JPS63302792A - 5相ブラシレスモ−タ - Google Patents
5相ブラシレスモ−タInfo
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- JPS63302792A JPS63302792A JP62178080A JP17808087A JPS63302792A JP S63302792 A JPS63302792 A JP S63302792A JP 62178080 A JP62178080 A JP 62178080A JP 17808087 A JP17808087 A JP 17808087A JP S63302792 A JPS63302792 A JP S63302792A
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Links
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- 230000005405 multipole Effects 0.000 claims 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
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- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 4
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Landscapes
- 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、ビデオテープレコーダのキャプスタン等を駆
動するのに好適な5相ブラシレスモータに関する。
動するのに好適な5相ブラシレスモータに関する。
(従来の技術)
第11図(A)には従来の5相ブラシレスモータが示さ
れており、ロータ1の下面にはロータ磁石2が取付けら
れている。これらのロータ磁石2は第11図CB)に示
すように、N及びS極が交互に位置するように着磁され
た10極構成を有している。固定子3にはロータ磁石2
と対向した状態で5つの5相駆動コイル4が取付けられ
ている。各駆動コイル4は機械角で50.4度の間隔
、で配され、252度(72@+180’ )の電気
角を有している。4つの駆動コイル4の中心には位置検
出素子としてのホール素子HbxHeが配され、両端の
駆動コイル4.4間には他のホール素子Haが配されて
いる。これらホール素子Ha〜Heは252度の電気角
を有している。
れており、ロータ1の下面にはロータ磁石2が取付けら
れている。これらのロータ磁石2は第11図CB)に示
すように、N及びS極が交互に位置するように着磁され
た10極構成を有している。固定子3にはロータ磁石2
と対向した状態で5つの5相駆動コイル4が取付けられ
ている。各駆動コイル4は機械角で50.4度の間隔
、で配され、252度(72@+180’ )の電気
角を有している。4つの駆動コイル4の中心には位置検
出素子としてのホール素子HbxHeが配され、両端の
駆動コイル4.4間には他のホール素子Haが配されて
いる。これらホール素子Ha〜Heは252度の電気角
を有している。
−一方、ロータ1の周面にはFGマグネット5が取付け
られ、このFGマグネット5には固定子3上のMR素子
等を含む磁気センサ6が対向している。
られ、このFGマグネット5には固定子3上のMR素子
等を含む磁気センサ6が対向している。
尚、固定子3の中心には軸受7が嵌入され、軸受7に軸
支されている出力軸8はロータ1の中心に挿入、固定さ
れている。
支されている出力軸8はロータ1の中心に挿入、固定さ
れている。
各ホール素子HaxHeは、第12図に示すように、駆
動回路を構成している位置信号処理回路9の入力側に接
続されている0位置信号処理回路9の出力側にはトラン
ジスタT R1〜T Rr。の各ベースが接続されてい
る。トランジスタT R1〜T Rsの各コレクタは電
源に接続され、各エミッタはトランジスタT Ra〜T
Rt aの各コレクタに接続されている。そして、こ
れらトランジスタTR,〜TR,のエミッタには、駆動
コイル4を構成している星形結線の各相コイルU−Yが
接続されている。トランジスタT Ra〜T Rt。の
各エミッタは制御トランジスタlOのコレクタに共通に
接続されている。この制御トランジスタ10のベースに
は速度制御回路11の出力側が接続されている。速度制
御回路11は磁気センサ6より速度検出用のパルスが送
られてくると、制御信号を制御トランジスタ10のベー
スに出力し、制御トランジスタ10を介して駆動電流I
aのレベルを設定する。
動回路を構成している位置信号処理回路9の入力側に接
続されている0位置信号処理回路9の出力側にはトラン
ジスタT R1〜T Rr。の各ベースが接続されてい
る。トランジスタT R1〜T Rsの各コレクタは電
源に接続され、各エミッタはトランジスタT Ra〜T
Rt aの各コレクタに接続されている。そして、こ
れらトランジスタTR,〜TR,のエミッタには、駆動
コイル4を構成している星形結線の各相コイルU−Yが
接続されている。トランジスタT Ra〜T Rt。の
各エミッタは制御トランジスタlOのコレクタに共通に
接続されている。この制御トランジスタ10のベースに
は速度制御回路11の出力側が接続されている。速度制
御回路11は磁気センサ6より速度検出用のパルスが送
られてくると、制御信号を制御トランジスタ10のベー
スに出力し、制御トランジスタ10を介して駆動電流I
aのレベルを設定する。
以上の構成を有する5相ブラシレスモータにおいて、各
ホール素子Ha−Heはロータ磁石2を検出すると、第
