KR940009212B1

KR940009212B1 - 무정류자 직류전동기

Info

Publication number: KR940009212B1
Application number: KR1019910018800A
Authority: KR
Inventors: 토시오 이나지; 마코또 고토
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤; 다니이 아끼오
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1994-10-01
Also published as: DE69125094T2; EP0482913B1; EP0482913A2; EP0482913A3; KR920009054A; DE69125094D1; US5182499A

Abstract

내용 없음.

Description

무정류자 직류전동기

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 무정류자 직류전동기의 블록도.

제2도는 제1도의 전력공급회로의 일례를 도시한 회로도.

제3도는 제1도의 역기전력검출회로의 일례를 도시한 회로도.

제4도는 제3도의 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도.

제5도는 제1도의 논리펄스발생회로의 일례를 도시한 회로도.

제6도는 제5도의 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도.

제7도는 제1도의 파형발생회로의 일례를 도시한 회로도.

제8a도는 고속정상회전시에 제7도의 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도.

제8b도는 저속정상회전시에 제7도의 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도.

제9도는 제1도의 신호합성회로의 일례를 도시한 회로도.

제10도는 제9도의 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도.

제11도는 제1도의 신호작성회로의 일례를 도시한 회로도.

제12도는 제11도의 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도.

제13도 및 제14도는 제2도의 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도.

제15도는 제1도의 파형발생회로의 다른 예를 도시한 회로도.

제16도는 제1도의 역기전력검출회로의 다른 예를 도시한 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 역기전력검출회로 (2) : 논리펄스발생회로

(3) : 파형발생회로 (3a) : 제1경사파형발생회로

(3b) : 제2경사파형발생회로 (4 ): 신호합성회로

(4a) : 제1합성신호작성회로 (4b) : 제2합성신호작성회로

(5) : 전력공급회로 (5a) : 제1구동트랜지스터군

(5b) : 제2구동트랜지스터군 (6) : 신호작성회로

(6a) : 제1위치신호작성회로 (6b) : 제2위치신호작성회로

(11),(12),(13) : 고정자권선 (20) : 직류전원

(21)∼(26) : 구동트랜지스터 (27) : 영구자석회전자

(31)∼(33) : 비교기

(34)∼(36),(122a),(122b) : AND회로 (37) : OR회로

(40a),(40b) : 지연회로

(41),(53a),(53b),(55a),(55b),(123a),(123b) : 반전회로

(42),(180) : 미분회로 (43) : 하강미분회로

(44) : 클록펄스발생회로 (45) : 카운터

(46) : 래치회로

(47),(181)∼(186) : D형 플립플롭회로

(50a),(50b) : 충방전용 커패시터

(51a),(51b),(52a),(52b) : 정전류공급회로

(54a),(54b),(56a),(56b),(64)∼(66) : 스위치회로

(57a),(57b),(63a),(63b) : 버퍼회로

(60a),(60b) : 입력단자 (61a),(61b) : 반저버퍼회로

(62a),(62b),(83a),(83b),(90a),(90b) : 정전압원

(67),(141)∼(146) : 저항 (71)∼(76) : 신호합성회로

(80a),(80b)∼(82a),(82b) : 감산리미트회로

(85a),(85b)∼(87a),(87b) : 승산회로 (88a),(88b) : 피드백합성회로

(89a),(89b) : 연산증폭회로 (90a),(90b) : 명령전압원

(91a),(91b)∼(93a),(93b) : 전류변환회로(107) : 주파수분할회로

(121a),(121b) : 선택회로 (124a),(124b) : 업카운터

(125a),(125b) : D/A변환기 (187) : NOR회로

본 발명은 무정류자 직류전동기에 관한 것으로서, 특히, 영구자석회전자의 회전위치를 검출하기 위한 위치센서를 구비하지 않는 무정류자직류전동기에 관한 것이다.

최근, 무정류자직류전동기는, 브러시를 구비한 종래의 직류전동기에서 사용되던 기계적 접점을 필요로 하지 않는 이점이 있으므로 수명이 향상됨과 동시에 잡음발생도 저감할 수 있어 높은 신뢰성이 요구되는 산업용 음향 및 영상기기에 널리 사용되고 있다.

전동기의 고정자권선의 통전상의 절환동작을 수행하기 위하여, 종래의 무정류자직류전동기의 대부분은, 브러시를 사용하는 대신에 회전자위치센서(예를들면, 홀센서(Hall sensor))를 사용하고 있다. 그러나, 회전자위치센서는 그 자체가 저렴하지 않고, 또 부착시에 정교한 위치맞춤 및 배선수의 증가가 요구되므로, 이러한 무정류자직류전동기는 브러시를 구비한 직류전동기에 비해서 코스트가 대폭으로 상승하는 결점이 있다.

또, 전동기 내부에 회전자위치센서를 부착해야만 하므로, 구조상의 제약이 빈번하게 발생한다. 최근, 산업용 음향 및 영상기기의 소형화에 따라서, 그 내부에 사용되는 전동기도 소형이고 박형화되어, 홀센서등의 회전자위치센서를 부착하는 장소적인 여유가 극히 적어지고 있다. 이러한 환경하에서, 예를들면 홀센서등의 위치센서를 구비하지 않은 무정류자직류전동기의 서너개의 종류가 이미 제안되었다.

그중, 예를들면, 일본국 특개소 55-160980호 공보에는, 회전자의 고정자권선에 전류를 단일방향으로 공급하는 소위 반파구동방식의 무정류자직류전동기가 개시되어 있다. 이 공보의 방식에서는, 3상의 고정자권선중 휴지중인 2개의 고정자권선에 유기되는 역기전력을 검출하고, 이와 같이 검출된 신호를 연산처리함으로써 다음의 통전상을 결정하여, 고정자권선에 전류를 단일 방향으로 순차적으로 공급하고 있다.

또, 예를들면, 일본국 특개소 62-260586호 공보에는, 회전자의 고정자권선에 전류를 양방향으로 공급하는 소위 전파구동방식의 무정류자직류전동기가 개시되어 있다. 이 방식에서는, 전동기의 회전에 따라서 회전자의 고정자권선에 유기되는 역기전력의 영교차점을 검출함으로써, 그 출력신호를 단안정 멀티바이브레이터로 일정시간만큼 지연시켜 통전타이밍을 결정하고 있다.

상기 전자의 종래의 무정류자직류전동기(일본국 특개소 55-160980호)는, 회전자의 고정자권선에 전류를 단일방향으로 공급하는 소위 반파구동방식에 의거하고 있으므로, 그 구동회로는 구조상 간편하게 구성할 수 있으나, 회전자의 고정자권선에 전류를 양방향으로 공급하는 전파구동방식에 의거한 무정류자직류전동기에 비해서 고정자권선의 이용률 및 효율이 낮다.

한편, 상기 후자의 종래의 무정류자직류전동기(일본국 특개소 62-260586호)는, 각 고정자권선에 유기되는 역기전력의 영교차점에서 발생된 펄스신호를 단안정 멀티바이브레이터로 일정시간만큼 지연시켜 통전상을 결정하는 방식에 의거하고 있어, 그 지연시간이 전동기의 회전속도와 무관하게 일정하므로, 회전속도를 변화시켜야만 하는 용도에는 불안정하여, 적용의 유연성이 부족하다.

상기 종래의 두 무정류자직류전동기에서는, 회전자의 고정자권선에 흐르게 될 전류는 전기각으로 120°정도의 통전폭을 가지는 직사각형 파형신호이므로, 위상절환에 따라 유기된 스파이크전압을 저감시키기 위해서, 비교적 큰 커패시터를 포함하는 필터회로를 고정자권선의 통전단자에 설치할 필요가 있다. 또, 고정자권선에 흐르게 될 전류가 급격하게 ON-OFF로 절환되므로, 회전개시시에 진동 및 잡음이 쉽게 발생하고 특히 이 경향은 전동기를 고속회전시키는 경우 더욱 가속화된다고 하는 문제점이 있다.

