KR940001572B1

KR940001572B1 - 부러쉬리스모터 구동장치

Info

Publication number: KR940001572B1
Application number: KR1019910002193A
Authority: KR
Inventors: 야스마사 나가사끼
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 아오이 죠이찌
Priority date: 1990-03-31
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1994-02-24
Also published as: JPH03289393A; KR910017726A; JP3107384B2

Abstract

내용 없음.

Description

부러쉬리스모터 구동장치

제1도에서 제4도 까지는 본 발명의 제1실시예를 나타내며,

제1도는 전기적 구성을 나타내는 블럭선도.

제2도는 부러쉬리스모터의 좌측을 반단면으로 나타낸 측면도.

제3도는 영구자석의 착자(着磁) 상태를 나타내는 도면.

제4도는 작용 설명용의 각부 신호파형도이며,

제5도는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 제4도에 상당하는 도면.

제6도 및 제7도, 제8도는 본 발명의 제3실시예를 나타내는 제2도, 제1도 및 제4도에 각각 상당하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 부러쉬리스모터 3 : 프린트 배선기판

4 : 스테이터(stator) 6 : 스테이터코일

7 : 로터(rotor) 10 : 영구자석

11 : 주파수 신호용 착자부 12 : 위상검출신호용 착자부

13 : 자기센서 15 : 신호발생회로

16 : 신호발생수단 17 : 전환회로

18 : 발진회로(발진수단) 19 : 회전류(回轉流) 신호발생회로

20 : 구동회로 21 : 모터구동부

22 : 외부제어부 26 : 제로 크로스 검출회로

31 : 정전위용전원선 32 : 그라운드용 전원선

33 : 신호용선 34 : 지령(指令)용선

35 : 영구자석 36 : 주파수 신호용 착자부

37 : 위상검출 신호용 착자부 38 : 신호발생수단

39 : 위상신호 검출회로 43 : 믹스판별회로

본 발명은 영구자석 형태의 로터가 있는 부러쉬리스모터 구동장치에 관한 것이다.

예를들면 이제까지는 VTR의 회전헤드를 구동시키기 위한 부러쉬 리스모터용 구동장치로서 스테이터 부분에 로터의 극위치를 검출하기 위한 위치 검출소자인 자기센서, 예컨대 호울소자를 전기(電氣)각으로 60°혹은 120°의 간격으로서 복수로 설치하여, 이들 호울 소자로 부터의 위치검출신호를 기반으로 전술한 스테이터의 스테이터 코일로 전기를 통하에 할 타이밍을 결정하는 논리변환부를 설치하고, 이 논리변환부의 결과인 전류신호에 의해 전술한 스테이터 코일로 전기를 통하게 하는 구동회로 인버터를 설치하는 것이 일반적인 구성이었다.

또한, 이런 종류의 부러쉬리스모터에 있어서는 스테이터 부분에 주파수발전(發電)용 도체 패턴을 형성하고, 로터 부분에 이 주파수 발전용 도체패턴과 대응하는 주파수 발전용 영구자석을 부착하고, 로터의 회전에 응답하여 주파수 발전용 도체 패턴으로 부터 주파수 발전 신호를 얻도록 한 주파수 발전기를 설치, 이 주파수 발전기의 주파수 발전용 도체 패턴으로부터 얻을 수 있는 주파수 발전 신호를 기초로 속도제어를 하기도 하였다. 또한, 로터 부분에 위상검출 신호용 영구자석을 부착하고, 스테이터 부분에는 이 위상검출신호용 자기센서를 부착하여, 로터의 특정위상의 위상검출신호를 얻도록 하기위한 위상검출 신호발생기를 설치, 자기 센서로부터 얻어지는 위상검출신호를 기반으로 테이프의 시작부나 헤드변환등의 제어를 행하도록 되어있다.

그러나, 전술한 종래의 구성에서는 예를들어 3상 부러쉬리스 모터의 경우를 생각하면 자기센서로서 3개의 호울소자를 이용할 필요가 있으며, 그밖에도 배선수는 스테이터 코일에 대한 전력선으로 3 가닥, 호울소자에 대한 전원선으로 2 가닥, 각 호울 소자의 출력선으로서 각 2 가닥등 모두 11 가닥의 배선이 필요하다. 그러므로써 부러쉬리스 모터내의 구조가 복잡하게되어 대형·중량화 하는 불합리가 있요며, 대체로 고가품이

되게된다.

본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 로터의 극위치를 직접 검출하는 자기센서를 이용하지 않고, 회전류 신호를 얻을 수 있는 부러쉬리스모터 구동장치를 제공하는데에 있다.

