JPS6361625B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6361625B2 JPS6361625B2 JP55172856A JP17285680A JPS6361625B2 JP S6361625 B2 JPS6361625 B2 JP S6361625B2 JP 55172856 A JP55172856 A JP 55172856A JP 17285680 A JP17285680 A JP 17285680A JP S6361625 B2 JPS6361625 B2 JP S6361625B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- rotor
- speed
- position signal
- period
- Prior art date
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- Expired
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 230000027311 M phase Effects 0.000 claims 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
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- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/489—Digital circuits therefor
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、無整流子電動機の速度検出装置に関
するものである。
するものである。
従来、無整流子電動機の速度検出手段として周
波数発電機を用いた方法がよく使用されている。
周波数発電機の出力の周期情報を無整流子電動機
の速度信号として用いる方法では周波数発電機を
取り付けなければならないため構造が複雑とな
り、工数が増加し、さらに小型化が困難であると
いう問題を有している。ここで、前記の問題を解
消するために、励磁巻線に発生する誘起電圧信号
の周期情報を速度信号として検出する方法が提案
されている。しかし、起動時並びに励磁電流が大
きい場合、励磁巻線を励磁するための位置信号の
転流が急峻な場合にはスパイク状電圧が発生し、
また、相互誘導による他相のスパイク状電圧の影
響があるため、前記方法においては誘起電圧信号
の周期情報ならびに前記２状態による誤情報を速
度信号として検出するようにしている。このた
め、起動が良好に行なわれず、制御も不安定であ
るという大きな問題点を有している。
波数発電機を用いた方法がよく使用されている。
周波数発電機の出力の周期情報を無整流子電動機
の速度信号として用いる方法では周波数発電機を
取り付けなければならないため構造が複雑とな
り、工数が増加し、さらに小型化が困難であると
いう問題を有している。ここで、前記の問題を解
消するために、励磁巻線に発生する誘起電圧信号
の周期情報を速度信号として検出する方法が提案
されている。しかし、起動時並びに励磁電流が大
きい場合、励磁巻線を励磁するための位置信号の
転流が急峻な場合にはスパイク状電圧が発生し、
また、相互誘導による他相のスパイク状電圧の影
響があるため、前記方法においては誘起電圧信号
の周期情報ならびに前記２状態による誤情報を速
度信号として検出するようにしている。このた
め、起動が良好に行なわれず、制御も不安定であ
るという大きな問題点を有している。
本発明は、無整流子電動機の回転子の回転に伴
つて励磁巻線に発生する誘起電圧信号の周期情報
を速度信号とする場合において前記従来例の持つ
問題点を除去するようにしたものである。
つて励磁巻線に発生する誘起電圧信号の周期情報
を速度信号とする場合において前記従来例の持つ
問題点を除去するようにしたものである。
以下、本発明を図示の実施例に基いて説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例である３相無整流子
電動機の機構部の要部構成図である。第１図にお
いて、１は内周面が2nすなわち４極（ｎ＝２）
着磁された円筒状の永久磁石よりなる回転子で、
回転軸６と一体で回転する。２は３相の励磁巻線
Ma，Mb，Mcを含めてなる固定子である。３，
４，５はホール効果を利用した磁気感応素子より
なる位置検出素子であり、これは前記回転子１の
磁極を検出する様に適当な固定部に機械角で120
度毎に配設されている。
電動機の機構部の要部構成図である。第１図にお
いて、１は内周面が2nすなわち４極（ｎ＝２）
着磁された円筒状の永久磁石よりなる回転子で、
回転軸６と一体で回転する。２は３相の励磁巻線
Ma，Mb，Mcを含めてなる固定子である。３，
