JPS631598Y2 - - Google Patents

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JPS631598Y2
JPS631598Y2 JP1979114129U JP11412979U JPS631598Y2 JP S631598 Y2 JPS631598 Y2 JP S631598Y2 JP 1979114129 U JP1979114129 U JP 1979114129U JP 11412979 U JP11412979 U JP 11412979U JP S631598 Y2 JPS631598 Y2 JP S631598Y2
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switch
turned
coil
switch means
coils
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はプレーヤ、テープレコーダ等のモータ
として使用して好適なブラシレスモータに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a brushless motor suitable for use as a motor for players, tape recorders, etc.

従来より励磁コイルの利用率を良くするために
各相の励磁コイルを両方向に通電するように構成
したブラシレスモータが知られている。第1図は
このような3相両方向通電方式のブラシレスモー
タの駆動回路図、第2図はその動作を説明するた
めのグラフである。
BACKGROUND ART Brushless motors have been known in which the excitation coils of each phase are energized in both directions in order to improve the utilization rate of the excitation coils. FIG. 1 is a drive circuit diagram of such a three-phase bidirectional energizing brushless motor, and FIG. 2 is a graph for explaining its operation.

第1図のモータは、ロータ側に2極の界磁マグ
ネツト1を備え、またステータ側にスター結線さ
れた120゜間隔の3相のコイル2a,2b,2c及
びこれらのコイルと30゜遅れの位相差の位置検出
素子3a,3b,3cを備えている。界磁マグネ
ツト1は台形波状に着磁されているので、各コイ
ル2a〜2cには、第2図aのφa,φb,φcで示
す磁束が作用している。各検出素子3a,3b,
3cからは第2図bのA,B,Cに示すような電
気角で120゜ずつ位相が遅れたパルス巾が180゜の検
出信号が得られる。これらの検出信号は論理回路
4において第2図cのA1,A2……C1,C2に示す
ような120゜のパルス巾の駆動信号に変形され、各
コイル2a〜2cの電流供給端子の夫々に接続さ
れたプシユ・プル接続のトランジスタTA1,
TA2,TB1,TB2,TC1,TC2に供給され
る。従つてこれらの駆動信号に応じた駆動電流が
コイル2a〜2cに流れ、モータが回転駆動され
る。
The motor shown in Fig. 1 is equipped with a two-pole field magnet 1 on the rotor side, and three-phase coils 2a, 2b, 2c star-connected at 120° intervals on the stator side, and 3-phase coils 2a, 2b, 2c with a 30° delay between these coils. It includes phase difference position detection elements 3a, 3b, and 3c. Since the field magnet 1 is magnetized in a trapezoidal waveform, magnetic fluxes indicated by φa, φb, and φc in FIG. 2a act on each of the coils 2a to 2c. Each detection element 3a, 3b,
3c, a detection signal having a pulse width of 180° is obtained with a phase delay of 120° in electrical angle as shown in A, B, and C of FIG. 2b. These detection signals are transformed in the logic circuit 4 into drive signals with a pulse width of 120° as shown in A1, A2...C1, C2 in FIG. Transistor TA1 with push-pull connection connected,
Supplied to TA2, TB1, TB2, TC1, and TC2. Therefore, drive currents corresponding to these drive signals flow through the coils 2a to 2c, and the motor is driven to rotate.

駆動信号は、第2図cの各波形に対応して書か
れた論理式に基いて形成され、常に何れか2つの
コイルが通電されるようになつている。例えば、
30゜〜90゜の範囲では駆動信号A1及びB2が高レベ
ルとなるので、トランジスタTA1,TB2がオ
ンとなり、第1図の一点鎖線で示すように、電源
5からTA1,コイル2a,2b,TB2を通つ
て接地ラインに電流が流れ、ロータ1が反時計方
向に回転される。他の回転角においても、同様
に、何れか2つのコイルが選択して通電され、第
2図dに示す回転トルクが形成される。
The drive signal is formed based on a logical formula written corresponding to each waveform in FIG. 2c, so that any two coils are always energized. for example,
In the range of 30° to 90°, the drive signals A1 and B2 are at a high level, so the transistors TA1 and TB2 are turned on, and as shown by the dashed line in FIG. A current flows through the ground line, causing the rotor 1 to rotate counterclockwise. Similarly, at other rotation angles, any two coils are selectively energized and the rotational torque shown in FIG. 2d is generated.

