JPS6320120B2 - - Google Patents
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- JPS6320120B2 JPS6320120B2 JP56043860A JP4386081A JPS6320120B2 JP S6320120 B2 JPS6320120 B2 JP S6320120B2 JP 56043860 A JP56043860 A JP 56043860A JP 4386081 A JP4386081 A JP 4386081A JP S6320120 B2 JPS6320120 B2 JP S6320120B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、永久磁石を回転子とする無刷子直流
電動機に関するものである。
電動機に関するものである。
従来の無刷子直流電動機を第１図により説明す
る。第１図は、従来の無刷子直流電動機の基本構
成を示したもので、１は直流電源、２は無刷子直
流電動機の固定子巻線、３は永久磁石回転子、４
はホール素子、５は位置検出回路、６は論理処理
回路である。また、a1，a2，b1，b2，c1，c2はト
ランジスタで、２ケずつ縦接続され、それぞれの
組をａ（またはａ相、以下同様）、ｂ、ｃと呼ぶこ
とにする。以下、この電動機の不都合な点を説明
する。電動機は、永久磁石回転子３の洩れ磁束を
ホール素子４で検知し、位置検出回路５で適当な
電圧信号に変換して、ａ、ｂ、ｃ各相のトランジ
スタa1〜c2のベース信号を作る論理処理回路６に
供給する。このため、電動機の負荷状態、印加電
圧の大小に関係なく、電動機は安定に回転する。
しかし、ホール素子４には、素子１ケ当り最低３
本の信号線を必要とし、圧縮機内部等、密ぺい形
ケースに収納される用途には不都合である。さら
に高温時でも安定に動作するホール素子は得がた
く、誘導性ノイズ等にも弱いという欠点がある。
る。第１図は、従来の無刷子直流電動機の基本構
成を示したもので、１は直流電源、２は無刷子直
流電動機の固定子巻線、３は永久磁石回転子、４
はホール素子、５は位置検出回路、６は論理処理
回路である。また、a1，a2，b1，b2，c1，c2はト
ランジスタで、２ケずつ縦接続され、それぞれの
組をａ（またはａ相、以下同様）、ｂ、ｃと呼ぶこ
とにする。以下、この電動機の不都合な点を説明
する。電動機は、永久磁石回転子３の洩れ磁束を
ホール素子４で検知し、位置検出回路５で適当な
電圧信号に変換して、ａ、ｂ、ｃ各相のトランジ
スタa1〜c2のベース信号を作る論理処理回路６に
供給する。このため、電動機の負荷状態、印加電
圧の大小に関係なく、電動機は安定に回転する。
しかし、ホール素子４には、素子１ケ当り最低３
本の信号線を必要とし、圧縮機内部等、密ぺい形
ケースに収納される用途には不都合である。さら
に高温時でも安定に動作するホール素子は得がた
く、誘導性ノイズ等にも弱いという欠点がある。
上記欠点を改良する従来例を、以下に説明す
る。即ち、電動機の固定子巻線に発生する誘起電
圧波形を利用し、簡単な積分フイルターおよび微
分フイルターを介して永久磁石回転子の位置を検
出する回転子位置検出回路を具えた無刷子直流電
動機を第２図および第３図により説明する。第２
図は位置検出回路図、第３図は各部電圧波形を示
したものである。７，８，a6，b6，c6は抵抗、
９，１０，１１はコンデンサ、a3，b3，c3はそれ
ぞれａ相、ｂ相、ｃ相のトランジスタの中間に接
続される端子、a4，b4，c4は各相に対応するフイ
ルター回路、a5，b5，c5は比較器、１４は中性点
電圧合成回路、a11，b11，c11，a21，b21，c21はそ
れぞれa1，b1，c1，a2，b2，c2のトランジスタの
ベースに接続される端子である。また、Va，Vb，
Vcは、それぞれ端子a3，b3，c3に印加される端子
電圧、Ta，Tb，Tcは、それぞれフイルター回路
a4，b4，c4の出力電圧、ｎは中性点電圧合成回路
１４の出力電圧、Pa，Pb，Pcは、それぞれ比較
器a5，b5，c5の出力電圧、Pa11，Pb11，Pc11，
Pa21，Pb21，Pc21はそれぞれ端子a11，b11，c11，
a21，b21，c21の出力電圧の波形である。位置検出
回路は、電動機に合わせて３相構成になつている
が、各相共同様な構造であるため、以下ではａ相
についてのみ説明する。端子a3に印加される誘起
電圧波形、Vaは台形状であるが、フイルター回
路a4の抵抗７とコンデンサ９により三角波状に変
換され、さらにコンデンサ１０と抵抗８により交
流化されてTaの如くになる。フイルター回路出
力電圧TaとTa、Tb，Tcを合成して作つた中性点
電圧ｎとを比較器a5を用いて比較すると、Paのよ
うな台形波Vaの軸対称点でロウレベルからハイ
レベルあるいはハイレベルからロウレベルに切換
わるパルス列を得る。他の相についても同様にし
てパルス波形Pb，Pcを得る。これらを論理処理
回路６で論理合成してａ相、ｂ相、ｃ相に配され
たトランジスタのドライブ信号、a11，b11等を得
るわけである。
る。即ち、電動機の固定子巻線に発生する誘起電
圧波形を利用し、簡単な積分フイルターおよび微
分フイルターを介して永久磁石回転子の位置を検
出する回転子位置検出回路を具えた無刷子直流電
動機を第２図および第３図により説明する。第２
図は位置検出回路図、第３図は各部電圧波形を示
したものである。７，８，a6，b6，c6は抵抗、
９，１０，１１はコンデンサ、a3，b3，c3はそれ
ぞれａ相、ｂ相、ｃ相のトランジスタの中間に接
続される端子、a4，b4，c4は各相に対応するフイ
