KR100442754B1 - 회전위치검출장치및모터장치 - Google Patents

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Abstract

역기(逆起)전압을 이용하지 않는 센서레스모터용의 회전위치검출회로 및 모터장치를 제공한다.
가산기(5S,5C)에 의하여, Sin파 드라이브신호 및 Cos파 드라이브신호에 각각 고주파의 센서신호를 중첩하여 모터(1)를 회전구동한다. 모터(1)를 흐르는 신호로부터, 밴드패스필터(9)에 의하여 센서신호를 취출하여 복조(復調)하고, 이것을 회전위치검출신호로 한다. 밴드패스필터(9)로부터의 센서신호는 모터의 마그넷의 회전에 의한 임피던스의 변화에 따라서 전류치가 변화한다. 이 전류치의 변화를 검출함으로써, 로터마그넷의 회전위치를 검출할 수 있다.

Description

회전위치검출장치 및 모터장치
본 발명은, 이른바 브러시레스모터의 로터의 회전위치를 검출하기 위한 회전위치검출장치, 및 이 회전위치검출장치를 사용하여 이루어지는 모터장치에 관한 것이다.
근년에 있어서, 표준형의 재생전용디스크나, 휴대형의 비디오테이프레코더 등, 여러가지 전자기기에 이른바 브러시레스모터가 많이 사용되고 있다.
이 브러시레스모터는 직류전동기가 기계적으로 각 상에의 통전타이밍을 전환하는데 대하여, 전기적 스위치를 사용하여 각 상에의 통전타이밍을 전환하여 동기(同期)전동기를 구동하는 것이다. 이 통전타이밍의 전환은 가장 역률(力率) 양호하게 운전할 수 있도록 행할 필요가 있으나, 영구자석형의 동기전동기에서는 그 타이밍이 회전자(回轉子)에 내장되어 있는 영구자석(로터마그넷)의 자극의 위치에서 일의적으로 결정된다. 그러므로, 브러시레스모터는 자극위치(회전위치)를 검출하여 각 상에의 통전타이밍의 전환을 행할 필요가 있고, 그것을 위하여 홀소자나 자기저항효과소자 등의 회전검출소자를 가지고 있다. 그리고, 이 회전검출소자에 의하여 로터의 회전위치를 검출하고, 이 검출결과에 따라서 각 상에의 통전타이밍의 전환을 행하고 있다.
그러나, 이와 같은 회전검출소자를 배설하면 코스트고로 되는데다가, 이 회전검출소자로부터의 검출신호를 회전제어계에 전송하기 위한 전송라인이 필요하게 되어, 모터자체가 대형화되는 문제가 있다.
그러므로, 센서레스구동을 가능하게 하는 회전위치검출장치가 개발되었다. 이 회전위치검출장치는 브러시레스모터의 각 상에 발생하는 역기(逆起)전압을 검출하고, 이 검출출력을 모터구동회로에 공급한다.
즉, 모터는 통전상(通電相) 이외의 상이 발전기로서 동작하여 역기전압을 발생하므로, 상기 역기전압을 검출함으로써, 로터의 회전위치를 검출할 수 있다. 상기 모터구동회로는 상기 역기전압의 검출출력에 따라서 로터의 회전위치를 검출하고, 이 검출결과에 따라서 각 상에의 통전타이밍을 전환한다. 이로써, 상기 홀소자 등의 회전검출소자를 배설하지 않고 로터의 회전위치를 검출하여 각 상에의 통전타이밍을 전환할 수 있고, 홀소자 등의 회전검출소자를 생략할 수 있는 만큼, 모터자체의 소형화 및 저코스트화를 도모할 수 있다.
이와 같은 종래의 센서레스의 브러시레스모터에 있어서는, 모터의 시동시 및 저속 회전시에는, 역기전압은 발생하지 않고 또는 발생해도 소레벨이므로, 종래의 회전위치 검출장치는 이 시동시 및 저속회전시에는, 로터의 회전위치를 검출할 수 없었다. 또, 역기전압에는, 각 상에의 통전타이밍의 전환시에 발생하는 킥백노이즈 등이 많이 중첩하므로, 정확한 회전위치검출에 지장을 초래할 문제가 있었다.
그러므로, 이 역기전압으로 회전위치검출을 행하는 브러시레스모터를 정확한 회전위치검출을 필요로 하는 서보제어용으로서 사용할 수 없었다. 또, 상기 브러시레스모터를 서보제어용으로서 사용하는 경우에는, 정확하게 회전위치를 검출하기 위하여 회전검출소자를 배설하지 않으면 안되고, 결국은 모터자체가 대형화되는 등의 문제가 생기고 있었다.
본 발명은 목적은 전술한 문제점을 회피할 수 있는 회전위치검출장치 및 모터장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 회전위치검출장치는, 복수 상을 가지는 모터의 각 상에 공급하기위한, 각각 위상이 소정 각도만큼씩 어긋난 주기적 신호를 출력하는 주기신호출력수단과, 상기 주기적 신호의 주파수보다 높은 주파수의 센서신호를 출력하는 센서신호출력수단과, 상기 주기신호출력수단으로부터의 주기적 신호에 상기 센서신호출력수단으로부터의 센서신호를 중첩하고, 이것을 모터드라이브신호로서 상기 모터의 각 상에 공급하는 중첩수단과, 상기 각 상에 공급되는 모터드라이브신호를 검출하는 동시에, 이 각 모터드라이브신호로부터 각각 센서신호를 추출하고, 이 추출한 각 센서신호를 상기 모터의 회전위치를 나타내는 회전위치검출신호로서 출력하는 회전위치검출수단과를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 모터장치는, 복수 상을 가지는 모터의 각 상에 공급하기 위한, 각각 위상이 소정 각도만큼씩 어긋난 정현파 신호를 출력하는 정현파 신호출력수단과, 상기 정현파 신호의 주파수보다 높은 주파수의 센서신호를 출력하는 센서신호출력수단과, 상기 정현파 신호출력수단으로부터의 정현파 신호에 센서신호출력수단으로부터의 센서신호를 중첩하고, 이것을 모터드라이브신호로서 상기 모터의 각 상에 공급하는 중첩수단과, 상기 각 상에 공급되는 모터드라이브신호를 검출하는 동시에, 이 각 모터드라이브신호로부터 각각 센서신호를 추출하고, 이 추출한 각 센서신호를 상기 모터의 회전위치를 나타내는 회전위치검출신호로서 출력하는 회전위치검출수단과, 상기 회전위치검출수단으로부터의 회전위치검출신호에 따라서 상기 모터의 회전위상제어를 행하는 수단과를 가지는 것을 특징으로 한다.
다음에, 본 발명에 관한 회전위치검출장치, 및 회전위치검출장치를 사용한 모터장치의 실시의 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 관한 제1의 실시의 형태로서의 회전위치검출장치의 개략구성을 나타내고 있다.
이 제1도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1의 실시의 형태의 회전위치검출장치는, 예를 들면 2상의 브러시레스모터(1)의 각 상에 공급하기 위한 정전류(定電流)의 정현파(正弦波) 드라이브신호 (Sin파 드라이브신호) 및 이 Sin파 드라이브신호에 대하여 위상이 90도 어긋난 정전류의 정현파 드라이브신호 (Cos파 드라이브신호)를 출력하는 발진기(2)와, 이 각 드라이브신호의 주파수보다 수배 높은 주파수의 센서신호를 출력하는 센서신호발생회로(3)를 가지고 있다. 또한, 상기 발진기(2) 및 센서신호발생회로(3)는, 이른바 디지탈시그날프로세서(DSP)에 내장되어 있다.
또, 이 회전위치검출장치는 상기 브러시레스모터(1)를 정전류구동하도록 상기 각 드라이브신호 및 귀환된 현재의 드라이브신호와의 차분(差分)을 증폭하여 출력하는 차동증폭기(4S,4C)와, 상기 각 차동증폭기(4S,4C)로부터의 각 드라이브신호에 상기 센서신호발생회로(3)로부터의 센서신호를 각각 중첩하는 가산기(5S,5C)와, 이 센서신호의 중첩된 각 드라이브신호를 소정의 이득으로 증폭하여 브러시레스모터(1)의 각 상에 공급하는 증폭기(6S,6C)를 가지고 있다.
또, 이 회전위치검출장치는 상기 브러시레스모터(1)의 각 상에 현재 공급되고 있는 드라이브신호의 전류치를 저항(7a)에 의하여 전압의 형태로 검출하는 드라이브신호검출회로(7)와, 이 드라이브신호검출회로(7)에서 검출된 드라이브신호로부터 고주파의 센서신호를 제거하여 상기 각 차동증폭기(4S,4C)에 귀환하는 로패스필터(LPF)(8)를 가지고 있다.
그리고, 이 회전위치검출장치는 상기 드라이브신호검출회로(7)에서 검출된 드라이브신호로부터 상기 고주파의 센서신호를 추출하는 밴드패스필터(BPF)(9)와, 상기 BPF(9)에 의하여 추출된 센서신호에 소정의 복조처리를 행하여, 이것을 브러시레스모터(1)의 회전위치검출신호로서 출력하는 복조회로(10)와, 상기 각 드라이브신호에 따라서 스위칭펄스를 형성하여 출력하는 리미터(11)를 가지고 있다.
상기 복조회로(10)로부터의 회전위치검출신호를 서보록회로 등에 보내어, 상기 회전위치검출신호에 따라서 모터의 회전위상을 제어함으로써, 모터장치를 구성할 수 있다.
상기 브러시레스모터(1)는 제2도에 나타낸 바와 같은 이른바 스테핑모터로 이루어져 있으며, 제1의 스테이터(21)와, 제2의 스테이터(22)와, 이 제1, 제2의 스테이터(21,22)에 대하여 회전가능하게 배설되는 로터마그넷(23)으로 구성되어 있다.
제1의 스테이터(21)는 유저(有底)원통형상의 상요크(24)와, 이 상요크(24)의 내경보다 다소 작은 외경을 가지는 유저원통형상의 하요크(26)와, 이 상요크(24)에 하요크(26)를 맞추었을 때에 형성되는 내부의 간극에 지지되는 보빈(25)으로 구성되어 있다.
상요크(24)에는, 그 상면부(24a)의 대략 중앙에 로터마그넷(23)의 회전축(23a)을 회전가능하게 지지하는 지지공(24b)이 배설되어 있다. 또, 상요크(24)의 상면부(24a)에는, 상기 지지공(24b)을 에워싸도록, 예를 들면 12매의2등변 3각형상의 극치(24e)가 등간격으로 배설되어 있다. 이 극치(24e)는 각각 상면부(24a)에 대하여 수직으로 세워내려져 있다. 더욱 상세하게는, 상기 극치(24e)는 등간격으로 원위에 배열되는 12매의 2등변 3각형의 절결편이 형성되도록 상면부(24a)를 커트하고, 이 각 절결편을 상기 상면부(24a)에 대하여 수직으로 세워 내려지도록 절곡하여 형성되어 있다. 이 각 극치(24e)는 이와 같이 절곡한 상태에서 다음에 설명하는 보빈(25)의 원통부(25b)내에 삽입되어, 이 원통부(25b)의 내벽에 맞닿도록 되어 있다. 또, 상기 각 극치(24e)가 배설되는 간격은 상기 로터마그넷(23)의 착자간격과 동일하게 (예를 들면, 간격은 λ) 되어 있다.
상기 상요크(24)에는, 이 상요크(24)와 하요크(26)와를 맞추었을 때에, 이 상요크(24) 및 하요크(26)에 의하여 보빈(25)을 협지할 수 있는 높이를 가지는 측면부(24c)가 배설되어 있으며, 이 측면부(24c)에는, 상기 보빈(25)에 배설되어 되어 있는 돌출편(25a)을 당해 제1의 스테이터(21) 밖으로 도출하기 위한 절결부(24d)가 배설되어 있다.
보빈(25)은 원통형상의 원통부(25b), 상플랜지(25c) 및 하플랜지(25d)로 구성되어 있다. 원통부(25b)는 그 내부에 로터마그넷(23)을 회전가능하게 삽입할 수 있는 직경을 가지고 있다. 상플랜지(25c) 및 하플랜지(25d)는 각각 상기 하요크(26)의 내경보다 다소 작은 직경을 가지고 있다. 이 상플랜지(25c) 및 하플랜지(25d)에는, 이 원통부(25b)의 내경과 대략 동일 직경의 구멍부가 각각 배설되어 있다. 그리고, 상플랜지(25c)는 이 구멍부와 원통부(25b)의 개구부가 일치하도록 이 원통부(25b)의 일단면에 배설되어 있고, 하플랜지(25d)는 이 구멍부와 원통부(25b)의 개구부가 일치하도록 이 원통부(25b)의 타단면에 배설되어 있다.