이상 설명한 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은, 위치센서를 구비하지 않은 무정류자직류전동기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 각 고정자권선에 전류를 양방향으로 공급할 수 있는 전파구동방식의 무정류자직류전동기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전속도를 선택적으로 변화시킬 수 있는 무정류자직류전동기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 설명한 종래예에 따른 무정류자직류전동기에 사용하던 큰 커패시터를 포함하는 필터회로를 구비할 필요가 없으며, 또 고속회전시에도 진동 및 잡음발생이 현저하게 저감되는 무정류자직류전동기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 무정류자직류전동기는, 3상의 고정자권선과, 직류전원의 한쪽단자와 상기 3상의 고정자권선의 전류급전단자 사이의 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터로 이루어진 제1의 구동트랜지스터군과, 직류전원의 다른쪽단자와 상기 전류급전단자사이의 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터로 이루어진 제2의 구동트랜지스터군과, 고정자권선에 각각 유기되는 역기전력에 응답해서 정형타이밍신호를 발생하는 역기전력 검출회로와, 정형타이밍신호에 응답하여 복수의 펄스신호를 발생하는 논리 펄스발생회로와, 정형타이밍신호의 에지점(edge point)으로부터 또는 대략 에지점으로부터 시작되는 경사 부분을 가지는 경사파형신호를 발생하는 파형발생회로와, 정형타이밍신호의 에지점으로부터 또는 대략 에지점으로부터 시작되는 상승경사부와 하강경사부를 가지는 경사파형신호로부터 6상의 합성신호를 발생하는 신호합성회로와, 6상의 합성신호에 응답해서 각각의 사다리꼴 파형의 6상의 위치신호를 작성하는 신호작성회로를 구비하고 있다. 상기 제1의 구동트랜지스터군은 6상의 위치신호중 3상의 위치신호에 응답해서 통전제어되고, 제2의 구동트랜지스터군은 6상의 위치신호중 다른 3상의 위치신호에 응답해서 통전제어된다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 무정류자직류전동기는, 3상의 고정자권선과, 직류전원의 한쪽단자와 상기 3상의 고정자권선의 전류급전단자사이의 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함한 제1의 구동고정자권선군과, 직류전원의 타단자와 상기 전류급전단사이의 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함한 제2의 구동트랜지스터군과, 고정자권선에 각각 유기되는 역기전력에 응답해서 정형신호를 발생하는 역기전력검출회로와, 정형신호에 응답해서 복수의 펄스신호를 발생하는 논리펄스발생회로와, 정형신호에 응답해서 제1경사파형신호를 발생하는 제1경사파형 발생회로와, 정형신호에 응답해서 제1경사파형신호와 다른 타이밍에서 제2경사파형신호를 발생하는 제2경사파형발생회로와, 논리펄스발생회로의 펄스신호와 제1경사파형발생회로의 제1경사파형신호로부터 제1경사파형신호와 같은 타이밍에서 또는 대략같은 타이밍에서 시작되는 상승경상부와 하강경상부를 가지는 3상의 제1합성신호를 발생하는 제1합성신호작성회로와, 논리펄스발생회로의 펄스신호와 제2경사파형발생회로의 제2경사파형신호로부터 제2경사파형신호와 같은 타이밍에서 또는 대략 같은 타이밍에서 시작되는 상승경사부와 하강경사부를 가지는 3상의 제2합성신호를 발생하는 제2합성신호작성회로와, 제1합성신호에 응답해서 사다리꼴파형의 3상의 제1위치신호를 작성하는 제1위치신호작성회로와, 제2합성신호에 응답해서 사다리꼴파형의 3상의 제2위치신호를 작성하는 제2위치신호작성회로를 구비하고 있다. 제1의 구동트랜지스터군은 제1위치신호에 응답해서 통전제어되고, 제2의 구동트랜지스터군은 제2위치신호에 응답해서 통전제어된다.

상기와 같은 구성에 의해, 본 발명의 무정류자직류전동기는, 고정자권선에 각각 유기되는 역기전력에 응답해서 정형신호를 얻고, 이와 같이 얻은 정형신호에 응답해서 경사파형신호(제1경사파형신호 및 제2경사파형신호)를 발생하며, 이와 같이 발생된 경사파형신호를 사용해서 평활하게 변화되는 6상의 합성신호(제1합성신호 및 제2합성신호)를 합성하고, 이와 같이 얻어진 합성신호에 응답해서 사다리꼴파형의 6상의 위치신호(제1위치신호 및 제2위치신호)를 작성하고, 이와 같이 작성된 위치신호에 의해서 제1 및 제2의 구동트랜지스터군을 통전제어함으로써, 회전자의 고정자권선에 사다리꼴파형의 평활한 전류를 양방향으로 공급하는 것이 가능하다. 따라서, 고정자권선에 흐르게 될 전류는 종래예와 같이 급격하게 온·오프로 절환되지 않으므로, 전류루프의 상절환을 평활하게 행할 수 있어, 전동기의 동작시 진동 및 잡음발생을 현저하게 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 대하여 첨부도면을 참조하면서 설명한다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 센서없이 무정류자직류전동기의 블록도이다. 제1도에 있어서, (1)은 3상의 고정자권선(11), (12), (13)에 각각 유기되는 역기전력(a), (b), (c)과 고정자권선(11), (12), (13)의 중성점(O)을 수신하는 역기전력 검출회로이다. 이 역기전력 검출회로(1)는 3상의 역기전력(a), (b), (c)의 각각의 영교차점을 검출해서 정형타이밍신호(m)로 변환하고, 이 역기전력검출회로(1)로부터 출력된 정형타이밍신호(m)는 논리펄스발생회로(2) 및 파형발생회로(3)에 입력된다. 논리펄스발생회로(2)에서는 정형타이밍신호(m)를 주파수분할해서 고정자권선(11), (12), (13)에 유기되는 역기전력과 같은 주파수를 가지는 6상의 펄스신호를 출력한다. 파형발생회로(3)에서는 정형타이밍신호(m)에 응답해서 경파형신호(st1), (st2)를 발생한다. 논리펄스발생회로(2)에서 발생된 6상의 펄스신호와 파형발생회로(3)로부터 출력된 경사파형신호(st1), (st2)는 신호합성회로(4)에 입력되어 6상의 사다리꼴파형신호로 된다. 신호합성회로(4)에 의해 합성된 6상의 사다리꼴파형의 합성신호는 신호작성회로(6)로 입력되어 회전자의 위치신호로 변환되고, 이와 같이 해서 얻어진 위치신호는 전력공급회로(5)로 전송된다. 이 전력공급회로(5)에서는 이와 같이 전송된 위치신호에 응답해서 각각 연속해서 각 고정자권선(11), (12), (13)에 전류를 양방향으로 공급한다.

이상 설명한 바와 같은 구성에 의해, 본 실시예의 무정류자직류전동기의 동작을 이하에 설명한다.

제2도는 제1도에 도시한 전력공급회로(5) 일례를 도시한 회로도이다.

제2도에 있어서, (27)은 영구자석회전자, (11), (12), (13)은 각각 고정자권선, (5a)는 제1구동트랜지스터군, (5b)는 제2구동트래지스터군, (20)은 직류전원이다. 제1구동트랜지스터군(5a)은 3개의 PNP구동트랜지스터(21), (22), (23)로 이루어져 있으며, 이들 3개의 PNP구동트랜지스터(21), (22), (23)는 각각 직류전원(20)의 양극측 단자와 고정자권선(11), (12), (13)의 대응전류급전단자(A), (B), (C)사이의 전류루프를 형성한다. 또, 제2구동트랜지스터군(5b)은 3개의 NPN트랜지스터(24), (25), (26)로 이루어져 있으며, 이들 3개의 NPN구동트랜지스터(24), (25), (26)는 각각 직류전원(20)의 음극측 단자와 고정자권선의 대응 전류공급단자(A), (B), (C)사이의 전류루프를 형성한다.

제1구동트랜지스터(21), (22), (23)의 베이스에는, 신호작성회로(6)의 제1위치신호작성회로(6a)에 의해서 작성된 3상의 제1의 위치신호(d), (f), (h)가 각각 공급되어 구동트랜지스터(21), (22), (23)의 통전을 제어한다. 이와 마찬가지로, 구동트랜지스터(24), (25), (26)의 베이스에는, 제2위치신호작성회로(6b)에 의해서 작성된 3상의 제2의 위치신호(g), (i), (e)가 각각 공급되어 구동트랜지스터(24), (25), (26)의 통전을 제어한다. 그러나, 이 경우, PNP구동트랜지스터(21), (22), (23)에는 각각 전류가 유출되는 방향으로 그 베이스에 상기 신호를 인가하는 반면, NPN구동트랜지스터(24), (25), (26)에는 각각 전류가 유입되는 방향으로 그 베이스에 상기 신호를 인가하여, 영구자석회전자(27)를 회전구동시킨다.