13図の(a)乃至(e)に示すように、72度の位相
差を有する位置信号Sa〜Seを出力する。これらの位
置信号5axSeは位置信号処理回路9の図示しない各
オペアンプにて増幅、整形され、同図の(f)〜(j)
に示すように、矩形波信号となる。そして、これらの矩
形波信号は論理回路にて処理され、同図(k)〜(1)
に示す励磁信号としてトランジスタT Rt〜TR,。
ホール素子Ha−Heはロータ磁石2を検出すると、第
13図の(a)乃至(e)に示すように、72度の位相
差を有する位置信号Sa〜Seを出力する。これらの位
置信号5axSeは位置信号処理回路9の図示しない各
オペアンプにて増幅、整形され、同図の(f)〜(j)
に示すように、矩形波信号となる。そして、これらの矩
形波信号は論理回路にて処理され、同図(k)〜(1)
に示す励磁信号としてトランジスタT Rt〜TR,。
に供給される。即ち、(p)で示す励磁信号と(k)で
示す励磁信号はトランジスタT Ra t T R!に
供給されるので、同図の(u)及び(W)に示すように
、コイルUには正方向に、又コイルWには負方向に駆動
電流が供給される。従って、ロータ磁石2が第14図に
示すように、正弦波状の界磁磁束を発生しているので、
この界磁磁束が駆動コイルU、Wの鎖交してロータ1に
合成トルク(第13図(C)の(z)参照)を発生させ
、ロータ1を起動する。
示す励磁信号はトランジスタT Ra t T R!に
供給されるので、同図の(u)及び(W)に示すように
、コイルUには正方向に、又コイルWには負方向に駆動
電流が供給される。従って、ロータ磁石2が第14図に
示すように、正弦波状の界磁磁束を発生しているので、
この界磁磁束が駆動コイルU、Wの鎖交してロータ1に
合成トルク(第13図(C)の(z)参照)を発生させ
、ロータ1を起動する。
次に、(k)と(r)で示す励磁信号はトランジスタT
R,とT Reに供給されるので、同図の(U)及び(
X)に示すように、コイルUにはそのまま正方向に又コ
イルXには負方向に駆動電流Iaが供給され、ロータ1
にトルクが発生して回転を続ける。
R,とT Reに供給されるので、同図の(U)及び(
X)に示すように、コイルUにはそのまま正方向に又コ
イルXには負方向に駆動電流Iaが供給され、ロータ1
にトルクが発生して回転を続ける。
以下、同様に(β)で示す励磁信号はトラツク・ スタ
T Rs、(m)で示す励磁信号はT Rz、(n)で
示す励磁信号はトランジスタT R?、(0)で示す励
磁信号はトランジスタT Rs、(q)で示す励磁信号
はトランジスタTR,、(S)で示す励磁信号はトラン
ジスタT Rs、(1)で示す励磁信号はトランジスタ
T Rt。にそれぞれ供給される。従って、同図(u)
〜(y)で示すように、各相コイルU−Yに駆動電流I
aが供給されるので、トルクが連続的に発生する。よっ
て、ロータ1が連続的に回転する。
T Rs、(m)で示す励磁信号はT Rz、(n)で
示す励磁信号はトランジスタT R?、(0)で示す励
磁信号はトランジスタT Rs、(q)で示す励磁信号
はトランジスタTR,、(S)で示す励磁信号はトラン
ジスタT Rs、(1)で示す励磁信号はトランジスタ
T Rt。にそれぞれ供給される。従って、同図(u)
〜(y)で示すように、各相コイルU−Yに駆動電流I
aが供給されるので、トルクが連続的に発生する。よっ
て、ロータ1が連続的に回転する。
(発明が解決すべき問題点)
ところで、ブラシレスモータはビデオテープレコーダ等
の小型化に伴って小型化されているが、この場合にはロ
ータの慣性が小さくなるので、トルクリップルによって
ロータに大きな回転むらが生じてしまう、即ち、上記し
た従来の5相ブラシレスモータはトルクリップルが約4
.9%になり、ロータに大きな回転むらが生じてしまう
。このため、従来はブラシレスモータを多相化してトル
クリップルの低減化を図っており、例えば、第15図に
示すように、7相及び9相の場合にはトルクリップルが
約2.5%と約1.5%まで低下する。しかし、ブラシ
レスモータの相数を7相以上にすると、高価なホール素
子を多数組み込む必要がある上にコイル数が増加し、か
つその配線及び回路構成が複雑化してしまう。また、各
ホール素子はバイアス用の一対の入力端子と位置信号出
力用の一対の出力端子とを有しているので、7相のブラ
シレスモータでは28本のリード線を配線するスペース
を確保しなければならず、しかもホール素子を駆動コイ
ルの中心等の狭い設置スベースに配設せざるを得ない、
従って、ブラシレスモータが非常に高価になってしまう
上に小型化に限界が生′じ、しかも組立作業が困難にな
ってしまう。
の小型化に伴って小型化されているが、この場合にはロ
ータの慣性が小さくなるので、トルクリップルによって
ロータに大きな回転むらが生じてしまう、即ち、上記し
た従来の5相ブラシレスモータはトルクリップルが約4
.9%になり、ロータに大きな回転むらが生じてしまう
。このため、従来はブラシレスモータを多相化してトル
クリップルの低減化を図っており、例えば、第15図に
示すように、7相及び9相の場合にはトルクリップルが
約2.5%と約1.5%まで低下する。しかし、ブラシ
レスモータの相数を7相以上にすると、高価なホール素
子を多数組み込む必要がある上にコイル数が増加し、か
つその配線及び回路構成が複雑化してしまう。また、各
ホール素子はバイアス用の一対の入力端子と位置信号出
力用の一対の出力端子とを有しているので、7相のブラ
シレスモータでは28本のリード線を配線するスペース
を確保しなければならず、しかもホール素子を駆動コイ
ルの中心等の狭い設置スベースに配設せざるを得ない、
従って、ブラシレスモータが非常に高価になってしまう
上に小型化に限界が生′じ、しかも組立作業が困難にな