이와 같은 구성을 가지는 보빈(25)의 원통부(25b)의 외주부에는, 제1상째의 코일(25e)이 감겨 있다. 또. 상기 하플랜지(25d)에는, 상기 원통부(25b)의 외주부에 감긴 코일(25e)의 끝부를 당해 제1의 스테이터(21) 밖으로 도출하기 위한 돌출편(25a)이 배설되어 있다.
상기 하요크(26)는 전술한 바와 같이 상요크(24)의 내경보다 다소 작은 외형의 유저원통형상을 가지고 있으며, 그 저면부(26a)의 대략 중앙에, 상기 로터마그넷(23)을 회전가능하게 삽입할 수 있는 직경의 구멍부(26b)가 배설되어 있다. 이 구멍부(26b)의 주변에는, 이 구멍부(26b)를 에워싸도록, 예를 들면 12매의 2등변 3각형상의 극치(26c)가 등간격으로 배설되어 있으며, 각각 저면부(26a)에 대하여 수직으로 세워져 있다. 더욱 상세하게는, 상기 극치(26c)는 저면부(26a)의 상기 구멍부(26b)에 해당하는 부분을 12매의 2등변 3각형의 절결편이 생기도록 커트하고, 이 각 절결편을 상기 구멍부(26b)에 따라서 수직으로 세워 올려지도록 절곡하여 형성되어 있다. 이 각 극치(26c)는 이와 같이 절곡한 상태에서 상기 보빈(25)의 원통부(25b)내에 삽입되고, 이 원통부(25b)의 내벽에 맞닿도록 되어 있다. 또, 상기 각 극치(26c)는 상기 상요크(24)에 배설되어 있는 각 극치(26e)와 동일 λ간격으로 배설되어 있다. 그러므로, 각 극치(26c)의 간격도 각각 상기 로터마그넷(23)의 착자간격과 동일하게 되어 있다. 또한, 상기 각 극치(26c)는 상요크(24) 및 하요크(26)를 맞추었을 때에, 이 각 극치(26c)의 사이에 상요크(24)의 각 극치(26e)가 위치하도록, 즉 상요크(24)의 각 극치(26e)와 하요크(26)의 각 극치(26c)가 맞물리는 위치에 배설되어 있다.
상기 하요크(26)의 저면부(26a)에는, 상기 구멍부(26b)를 에워싸도록 하여, 예를 들면 10개의 접속공(26d)이 등간격으로 배설되어 있고, 이 접속공(26d)을 통하여 접속핀에 의하여 당해 제1의 스테이터(21) 및 후에 설명할 제2의 스테이터(22)가 고정되도록 되어 있다. 또한, 하요크(26)에는, 상기 상요크(24)의 외주부(24c)보다 다소 낮은 외주부(26e)를 가지고 있다. 이 외주부(26e)에는, 상기 보빈(25)의 하플랜지(25d)에 배설된 돌출편(25a)을 당해 제1의 스테이터(21) 밖으로 도출하기 위한 절결부(26f)가 배설되어 있다.
이와 같은 각 부 (24,25,26)의 구성을 가지는 제1의 스테이터(21)는 하요크(26)의 절결부(26f)와 보빈(25)의 돌출편(25a)의 위치를 맞추어, 이 보빈(25)의 원통부(25b)내에 하요크(26)의 각 극치(26c)가 삽입되도록, 하요크(26)에 보빈(25)을 재치한다. 그리고, 보빈(25)의 돌출편(25a)과 상요크(24)의 절결편(24d)의 위치를 맞추어, 이 보빈(25)의 원통부(25b)내에 상요크(24)의 각 극치(26e)가 삽입되도록, 당해 상요크(24)와 하요크(26)와를 맞춘다. 이로써, 보빈(25)의 원통부(25b)내에 있어서, 상요크(24)의 각 극치(26e)와 하요크(26)의 각 극치(26c)가 교호로 맞물리고, 또 상요크(24)와 하요크(26)가 결합하여 보빈(25)을 협지하여, 제1의 스테이터(21)가 형성된다.
제2의 스테이터(22)는 상기 제1의 스테이터(21)를 역으로 한 구성을 가지고 있으며, 유저원통형상의 상요크(27)와, 이 상요크(27)의 외형보다 다소 큰 내경을 가지는 유저원통형상의 하요크(29)와, 이 상요크(27)에 하요크(26)를 맞추었을 때에 형성되는 내부의 간극에 지지되는 보빈(28)으로 구성되어 있다.
상요크(27)는 전술과 같이 하요크(29)의 내경보다 다소 작은 외형의 유저원통형상을 가지고 있으며, 그 상면부(27a)의 대략 중앙에, 상기 로터마그넷(23)을 회전가능하게 삽입할 수 있는 직경의 구멍부(27b)가 배설되어 있다. 이 구멍부(27b)의 주변에는, 이 구멍부(27b)를 에워싸도록, 예를 들면 12매의 2등변 3각형상의 극치(27c)가 등간격으로 배설되어 있으며, 각각 상면부(27a)에 대하여 수직으로 세워 내려져 있다. 더욱 상세하게는, 상기 극치(27c)는 상면부(27a)의 구멍부(27b)에 해당하는 부분을 12매의 2등변 3각형의 절결편이 생기도록 커트하고, 이 각 절결편을 구멍부(27b)에 따라서 수직으로 세워 내리도록 절곡하여 형성되어 있다. 이 각 극치(27c)는 이와 같이 절곡한 상태에서 보빈(28)의 원통부(28b)내에 삽입되어, 이 원통부(28b)의 내벽에 맞닿도록 되어 있다. 또, 상기 각 극치(27c)는 상기 로터마그넷(23)의 착자간격과 동일 λ간격으로 배설되어 있다.
상기 상요크(27)의 상면부(27a)에는, 구멍부(27b)를 에워싸도록 하여, 예를 들면 10개의 접속공(27d)이 등간격으로 배설되어 있고, 이 접속공(27d)을 통하여 상기 제1의 스테이터(21) 및 당해 제2의 스테이터(22)가 접속핀에 의하여 고정되도록 되어 있다. 또한, 상요크(27)는 하요크(29)의 외주부(29c)보다 다소 낮은 외주부(27e)를 가지고 있다. 이 외주부(27e)에는, 보빈(28)의 상플랜지(28c)에 배설된 돌출편(28a)을 당해 제2의 스테이터(22) 밖으로 도출하기 위한 절결부(27f)가 배설되어 있다.
보빈(28)은 원통형상의 원통부(28b), 상플랜지(28c) 및 하플랜지(28d)로 구성되어 있다. 원통부(28b)는 그 내부에 로터마그넷(23)을 회전가능하게 삽입할 수 있는 직경을 가지고 있다. 상플랜지(28c) 및 하플랜지(28d)는 각각 상기 상요크(27)의 내경보다 다소 작은 직경을 가지고 있다. 이 상플랜지(28c) 및 하플랜지(28d)에는 이 원통부(28b)의 내경과 대략 동일 직경의 구멍부가 각각 배설되어 있다. 그리고, 상플랜지(28c)는 이 구멍부와 원통부(28b)의 개구부가 일치하도록 이 원통부(28b)의 일단면에 배설되어 있고, 하플랜지(28d)는 이 구멍부와 원통부(28b)의 개구부가 일치하도록 이 원통부(28b)의 타단면에 배설되어 있다.
이와 같은 구성을 가지는 보빈(28)의 원통부(28b)의 외주부에는, 제2상째의 코일(28e)이 감겨 있다. 또, 상기 상플랜지(28c)에는, 상기 원통부(28b)의 외주부에 감긴 코일(28e)의 끝부를 당해 제2의 스테이터(22) 밖으로 도출하기 위한 돌출편(28a)이 배설되어 있다.
하요크(29)에는, 그 저면부(29a)의 대략 중앙에 로터마그넷(23)의 회전축(23a)을 회전가능하게 지지하는 지지공(29b)이 배설되어 있다. 하요크(29)의 저면부(29a)에는, 상기 지지공(29b)을 에워싸도록, 예를 들면 12매의 2등변 3각형상의 극치(29e)가 등간격으로 배설되어 있다. 이 극치(29e)는 각각 저면부(29a)에 대하여 수직으로 세워 내려져 있다. 상기 극치(29e)는 등간격으로 원위에 배열되는 12매의 2등변 3각형의 절결편이 형성되도록 저면부(29a)를 커트하고, 이 각 절결편을 상기 저면부(29a)에 대하여 수직으로 세워 내려지도록 절곡하여 형성되어 있다. 이 각 극치(29e)는 이와 같이 절곡한 상태에서 다음에 설명하는 보빈(28)의 원통부(28b)내에 삽입되어, 이 원통부(28b)의 내벽에 맞닿도록 되어 있다. 또, 상기 각 극치(29e)가 배설되는 간격은 상기 로터마그넷(23)의 착자간격과 동일 λ간격으로 되어 있다. 또한, 상기 각 극치(29e)는 상요크(27) 및 하요크(29)를 맞추었을 때에, 이 각 극치(29e)의 사이에 상요크(27)의 각 극치(27c)가 위치하도록, 즉 상요크(27)의 각 극치(27c)와 하요크(29)의 각 극치(29e)가 맞물리는 위치에 배설되어 있다.
상기 하요크(29)에는 이 상요크(27)와 하요크(29)와를 맞추었을 때에, 이 상요크(27) 및 하요크(29)에 의하여 보빈(28)을 협지할 수 있는 높이를 가지는 측면부(29c)가 배설되어 있고, 이 측면부(29c)에는, 상기 보빈(28)에 배설되어 있는 돌출편(28a)을 당해 제2의 스테이터(22) 밖으로 도출하기 위한 절결부(29d)가 배설되어 있다.
이와 같은 각 부(27,28,29)의 구성을 가지는 제2의 스테이터(22)는 하요크(29)의 절결부(294)와 보빈(28)의 돌출편(28a)의 위치를 맞추어, 이 보빈(28)의 원통부(28b)내에 하요크(29)의 각 극치(29e)가 삽입되도록, 하요크(29)에 보빈(28)을 재치한다. 그리고, 보빈(28)의 돌출편(28a)과 상요크(24)의 절결부(27f)의 위치를 맞추어, 이 보빈(28)의 원통부(28b)내에 상요크(27)의 각 극치(27c)가 삽입되도록, 당해 상요크(27)와 하요크(29)와를 맞춘다. 이로써, 보빈(28)의 원통부(28b)내에 있어서, 상요크(27)의 각 극치(27c)와 하요크(29)의 각 극치(29e)가 교호로 맞물리고, 또 상요크(27)와 하요크(29)가 결합하여 보빈(28)을 협지하여, 제2의 스테이터(22)가 형성된다.
상기 로터마그넷(23)은 그 외주부(23b)가 제3도에 나타낸 바와 같이 S극 및N극에 교호로 착자되어 있다. 각 S극 및 각 N극의 착자길이는 λ/2로 되어 있고, S극 및 이 S극에 인접하는 N극을 맞추면 그 착자길이는 λ로 되어 있다. 전술한 바와 같이, 제1의 스테이터(21)의 상요크(24), 하요크(26)에 각각 배설되어 있는 각 극치(24e,26c), 및 제2의 스테이터(22)의 상요크(27), 하요크(29)에 각각 배설되어 있는 각 극치(27c,29e)의 배치간격은 이 로터마그넷(23)의 착자길이와 동일 「λ」로 되어 있다.