전력공급회로(5)의 각 부분으로부터 출력된 신호파형에 대해서는 제13도 및 제14도를 참조해서 이하에 상세하게 설명할 것이다.

제3도는 제1도의 역기전력검출회로(1)의 일례를 도시한 회로도이며, 제4도는 전동기가 정상회전하는 경우의 제3도에 도시한 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도이다.

제3도에 있어서, (31), (32), (33)은 각각, 한쪽단자(+)는 대응하는 고정자권선(11), (12), (13)에 접속되고, 다른쪽단자(-)는 고정자권선(11), (12), (13)의 중성점(O)에 접속되어 있는 비교기이다. (34), (35), (36)은 각각 AND회로로서, 그들의 각 입력단자는 각각 비교기(31), (32), 비교기(32), (33) 및 비교기(33), (31)의 출력단자와 접속되어 있다. 또, (37)은 OR회로로서, AND회로(34), (35), (36)로부터 각 출력이 공급되므로써 OR출력신호(m)를 출력한다.

이하, 제3도의 역기전력검출회로(1)의 동작을 제4도를 참조해서 설명한다. 전동기의 정상회전시에, 제4도에 도시한 3상의 역기전력(a), (b), (c)이 각각 고정자권선(11), (12), (13)에 유기되고, 고정자권선(11), (12), (13)의 양단전압은 각각 비교기(31), (32), (33)의 입력단자에 입력되어, 양단전압이 0이 되는 시점에서 변화되는 3상의 정형신호(u), (v), (w)를 얻는다. 고정자권선의 양단전압은, 고정자권선에 흐르게 될 전류와, 권선저항에 의한 전압강하와 유기될 역기전력이 합성된 전압이다. 고정자권선에 흐르게 될 전류는 역기전력의 영교차점에서 영이 되므로, 3상의 정형신호(u), (v), (w)의 에지는 각 역기전력(a), (b), (c)의 영교차점에 대응한다. 정형신호(u), (v), (w)는 AND회로(34), (35), (36)와 OR회로(37)에 의해서 논리합성되므로써 제4도에 도시한 정형타이밍신호(m)가 얻어진다. 정형타이밍신호(m)의 상승에지는 각 역기전력(a), (b), (c)의 상승측상의 영교차점에 대응하는 반면, 그 하강에지는 각 역기전력의 하강측상의 영교차점에 대응한다.

제5도는 제1도에 도시한 논리펄스발생회로(2)의 일례를 도시한 회로도이며, 제6도는 제5도의 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선로이다.

제5도에 있어서, 정형타이밍신호(m)는 양에지미분회로(180)로 입력되는 정형타이밍회로(m)의 양에지의 타이밍에서 미분펄스신호(na)를 얻는다(제6도의 (m), (na)). 미분펄스신호(na)는, D형 플립플롭회로(181), (182), (183), (184), (185), (186)와 NOR회로(187)로 이루어진 6비트 시프트레지스터에 의해서 클록펄스신호로 된다. 미분신호(na)가 발생할 때마다, “H”(하이레벨) 상태가 순차적으로 시프트되어, 제6도에 도시한 바와 같은 주기적인 6상의 논리펄스(P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6)를 발생할 수 있다. 이 논리펄스(P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6)의 각 에지는, 정형타이밍신호(m)의 각 에지 및 역기전력(a), (b), (c)의 각 영교차점에 대응한다. 제6도는 전동기의 정상회전시에 정형타이밍신호(m)와 논리펄스신호(P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6)사이의 위상관계를 표시한 것이다.

다음에, 제1도에 도시한 경사파형발생회로(3)의 동작을 상세히 설명한다.

제7도는 제1도의 경사파형발생회로(3)의 일례를 도시한 회로도이고, 제8a도는 전동기가 고속으로 정상회전하고 있는 경우의 제7도에 도시한 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도이며, 제8b도는 전동기가 저속으로 정상회로하고 있는 경우의 제7도에 도시한 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형을 도시한 선도이다.

제7도에 있어서, (42)는 입력되는 정형타이밍신호(m)의 양에지의 타이밍에서 미분펄스신호(nb)를 발생하는 미분회로이다. 이 미분펄스신호(nb)는 하강미분회로(43)에 입력되어, 미분펄스신호(nb)의 하강에지의 타이밍에서 미분펄스신호(r)를 발생한다. 또, (45)는 소정비트수의 2진업 카운터(예를들면 5비트카운터)로서, 클록펄스발생회로(44)로부터 출력된 클록펄스신호(CP)를 계수하고, 미분펄스신호(r)에 의해서 리세트된다. 또, (46)은 세트단자(s)가 카운터(45)의 최상위 비트의 출력과 연결되고, 리세트단자(R)가 미분펄스신호(r)와 연결된 래치회로이고, (47)은 미분펄스신호(nb)의 타이밍에서 래치회로(46)의 출력신호(qa)가 입력되어 유지신호(sa)를 출력하는 D형 플립플롭회로이다. 또, (40a) 및 (40b)는 각각 제1지연회로 및 제2지연회로이다. 제1지연회로(40a)는 정형타이밍신호(m)를 직접 받아서 정형타이밍신호(m)의 하강에지로부터 소정시간(τa)동안 지연된 “H”상태를 가지는 제1지연신호(ma)를 출력하고, 제2지연회로(40b)는 정형타이밍신호(m)를 반전회로(41)를 통하여 반전시킨 신호를 받아서, 정형타이밍신호(m)의 상승에지로부터 소정의 (τb)동안 지연된 “H”상태를 가지는 제2지연신호(mb)를 출력한다. 제1경사파형 발생회로(3a)는 제1경사파형신호(st1)를 출력한다.

이 제1경사파형 발생회로(3a)에 있어서, (50a)는 제1지연신호(ma)에 응답해서 삼각파형신호를 발생하는데 사용하는 충방전용 커패시터이고, 제1정전류공급회로(51a) 및 제2정전류공급회로(52a)는 각각 충방전용 커패시터(50a)에 출력전류가 각각(I1) 및 (I2)로 표시되는 충전전류를 공급한다. 그중, 제2정전류공급회로(52a)는 스위치회로(56a)를 통하여 커패시터(50a)에 접속되어 있다. 유지신호(sa)는 반전회로(55a)를 통하여 스위치회로(56a)를 개폐하는 동작을 행한다. 즉, 유지신호(sa)가 “H”일때, 스위치회로(56a)는 개방되고, 유지신호(sa)가 “L”일때 스위치회로는 폐쇄된다. 스위치회로(54a)는 커패시터(50a)에 저장된 전하를 방전하는 회로이다. 지연신호(ma)는 반전신호(53a)에 저장된 전하를 방전하는 회로이다. 지연신호(ma)는 반전회로(53a)를 통하여 스위치회로(54a)를 개폐하는 동작을 행한다. 즉, 지연신호(ma)가 “H”일때, 스위치회로(54a)는 개방되고, 유지신호(sa)가 “L”일때 폐쇄된다. 또, (57a)는 입력단자가 커패시터(50a)에 접속되고 출력단자가 경사파형 발생회로(3a)의 출력단자로 되어 제1경사파형신호(st1)를 출력하는 버퍼회로이다. 또, (3b)는 제2경사파형 발생회로이다. 이 제2경사파형 발생회로(3b)에 있어서, 제1경사파형회로(3a)와 동일한 기능을 하는 부재에는 동일참조번호에 첨자(a) 대신에 (b)를 부가하고 설명의 중복을 피하기 위해 그 설명은 생략한다. 제2경사파형 발생회로(3b)에서는 제2지연신호(mb) 및 유지신호(sa)를 받아서 제2경사파형신호(st2)를 발생한다.

