップ１１３においてフラグＦが「１」にセットさ
れているか否かが判定される。いま、フラグＦがセット
されているので、ステップ１１３は肯定判断されてステ
ップ１１１において逆転パルスが発生される。この逆転
パルスは、第１図における逆流防止用ダイオード５５を
介してプリドライブ回路３０のｂ−ｄ端子に送り込まれ
、プリドライブ回路３０の三つのフリップフロップ３１
〜３３を一斉に反転動作させる。フリップフロップ３１
〜３３が反転動作されると、上述のように、励磁コイル
２１の通電方向が反転され、励磁コイル２１の極性が反
転されるため、第９図の（ロ）から明らかなように、各
永久磁石１１には、矢印で示したのとは反対方向にトル
クが発生する。従って、ステップ１１１において逆転パ
ルスが発生されることによって、ロータｌＯの回転方向
が逆転される。そして、ステップ１１２では、フラグＦ
がリセットされて「０」とされる。
ロータ１０へのトルクが反転されても、慣性によってた
だちにはロータｌＯは逆転しないが、やがて回転方向が
変えられ、第２０図の如く、回転位置Ｐは再び指令位置
Ｐｃに到達する。このとき、ステップ１０６は再び肯定
判断されてデエーティ比ＤＵＴＹがゼロとされるととも
に、ステップ１０８においてフラグＦがｒｌＪにセント
される。
だちにはロータｌＯは逆転しないが、やがて回転方向が
変えられ、第２０図の如く、回転位置Ｐは再び指令位置
Ｐｃに到達する。このとき、ステップ１０６は再び肯定
判断されてデエーティ比ＤＵＴＹがゼロとされるととも
に、ステップ１０８においてフラグＦがｒｌＪにセント
される。
現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達しても、ロータ１
０は再びオーバランして今度は、ステップ１０９は肯定
判断される。そして、ステップ１１０も、このときフラ
グＦがセットされているため肯定判断されて、ステップ
１１１において逆転パルスが発生され、再びロータ１０
の回転方向が逆転される。
０は再びオーバランして今度は、ステップ１０９は肯定
判断される。そして、ステップ１１０も、このときフラ
グＦがセットされているため肯定判断されて、ステップ
１１１において逆転パルスが発生され、再びロータ１０
の回転方向が逆転される。
以上の第１６図の停止位置制御ルーチンプログラムによ
る動作を繰り返すことによって、第２０図の如く、ロー
タ１０は指令位置Ｐｃに停止される。
る動作を繰り返すことによって、第２０図の如く、ロー
タ１０は指令位置Ｐｃに停止される。
以上のように本発明によれば、ブラシレスモーフにおけ
る励磁コイルの電流制御を、永久磁石と対向する励磁コ
イルの通電方向を切り換えることによって達成するので
、ブラシレスモーフの回転制御の内容を簡単にして、高
速制御、精密制御を可能にすることができ、さらに、コ
スト低減、信顛性向上、モータの小型化を図ることがで
きるなど著効を奏する。
る励磁コイルの電流制御を、永久磁石と対向する励磁コ
イルの通電方向を切り換えることによって達成するので
、ブラシレスモーフの回転制御の内容を簡単にして、高
速制御、精密制御を可能にすることができ、さらに、コ
スト低減、信顛性向上、モータの小型化を図ることがで
きるなど著効を奏する。
４．１！Ｉｔｆｌの簡単な説明
第１図は、本発明の一実施例の制御回路を示す電気回路
図、第２図〜第４図は、上記実施例の機械的構成を示し
、第２図は部分断面正面図、第３図は第２図のＩ［［Ａ
−ＨＡ線断面、［Ｉ［Ｂ−ＤＩＢ線断面を同時に示す断
面図、第４図はステータのケースの底面図である。また
、第５図は、上記実施例の動作を説明するための図であ
る。第６図〜第８図は、上記実施例における一つの鉄心
の拡大図であり、第６図は斜視図、第７図は励磁コイル
を巻かれた状態の正面図、第８図は第７図の■−■線断
面図である。さらに、第９図は、上記実施例の動作を説
明するための図、第１０図〜第１２図は、励磁コイルお
よび永久磁石の個数を変えたときの第９図と同様の説明
図、第１３図は、第１図のプリドライブ回路の詳細回路
図、第１４図は、第１図のドライブ回路の詳細回路図、
第１５図および第１６図は、第１図のマイクロコンピュ
ータの主要プログラムを示すフローチャート、第１７図
〜第２０図は、第１５図および第１６図のプログラムに
よる動作を説明するための図である。
図、第２図〜第４図は、上記実施例の機械的構成を示し
、第２図は部分断面正面図、第３図は第２図のＩ［［Ａ
−ＨＡ線断面、［Ｉ［Ｂ−ＤＩＢ線断面を同時に示す断
面図、第４図はステータのケースの底面図である。また
、第５図は、上記実施例の動作を説明するための図であ
る。第６図〜第８図は、上記実施例における一つの鉄心
の拡大図であり、第６図は斜視図、第７図は励磁コイル
を巻かれた状態の正面図、第８図は第７図の■−■線断
面図である。さらに、第９図は、上記実施例の動作を説
明するための図、第１０図〜第１２図は、励磁コイルお
よび永久磁石の個数を変えたときの第９図と同様の説明
図、第１３図は、第１図のプリドライブ回路の詳細回路
図、第１４図は、第１図のドライブ回路の詳細回路図、
第１５図および第１６図は、第１図のマイクロコンピュ
ータの主要プログラムを示すフローチャート、第１７図
〜第２０図は、第１５図および第１６図のプログラムに
よる動作を説明するための図である。
１０−・−・・ロータ
１１・・・−・・・・永久磁石
２０・・−・・・・ステータ
２１−・−・−・−励磁コイル
２２・−・・・・・鉄心
２８・・−・・・・検出コイル
４０−・−ドライブ回路（通電方向切換手段）７０−・
・・−・切換作動手段 出願人 トヨタ自動車株式会社 図面の浄−：（内容に変更なしン 第２因 第−３図 第４図 第−７図 ― １ ７＝ 匹 第８図 第１３図 皇 第１５図 第１６図 第１７図 第１８図 Ｔ（’ 第１９図 第２０図 手続補正Ｓ （方式） 昭和６０年／λ月／／日 昭和６０年特許願第１８３４６７号 ２、発明の名称 ブラシレスモータ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 愛知県豊田市トヨタ町１番地 〒４７１名称
（３２０）トヨタ自動車株式会社昭和６０年１１月６
日（発送日 昭和６０年１１月２６日）１番＋１− ＼゛ ５、補正の対象 （１）、明細書全文 （２）１図面 ６、補正の内容 （１）、明細書全文を別紙の通り補正する。