第1図に示すモータでは、界磁マグネツト1は
台形波状に着磁されているが、その平坦部分を
120゜以上にわたつて一定にすることは技術的に困
難である。従つて第2図dに示すように、30゜,
90゜,150゜……の位置でトルクが部分的に低下し、
トルクリツプルが発生する。
In the motor shown in Figure 1, the field magnet 1 is magnetized in a trapezoidal waveform, but the flat part is
It is technically difficult to maintain a constant angle over 120°. Therefore, as shown in Figure 2d, 30°,
Torque partially decreases at 90°, 150°... position,
Torque ripple occurs.

本考案はこのようなトルクリツプルを低減した
モータを提供するものである。
The present invention provides a motor with reduced torque ripple.

本考案のブラシレスモータは、第3図に示すよ
うに台形波状に着磁されたロータ(界磁マグネツ
ト1)と、ロータ位置検出手段(ホール素子3
a,3b,3c)と、第1のスイツチ素子と第2
のスイツチ素子とが直列接続された(n+1)対
のスイツチ手段(トランジスタTA1,TA2〜
TD1,TD2)と、夫々のコイルの一端が共通接
続されると共にその共通接続点及び夫々のコイル
の他端が上記夫々のスイツチ手段の直列接続点に
接続されたn個のコイル2a,2b,2cとを備
える。
The brushless motor of the present invention includes a rotor (field magnet 1) magnetized in a trapezoidal waveform as shown in FIG.
a, 3b, 3c), the first switch element and the second
(n+1) pairs of switch means (transistors TA1, TA2 to
TD1, TD2), and n coils 2a, 2b, in which one end of each coil is commonly connected, and the common connection point and the other end of each coil are connected to the series connection point of each of the switching means. 2c.

上記ロータ位置検出手段の出力信号に基いて上
記共通接続点に接続されたスイツチ手段の夫々の
スイツチ素子(トランジスタTD1とTD2)を電
気角360゜/2nで交互にオン・オフさせる。一方、
このスイツチ手段を構成する第1のスイツチ素子
(トランジスタTD1)のオン動作に対応させて他
のスイツチ手段の第2のスイツチ素子(トランジ
スタTA2,TB2,TC2)を順次オンさせ、ま
たこのスイツチ手段を構成する第2のスイツチ素
子(トランジスタTD2)のオン動作に対応させ
て他のスイツチ手段の第1のスイツチ素子(トラ
ンジスタTA1,TB1,TC1)を順次オンさせ
ることにより、台形波状着磁波形の上底部中央の
範囲内で夫々のコイルを順次通電させるように構
成したものである。
Based on the output signal of the rotor position detection means, the respective switch elements (transistors TD1 and TD2) of the switch means connected to the common connection point are turned on and off alternately at an electrical angle of 360°/2n. on the other hand,
In response to the on operation of the first switch element (transistor TD1) constituting this switch means, the second switch elements (transistors TA2, TB2, TC2) of the other switch means are turned on in sequence, and this switch means is also turned on. By sequentially turning on the first switch elements (transistors TA1, TB1, TC1) of the other switch means in response to the on operation of the second switch element (transistor TD2), the trapezoidal magnetization waveform is The structure is such that each coil is sequentially energized within the center area of the bottom.

この構成により、特定回転角におけるトルクの
落込みを無くしている。
This configuration eliminates the drop in torque at a specific rotation angle.

以下本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。第3図は本考案を適用した3相両方向通電方
式のブラシレスモータの駆動回路図、第4図はそ
の動作を説明するためのグラフを示している。こ
のブラシレスモータの基本構成は第1図とほぼ同
様であつて、2極の界磁マグネツト及びスター結
線された3相コイル2a,2b,2cを備えてい
る。各位置検出素子3a,3b,3cは各コイル
2a,2b,2cに対して60゜遅れ位相で配置さ
れている。界磁マグネツト1は台形波状に着磁さ
れていて、第4図aのφa,φb,φcで示すような
ほぼ120゜の角度範囲で平坦な台形波状の磁束が作
用している。各コイル2a〜2cの電流供給端子
には、第1図と同様に夫々一対のプシユ・プル接
続トランジスタTA1−TA2,TB1−TB2,
TC1−TC2が接続されると共に、各コイルの共
通接続点が一対のプシユ・プル接続されたトラン
ジスタTD1−TD2に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a drive circuit diagram of a three-phase bidirectional current-carrying brushless motor to which the present invention is applied, and FIG. 4 is a graph for explaining its operation. The basic configuration of this brushless motor is almost the same as that shown in FIG. 1, and includes a two-pole field magnet and star-connected three-phase coils 2a, 2b, and 2c. Each position detection element 3a, 3b, 3c is arranged with a phase lag of 60 degrees with respect to each coil 2a, 2b, 2c. The field magnet 1 is magnetized in a trapezoidal waveform, and a flat trapezoidal waveform magnetic flux acts in an angular range of approximately 120° as shown by φa, φb, and φc in FIG. 4a. The current supply terminals of each of the coils 2a to 2c are connected to a pair of push-pull connection transistors TA1-TA2, TB1-TB2, respectively, as in FIG.
TC1 and TC2 are connected, and the common connection point of each coil is connected to a pair of push-pull connected transistors TD1 and TD2.