상기 브러시레스모터(1)는 이와 같은 제1, 제2의 스테이터(21,22) 및 로터마그넷(23)을 가지고 있으며, 다음과 같이 조립된다, 즉, 먼저 제2의 스테이터(22)의 하요크(29)에 배설되어 있는 지지공(29b)에, 보빈(28)의 원통부(28b)를 통하여 로터마그넷(23)의 한 쪽의 회전축(23a)을 삽입한다. 이 상태에서 제1의 스테이터(21)의 보빈(25)의 원통부(25b)를 통하여 상요크(24)에 배설되어 있는 지지공(24b)에 로터마그넷(23)의 다른 쪽의 회전축(23a)을 삽입하도록 하여, 제1, 제2의 스테이터(21,22)를 맞춘다. 그리고, 제1, 제2의 스테이터(21,22)를 맞출 때에 제1의 스테이터(21)의 하요크(26)에 배설되어 있는 접속공(26d) 및 제2의 스테이터(22)의 상요크(27)에 배설되어 있는 접속공(27d)을 통하여 접속핀에 의하여 각 스테이터(21),(22)를 고정한다. 이로써, 상기 브러시레스모터(1)가 조립된다.
상기 각 스테이터(21,22)는 한쪽의 스테이터에서 발생한 자기가 다른 쪽의 스테이터에 새어 들어가는 일이 없도록, 각각 완전한 방자(防磁)처리가 행해져 있다. 또, 이와 같이 브러시레스모터(1)를 조립한 상태에서, 상기 제1의스테이터(21)의 보빈(25)에 코일(25e)이 감겨 형성되는 제1상과, 제2의 스테이터(22)의 보빈(28)에 코일(28e)이 감겨 형성되는 제2상이 공간적으로 λ/4 어긋나 위치하도록 설계되어 있다.
다음에, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 위치검출장치의 동작을 설명한다. 제1도에 있어서, 브러시레스모터(1)의 회전구동이 지정되면, 발진기(2)는 Sin파 드라이브신호 및 이 Sin파 드라이브신호에 대하여 위상이 90도 어긋난 Cos파 드라이브신호를 형성하고, 이들을 각각 차동증폭기(4S) 및 차동증폭기(4C)의 비반전입력단자(+)에 공급한다.
전술과 같이 각 스테이터(21,22)의 각 요크(24,26,27,29)에는, 각각 12매의 극치가 배설되어 있으므로, 극치의 피치인 드라이브전류의 1주기의 회전각도 λ는 λ=2π/12[rad]로 된다. 또, 브러시레스모터(1)를 2400rpm으로 회전시키려고 한 경우, 이 때의 각속도 ω는, ω=2πㆍ(2400/60)=80π[rad/sec]로 된다. 따라서, 브러시레스모터(1)를 2400rpm으로 회전구동시킬 경우의 각 드라이브신호의 주파수 f는, f=ω/λ=80π/(2π/12)=480[Hz]로 된다. 상기 각 자동증폭기(4S,4C)의 각 비반전입력단자에는, 이 480Hz의 주파수의 Sin파 드라이브신호 및 Cos파 드라이브신호가 각각 공급된다.
후에 설명하지만, 이 각 차동증폭기(4S,4C)의 반전입력단자(-)에는, 브러시레스모터(1)에 현재 공급되고 있는 드라이브신호가 귀환되고 있다. 그러므로, 각 차동증폭기(4S,4C)는 각각 상기 귀환된 현재의 드라이브신호와, 상기 Sin파 드라이브신호 또는 Cos파 드라이브신호와의 차분을 검출하고, 이것을 각 가산기(5S,5C)에각각 공급한다.
한편, 센서신호발생회로(3)는 상기 각 드라이브신호의 주파수보다 수배 높고, 예를 들면 10kHz의 주파수로, 또한 상기 각 드라이브신호에 대하여 충분히 작은 레벨의 센서신호를 형성하고, 이것을 각 가산기(5S,5C)에 각각 공급한다. 이 센서신호의 주파수는 모터에 따라서 다르지만, 코일의 용량성분의 고주파영역의 주파수를 상한으로 하여 설정하는 것이 바람직하다.
상기 가산기(5S)는 상기 Sin파 드라이브신호에 고주파의 센서신호를 중첩하고, 이것을 증폭기(6S)를 통하여 브러시레스모터(1)에 공급한다. 또, 상기 가산기(5C)는 상기 Cos파 드라이브신호에 고주파의 센서신호를 중첩하고, 이것을 증폭기(6C)를 통하여 브러시레스모터(1)에 공급한다. 즉, 상기 각 드라이브신호는, 이른바 구동분이 바이어스가산되어 브러시레스모터(1)에 공급되게 된다.
구체적으로는, 제3도에 나타낸 바와 같이, 상기 센서신호가 중첩된 Sin파 드라이브신호는 브러시레스모터(1)의 제1의 스테이터(21)에 공급되고, 상기 센서신호가 중첩된 Cos파 드라이브신호는 제2의 스테이터(22)에 공급된다. 이로써, 각 스테이터(21,22)의 각 극치(24e,26c,27c,29e)가 전자석으로 되어, 공급되는 드라이브신호의 레벨에 따라서 S극 또는 N극으로 변화한다. 제3도중, 「S/N 또는 N/S」는 각 드라이브신호의 레벨에 따라서 변화하는 각 극치(24e,26c,27c,29e)의 극성의 변화를 나타내고 있다.
전술과 같이 제1의 스테이터(21) 및 제2의 스테이터(22)에 공급하는 각 드라이브신호는 서로 위상이 90도 어긋난 드라이브신호로 되어 있다. 또, 상기 제1의스테이터(21)의 보빈(25)에 코일(25e)이 감겨 형성되는 제1상과, 제2의 스테이터(22)의 보빈(28)에 코일(28e)이 감겨 형성되는 제2상과는, 공간적으로 λ/4 어긋난 위치관계로 되어 있다. 그러므로, 상기 각 드라이브신호의 공급에 의하여 발생하는 제1상의 자계와 제2상의 자계와의 합성자계가 회전자계로 되고, 각 극치(24e,26c,27c,29e)의 극성의 변화에 의하여 발생하는 자기흡인력에 끌리어 로터마그넷(23)이 회전구동된다.
이 브러시레스모터(1)에 공급되는 각 드라이브신호의 전류치는 드라이브신호검출회로(7)의 저항(7a)에 의하여 전압치의 형태로 검출되어, 각각 LPF(8)에 귀환된다. LPF(8)는 상기 센서신호가 중첩된 각 드라이브신호로부터 이 센서신호를 제거하고, 이것을 브러시레스모터(1)에 현재 공급되고 있는 드라이브신호로서 상기 각 차동증폭기(4S,4C)의 각 반전입력단자(-)에 귀환시킨다. 상기 각 차동증폭회로(4S,4C)는 전술한 바와 같이 귀환된 현재의 드라이브신호와, Sin파 드라이브신호 또는 Cos파 드라이브신호와의 차분을 검출하고, 이것을 각 가산기(5S,5C)에 공급한다. 각 가산기(5S,5C)는 각 드라이브신호에 상기 센서신호를 중첩하여 브러시레스모터(1)에 공급한다. 당해 회전위치검출장치는 이와 같은 페이즈 록드 루프구성(PLL구성)에 의하여 상기 브러시레스모터(1)를 정전류구동하고 있다.
다음에, 상기 각 극치(24e,26c,27c,29e)를 통하여 로터마그넷(23)에 작용하는 센서신호와, 로터마그넷(23)과의 관계를 설명한다. 이 관계는 각 요크(24,26,27,29) 모두 동일하므로, 여기서는 상기 하요크(26)를 통하여 로터마그넷(23)에 작용하는 센서신호와 로터마그넷(23)과의 관계에 대해서만 설명하고, 다른 설명은 생략한다.
제4도 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 Sin파 드라이브신호에 중첩되고, 브러시레스모터(1)의 제1상에 공급된 센서신호는 제5도 (a),(b)중 점선으로 나타낸 바와 같이, 로터마그넷(23)과, 극치(26)를 가지는 하요크(26)(즐치(櫛齒)요크 26)와의 사이에 형성되는 자기회로를 통하여, 로터마그넷(23)과 즐치요크(26)와의 사이를 회유(回遊)한다. 이와같은 상태에서, 로터마그넷(23)이 회전하면, 제5도 (a),(b)중 점선으로 나타낸 바와 같이, 이 로터마그넷(23)의 회전에 따라서 자기회로의 자기저항이 변화하고, 전기적 임피던스가 주기적으로 변화한다. 그리고, 이 임피던스의 변화에 따라서 센서신호와 전류치가 증감한다.
전술과 같이, 브러시레스모터(1)에 공급되는 각 드라이브신호의 전류치는 드라이브 신호검출회로(7)의 저항(7a)에 의하여 전압치의 형태로 검출되어, 상기 LPF(8)에 귀환되는 동시에 BPF(9)에 공급된다. BPF(9)는 드라이브신호검출회로(7)로부터 공급되는 드라이브신호로부터 Sin파 드라이브신호 및 Cos파 드라이브신호를 제거함으로써, 제4도(b)에 나타낸 바와 같이 각 드라이브신호에 중첩된 각 센서신호만을 추출하고, 이들을 각각 복조회로(10)에 공급한다. 복조회로(10)는 제4도 (c),(d)에 나타낸 바와 같이, 상기 각 센서신호의 엔벨로프를 각각 검출하여 복조하여 출력한다.
본 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 로터마그넷(23)의 회전에 의한 임피던스의 변화에 따라서 전류치가 변화하는 각 센서신호를 검출함으로써, 로터마그넷(23)의 회전위치를 검출할 수 있다. 상기 각 드라이브신호는 역기전압상쇄 때문에 전압레벨이 변동하는 것이지만, 본 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 정전류드라이브를 행하고 있는데다가, 밴드패스필터(9)에서 센서신호를 추출하도록 하고 있으므로, 드라이브신호의 변동의 영향을 받지 않고 상기 센서신호를 검출할 수 있고, 정확한 회전위치검출을 행할 수 있다. 또, 역기전압을 사용하여 로터마그넷의 회전위치를 검출하려고 하면, 모터의 시동시 및 저속회전시에는, 역기전압은 발생하지 않고 또는 발생해도 소레벨이므로, 이 회전위치를 검출할 수 없었던 것이지만, 상기 센서신호는 브러시레스모터(1)의 회전속도에 관계없이 검출할 수 있으므로, 모터의 시동시 및 저속회전시라도 정확 또는 확실하게 로터마그넷(23)의 회전위치를 검출할 수 있다. 또, 이른바 스테핑모터를 회전검출소자를 배설하지 않고, 샌서레스의 서보모터로서 회전구동할 수 있고, 스테핑모터의 결점인 최고회전속도의 낮음 및 유지전류의 많음 등을 모두 시정할 수 있다.
또, 역기전압을 사용하면, 각 상에의 통전타이밍의 전환시에 발생하는 킥백노이즈 등이 역기전압에 중첩하므로, 정확한 회전위치검출에 지장을 초래하고, 브러시레스모터를 정확한 회전위치검출을 필요로 하는 서보제어용으로서 사용하는 경우에는, 정확한 회전위치의 검출을 행하기 위하여, 결국은 회전검출소자를 배설하지 않으면 안되어, 모터 자체가 대형화되는 등의 문제가 생기고 있었지만, 당해 회전위치검출장치는 전술과 같이 드라이브신호에 레벨변동이 생겨도 이 영향을 받지 않고 정확한 회전위치검출을 행할 수 있다. 그러므로, 회전검출소자를 배설하지 않고 브러시레스모터(1)를 서보제어용으로서 사용할 수 있고, 부품개수의 삭감, 설치면적의 축소화를 통하여 브러시레스모터(1)의 소형화 및 저코스트화에 크게 공헌할 수 있다.
그리고, 당해 회전위치검출장치는 역기전압의 검출을 행하는 종래의 센서레스 드라이브방식에 대신하는, 전혀 신규의 센서레스 드라이브방식을 제공할 수 있다.
또한, 전술한 제1의 실시의 형태의 설명에서는, 본 실시형태에 관한 회전위치검출장치는 정전류 드라이브인 것으로 하였지만, 이것은 정전압 드라이브로 해도 되고, 또는 정전류 드라이브 및 정전압 드라이브를 병용하도록 해도 된다. 어떤 드라이브방식에서도, 상기 센서신호를 중첩하여 브러시레스모터(1)를 드라이브하고, 이 센서신호를 검출함으로써, 전술과 같이 브러시레스모터(1)의 회전위치를 검출할 수 있다. 또, 상기 드라이브신호검출회로(7)에 의하여 현재의 드라이브신호를 검출하는 것으로 하였으나, 이 현재의 드라이브신호는 브러시레스모터(1)에 배설되어 있는 코일전압출력단자로부터 취출하도록 해도 된다.