・・−・切換作動手段 出願人 トヨタ自動車株式会社 図面の浄−：（内容に変更なしン 第２因 第−３図 第４図 第−７図 ― １ ７＝ 匹 第８図 第１３図 皇 第１５図 第１６図 第１７図 第１８図 Ｔ（’ 第１９図 第２０図 手続補正Ｓ （方式） 昭和６０年／λ月／／日 昭和６０年特許願第１８３４６７号 ２、発明の名称 ブラシレスモータ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 愛知県豊田市トヨタ町１番地 〒４７１名称
（３２０）トヨタ自動車株式会社昭和６０年１１月６
日（発送日 昭和６０年１１月２６日）１番＋１− ＼゛ ５、補正の対象 （１）、明細書全文 （２）１図面 ６、補正の内容 （１）、明細書全文を別紙の通り補正する。
（２）０図面中、第１０図以降の図の番号を補正して第
１０図〜第１８図とするとともに、第２図および第９図
以降の図面の浄書を行う。第２図および第９図〜第１８
図は別紙の通り。なお、補正前後の第１０図以降の図の
番号は次表の通り。
１０図〜第１８図とするとともに、第２図および第９図
以降の図面の浄書を行う。第２図および第９図〜第１８
図は別紙の通り。なお、補正前後の第１０図以降の図の
番号は次表の通り。
以上
明 細 書
１、発明の名称
ブラシレスモータ
２、特許請求の範囲
１、永久磁石をロータに、励磁コイルをステータに、そ
れぞれ配設したブラシレスモータであって、 電源と励磁コイルとの間に接続され、励磁コイルの通電
方向を切り換える通電方向切換手段と、励磁コイルに対
して重ね巻きされ、ロータの回転に伴う永久磁石の磁束
の変化によって起電力を発生する検出コイルと、 検出コイルからの起電力を受けて、永久磁石が励磁コイ
ルと対向する位置にあることを検出し、励磁コイルの通
電方向を切り換えるように、通電方向切換手段を作動さ
せる切換作動手段と、を備えるブラシレスモータ。
れぞれ配設したブラシレスモータであって、 電源と励磁コイルとの間に接続され、励磁コイルの通電
方向を切り換える通電方向切換手段と、励磁コイルに対
して重ね巻きされ、ロータの回転に伴う永久磁石の磁束
の変化によって起電力を発生する検出コイルと、 検出コイルからの起電力を受けて、永久磁石が励磁コイ
ルと対向する位置にあることを検出し、励磁コイルの通
電方向を切り換えるように、通電方向切換手段を作動さ
せる切換作動手段と、を備えるブラシレスモータ。
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回転制御の内容を簡単にして、高速制御、精
密制御を可能にしたブラシレスモータに関するものであ
る。
密制御を可能にしたブラシレスモータに関するものであ
る。
一般に、永久磁石をロータに、励磁コイルをステータに
、それぞれ配設したブラシレスモータにおいては、モー
タの回転制御を回転磁界制御によって行っている。回転
磁界制御を行うためには、ロータの回転位置を検出して
、その位置に同期させて励磁コイルに流す電流の位相を
制御する必要がある。
、それぞれ配設したブラシレスモータにおいては、モー
タの回転制御を回転磁界制御によって行っている。回転
磁界制御を行うためには、ロータの回転位置を検出して
、その位置に同期させて励磁コイルに流す電流の位相を
制御する必要がある。
しかし、位相制御は複雑で、高速制御、精密制御に限界
があり、コストも高い問題がある。
があり、コストも高い問題がある。
従って、本発明の目的は、ブラシレスモータの制御内容
を簡単にして、高速制御、精密制御を可能にすることに
ある。
を簡単にして、高速制御、精密制御を可能にすることに
ある。
そこで本発明は、上述の如きブラシレスモータにおける
励磁コイルの電流制御を、永久磁石と対向する励磁コイ
ルの通電方向を切り換えることによって達成することを
特徴とする。
励磁コイルの電流制御を、永久磁石と対向する励磁コイ
ルの通電方向を切り換えることによって達成することを
特徴とする。
具体的には、本発明のブラシレスモータは、永久磁石を
ロータに、励磁コイルをステータに、それぞれ配設した
ものであり、電源と励磁コイルとの間に励磁コイルの通
電方向を切り換える通電方向切換手段を接続する。
ロータに、励磁コイルをステータに、それぞれ配設した
ものであり、電源と励磁コイルとの間に励磁コイルの通
電方向を切り換える通電方向切換手段を接続する。
また、励磁コイルに対して検出コイルを重ね巻きし、検
出コイルに、ロータの回転に伴う永久磁石の磁束の変化
によって起電力を発生させる。
出コイルに、ロータの回転に伴う永久磁石の磁束の変化
によって起電力を発生させる。
そして、検出コイルからの起電力を受けて、永久磁石が
励磁コイルと対向する位置にあることを検出し、励磁コ
イルの通電方向を切り換えるように、通電方向切換手段
を作動させる切換作動手段を備える。
励磁コイルと対向する位置にあることを検出し、励磁コ
イルの通電方向を切り換えるように、通電方向切換手段
を作動させる切換作動手段を備える。
その結果、ロータの回転に伴って、一つの永久磁石が一
つの励磁コイルに対向する位置に達すると、検出コイル
および切換作動手段によってそれが検出され、励磁コイ
ルのｉｉ！ｌＩｇ１方向が切り換えられる。この通電方
向の切換によって、その励磁コイル上を通過した永久磁
石に対して引き続いて回転方向のトルクが加えられる。
つの励磁コイルに対向する位置に達すると、検出コイル
および切換作動手段によってそれが検出され、励磁コイ
ルのｉｉ！ｌＩｇ１方向が切り換えられる。この通電方
向の切換によって、その励磁コイル上を通過した永久磁
石に対して引き続いて回転方向のトルクが加えられる。
次に、別の永久磁石がその励磁コイルに対向する位置に
達すると、同様にして再度励磁コイルの通電方向が切り
換えられる。このようにして、永久磁石に連続して回転
トルクが加えられ、ロータが回転される。
達すると、同様にして再度励磁コイルの通電方向が切り
換えられる。このようにして、永久磁石に連続して回転
トルクが加えられ、ロータが回転される。
以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
第２図〜第４図は、本発明の一実施例を示し、第２図は
部分断面正面図、第３図は第２図のｆｌｌＡ−ＩＩＩＡ
線断面、ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面を同時に示す断面図
、第４図はステータのケースの底面図である。
部分断面正面図、第３図は第２図のｆｌｌＡ−ＩＩＩＡ
線断面、ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面を同時に示す断面図
、第４図はステータのケースの底面図である。