이하, 영구자석회전자(27)가 고속으로 정상회전하고 있는 경우의 제7도에 도시한 파형발생회로(3)의 동작을 제8a도를 사용해서 설명한다. 제8a도에 있어서, (m)은 역기전력검출회로(1)로부터 출력된 펄스신호, (nb)는 정형타이밍신호(m)의 양에지의 타이밍에서 양에지미분회로(42)를 개재해서 발생된 미분펄스신호, (r)은 미분펄스신호(nb)의 하강에지의 타이밍에서 하강미분회로(43)를 통하여 발생된 미분펄스신호이다. 카운터(45)에서는 하강미분회로(43)가 미분펄스신호(r)를 출력할때까지 클록펄스(CP)를 계수한다. 미분펄스신호(r)는 역기전력검출회로(1)로부터 출력된 정형타이밍신호(m)와 같은 주기를 가지므로, 카운터(45)는 정형타이밍신호(m)의 주기를 계수하는 것으로 된다. 제8a도에 있어서, 카운터(45)의 내용을 아날로그신호로 변화시켜 얻은 파형은(pp)이다. 영구자석회전자(27)가 고속으로 회전하고 있는 경우, 카운터(45)의 계수치는 상당히 작고, 래치회로(46)의 세트단자(s)에 입력되는 카운터(45)의 최상위비트는 항상 “L”(로우레벨)상태이므로, 래치회로(46)의 출력단자(Q)로부터의 출력은 “L”이 된다. 따라서, “L”상태의 신호는 래치회로(46)의 출력단자(Q)를 통해서 D형 플립플롭회로(47)의 입력단자(D)로 입력되고, 양에지미분회로(42)로부터 출력된 펄스신호(nb)는 그의 클록단자(ck)로 입력되고, D형 플립플롭회로(47)로부터 출력된 유지신호(sa)는 “L”상태로 된다. 따라서, 제1경사파형발생회로(3a)의 스위치회로(56a)는 폐쇄되고, 충 방전용 커패시터(50a)는 정전류공급회로(51a), (52a)로부터 각각 공급된 합성전류(I1+I2)에 의해서 충전된다. 그러나, 이 경우, 지연신호(ma)가 “L”이면, 스위치회로(54a)는 폐쇄됨으로써 커패시터(50a)내에 축적된 전하를 방전한다.

커패시터(50a)의 단자전압은 버퍼회로(57a)를 개재해서 제1경사파형신호(st1)로서 출력된다. 그 결과, 제1경사파형신호(st1)는 제8a도에 도시한 바와같이 삼각파형신호가 된다. 제1경사파형신호(st1)는, 정형타이밍신호(m)의 상승에지의 시점에서 소정의 경사로 커지며, 지연신호(ma)가 “L”로 되면, 접지전위의 삼각파형신호가 된다. 또, 제1경사파형신호(st1)의 경사부의 시간폭은 정형타이밍신호(m)에 에지간격(“H”의 구간)보다 충분히 크다.

마찬가지로, 제2경사파형 발생회로(3b)에 있어서는, 유지신호(sa)가 “L”이므로, 스위치회로(56b)는 개방된다. 그 결과, 충방전용 커패시터(50b)는 정전류공급회로(51b), (52b)로부터 각각 공급된 합성전류(I1+I2)에 의해 충전되나, 이 경우, 지연신호(mb)가 “L”로 되면, 스위치회로(54b)가 폐쇄되므로써 커패시터(50b)에 축적된 전하를 방전한다. 커패시터(50b)의 단자 전압은 버퍼회로(57b)를 통하여 제2경사파형신호(st2)로서 출력되므로, 제2경사파형신호(st2)는 제8a도에 도시한 바와같은 삼각파형신호로 된다. 제2경사파형신호(st2)는 정형타이밍신호(m)의 하강에지의 시점에서 소정의 경사로 커지며, 지연신호(mb)가 “L”로 되면, 접지전위의 삼각파형신호가 된다. 또, 제2경사파형신호(st2)의 경사부의 시간폭은 정형타이밍신호(m)의 에지간격(“L”의 구간)보다도 충분히 크다.

이상 설명한 방법에 의해서, 제1경사파형신호(st1)는 정형타이밍신호(m)의 상승에지에서 경사가 시작되는 삼각파형신호로 형성되는 반면, 제2경사파형신호(st2)는 정형타이밍신호의 하강에지에서 경사가 시작되는 삼각파형신호로 형성되므로, 제1 및 제2경사파형신호(st1) 및 (st2)는 교호로 다른 타이밍을 가지는 신호로 된다. 다음에, 영구자석회전자(27)가 저속에서 정상회전하고 있는 경우의 제7도에 도시한 경사파형 발생회로의 동작을 제8b도를 사용해서 설명한다.

영구자석회전자(27)가 저속에서 정상회전하고 있는 경우, 역기전력회로(1)로부터 출력된 정형 타이밍회로(m)의 에지간격은 고속으로 정상회전하고 있는 경우보다 크고, 카운터(45)의 계수치는 고속으로 정상회전하고 있는 경우의 계수치(제8a도의 (PP)에 도시)보다 크다. 그결과, 최상의 비트가 “L”에서 “H”로 변하므로, 래치회로(46)는 리세트되고, 그의 출력신호(qa)는 “H”로 변한다(제8b도의 (qa)). 이때, 정형타이밍신호(m)의 에지가 도달하여, 미분펄스신호(nb)가 발생된다. 래치회로(46)로부터의 출력신호(qa)를 D형 플립플롭회로(47)에 유지되여, D형 플립플롭회로(47)로부터 출력된 유지신호(sa)는 “H”가 된다(제8b도의 (sa)).

제1지연신호(ma)는 정형타이밍신호(m)의 “H”구간을 지연시간(a)만큼 연장하여 얻어진 펄스신호인 반면, 제2지연신호(mb)는 정형타이밍신호(m)의 “H”구간을 지연시간(b)만큼 연장하여 얻어진 펄스신호이다(제8b도의 (ma), (mb)).

제1경사파형발생회로(3a)에는 유지신호(sa)와 제1지연신호(ma)가 입력된다. 유지신호(sa)가 “H”상태하에 있으므로, 스위치회로(56a)는 개방된다. 따라서 커패시터(50a)의 충전전류는 정전류공급회로(51a)로 부터 공급된 전류(I1)만으로 되어, 제1경사파형신호(st1)의 시각적인 경사는 완만하게 된다(제8b도의 (st1)). 또, 제8b도의 (st1)의 점선으로 도시한 경사파형신호는, 합성전류(I1+I2)에 의해서 커패시터(50a)를 충전한 것으로 가정한 경우의 제1경사파형신호이다.

마찬가지로, 제2경사파형발생회로(3b)에는 유지신호(sa)와 제2지연신호(mb)가 입력된다. 유지신호(sa)가 “H”상태하에 있으므로, 스위치회로(56b)는 개방된다. 따라서, 커패시터(50b)의 충전전류는 정전류공급회로(51b)로부터 공급된 전류(I1)만으로 되어, 제2경사파형신호(st2)의 시간적인 경사는 완만하게 된다(제8b도의 (st2)). 또, 제8b도의 (st2)에 점선으로 도시한 경사파형신호는, 합성전류(I1+I2)에 의해서 커패시터(50b)를 충전한 것으로 가정한 경우의 제2경사파형신호이다.

마찬가지로, 제2경사파형발생회로(3b)에는 유지신호(sa)와 제2지연신호(mb)가 입력된다. 유지신호(sa)가 “H”상태하에 있으므로, 스위치회로(56b)는 개방된다. 따라서, 커패시터(50b)의 충전전류는 정전류 공급회로(51b)로 부터 공급된 전류(I1)만으로 되어, 제2경사파형신호(st2)의 시간적인 경사는 완만하게 된다(제8b도의 (st2)). 또, 제8b도의 (st2)에 점선으로 도시한 경사파형신호는, 합성전류 I1+I2)에 의해서 커패시터(50b)를 충전한 것으로 가정한 경우의 제2경사파형신호이다.

이상 설명한 바와 같이, 전동기가 저속을 정상회전하고 있는 경우, 제1 및 제2경사파형신호(st1) 및 (st2)의 시간적인 경사는 완만하게 되고, 정형타이밍신호(m)의 에지간격에서의 피이크 값은 고속으로 정상회전하고 있는 경우와 동일하게 된다.

또, 카운터(45)는 오버플로우가 검출된 경우 카운트정지기능을 가지거나, 오우버플로우의 검출시 클록펄스신호(CP)의 카운트동작을 정지시킨다(도시되지 않음).

다음에, 제1도에 도시한 신호합성회로(4)의 동작을 상세히 설명한다. 신호합성회로(4)는 제1위치신호합성회로(4a)와 제2위신호합성회로(4b)를 포함한다. 이 신호합성회로(4)에는 논리펄스신호발생회로(2)의 논리펄스신호와 경사파형발생회로(3)의 경사파형신호가 입력되어 3상의 제1위치신호와 3상의 제2위치신호가 합성된다.

제9도는 제1도의 도시한 신호합성회로(4)의 일례의 회로도이며, 제10도는 제9도의 회로의 각 부분으로 부터 출력된 신호파형도이다.