ルター回路、a5，b5，c5は比較器、１４は中性点
電圧合成回路、a11，b11，c11，a21，b21，c21はそ
れぞれa1，b1，c1，a2，b2，c2のトランジスタの
ベースに接続される端子である。また、Va，Vb，
Vcは、それぞれ端子a3，b3，c3に印加される端子
電圧、Ta，Tb，Tcは、それぞれフイルター回路
a4，b4，c4の出力電圧、ｎは中性点電圧合成回路
１４の出力電圧、Pa，Pb，Pcは、それぞれ比較
器a5，b5，c5の出力電圧、Pa11，Pb11，Pc11，
Pa21，Pb21，Pc21はそれぞれ端子a11，b11，c11，
a21，b21，c21の出力電圧の波形である。位置検出
回路は、電動機に合わせて３相構成になつている
が、各相共同様な構造であるため、以下ではａ相
についてのみ説明する。端子a3に印加される誘起
電圧波形、Vaは台形状であるが、フイルター回
路a4の抵抗７とコンデンサ９により三角波状に変
換され、さらにコンデンサ１０と抵抗８により交
流化されてTaの如くになる。フイルター回路出
力電圧TaとTa、Tb，Tcを合成して作つた中性点
電圧ｎとを比較器a5を用いて比較すると、Paのよ
うな台形波Vaの軸対称点でロウレベルからハイ
レベルあるいはハイレベルからロウレベルに切換
わるパルス列を得る。他の相についても同様にし
てパルス波形Pb，Pcを得る。これらを論理処理
回路６で論理合成してａ相、ｂ相、ｃ相に配され
たトランジスタのドライブ信号、a11，b11等を得
るわけである。
しかし、上記第２図の位置検出回路は、積分フ
イルターのコンデンサを高耐圧のものにする必要
がある。また、このような高耐圧のコンデンサ
は、外形が大きくなるため回路が大形化してしま
う問題を有している。しかも、第２図の位置検出
回路は、トランジスタa1乃至c2が遮断状態のとき
にフイルターの入力側が高くインピーダンス状態
となるために、依然として誘導性ノイズを受け易
い問題を有している。
イルターのコンデンサを高耐圧のものにする必要
がある。また、このような高耐圧のコンデンサ
は、外形が大きくなるため回路が大形化してしま
う問題を有している。しかも、第２図の位置検出
回路は、トランジスタa1乃至c2が遮断状態のとき
にフイルターの入力側が高くインピーダンス状態
となるために、依然として誘導性ノイズを受け易
い問題を有している。
本発明は、上記問題を解消するために、回転子
位置検出回路を構成するフイルターを、積分フイ
ルターの前段に微分フイルターが配され、この微
分フイルターの入力側とグランドラインとの間に
抵抗が接続され、上記抵抗の抵抗値は半導体素子
の遮断状態抵抗値より低い構成として成る無刷子
直流電動機にある。
位置検出回路を構成するフイルターを、積分フイ
ルターの前段に微分フイルターが配され、この微
分フイルターの入力側とグランドラインとの間に
抵抗が接続され、上記抵抗の抵抗値は半導体素子
の遮断状態抵抗値より低い構成として成る無刷子
直流電動機にある。
本発明を第４図にて説明する。第４図は、位置
検出回路の構成をａ相についてのみ示したもの
で、比較器以下については省略している。１２は
微分フイルター、１３は積分フイルター、a7は抵
抗で、他の部品は第１図、第２図に示すものと同
様である。第２図に示した従来と異なる点は、積
分フイルターと微分フイルターの接続順序が逆に
なつている点と抵抗a7が設けられていることであ
る。端子a3には、直流電源１の電圧が、印加され
るため、先に示した従来例（第２図）では、コン
デンサ９および１０は高耐圧のものが必要となる
が、本実施例では、コンデンサ１０のみ高耐圧に
すればよく、回路の小形化が図れた。また、電動
機が停止状態には、トランジスタa1およびa2がオ
フであるため、端子a3は高インピーダンス状態と
なり、誘導ノイズ等を受け易い。このため、端子
a3の電位を安定させる目的で抵抗a7がフイルター
回路a4の誘起電圧入力側とグランドラインとの間
に設けられている。このの抵抗値は、目的から考
えてトランジスタa1、あるいはa2の遮断状態抵抗
値よりも低いものが適当である。実験では、数
10KΩ〜数100KΩが有効に働らくことを確認し
た。
検出回路の構成をａ相についてのみ示したもの
で、比較器以下については省略している。１２は
微分フイルター、１３は積分フイルター、a7は抵
抗で、他の部品は第１図、第２図に示すものと同
様である。第２図に示した従来と異なる点は、積
分フイルターと微分フイルターの接続順序が逆に
なつている点と抵抗a7が設けられていることであ
る。端子a3には、直流電源１の電圧が、印加され
るため、先に示した従来例（第２図）では、コン
デンサ９および１０は高耐圧のものが必要となる
が、本実施例では、コンデンサ１０のみ高耐圧に
すればよく、回路の小形化が図れた。また、電動
機が停止状態には、トランジスタa1およびa2がオ
フであるため、端子a3は高インピーダンス状態と
なり、誘導ノイズ等を受け易い。このため、端子
a3の電位を安定させる目的で抵抗a7がフイルター
回路a4の誘起電圧入力側とグランドラインとの間
に設けられている。このの抵抗値は、目的から考
えてトランジスタa1、あるいはa2の遮断状態抵抗
値よりも低いものが適当である。実験では、数
10KΩ〜数100KΩが有効に働らくことを確認し
た。
発明の効果
電動機からの位置検出用信号線が不要になる。
そればかりか、電動機本体が高温、高湿のいかな
る悪条件下にあつても、安定に位置検出ができる
効果がある。さらに、本発明によれば、フイルタ
ー部の構成を信号入力側から見て微分フイルタ
ー、積分フイルターの順に設け、入力端子からグ
ランドラインに半導体素子の遮断状態抵抗値より
も低い値の抵抗を挿入したため、位置検出回路を
小形化および低価格化でき、対誘導性ノイズ性能
を大幅に改善できる。
そればかりか、電動機本体が高温、高湿のいかな
る悪条件下にあつても、安定に位置検出ができる
効果がある。さらに、本発明によれば、フイルタ
ー部の構成を信号入力側から見て微分フイルタ
ー、積分フイルターの順に設け、入力端子からグ
ランドラインに半導体素子の遮断状態抵抗値より
も低い値の抵抗を挿入したため、位置検出回路を
小形化および低価格化でき、対誘導性ノイズ性能
を大幅に改善できる。
第１図は、従来の無刷子直流電動機の基本構成
図、第２図は従来例の位置検出回路図、第３図は
該位置検出回路の各部電圧波形図、第４図は本発
明の位置検出回路の実施例で、位置検出回路の一
相分についてのみ示したものである。 １……直流電源、２……無刷子直流電動機の固
定子巻線、３……永久磁石回転子、４……ホール
素子、５……位置検出回路、６……論理処理回
路、a1，a2，b1，b2，c1，c2……トランジスタ、
７，８，a6，b6，c6，a7……抵抗、９，１０，１
１……コンデンサ、a3，b3，c3……固定子巻線２
に接続される位置検出回路５の各相の入力端子、
a4，b4，c4……各相に対応するフイルター回路、
a5，b5，c5……比較器、１４……中性点電圧合成
回路、a11，b11，c11，a21，b21，c21……それぞれ
トランジスタa1，b1，c1，a2，b2，c2のベースに
接続される論理処理回路６の出力端子、Va，Vb，
Vc……端子a3，b3，c3に印加される誘起電圧波
形、Ta，Tb，Tc……フイルター回路の出力電圧
波形、ｎ……中性点電圧合成回路１４の出力電圧
波形、Pa，Pb，Pc……比較器a5，b5，c5の出力電
圧波形、Pa11，Pb11，Pc11，Pa21，Pb21，Pc21……
端子a11，b11，c11，a21，b21，c21の出力電圧波
形、１２……微分フイルター、１３……積分フイ
ルター。
図、第２図は従来例の位置検出回路図、第３図は
該位置検出回路の各部電圧波形図、第４図は本発
明の位置検出回路の実施例で、位置検出回路の一
相分についてのみ示したものである。 １……直流電源、２……無刷子直流電動機の固
定子巻線、３……永久磁石回転子、４……ホール
素子、５……位置検出回路、６……論理処理回
路、a1，a2，b1，b2，c1，c2……トランジスタ、
７，８，a6，b6，c6，a7……抵抗、９，１０，１
１……コンデンサ、a3，b3，c3……固定子巻線２
に接続される位置検出回路５の各相の入力端子、
a4，b4，c4……各相に対応するフイルター回路、
a5，b5，c5……比較器、１４……中性点電圧合成
回路、a11，b11，c11，a21，b21，c21……それぞれ
トランジスタa1，b1，c1，a2，b2，c2のベースに
接続される論理処理回路６の出力端子、Va，Vb，
Vc……端子a3，b3，c3に印加される誘起電圧波
形、Ta，Tb，Tc……フイルター回路の出力電圧
波形、ｎ……中性点電圧合成回路１４の出力電圧
波形、Pa，Pb，Pc……比較器a5，b5，c5の出力電
圧波形、Pa11，Pb11，Pc11，Pa21，Pb21，Pc21……
端子a11，b11，c11，a21，b21，c21の出力電圧波
形、１２……微分フイルター、１３……積分フイ
ルター。
Claims (1)
- １ 複数相の固定子巻線と永久磁石回転子とから
なる電動機と、上記巻線への電流を導通若しくは
遮断する複数個の半導体素子と、上記巻線に誘起
された誘起電圧を検出する電圧検出回路と、上記
電圧検出回路からの出力信号に応じて上記半導体
素子の導通・遮断の制御をする制御回路と、上記
電圧検出回路を接地するためのグランドラインと
を備え、上記電圧検出回路が、上記巻線の各相に
それぞれ接続された一次の積分フイルターと一次
の微分フイルターとからなるフイルターと、上記
各相のフイルターの出力電圧を合成する中性点電
圧合成手段と、上記フイルターの出力電圧と上記
中性点電圧合成手段の出力電圧とを比較して位置
検出信号を出力する比較手段とから成る無刷子直
流電動機において、上記フイルターは、上記積分
フイルターの前段に上記微分フイルターが配さ
れ、この微分フイルターの入力側と上記グランド
ラインとの間に抵抗が接続され、上記抵抗の抵抗
値は上記半導体素子の遮断状態抵抗値より低いこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP56043860A JPS57160385A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Rotor position detecting method for brushless direct current motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56043860A JPS57160385A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Rotor position detecting method for brushless direct current motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57160385A JPS57160385A (en) | 1982-10-02 |
| JPS6320120B2 true JPS6320120B2 (ja) | 1988-04-26 |
Family
ID=12675446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56043860A Granted JPS57160385A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Rotor position detecting method for brushless direct current motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57160385A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4654566A (en) * | 1974-06-24 | 1987-03-31 | General Electric Company | Control system, method of operating an electronically commutated motor, and laundering apparatus |
| US4642536A (en) * | 1984-04-19 | 1987-02-10 | General Electric Company | Control system for an electronically commutated motor, method of controlling such, method of controlling an electronically commutated motor and laundry apparatus |
| EP0210047A3 (en) * | 1985-07-16 | 1987-09-30 | Maghemite Inc. | Motor control and operation |
| JPH07118944B2 (ja) * | 1986-03-17 | 1995-12-18 | 株式会社日立製作所 | ブラシレス直流モ−タ |
| DE3610253A1 (de) * | 1986-03-26 | 1987-10-08 | Sgs Halbleiterbauelemente Gmbh | Steuerschaltung fuer einen kommutatorlosen gleichstrommotor |
| EP0267283B1 (en) * | 1986-04-25 | 1992-09-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Brushless dc motor |
| JPS6377394A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Matsushita Seiko Co Ltd | 無整流子電動機 |
| BR8805485A (pt) * | 1988-10-17 | 1990-06-05 | Brasil Compressores Sa | Circuito eletronico de controle para motor de corrente continua sem escovas |
| JP2738109B2 (ja) * | 1990-02-14 | 1998-04-08 | 松下電器産業株式会社 | ブラシレスモータの運転装置 |
| US5367233A (en) * | 1990-02-14 | 1994-11-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Brushless motor operating apparatus provided with a filter having a voltage divider circuit |
| TR200502090T1 (tr) * | 2002-09-27 | 2005-08-22 | Arçeli̇k Anoni̇m Şi̇rketi̇ | Fırçasız doğru akım motorları için bir motor kontrol devresi. |
| JP4807165B2 (ja) * | 2006-07-04 | 2011-11-02 | 株式会社デンソー | ロータ位置検出回路及びモータ駆動装置 |
| CN103997262B (zh) * | 2014-06-10 | 2016-09-07 | 东南大学 | 基于无传感器轮毂式电机的电动自行车正弦波控制方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52144727A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-02 | Hitachi Ltd | Brushless motor |
-
1981
- 1981-03-27 JP JP56043860A patent/JPS57160385A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52144727A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-02 | Hitachi Ltd | Brushless motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57160385A (en) | 1982-10-02 |
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