各図中、ＩＯはロータ、２０はステータであり、１１は
永久磁石、２１は励磁コイルである。永久磁石１１は、
複数個、この場合、１６個が回転軸１２のまわりに円環
状に配設され、各永久磁石１１は、その磁極方向が互い
に平行となるように並べられている。勿論、各永久磁石
１１の磁極は、隣り合う永久磁石１１同士で互いに逆向
きとなるようにされている。
永久磁石、２１は励磁コイルである。永久磁石１１は、
複数個、この場合、１６個が回転軸１２のまわりに円環
状に配設され、各永久磁石１１は、その磁極方向が互い
に平行となるように並べられている。勿論、各永久磁石
１１の磁極は、隣り合う永久磁石１１同士で互いに逆向
きとなるようにされている。
このように並べられた永久磁石１１を一組として複数組
、この場合、３組が回転軸１２のまわりに固定されてロ
ータｌＯが構成されており、各々円環状に並べられた永
久磁石組は、固定金具１４によって回転軸１２上に固定
されている。このとき、回転軸１２と各固定金具１４と
は、スプライン嵌合１３され、固定金具１４と永久磁石
１１との間は、接着剤によって固着されている。
、この場合、３組が回転軸１２のまわりに固定されてロ
ータｌＯが構成されており、各々円環状に並べられた永
久磁石組は、固定金具１４によって回転軸１２上に固定
されている。このとき、回転軸１２と各固定金具１４と
は、スプライン嵌合１３され、固定金具１４と永久磁石
１１との間は、接着剤によって固着されている。
円環状に並べられた永久磁石１１の側方には、やはり複
数個、この場合、１２個の励磁コイル２１が円環状に並
べられており、各励磁コイル２１は、各永久磁石１１の
磁束と鎖交するように配設されている。このように永久
磁石１１の側方に配設された励磁コイル組は、永久磁石
１１の一方側にのみ配設すれば良いが、両側に配設され
ていても良く、この実施例の場合は、第２図から明らか
なように、３組の円環状の永久磁石組のうち、真中のも
のには、その両側に励磁コイル組が配設されている。
数個、この場合、１２個の励磁コイル２１が円環状に並
べられており、各励磁コイル２１は、各永久磁石１１の
磁束と鎖交するように配設されている。このように永久
磁石１１の側方に配設された励磁コイル組は、永久磁石
１１の一方側にのみ配設すれば良いが、両側に配設され
ていても良く、この実施例の場合は、第２図から明らか
なように、３組の円環状の永久磁石組のうち、真中のも
のには、その両側に励磁コイル組が配設されている。
各励磁コイル２１には、その中心にそれぞれ鉄心２２が
設けられており、第２図から明らかなように、各鉄心２
２は、円環状に並べられた永久磁石１１の外周側を通っ
て永久磁石１１の反対側まで延設されている。ただし、
この実施例の場合、４組の励磁コイル組の各励磁コイル
２１は、回転軸１２の方向に一列に並んでおり、それら
の鉄心２２は互いに一体化されている。その鉄心２２は
、積層鉄板によって構成されており、ステータ２０のケ
ース２４の底面に第４図の如く形成された溝２３にその
一端側が嵌め込まれ、他端側がスペーサ２９を介してカ
バー２５によって圧接されている。また、各鉄心２２間
には、第３図から明らかなように、スペーサ２６が介挿
されており、スペーサ２６のうち幾つかは、ピン２７に
よってケース２４に固定されている。つまり、回転軸１
２の回転方向に対してまわり止めが施されている。なお
、第２図中、１５はベアリングであり、ケース２４に対
して回転軸１２を回転自在に支持している。また、１６
はシールであり、モータ内に水、はこり等が侵入しない
ようにしている。
設けられており、第２図から明らかなように、各鉄心２
２は、円環状に並べられた永久磁石１１の外周側を通っ
て永久磁石１１の反対側まで延設されている。ただし、
この実施例の場合、４組の励磁コイル組の各励磁コイル
２１は、回転軸１２の方向に一列に並んでおり、それら
の鉄心２２は互いに一体化されている。その鉄心２２は
、積層鉄板によって構成されており、ステータ２０のケ
ース２４の底面に第４図の如く形成された溝２３にその
一端側が嵌め込まれ、他端側がスペーサ２９を介してカ
バー２５によって圧接されている。また、各鉄心２２間
には、第３図から明らかなように、スペーサ２６が介挿
されており、スペーサ２６のうち幾つかは、ピン２７に
よってケース２４に固定されている。つまり、回転軸１
２の回転方向に対してまわり止めが施されている。なお
、第２図中、１５はベアリングであり、ケース２４に対
して回転軸１２を回転自在に支持している。また、１６
はシールであり、モータ内に水、はこり等が侵入しない
ようにしている。
円環状に並べられた励磁コイル２１は、隣り合う三つが
一セットとされ、全周で４セツトとされており、各セン
ト間で対応する位置にある励磁コイル２１は、全て直列
接続され、さらに、一体化された鉄心２２に巻かれてい
る励磁コイル２１も、全て直列接続されている。従って
、励磁コイル２１は、４×４で１６個づつが直列接続さ
れていることになる。
一セットとされ、全周で４セツトとされており、各セン
ト間で対応する位置にある励磁コイル２１は、全て直列
接続され、さらに、一体化された鉄心２２に巻かれてい
る励磁コイル２１も、全て直列接続されている。従って
、励磁コイル２１は、４×４で１６個づつが直列接続さ
れていることになる。
このように、励磁コイル２１が一セットで３個であるの
に対して、永久もｎ石１１は、対応する範囲内に４個設
けられている。すなわち、−セット内で永久磁石１１０
個数が励磁コイル２１の個数より１個多くされている。
に対して、永久もｎ石１１は、対応する範囲内に４個設
けられている。すなわち、−セット内で永久磁石１１０
個数が励磁コイル２１の個数より１個多くされている。
第６図〜第８図は、一つの鉄心２２およびそこに巻かれ
た励磁コイル２１を拡大して示している。
た励磁コイル２１を拡大して示している。
また、第５図は、励磁コイル２１が通電されたとき鉄心
２２の磁化の様子を示している。このように鉄心２２に
よって形成される磁路の中に永久磁石１１が挟まれた形
となっているため、第５図の位置に永久磁石１１がある
とき、励磁コイル２１によって発生される磁力線は、第
５図の一点鎖線の如く通り、励磁コイル２１と永久磁石
１１との間に矢印Ｆで示すように、リラクタンストルク
を発生する。
２２の磁化の様子を示している。このように鉄心２２に
よって形成される磁路の中に永久磁石１１が挟まれた形
となっているため、第５図の位置に永久磁石１１がある
とき、励磁コイル２１によって発生される磁力線は、第