ってしまう。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、5相の駆動コイルに72度の電気角で駆動電流
を供給すると共に5相の駆動コイルに鎖交する鎖交磁束
が実質的に3次高調波磁束を含むように構成したことを
特徴とする5相ブラシレスモークを提供することを目的
とする。
もので、5相の駆動コイルに72度の電気角で駆動電流
を供給すると共に5相の駆動コイルに鎖交する鎖交磁束
が実質的に3次高調波磁束を含むように構成したことを
特徴とする5相ブラシレスモークを提供することを目的
とする。
(発明の実施例)
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。
。
本発明に係る5相ブラシレスモータは第2図に示すよう
に、ロータ1及び固定子iを備えている。固定子3には
5つの5相駆動コイル4が取付けられている。各駆動コ
イル4は機械角で50.4度の間隔で配され、252度
の電気角を有している。4つの駆動コイル4の中心には
位置検出素子としてのホール素子HbNHeが配され、
両端の駆動コイル4.4間には他のホール素子Haが配
されている。これらホール素子Ha〜Heは252度の
電気角を有している。一方、ロータ1の周面にはFGマ
グネット5が取付けられ、とのFGマグネット5には固
定子3上のMR素子等を含む磁気センサ6が対向してい
る。
に、ロータ1及び固定子iを備えている。固定子3には
5つの5相駆動コイル4が取付けられている。各駆動コ
イル4は機械角で50.4度の間隔で配され、252度
の電気角を有している。4つの駆動コイル4の中心には
位置検出素子としてのホール素子HbNHeが配され、
両端の駆動コイル4.4間には他のホール素子Haが配
されている。これらホール素子Ha〜Heは252度の
電気角を有している。一方、ロータ1の周面にはFGマ
グネット5が取付けられ、とのFGマグネット5には固
定子3上のMR素子等を含む磁気センサ6が対向してい
る。
尚、固定子3の中心には軸受7が嵌入され、軸受7に軸
支されている出力軸8はロータ1の中心に挿入、固定さ
れている。
支されている出力軸8はロータ1の中心に挿入、固定さ
れている。
以上は従来と同一構成である。 。
さて、ロータ1の下面には複数のロータ磁石12が取付
けられている。これらのロータ磁石12は、第1図に示
すように、N及びS極が交互に位置した状態で10極構
成を成すように取付けられている。そして、N極のロー
タ磁石12は中央に位置するS極の着磁部12aとその
両側に位置するN極の着磁部12b、12bとから構成
されている。また、S極のロータ磁石12は中央に位置
するN極の着磁部12cとその両側に位置するS極の着
磁部12d、12dとから構成されている。各ロータ磁
石12の中央に位置する着磁部12a、12cは減磁領
域となっている。
けられている。これらのロータ磁石12は、第1図に示
すように、N及びS極が交互に位置した状態で10極構
成を成すように取付けられている。そして、N極のロー
タ磁石12は中央に位置するS極の着磁部12aとその
両側に位置するN極の着磁部12b、12bとから構成
されている。また、S極のロータ磁石12は中央に位置
するN極の着磁部12cとその両側に位置するS極の着
磁部12d、12dとから構成されている。各ロータ磁
石12の中央に位置する着磁部12a、12cは減磁領
域となっている。
各ホール素子Ha−Heは、第3図に示すように、駆動
回路を構成している位置信号処理回路13の入力側に接
続されている。この位置信号処理回路13は後述するよ
うに72度の電気角で励磁信号を出力する論理回路を含
んでおり、出力側にトランジスタT Rt〜T Rt
oの各ベースが接続されている。トランジスタT Rt
−T Raの各コレクタは電源に接続され、各エミッ
タはトランジスタTRs、TR1゜の各コレクタに情続
されている。また、トランジスタT Rt〜TR1のエ
ミッタには駆動コイル4を構成している星形結線の各相
コイルU−Yが接続されている。トランジスタTR,〜
T Rr。の各エミッタは制御トランジスタ10のコレ
クタに共通に接続され、制御トランジスタ10のベース
には速度制御回路11の出力側が接続されている。速度
制御回路11は磁気センサ6より速度検出用のパルスが
送られてくると、制御信号を出力して制御トランジスタ
10を介して駆動電流Iaのレベルを設定する。
回路を構成している位置信号処理回路13の入力側に接
続されている。この位置信号処理回路13は後述するよ
うに72度の電気角で励磁信号を出力する論理回路を含
んでおり、出力側にトランジスタT Rt〜T Rt
oの各ベースが接続されている。トランジスタT Rt
−T Raの各コレクタは電源に接続され、各エミッ
タはトランジスタTRs、TR1゜の各コレクタに情続
されている。また、トランジスタT Rt〜TR1のエ
ミッタには駆動コイル4を構成している星形結線の各相
コイルU−Yが接続されている。トランジスタTR,〜
T Rr。の各エミッタは制御トランジスタ10のコレ
クタに共通に接続され、制御トランジスタ10のベース
には速度制御回路11の出力側が接続されている。速度
制御回路11は磁気センサ6より速度検出用のパルスが
送られてくると、制御信号を出力して制御トランジスタ
10を介して駆動電流Iaのレベルを設定する。
次に、本発明の5相ブラシレスモータの動作を説明する
。 各ホール素子Ha−Heはロータ磁石12の発生す
る磁束を検出すると、第4図(a)乃至(e)に示すよ
うに、72度の位相差を有する位置信号5axSeを出
力する。これらの位置信号5axSeは位置信号処理回
路13の図示しないオペアンプ等にて増幅、整形され、
同図の(f)〜(j)に示すように、矩形波信号となる