다음에, 본 발명의 제2의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치를 설명한다. 이 제2의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 상기 복조회로(10)로부터의 회전위치검출신호로부터, 브러시레스모터(1)의 극수를 나타내는 펄스인 앤코더펄스를 형성하여 출력하도록 한 것이다.
즉, 이 제2의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 제6도에 나타낸 바와 같이 상기 복조회로(10)의 후단(後段)에 엔코더펄스형성회로(30)를 가지는 구성으로 되어 있다. 또한, 이 제2의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 상기 제6도에 나타낸 엔코더펄스형성회로(30)가 부가된 이외는 전술한 제1의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치와 동일 구성이다. 그러므로, 당해 제2의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 설명에 있어서는, 이 엔코더펄스형성회로(30)만 설명하고 다른 부분의 설명은 생략한다, 또, 상기 엔코더펄스형성회로(30)는 상기 브러시레스모터(1)의 제1상용 및 제2상용의 2개의 회로가 존재하지만, 복조회로(10)로부터 제1상의 회전위치검출신호가 공급되는가 제2상의 회전위치검출신호가 공급되는가가 다를 뿐이고, 회로구성은 동일하므로, 다음의 설명에서는, 제1상의 회전위치검출신호가 공급되는 엔코더펄스형성회로(30)의 설명만 하고, 제2상의 회전위치검출신호가 공급되는 엔코더펄스형성회로의 설명은 생략한다.
상기 엔코더펄스형성회로(30)는 소정 레벨의 스레시홀드치신호를 출력하는 스레시홀드치발생회로(33)와, 상기 복조회로(10)로부터의 제1상의 회전위치검출신호에 소정의 진폭레벨의 보정을 행하여 출력하는 진폭레벨보정부(31)와, 이 진폭레벨보정부(31)에 의하여 진폭레벨의 보정이 행해진 제1상의 회전위치검출신호 및 상기 스레시홀드치발생회로(33)로부터의 스레시홀드치신호를 비교하여 제1상의 앤코더펄스를 형성하여 출력하는 비교기(32)로 구성되어 있다.
이와 같은 구성을 가지는 엔코더펄스형성회로(30)에 있어서, 진폭레벨보정부(31)에는, 상기 복조회로(10)로부터의 제4도 (c)에 나타낸 바와 같은 제1상의 회전위치검출신호가 공급된다. 이 제1상의 회전위치검출신호는 브러시레스모터(1)의 로터마그넷이 드라이브신호의 주파수에 동기하여 회전하고 있을 때에는, 제4도 (c)에 나타낸 바와 같이 λ/2 주기로 되는 것이지만, 로터마그넷의 회전이 정지했을 때나 동기가 벗어났을 때 등은 상기 λ/2의 주기성이 무너져서, λ주기의 회전위치검출신호가 출력된다. 또, 상기 동기회전시에 얻어지는 λ/2주기의 회전위치검출신호를, 예를 들면 소정 레벨의 스레시홀드에 따라서 그대로 검출하여 앤코더펄스를 형성하면, 제1상의 엔코더펄스 및 제2상의 엔코더펄스가 각각 위상이 180도 어긋난 상태에서 검출되어 회전방향판별이 곤란하게 된다. 그러므로, 상기 진폭레벨보정부(31)는 동기회전시에 얻어지는 λ/2주기의 제1상의 회전위치검출신호 및 동기가 어긋났을 때 등에 얻어지는 λ주기의 회전위치검출신호를 정상의 λ주기의 회전위치검출신호로 하는 진폭레벨의 보정처리를 행하여, 이것을 비교기(32)에 공급한다.
이 비교기(32)에는, 스레시홀드치발생회로(33)로부터의 소정 레벨의 스레시홀드치신호가 공급되고 있다. 비교기(32)는 정상의 λ주기와 보정된 회전위치검출신호와, 소정 레벨의 스레시홀드치신호와를 비교처리함으로써, 제4도 (d)에 나타낸 바와 같은 λ주기의 제1상의 엔코더펄스를 형성하고, 이것을 출력단자(34)를 통하여 출력한다.
이와 같은 진폭레벨의 보정처리 및 비교처리는 제2상의 회전위치검출신호에 대해서도 행하고, 제4도 (e)에 나타낸 바와 같은 λ주기의 제2상의 엔코더펄스가 형성되어 출력된다.
상기 각 회전위치검출신호의 파형의 산(山)은 브러시레스모터(1)가 1 회전하는 동안에, 각각 그 극수만큼 얻어지므로, 이와 같이 각 회전위치검출신호에 대하여 소정의 진폭레벨보정을 행하여 스레시홀드치신호와 레밸비교함으로써, 극수를분해능(分解能)으로 하는 상기 λ주기의 각 엔코더펄스를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 각 엔코더펄스의 위상관계를 검출하는 것에 의한, 정방향 또는 역방향의 회전방향판별을 가능하게 할수 있는데다가, 어느 하나의 엔코더펄스를 카운트하는 것에 의한 회전수(회전속도)의 검출 및 저속기어기구와 조합하는 것에 의한 임의의 위치결정 등을 가능하게 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제3의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치를 설명한다. 이 제3의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 상기 복조회로(10)로부터의 회전위치검출신호로부터 브러시레스모터(1)의 회전의 0도의 위치를 나타내는 펄스(Z펄스)를 출력하도록 한 것이다.
이 제3의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 상기 복조회로(10)의 후단에, 제6도에서 설명한 엔코더펄스형성회로(30)와 함께, 제7도에 나타낸 바와 같은 2펄스형성회로(43)를 가지는 구성으로 되어 있다. 또한, 이 제3의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 상기 제7도에 나타낸 Z펄스형성회로(43)가 부가된 이외는 전술한 제2의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치와 동일 구성이다. 그러므로, 당해 제3의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 설명에 있어서는, 이 Z펄스형성회로(43)만 설명하고, 다른 부분의 설명은 생략한다.
이 Z펄스형성회로(43)는 상기 복조회로(10)로부터의 제1상의 회전위치검출신호가 공급되는 노이즈제거회로(LPF)(37)와, 상기 노이즈제거회로(37)로부터의 제1상의 회전위치검출신호를 디지탈치로 변환하여 출력하는 A/D변환기(38)와, 디지탈치로 변환된 극수(極數)만큼의 제1상의 회전위치검출데이터를 기억하는 메모리(39)와, 이 메모리(39)에 기억된 제1상의 회전위치검출데이터중의 최대치를 검출하는 최대치검출회로(40)와, 이 검출된 최대치와 A/D변환기(38)로부터의 현재의 제1상의 회전위치검출데이터와를 비교하여 양자가 일치하는 타이밍으로 Z펄스를 형성하여 출력하는 일치검출회로(41)로 구성되어 있다.
이와 같은 구성을 가지는 Z펄스형성회로(43)는 상기 복조회로(10)로부터의 제1상의 회전위치검출신호가 입력단자(36)를 통하여 LPF(37)에 공급된다. LPF(37)는 상기 제1상의 회전위치검출신호로부터 스파이크노이즈 등의 노이즈성분을 제거하고, 이것을 A/D변환기(38)에 공급한다. A/D변환기(38)는 노이즈제거된 제1상의 회전위치검출신호의 디지탈치를 검출하고, 이것을 제1상의 회전위치검출데이터로서 메모리(39)에 공급한다. 메모리(39)는 연속적으로 공급되는 극수만큼의 회전위치검출데이터를 기억한다. 이 경우, 상기 제1상에는, 전술과 같이 12매의 극치가 배설되어 있으므로, 메모리(39)에는 12개분의 회전위치검출데이터가 기억되게 된다. 최대치검출회로(40)는 메모리(39)에 기억된 12개의 회전위치검출데이터중, 최대치를 가지는 것을 검출하고, 이것을 최대치검출데이터로서 일치검출회로(41)에 공급한다. 일치검출회로(41)에는, A/D변환기(38)로부터의 회전위치검출데이터가 공급되고 있다. 일치검출회로(41)는 A/D변환기(38)로부터의 회전위치검출데이터와, 최대치검출회로(40)로부터의 최대치검출데이터와를 레벨비교하고, 양 레벨이 일치하는 타이밍으로, 브러시레스모터(1)의 0도의 위치를 나타내는 Z펄스를 형성하고, 이것을 출력단자(42)를 통하여 출력한다.
제8도에 나타낸 바와 같이 상기 회전위치검출신호는 모터가 1 회전하는 동안에 극수만큼의 파형의 산이 얻어지는 것이지만, 이 파형의 산은 반드시 동일 레벨은 아니고, 고정 요크의 형상오차, 로터마그넷의 편심 등에 의하여, 각각 레벨오차가 있다. 이 레벨오차는 모터의, 이른바 「버릇」으로서 나타난다. 이 제8도에 나타낸 모터의 경우는, 4극째에 대응하는 회전위치검출신호가 다른 회전위치검출신호보다 돌출한 레벨로 되어 있다. 그러므로, 전술과 같이 12개의 회전위치검출신호중 최대치(제8도의 경우는, 4극째의 회전위치검출신호가 최대치로 됨)를 검출하고, 이 최대치의 레벨과 현재의 회전위치검출신호의 레벨이 일치한 타이밍으로 펄스를 출력함으로써, 1회전의 소정의 위치를 0도로 하고, 이 0도의 회전타이밍으로 발생하는 Z펄스를 형성하여 출력할 수 있다.
상기 제6도에서 설명한 엔코더펄스형성회로(30)로부터의 엔코더펄스는 극수의 분해능으로 이루어져 있다. 그러므로, 상기 Z펄스에 의하여 모터의 회전기준위치를 특정하고, 상기 엔코더펄스를 카운트함으로써, 브러시레스모터(1)의 회전위치를 임의로 결정하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이 경우, 한번 Z펄스의 검출타이밍으로 엔코더펄스의 카운터를 리세트하면, Z펄스의 출력타이밍이 변동하는 일은 없고, 이 후 현재의 회전위치를 정확하게 파악할 수 있다.
상기 제1상의 엔코더펄스 및 제2상의 엔코더펄스의 위상관계에 의하여 모터의 회전방향을 검출할 수 있으므로, 1회 Z펄스가 검출되고나서 다음에 Z펄스가 검출되기까지의 동안의 검출타이밍의 어긋남은 전혀 영향은 없다.
이 제3의 실시의 형태의 설명에 있어서는, 상기 복조회로(10)로부터 공급되는 제1상의 회전위치검출신호에 따라서 Z펄스를 형성하여 출력하는 것으로 하였으나, 이것은 제2상의 회전위치검출신호에 따라서 Z펄스를 형성하여 출력하도록 해도 된다. 또, 최대치검출회로(40)에 있어서 12극수분의 회전위치검출데이터중 최대치를 검출하는 것으로 하였으나, 이것은 12극수분의 회전위치검출데이터중 최소치를 검출하고, 일치검출회로(41)에 있어서, 이 최소치검출데이터와 현재의 회전위치검출신호와의 일치를 검출하여 Z펄스를 형성하도록 해도, 전술과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이 제3의 실시의 형태의 변형예로서 상기 메모리(39) 및 최대치검출회로(40)의 대신에, 제9도에 나타낸 기준레지스터(45) 및 실측치레지스터(46)를 배설하는 구성으로 해도 된다. 즉, 상기 각 레지스터(45,46)는 각각 8bit×12(극수분)의 기억영역을 가지고 있으며, 기준레지스터(45)에는, 모터가 1 회전하는 동안에 얻어지는, 상기 제8도에 나타낸 바와 같은 12개의 회전위치검출데이터(V1∼V12)가 기준치로서 스택되고, 실측치 레지스터(46)에는, 모터가 회전함으로써 얻어지는 회전위치검출데이터(VNEW∼VOLD11)가 실측치로서 순차 스택된다.