５図の一点鎖線の如く通り、励磁コイル２１と永久磁石
１１との間に矢印Ｆで示すように、リラクタンストルク
を発生する。
第９図は、−セットを成すＡ〜Ｃの三つの励磁コイル２
１とロータ１０の永久磁石１１との位置関係を平面上で
示すとともに、ロータｌＯの回転に伴って励磁コイル２
１の通電方向、つまり、極性が切り換えられる様子を時
間の経過と共に示している。
１とロータ１０の永久磁石１１との位置関係を平面上で
示すとともに、ロータｌＯの回転に伴って励磁コイル２
１の通電方向、つまり、極性が切り換えられる様子を時
間の経過と共に示している。
まず、（イ〉で示すｔｏのタイミングでは、励磁コイル
２１のＡ−Ｃは、（ロ）で示すように、永久磁石１１側
の磁極が順次Ｎ、Ｎ、Ｓとなっており、これに対して、
ロータ１０の永久磁石１１が図のように位置しているた
め、ロータｌＯには、矢印で示すように、図の下方向に
トルクが発生する。次にｔｌのタイミングでは、Ｂの励
磁コイル２１の通電方向が切り換えられて極性が切り換
えられ、永久磁石ｌｌ側が順次Ｎ、Ｓ、Ｓとされる。
２１のＡ−Ｃは、（ロ）で示すように、永久磁石１１側
の磁極が順次Ｎ、Ｎ、Ｓとなっており、これに対して、
ロータ１０の永久磁石１１が図のように位置しているた
め、ロータｌＯには、矢印で示すように、図の下方向に
トルクが発生する。次にｔｌのタイミングでは、Ｂの励
磁コイル２１の通電方向が切り換えられて極性が切り換
えられ、永久磁石ｌｌ側が順次Ｎ、Ｓ、Ｓとされる。
すなわち、励磁コイル２１と永久磁石１１とが一対一で
対向する位置となったときに、励磁コイル２１の極性が
切り換えられる。このように、励磁コイル２１と永久磁
石１１とが対向しているときには、その励磁コイル２１
と永久磁石ｌｌとの間には、トルクが発生しないが、上
述のように励磁コイル２１の個数に対して永久磁石１１
の個数が多くされているため、−組の励磁コイル２１と
永久磁石１１とが対向していても、他の励磁コイル２１
と永久磁石１１とは対向せず、トルクを発生している。
対向する位置となったときに、励磁コイル２１の極性が
切り換えられる。このように、励磁コイル２１と永久磁
石１１とが対向しているときには、その励磁コイル２１
と永久磁石ｌｌとの間には、トルクが発生しないが、上
述のように励磁コイル２１の個数に対して永久磁石１１
の個数が多くされているため、−組の励磁コイル２１と
永久磁石１１とが対向していても、他の励磁コイル２１
と永久磁石１１とは対向せず、トルクを発生している。
第９図において（ハ）は、励磁コイル２１の通電方向を
示しており、ｔ、のタイミングでＢの励磁コイル２１の
通電方向が切り換えられる。以後同様にｊ３、ｊｓ、Ｌ
？、ｔｌ、ｔｌｌのタイミングで励磁コイル２１と永久
磁石１１とが一対一で対向したとき、励磁コイル２１の
極性が切り換えられる。そして、ｔｌｌのタイミングで
再びＢの励磁コイル２１の極性が切り換えられ、−サイ
クルの動作を完了し、以後、この動作が繰り返されて、
ロータ１０は回転される。
示しており、ｔ、のタイミングでＢの励磁コイル２１の
通電方向が切り換えられる。以後同様にｊ３、ｊｓ、Ｌ
？、ｔｌ、ｔｌｌのタイミングで励磁コイル２１と永久
磁石１１とが一対一で対向したとき、励磁コイル２１の
極性が切り換えられる。そして、ｔｌｌのタイミングで
再びＢの励磁コイル２１の極性が切り換えられ、−サイ
クルの動作を完了し、以後、この動作が繰り返されて、
ロータ１０は回転される。
このように励磁コイル２１は、一つの永久磁石１１と一
対一で対向したとき極性の切換が行われるが、このため
、励磁コイル２１が一つの永久磁石１１と一対一で対向
した状態を検出するべく、第７図および第８図に良く示
されているように、励磁コイル２１には、検出コイル２
８が重ね巻きされている。ただし、励磁コイル２１と永
久磁石１１との位置関係は各セット間では、全て同一で
あるため、検出コイル２８は、一つのセットの励磁コイ
ル２１にのみ設けられている。また、一つの鉄心２２に
巻かれた励磁コイル２１が複数個あっても、同様の理由
で一つの励磁コイル２１にのみ検出コイル２８を設けれ
ば良いが、第７図の場合では、一つの鉄心２２に巻かれ
た励磁コイル２１の全てに検出コイル２８を設け、これ
ら検出コイル２８は全て直列接続されている。
対一で対向したとき極性の切換が行われるが、このため
、励磁コイル２１が一つの永久磁石１１と一対一で対向
した状態を検出するべく、第７図および第８図に良く示
されているように、励磁コイル２１には、検出コイル２
８が重ね巻きされている。ただし、励磁コイル２１と永
久磁石１１との位置関係は各セット間では、全て同一で
あるため、検出コイル２８は、一つのセットの励磁コイ
ル２１にのみ設けられている。また、一つの鉄心２２に
巻かれた励磁コイル２１が複数個あっても、同様の理由
で一つの励磁コイル２１にのみ検出コイル２８を設けれ
ば良いが、第７図の場合では、一つの鉄心２２に巻かれ
た励磁コイル２１の全てに検出コイル２８を設け、これ
ら検出コイル２８は全て直列接続されている。
検出コイル２８は、永久磁石１１の磁界の影響を受けて
、起電力を発生し、その信号波形は、第９図（ニ）に示
す如くとなる。すなわち、励磁コイル２１と永久磁石１
１とが一対一で対向する位置で起電力の方向が切り換わ
る交流信号を発生する。検出コイル２８からの信号は、
波形整形されて矩形波とされ、さらに、微分回路によっ
て信号の変化分のみが取り出される。この微分信号は、
第９図（ホ）に示されており、この微分信号をトリガと
して励磁コイル２１の極性切換が行われる。
、起電力を発生し、その信号波形は、第９図（ニ）に示
す如くとなる。すなわち、励磁コイル２１と永久磁石１
１とが一対一で対向する位置で起電力の方向が切り換わ
る交流信号を発生する。検出コイル２８からの信号は、
波形整形されて矩形波とされ、さらに、微分回路によっ
て信号の変化分のみが取り出される。この微分信号は、
第９図（ホ）に示されており、この微分信号をトリガと
して励磁コイル２１の極性切換が行われる。
以上は、−セット中の励磁コイル２１の数が３個の場合
について説明したが、励磁コイル２１の数は２以上の任
意の数とすることができ、第１０図（イ）〜（ニ）は、
励磁コイル２１の数を２〜Ｎ個とした場合について互い
に比較して示しである。この第１０図（イ）〜（ニ）か
ら明らかなように、−セット中の励磁コイル２１の数Ｎ
に対して永久磁石１１の数をＮ＋１とすることによって
ロータ１０の回転中、ロータの回転角にかかわらず、常
時励磁コイル２１と永久磁石１１との間にトルクを発生