。これらの矩形波信号は論理回路にて処理され、同図(
k)〜(1)に示す電気角72度の励磁信号としてトラ
ンジスタTR,−TR,、に選択的に供給される。即ち
、(f)、(g)で示す矩形波信号がrHJ、rLJ、
(i)、(j)で示す矩形波信号がrLJ、rHJにな
ると、(k)及び(r)で示す励磁信号がトランジスタ
T Rt、TR,に供給される。従って、第4図(U)
、(X)で示すように、コイルU及びXに駆動電流Ia
が正方向及び負方向に供給される。よって、ロータ1に
合成トルクが発生するので、ロータ1が回転を始める。
。 各ホール素子Ha−Heはロータ磁石12の発生す
る磁束を検出すると、第4図(a)乃至(e)に示すよ
うに、72度の位相差を有する位置信号5axSeを出
力する。これらの位置信号5axSeは位置信号処理回
路13の図示しないオペアンプ等にて増幅、整形され、
同図の(f)〜(j)に示すように、矩形波信号となる
。これらの矩形波信号は論理回路にて処理され、同図(
k)〜(1)に示す電気角72度の励磁信号としてトラ
ンジスタTR,−TR,、に選択的に供給される。即ち
、(f)、(g)で示す矩形波信号がrHJ、rLJ、
(i)、(j)で示す矩形波信号がrLJ、rHJにな
ると、(k)及び(r)で示す励磁信号がトランジスタ
T Rt、TR,に供給される。従って、第4図(U)
、(X)で示すように、コイルU及びXに駆動電流Ia
が正方向及び負方向に供給される。よって、ロータ1に
合成トルクが発生するので、ロータ1が回転を始める。
次に、(g)で示す矩形波信号がrHJに変化して(h
)で示す矩形波信号がrLJに保持されていると、(r
)及び(m)で示す励磁信号がトランジスタTRs 、
TR,に供給される。従って、(V)、(X)で示すよ
うに、コイルV及びXに駆動電流Iaが正方向及び負方
向に供給される。よって、ロータ1に合成トルクが発生
する。
)で示す矩形波信号がrLJに保持されていると、(r
)及び(m)で示す励磁信号がトランジスタTRs 、
TR,に供給される。従って、(V)、(X)で示すよ
うに、コイルV及びXに駆動電流Iaが正方向及び負方
向に供給される。よって、ロータ1に合成トルクが発生
する。
次に、(j)で示す矩形波信号がrLJに変化し、(f
)で示す矩形波信号がrHJに保持されていると、トラ
ンジスタTR,、TRt。に(m)、(1)で示すよう
(こ、励磁信号が供給される。従って、(V)、(y)
に示すように、コイルV及びYに正方向及び負方向の駆
動電流が供給されるので、ロータlに合成トルクが発生
する。
)で示す矩形波信号がrHJに保持されていると、トラ
ンジスタTR,、TRt。に(m)、(1)で示すよう
(こ、励磁信号が供給される。従って、(V)、(y)
に示すように、コイルV及びYに正方向及び負方向の駆
動電流が供給されるので、ロータlに合成トルクが発生
する。
(h)で示す矩形波信号がrHJに変化して(i)で示
す矩形波信号がrLJに保持されていると、(1)、(
o)で示す励磁信号がトランジスタT Rt。、T R
sに供給される。従って、(W)、(y)に示すように
コイルW及びYに正方向及び負方向の駆動電流Iaが供
給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
す矩形波信号がrLJに保持されていると、(1)、(
o)で示す励磁信号がトランジスタT Rt。、T R
sに供給される。従って、(W)、(y)に示すように
コイルW及びYに正方向及び負方向の駆動電流Iaが供
給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
(f)で示す矩形波信号が「L」に変化して(g)で示
す矩形波信号がrHJに保持されていると、(0)、(
I2)で示す励磁信号がトランジスタTRs 、’T’
Raに供給される。従って、(U)、(W)に示すよう
にコイルU及びWに負方向及び正方向の駆動電流Iaが
供給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
す矩形波信号がrHJに保持されていると、(0)、(
I2)で示す励磁信号がトランジスタTRs 、’T’
Raに供給される。従って、(U)、(W)に示すよう
にコイルU及びWに負方向及び正方向の駆動電流Iaが
供給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
(i)で示す矩形波信号がrHJに変化して(j)で示
す矩形波信号がrLJに保持されていると、(I2)、
(q)で示す励磁信号がトランジスタT Ra 、T
Raに供給される。従って、(U)、(X)で示すよう
に、コイルU及びXに負方向及び正方向の駆動電流Ia
が供給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
す矩形波信号がrLJに保持されていると、(I2)、
(q)で示す励磁信号がトランジスタT Ra 、T
Raに供給される。従って、(U)、(X)で示すよう
に、コイルU及びXに負方向及び正方向の駆動電流Ia
が供給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
(g)で示す矩形波信号がrLJに変化して(h)で示
す矩形波信号がrHJに保持されていると、(q)、(
n)で示す励磁信号がトランジスタTR4、TRtに供
給される。従って、(X)、(V)で示すように、コイ
ルX及びVに正方向及び負方向の駆動電流Iaが供給さ
れるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
す矩形波信号がrHJに保持されていると、(q)、(
n)で示す励磁信号がトランジスタTR4、TRtに供
給される。従って、(X)、(V)で示すように、コイ