４，５はホール効果を利用した磁気感応素子より
なる位置検出素子であり、これは前記回転子１の
磁極を検出する様に適当な固定部に機械角で120
度毎に配設されている。
第２図は本発明の一実施例の電気回路ブロツク
構成図である。第２図において、２５は一端が接
地された直流電源であり、その直流電圧をEMと
する。位置検出素子３，４，５の一方の入力端子
は各々接地され、他方の入力端子は各々直流電源
２５の接地されていない一端に接続されている。
２６，２７，２８は上記位置検出素子３，４，５
の出力を波形整形する波形整形回路、７は前記波
形整形回路２６，２７，２８の出力を処理するこ
とによりハイレベルとローレベルの比が各々１対
２である３相の位置信号を発生させる位置信号処
理回路である。なお、上記位置検出素子３，４，
５と波形整形回路２６，２７，２８および位置信
号処理回路７は位置信号発生器２９を構成する。
そして、その出力は各々NPN型のトランジスタ
８，９，１０のベースに供給される。励磁巻線
Ma，Mb，Mcは一方の端子が直流電源２５の接
地されていない一端に接続され、もう一方の端子
は上記トランジスタ８，９，１０のコレクタに
各々接続されている。トランジスタ８，９，１０
のエミツタは各々NPN型のトランジスタ２３の
コレクタに接続され、トランジスタ２３のエミツ
タは抵抗２４を介して接地されている。トランジ
スタ８，９，１０のコレクタは各々周期検出手段
を構成するところの波形整形回路１１，１２，１
３に接続され、それらの出力端子は各々フリツプ
フロツプ回路１４，１５，１６のセツト（あるい
はリセツト）端子に接続されている。前記３相位
置信号は各々フリツプフロツプ回路１４，１５，
１６のリセツト（あるいはセツト）端子へ供給さ
れる。フリツプフロツプ回路１４，１５，１６の
出力は各々モノマルチバイブレータ回路１７，１
８，１９に供給され、それらの各出力はノアゲー
ト回路２０に供給される。波形整形回路１１，１
２，１３と、フリツプフロツプ回路１４，１５，
１６と、モノマルチバイブレータ回路１７，１
８，１９およびノアゲート回路２０は速度検出手
段２１を構成する。上記ノアゲート回路２０の出
力は周波数−電圧変換回路２２に供給され、その
出力は前記トランジスタ２３のベースに供給され
る。
構成図である。第２図において、２５は一端が接
地された直流電源であり、その直流電圧をEMと
する。位置検出素子３，４，５の一方の入力端子
は各々接地され、他方の入力端子は各々直流電源
２５の接地されていない一端に接続されている。
２６，２７，２８は上記位置検出素子３，４，５
の出力を波形整形する波形整形回路、７は前記波
形整形回路２６，２７，２８の出力を処理するこ
とによりハイレベルとローレベルの比が各々１対
２である３相の位置信号を発生させる位置信号処
理回路である。なお、上記位置検出素子３，４，
５と波形整形回路２６，２７，２８および位置信
号処理回路７は位置信号発生器２９を構成する。
そして、その出力は各々NPN型のトランジスタ
８，９，１０のベースに供給される。励磁巻線
Ma，Mb，Mcは一方の端子が直流電源２５の接
地されていない一端に接続され、もう一方の端子
は上記トランジスタ８，９，１０のコレクタに
各々接続されている。トランジスタ８，９，１０
のエミツタは各々NPN型のトランジスタ２３の
コレクタに接続され、トランジスタ２３のエミツ
タは抵抗２４を介して接地されている。トランジ
スタ８，９，１０のコレクタは各々周期検出手段
を構成するところの波形整形回路１１，１２，１
３に接続され、それらの出力端子は各々フリツプ
フロツプ回路１４，１５，１６のセツト（あるい
はリセツト）端子に接続されている。前記３相位
置信号は各々フリツプフロツプ回路１４，１５，
１６のリセツト（あるいはセツト）端子へ供給さ
れる。フリツプフロツプ回路１４，１５，１６の
出力は各々モノマルチバイブレータ回路１７，１
８，１９に供給され、それらの各出力はノアゲー
ト回路２０に供給される。波形整形回路１１，１
２，１３と、フリツプフロツプ回路１４，１５，
１６と、モノマルチバイブレータ回路１７，１
８，１９およびノアゲート回路２０は速度検出手
段２１を構成する。上記ノアゲート回路２０の出
力は周波数−電圧変換回路２２に供給され、その
出力は前記トランジスタ２３のベースに供給され
る。
第３図に前記波形整形回路１１の詳細な回路構
成の一例を示す。なお、本実施例においては波形
整形回路１２，１３は波形整形回路１１と同一構
成である。波形整形回路１１は、PNP型のトラ
ンジスタ３０とNPN型のトランジスタ３１，３
２とダイオード３３と抵抗３４，３５，３６と直
流電源２５とで構成されている。直流電源２５の
接地されていない一端はトランジスタ３０のベー
スと、ダイオード３３のアノードに接続されてい
る。また、更に抵抗３６を介してトランジスタ３
２のコレクタに接続されている。ダイオード３３
のカソードはトランジスタ３０のエミツタに接続