제9도에 있어서, (4a)는 제1위치신호합성회로이고, (60a)는 제1경사파형신호(st1)가 입력되는 제1위치신호합성회로(4a)의 입력단자이다. 버퍼회로(63a)는 정전압원(62a)에 접속되어 이 정전압원의 전압에 응답해서 소정의 제1정전압신호(sf1)를 출력한다. 반전버퍼회로(61a)는, 제1경사파형신호(st1)와 제1정전압신호(sf1)가 입력되어, 제1정전압신호(sf1)를 기준으로 해서 제1경사파형(st1)를 반전함으로써 제1반전경사파형신호(sd1)를 얻고 있다. 또, 신호합성회로(71), (72) 및 (73)에는 각각, 제1경사파형신호(st1), 제1정전압신호(sf1) 및 제1반전경사파형신호(sd1)가 입력된다. 이 신호합성회로(71), (72), (73)는 모두 동일 구조이므로, 제9도에 신호합성회로(71)의 구조만을 대표로 도시한다. 회로(71)에 있어서, (64), (65), (66)는 각각 한쪽 단자가 입력단자(60a), 버퍼회로(63a) 및 반전버퍼회로(61a)에 접속되고, 다른쪽 단자가 저항(67)에 공통접속되어 있는 스위치회로이다. 저항(67)에서 얻어진 전압신호는 신호합성회로(71)의 출력신호이다. 제9도에 있어서, 스위치회로(64), (65), (66)는 각각, 논리펄스발생회로(2)로부터 출력된 6상의 펄스신호(P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6)중 3개의 신호(P1), (P2), (P3)에 응답해서 ON 또는 OFF로 절환된다. 그래서 신호합성회로(71)는 그 출력단자로부터 합성신호(d1)를 출력한다. 마찬가지로, 신호합성회로(72), (73)도 각각, 도시하지 않은 3개의 스위치회로를 구비하여 3개의 펄스신호(P3, P4, P5) 및 (P5, P6, P1)에 응해서 ON/OFF로 절환되어 각각의 출력단자로부터 합성신호(f1) 및 (h1)를 출력한다.

제9도에 있어서, (4b)는 제2위치신호합성회로이다. 설명의 중복을 피하기 위하여, 제1위치신호합성회로(4a)와 동일 기능을 가지는 부재는 동일 참조번호에 첨자(a) 대신에 (b)를 사용하고 이에 대한 설명은 생략한다.

제9도에 있어서, (60b)는 제2경사파형신호(st2)가 입력되는 제2위치신호합성회로(4b)의 입력단자이다. 신호합성회로(74), (75) 및 (76)에는 각각, 제2경사파형신호(st2) 제2정전압신호(sf2) 및 제2반전경사파형신호(sd2)가 입력된다. 또, 신호합성회로(74), (75) 및 (76)는 각각, 3개의 스위치회로(도시안함)를 구비하여 6상의 펄스신호(P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6)중 3개의 펄스신호(P4, P5, P6), (P6, P1, P2) 및 (P2, P3, P4)에 응답해서 ON/OFF로 절환됨으로써 각각의 출력단자로부터 합성신호(g1), (i1) 및 (e1)를 출력한다.

다음에, 제9도에 도시한 신호합성회로(4)의 동작을, 이 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형도인 제10도를 참조하여 설명한다.

제10도에 있어서, (m)은 역기전력검출회로(1)의 출력신호이고, (P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6)는 논리펄스발생회로(2)로 부터의 출력신호, (st1) 및 (st2)는 각각, 파형발생회로(3)로부터 출력된 제1경사파형신호 및 제2경사파형신호이다. 제1경사파형신호(st1)는 반전버퍼회로(61a)에 입력되어, 제1정전압신호(sf1)를 기준으로 해서 신호(st1)를 반전한(sd1=sf1-st1)에 제10도의 (sd1)에 도시한 바와 같은 신호(sd1)가 반전버퍼회로(61a)로부터 출력된다. 마찬가지로, 제2경사파형신호(st2)는 반전버퍼회로(61b)에 입력되므로, 제2정전압신호(sf2)를 기준으로 해서 신호(st2)를 반전한 제10도의 (sd2)와 같은 신호(sd2)가 반전버퍼회로(61b)로부터 출력된다.

신호합성회로(71)를 구성하는 스위치회로(64), (65) 및 (66)는 논리펄스발생회로(2)로부터 출력된 펄스신호(P1), (P2), (P3)에 응해서 “H”상태하에서는 폐쇄되고, “L”상태하에서는 개별적으로, 입력단자(60a), 버퍼회로(63a) 및 반전버퍼회로(61a)의 출력은 신호합성회로(71)의 출력단자로 순차 입력되므로써 제10도의 (d1)에 도시한 바와 같은 사다리꼴 파형의 합성신호가 얻어진다. 또, 양 신호는 절환 시각점에서 동전위이며, 또 신호(P1), (P2), (P3)가 모두“L”상태인 경우, 스위치회로(64), (65) 및 (66)는 개방되어, 저항(67)의 전위는 접지전위와 동일하게 된다. 따라서, 저항(67)에서는, 정형타이밍신호(m)의 상승에지에서 시작되는 상승경상부를 가지는 사다리꼴 파형의 합성신호(d1)가 얻어진다.

이상 설명한 바와 마찬가지로, 신호합성회로(72)(73)(74)(75) 및 (76)의 출력단자로부터는 각각, 사다리꼴 파형의 합성신호(f1), (h1), (g1), (i1) 및 (e1)가 출력되므로, 위치신호합성회로(4)는 정형타이밍신호(m)의 각 에지에서 시작되는 경사를 가지는 6상의 사다리꼴 파형신호(d1), (f1), (h1), (g1), (i1) 및 (e1)을 생성한다.

다음에, 제1도에 도시한 신호작성회로(6)의 동작을 상세히 설명한다. 신호작성회로(6)는 제1위치신호작성회로(6a)와 제2위치신호작성회로(6b)를 구비해서 신호합성회로(4)의 6상의 합성신호(d1), (f1), (h1), (g1), (i1) 및 (e1)로부터 사다리꼴 파형의 6상의 위치신호(제1위치신호 및 제2위치신호)를 작성한다.

제11도는 제1도의 신호작성회로(6)의 일례를 도시한 회로도이며, 제12도는 제11도에 도시한 회로의 각 부분으로부터 출력된 신호파형도이다.

제11도에 있어서, (6a)는 제1위치신호작성회로, (6b)는 제2위치신호작성회로이다. 제1위치신호작성회로(6a)에 있어서, (83a)는 정전압원, (80a), (81a) 및 (82a)는 신호합성회로(4)에 의해 합성된 합성신호(d1), (f1), (h1)와 정전압원(83a)의 소정전압(Ra)이 각각 입력되는 감산리미트회로이다. 또, (85a), (86a), (87a)는 감산리미트회로(80a), (81a), (82a)의 출력이 각각 입력되는 승산회로이다. 승산회로(85a), (86a), (87a)의 출력신호는 귀환합성회로(88a)에 의해 가산되고, 이 귀환합성회로(88a)에 의해서 얻어진 신호는 연산증폭회로(89a)의 한쪽 입력단자(-)에 입력되고, 그 다른쪽 입력단자(+)에는 정전압원(90a)의 직류값이 입력된다. 연산증폭기(89a)의 출력신호는 승산회로(85a), (86a), (87a)의 이득제어입력단자에 입력되어 승산회로(85a), (86a), (87a)의 이득을 제어한다. 따라서 승산회로(85a), (86a), (87a)는 각각 전압신호(d3), (f3), (h3)를 출력하고, 이와같이 승산회로(85a), (86a), (87a)로부터 각각 출력된 전압신호(d3), (f3), (h3)는 전류변환회로(91a), (92a), (93a)에 의해 각각 전류신호(d), (f), (h)로 변환된다.

또, 제2위치신호작성회로(6b)에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위해서, 제1위치신호 작성회로(6a)와 동일 기능을 가지는 부재에는 동일 참조번호에 첨자(a) 대신에 (a)를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 제2위치신호작성회로(6b)에 있어서는, 신호합성회로(4)에 의해 합성된 신호(g1), (i1), (e1)가 전압신호(g3), (i3), (e3)로 변환한 후, 각각 전류신호(g), (i), (e)로 변환된다.