ルX及びVに正方向及び負方向の駆動電流Iaが供給さ
れるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
次いで、(j)で示す矩形波信号がrHJに変化して(
f)で示す矩形波信号がrLJに保持されていると、(
n)、(s)で示す励磁信号がトランジスタTRY 、
TR,に供給される。従って、(V)、(y)で示すよ
うに、コイル■及びYに負方向及び正方向の駆動電流I
aが供給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する
。
f)で示す矩形波信号がrLJに保持されていると、(
n)、(s)で示す励磁信号がトランジスタTRY 、
TR,に供給される。従って、(V)、(y)で示すよ
うに、コイル■及びYに負方向及び正方向の駆動電流I
aが供給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する
。
更に、(h)で示す矩形波信号がrLJに変化して(i
)で示す矩形波信号がrHJに保持されていると、(S
)、(p)で示す励磁信号がトランジスタTRI 、T
Raに供給される。従って、(y)、(W)に示すよう
に、コイルY、Wに正方向及び負方向の駆動電流Iaが
供給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
)で示す矩形波信号がrHJに保持されていると、(S
)、(p)で示す励磁信号がトランジスタTRI 、T
Raに供給される。従って、(y)、(W)に示すよう
に、コイルY、Wに正方向及び負方向の駆動電流Iaが
供給されるので、ロータ1に合成トルクが発生する。
以下、同様に各相コイルU−Yに駆動電流Iaが供給さ
れる。
れる。
さて、上記したように位置信号処理回路13は72度の
電気角で励磁信号を出力するので、各相のコイルU−Y
にも72度の電気角(流通角)で駆動電流Iaが供給さ
れる。一方、各ロータ磁石12は中央に着磁部12a、
12cがそれぞれ設けられているので、第6図(A)に
示す正弦波状の基本界磁磁束Tと、3次高調波磁束tと
を含む合成界磁磁束To同図CB)参照)を発生してい
る。従って、各相コイルU−Yの発生する磁束と基本界
磁磁束Tとが鎖交すると、第5図の(a)で示すように
、ロータ1には72度の電気角を有するトルクが重畳的
に発生する。よって、ロータ1には基本界磁磁束Tとの
関係では同図の(b)で示すように、36度周期の合成
トルクが発生する。
電気角で励磁信号を出力するので、各相のコイルU−Y
にも72度の電気角(流通角)で駆動電流Iaが供給さ
れる。一方、各ロータ磁石12は中央に着磁部12a、
12cがそれぞれ設けられているので、第6図(A)に
示す正弦波状の基本界磁磁束Tと、3次高調波磁束tと
を含む合成界磁磁束To同図CB)参照)を発生してい
る。従って、各相コイルU−Yの発生する磁束と基本界
磁磁束Tとが鎖交すると、第5図の(a)で示すように
、ロータ1には72度の電気角を有するトルクが重畳的
に発生する。よって、ロータ1には基本界磁磁束Tとの
関係では同図の(b)で示すように、36度周期の合成
トルクが発生する。
他方、着磁部12a、12cにより発生する3次高調波
磁束tと各相コイルU−Yの発生する磁束とが鎖交する
と、第5図の(C)で示すように、ロータ1には同図(
a)で示す各相のトルクに対して180度の位相差を有
する3次高調波磁束tによるトルクが同時に発生する。
磁束tと各相コイルU−Yの発生する磁束とが鎖交する
と、第5図の(C)で示すように、ロータ1には同図(
a)で示す各相のトルクに対して180度の位相差を有
する3次高調波磁束tによるトルクが同時に発生する。
即ち、0〜0間の領域において、基本界磁磁束Tにより
同図(a)に示すように、U相及びV相のトルクが発生
しているが、この場合には3次高調波磁束tにより同図
(C)に示すように、U相及びV相に対してそれぞれ1
80度の位相差でトルクU、とV3が同時に発生してい
る。従って、3次高調波磁束tによる合成トルクは同図
(d)に示すようになる。
同図(a)に示すように、U相及びV相のトルクが発生
しているが、この場合には3次高調波磁束tにより同図
(C)に示すように、U相及びV相に対してそれぞれ1
80度の位相差でトルクU、とV3が同時に発生してい
る。従って、3次高調波磁束tによる合成トルクは同図
(d)に示すようになる。
よって、同図(b)及び(d)より明らかなように、基
本界磁磁束Tによる合成トルクと3次高調波磁束tによ
る合成トルクとは繰り返し周期が一致し、かつ相互に逆
相になっているので、同図(e)に示すように、トルク
リップルを殆んど有しない合成トルクとなる。つまり、
ロータ磁石12が第6図(B)に示す合成界磁磁束To
を発生すると、第5図(e)に示す合成トルクが得られ
る。この結果、ロータ1を回転むらを発生させずに回転
駆動することができる。
本界磁磁束Tによる合成トルクと3次高調波磁束tによ
る合成トルクとは繰り返し周期が一致し、かつ相互に逆
相になっているので、同図(e)に示すように、トルク
リップルを殆んど有しない合成トルクとなる。つまり、
ロータ磁石12が第6図(B)に示す合成界磁磁束To
を発生すると、第5図(e)に示す合成トルクが得られ
る。この結果、ロータ1を回転むらを発生させずに回転
駆動することができる。
ところで、第6図(A)に示すように、3次高調波磁束
tの振幅値を基本界磁磁束Tのそれに対して約20%に
設定すると、3次高調波含有率σは約20%になる。即
ち、3次高調波磁束tの振幅値をAs、基本界磁磁束T
の振幅値をAとすると、3次高調波含有率σは次式にて
示すことができる。
tの振幅値を基本界磁磁束Tのそれに対して約20%に