본 발명의 부러쉬리스모터 구동장치는 동기회전용 신호를 발생하는 발진수단을 설치하여, 로터의 회전에 응답하여 그 자석의 극수에 관련되는 주파수 신호를 발생함과 동시에 특정위상의 위상검출신호를 발생하는 신호발생수단을 설치, 복수상의 스테이터 코일에 순차적으로 전기를 통하게 하기위한 구동회로를 설치, 부여되는 신호를 계산하여 회전류 신호를 발생시켜, 이 회전류신호를 전술한 구동회로에 부여해 주는 회전류 신호 발생회로를 설치, 이 회전류신호 발생회로에 대해서 동작시에 전술한 발진수단으로 부터의 동기회전용 신호를 부여받아, 그후 전술한 신호발생수단으로 부터의 주파수 신호를 부여하도록 전환하는 전환회로를 설치, 전술한 회전류신호 발생회로를, 주파수 신호로 전환한 후에 전술한 신호발생 수단으로부터의 위상검출 신호가 부여될 때마다 리셋트 되어 회전류상(相)의 보정을 하도록 구성하고, 신호발생수단을 다(多)극으로 형성된 주파수 신호용 착자부 및 이것과는 반대극성으로 형성된 위상검출신호용 착자부로된 영구자석과 이 영구자석의 각 착자부에 대해서 정(+), 부(-)의 출력신호를 발생시키는 자기센스등을 구비하도록한 구성에 그 특징을 갖는다.

또한, 자기센서에 있어서, 영구자석의 주파수 신호용 착자부측으로 부터의 출력신호에 응답하여 같은 간격의 속도검출 신호를 얻도록 하면 좋다.

그리고, 신호발생수단을 N극 및 S극이 많이 형성된 주파수 신호용 착자부 및 그안에 소정의 N극 및 S극이 다른것 보다도 착자레벨이 크게되어 형성된 위상검출신호용 착자부로된 영구자석과, 이 영구자석의 각 착자부에 응답하여 정, 부의 출력신호를 발생시키는 자기센서와, 이 자기센서의 출력신호인 제로 크로스점에 있어서 제로 크로스 신호를 발생시키는 제로 크로스 검출회로등을 구비하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 발진수단, 신호발생수단, 구동회로, 전류신호발생회로 및 전환회로등으로된 모터 구동부에 대해서 외부제어부에서 속도제어를 하도록 구성하고, 전술한 모터 구동부로 모터 외부제어부에 대해서 주파수 신호 및 위상검출신호를 포함하는 속도검출 신호를 하나의 신호용선으로 전달하는 구성으로 하면 좋다. 또한, 모터 구동부와 외부제어부 사이를 속도 검출 신호용 신호용선과, 이 신호용선으로 부터의 속도검출신호에 의해 속도지령 신호를 전술한 모터 구동부에 부여하는 지령용선, 그리고 전술한 외부제어부로 부터 모터 제어부로 직류 전원을 공급하는 정전위용 전원선 및 그라운드용 전원선등으로 접속하는 것이 바람직하다.

본 발명의 부러쉬스모터 구동장치에 의하면 동작시에는 발진수단으로 부터의 동기회전용 신호가 회전류신호 발생회로에 부여되어, 구동회로를 통해서 부러쉬스모터가 동기모터로서 동작하고, 그후 신호발생 수단으로 부터의 주파수 신호가 회전류 신호 발생회로에 부여되어, 구동회로를 통해서 부러쉬리스 모터가 동기모터로서 회전을 한다.또한, 회전류 신호 발생회로는 위상검출 신호가 부여될때마다 리셋트되어 회전류상이소정의 상이 되도록 보정되므로 그후, 부하변동이 있어도 부러쉬리스모터는 아무런 변동없이 안정된 회전을 하게된다. 그리하여, 영구자석에 있어서 주파수 신호용 착자부 및 위상검출용 착자부를 각각 그의 수가 다르게 착자함으로써, 영구자석의 착자가 안정되어 착자의 정밀도가 향상됨과 아울러 자기 센서의 출력신호를 충분히 크게 할 수 있어 S/N 비를 좋게할 수가 있다.

또한, 속도검출 신호를 영구자석의 주파수 신호용 착자부측에서 얻도록 한 경우에는 N극 및 S극의 레벨이 다르더라도 속도검출신호의 정밀도 향상을 꾀할 수 있다. 그리고, 신호 발생 수단으로서 제로 크로스 검출회로를 구비한 경우에는 영구자석의 착자 흩어짐의 영향을 받는일이 없다.

또한, 모터 구동부에 대하여 외부 제어부에서 속도제어를 하도록 한 경우에는 속도검출 신호는 주파수 신호 및 위상검출신호의 양쪽 정보를 포함하고 있기 때문에 신호용선은, 단선으로 충분한 잇점이 있다.

그밖에도 외부제어부로 부터 모터 구동부로 직류전원을 공급하도록 한 경우에는 이들 사이의 접속은 신호용선, 지령용선, 정전위용 정원선 및 그라운드용 전원선의 4선으로 충분하다.

이하, 본 발명을 VTR 회전 헤드를 구동하는 구동모터에 적용한 제1실시예에 대해서 제1도 내지 제4도를 참조하면서 설명하기로 한다.