され、トランジスタ３０のコレクタはトランジス
タ３２のベース、および抵抗３５を介してトラン
ジスタ３１のベース並びにコレクタに接続され、
前記トランジスタ３１および３２の各エミツタは
接地されている。励磁巻線Maの直流電源２５に
接続されていない一端は抵抗３４を介してトラン
ジスタ３０のエミツタに接続されている。
成の一例を示す。なお、本実施例においては波形
整形回路１２，１３は波形整形回路１１と同一構
成である。波形整形回路１１は、PNP型のトラ
ンジスタ３０とNPN型のトランジスタ３１，３
２とダイオード３３と抵抗３４，３５，３６と直
流電源２５とで構成されている。直流電源２５の
接地されていない一端はトランジスタ３０のベー
スと、ダイオード３３のアノードに接続されてい
る。また、更に抵抗３６を介してトランジスタ３
２のコレクタに接続されている。ダイオード３３
のカソードはトランジスタ３０のエミツタに接続
され、トランジスタ３０のコレクタはトランジス
タ３２のベース、および抵抗３５を介してトラン
ジスタ３１のベース並びにコレクタに接続され、
前記トランジスタ３１および３２の各エミツタは
接地されている。励磁巻線Maの直流電源２５に
接続されていない一端は抵抗３４を介してトラン
ジスタ３０のエミツタに接続されている。
第４図および第５図は、第２図および第３図の
主要部の信号波形図であり、それらの図の同一の
符号は各々第２図に付した符号と対応している。
主要部の信号波形図であり、それらの図の同一の
符号は各々第２図に付した符号と対応している。
次に、本実施例の動作を説明する。回転子１が
例えば反時計方向に回転することにより、位置検
出素子３，４，５は各々対向する回転子の着磁磁
極に対応して応答し、その出力は各々波形整形回
路２６，２７，２８により波形整形され、位置検
出素子がＮ極を検出している期間はハイレベルと
なり、Ｓ極を検出している期間はローレベルとな
る信号ａ，ｂ，ｃを各々出力する。この信号ａ，
ｂ，ｃはハイレベルとローレベルの比は約１対１
で、信号ｂ，ｃはａに対して電気角で各々120度、
240度位相の遅れた信号である。次に、信号ａ，
ｂ，ｃが位置信号処理回路７に入力されることに
より、ハイレベルとローレベルの比が１対２であ
り、ハイレベルが電気角で120度の矩形波信号で
ある３相の位置信号ｄ，ｅ，ｆを得る。位置信号
ｅ，ｆはｄに対して各々120度、240度位相が遅れ
た信号である。この３相の位置信号に従つて３相
の励磁巻線Ma，Mb，Mcに電流を順次供給する
ことにより、連続した回転力を得ることが可能と
なる。
例えば反時計方向に回転することにより、位置検
出素子３，４，５は各々対向する回転子の着磁磁
極に対応して応答し、その出力は各々波形整形回
路２６，２７，２８により波形整形され、位置検
出素子がＮ極を検出している期間はハイレベルと
なり、Ｓ極を検出している期間はローレベルとな
る信号ａ，ｂ，ｃを各々出力する。この信号ａ，
ｂ，ｃはハイレベルとローレベルの比は約１対１
で、信号ｂ，ｃはａに対して電気角で各々120度、
240度位相の遅れた信号である。次に、信号ａ，
ｂ，ｃが位置信号処理回路７に入力されることに
より、ハイレベルとローレベルの比が１対２であ
り、ハイレベルが電気角で120度の矩形波信号で
ある３相の位置信号ｄ，ｅ，ｆを得る。位置信号
ｅ，ｆはｄに対して各々120度、240度位相が遅れ
た信号である。この３相の位置信号に従つて３相
の励磁巻線Ma，Mb，Mcに電流を順次供給する
ことにより、連続した回転力を得ることが可能と
なる。
この様にして回転子１が回転することにより、
励磁巻線Maに第５図に示す様な誘起電圧信号ｇ
が発生し、励磁巻線Mb，Mcにも信号ｇと同様
な波形で位相が電気角で各々120度、240度遅れた
誘起電圧信号が発生する。この信号ｇは、低速か
ら定速度までの誘起電圧信号を示している。時刻
t1からt2、および時刻t7からt8は相互誘導による
他相のスパイク状電圧の影響によるものであり、
時刻t4からt5、および時刻t10からt11は位置信号ｄ
のハイレベル期間に励磁巻線Maに流れている励
磁電流がオフされることにより発生するスパイク
状電圧である。前記２状態は、時刻t13以後の様
に制御状態になると発生しない。なぜなら、制御
状態では、一定速度を保つために流す励磁電流は
非常に少なくてよいためである。この信号ｇを波
形整形回路１１に入力し、信号ｇが直流電源２５
の直流電圧EM（Ｖ）とトランジスタ３０のベー
ス・エミツタ間順向電圧VBE（Ｖ）を加えた電圧
より高い時はローレベル、低い時はハイレベルと
なる矩形波信号ｈを得る。この信号ｈにおいて時
刻t13以前では、１周期毎に前記２状態による誤
情報および周期情報を速度信号として検出してい
る。この信号ｈは、フリツプフロツプ回路１４の
セツト端子に入力され、励磁巻線Maを励磁する
位置信号ｄより電気角で120度位相の遅れた位置
信号ｅは、フリツプフロツプ回路１４のリセツト
端子に入力される。