設定すると、3次高調波含有率σは約20%になる。即
ち、3次高調波磁束tの振幅値をAs、基本界磁磁束T
の振幅値をAとすると、3次高調波含有率σは次式にて
示すことができる。
a= (As /A) X 100 [%]そして、3
次高調波含有率σが20%の場合には、第7図に示すよ
うに、トルクリップルが殆んど発生しないことが実験結
果より判明した。また、第8図(A)に示すように、3
次高調波含有率σが10%になるように3次高調波磁束
tを設定すると、同図(B)に示す合成界磁磁束Toが
得られるが、この場合には第7図に示すように、トルク
リップルが約2.4%になった。従って、従来の5相ブ
ラシレスモータよりもトルクリップルが約1/2まで低
減していることになる。更に、第9図(A)に示すよう
に、3次高調波含有率σが30%になるように3次高調
波磁束tを設定すると、同図(B)に示す合成界磁磁束
Toが得られ、トルクリップルが約3.5%まで低下す
る。
次高調波含有率σが20%の場合には、第7図に示すよ
うに、トルクリップルが殆んど発生しないことが実験結
果より判明した。また、第8図(A)に示すように、3
次高調波含有率σが10%になるように3次高調波磁束
tを設定すると、同図(B)に示す合成界磁磁束Toが
得られるが、この場合には第7図に示すように、トルク
リップルが約2.4%になった。従って、従来の5相ブ
ラシレスモータよりもトルクリップルが約1/2まで低
減していることになる。更に、第9図(A)に示すよう
に、3次高調波含有率σが30%になるように3次高調
波磁束tを設定すると、同図(B)に示す合成界磁磁束
Toが得られ、トルクリップルが約3.5%まで低下す
る。
、 第10図(A)乃至(I)にはそれぞれ本発明の
他の実施例が示されている。即ち、同図(A)の実施例
ではN極のロータ磁石12の外周側にN、S及びN極の
各着磁部12 b ’ 、12 a ’、12b′がこ
の順で設けられ、又S極のロータ磁石12の外周側にS
、N及びS極の各着磁部12d’ 、12c’ 、12
d’がこの順で設けられている。
他の実施例が示されている。即ち、同図(A)の実施例
ではN極のロータ磁石12の外周側にN、S及びN極の
各着磁部12 b ’ 、12 a ’、12b′がこ
の順で設けられ、又S極のロータ磁石12の外周側にS
、N及びS極の各着磁部12d’ 、12c’ 、12
d’がこの順で設けられている。
同図(B)の実施例ではN極のロータ磁石12の内周側
にN%S及びN極の各着磁部12b’ 、12a’ 、
12b’がこの順で設けられ、又S極のロータ磁石12
の内周側にS、N及びS極の各着磁部12d’ 、12
c’ 、12d’がこの順で設けられている。 ゛ 同図(C)の実施例ではN極のロータ磁石12の外周側
中央にS極の着磁部12Aが設けられ、又S極のロータ
磁石12の外周側中央にN極の着磁部12Bが設けられ
ている。
にN%S及びN極の各着磁部12b’ 、12a’ 、
12b’がこの順で設けられ、又S極のロータ磁石12
の内周側にS、N及びS極の各着磁部12d’ 、12
c’ 、12d’がこの順で設けられている。 ゛ 同図(C)の実施例ではN極のロータ磁石12の外周側
中央にS極の着磁部12Aが設けられ、又S極のロータ
磁石12の外周側中央にN極の着磁部12Bが設けられ
ている。
同図(D)の実施例ではN極のロータ磁石12の内周側
中央にS極の着磁部12Aが設けられ、又S極のロータ
磁石12の内周側中央にN極の着磁部12Bが設けられ
ている。
中央にS極の着磁部12Aが設けられ、又S極のロータ
磁石12の内周側中央にN極の着磁部12Bが設けられ
ている。
これら(A)乃至(D)に示すロータ磁石12において
も各着磁部により3次高調波磁束tを発生するので、同
様にトルクリップルを低減することができる。また、ロ
ータ磁石の所定位置に凹部な設け、実質的に3次高調波
磁束を含むように構成しても同様の効果が得られる。
も各着磁部により3次高調波磁束tを発生するので、同
様にトルクリップルを低減することができる。また、ロ
ータ磁石の所定位置に凹部な設け、実質的に3次高調波
磁束を含むように構成しても同様の効果が得られる。
同図(E)〜(H)の実施例においては、ロータ磁石1
2は、同図(I)に示されるように、基本界磁磁束Tの
みを発生するよう構成されている。この構成は第11図
で示した従来のものと同一である。
2は、同図(I)に示されるように、基本界磁磁束Tの
みを発生するよう構成されている。この構成は第11図
で示した従来のものと同一である。
さて、同図(E)の実施例では、駆動コイル4aの内側
に駆動コイル4aと同一の方向に巻かれた補助コイル4
bが、駆動コイル4aと並列接続を施され配設されてい
る。
に駆動コイル4aと同一の方向に巻かれた補助コイル4
bが、駆動コイル4aと並列接続を施され配設されてい
る。
これにより、駆動コイル4aに誘起される電流と補助コ
イル4bに誘起される電流とが合成されるから、第3図
に示した各相コイルU−Yに鎖交する鎖交磁束が、実質
的に3次高調波磁束を含むようになる。
イル4bに誘起される電流とが合成されるから、第3図
に示した各相コイルU−Yに鎖交する鎖交磁束が、実質
的に3次高調波磁束を含むようになる。
同図(F)の実施例では、駆動コイル4aの上部に駆動
コイル4aと同一の方向に巻かれた補助コイル4bが、
駆動コイル4aと並列接続を施され積層配設されている
。これも、各相コイルU〜Yに鎖交する鎖交磁束が実質
的に3次高調波磁束を含むようになる。また上記補助コ
イル4bが、駆動コイル4aの下部に積層配設されても
同様の効果が得られる。
コイル4aと同一の方向に巻かれた補助コイル4bが、
駆動コイル4aと並列接続を施され積層配設されている
。これも、各相コイルU〜Yに鎖交する鎖交磁束が実質