상기 기준레지스트(45)에 스택된 기준치는 미리 스택되어 있으며, 이 경우, 예를 들면 4극째의 회전위치검출데이터가 최대치(V4MAX)로 되어 있다. 또, 기준치로 되는 각 회전위치검출데이터의 스택방향은 모터의 회전방향에 불구하고 항상 한 방향으로, 일단 전부의 기억영역에 기준치가 기억되면, 이 후 반복 독출되기만 하여 재기입되는 일은 없다. 이에 대하여, 상기 실측치레지스터(46)는 모터의 회전에 의하여 연속적으로 얻어지는 회전위취검출데이터가 순차 스택되고, 새로운 회전위치검출데이터가 공급될 때마다 순차 시프트되어 간다. 또, 전술과 같이, 제1상으로부터의 회전위치검출신호 및 제2상으로부터의 회전위치검출신호의 위상관계를 검출함으로써 모터의 정부(正負)의 회전방향을 검출할 수 있고, 모터가 정방향으로 회전하고 있는 경우에는 제9도중의 화살표 A방향으로 순차 스택되어 독출되고, 모터가 부방향으로 회전하고 있는 경우에는 이 도면중의 화살표 B방향으로 순차 스택되어 독출되는 등과 같이, 스택방향이 모터의 회전방향에 따라서 전환되도록 되어 있다. 그러나, 이 Z펄스의 출력타이밍을 검출할 때에는, 모터의 회전방향이 한 방향으로 고정되므로, 상기 실측치레지스터(46)의 스택방향도 한 방향으로 고정되게 된다.
상기 기준레지스터(45)에 스택된 기준치는 모터의 회전에 동기하여 순차 독출되고, 상기 일치검출회로(41)에 공급된다. 또, 상기 실측치레지스터(46)는 새로운 회전위치검출데이터(VNEW)가 공급될 때마다 과거에 스택된 회전위치검출데이터(VOLD11, VOLD10, VOLD9…)를 순차 시프트하여 일치검출회로(41)에 공급한다. 일치검출회로(41)는 상기 기준레지스터(45)로부터 공급되는 기준치와, 상기 실측치레지스터(46)로부터 순차 공급되는 회전위치검출데이터와를 비교하여, 양자의 상관이 최대로 되는 타이밍으로 Z펄스를 출력한다. 구체적으로는, 이 경우에는, 상기 4극째의 기준치(V4MAX)와 동일 값의 회전위치검출데이터가 공급되는 타이밍으로 Z펄스가 출력되게 된다.
이로써, 브러시레스모터(1)의 회전위치를 임의로 결정하는 것을 가능하게 할 수 있는 등, 전술한 제3의 실시의 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이경우에도, 한번 Z펄스의 검출타이밍으로 엔코더펄스의 카운터를 리세트하면, Z펄스의 출력타이밍이 변동하는 일은 없고, 이 후 현재의 회전위치를 정확히 파악할 수 있다. 또, 상기 제3의 실시의 형태 및 이 변형예와를 병용하여 Z펄스를 형성하도록 해도 된다. 이 경우, 더욱 정확한 타이밍으로 Z펄스를 형성할 수 있다.
여기서, 종래 회전자 코일의 주위에 2개의 고정자 코일을 90도의 각도를 가지고 배치하며, 회전자 코일에 소정 주파수의 교류전압을 공급함으로써, 회전자의 각도변위에 따라서 고정자코일로부터 얻어지는 유도전압의 진폭출력을 기계적 회전각으로서 검출하는 회전각센서(리졸버)가 알려져 있다. 또, 이 리졸버로부터의 아날로그신호를 소정의 알고리즘에 따라서 디지탈데이터로 변환하는 리졸버/디지탈변환기(R/D변환기)도 알려져 있다.
전술한 제2의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는, 극수분의 분해능이 한계이지만, 본 발명의 제4의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는, 상기 R/D변환기를 사용함으로써, 극수분 이상의 분해능을 얻는 것을 가능하게 한 것이다.
즉, 이 제4의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 제10도에 나타낸 바와 같이 구성자체는 R/D변환기와 동일한 구성을 가지고 있으나, 리졸버로부터의 아날로그신호의 대신에 상기 제1도에 나타낸 복조회로(10)로부터의 각 센서신호를 입력하고, 기준신호로서 입력되는 모터의 드라이브신호의 대신에 센서신호발생회로(3)로부터의 센서신호를 입력하도록 되어 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제4의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 제10도에 나타낸 입력단자(47)를 통하여 상기 복조회로(10)로부터의 제1상의 회전위치검출신호(sinθㆍsin(ωt+))가 공급되고, 입력단자(48)를 통하여 복조회로(10)로부터의 제2상의 회전위치검출신호(cosθㆍcos(ωt+))가 공급되며, 입력단자(49)를 통하여 상기 센서신호발생회로(3)로부터의 센서신호(sinωt)가 공급된다. 상기 제1상의 회전위치검출신호는 나중에 설명하는 카운터(58)로부터의 위치검출데이터()가 공급되는 제1 적산회로(51)에 공급되고, 제2상의 회전위치검출신호는 상기 위치검출데이터가 공급되는 제2의 적산회로(52)에 공급되고, 센서신호는 기준신호(ref)로서 동기정류회로(54)에 공급된다.
제1의 적산회로(51)는 상기 제1상의 회전위치검출신호와, 여현파(余弦波)로 된 위치검출데이터(cos)와를 적산하고, 이 승산신호를 승산기(53)에 공급한다. 또, 제2의 적산회로(52)는 상기 제2의 회전위치검출신호와, 정현파로 된 위치검출데이터(sin)를 승산하고, 이 승산신호를 승산기(53))에 공급한다. 승산기(53)는 제1의 승산기(51)로부터의 승산신호를 정(+)으로 하고, 제2의 승산기(52)로부터의 승산신호를 부(-)로 하여 양자를 승산처리하고, 이 승산신호(sinωt(sinθㆍcos- cosθㆍsin)=sinωtㆍsin(θ-))를 동기정류회로(54)에 공급한다. 동기정류회로(54)에는, 입력단자(49)를 통하여 상기 센서신호발생회로(3)로부터의 센서신호(sinωt)가 기준신호로서 공급되고 있다. 동기정류회로(54)는 상기 기준신호를 기준으로 하여 상기 승산신호를 양파(兩波)정류하고, 이 양파정류신호(sin(θ-))를 적분회로(55)에 공급한다. 적분회로(55)는 상기 양파정류신호에 적분처리를 행하고, 이 적분신호(θ-)를 가산기(56)를 통하여 전압제어발진기(VCO)(57)에 공급한다. VCO(57)는 적분신호에 따른 주파수의 펄스를 발진하고, 이것을 카운터(58)에 공급한다. 카운터(58)는, 상기 펄스를 소정수 카운트함으로써, 브러시레스모터(1)의 극간(極間)에 있어서의 회전위치를 나타내는 회전위치검출데이터()를 형성하여 출력한다. 이 회전위치검출데이터는 외부에 출력되는 동시에 제1, 제2의 적산회로(51,52)에 공급되고, 전술과 같이 각각 cos, sin로 되어 제1상의 센서신호, 제2상의 센서신호에 적산된다. 또한, 상기 적분신호인 θ-= 0으로 되도록 어 루프가 동작하도록 되어 있다.
당해 회전위치검출장치로부터 출력되는 제1상의 센서신호 및 제2상의 센서신호의 위상관계는 회전자의 각도변위에 따라서 고정자코일로부터 얻어지는 유도전압의 진폭출력의 위상관계와 동일하므로, 이 각 센서신호를 R/D변환기를 사용하여 디지탈변환할 수 있다. 이 R/D변환기의 위치검출출력은 모터의 극간의 회전위치를 나타내는 것이다. 따라서, 이 R/D변환기를 사용함으로써, 모터의 회전위치검출의 분해능을 극간 이하로 고분해능화할 수 있다.
제10도에 있어서, 입력단자(50)를 통하여 전술한 Z펄스를 공급하고, 가산기(56)에 의하여, 이 Z펄스와 적분회로(55)로부터의 적분신호와를 가산처리하고, 이 가산신호에 의하여 VCO(57)를 발진구동하도록 해도 된다. 이 경우, 상기 Z펄스에 의하여 기준위치를 알 수 있으므로, 모터의 회전위치를 극간 이하의 분해능으로, 보다 정세(精細)하게 검출하는 것을 가능하게 할 수 있다.
또한, 이 R/D변환을 행할 때에는, 각 극간의 회전위치검출신호 (임피던스파형)의 불균일을 적게 하고, 이 각 회전위치검출신호가 위상각(위치)에 대하여 이상적 정현파 함수적으로 변화하도록 브러시레스모터(1)의 권선구조 등을 미리 조정하는 것이 바람직하다.
이와 같은 회전위치검출의 분해능은 상기 복조회로(10)로부터의 각 회전위치검출신호 (임피던스출력)의 오차, S/N비, 및 상기 각 적분회로(51,52)의 Cos, Sin의 정밀도에 좌우된다. 그러므로, 종래의 R/D변환기에서는, 고정밀도의 분해능을 얻을 수 있도록, 접속되는 모터측의 권선구조를 조정하도록 하고 있었던 것이나, 이와 같은 조정은 매우 번거롭다.
다음에 설명하는 제4의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 제1의 변형예는 각 회전위치검출신호의 오차나 각 적산회로(51,52)의 정밀도를 전기적으로 보정함으로써, 상기 모터측의 권선구조의 조정 등의 번거로움을 생략하여 검출정밀도의 향상을 도모하도록 한 것이다.
이 제1의 변형예에 관한 회전위치검출장치는 제11도에 나타낸 바와 같이 카운터(58)로부터의 회전위치검출데이터에 따라서 상기 복조회로(10)로부터의 제1상의 회전위치검출신호를 보정하기 위한 제1의 보정데이터를 형성하는 제1의 보정회로(59), 및 카운터(58)로부터의 회전위치검출데이터에 따라서 상기 복조회로(10)로부터의 제2상의 회전위치검출신호를 보정하기 위한 제2의 보정데이터를 형성하는 제2의 보정회로(60)를 각각 제1의 적산회로(51)전단(前段) 및 제2의 적산회로(51)전단에 배설한 구성으로 되어 있다.
상기 제1, 제2의 보정회로(59,60)에는, 당해 회전위치검출장치가 접속되는모터에 따라서 미리 계측된 제1의 보정데이터 및 제2의 보정데이터가 기록되어 있다. 구체적으로는, 상기 각 보정데이터의 계측은 제12도에 나타낸 바와 같이 대상으로 되는 브러시레스모터(1))와 회전축에, 접속관(63)을 통하여, 교정용 모터(62)가 접속되어 있는 이른바 로터리엔코더(61)의 회전축을 접속하고, 이 교정용의 모터(62)를 미소각씩 정확하게 1스텝씩 움직이게 한다. 그리고, 이와 함께 브러시레스모터(1)에 배설되어 있는, 제10도에 나타낸 R/D변환기를 동작시키고,=θ로 되도록 루프를 고정하고, 제1의 보정데이터(△c()) 및 제2의 보정데이터(△s())를 순차 측정함으로써 행한다. 상기 각 보정회로(59,60)에는, 이와 같이 하여 미리 촉성(促成)된 각 보정데이터가 기억되어 있다.
상기 제1의 보정회로(59)는 카운터(58)로부터 회전위치검출데이터()가 공급되면, 이것을 제1 보정데이터(△c())에 따라서 보정하여 제1의 적산회로(51)에 공급한다. 또, 상기 제2의 보정회로(60)는 카운터(58)로부터 회전위치검출데이터()가 공급되면, 이것을 제2 보정데이터(△s())에 따라서 보정하여 제2의 적산회로(52)에 공급한다. 제1의 적산회로(51)는 입력단자(47)를 통하여 공급되는 제1상의 회전위치검출신호에 제1의 보정데이터를 적산처리하여 승산기(53)에 공급한다. 또, 제2의 적산회로(52)는 입력단자(48)를 통하여 공급되는 제2상의 회전위치검출신호에 제2의 보정데이터를 적산처리하여 상기 승산기(53)에 공급한다. 전술과 같이, 각 보정데이터는 접속하는 모터에 따라서 미리 측정된 값으로 되어 있다. 그러므로, 상기 각 상의 회전위치검출신호를 최적으로 보정할 수있다. 따라서, 상기 복조회로(10)로부터의 각 회전위치검출신호(임피던스출력)의 오차, S/N비, 및 상기 각 적산회로(51,52)의 Cos, Sin의 정밀도에 불구하고, 또 접속되는 모터측의 권선구조를 조정하지 않고, 고정밀도의 분해능의 회전위치검출데이터를 얻을 수 있다.