우선, 제2도와 제3도의 따라서 부러쉬리스모터(1)의 구성에 대해 설명하기로 한다. (2)는 프레임이며 여기에는 프린트 배선기판(3)이 부착되어 있다. 또한, 프레임(2)에는 프린트 배선기판(3)의 아래쪽에 스테이터(4)가 고정되어 있고, 이 스테이터(4)는 스테이터 코아(5)에 복수상, 예를들면 3상의 스테이터 코일(6)이 바깥으로 감겨져 구성되어있다. 또한, 프레임(2)의 중심부에는 로터(7)의 샤프트(8)가 끼워져 지지받고 있으며, 이 샤프트(8)의 하단부에는 바닥이 있는 짧은 원통 모양의 로터 요크(rotor yoke)(9)가 고정되어 있다. 로터 요크(9)에는 내주면이 스테이터 코아(5)의 외주면과 대응하도록 영구자석(10)이 장착되어 있다. 이 영구자석(10)의 내주면에는 복수의 극, 예를들면 N극과 S극이 교호(交互)되는 계자용(界磁用)자극 8극에 착자되어있다. 또한, 영구자석(10)의 외주면에는 제3도와 같이 다수의 극이 되도록 N극의 주파수 신호용 착자부(11)가 착자되어 있는 동시에 이것과는 반대극수의 복수극으로 되는 S극의 위상검출신호용 착자부(12)가 착자되어 그 합계극수는 24극이 되도록 설정되어있다. 그리고, 전술한 프린트 배선기판(3)에는 전술한 착자부(11), (12)와 대응하여 호울소자로된 자기센서(13)가 부착되어있다.

그러면, 제1도를 참조하기로 한다. 자기센서(13)의 출력단자는 파형정형회로(14)를 통해서 신호발생회로(15)의 입력단자에 접속되고, 이어서 신호발생수단(15)이 구성된다. 이경우 신호발생회로(15)는 후술하는 바와같이 입력되는 신호에 응답하여 주파수 신호인 펄스신호(FGa) 및 위상검출신호인 펄스신호(PGa)와 아울러 속도검출신호인 속도검출펄스(VG)를 출력하도록 되어있다. 그리고, 신호발생회로(15)의 2개의 출력단자는 전환회로(17)의 2개의 입력단자(Ia), (Ib)에 각각 접속되어있다. 발진수단(18)은 발진용 콘덴서(18a)를 갖고 있는 발진회로이며, 이 출력단자는 전환회로(17)의 입력단자(Ic)에 접속되어있다. 이 발진회로(18)는 도시하지 않은 모터 스위치의 온(ON)에 의해 발진동작을 개시하여 동기회전용 신호인 펄스신호(PO)를 출력하도록 되어있다.

또한, 전환회로(17)의 출력단자(0)는 펄스카운터, 논리회로등으로 된 회전류 신호발생회로(19)의 입력단자에 접속되어 있다. (20)은 구동회로이며 이것은 6개의 스위칭 소자인 트랜지스터를 브릿지 접속하여 이루어진 인버터 회로를 포함하여 구성된 것으로 그 입력단자는 회전류신호 발생회로(19)의 출력단자에 접속되어 있다. 그리고, 구동회로(20)의 출력단자는 회전류신호 발생회로(19)의 출력단자에 접속되어 있다. 그리고, 구동회로(20)의 출력단자는 부러쉬스모터(11)의 3상 스테이터 코일(6)에 접속되어있다. 그리하여, 부호 "13", "20"은 나타낸 각종 소자 및 회로는 프린트 배선기판(3)에 형성되어 모터 구동부(21)를 형성하며, 이에 대해서 외부에서 속도등을 제어하는 외부 제어부(22)가 설치되어있다.

또한, 모터 구동부(21)에는 직류전원의 정전위용(12V) 전원단자(23) 및 그라운드(G)용 전원단자(24)와 신호용단자(25), 그리고 지령용 단자(26)등이 설치되어 있으며, 외부 제어부(22)에는 이들 각 단자(23), (26)에 대응하여 각단자(27), (30)가 설치되어 있다.또한, 각 단자(23), (26)와 각 단자(27), (30)는 각각의 선(31), (34)에 의해 접속되어 있다. 따라서, 외부 제어부(22)의 정전위용 전원단자(27) 및 그라운드용 전원단자(28) 사이에 전압이 가해지는 12V의 직류전원 전압은 정전위용 전원선(31) 및 그라운드용 전원선(32)을 통해서 모터 구동부(21)의 정전위용 전원단자(23) 및 그라운드용 전원단자(24)로 공급되어 이곳으로부터 모터 구동부(21)의 각 소자 및 회로로 부여된다. 또한, 제1도의 구동장치는 기능별로 블럭선도로 나타내고 있지만, 실제로는 마이크로 컴퓨터를 주체로하여 구성된 것이다.