的に3次高調波磁束を含むようになる。また上記補助コ
イル4bが、駆動コイル4aの下部に積層配設されても
同様の効果が得られる。
同図(G)及び(H)の実施例では、駆動コイル4の形
状を、その一部に凹部な含むように湾曲させることによ
り、各相コイルJ−Yに鎖交する鎖交磁束が実質的に3
次高調波磁束を含むようにしている。
状を、その一部に凹部な含むように湾曲させることによ
り、各相コイルJ−Yに鎖交する鎖交磁束が実質的に3
次高調波磁束を含むようにしている。
これら(E)及び(H)に示す駆動コイル構成によって
も、駆動コイルに鎖交する鎖交磁束が実質的に3次高調
波磁束tを含むことになり、同様にトルクリップルを低
減することができる。
も、駆動コイルに鎖交する鎖交磁束が実質的に3次高調
波磁束tを含むことになり、同様にトルクリップルを低
減することができる。
上記実施例では本発明を平面対向形の薄型5相ブラシレ
スモータに適用したが、円筒型コア付ブラシレスモータ
や相数よりも少ないホール素子を有する5相ブラシレス
モータ(特開昭61−66586号公報等参照)又はホ
ール素子を有しない5相ブラシレスモータにも適用でき
るのは勿論である。
スモータに適用したが、円筒型コア付ブラシレスモータ
や相数よりも少ないホール素子を有する5相ブラシレス
モータ(特開昭61−66586号公報等参照)又はホ
ール素子を有しない5相ブラシレスモータにも適用でき
るのは勿論である。
(発明の効果)
本発明によれば、5相の駆動コイルに駆動回路より72
度の電気角で駆動電流を供給すると共に駆動コイルに鎖
交する鎖交磁束が実質的に3次高調波磁束を含むように
構成したので、相数を多くすることなくトルクリップル
を著しく減少させることができる。従って、小型で組み
立てが容易な上に安価でありながらロータに回転むらが
殆んど生じることのない5相ブラシレスモータを提供す
ることができる。
度の電気角で駆動電流を供給すると共に駆動コイルに鎖
交する鎖交磁束が実質的に3次高調波磁束を含むように
構成したので、相数を多くすることなくトルクリップル
を著しく減少させることができる。従って、小型で組み
立てが容易な上に安価でありながらロータに回転むらが
殆んど生じることのない5相ブラシレスモータを提供す
ることができる。
第1図及び第2図は本発明に係る5相ブラシレスモータ
のロータ磁石の着磁態様を示す平面図と全体的な構成を
示す分解斜視図、第3図は同モータの駆動回路構成を示
す図、第4図は同モータの動作を説明するためのタイミ
ングチャート、第5図は同モータのトルクの発生態様を
示すトルク波形図、第6図(A)、CB)はロータ磁石
の基本界磁磁束及び3次高調波磁束の各波形を示す図と
これら磁束を合成した波形図、第7図は3次高調波含有
率に対するトルクリップル特性を示す図、第8図(A)
(B)及び第9図(A)、(B)は基本界磁磁束に対し
て含有率の異なる3次高調波磁束の波形をそれぞれ示す
図と基本界磁磁束と3次高調波磁束を合成した波形図、
第10図(A)乃至(D)及び(I)は本発明の他の実
施例に係るロータ磁石の着磁態様をそれぞれ示す平面図
、第10図(E)乃至(H)本発明の他の実施例の駆動
コイルの構成二を示す構造図、第11図(A)、(B)
は従来の5相ブラシレスモークの分解斜視図とロータ磁
石の着磁態様を示す図、第12図は従来の同モータの駆
動回路構成を示す図、第13図は従来の同モータの動作
を説明するためのタイミングチャート、第14図は第1
1図(B)のロータ磁石の界磁磁束波形を示す図、第1
5図は相数とトルクリップルとの関係を示す特性図であ
る。 4.4 a ・・・駆動コイル、 4b・・・補助コイル、 12−・・ロータ磁石、 12a、12b、12c、12d−・・着磁部、12
a ’ 、12 b ’ ”・着磁部、12c’ %
12d’ −・・着磁部、12A、12B−・・着磁部
、 13−・・位置信号処理回路、 Ha w He ・・・ホール素子、 UNY・・・各相コイル。 第1囚 第4囚(l:6−)1) 第4図(【の2) 第4図(ぞf)3) 第5図 第6図 (A) 第7図 32欠高til波含有率δ(ラ一 第8図 (A) (B) 第9図 (A) (A) 第13図(壬の1) 第13図(豫の2) (を− jII3図(゛(の3) 第14図 第15図
のロータ磁石の着磁態様を示す平面図と全体的な構成を
示す分解斜視図、第3図は同モータの駆動回路構成を示
す図、第4図は同モータの動作を説明するためのタイミ
ングチャート、第5図は同モータのトルクの発生態様を
示すトルク波形図、第6図(A)、CB)はロータ磁石
の基本界磁磁束及び3次高調波磁束の各波形を示す図と
これら磁束を合成した波形図、第7図は3次高調波含有
率に対するトルクリップル特性を示す図、第8図(A)
(B)及び第9図(A)、(B)は基本界磁磁束に対し
て含有率の異なる3次高調波磁束の波形をそれぞれ示す
図と基本界磁磁束と3次高調波磁束を合成した波形図、
第10図(A)乃至(D)及び(I)は本発明の他の実
施例に係るロータ磁石の着磁態様をそれぞれ示す平面図
、第10図(E)乃至(H)本発明の他の実施例の駆動
コイルの構成二を示す構造図、第11図(A)、(B)
は従来の5相ブラシレスモークの分解斜視図とロータ磁
石の着磁態様を示す図、第12図は従来の同モータの駆
動回路構成を示す図、第13図は従来の同モータの動作
を説明するためのタイミングチャート、第14図は第1
1図(B)のロータ磁石の界磁磁束波形を示す図、第1
5図は相数とトルクリップルとの関係を示す特性図であ
る。 4.4 a ・・・駆動コイル、 4b・・・補助コイル、 12−・・ロータ磁石、 12a、12b、12c、12d−・・着磁部、12
a ’ 、12 b ’ ”・着磁部、12c’ %
12d’ −・・着磁部、12A、12B−・・着磁部