なお一対のトランジスタTA1−TA2,TB1
−TB2,TC1−TC2,TD1−TD2は夫々スイ
ツチ手段を構成すると共に、TA1,TB1,TC
1,TD1は夫々第1のスイツチ素子を、またTA
2,TB2,TC2,TD2は夫々第2のスイツチ
素子を構成するものである。
A pair of transistors TA1-TA2, TB1
-TB2, TC1-TC2, TD1-TD2 each constitute a switch means, and TA1, TB1, TC
1, TD1 are the first switch elements, and TA
2, TB2, TC2 and TD2 constitute second switch elements.

各検出素子3a,3b,3cからは、第4図b
のA,B,Cに示すように各コイルの鎖交磁束
φa,φb,φcよりも60゜位相遅れでかつパルス巾が
180゜の検出信号が得られる。これらの検出信号は
論理回路4に供給され、第4図cに示す論理式に
従つてA1,A2……D1,D2のような駆動信号に
変形され、これらの駆動信号に応じて各トランジ
スタTA1,TA2……TD1,TD2がオンとなつ
てモータが回転駆動される。
From each detection element 3a, 3b, 3c, as shown in FIG.
As shown in A, B, and C, the phase is 60° behind the interlinkage magnetic fluxes φa, φb, and φc of each coil, and the pulse width is
A detection signal of 180° can be obtained. These detection signals are supplied to the logic circuit 4 and transformed into drive signals such as A1, A2...D1, D2 according to the logic formula shown in FIG. , TA2...TD1 and TD2 are turned on and the motor is driven to rotate.

各駆動信号は台形波状コイル鎖交磁束φa,φb,
φcのほぼ中央の60゜の区間で高レベルになり、ト
ランジスタTA1,TA2……TC1,TC2によ
つて60゜ごとにコイル2a〜2cのどれか1つの
コイルが通電される。トランジスタTD1,TD2
は、通電されたコイルに対して、電源5からの供
給電流及び接地ラインへの帰路電流を夫々コイル
の共通接続点を介して流すために交互に60゜ずつ
オンとなる。例えば、第4図cの60゜〜120゜の範
囲では駆動信号A1が低レベルに、またD2が高レ
ベルとなるので、トランジスタTA1,TD2がオ
ンとなり、第3図の一点鎖線で示すように、電源
5からTA1→コイル2a→TD2を経て接地ライ
ンに電流が流れる。コイル2aの電流を正方向と
すると、以下同様にして60゜ごとに、コイル2c
に逆方向、コイル2bに正方向、コイル2aに逆
方向、コイル2cに正方向……と次々に電流が流
される。
Each drive signal is a trapezoidal wave coil linkage magnetic flux φa, φb,
It becomes high level in the 60° section approximately in the center of φc, and any one of the coils 2a to 2c is energized every 60° by the transistors TA1, TA2, . . . TC1, TC2. Transistor TD1, TD2
are turned on alternately by 60 degrees to allow the energized coils to flow the supply current from the power source 5 and the return current to the ground line, respectively, through the common connection point of the coils. For example, in the range of 60° to 120° as shown in Figure 4c, the drive signal A1 is at a low level and D2 is at a high level, so transistors TA1 and TD2 are turned on, as shown by the dashed line in Figure 3. , a current flows from the power supply 5 to the ground line via TA1 → coil 2a → TD2. Assuming that the current in coil 2a is in the positive direction, the current in coil 2c is
A current is passed in the reverse direction through the coil 2b, in the reverse direction through the coil 2a, in the forward direction through the coil 2c, and so on.