이어서 본 실시예의 작용에 대해서 제4도를 참조하면서 설명하기로 한다. 도시하지 않은 모터 스위치가 온되면 우선 발진회로(18)가 10㎐ 정도에서 발진동작하여 펄스신호(PO)를 출력한다. 이에따라 후술하는 전환회로(17)가 펄스신호(PO)를 회전류신호 발생회로(19)에 부여해준다. 회전류 신호발생회로(19)는 이 펄스신호(PO)를 카운터 및 논리처리하여 제4도(e), (f), (g)에서와 같이 회전류신호인 출력신호(øa), (øb), (øc)를 출력하고, 이들을 구동회로(20)에 부여해준다. 구동회로(20)는 이들 출력신호(øa), (øb), (øc)에 의해 인버터 회로의 트랜지스터를 온, 오프 시킴으로써 출력전압(ø1), (ø2), (ø3)을 출력하여 스테이터코일(6)에 전압을 가하게된다.

이에따라 구동회로(20)의 인버터 회로는 타려식(他勵式)인버터 회로로서 동작하여 부러쉬리스모터(1)를 동기모터로서 작동시킨다. 그리하여 브러쉬 리스 모터(1)가 작동되면, 그 로터(7)와 함께 영구자석(10)의 착자부(11)(12)도 일체가 되어 회전하기 때문에 착자센서(13)는 제4도(a)와 같이 출력신호를 발생시킨다. 즉, 자기센서(13)는 주파수 신호용 착자부(11)(N극)와 대응할때 정(+)의 출력신호(FG)를 발생시키고, 위상검출신호용 착자부(12)(S극)와 대응할때는 부(-)의 출력신호(PG)를 발생시키게 되어 이것이 파형정형 회로(14)에 부여된다. 이 파형정형회로(14)는 자기센서(13)의 정의 출력신호(FG) 및 부의 출력신호(PG)를 각각 기준레벨 L⁺및 L^-로 비교하여 정의 펄스신호 및 부의 펄스신호를 출력하고, 이들을 신호발생회로(15)에 부여해준다.

그리고, 신호발생회로(15)는 파형 정형회로(14)의 부의 펄스신호에 의해 제4도(b)와 같이 펄스신호(PGa)를 출력하고, 정의 펄스신호에 의해 제4도(c)와 같이 펄스신호(FGa)를 출력시킨다. 이 경우 펄스신호(PGa)의 하나의 펄스앞에는 더미펄스(dummy pulse)(PGa')가 형성되어 있어 그 펄스 신호(PFa)의 펄스하나가 회전자(7)의 회전개시 기준위치를 나타내도록 되어 있다. 또한, 신호발생회로(15)는 펄스신호(PGa)(PGa'도 포함) 및 (FGa)를 합성 또는 분주(分周)하여 제4도(d)와 같이 동일한 간격의 속도검출펄스(VG)를 출력한다. 그리고, 신호발생회로(15)로 부터의 펄스신호(PGa), (FGa)는 전환회로(17)에 부여된다. 전환회로(17)는 펄스신호(PO)와 펄스신호(PGa), (FGa)와의 주파수를 비교하는 것으로서, 펄스신호(PO)의 주파수가 펄스신호(PGa), (FGa)의 주파수 보다도 높을 경우에 그 펄스신호(PO)를 회전류 신호발생회로(19)에 부여해주고, 반대로 펄스신호(PGa), (FGa)의 주파수가 펄스 신호(PO)의 주파수 보다도 높을 경우에는 그 펄스신호(PGa), (FGa)를 회전류 신호발생회로(19)에 부여해 주도록 되어 있다. 따라서, 부러쉬리스모터(1)의 동작초기에는 펄스신호(PO)가 전환회로(17)를 통해서 회전류 신호발생회로(19)에 부여되지만, 펄스신호(PGa), (FGa)의 주파수가 펄스신호(PO)의 주파수 보다도 높게되면 즉, 부러쉬리스모터가 소정의 속도 이상이 되면 펄스신호(PGa), (FGa)가 전환회로(17)를 통해서 회전류신호 발생회로(19)에 부여 되도록 된다.

이에따라 회전류신호 발생회로(19)는 이 펄스신호(PGa), (FGa)에 의해 전술한 바와 마찬가지로 출력신호(øa), (øb), (øc)를 출력하고, 구동회로(20)는 전술한 바와같이 출력전압(ø1), (ø2), (ø3)을 출력한다. 따라서, 구동회로(20)의 인버터 회로는 회전류로 인해 펄스신호(PGa), (FGa)를 이용한 자려식(自勵式)인버터 회로로서 동작하여 부러쉬리스모터(1)를 동기모터로서 운전을 속행시키도록 한다. 그리하여, 회전류신호 발생회로(19)는 펄스신호(PGa)가 부여될때마다 리셋트되어 펄스신호(PGa), (FGa)에 의해 3상 스테이터 코일(6)내의 기준상이 항상 회전류상이 되도록 출력신호(øa), (øb), (øc)를 출력하도록 보정한다. 따라서, 구동회로(20)는 전류때문에 안정된 6개의 상태로 제어되어, 부러쉬리스모터(1)는 정상 운전 상태로 된다.