励磁巻線Maに第５図に示す様な誘起電圧信号ｇ
が発生し、励磁巻線Mb，Mcにも信号ｇと同様
な波形で位相が電気角で各々120度、240度遅れた
誘起電圧信号が発生する。この信号ｇは、低速か
ら定速度までの誘起電圧信号を示している。時刻
t1からt2、および時刻t7からt8は相互誘導による
他相のスパイク状電圧の影響によるものであり、
時刻t4からt5、および時刻t10からt11は位置信号ｄ
のハイレベル期間に励磁巻線Maに流れている励
磁電流がオフされることにより発生するスパイク
状電圧である。前記２状態は、時刻t13以後の様
に制御状態になると発生しない。なぜなら、制御
状態では、一定速度を保つために流す励磁電流は
非常に少なくてよいためである。この信号ｇを波
形整形回路１１に入力し、信号ｇが直流電源２５
の直流電圧EM（Ｖ）とトランジスタ３０のベー
ス・エミツタ間順向電圧VBE（Ｖ）を加えた電圧
より高い時はローレベル、低い時はハイレベルと
なる矩形波信号ｈを得る。この信号ｈにおいて時
刻t13以前では、１周期毎に前記２状態による誤
情報および周期情報を速度信号として検出してい
る。この信号ｈは、フリツプフロツプ回路１４の
セツト端子に入力され、励磁巻線Maを励磁する
位置信号ｄより電気角で120度位相の遅れた位置
信号ｅは、フリツプフロツプ回路１４のリセツト
端子に入力される。
このようにすることにより、信号ｉで示すよう
に時刻t13以前では矩形波信号ｈで検出されてい
る速度信号のうち１周期に１個のみの速度信号の
立上り（時刻t1，t7で示す）を周期情報として検
出し、時刻t13以後では矩形波信号ｈで検出され
ている速度信号の立上り（時刻t13，t15，t17で示
す）を正規の周期情報として検出することができ
る。すなわち、t6からt12の１周期間について説明
すれば、前記位置信号ｅによるリセツト信号の直
後の速度信号の立上り（時刻t7）が検出される周
期情報である。次に時刻t13以後では、正規の周
期情報t13，t15，t17を得る。前記周期情報をモノ
マルチバイブレータ回路１７に入力し、パルス幅
の狭い速度信号に変換する。また、他の２相から
も同様にして１周期に１個の速度信号が得られ
る。この３相の速度信号をノアゲート回路２０に
入力し、速度信号ｋを得る。この速度信号ｋを周
波数−電圧変換回路２２に入力し、回転速度に応
じた直流電圧である出力をトランジスタ２３のベ
ースに入力することにより励磁巻線Ma，Mb，
Mcに流れる電流を制御する。
に時刻t13以前では矩形波信号ｈで検出されてい
る速度信号のうち１周期に１個のみの速度信号の
立上り（時刻t1，t7で示す）を周期情報として検
出し、時刻t13以後では矩形波信号ｈで検出され
ている速度信号の立上り（時刻t13，t15，t17で示
す）を正規の周期情報として検出することができ
る。すなわち、t6からt12の１周期間について説明
すれば、前記位置信号ｅによるリセツト信号の直
後の速度信号の立上り（時刻t7）が検出される周
期情報である。次に時刻t13以後では、正規の周
期情報t13，t15，t17を得る。前記周期情報をモノ
マルチバイブレータ回路１７に入力し、パルス幅
の狭い速度信号に変換する。また、他の２相から
も同様にして１周期に１個の速度信号が得られ
る。この３相の速度信号をノアゲート回路２０に
入力し、速度信号ｋを得る。この速度信号ｋを周
波数−電圧変換回路２２に入力し、回転速度に応
じた直流電圧である出力をトランジスタ２３のベ
ースに入力することにより励磁巻線Ma，Mb，
Mcに流れる電流を制御する。
なお、本実施例は、電気的に対称な位相関係に
ある３相（ｍ＝３）の励磁巻線Ma，Mb，Mcよ
り各々速度信号を検出し、回転子の１回転毎に
（２×３）個のパルス信号を得る速度検出装置に
かかわるものであるが、励磁巻線１相のみから回
転子の１回転毎に（２×１）個のパルス信号を得
る速度検出装置も同様に実施可能であり、本発明
に含まれることは言うまでもない。
ある３相（ｍ＝３）の励磁巻線Ma，Mb，Mcよ
り各々速度信号を検出し、回転子の１回転毎に
（２×３）個のパルス信号を得る速度検出装置に
かかわるものであるが、励磁巻線１相のみから回
転子の１回転毎に（２×１）個のパルス信号を得
る速度検出装置も同様に実施可能であり、本発明
に含まれることは言うまでもない。
以上の説明から明らかな様に、本発明は、起動
時および低速時において、励磁巻線に発生する誘
起電圧信号から１周期毎に検出される前記２状態
の誤情報を含む複数の速度信号を位置信号により
処理し、前記速度信号のうち１つだけを、その周
期情報として検出し、また、定速時では正規の周
期情報を検出し、かかる交番電圧信号の周期に対
応した周期情報を速度信号として出力することの
できる無整流子電動機の速度検出装置を提供する
ものであり、工数およびコストを増加せずに無整
流子電動機の起動特性を大きく改善でき、精度の
良い速度信号が得られるという優れた効果を有す
るものである。