다음에, 상기 제4의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 제2의 변형예를 설명한다. 전술한 제1의 변형예의 설명에서는, 각 상의 회전위치검출신호의 보정용에 각각 제1, 제2의 보정데이터를 미리 준비하는 것으로 하였으나, 이 제2의 변형예에 관한 회전위치검출장치는 각 상의 회전위치검출신호의 보정용으로서 공통의 보정데이터를 사용하는 것으로 한 것이다.
이 제2의 변형예에 관한 회전위치검출장치는 제13도에 나타낸 바와 같이 카운터(58)로부터의 회전위치검출데이터를 보정하는 공통보정데이터가 기억되어 있는 보정회로(64)를 제1, 제2의 적산회로(51,52)의 전단에 배설한 구성으로 되어 있다.
상기 보정회로(84)에는, 상기 제12도에서 설명한 로터리엔코더(61) 등을 사용하여, 제14도에 나타낸 바와 같은 카운터(58)로부터의 출력인 회전위치검출데이터()와, 이 회전위치검출데이터를 적절히 보정한 회전위치검출데이터(')와의 관계를 나타내는 보정곡선에 따라서 결정된 값의 공통보정데이터(△)가 미리 기억되어 있다. 보정회로(64)는 상기 카운터(58)로부터 회전위치검출데이터()가 공급되면, 이것을 상기 공통보정데이터에 따라서 보정함으로써, 보정회전위치검출데이터(+△=')를 형성하고, 이것을 상기 각 적산회로(51,52)에 공급한다. 이로써, 전술한 제1의 변형예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이 각 변형예의 설명에서는, 로터리엔코더(61) 및 교정용 모터(62)를 사용하여 보정데이터를 형성하는 것으로 하였으나, 이것은, 예를 들면 영상용의 광디스크로부터 재생된 영상데이터에 포함되어 있는 영상동기(同期)데이터나, 음악용의 표준형 재생전용디스크로부터 재생된 음성데이터에 포함되어 있는 비트동기데이터 등의, 어느 정도 정확한 엔코드기능을 가지는 것을 대응하여 형성할 수 있다. 이 경우는, 상기 브러시레스모터(1)를 회전시키면서 리얼타임으로 측정하게 된다.
다음에, 본 발명의 제5의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치를 설명한다. 이 제5의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치는 전술한 바와 같은 회전위치검출장치에, 제15도에 나타낸 바와 같은 코깅레스구동회로(88)를 배설하여, 모터의 코깅레스, 지터레스, 정(定)토크구동을 가능하게 한 것이다.
제15도에 있어서, 상기 코깅레스구동회로(68)는 상기 발진기(2)로부터의 Sin파 드라이브신호 및 Cos파 드라이브신호에 소정의 보정처리를 행하여 상기 각 차등증폭회로(4S,4C)에 공급하는 보정회로(67)와, 모터의 코깅레스, 지터레스, 정토크구동을 가능하게 하는 각 드라이브신호의 패턴인 최적 드라이브신호패턴을 기억하는 메모리(66)를 가지고 있다. 또, 코깅레스구동회로(68)는 복조회로(10)로부터의 회전위치검출신호, LPF(8)로부터의 현재의 드라이브신호 및 모터의 부가로 되는 전자기기로부터의 기준신호에 따라서, 경우에 따른 최적의 각 드라이브신호의 패턴을 검출하여 메모리(66)에 기억하는 동시에, 실제의 구동시에는, 이 메모리로부터 최적 드라이브신호패턴을 독출하고, 상기 보정회로(67)를 통하여 각 드라이브신호를보정제어하는 제어회로(65)를 가지고 있다.
이와 같은 구성을 가지는 코깅레스구동회로(68)는 모터를 통상으로 회전구동하기전에, 상기 최적 드라이브신호패턴을 검출하는 패턴검출모드로 된다. 이 패턴검출모드의 동작은 제16도의 플로차트에 나타낸 바와 같이 되어 있다. 이 제16도의 플로차트는, 예를 들면 메인전원이 온조작됨으로써 개시로 되어 스텝 S1으로 진행한다.
스텝 S1에서는, 제어회로(65)가 발진기(2)로부터 출력되는 각 드라이브신호가 그대로 (초기 드라이브신호로서) 출력되도록 보정회로(67)를 제어하고, 스텝 S2으로 진행한다. 스텝 S2에서는, 제어회로(65)가 초기 드라이브신호에 의하여 모터가 구동됨으로써, 이 모터의 부하로 되어 있는 전자기기로부터 입력단자(71)를 통하여 공급되는 기준신호에 따라서, 지터치 (또는 코깅의 절대량이라도 됨)를 검출하고, 이것을 초기 지터치로서 제어회로(65)내에 배설되어 있는 RAM에 일단 기억하여 스텝 S3으로 진행한다.
구체적으로는, 상기 기준신호는, 예를 들면 모터의 부하로서 배설되는 전자기기가 비디오테이프레코더, 광학비디오디스크 등의 영상기기의 경우는, 영상신호에 포함되는 수평동기신호 또는 수직동기신호를 사용할 수 있고, 이 전자기기가 재생전용의 음악용 광디스크의 경우는 프레임동기신호 또는 RF신호를 사용할 수 있다. 또, 이른바 로터리 엔코더로부터의 앤코드데이터라도 가능하다.
스텝 S3에서는, 제어회로(65)가 입력단자(69)를 통하여 공급되는 회전위치검출신호에 따라서 회전각을 검출하고, 이 회전각에 대응한 소정의 미소 레벨의 보정신호(△I(θ))를 상기 각 드라이브신호(I(θ))에 중첩하도록 보정회로(67)를 제어한다(I(θ)→I(θ)+△I(θ)). 그리고, 이 보정신호를 중첩하여 모터를 구동함으로써 얻어지는 상기 지터치를, 상기 입력단자(69)를 통하여 공급되는 회전위치검출신호에 따라서 1회전중의 k포인트분 (k는 1∼n) 검출하고, 이들을 상기 RAM에 일단 기억하여 스텝 S4으로 진행한다 (I(k)→In(k)+△I(k):In(k)는 k포인트에 있어서의 노미널전류치).
스텝 S4에서는, 제어회로(65)가 상기 RAM에 기억한 초기 지터치, 및 보정신호를 중첩하여 모터를 구동함으로써 얻어지는 상기 지터치를 독출하여 비교하고, 지터치에 변화가 생겼는가 여부를 판별한다. 그리고, Yes의 경우는 스텝 S5으로 진행하고, No의 경우는, 현재의 드라이브신호의 값이 적당한 것을 나타내고 있으므로 스텝 S7으로 진행하고, 입력단자(70)를 통하여 공급되는 LPF(8)로부터의 현재의 드라이브신호의 값을 메모리(66)에 기억하여 스텝 S8으로 진행한다.
스텝 S5에서는, 제어회로(65)가 상기 각 지터치를 비교하여 보정 전보다 보정 후의 지터치가 작아졌는가 여부를 판별하여, No의 경우는 스텝 S6으로 진행한다. 또, 이 스텝 S5에 있어서, Yes로 판별된 경우는, 상기 보정신호의 중첩에 의하여 다시 지터치를 작게 할 수 있을 가능성이 있으므로, 스텝 S3으로 돌아간다. 그리고, 이 스텝 S5에 있어서 No로 판별되기까지 전술한 스텝 S3에서 스텝 S5의 루틴을 반복한다.
다음에, 상기 스텝 S5에 있어서 No로 판별되는 경우는, 보정신호의 중첩에 의하여 지터량이 증가하여, 현재의 드라이브신호의 값보다 하나 보정 전의 드라이브신호의 값쪽이 적당하다는 것을 나타내고 있다. 그러므로, 스텝 S6에서는, 제어회로(65)가 하나보정 전의 드라이브신호의 값을 검출하여 스텝 S7으로 진행한다. 그리고, 이 스텝 S7에 있어서; 상기 하나 보정 전의 드라이브신호의 값을 메모리(66)에 기억하여 스텝 S8으로 진행한다. 스텝 S8에서는, 제어회로(65)가 전측정을 종료하였는가 여부를 판별하여, Yes의 경우는 그대로 이 패턴검출모드를 종료하고, No의 경우는 스텝 S9으로 진행한다. 스텝 S9에서는, 전측정이 종료하고 있지 않으므로, 제어회로(65)가 상기 보정신호의 값(△I(k))을 새로운 보정신호의 값(△I'(k))으로 변경하여 스텝 S3으로 되돌아오고, 이 후 스텝 S8에 있어서 Yes로 판별되기까지 전술한 각 루틴을 반복한다.
이로써, 상기 메모리(66)에는, 경우에 따른 최적의 드라이브신호의 같이 기억되어 가고, 최적 드라이브신호패턴이 형성되게 된다. 제어회로(65)는 메모리(66)에 최적 드라이브신호패턴이 형성되면, 통상의 회전제어시에 이것을 독출하고, 이 최적 드라이브 신호패턴에 따라서 발진기(2)로부터의 각 드라이브신호가 적절히 보정되도록 보정회로(67)를 제어한다. 메모리(66)에 기억되어 있는 최적 드라이브신호패턴은 경우에 따라서 최적의 드라이브신호로 되도록 미리 측정된 데이터이다. 그러므로, 이 최적 드라이브신호패턴에 따라서 상기 각 드라이브신호를 보정함으로써, 모터의 코깅레스, 지터레스, 정토크구동을 가능하게 할 수 있다. 또, 저가의 모터라도 이와 같은 토크리플레스의 제어를 가능하게 할 수 있으므로, 예를 들면 이와 같은 염가의 모터가 사용되는 형태용 헤드폰플레이어나 광디스크플레이어 등의 정밀도의 향상 및 한층 저코스트화를 도모할 수 있다.
또한 이와 같은 최적 드라이브신호패턴의 검출은 모터의 통상 회전구동시에는 행할 필요가 없고, 또 상기 패턴검출모드에 있어서, 수∼수십회 모터를 회전구동하는 동안에 완료시킬 수 있고, 그렇게 시간을 요하는 것은 아니다. 또, 상기 보정신호의 값은, 예를 들면 k=1∼n으로 1주기를 가지는 정현파의 값, 모터의 극수에 상당하는 각도로 증감하는 값, 또는 그 고조파에 상당하는 함수이므로, 실제로는 어느 정도의 예측을 할 수 있고, 그 수속(收束)을 매우 빠르게 할 수 있다.
상기 보정신호는 미소 레벨이 아니면, 지터량에 헌팅이 생길 우려가 있다. 또, 상기 보정신호의 레벨이 너무 미소일 때도 수속이 늦어진다. 그러므로, 상기 보정신호(△1(k))에 이른바 가중을 행하고, 이 가중계수를 적절히 변경하는 것이 바람직하다. 이 가중은, 예를 들면 d(지터치)/d(△I(k))를 계산하고, 이것을 계수로 하는, 이른바 선형(線形) 네트워크수법에 있어서의 뉴톤법에 의하여 행해도 되고, 또는 뉴럴네트워크의 파크프로퍼게이션법(BP법)에 의하여 행해지도록 해도 되고, 상기 지터치 등을 최소로 할 수 있는 전류분포를 검출할 수 있는 수법이면 어떤 수법이라도 적용가능하다.
전술한 제5의 실시의 형태의 설명에서는, 지터치 또는 코깅의 절대량을 계측하는 것으로 하였으나, 이것은 당해 회전위치검출장치를 모터의 진동을 검출가능한 픽업에 배설한 경우는, 이 모터의 진동을 검출하여 상기 최적드라이브신호패턴을 형성하도록 해도 전술과 동일 효과를 얻을 수 있다.
상기 스텝 S9에 있어서, 보정신호의 값은 루프마다 갱신되는 것으로 하였으나, 이것은 순차 수정(I를 1∼n의 순으로 변경함)하도록 해도 된다.
최적 드라이브신호패턴의 검출은 모터를 통상 회전구동하기 전에 검출하는 것으로 하였으나, 이것은 미리 그 모터에 대응하는 최적 드라이브신호패턴을 검출하여 ROM에 기억하여 제품에 내장하고, 모터구동시에 회전속도에 따라서 이 ROM테이블을 참조하면서 회전구동하도록 해도 된다. 이 경우, 회전속도에 지터치가 비례하지 않고, 콘스턴트한 값인 것이 바람직하지만, 변화했다고 해도, 그 회전수로 전술한 최적화를 행하고, 테이블참조의 형태로 내삽(內揷)하면 된다.