한편, 신호발생회로(15)에서 출력되는 속도검출펄스(VG)는 신호용 단자(25)와 그라운드용 전원단자(24) 사이에 가해지고, 신호용선(33) 및 그라운드용 전원선(32)을 통해서 외부 제어부(22)의 신호용단자(29)와 그라운드용 전원단자(28)사이에 공급된다. 외부제어부(22)는 속도검출펄스(VG)를 카운터로 계산함으로써 부러쉬리스모터(1)의 실제속도를 연산하는 것이지만, 이 경우에는 더미펄스(PGa')에 대응하는 더미펄스(VG')는 계산하지 않는다. 그리고, 외부제어부(22)는 속도검출펄스(VG)로 부터 얻어진 실제속도와 속도지령치에 의해, 예를들면, 비례 적분 미분제어를 행하여 부러쉬리스모터(1)를 저속회전하기 위한 속도지령신호(VS)를 지령용 단자(30)와 그라운드용 전원단자(24)사이에 출력시킨다. 그리하여, 이 속도지령신호(VS)는 지령용선(34) 및 그라운드용 전원선(32)을 통해서 모터구동부(21)의 지령용 단자(26)와 그라운드용 단자(24)사이에 가해진 후 구동회로(20)에 부여 되도록 되어, 구동회로(20)는 부러쉬리스모터(1)를 속도지령치에 응답한 정속회전으로 구동하게 된다. 또한, 속도검출펄스(VG)에는 더미펄스(VG)가 포함되어 있기 때문에 이 더미펄스(VG')다음의 펄스(VGa)가 위상검출신호에 대응하는가를 판별할 수 있다. 따라서, 속도검출펄스(VG)는 주파수 신호와 위상검출신호의 양쪽정보를 포함하게된다. 그리고, 외부 제어부(22)는 이 위상검출 신호를 나타내는 펄스(VGa)에 의해 테이프 시작 제어를 행하고, 이 펄스(VGa)를 기준으로 속도검출펄스(VG)를 계산함으로써 로터(7)의 180회전 위치를 판단하여 베드(bed)의 전환제어를 행한다.

이러한 본 실시예에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 동작시에는 발진회로(18)로 부터의 펄스신호(PO)에 의해 구동회로(20)의 인버터 회로를 타려식 인버터 회로로서 동작시킴으로써 부러쉬리스모터(1)를 동기모터로서 동작시키고, 그후는 신호발생 수단(16)으로 부터의 펄스신호(PGa), (FGa)에 의해 구동회로(20)의 인버터 회로를 자려식 인버터 회로로서 동작시킴으로서 부러쉬 리스모터(1)를 동기모터로서 운전하도록 했기 때문에 종래와는 다르게 로터(7)의 자극위치를 직접검출하는 위치검출소자를 이용할 필요는 없게되어 구조가 단단하고 소형경량화 할 수 있어 값싼 제품이 될 수 있다.

또한, 부러쉬리스모터(1)가 펄스신호(PGa), (FGa)에 의한 운전으로 전환된 이후에, 회전류신호 발생회로(19)는 펄스신호(PGa)를 부여받아 리셋트 되도록 하였기 때문에 회전류신호 발생회로(19)는 펄스신호(PGa)가 부여될때 마다 즉, 설정된 기준위치에 대해서 전류상이 항상 기준상이 되도록 보정되므로 부러쉬스모터(1)는 정상운전상태가 되어 부하가 변동되어도 비정상 운전하는 일이 없다. 그밖에도 신호발생수단(16)의 영구자석(10)에 의해 펄스신호(FGa)를 발생시키기 위한 주파수 신호용 착자부(11)와 펄스신호(PGa)를 발생시키기 위한 위상검출신호용 착자부(12)를 이극성인 N극과 S극으로 형성되도록 하였기 때문에 각 착자부(11), (12)의 착자가 안정되어 착자정밀도의 향상을 꾀할 수 있어 자기센서(13)의 출력신호(FG), (PG)를 충분히 크게할 수 있게되어, S/N 비가 향상되고 파형정형 회로(14)로서 앰프를 필요로 하지않고 컴퍼레이터(comparator)만으로도 구성할 수 있게된다. 그런데 속도검출 펄스(VG)가 미약한 신호인 경우에는 이것을 외부제어부(22)로 전송할때에 그라운드용 전원선(32)을 공통(共通)하게 되면 S/N 비가 나쁘게 되어 신호의 판별이 곤란하게 되므로 보통은 전용 그라운드용선을 이용하도록 하고있다.

그러나 본 실시예에 있어서는 전술한 바와같이 펄스신호(FGa) 및 (PGa)를 발생시키기 위한 착자부(11), (12)를 N극과 S극의 이극성으로 형성하고, 자기센서(13)의 출력신호(FG), (PG)를 충분히 크게하도록 했기 때문에, 여기서 얻을 수 있는 속도검출펄스(VG)의 레벨도 충분히 크게할 수 있어 이 속도검출펄스(VG)를 외부 제어부(22)로 전송할때에 그라운드용 전원선(32)을 공용 할수 있게 되어 접속선수를 감소시킬 수 있다. 또한, 속도검출펄스(VG)는 더미펄스(VG')를 갖고있기 때문에 주파수 신호 및 위상검출 신호의 양쪽 정보를 포함하게 되어, 주파수신호와 위상검출 신호를 외부제어부(22)로 전송하는데에 각각의 전용 신호용선을 이용하지 않더라도 단선의 신호용선(33)만으로도 충분하게 되어 더욱 접속선수를 감소시킬 수가 있다. 그결과, 본 실시예에 의하면 제1도와 같이 모터 구동부(21)와 외부 제어부(22) 사이는 정전용 전원선(31), 그라운드용 전원선(32), 신호용선(33) 및 지령용선(34)등 4선의 접속선만으로 접속할 수 있는 잇점이 있다.