させることができる。また、励磁コイル２１の極性を切
り換えるための通電方向の切換は、（１／２Ｎ）Ｘ （
２／Ｎ＋１）Ｘ （２π／ｍ）（ただし１．Ｎは励磁コ
イル２１の極数、ｍはセット数〕毎に行われる。
について説明したが、励磁コイル２１の数は２以上の任
意の数とすることができ、第１０図（イ）〜（ニ）は、
励磁コイル２１の数を２〜Ｎ個とした場合について互い
に比較して示しである。この第１０図（イ）〜（ニ）か
ら明らかなように、−セット中の励磁コイル２１の数Ｎ
に対して永久磁石１１の数をＮ＋１とすることによって
ロータ１０の回転中、ロータの回転角にかかわらず、常
時励磁コイル２１と永久磁石１１との間にトルクを発生
させることができる。また、励磁コイル２１の極性を切
り換えるための通電方向の切換は、（１／２Ｎ）Ｘ （
２／Ｎ＋１）Ｘ （２π／ｍ）（ただし１．Ｎは励磁コ
イル２１の極数、ｍはセット数〕毎に行われる。
第１図は、励磁コイル２１の通電を制御する回路を示し
ており、各検出コイル２８からの起電力は、波形処理回
路５６において波形整形されて微分され、微分信号がプ
リドライブ回路３０およびマイクロコンピュータ５１に
送り込まれる。プリドライブ回路３０は、その微分信号
を受けてドライブ回路４０を作動させる信号を形成し、
ドライブ回路４０は、各励磁コイル２１の通電を制御す
る。また、マイクロコンピュータ５１は、波形処理回路
５６からの微分信号によってロータｌＯの回転速度およ
び回転位置を検出する。一方、マイクロコンピュータ５
１は、速度指令５２、位置指令５３、トルク指令５４も
受けており、微分信号によって検出される速度が速度指
令５２による速度と一致するように、また、位置指令５
３によって決められた位置でロータ１０の回転が停止す
るように、プリドライブ回路３０に信号を送り込んでい
る。ここで、ドライブ回路４０が本発明における通電方
向切換手段に相当し、プリドライブ回路３０、マイクロ
コンピュータ５１および波形処理回路５６によって本発
明における切換作動手段７０が構成されている。
ており、各検出コイル２８からの起電力は、波形処理回
路５６において波形整形されて微分され、微分信号がプ
リドライブ回路３０およびマイクロコンピュータ５１に
送り込まれる。プリドライブ回路３０は、その微分信号
を受けてドライブ回路４０を作動させる信号を形成し、
ドライブ回路４０は、各励磁コイル２１の通電を制御す
る。また、マイクロコンピュータ５１は、波形処理回路
５６からの微分信号によってロータｌＯの回転速度およ
び回転位置を検出する。一方、マイクロコンピュータ５
１は、速度指令５２、位置指令５３、トルク指令５４も
受けており、微分信号によって検出される速度が速度指
令５２による速度と一致するように、また、位置指令５
３によって決められた位置でロータ１０の回転が停止す
るように、プリドライブ回路３０に信号を送り込んでい
る。ここで、ドライブ回路４０が本発明における通電方
向切換手段に相当し、プリドライブ回路３０、マイクロ
コンピュータ５１および波形処理回路５６によって本発
明における切換作動手段７０が構成されている。
第１１図は、プリドライブ回路３０の詳細を示しており
、この図から明らかなように、プリドライブ回路３０は
、波形処理回路５６からの微分信号を受けてその度に反
転動作するＴ型フリップフロップ３１〜３３と、そのフ
リップフロップ３１〜３３の出力によってマイクロコン
ピュータ５１からの信号を選択してドライブ回路４０へ
送る六つのアンドゲート３４〜３９とから成る。例えば
、フリップフロップ３１のＴ端子に波形処理回路５６か
ら微分信号を受けると、フリップフロップ３１は反転動
作され、開かれるアンドゲートを３４から３５または３
５から３４に切り換える。
、この図から明らかなように、プリドライブ回路３０は
、波形処理回路５６からの微分信号を受けてその度に反
転動作するＴ型フリップフロップ３１〜３３と、そのフ
リップフロップ３１〜３３の出力によってマイクロコン
ピュータ５１からの信号を選択してドライブ回路４０へ
送る六つのアンドゲート３４〜３９とから成る。例えば
、フリップフロップ３１のＴ端子に波形処理回路５６か
ら微分信号を受けると、フリップフロップ３１は反転動
作され、開かれるアンドゲートを３４から３５または３
５から３４に切り換える。
第１２図には、ドライブ回路４０の詳細が示されており
、このドライブ回路４０は、複数個のトランジスタの導
通、非導通の組合せによって３回路とされた励磁コイル
２１の通電を制御するようにされている。すなわち、ア
ンドゲート３４が開かれてアン、ドゲート３５が閉じら
れているときには、マイクロコンピュータ５１からのデ
ユーティ比信号がドライブ回路４０のトランジスタ４１
．４２のベースに印加され、デユーティ比信号のデユー
ティ比でトランジスタ４１．４２が導通されて、Ａの励
磁コイル２１を通電し、また、アンドゲート３４が閉じ
られ、アンドゲート３５が開かれているときには、マイ
クロコンピュータ５１からのデユーティ比信号がトラン
ジスタ４３．４４のベースに印加され、トランジスタ４
３．４４がデユーティ比信号のデユーティ比で導通され
、Ａの励磁コイル２１をそれまでとは逆方向に通電する
。つまり、フリップフロップ３１が反転動作されてアン
ドゲート３４．３５の開閉が切り換えられることによっ
て、Ａの励磁コイル２１の通電方向が切り換えられ、励
磁コイル２１の極性が切り換えられる。Ｂの励磁コイル
２１、Ｃの励磁コイル２１についても、同様にフリップ
フロップ３２．３３を反転動作させることによって、そ
の通電方向が切り換えられ、極性が切り換えられる。
、このドライブ回路４０は、複数個のトランジスタの導
通、非導通の組合せによって３回路とされた励磁コイル
２１の通電を制御するようにされている。すなわち、ア
ンドゲート３４が開かれてアン、ドゲート３５が閉じら
れているときには、マイクロコンピュータ５１からのデ
ユーティ比信号がドライブ回路４０のトランジスタ４１
．４２のベースに印加され、デユーティ比信号のデユー
ティ比でトランジスタ４１．４２が導通されて、Ａの励
磁コイル２１を通電し、また、アンドゲート３４が閉じ
られ、アンドゲート３５が開かれているときには、マイ
クロコンピュータ５１からのデユーティ比信号がトラン
ジスタ４３．４４のベースに印加され、トランジスタ４
３．４４がデユーティ比信号のデユーティ比で導通され
、Ａの励磁コイル２１をそれまでとは逆方向に通電する
。つまり、フリップフロップ３１が反転動作されてアン
ドゲート３４．３５の開閉が切り換えられることによっ