이하, 제11도에 도시한 신호작성회로(6)의 동작을, 그의 각 부분으로부터 출력된 신호파형도인 제12도를 참조하여 설명한다.

제12도에 있어서, (m)은 역기전력검출회로(1)의 출력펄스(d1), (f1), (h1), (g1), (i1) 및 (e1)는 신호합성회로(4)에 의해 합성된 6상의 신호이다. 또, 일점쇄선으로 도시한 값은 각각 정전압원(83a), (83b)의 직류값(Ra), (Rb)이다. 감산리미트회로(80a), (81a), (82a)의 한쪽 입력단자(+)에는 각각 제1합성신호(d1), (f1), (h1)가 입력되고, 그의 다른쪽 입력단자(-)에는 정전압원(83a)의 소정의 전압값(Ra)이 입력된다. 감산리미트회로(80a), (81a), (82a)는 각각, 합성신호(d1), (f1), (h1)로부터 소정의 전압(Ra)을 감산하여 음전압부분이 접지전위에 리미트되는 리미트신호(d2), (f2), (h2)를 출력한다(제12도의 (d2), (f2), (h2)참조).

승산회로(85a), (86a), (87a)는 리미트신호(d2), (f2), (h2)와 연산증폭회로(89a)의 출력신호(wa)를 각각 승산하여 승산신호(d3), (f3), (h3)를 출력한다. 즉,

d3=d2×wa……………………………………………………(1)

f3=f2×wa……………………………………………………(2)

h3=h2×wa……………………………………………………(3)

상기와 같이 각각 출력한다.

피드백합성회로(88a)는 승산회로(d3), (f3), (h3)의 가산을 실행하여 피드백합성신호(d3+f3+h3)를 출력한다. 연산증폭회로(89a)는, 한쪽 입력단자(+)에 입력되는 제1명령전압원(90a)의 제1명령전압신호(Va)와 다른쪽 입력단자(-)에 입력되는 피드백합성신호를 비교하여 그 차이전압을 증폭시킨 신호(Wa)를 승산회로(85a), (86a), (87a)로 출력한다. 승산회로(85a), (86a), (87a), 피드백발생회로(88a) 및 연산증폭회로(89a)는 3상의 제1의 합성신호(d1), (f1), (h1)에 응답해서 각각 3상의 신호(d3), (f3), (h3)를 합성하는 제1네거티브피드백루프를 구성한다. 이 제1네거티브피드백루프는, 피드백합성회로(88a)의 피드백합성신호(d3+f3+h3)가 제1명령전압원(90a)의 제1명령전압신호(Va)와 동일하게 되도록 작용한다. 즉,

d3+f3+h3=Va…………………………………………………(4)

와 같이 된다.

상기 (1)∼(4)식과 리미트신호(d2), (f2), (h2)의 파형으로부터, 승산신호(d3), (f3), (h3)는 각각 제12도에 도시한 바와 같이 된다. 예를들면 d2≠0, f2=0 및 h2=0일 때는, d3=Va로 된다. 또, d2≠0, f2≠0 및 h2=0일 때는, d3 : f3=d2 : f2(단, d3+f3=Va)로 된다. 따라서, (d3) 및 (f3)의 신호값은 (Va)를 신호값(d2)과 신호값(f2)의 비로 분해하여 얻어진 것이다. 그 결과, 승산회로(d3), (f3), (h3)는 사다리꼴 파형의 신호로 되고, 그 가산값은 제1지령전압값(Va)과 동일하게 된다.

전류변환회로(91a), (92a) 및 (93a)는 각각, 사디리꼴 파형의 승산신호(d3), (f3) 및 (h3)를 사다리꼴 파형의 3상의 위치신호(d), (f) 및 (h)로 변환하여 제1위치신호로서 출력(전류유입)한다. 즉, 위치신호(d), (f) 및 (h)의 파형은 각각 승산회로(d3), (f3) 및 (h3)의 파형과 동일하게 된다. 이상 설명한 바와 같이, 제1위치신호(d), (f) 및 (h)는 사다리꼴 파형이며, 그들의 상승 및 하강경사는 정전압원(83a)의 전압값(Ra)의 설정에 의해 적시에 용이하게 설정 및 변경할 수 있다. 또, 제1위치신호(d), (f) 및 (h)의 각 중심위상은 제1합성신호(d1), (f1) 및 (h1)의 각 중심위상과 일치한다.

마찬가지로, 제2위신호작성회로(6b)에는 3상의 제2합성신호(g1), (i1) 및 (e1)가 입력된다. 감산리미트회로(80b), (81b), (82b)는 상기 합성신호(g1), (i1) 및 (e1)로 부터 각각 소정의 전압(Rb)을 감산하여 리미트신호(g2), (i2) 및 (e2)를 얻는다. 또, 승산회로(85b), (86b) 및 (87b)로부터는 각각, 승산신호(g3), (i3) 및 (e3)가 출력된다.

또한, 제2위치신호작성회로(6b)에 대해서는, 설명의 중복을 피하기 위하여, 제1위치신호작성회로(6a)와 동일 기능을 가지는 부재에는 동일 참조번호에 첨자(a) 대신에 (b)를 사용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

승산회로(85b), (86b), (87b), 피드백 합성회로(88b) 및 연산증폭회로(89b)는 3상의 제2합성신호(g1), (i1) 및 (e1)에 응답해서 각각 3상의 신호(g3), (i3) 및 (e3)를 합성하는 제2네거티브피드백루프를 구성한다. 이 제2네거티브피드백루프에 의해서, 다음과 같은 식이 얻어진다. 즉,

g3+i3+e3=Vb………………………………………………(5)

따라서, 제12도에 도시한 바와같은 승산회로(g3), (i3), (e3)가 각각 리미트신호(g2), (i2), (e2)의 파형에 응답해서 얻어진다. 그결과, 승산신호(g3), (i3), (e3)는 사다리꼴 파형이 되고, 그들의 가산값(g3+i3+e3)은 제2명령전압값(Vb)과 동일하게 된다.

전류변환회로(91b), (92b) 및 (93b)는 각각, 사다리꼴 파형의 승산회로(g3), (i3), (e3)를 사다리꼴 파형의 3상의 위치신호(g), (i), (e)로 변환하여 제2위치신호로서 출력(전류의 유출)한다. 즉, 위치신호(g), (i) 및 (e)의 파형은 제12도에 도시한 바와같은 승산신호(g3), (i3) 및 (e3)의 파형과 동일하다. 이상 설명한 바와같이, 제2위치신호(g), (i) 및 (e)는 사다리꼴 파형이며, 그들의 상승 및 하강경사는 정전압원(83b)의 전압값(Rb)의 설정에 의해 적시에 용이하게 설정 및 변경될 수 있다. 또, 제2위치신호(g), (i) 및 (e)의 각 중심위상은 제2합성신호(g1), (i1) 및 (e1)의 각 중심위상과 일치한다.

다음에, 제1도에 도시한 전력공급회로(5)의 동작을 상세히 설명한다. 이미 설명된 제2도의 전력공급회로(5)의 각 부분으로부터 출력된 신호파형이 제13도에 도시되어 있다.

이하, 제2도에 도시한 전력공급회로(5)의 동작을, 각 부분으로부터 출력된 신호파형도인 제13도를 참조해서 설명한다.

제2도에 있어서, 제1구동트랜지스터(21), (22), (23)의 베이스에는, 신호작성회로(6)의 제1위치신호작성회로(6a)에 의해 작성된 사다리꼴 파형의 3상의 제1위치신호(d), (f), (h)(전류신호)가 각각 공급되어 제1구동트랜지스터의 통전을 제어한다. 마찬가지로, 제2구동트랜지스터(24), (25), (26)의 베이스에는, 제2위치신호작성회로(6b)에 의해 작성된 사다리꼴 파형의 3상의 제2위치신호(g), (i), (e)(전류신호)가 각각 공급되어 제2구동트랜지스터의 통전을 제어한다. 영구자석회전자(27)의 회전에 따라서, 6상의 위치신호(d), (f), (h), (g), (i), (e)가 제13도에 도시한 바와 같이 변화되고, 회전자(27)의 고정자권선(11), (12), (13)에는 각각 제13도에 도시한 3상의 사다리꼴 파형전류(Ia), (Ib), (Ic)가 양방향으로 공급된다.