제5도는 본 발명의 제2실시예이며 이하 전술한 실시예의 제4도와 동일한 부분에는 동일부호를 붙여 나타내고 상이한 부분만 설명하기로 한다.

즉, 제5도(d)에 나타낸 속도검출펄스(VG)는 제4도(d)에 나타낸 속도검출펄스(VG)보다도 1펄스 쉬프트(shift)된 형태로 되어있다. 구체적으로는 제5도(b)에 나타낸 펄스신호(PGa)에 대해 더미펄스(PGa')가 출력될때에는 다음의 펄스를 제5도(d)의 속도검출 펄스(VG)에 대한 더미펄스(VGa')로 하고, 펄스신호(PGa)에 대한 더미펄스(PGa') 다음의 펄스가 출력된 때에는 제5도(c)에 나타낸 펄스신호(FGa)에 대한 다음의 펄스를 속도검출펄스(VG)로 한다. 따라서 제5도(d)에 나타낸 속도검출펄스(VG)는 더미펄스(VGa')이외에는 모두 주파수 신호용 착자부(11)에 의한 펄스신호(FGa)로 얻을 수 있게되어, 영구자석(10)의 착자부(11), (12) N극, S극 사이에 착자레벨의 차이가 있어도 속도검출펄스(VG)의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제6도 내지 제8도는 본 발명의 제3실시예이며, 전술한 실시예와 동일한 부분에는 동일부호로 나타내고 이하 상이한 부분만 설명하기로 한다. 즉, 제6도에 있어서(35)는 영구자석(10)을 대신하는 영구자석이며 그 내주면은 영구자석(10)과 마찬가지로 계자용 자극 8극에 착자되어 있다. 그리고, 이 영구자석(35)의 외주면에는 N극, S극이 교호되는 48극으로 착자된 주파수 신호용 착자부(36)가 형성되고, 그 안에 예를들면 5대(對)의 N극 및 S극은 다른것 보다도 강하게 착자되어 위상검출신호용 착자부(37)에 형성되어 있다.

그러면 제7도를 참조하기로 한다. (38)은 신호발생수단(16)을 대신하는 신호발생 수단이며 이것은 자기센서(13)를 위상신호 검출회로(39) 및 제로 크로스 검출회로(40)의 입력단자에 접속하여 이들 출력단자를 각각 파형 정형회로(41), (42)를 통해서 믹스판별회로(43)의 입력단자에 접속시키고 이 믹스판별회로(43)의 2개의 출력단자를 전환회로(14)의 입력단자(Ia), (Ib)에 접속하여 구성한다. 그리하여, 부러쉬리스모터(1)가 작동되면 그 로터(7)와 함께 영구자석(35)의 착자부(36)도 일체가 되어 회전되기 때문에 자기센서(13)는 제8도(a)와 같이 착자부(36)의 자극이 대응할때마다 그 회전수에 응답하는 정(+), 부(-)의 출력신호(FG)를 발생시키고, 특히 착자부(37)가 대응될때에는 출력신호(FG)보다도 레벨이 높은 출력신호(PG)를 발생시킨다. 그리고, 출력신호(PG)는 위상신호검출회로(39)에 부여되기 때문에 위상신호검출회로(39)는 출력신호(PG)와 기준레벨(l⁺)을 비교하여 제8도(b)와 같이 검출펄스(SP)를 출력하며, 이것을 파형 정형회로(41)를 통하여 믹스 판별회로(43)에 부여한다. 또한, 출력신호(PG), (FG)는 제로 크로스 검출회로(40)에 부여 된 후 파형정형회로(42)에 부여되기 때문에 파형정형회로(42)에서는 제8도(c)와 같이 출력신호(PG), (FG)의 제로 크로스점에서 일정폭의 제로 크로스 신호인 제로 크로스펄스(ZP)를 출력한다. 그리고, 이 제로 크로스펄스(ZP)도 믹스 판별회로(43)에 부여된다. 믹스판별회로(43)는 검출펄스(SP)가 부여되면 계속해서 부여되는 제로 크로스펄스(ZP)를 제8도(d)에 나타낸 위상 검출신호인 펄스신호(PGa)로서 출력하여 이 펄스신호(PGa)의 펄스상호간에 위치하는 제로 크로스펄스(FGa)로서 출력하여, 그리하여 이들 펄스신호(PGa), (FGa)를 함성하고 분주함으로써 제8도(f)이 나타낸 것과같이 속도검출펄스(VG)를 출력한다. 이후의 동작은 제1실시예와 같다.