この結果、第4図dに示すような全回転角にわ
たつてほぼ一定な合成トルクが得られる。即ち、
各相のコイルは、その鎖交磁束がほぼ一定となる
台形波の上底(120゜)中央の60゜の範囲内でのみ
通電されるので、第2図dのようなトルクリツプ
ルが生じない。但し、第1図のモータと比べると
常に何れか1つのコイルのみ通電しているので発
生トルクは減少している。
As a result, a substantially constant resultant torque is obtained over the entire rotation angle as shown in FIG. 4d. That is,
Since the coils of each phase are energized only within a 60° range from the center of the upper base (120°) of the trapezoidal wave where the flux linkage is approximately constant, torque ripples as shown in Fig. 2(d) do not occur. However, compared to the motor shown in FIG. 1, since only one coil is energized at all times, the generated torque is reduced.

なお本考案は2相または3相以上のブラシレス
モータに適用することができる。
Note that the present invention can be applied to a two-phase or three-phase or more phase brushless motor.

本考案は上述の如く、ロータ位置検出手段の出
力信号に基いて夫々のスイツチ手段の導通制御を
行うことでスター結線されたn個のコイルの共通
接続点と夫々のコイルの他端との間で両方向に順
次通電させると共にこの通電期間を夫々電気角
360゜/2nとすることで界磁マグネツトの均一着磁
部分でトルクを得ることを特徴とする。これによ
つてトルクリツプルを減少させることができる。
As described above, the present invention performs conduction control of each switch means based on the output signal of the rotor position detection means, thereby controlling the connection between the common connection point of n coils connected in a star connection and the other end of each coil. energizes in both directions sequentially, and the energization period is
By setting the angle to 360°/2n, torque can be obtained from the uniformly magnetized portion of the field magnet. This makes it possible to reduce torque ripple.

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

第1図は従来から公知の3相両方向通電方式の
ブラシレスモータの駆動回路図、第2図は第1図
のモータの動作を説明するためのグラフ、第3図
は本発明を3相両方向通電方式のブラシレスモー
タに適用した場合のモータ駆動回路図、第4図は
第3図のモータの動作を説明するためのグラフで
ある。 なお図面に用いられている符号において、2
a,2b,2c……コイル、4……論理回路、
TA1〜TD2……トランジスタ、である。
Fig. 1 is a drive circuit diagram of a conventionally known three-phase bidirectional current-carrying brushless motor, Fig. 2 is a graph for explaining the operation of the motor shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a three-phase bidirectional current-carrying method according to the present invention. FIG. 4 is a graph for explaining the operation of the motor shown in FIG. 3, which is a motor drive circuit diagram when the method is applied to a brushless motor. In addition, in the symbols used in the drawings, 2
a, 2b, 2c...coil, 4...logic circuit,
TA1 to TD2...transistors.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 台形波状に着磁されたロータと、ロータ位置検
出手段と、第1のスイツチ素子と第2のスイツチ
素子とが直列接続された(n+1)対のスイツチ
手段と、夫々のコイルの一端が共通接続されると
共にその共通接続点及び夫々のコイルの他端が上
記夫々のスイツチ手段の直列接続点に接続された
n個のコイルとを備え、 上記ロータ位置検出手段の出力信号に基いて上
記共通接続点に接続されたスイツチ手段の夫々の
スイツチ素子を電気角360゜/2nで交互にオン・オ
フさせると共に、このスイツチ手段を構成する第
1のスイツチ素子のオン動作に対応させて他のス
イツチ手段の第2のスイツチ素子を順次オンさ
せ、またこのスイツチ手段を構成する第2のスイ
ツチ素子のオン動作に対応させて他のスイツチ手
段の第1のスイツチ素子を順次オンさせることに
より、台形波状着磁波形の上底部中央の範囲内で
夫々のコイルを順次通電させるように構成したこ
とを特徴とするブラシレスモータ。
[Claims for Utility Model Registration] A rotor magnetized in a trapezoidal waveform, a rotor position detection means, and (n+1) pairs of switch means in which a first switch element and a second switch element are connected in series; The rotor position detecting means comprises n coils having one end of each coil connected in common, and the common connection point and the other end of each coil connected to a series connection point of each of the switching means, Based on the output signal, the respective switch elements of the switch means connected to the common connection point are turned on and off alternately at an electrical angle of 360°/2n, and the first switch element constituting the switch means is turned on. The second switch elements of the other switch means are sequentially turned on in response to the on operation of the second switch elements constituting the switch means, and the first switch elements of the other switch means are sequentially turned on in response to the on operation of the second switch elements constituting this switch means. 1. A brushless motor characterized in that, when turned on, each coil is sequentially energized within the center range of the upper base of a trapezoidal magnetized waveform.
JP1979114129U 1979-08-20 1979-08-20 Expired JPS631598Y2 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4959921A (en) * 1972-10-17 1974-06-11

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4959921A (en) * 1972-10-17 1974-06-11

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