그 결과, 영구자석회전자(27)는 회전구동되어 소정의 속도로 회전을 지속한다. 제13도에는 고정자권선(11), (12)에 각각 유기되는 역기전력(a), (b), (c)이 도시되어 있다. 전동기가 정상회전하고 있는 경우, 역기전력(a), (b), (c)은 전류(Ia), (Ib), (Ic)와 위상이 동일하게 된다. 또, 구동트랜지스터의 통전은 전류(Ia), (Ib), (Ic)가 각각 사다리꼴 파형이 되도록 제어된다. 그결과, 고정자권선(11), (12), (13)의 역기전력(a), (b), (c)의 영교차점에서 고정자권선에 공급되는 전류(Ia), (Ib), (Ic)는 각각 영이 된다. 따라서, 역기전력검출회로(1)는 고정자권선(11), (12), (13)에 각각 유기되는 역기전력(a), (b), (c)의 각 영교차점을 정확하게 검출할 수 있다.

다음에, 제1도 내지 제13도에 도시한 본 발명의 실시예의 동작을 전체적인 이하에 설명한다.

역기전력검출회로(1)는 고정자권선(11), (12), (13)의 양단전압을 합성하고, 고정자권선(11), (12), (13)에 각각 유기되는 역기전력(a), (b), (c)에 따라서 3상의 정형신호(a), (b), (c)를 발생해서 정현신호(U), (V), (W)의 각 제어에 응답해서 변화되는 정형타이밍신호를 작성한다. 논리펄스발생회로(2)는 정형타이밍신호(m)의 각 에지에서 변화되는 6상의 논리펄스(P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6)를 발생하며, 파형발생회로(3)는 그 경사 정형타이밍신호(m)의 상승에지로부터 시작되는 제1경사파형신호(st1)와 그 경사가 정형타이밍신호(m)의 하강에지로부터 시작되는 제1경사파형신호(st2)를 발생한다. 신호합성회로(4)는 논리펄스(P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6) 및 제1경사파형신호(st1)로부터 정형타이밍신호(m)의 상승에지로부터 시작되는 상승경사부 및 하강경사부를 가지는 사다리꼴 파형의 3상의 제1합성신호(d1), (f1), (h1)와, 논리펄스(P1), (P2), (P3), (P4), (P5), (P6) 및 경사파형신호(st2)로부터 정형타이밍신호(m)의 하강에지로부터 시작되는 상승경사부 및 하강경사부를 가지는 사다리꼴 파형의 3상의 제2합성신호(g1), (i1), 및 (e1)를 합성한다.

신호작성회로(6)는 3상의 제1합성신호(d1), (f1), (h1)로부터 각각의 사다리꼴 파형의 3상의 제1위치신호(d), (f), (h)와, 3상의 제2합성신호(g1), (i1), (e1)로부터 각각 사파형의 3상의 제2위치신호(g), (i), (e)를 작성하며, 제1위치신호(d), (h), (f)와 제2위치신호(g), (i), (e)는 서로 위상이 다르다. 그 결과, 신호합성회로(4) 및 신호작성회로(6)는 전체적으로 6상의 위치신호를 발생한다. 전원공급회로(5)의 제1구동트랜지스터군(5a)에로의 통전은 제1위치신호에 의해 제어되고, 전원공급회로(5)의 제2구동트랜지스터군(5b)에로의 통전은 제2위치신호에 의해 제어된다. 그결과, 고정자권선(11), (12) 및 (13)은 양방향에서 제1구동트랜지스터군(5a) 및 제2구동트랜지스터군(5b)에 의해 각각 사다리꼴 파형의 3상의 전류(Ia), (Ib), (Ic)를 공급받는다. 정상적으로 회전될 경우에, 고정자권선(11), (12), (13)에 유기되는 역기전력(a), (b), (c) 및 전류(Ia), (Ib), (Ic)는 각각 위상이 같다(제14도 참조). 상기한 바와같이, 본 실시예에 의하면, 위치센서를 가지지 않는 무정류자 직류전동기를 실제적으로 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 위치신호는 각기 상승 및 하강경사부가 완만하게 형성된 사다리꼴 파형을 갖는다. 따라서, 전류신호는 각각, 사다리꼴 파형으로 되어, 고정자권선의 전류의 절환동작이 원만하게 이루어질 수 있고, 이에 의해 진동과 잡음발생이 극히 적은 진동기를 실현할 수 있다.

위치신호의 경사는 신호작성회로(6)의 각 정전압원(83a) 및 (83b)의 설정전압(Ra) 및 (Rb)에 따라서 용이하게 설정 및 변경할 수 있다. 즉, (Ra) 및 (Rb)의 값을 적절히 설정함으로써, 원하는 경사를 갖는 사다리꼴 파형의 전류를 고정자권선에 양방향으로 공급할 수 있고, (Ra) 및 (Rb)의 값을 변경시킴으로써, 그 경사를 적시에 변화시킬 수 있다.

예를들면, 기동 및 가속시에(Ra) 및 (Rb)를 소정값으로 설정하고 정상회전하는 경우(Ra) 및 (Rb)를 0으로 변경하면, 안정된 기동 및 가속이 이루어질 수 있고, 정상적으로 회전할 경우, 진동과 잡음발생을 현저하게 감소시킬 수 있다. 이하, 이에 관하여 상세히 설명한다.

먼저, 만일 기동 및 가속시에(Ra) 및 (Rb)의 값이 크게 설정되면, 사다리꼴 파형 위치신호의 경사가 급해져서, 각 고정자권선에 공급되는 전류의 간격은 더 넓어질 수 있다. 그 결과, 정형타이밍신호(m)의 에지간격이 가속에 따라서 서서히 감소되는 경우에도, 역기전력의 영교차점을 안정되게 검출할 수 있어, 안정한 전류로의 절환동작을 행할 수 있다.

다음에, 만일 정상적으로 회전하는 경우(Ra) 및 (Rb)의 값이 0이 되면, 그 경사가 아주 완만한 사다리꼴 파형의 제1위치신호(d), (f), (h) 및 제2위치신호(g), (i), (e)가 제1합성신호(d1), (f1), (h1) 및 제2합성신호(g1), (i1), (e1)에 응답해서 각각 작성된다. 제1위치신호(d), (f), (h) 및 제2위치신호(g), (i), (e)는 각각 전기각(정형타이밍신호(m)의 에지간격)으로 60°의 상승경사부와, 전기각으로 60°의 편평한 부분과, 전기각도로 60°의 하강경사부를 가지며, 이것은 아주 완만한 사다리꼴 파형으로 변화될 수 있다는 것을 의미한다(역기전력의 1주기는 전기각도로 360°임). 그결과, 제14도의 (Ia), (Ib), (Ic)에 도시한 바와 같이, 고정차권선에 공급되는 전류는 아주 완만한 사다리꼴 파형으로 되어, 전동기가 정상적으로 회전하고 있을 때, 진동 및 잡음발생을 현저하게 감소시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서 도시한 바와 같이, 신호작성회로(6)의 제1위치신호작성회로(6a)에서 이미 도시된 바와 같은 제1의 네거티브피드백루프를 형성하므로써, 3상의 제1위치신호(다중신호)의 가산치를 일정하게 할 수 있고, 제1구동트랜지스터군이 고정차권선에 공급하는 합성전류를 일정하게 할 수 있어서, 고정차권선에 공급되는 전류의 맥동을 0으로 하거나 또는 대략 0으로 할 수 있다. 또한, 신호작성회로(6)의 제2위치신호작성회로(6b)에 이미 도시된 바와 같은 제2의 네거티브피드백루프를 형성함으로써, 3상의 위치신호(다중신호)의 가산치를 일정하게 할 수 있고, 제2구동트랜지스터군이 고정자권선에 공급하는 합성전류를 일정하게 할 수 있어서, 고정자권선에 공급되는 전류의 맥동을 0으로 할 수 있으며, 이에 의해 균일한 토크를 발생할 수 있다. 또한, 신호작성회로(6)의 제1명령전압원(90a)의 제1명령전압신호(Va)와 신호작성회로(6)의 제2명령전압원(90b)의 제2명령전압신호(Vb)사이에는 소정의 관계가 있고, 제1구도트랜지스터군으로부터 공급되는 합성전류와, 제2구동트랜지스터군으로부터 공급되는 합성전류는 서로 같아진다.

또한, 본 실시예에서 도시된 바와 같이, 전형신호의 주기(정형타이밍신호(m)의 절반주기)에 응답해서 파형발생회로에 발생되는 경사파형신호(제1 및 제2경사파형신호)의 경사를 변화시킴으로써, 전동기의 회전이 변환되는 경우에는 상기한 바와 같은 완만한 사다리꼴 파형 위치신호를 용이하게 얻을 수 있다.