て、Ａの励磁コイル２１の通電方向が切り換えられ、励
磁コイル２１の極性が切り換えられる。Ｂの励磁コイル
２１、Ｃの励磁コイル２１についても、同様にフリップ
フロップ３２．３３を反転動作させることによって、そ
の通電方向が切り換えられ、極性が切り換えられる。
第１３図および第１４図は、マイクロコンピュータ５１
を動作させるプログラムのうち、主要部分をフローチャ
ートによって示すものである。第１３図のプログラムは
、励磁コイル２１の通１ｉ電流のデユーティ比を制御す
るもので、１ｏｏｓり秒毎に起動される時間割り込み処
理ルーチンである。
を動作させるプログラムのうち、主要部分をフローチャ
ートによって示すものである。第１３図のプログラムは
、励磁コイル２１の通１ｉ電流のデユーティ比を制御す
るもので、１ｏｏｓり秒毎に起動される時間割り込み処
理ルーチンである。
まず、ステップ１０１では、トルク指令５４に応じて励
磁コイル２１の通電電流のデユーティ比ＤＵＴＹが求め
られる。これは、演算によって求めても良いし、予めメ
モリに格納されたデータを読み出すことによって求めて
も良いが、トルク指令５４による指令トルクＴｃに対し
て第１５図の如く求められる。
磁コイル２１の通電電流のデユーティ比ＤＵＴＹが求め
られる。これは、演算によって求めても良いし、予めメ
モリに格納されたデータを読み出すことによって求めて
も良いが、トルク指令５４による指令トルクＴｃに対し
て第１５図の如く求められる。
次に、ステップ１０２では、速度指令５２による指令速
度Ｎｃと現在の速度Ｎとの差ΔＮが求められる。現在の
速度Ｎは、図示してないプログラムによって、波形処理
回路５６からの微分信号が発生される間隔を測ることに
よって求められる。
度Ｎｃと現在の速度Ｎとの差ΔＮが求められる。現在の
速度Ｎは、図示してないプログラムによって、波形処理
回路５６からの微分信号が発生される間隔を測ることに
よって求められる。
第１７図には、指令速度Ｎｃに対する速度Ｎの変化の様
子の一例が示されている。次のステップ１０３では、速
度差ΔＮに基づいてデユーティ比の補正量ΔＤＵＴＹが
求められる。この補正量ΔＤＵＴＹも、上述のステップ
１０１と同様、演算によって求めても良いし、予めメモ
リに格納されたデータを読み出すことによって求めても
良いが、速度差ΔＮに対して、第１６図の如く求められ
る。
子の一例が示されている。次のステップ１０３では、速
度差ΔＮに基づいてデユーティ比の補正量ΔＤＵＴＹが
求められる。この補正量ΔＤＵＴＹも、上述のステップ
１０１と同様、演算によって求めても良いし、予めメモ
リに格納されたデータを読み出すことによって求めても
良いが、速度差ΔＮに対して、第１６図の如く求められ
る。
ステップ１０４では、ステップ１０１で求められたデユ
ーティ比ＤＵＴＹとステップ１０３で求められた補正量
ΔＤＵＴＹとを加算して最終的なデユーティ比ＤＵＴＹ
が求められる。このようにして、第１３図のプログラム
では、速度指令５２による速度Ｎｃを維持するように励
磁コイル２１への通電電流のデユーティ比ＤＵＴＹが制
御される。
ーティ比ＤＵＴＹとステップ１０３で求められた補正量
ΔＤＵＴＹとを加算して最終的なデユーティ比ＤＵＴＹ
が求められる。このようにして、第１３図のプログラム
では、速度指令５２による速度Ｎｃを維持するように励
磁コイル２１への通電電流のデユーティ比ＤＵＴＹが制
御される。
第１３図のプログラムが１００ ”す秒毎に起動される
ため、ステップ１０４によって求められるデユーティ比
ＤＵＴＹの値をそのままプリセッタブルダウンカウンタ
（図示せず）にプリセットし、このダウンカウンタを１
１り秒のクロック信号によヮてダウンカウントすること
によって、ただちにダウンカウンタからは、ステップ１
０４において求められるデユーティ比Ｄ Ｕ Ｔ Ｙの
パルス信号を得ることができる。このパルス信号は、プ
リドライブ回路３０のａ端子に送り込まれる。
ため、ステップ１０４によって求められるデユーティ比
ＤＵＴＹの値をそのままプリセッタブルダウンカウンタ
（図示せず）にプリセットし、このダウンカウンタを１
１り秒のクロック信号によヮてダウンカウントすること
によって、ただちにダウンカウンタからは、ステップ１
０４において求められるデユーティ比Ｄ Ｕ Ｔ Ｙの
パルス信号を得ることができる。このパルス信号は、プ
リドライブ回路３０のａ端子に送り込まれる。
第１４図のプログラムは、図示してないメイン処理ルー
チンプログラム中の一部であり、ロータ１０、つまり、
モータの停止位置を制御するためのプログラムである。
チンプログラム中の一部であり、ロータ１０、つまり、
モータの停止位置を制御するためのプログラムである。
このプログラムが起動されると、ステップ１０５におい
て、位置指令５３で指令された位１ＷＰｃと現在の回転
位？ＩＰとの差ΔＰが求められる。現在の回転位置Ｐは
、図示してないカウンタによって波形処理回路５６から
の微分信号を計数することによって計測される。
て、位置指令５３で指令された位１ＷＰｃと現在の回転
位？ＩＰとの差ΔＰが求められる。現在の回転位置Ｐは
、図示してないカウンタによって波形処理回路５６から
の微分信号を計数することによって計測される。
ステップ１０６では、位置の差ΔＰがｒＯＪであるか否
かが判定される。現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達
するまでの間は、ステップ１０６は否定判断され、ステ
ップ１０９において差ΔＰが正であるか否かが判定され
る。このとき差ΔＰは正であるため、ステップ１１０に
進み、ここで、後述のフラグＦが「１」にセットされて
いるか否かが判定される。このとき、フラグＦはセット
されていないので、ステップ１１０は否定判断され、現
在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達するまで、以上の処
理が繰り返される。
かが判定される。現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達
するまでの間は、ステップ１０６は否定判断され、ステ
ップ１０９において差ΔＰが正であるか否かが判定され
る。このとき差ΔＰは正であるため、ステップ１１０に
進み、ここで、後述のフラグＦが「１」にセットされて
いるか否かが判定される。このとき、フラグＦはセット
されていないので、ステップ１１０は否定判断され、現
在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達するまで、以上の処