따라서, 제3실시예에 의하면 전술한 제1실시예와 같은 효과를 얻을 수 있음은 물론 제로 크로스점에서 펄스신호(PGa), (FGa) 및 속도검출펄스(VG)를 출력시킬 수 있기 때문에 영구자석(35)의 착자흩어짐 영향을 받는일이 없고, 각각의 신호 정밀도 향상을 꾀할 수 있게되어 부러쉬리스모터(11)의 회전불균형을 없앨 수가 있다. 또한, 전술한 실시예에서는 회전류신호발생회로(19)에 부러쉬리스모터(1)가 소정의 회전속도가 되었을때에 펄스신호(PO)대신에 펄스신호(PGa), (FGa)를 부여하도록 전환하였지만, 예를들어 발진회로(18)의 동발진동작 개시후 일정시간 경과했을때에 A펄스신호(PGa), (FGa)를 부여하도록 전환해도 좋다.

기타 본 발명은 전술한 도면에 나타낸 실시예에만 한정되지 않고, 예를들어 2상 부러쉬리스모터에도 적용할 수 있는등, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 적절하게 병형시켜 실시할 수도 있다.

본 발명은 이상의 설명에서 분명하듯이 다음과 같은 효과를 나타낸다. 본 발명의 부러쉬리스모터 구동장치에 의하면 발진수단으로 부터의 동기회전용신호, 신호발생수단으로 부터의 주파수신호 및 위상검출신호에 의해서 부러쉬리스모터를 작동시켜 정상운전 하도록 했기 때문에, 로터의 자극위치를 직접 검출하는 위치검출소자는 불필요하게 되어 구성이 간단해지고 소형경량화되며, 비용이 저렴해질 뿐만 아니라 신호발생 수단의 영구자석에 있어서 주파수신호용 착자부 및 위상검출용 착자부를 각각 상이한 극수로 착자되도록 함에 따라, 영구자석의 착자가 안정되어 착자의 정밀도가 향상됨과 아울러 자기센서의 출력신호를 충분히 크게 할 수 있어 S/N 비를 좋게 할 수가 있다.

속도검출신호를 영구자석의 주파수 신호용 착자부측에서 얻도록 했기 때문에 N극 및 S극의 레벨이 다르더라도 속도검출신호의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 신호발생수단으로서 제로 크로스 검출회로를 구비하도록 했기 때문에 영구자석의 착자 흩어짐의 영향을 받는일이 없다.

모터구동부에 대해서 외부제어부로 부터 속도제어를 할 경우 속도 제어신호속에 주파수 신호 및 위상검출 신호의 양쪽 정보를 포함하고 있기 때문에 신호용선은 단선으로 충분한 잇점이 있다.

외부제어부에서 모터 구동부로 직류전원을 공급하도록 한 경우에 속도검출신호의 전송에 그라운드용 전원선을 공용할 수 있기 때문에 양쪽 사이의 접속은 신호용선, 지령용선, 정전위용 전원선 및 그라운드용 전원선의 4선으로 충분한 잇점이 있다.