時および低速時において、励磁巻線に発生する誘
起電圧信号から１周期毎に検出される前記２状態
の誤情報を含む複数の速度信号を位置信号により
処理し、前記速度信号のうち１つだけを、その周
期情報として検出し、また、定速時では正規の周
期情報を検出し、かかる交番電圧信号の周期に対
応した周期情報を速度信号として出力することの
できる無整流子電動機の速度検出装置を提供する
ものであり、工数およびコストを増加せずに無整
流子電動機の起動特性を大きく改善でき、精度の
良い速度信号が得られるという優れた効果を有す
るものである。
第１図は本発明の１実施例にかかわる３相無整
流子電動機の機構部の要部構成図、第２図は同実
施例にかかわる電気回路のブロツク構成図、第３
図は波形整形回路の一例を示す結線図、第４図お
よび第５図は第２図および第３図の主要部の信号
波形図である。 １……回転子、２……固定子、Ma，Mb，Mc
……励磁巻線、１１，１２，１３……波形整形回
路、１４，１５，１６……フリツプフロツプ回
路、２１……速度検出手段、２９……位置信号発
生器。
流子電動機の機構部の要部構成図、第２図は同実
施例にかかわる電気回路のブロツク構成図、第３
図は波形整形回路の一例を示す結線図、第４図お
よび第５図は第２図および第３図の主要部の信号
波形図である。 １……回転子、２……固定子、Ma，Mb，Mc
……励磁巻線、１１，１２，１３……波形整形回
路、１４，１５，１６……フリツプフロツプ回
路、２１……速度検出手段、２９……位置信号発
生器。
Claims (1)
- １ 2n（ｎは自然数）極着磁された永久磁石を含
めてなる回転子と、複数相の励磁巻線を含めてな
る固定子と、前記回転子の回転位置に対応して順
次前記複数相の励磁巻線を励磁するための位置信
号を発生する位置信号発生器を有する無整流子電
動機と、前記回転子の回転に伴い前記複数相の励
磁巻線に発生する誘起電圧信号のうち電気的に
各々対称な位相関係にあるｍ相（ｍは自然数）の
誘起電圧信号の周期を検出するｍ個の周期検出手
段を含み、前記回転子の一回転毎に（ｎ×ｍ）個
のパルス信号を出力する速度検出手段を具備して
なる無整流子電動機の速度検出装置であつて、前
記ｍ個の周期検出手段は各々前記ｍ相の誘起電圧
信号に従つてセツト（あるいはリセツト）され、
かつ、前記位置信号に従つてリセツト（あるいは
セツト）されるフリツプフロツプ回路を含めて構
成されていることを特徴とする無整流子電動機の
速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55172856A JPS5796264A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Speed detector for commutator-less motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55172856A JPS5796264A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Speed detector for commutator-less motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5796264A JPS5796264A (en) | 1982-06-15 |
| JPS6361625B2 true JPS6361625B2 (ja) | 1988-11-29 |
Family
ID=15949556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55172856A Granted JPS5796264A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Speed detector for commutator-less motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5796264A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605793A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-12 | Sony Corp | 速度検出回路 |
| JPH0454499U (ja) * | 1990-09-11 | 1992-05-11 |
-
1980
- 1980-12-08 JP JP55172856A patent/JPS5796264A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5796264A (en) | 1982-06-15 |
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