理が繰り返される。
やがて現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達すると、ス
テップ１０６は肯定判断されてステップ１０７において
上述のデユーティ比ＤＵＴＹが「０」とされ、励磁コイ
ル２１への通電を停止する。そして、ステップ１０８で
は、フラグＦをｒｌＪにセットし、現在の回転位置Ｐが
指令位置Ｐｃに達したことを記憶する。
テップ１０６は肯定判断されてステップ１０７において
上述のデユーティ比ＤＵＴＹが「０」とされ、励磁コイ
ル２１への通電を停止する。そして、ステップ１０８で
は、フラグＦをｒｌＪにセットし、現在の回転位置Ｐが
指令位置Ｐｃに達したことを記憶する。
第１８図に示すように、現在の回転位Ｈｐが指令位置Ｐ
ｃに達しても、慣性によってロータｌＯは指令位置Ｐｃ
に停まらず、オーバランする。こうしてオーバランした
ときには、ステップ１０６．１０９は共に否定判断され
、ステップ１１３においてフラグＦがｒｌＪにセットさ
れているか否かが判定される。いま、フラグＦがセット
されているので、ステップ１１３は肯定判断されてステ
ップｌｌｌにおいて逆転パルスが発生される。この逆転
パルスは、第１図における逆流防止用ダイオード５５を
介してプリドライブ回路３０のｂ−ｄ端子に送り込まれ
、プリドライブ回路３０の三つのフリップフロップ３１
〜３３を一斉に反転動作させる。フリップフロップ３１
〜３３が反転動作されると、上述のように、励磁コイル
２１の通電方向が反転され、励磁コイル２１の掻性が反
転されるため、第９図の（ロ）から明らかなように、各
永久磁石１１には、矢印で示したのとは反対方向にトル
クが発生する。従って、ステップ１１１において逆転パ
ルスが発生されることによって、ロータｌＯの回転方向
が逆転される。そして、ステップ１１２では、フラグＦ
がリセットされてｒＯＪとされる。
ｃに達しても、慣性によってロータｌＯは指令位置Ｐｃ
に停まらず、オーバランする。こうしてオーバランした
ときには、ステップ１０６．１０９は共に否定判断され
、ステップ１１３においてフラグＦがｒｌＪにセットさ
れているか否かが判定される。いま、フラグＦがセット
されているので、ステップ１１３は肯定判断されてステ
ップｌｌｌにおいて逆転パルスが発生される。この逆転
パルスは、第１図における逆流防止用ダイオード５５を
介してプリドライブ回路３０のｂ−ｄ端子に送り込まれ
、プリドライブ回路３０の三つのフリップフロップ３１
〜３３を一斉に反転動作させる。フリップフロップ３１
〜３３が反転動作されると、上述のように、励磁コイル
２１の通電方向が反転され、励磁コイル２１の掻性が反
転されるため、第９図の（ロ）から明らかなように、各
永久磁石１１には、矢印で示したのとは反対方向にトル
クが発生する。従って、ステップ１１１において逆転パ
ルスが発生されることによって、ロータｌＯの回転方向
が逆転される。そして、ステップ１１２では、フラグＦ
がリセットされてｒＯＪとされる。
ロータ１０へのトルクが反転されても、慣性によってた
たちにはロータｌＯは逆転しないが、やがて回転方向が
変えられ、第１８図の如く、回転位置Ｐは再び指令位置
Ｐｃに到達する。このとき、ステップ１０６は再び肯定
判断されてデユーティ比ＤＵＴＹがゼロとされるととも
に、ステップ１０８においてフラグＦがｒｌＪにセット
される。
たちにはロータｌＯは逆転しないが、やがて回転方向が
変えられ、第１８図の如く、回転位置Ｐは再び指令位置
Ｐｃに到達する。このとき、ステップ１０６は再び肯定
判断されてデユーティ比ＤＵＴＹがゼロとされるととも
に、ステップ１０８においてフラグＦがｒｌＪにセット
される。
現在の回転位置Ｐが指令位置Ｐｃに達しても、ロータ１
０は再びオーバランして今度は、ステップ１０９は肯定
判断される。そして、ステップ１１０も、このときフラ
グＦがセットされているため肯定判断されて、ステップ
１１１において逆転パルスが発生され、再びロータ１０
の回転方向が逆転される。
０は再びオーバランして今度は、ステップ１０９は肯定
判断される。そして、ステップ１１０も、このときフラ
グＦがセットされているため肯定判断されて、ステップ
１１１において逆転パルスが発生され、再びロータ１０
の回転方向が逆転される。
以上の第１４図の停止位置制御ルーチンプログラムによ
る動作を繰り返すことによって、第１８図の如く、ロー
タｌＯは指令位置Ｐｃに停止される。
る動作を繰り返すことによって、第１８図の如く、ロー
タｌＯは指令位置Ｐｃに停止される。
以上のように本発明によれば、ブラシレスモータにおけ
る励磁コイルの電流制御を、永久磁石と対向する励磁コ
イルの通電方向を切り換えることによって達成するので
、ブラシレスモータの回転制御の内容を簡単にして、高
速制御、精密制御を可能にすることができ、さらに、コ
スト低減、信頼性向上、モータの小型化を図ることがで
きるなど著効を奏する。
る励磁コイルの電流制御を、永久磁石と対向する励磁コ
イルの通電方向を切り換えることによって達成するので
、ブラシレスモータの回転制御の内容を簡単にして、高
速制御、精密制御を可能にすることができ、さらに、コ
スト低減、信頼性向上、モータの小型化を図ることがで
きるなど著効を奏する。
第１図は、本発明の一実施例の制御回路を示す電気回路
図、第２図〜第４図は、上記実施例の機械的構成を示し
、第２図は部分断面正面図、第３図は第２図のＩ［［Ａ
−１１１Ａ線断面、Ｉ［ＩＢ−１１ＩＢ線断面を同時に
示す断面図、第４図はステータのケースの底面図である
。また、第５図は、上記実施例の動作を説明するための
図である。第６図〜第８図は、上記実施例における一つ
の鉄心の拡大図であり、第６図は斜視図、第７図は励磁
コイルを巻かれた状態の正面図、第８図は第７図の■−
■線断面図である。さらに、第９図は、上記実施例の動
作を説明するための図、第１０図は、励磁コイルおよび
永久磁石の個数を変えたときの第９図と同様の説明図、
第１１図は、第１図のプリドライブ回路の詳細回路図、
第１２図は、第１図のドライブ回路の詳細回路図、第１
３図および第１４図は、第１図のマイクロコンピュータ
の主要プログラムを示すフローチャート、第１５図〜第
１白図は、第１３図および第１４図のプログラムによる
動作を説明するための図である。 １０・・−・−・・ロータ １１・・−・・・・永久磁石 ２０−・・・−・ステータ ２１−・−・−・励磁コイル ２２・−・・・鉄心 ２８・・・−・−・検出コイル ４０・−・−・・ドライブ回路（通電方向切換手段）７