、 13−・・位置信号処理回路、 Ha w He ・・・ホール素子、 UNY・・・各相コイル。 第1囚 第4囚(l:6−)1) 第4図(【の2) 第4図(ぞf)3) 第5図 第6図 (A) 第7図 32欠高til波含有率δ(ラ一 第8図 (A) (B) 第9図 (A) (A) 第13図(壬の1) 第13図(豫の2) (を− jII3図(゛(の3) 第14図 第15図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ロータに設けられている複数極のロータ磁石と、前
記ロータ磁石の界磁磁束と鎖交する5相の駆動コイルと
を備える5相ブラシレスモータにおいて、前記駆動コイ
ルに72度の電気角で駆動電流を供給する駆動回路を有
し、前記5相の駆動コイルに鎖交する鎖交磁束が実質的
に3次高調波磁束を含むよう構成したことを特徴とする
5相ブラシレスモータ。 2、該3次高調波磁束は該界磁磁束に対して10〜30
%含まれていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の5相ブラシレスモータ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62178080A JPS63302792A (ja) | 1987-01-07 | 1987-07-16 | 5相ブラシレスモ−タ |
US07/196,626 US4912379A (en) | 1987-05-21 | 1988-05-19 | Multi-phase brushless motor with increased starting torque and reduced torque ripple |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP147987 | 1987-01-07 | ||
JP62-1479 | 1987-01-07 | ||
JP62178080A JPS63302792A (ja) | 1987-01-07 | 1987-07-16 | 5相ブラシレスモ−タ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63302792A true JPS63302792A (ja) | 1988-12-09 |
Family
ID=26334697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62178080A Pending JPS63302792A (ja) | 1987-01-07 | 1987-07-16 | 5相ブラシレスモ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63302792A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997042701A1 (en) * | 1996-05-02 | 1997-11-13 | Siemens Canada Limited | Control circuit for five-phase brushless dc motor |
PL126901U1 (pl) * | 2017-12-22 | 2019-07-01 | Politechnika Gdańska | Blacha obwodu magnetycznego stojana pięciofazowego silnika indukcyjnego |
PL126902U1 (pl) * | 2017-12-22 | 2019-07-01 | Politechnika Gdańska | Blacha obwodu magnetycznego stojana pięciofazowego silnika indukcyjnego |
PL126900U1 (pl) * | 2017-12-22 | 2019-07-01 | Politechnika Gdańska | Blacha obwodu magnetycznego stojana pięciofazowego silnika indukcyjnego |
-
1987
- 1987-07-16 JP JP62178080A patent/JPS63302792A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997042701A1 (en) * | 1996-05-02 | 1997-11-13 | Siemens Canada Limited | Control circuit for five-phase brushless dc motor |
PL126901U1 (pl) * | 2017-12-22 | 2019-07-01 | Politechnika Gdańska | Blacha obwodu magnetycznego stojana pięciofazowego silnika indukcyjnego |
PL126902U1 (pl) * | 2017-12-22 | 2019-07-01 | Politechnika Gdańska | Blacha obwodu magnetycznego stojana pięciofazowego silnika indukcyjnego |
PL126900U1 (pl) * | 2017-12-22 | 2019-07-01 | Politechnika Gdańska | Blacha obwodu magnetycznego stojana pięciofazowego silnika indukcyjnego |
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