다음에, 본 발명에 관한 제6의 실시의 형태로서의 모터장치에 대하여 설명한다. 이 제6의 실시의 형태에 있어서는, 제17도에 나타낸 바와 같이, 복조회로(10)로부터 얻어진 센서신호의 엔벨로프를 센서전압보정회로(12)에 보내고, 발진기(2)로부터의 정현파 드라이브신호에 따라서 상기 센서신호의 전압을 보정하고 있다.
여기서, 이 제17도에서는, 모터(1)의 각 상(Sin파 및 Cos파)의 모터드라이브신호를 각각 드라이브신호검출회로(7S) 및 (7C)에 의하여 검출하고 있다. 즉, 증폭기(6S)를 통하여 브러시레스모터(1)에 공급되는 센서신호가 중첩된 Sin파 드라이브신호의 전류치는 드라이브신호검출회로(7S)의 저항(7aS)에 의하여 전압치료서 검출되고, 증폭기(6C)를 통하여 브러시레스모터(1)에 공급되는 센서신호가 중첩된 Cos파 드라이브신호의 전류치는 드라이브신호검출회로(7C)의 저항(7aC)에 의하여 전압치로서 검출된다. 드라이브신호검출회로(7S)의 저항(7aS)에 의하여 검출된 상기 Sin파 드라이브신호를 포함하는 모터드라이브신호는 LPF(로패스필터)(8S)를 통하여 차동증폭기(4S)의 반전입력단자(-)에 귀환되고, 드라이브신호검출회로(7C)의 저항(7aC)에 의하여 검출된 상기 Cos파 드라이브신호를 포함하는 모터드라이브신호는 LPF(8C)를 통하여 차동증폭기(4C)의 반전입력단자(-)에 귀환된다. 또, 드라이브신호검출회로(7S)의 저항(7aS)에 의하여 검출된 신호는 BPF(밴드패스필터)(9S)에 보내져 상기 고주파의 센서신호가 취출되고, 복조회로(10S)에 보내져 엔벨로프가 검출되며, 이것이 센서전압보정회로(12S)에 보내진다. 센서전압보정회로(12S)에는, LPF(8S)로부터의 상기 Sin파 드라이브신호가 공급되고, 이 SIN파 드라이브신호에 따라서 센서전압이 보정된다. 센서전압보정회로(12S)로부터의 출력은 모터의 서보로크용의 회로에 보내지는 것이지만, 이 예에서는, 위상차검출회로(13S)에 보냄으로써 상기 발진기(2)로부터의 Sin파 드라이브신호와의 사이의 위상차를 검출하고, 이 검출된 위상차신호를 상기 증폭기(6S)의 이득제어단자에 보내고, 이 증폭기(6S)의 이득을 제어함으로써 회전위상제어를 행하고 있다. 마찬가지로, 드라이브신호 검출회로(7C)의 저항(7aC)에 의하여 검출된 신호는 BPF(9C)에 의하여 상기 센서신호가 취출되고, 복조회로(10C)에 보내져 엔벨로프가 검출되어 센서전압보정회로(12C)에 보내진다. 센서전압보정회로(12C)에는, LPF(8C)로부터의 상기 Cos파 드라이브신호가 공급되고, 이 Cos파 드라이브신호에 따라서 센서전압이 보정된다. 센서전압보정회로(12C)로부터의 출력은 위상차검출회로(13C)에 의하여 상기 Cos파 드라어브신호와의 사이의 위상차가 검출되고, 이 검출된 위상차신호가 상기 증폭기(6C)의 이득제어단자에 보내진다.
상기 센서전압보정회로(12S,12C)에 의한 센서신호의 앤벨로프전압의 보정에 대하여 설명한다. 이것은 모터의 코일에 흐르는 드라이브전류에 따라서 요크의 자기저항이 변화하고, 이 자기저항의 변화에 따라서, 검출되는 센서신호의 레벨이 변화함에 따른 회전위치검출의 오차를 보정하기 위한 것이다. 즉, 제18도의 곡선 a은 모터의 코일요크에 쇄교하는 자속 B을 나타내고 곡선 b은 코일요크의 투자율 μ을 나타내고 있다. 제18도의 횡축에는, 코일요크에 인가되는 자계 H 및 코일에 흐르는 전류 i을 취하고 있다. 이 제18도의 곡선 a에 나타낸 바와 같이, 모터의 코일요크에 쇄교하는 자속 B은 로터마그넷에 의한 외부자계 Bmag와, 당해 코일에 흐르는 전류, 예를 들면 ia에 의한 자계 Bcoil와의 합이고, 전류 i가 커질수록 투자율 μ이 작아져서 자기저항이 커지는 것을 알 수 있다. 따라서, 드라이브전류에 중첩된 상기 센서신호를 상기 복조회로(10S)나 (10C)로부터 취출한 그대로는, 드라이브전류에 따라서 검출된 센서신호의 레벨이 변화하고 있으며, 이 변화분을 보정하는 것이 필요하게 되는 것이다. 이 보정은 함수연산에 의하여; 또는 테이블을 사용한 변환에 의하여 행할 수 있다.
이 제17도의 다른 부분은 상기 제1도와 동일하고, 상기 제1도의 각 부와 대응하는 부분에는 동일 지시부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
상기 모터의 회전서보에 대해서는, 제로크로스법으로서, 드라이브전류가 제로로 되는 점에서 센서출력엔벨로프를 샘플링하고, 이것을 미리 측정한 드라이브전류 0일 때의 센서전압치와 위상각과의 관계를 테이블 또는 근사함수에 의하여 참조하여, 로터의 위상각을 산출하고, 그 값에 의하여 드라이브전류치, 주파수를 결정하는 방법을 들 수 있다.
제19도는 상기 드라이브신호의 제로크로스점의 타이밍으로 센서신호를 샘플링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이 제19도에 있어서, A는 상기 발진기(2)로부터의 정현파신호 i0cosωt를 나타내고, 이 정현파신호 i0cosωt의 제로크로스점 Zp의 타이밍의 시각 t2에, 제19도의 B에 나타낸 센서신호의 엔벨로프를 샘플링하여, 제19도의 C에 나타낸 바와 같은 샘플링홀드신호를 얻는다. 이 샘플링홀드신호는 전압신호(예를 들면 VA로 함)이고, 소정의 기준전압 (예를 들면 VR로 함)과 비교하여, 이들의 차분 △V (예를 들면 △V=VR-VA)을 구하고, 이것에 소정의 계수 k를 승산함으로써, 제19도의 D에 나타낸 바와 같이 드라이브신호의 진폭의 변화분 △i을 계산하고 있다. 즉, 이 때의 변화분 △i에 의하여, 드라이브신호는 (i0+△i)cosωt로 된다. 이 경우, 상기 센서전압의 보정에 대해서는, 드라이브전류가 0일 때의 고정조건이므로, 보정하지 않아도 되고, 또는 간단한 계산의 보정으로 족하다.
전술한 센서전압의 보정의 기본적 동작으로서, 항상 각 상의 드라이브신호의 전류치에 따라서 보정하는 것을 들 수 있지만, 보다 간단한 방법으로서는, 전술한 바와 같이 드라이브신호의 제로크로스포인트를 센서전압엔벨로프의 샘플링포인트로 함으로써 보정을 생략해도 된다. 또, 다른 방법으로서, 각 상의 드라이브신호 (상기 Sin파 드라이브신호 및 Cos파 드라이브신호)의 전류치가 서로 동등하게 되는 점을 검출하여 그 점에서 센서전압을 샘플링하는 방법 등을 들 수 있다.
제20도 및 제21도는 전술한 각 상의 드라이브신호의 전류치가 서로 동등하게 되는 점을 검출하여 그 점에서 센서전압을 샘플링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
제20도는 본 발명의 제7의 실시의 형태로서의 모터장치의 개략구성을 나타낸 블록도이다. 이 제20도에 있어서, 발진기(2)로부터의 상기 Sin파 드라이브신호 및 Cos파 드라이브신호가 비교기(14)에 보내지고 있다. 제21도는 이 비교기(14)의 동작을 설명하기 위한 것이고, 제21도의 A에 나타낸 Sin파 드라이브신호 a와, 제21도의 B에 나타낸 Cos파 드라이브신호 b에 대하여, 이들의 각 상의 드라이브신호 a, b의 전류치가 일치하는 타이밍, 즉 서로 같은 값 c으로 되는 시각 tc을 검출하여, 샘플링펄스를 출력한다. 이 비교기(14)로부터의 샘플링펄스는 샘플/홀드(S/H)회로 (15S,15C,16S,16C)에 각각 보내진다.
샘플/홀드(S/H)회로(15S)는 복조기(10S)로부터의 센서신호의 엔벨로프를 샘플홀드하여, 센서전압보정회로(12S)에 보낸다. 샘플/홀드(S/H)회로(15C)는 복조기(10C)로부터의 센서신호의 엔벨로프를 샘플홀드하여, 센서전압보정회로(12C)에 보낸다. 샘플/홀드(S/H)회로(16S)는 발진기(2)로부터의 Sin파 드라이브신호를 샘플홀드하여 센서전압보정회로(12S)에 보내고, 보정량을 제어한다. 센서전압보정회로(12S)로부터의 신호는 증폭기(6S)의 이득제어단자에 보내진다. 샘플/홀드(S/H)회로(16C)는 발진기(2)로부터의 Cos파 드라이브신호를 샘플홀드하여 센서전압보정회로(12C)에 보내고, 보정량을 제어한다. 센서전압보정회로(12C)로부터의 신호는 증폭기(6S)의 이득제어단자에 보내진다. 다른 구성은 상기 제1도 및 제17도와 동일하므로, 대응하는 부분에 동일지시부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
이와 같은 본 발명의 제7의 실시의 형태에 의하면, 각 상의 드라이브전류치가 예를 들면 c와 동일하므로, 동일 전류치에 의한 센서전류보정을 간단히 행할 수 있고, 샘플링타이밍이 동일하므로 지터에 의한 오차도 적다. 또, 드라이브전류가 각 상 모두 비0의 센서감도가 높은 곳 (투자율 μ의 변화가 큰 곳)을 사용할 수 있으므로, 센서출력이 충분히 얻어져서, S/N이 양호하고, 서보가 안정된다.
모터의 서보가 외란(外亂) 등에 의하여 탈조(脫調)했을 때에는, 그 원인이 제거되었을 때에 신속히 복귀시키기 위하여, 드라이브전류를 각 상 모두 0으로 하고, 센서신호만을 모터의 코일에 공급하도록 하여, 탈조시의 회전의 위상각을 검출하여, 그 속도위상에 동기한 드라이브전류를 가하는 것이 바람직하다. 이것은 서보모터 등에서는, 서보이탈시에 즉시 모터정지로 되지만, 스핀들모터 등에서는 록이 벗겨진 경우에도, 회전을 지속시키면서 복귀시킬 필요가 있다. 이 경우에, 상기 방법은 유효하다.
다음에, 모터의 회전방향검출에 대하여 설명한다.
3상 이상의 구조와 모터에 있어서는, 회전방향검출이 가능하지만, 2상구조의 모터의 경우에는 본질적으로는 회전방향검출은 행할 수 없다. 이것은 각 상으로부터 얻어지는 센서신호의 위상이 180도 어긋나 있고, 회전방향이 변해도 위상차는 동일하기 때문이다. 그래서, 드라이브신호에 오프셋신호를 중첩하여, 이 오프셋신호가 중첩되었을 때의 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호의 위상차를 검출하여 모터회전방향을 판별하는 것을 들 수 있다.
제22도는 이 2상구조의 모터에 있어서의 회전방향검출을 위한 오프셋을 중첩하는 구성의 요부를 나타낸 블록도이다. 이 제22도에 있어서, 예를 들면 타이머(17)에 의하여 소정 타이밍으로 오프셋펄스발생회로(18)를 트리거하여 오프셋펄스를 발생시키고, 이것을 가산기(19S,19C)에 보내고 있다. 가산기(19S)에는 발진기(2)로부터의 상기 Sin파 드라이브신호가, 또 가산기(19C)에는 발진기(2)로부터의 상기 Cos파 드라이브신호가 각각 공급되고 있으며, 이들의 드라이브신호에 오프셋펄스가 중첩되어, 각각 차동증폭기(4S,4C)에 보내진다. 기타의 구성은 전술한 제1도, 제17도 또는 제20도와 동일하므로, 도시하지 않고 설명을 생략한다.