０−・・−・・・切換作動手段 出願人 トヨタ自動車株式会社 第１１図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 ムＤＵＴＹ 第１７図 第１８図
図、第２図〜第４図は、上記実施例の機械的構成を示し
、第２図は部分断面正面図、第３図は第２図のＩ［［Ａ
−１１１Ａ線断面、Ｉ［ＩＢ−１１ＩＢ線断面を同時に
示す断面図、第４図はステータのケースの底面図である
。また、第５図は、上記実施例の動作を説明するための
図である。第６図〜第８図は、上記実施例における一つ
の鉄心の拡大図であり、第６図は斜視図、第７図は励磁
コイルを巻かれた状態の正面図、第８図は第７図の■−
■線断面図である。さらに、第９図は、上記実施例の動
作を説明するための図、第１０図は、励磁コイルおよび
永久磁石の個数を変えたときの第９図と同様の説明図、
第１１図は、第１図のプリドライブ回路の詳細回路図、
第１２図は、第１図のドライブ回路の詳細回路図、第１
３図および第１４図は、第１図のマイクロコンピュータ
の主要プログラムを示すフローチャート、第１５図〜第
１白図は、第１３図および第１４図のプログラムによる
動作を説明するための図である。 １０・・−・−・・ロータ １１・・−・・・・永久磁石 ２０−・・・−・ステータ ２１−・−・−・励磁コイル ２２・−・・・鉄心 ２８・・・−・−・検出コイル ４０・−・−・・ドライブ回路（通電方向切換手段）７
０−・・−・・・切換作動手段 出願人 トヨタ自動車株式会社 第１１図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 ムＤＵＴＹ 第１７図 第１８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、永久磁石をロータに、励磁コイルをステータに、そ
れぞれ配設したブラシレスモータであって、 電源と励磁コイルとの間に接続され、励磁コイルの通電
方向を切り換える通電方向切換手段と、励磁コイルに対
して重ね巻きされ、ロータの回転に伴う永久磁石の磁束
の変化によって起電力を発生する検出コイルと、 検出コイルからの起電力を受けて、永久磁石が励磁コイ
ルと対向する位置にあることを検出し、励磁コイルの通
電方向を切り換えるように、通電方向切換手段を作動さ
せる切換作動手段と、を備えるブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183467A JP2515095B2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | ブラシレスモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183467A JP2515095B2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | ブラシレスモ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244095A true JPS6244095A (ja) | 1987-02-26 |
| JP2515095B2 JP2515095B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=16136299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60183467A Expired - Fee Related JP2515095B2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | ブラシレスモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2515095B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157298A (en) * | 1987-09-11 | 1992-10-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brushless motor with greater efficiency |
| JP2006304592A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Isa Innovation Sa | 永久磁石を固定するシステム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5996859A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-04 | Seiko Epson Corp | ブラシレスモ−タ− |
-
1985
- 1985-08-21 JP JP60183467A patent/JP2515095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5996859A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-04 | Seiko Epson Corp | ブラシレスモ−タ− |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157298A (en) * | 1987-09-11 | 1992-10-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brushless motor with greater efficiency |
| JP2006304592A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Isa Innovation Sa | 永久磁石を固定するシステム |
| US8421303B2 (en) | 2005-04-22 | 2013-04-16 | Infranor Holding S.A. | System for securing permanent magnets |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2515095B2 (ja) | 1996-07-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |