JPS63283489A - ブラシレス直流モ−タ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はブラシレス直流モータに関する。

（従来の技術） 従来のブラシレス直流モータは、回転子を回転駆動させ
る駆動コイルに所定の周波数をもって通電し、駆動コイ
ルと回転子間の電磁力を利用して回転子にトルクを与え
、回転子を回転駆動させるものである。このとき１回転
子を円滑に回転駆動するためには、モータ内の所定位置
に配設された駆動コイルに、回転子の回転位置に応じて
電流を流す必要があり、駆動コイルに流す電流を順次切
り換えるようにして制御する必要がある。

このため、従来のブラシレス直流モータにあっては、回
転子を円滑に回転制御するためには回転子の位置を常時
検出する必要があり、この位置検出のためのセンサ、た
とえばホール素子、フォトダイオード等をモータ内部に
組込み、これらのセンサによって回転子の位置を常時検
出しながら、回転子の位置に合わせて駆動コイルに流す
電流のタイミングをとって回転子の回転を制御している
。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のブラシレス直流モータは、いずれも、上述したよ
うに常時回転子の位置を検出し、その回転子の位置に応
じて電流（パルス）を流さねばならなく、回転子の回転
位置および速度とタイミングをとってパルスをかける必
要があり、制御が微妙であって、かつ電子回路的にも複
雑な回路を必要とするという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは回転子の位置検出のた
めのセンサを一切設けずに、回転子の円滑な回転をなし
得るように構成された、きわめて単純な構成の新規なブ
ラシレス直流モータを提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなおち、回転子とこの回転子を回転駆動する駆動コイ
ルを備えたブラシレス直流モータにおいて、前記駆動コ
イルの電源である直流電源１２と、この直流電源１２の
出力側に接続され、該直流電源１２の出力電圧に応じた
周波数でパルスを出力するＶＦＯ１６と、このＶ　ＦＯ
１６から出力されたパルス周波数をもとに位相をずらし
て駆動コイルに通電する移相作成部１８とを備え、前記
直流モータ１０にかかる負荷の変動に応じて変動する前
記直流電源１２の出力電圧の変動によって前記ＶＦＯ１
６から出力されるパルスの周波数が変動し、この変動し
た周波数をもとに駆動コイルに通電することによって回
転子の回転数を調整するように制御されることを特徴と
する。

（作用） 次に作用について説明する。

直流モータ１０に加わる負荷が変動すると、この負荷の
変動に応じて直流電源１２の出方電圧が変動する。この
出力電圧の変動に応じてＶＦＯＩ６の出力周波数が変動
し、この出方周波数にもとづき移相作成部１８で位相を
ずらして駆動コイルに通電される。これにより、直流モ
ータ１ｏの回転子を回転させる回転磁界は直流モータ１
ｏの負荷変動にだいし、常時追随して変動し、回転子を
円滑に回転させる。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、本発明に係るブラシレス直流モータの一実施
例を示す説明図である。

図で１０はブラシレスの直流モータであり、回転子と三
相の駆動コイルが巻回された固定子がら成る。この直流
モータ１０には、従来使用されているブラシレスの直流
モータと異なり、回転子の位置検出用のセンサが内蔵さ
れていない。

１２は前記直流モータ１０に直流電力を供給する直流電
源である。１３はこの直流電源の入力端であり、この入
力端１３から交流電源が入力される。１４は前記直流電
源１２の出力電圧を設定するための可変抵抗器である。

前記直流電源１２がらはこの可変抵抗器１４を操作する
ことによって、所定の電圧に設定された直流電圧が出力
される。

１６は前記直流電源１２の出力側に接続されるＶＦＯで
あり、このＶＦＯ１６からは前記直流電源１２から出力
される出力電圧に応じた周波数のパルスが発生される。

１８は前記ＶＦＯ１６の出力側に接続される移相作成部
であり、この移相作成部１８では前記■Ｆ０１６から出
力されたパルスに基づいて、前記直流モータ１０に配設
される各駆動コイルに位相を調整して通電させる。２０
は前記直流モータ１０を駆動するためのモータドライバ
であり、前記移相作成部１８から出力されるパルスにし
たがって各駆動コイルに通電させ、回転子を回転駆動す
る０図示するように、前記移相作成部１８とモータドラ
イバ２０問およびモータドライバ２０および直流モータ
１０間は三相の各駆動コイルに対応して３本の線によっ
て接続される。

本実施例のブラシレス直流モータは、直流−タ１０に何
らかの負荷の変動が生じた際に、その負荷の変動に応じ
て回転子を回転駆動する回転磁界の周波数を変動させ、
回転子が円滑に回転されるように構成した点に特徴を有
するものであるが、次に、上述したブラシレス直流モー
タの動作にっいて説明する。

第２図はこの実施例の動作を示すタイムチャートであり
、直流モータ１０の起動時から定常回転時、および直流
モータ１０にたいする負荷が変動した際の各部の動作を
示す。同図で３０は前記直流電源１２の出力電圧のタイ
ムチャートであり、直流電源１２の出力電圧が直流モー
タ１０の起動時（矢印ａ）にＯｖから所定の電圧値まで
上昇した後、定常回転に移って所定電圧値で保たれ、矢
印すで負荷変動によりやや電圧が降下した様子を示す。

このチャートに示すように、前記直流電源１２の出力電
圧は、直流モータ１０に対する負荷が変動することによ
って変動するように構成される。すなわち、直流モータ
１０が定常回転している際に、負荷が大きくなると出力
電流が増大して直流電源１２の出力電圧が降下し、逆に
、負荷が減少すると直流電源１２の出力電圧が上昇する
ように構成される。このように、直流電源１２の出力電
圧を変動させるには、たとえば、電源の出力側に抵抗を
直列に配置し、出力電流の変動にともなって前記抵抗の
両端での電圧降下量が変動することを利用して、前記Ｖ
ＦＯ１６、位□相作成部１８、モータドライバ２０にか
かる直流電圧値を変動させるようにすればよい、この負
荷に応じた出力電圧の変動量は後述する周波数の変動に
関連するので、個々のモータおよび負荷変動に合わせて
適宜設定するものである。　　　　′ 第２図で４０は前記ＶＦＯ１Ｇから出力されるパルスの
タイムチャートを示す、前述したように、ＶＦＯ１６は
直流電源１２の出力電圧に追随して周波数が変化するか
ら、図のように直流モータ１０の起動時は直流電源１２
の出力電圧の上昇とともに徐々に周波数が高くなり、ま
た、前記負荷変動があったｂ点では直流な源１２の出力
電圧の降下にともなって周波数が低下している。

図で５０．６０．７０は前記移相作成部１８から出力さ
れるパルスを示し、５０．６０．７０は第１図の移相作
成部１８から出力される三相の出力Ａ−Ｂ、Ｃそれぞれ
についての出力パルスを示す、この移相作成部１８から
の出力パルスは図示するように、ＶＦＯ１６の出力パル
スにしたがって順次位相をずらして出力される０図でＤ
は電源がＯＮとなって直流モータ１０が起動され所定の
定常回転まで回転数が上昇されるスローアップの範囲、
Ｅは定常回転している範囲、Ｆは負荷変動があって直流
モータ１０の回転数がやや低下した範囲である。

前記移相作成部１８から出力されるパルスである５０．
６０．７０は、直流電源１２の立ち上がり部分ではＶＦ
Ｏ１６の出力周波数が低いので、パルス周波数は低く、
したがって直流モータ１０の駆動コイルには低周波で通
電されるから、回転子はこの駆動コイルの回転磁界に追
随して回転を起動することができ、所定の定常回転まで
回転数が上昇する。また、範囲Ｆでは負荷変動によって
直流電源１２の出力電圧が降下するから移相作成部１８
からの出力パルスの周波数が下がり、直流モータ１０の
回転子の回転数が下がる。すなわち、直流モータ１０に
負荷が加わったことを回転子の回転数の減少としてフィ
ードバックし、負荷に応じた回転数に調整することがで
きる。

なお、直流モータ１０の定常回転数は直流電源１２の出
力電圧値によって調節されるから、前記可変抵抗器１４
を操作することにより、直流電源１２の出力電圧を調整
して直流モータ１０の定常回転数を適宜設定するもので
ある。

上述したように、本実施例のブラシレス直流モータによ
れば、直流モータ１０に対する負荷に応じて回転子の回
転数が調整されて回転子を常に円滑に回転させることが
できる。この直流モータ１０は上述した駆動回路のみに
よって円滑に回転駆動することができるので、従来のブ
ラシレス直流モータのように、回転子の位置を検出する
センサを一切必要としない、したがって、モータ部にセ
ンサを付属させる必要がないばかりでなく、センサの検
出回路および回転子の回転数に合おせたパルス出力回路
等の複雑な回路が不要となり、回路がきわめて単純化さ
れるとともに、モータの動作が安定となり、全体の構成
をきわめて簡素にすることができる。

（発明の効果） 本発明のブラシレス直流モータによれば、上述したよう
に、直流モータに加わる負荷の変動に応じて直流電源の
出力電圧が変動し、これに応じて回転子の回転数が調整
されて回転駆動されるから、回転子の回転位置を検出す
るセンサを一切使用せずに回転子を円滑に回転させるこ
とができる。この結果、直流モータの構造を一層簡素に
することができ、モータをより小型化することができて
多種類の機器に利用することが可能となる。また、従来
のブラシレス直流モータの駆動回路に比較してきわめて
単純な回路とすることができるから、回路の動作安定性
が高まるとともに、製造コストを大幅に下げることがで
きるという著効を奏する。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るブラシレス直流モータの一実施例
を示す回路ブロック図、第２図は各部の動作を示すタイ
ムチャートである。 １０・・・直流モータ、　１２・・・直流電源、１６・
・・ＶＦＯｌ　１８・・・移相作成部、２０・・・モー
タドライバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転子とこの回転子を回転駆動する駆動コイルを備
   えたブラシレス直流モータにおいて、前記駆動コイルの
   電源である直流電源と、 この直流電源の出力側に接続され、該直流電源の出力電
   圧に応じた周波数でパルスを出力するＶＦＯと、このＶ
   ＦＯから出力されたパルス周波数をもとに位相をずらし
   て駆動コイルに通電する移相作成部とを備え、前記直流
   モータにかかる負荷の変動に応じて変動する前記直流電
   源の出力電圧の変動によって前記ＶＦＯから出力される
   パルスの周波数が変動し、この変動した周波数をもとに
   駆動コイルに通電することによって回転子の回転数を調
   整するように制御されることを特徴とするブラシレス直
   流モータ。