Claims

복수극을 갖는 영구자석(10)형의 로터(7)와 복수상의 스테이터 코일(6)을 갖는 스테이터(4)를 구비한 부러쉬리스모터(1)에 있어서, 동기회전용 신호(PO)를 발생시키는 발진수단(18)과, 상기 로터(7)의 회전에 따라 그 자극의 수에 관련되는 주파수 신호(FGa)를 발생시킴과 동시에 특정위상의 위상검출신호(PGa)를 발생시키는 신호발생 수단(16)과, 상기 복수상의 스테이터 코일(6)에 순차적으로 통전하기 위한 구동회로(20)와, 부여된 신호(PO, PGa, FGa)에 의거 회전류신호(Фa, Фb, Фc)를 발생시켜 이 회전류신호(Фa, Фb, Фc)를 상기 구동회로(20)에 부여하는 회전류 신호발생회로(19)와, 상기 회전류신호발생회로(19)에 대해서 기동시에는 상기 발진수단(18)으로 부터의 동기회전용 신호(PO)를 부여하고 회전속도가 소정속도에 도달한 후에 상기 신호발생수단(16)으로 부터의 신호(FGa, PGa)를 부여하도록 전환하는 전환회로(17)를 구비한 것을 특징으로 하는 부러쉬리스모터 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 전환회로(17)는 상기 신호발생수단(16)에서 출력되는 주파수 신호(FGa)의 주기에 의거 상기 발진수단(18)으로 부터의 동기회전용 신호(PO) 및 신호발생수단(16)으로 부터의 신호(FGa, PGa)중 어느 한쪽을 선택하는 것을 특징으로 하는 부러쉬리스모터 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 신호발생수단(16)은 상기 주파수신호(FGa) 및 자기센서에 있어서 영구자석의 주파수 신호용 착자부 측으로 부터의 위상검출신호(PGa)응답하여 동일한 간격의 속도검출신호(VG)를 얻도록 한 것을 특징으로 하는 부러쉬리스모터 구동장치.
복수극을 갖는 영구자석(10)형 로터(7)와 복수상의 스테이터코일(6)을 갖춘 스테이터(4)를 구비한 부러쉬리스모터(1)에 있어서, 동기회전용 신호(PO)를 발생시키는 발진수단(18)과, N극 및 S극이 다극으로 형성된 주파수 신호용 착자부(36) 및 그안에 소정의 S극 및 N극이 다른것 보다도 착자레벨이 크게되어 형성된 위상검출신호용 착자부(37)로 구성된 영구자석과, 이 영구자석(35)의 각 착자부(36, 37)에 응답하여, 정, 부의 출력신호(FG, PG)를 출력하는 자기센서(13)와, 이 자기센서(13)출력신호의 제로 크로스점에 있어서 제로 크로스신호(ZP)를 발생시키는 제로 크로스 검출회로(42)와, 상기 로터의 회전에 응답하여 그 자극의 수에 관련되는 주파수 신호(FGa)를 발생시킴과 동시에 특정위상의 위상검출신호(PGa)를 발생시키는 신호발생수단(38)과, 상기 복수상의 스테이터코일(6)에 순차적으로 통전하기 위한 구동회로(20)와, 부여되는 신호(PO, PGa, FGa)를 계산하여 회전류신호(Фa, Фb, Фc)를 발생시키고 이 회전류신호를 상기 구동회로(20)에 부여해 주는 회전류신호발생회로(19)와, 이 회전류신호발생회로(19)에 대해서 기동시에는 상기 발진수단(18)으로 부터의 동기회전용신호(PO)를 부여하고 회전속도가 소정속도에 도달한후 상기 신호발생수단(16)으로 부터의 주파수신호(FGa, PGa)를 부여하도록 전환하는 전환회로(17)를 구비한 것을 특징으로 하는 부러쉬리스모터 구동장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 발진수단(18), 신호발생수단(16, 38), 구동회로(20), 회전류신호 발생회로(19) 및 전환회로(17)로 된 모터구동부(21)에 대해서 외부제어부(22)에서 속도제어를 하고, 상기 모터구동부(21)에서 외부제어부(22)에 대해 주파수 신호 및 위상검출신호를 포함하는 속도검출 신호(VG)를 전달하는 1개의 신호용선으로 구성되어있는 것을 특징으로하는 부러쉬리스모터 구동장치.
제5항에 있어서, 상기 모터 구동부(21)와 외부제어부(22) 사이의 접속부는 속도검출신호(VG)의 신호용선(33)과, 이 신호용선(33)으로 부터의 속도검출신호(VG)에 의한 속도지령신호(VS)를 상기 모터 구동부(21)에 보여해주는 지령용선(34)과, 상기 외부 제어부(22)에서 모터구동부(21)에 직류전원을 공급하는 정전위용 전원선(31) 및 그라운드용 전원선(32)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부러쉬리스모터 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 신호발생수단(16)은 다극으로 형성된 주파수 신호용 착자부(11) 및 이와 역극성으로 형성된 위상검출 신호용 착자부(12)로 이루어지는 영구자석(10)과, 상기 영구자석(10)의 각 착자부(11, 12)에 대응해서 ; 및 -의 출력신호(FG, PG)를 발생하는 자기센서(13)로 구성되는 것을 특징으로 하는 부러쉬리스모터 구동장치.
제1항 내지 4항 또는 제7항중 어느 한항에 있어서, 상기 회전류 신호발생회로(19)는 상기 전환회로(17)로 부터의 신호(PO, FGa)를 카운터 하는 카운터를 구비하고, 상기 전환 회로에 의해 상기 신호발생수단(16, 38)으로 부터의 신호(FGa, PGa)가 부여되도록 전환된 후에, 상기 주파수신호(FGa)를 카운터해서 그 카운터 출력에 의거 상기 회전류신호(Фa, Фb, Фc)가 부여될때 마다 카운터 동작이 재세트 되도록 구성된 것을 특징으로하는 부러쉬리스모터 구동장치.
제8항에 있어서, 상기 발진수단(18), 신호발생수단(16, 38), 구동회로(20), 회전류신호 발생회로(19) 및 전환회로(17)로 된 모터구동부(21)에 대해서 외부제어부(22)에서 속도제어를 하고, 상기 모터 구동부(21)에서 외부제어부(22)에 대해 주파수 신호 및 위상 검출신호를 포함하는 속도검출신호(VG)를 전달하는 1개의 신호용선으로 구성되어있는 것을 특징으로하는 부러쉬리스모터 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 모터 구동부(21)와 외부제어부(22) 사이의 접속부는 속도검출신호(VG)의 신호용선(33)과, 이 신호용선(33)으로 부터의 속도검출신호(VG)에 의한 속도지령신호(VS)를 상기 모터 구동부(21)에 부여해주는 지령용선(34)과, 상기 외부 제어부(22)에서 모터구동부(21)에 직류전원을 공급하는 정전위용 전원선(31) 및 그라운드용 전원선(32)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부러쉬리스모터 구동장치.