오프셋펄스를 인가하지 않을 경우에는, 제23도에 나타낸 바와 같이, A의 Sin파 드라이브신호에 센서신호를 중첩하여 모터코일에 공급하고, 제23도의 B로서 검출된 센서신호와, 제23도의 C의 Cos파 드라이브신호에 센서신호를 중첩하여 모터코일에 공급하고, 제23도의 D로서 검출된 센서신호와는 위상이 서로 180도 어긋나 있으므로, 회전방향이 변해도 위상관계는 동일하게 나타난다. 이에 대하여, 제24도에 나타낸 바와 같이, 드라이브신호에 소정의 오프셋분 d을 중첩한 경우에, 제24도의 A의 드라이브신호에 대하여 검출된 제24도의 B의 센서신호와, 제24도의 C의 드라이브신호에 대하여 검출된 제24도의 D의 센서신호와는 위상이 90도 어긋나 있으므로, 모터회전이 예를 들면 정전(正轉)방향일 때에는 +90도의 위상차로 되고, 또 역전(逆轉)방향일 때에는 -90도(또는 +270도)의 위상차로 되어, 이들을 구별할 수 있다.
제25도는 제22도의 가산기(19S)로부터(또는 가산기19C로부터), 얻어지는 오프셋이 중첩된 드라이브신호의 일예를 나타내고 있으며, 정현파 드라이브신호에,시각 t1∼t2의 동안 및 시각 t3∼t4의 동안에, 오프셋펄스가 중첩되어 있다. 이 오프셋펄스는 주기적으로 중첩해도 되고, 또 회전방향을 얻고 싶을 떼에 단발적으로 중첩해도 된다.
본 발명은 전술한 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 전술한 각 실시의 형태의 설명에서는, 당해 회전위치검출장치를 브러시레스모터(1)에 적용하는 것으로 하였지만, 이것은 이른바 브러시모터에 적용하도록 해도 되고, 기타 본 발명에 관한 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위이면 여러가지 변경이 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 관한 회전위치검출장치에 있어서는, 전혀 신규의 센서레스드라이브방식을 제공할 수 있고, 모터의 시동시 및 저속회전시라도 정확 또한 확실하게 회전위치를 검출할 수 있다. 또, 정확 또한 확실하게 회전위치를 검출할 수 있으므로, 회전검출소자를 배설하지 않고 모터를 서보제어용으로서 사용할 수 있어, 부품개수의 삭감, 설치면적의 축소화를 통하여 모터의 소형화 및 저코스트화를 도모할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 모터장치는 역기전압방식의 결점을 모두 보완한 센서레스방식에 의하여 기본적으로 모든 브러시레스모터에 대하여 내부구조를 일체 변경하지 않고, 레퍼런스에 대하여 동기하여 회전구동하는 것이 가능하게 된다.
제1도는 본 발명에 관한 제1의 실시의 형태로 되는 회전위치검출장치의 개략구성을 나타낸 블록도.
제2도는 상기 제1의 실시의 형태의 회전위치검출장치에 접속되는 브러시레스모터의 구조를 설명하기 위한 분해사시도.
제3도는 상기 브러시레스모터의 극치(極齒)의 간격 및 로터마그넷의 착자(着磁)간격을 설명하기 위한 도면.
제4도는 상기 제1의 실시의 형태의 회전위치검출장치의 동작 및 엔코더펄스의 형성동작을 설명하기 위한 파형도.
제5도는 상기 브러시레스모터를 회전구동하기 위한 드라이브신호에 중첩된 센서신호의 임피던스변화를 설명하기 위한 모식도.
제6도는 본 발명의 제2의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 요부를 나타낸 블록도.
제7도는 본 발명의 제3의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 요부를 나타낸 블록도.
제8도는 상기 제3의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 Z펄스의 출력타이밍을 설명하기 위한 파형도.
제9도는 상기 제3의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 변형예를 설명하기 위한 도면.
제10도는 본 발명의 제4의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 요부를 나타낸 블록도.
제11도는 상기 제4의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 제1의 변형예의 요부를 나타낸 블록도.
제12도는 상기 제1의 변형예에 있어서의 카운터로부터의 회전위치검출데이터를 보정하기 위한 보정데이터의 검출을 행하는 교정기구의 개념도.
제13도는 상기 제4의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 제2의 변형예의 요부를 나타낸 블록도.
제14도는 상기 제2의 변형예에서 사용되는 보정데이터의 보정곡선을 나타낸 그래프.
제15도는 본 발명의 제5의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 블록도.
제16도는 상기 제5의 실시의 형태에 관한 회전위치검출장치의 동작을 설명하기 위한 플로차트.
제17도는 본 발명에 관한 제6의 실시의 형태로서의 모터장치의 블록도.
제18도는 모터의 코일요크에 쇄교(鎖交)하는 자속(磁速) B 및 요크의 투자율(透磁率) μ을 나타낸 도면.
제19도는 드라이브신호의 제로크로스점의 타이밍으로 센서신호를 샘플링하는 방법을 설명하기 위한 도면.
제20도는 본 발명에 관한 제7의 실시의 형태로서의 모터장치의 블록도.
제21도는 모터의 각 상(相)의 드라이브전류가 동등하게 되는 점을 설명하기 위한 도면.
제22도는 드라이브신호에 오프셋신호를 중첩하는 부분의 개략구성을 나타낸 블록도.
제23도는 2상 구조모터의 각 상의 드라이브신호 및 센서신호를 나타낸 도면.
제24도는 오프셋신호를 중첩한 2상 구조모터의 각 상의 드라이브신호 및 센서신호를 나타낸 도면.
제25도는 드라이브신호에 오프셋신호를 중첩하여 얻어진 신호를 나타낸 도면.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(1) : 브러시레스모터, (2) : 발진기, (3) : 센서신호발생회로, (4S,4C) : 차동증폭회로, (5S,5C) : 가산기, (6S,6C) : 증폭회로, (7,7S,7C) : 드라이브신호검출회로, (7a,7aS,7aC) : 저항, (8,8S,8C) : 로패스필터(LPF), (9,9S,9C) : 밴드패스필터, (10,10S,10C) : 복조(復調)회로, (12S,12C) : 센서전압보정회로, (13S, 13C) : 위상차검출회로.

Claims (20)

  1. 복수 상(相)을 가지는 모터의 각 상에 공급하기 위한, 각각 위상이 소정 각도만큼씩 어긋난 주기적 신호를 출력하는 주기신호출력수단,
    상기 주기적 신호의 주파수보다 높은 주파수의 센서신호를 출력하는 센서신호 출력수단,
    상기 주기신호출력수단으로부터의 주기적 신호에 상기 센서신호출력수단으로부터의 센서신호를 중첩하고, 이것을 모터드라이브신호로서 상기 모터의 각 상에 공급하는 중첩수단, 및
    상기 각 상에 공급되는 모터드라이브신호를 검출하는 동시에, 이 각 모터드라이브신호로부터 각각 센서신호를 추출하고, 이 추출한 각 센서신호를 상기 모터의 회전위치를 나타내는 회전위치검출신호로서 출력하는 회전위치검출수단
    을 포함하는 회전위치검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주기적 신호는 정현파(正弦波)의 정전류(定電流) 구동신호의 회전위치검출장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 모터가 1회전하는 동안에, 모터의 극치(極齒)만큼 얻어지는 상기 회전위치검출신호의 레벨에 따라서 상기 모터의 기준위치를 결정하고, 이 결정한 타이밍으로 기준위치검출신호를 출력하는 기준위치검출신호출력수단을가지로 회전위치검출장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 회전위치검출수단으로부터의 각 센서신호를 상기 센서신호출력수단으로부터의 센서신호에 따라서 디지탈화하여 출력하는 리졸버/디지탈변환기를 가지는 회전위치검출장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 모터의 부하의 지터성분 또는 지터성분에 대응하는 정보가 최소로 되는 경우의 정현파 신호의 값을 그 모터에 대한 최적의 구동패턴으로서 기억하는 기억수단, 및
    상기 기억수단에 기억된 상기 최적의 구동패턴에 따라서 상기 모터를 회전구동하는 제어수단
    을 포함하는 회전위치검출장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 모터에 공급된 상기 모터드라이브신호의 제로크로스점을 검출하고, 이 제로크로스검출타이밍으로 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호를 샘플링하여 회전위치를 검출하는 회전위치검출장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 정현파 신호출력수단으로부터의 정현파 신호에 의하여 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호의 전압을 보정하는 회전위치검출장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 모터의 각 상의 전류치가 동등하게 되는 점을 검출하고, 이 검출타이밍으로 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호를 샘플링하고, 샘플링치를 상기 정현파 신호출력수단으로부터의 정현파 신호에 의하여 보정하는 회전위치검출장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 모터의 서보가 벗어났을 때, 상기 정현파 신호출력수단으로부터의 정현파 신호를 0으로 하고, 상기 센서신호출력수단으로부터의 센서신호만을 상기 모터드라이브신호로서 상기 모터의 각 상에 공급하는 회전위치검출장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 모터드라이브신호에 단기적으로 오프셋신호를 중첩하고, 이 오프셋신호가 중첩되었을 때의 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호의 위상차를 검출하여 모터회전방향을 판별하는 회전위치검출장치.
  11. 복수 상을 가지는 모터의 각 상에 공급하기 위한, 각각 위상이 소정 각도만큼씩 어긋난 정현파 신호를 출력하는 정현파 신호출력수단,
    상기 정현파 신호의 주파수보다 높은 주파수의 센서신호를 출력하는 센서신호출력수단,
    상기 정현파 신호출력수단으로부터의 정현파 신호에 센서신호출력수단으로부터의 센서신호를 중첩하고, 이것을 모터드라이브신호로서 상기 모터의 각 상에 공급하는 중첩수단,
    상기 각 상에 공급되는 모터드라이브신호를 검출하는 동시에, 이 각 모터드라이브신호로부터 각각 센서신호를 추출하고, 이 추출한 각 센서신호를 상기 모터의 회전위치를 나타내는 회전위치검출신호로서 출력하는 회전위치검출수단, 및
    상기 회전위치검출수단으로부터의 회전위치검출신호에 따라서 상기 모터의 회전위상제어를 행하는 수단
    을 포함하는 모터장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 정현파 신호는 정전류 구동신호인 모터장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 모터가 1회전하는 동안에, 상기 모터의 극치만큼 얻어지는 상기 회전위치검출신호의 레벨에 따라서 상기 모터의 기준위치를 결정하고, 이 결정한 타이밍으로 기준위치검출신호를 출력하는 기준위치검출신호출력수단을 가지로 모터장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 회전위치검출수단으로부터의 각 센서신호를 상기 센서신호출력수단으로부터의 센서신호에 따라서 디지탈화하여 출력하는 리졸버/디지탈변환기를 가지는 모터장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 모터의 부하의 지터성분 또는 지터성분에 대응하는 정보가 최소로 되는 경우의 정현파 신호의 값을 그 모터에 대한 최적의 구동패턴으로서 기억하는 기억수단, 및
    상기 기억수단에 기억된 상기 최적의 구동패턴에 따라서 상기 모터를 회전구동하는 제어수단
    을 포함하는 모터장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 모터에 공급된 상기 모터드라이브신호의 제로크로스점을 검출하고, 이 제로크로스검출타이밍으로 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호를 샘플링하여 회전위치를 검출하는 모터장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 정현파 신호출력수단으로부터의 정현파 신호에 의하여 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호의 전압을 보정하는 모터장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 모터의 각 상의 전류치가 동등하게 되는 점을 검출하고, 이 검출타이밍으로 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호를 샘플링하고, 샘플링치를 상기 정현파 신호출력수단으로부터의 정현파 신호에 의하여 보정하는 모터장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 모터의 서보가 벗어났을 때, 상기 정현파 신호출력수단으로부터의 정현파 신호를 0으로 하고, 상기 센서신호출력수단으로부터의 센서신호만을 상기 모터드라이브신호로서 상기 모터의 각 상에 공급하는 모터장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 모터드라이브신호에 단기적으로 오프셋신호를 중첩하고, 이 오프셋신호가 중첩되었을 때의 상기 모터드라이브신호로부터 추출되는 센서신호의 위상차를 검출하여 모터회전방향을 판별하는 모터장치.
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