제15도는 제1도에 도시한 파형발생회로(3)의 또다른 예를 나타내는 파형발생회로의 회로도이며, 그 동작을 이하에 설명한다. 그러나, 이경우, 제15도의 회로도는 제7도의 제1경사파형발생회로(3a) 및 제2경사파형발생회로(3b)가 디지탈회로로 대치되어 구성되어 있다. 여기에서, 제7도에 도시한 것과 같은 기능을 갖는 부분은 같은 참조번호를 붙이고 중복을 피하기 위하여 설명은 생략한다. 제8a도 및 제8b도는 같은 기능을 갖는 신호가 같은 신호명으로 나타내어진 각 부분으로 출력되는 신호파형을 나타내는 선도이다.

제15도에 있어서, (107)은 클록펄스신호(CP1)를 받아서 소정수로 분할하고 분할된 클록펄스신호(CP2)를 출력하는 주파수분할회로이다. 클록펄스신호(CP1) 및 분할된 클럭펄스신호(CP2)는 제1경사파형발생회로(3a) 및 제2경사파형발생회로(3b)에 입력된다. 제1경사파형발생회로(3a)에 있어서, (121a)는 유지신호(Sa)의 조건에 응답해서 클록펄스신호(CP1) 및 분할된 클록펄스신호(CP2)를 선택하여 제1클럭신호(Ca)를 출력하는 선택회로이다. 즉, 유지신호(Sa)가 “L”상태하에 있으면, 클록펄스신호(CP1)를 선택하고, “H”상태하에 있으면, 분할된 클록신호(CP2)를 선택한다. 또한, (124a)는 클록단자(CK)로부터 AND회로(122a)를 통해서 선택신호(121a)의 클록신호(Ca)를 수신하는 업카운터이고, 또한 이 업카운터는 최상위비트의 반전된 신호를 오버플로우(OVF)신호로써 AND회로(122a)에 출력하고, 오버플로우 되었을때, 클록신호(Ca)의 수신을 멈춤으로써, 업카운터(124a)의 내용을 소정의 값으로 제한하여 유지한다. 또한, 업카운터(124a)는 제1지연회로(40a)로부터 반전회로(123a)를 통해서 출력되는 제1지연신호(ma)를 그 리세트단자(R)로부터 수신한다. 제1디지탈아날로그(D/A)변환기(125a)는 카운터(124a)의 내용을 아날로그 전압으로 변환하여 제1경사파형신호(st1)를 출력한다.

마찬가지로, 제2경사파형발생회로(3b)는 제2경사파형신호(st2)를 출력한다. 더우기, 제2경사파형발생회로(3b)에 있어서, 제1경사파형발생회로(3a)와 같은 기능을 갖는 부분은 중복을 피하기 위하여 같은 참조번호에 첨자(a) 대신에 (b)를 사용하였다는 것을 제외하고는 설명을 생략한다.

영구자석회전자(27)가 제7도에 도시한 경우와 마찬가지인 고속 및 저속으로 정상적으로 회전되고 있을때 제15도에 도시한 파형발생회로의 동작을 설명한다.

업카운터(124a)는 제1클록신호(Ca)를 수신하고, 그 계수치는 시간에 대해서 단조증가하여서, 카운터(124a)의 내용을 아날로그 값으로 변환하는 D/A 변환기(125a)의 출력이 제7도에 도시한 회로와 마찬가지로 일정한 경사로 증가한다. 그러나, 이 경우, 카운터(124a)가 수신하는 제1지연신호(ma)가 “L”로 되면, 카운터(124a)의 내용은 동시에 리세트되어, D/A 변환기(125a)로부터 제1경사파형신호(st1)가 출력된다(제8a도 : st1). 그러나, 고속으로 회전하면, 제7도에 도시한 경우와 마찬가지로, D형 플립플롭회로(47)의 유지신호(Sa)는 “L”상태하에 있고, 선택회로(121a)는 클록신호(Ca)로써 클록펄스신호(CP1)를 선택한다.

반면에, 저속으로 회전하면, D형 플립플롭(47)의 유지신호(Sa)는 “H”상태하에 있고, 선택회로(121a)는 클록신호(Ca)로써 분할된 클록펄스신호(CP2)를 선택한다. 즉, 저속으로 회전할때의 클록신호(Ca)(=CP2)의 주파수는 회전속도비 기준(1 : 회전속도비에 해당하는 소정이 분할치)으로 해서 고속으로 회전할때의 클록신호(Ca)(=CP1)의 주파수보다 작아진다. 그 결과, 카운터(124a)는 시간적으로 완만하게 업카운트해서, D형 플립플롭(47)에 의해 아날로그 값으로 변환된 카운터(124a)의 내용을 가지는 제1경사파형신호(st1)의 경사는 시간적으로 완만해진다(제8b도 : st1). 더우기, 제8b도에 있어서 (st1)에 도시된 파선에 의해 나타낸 파형은 클록펄스신호(CP1)에 의해 계수가 행해질때 얻어지는 제1경사파형신호를 나타낸다.

전동기의 회전속도가 고레벨에서 저레벨로 변화될 때에도, 카운터(124a)에 입력되는 클록신호(Ca)의 주파수는 (CP1)에서 (CP2)로 작아져서, 정형펄스신호(m)의 주기가 회전속도의 감소로 인해 길어지더라도, 카운터(124b)의 계수치는 회전속도에 관계없이 대체로 균일하다. 그 결과, D/A 변환기(125a)에 의해 카운터(124a)의 내용을 아날로그 값으로 변환함으로써 얻어지는 출력신호(st1)의 피이크치는 제7도에 도시한 실시예의 것과 대체로 같아질 수 있어서, 제1경사파형발생회로(3a)는 그 상승경사가 정형펄스신호(m)의 상승에지로부터 시작되고 그 피이크치가 회전속도와 관계없이 대체로 균일한 경사파형신호(st1)를 출력한다.

마찬가지로, 제2경사파형발생회로(3b)는 그 상승경사가 정형펄스신호(m)의 하강 에지로부터 시작되고 그 피이크치가 회전속도와는 관계없이 대체적으로 균일한 경사파형신호(st2)를 출력한다(제8b도 : st2). 또한, 제8b도에 있어서 (st2)에서 파선으로 도시한 파형은 클록펄스신호(CP1)에 의해서 계수가 행해질 때 얻어지는 제2경사파형신호를 나타낸다.

상기한 바와 같이, 전동기가 저속으로 회전되고 있을 경우에는, 제1경사파형신호(st1) 및 제2경사파형신호(st2)는 시간적인 경사가 완만해지고, 정형타이밍신호(m)의 에지간격에서의 피이크치는 전동기가 고속으로 회전되고 있을 때 얻어지는 것과 같아진다. 따라서, 고속으로 전동기를 회전하는 경우와 마찬가지로 저속으로 회전될 때에, 완만한 상수 및 하강경사를 갖는 사다리꼴 파형위치신호를 합성할 수 있으며, 고정자권선에 공급되는 전류신호는 완만한 사다리꼴파형으로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 설명한 바와 같이, 카운터 또는 D/A 변환회로를 사용하여 제1경사파형발생회로(3a) 및 제2경사파형발생회로(3b)를 디지탈적으로 구성함으로써, 간단한 배열 또는 회로에 의해 고도로 정확한 경사파형신호(st1) 또는 (st2)를 얻을 수 있다. 즉, 수정발진기등을 사용해서 고도로 정확한 클록신호를 얻을 수 있고, R-2R RADA 저항형 등의 D/A 변환기회로를 사용해서 상기 클록신호를 고도로 정확하게 아날로그신호로 변환할 수 있어서, 시간적으로 고도로 정확한 경사파형신호를 작성할 수 있다. 따라서, 사다리꼴파형 위치신호의 상승 및 하강경사부의 정확도는 상당히 높아질 수 있고, 제3도 또는 제4도에 도시한 바와 같은 원하는 사다리꼴파형을 갖는 전류신호(Ia), (Ib), (Ic)를 고정자권선에 용이하게 양방향으로 공급할 수 있다. 특히, 양산에 있어서의 편차 및 시간에 따른 열화를 상당히 저감시킬 수 있다.

또한, 고속 또는 저속으로 절환될때, 제1경사파형발생회로(3a)의 카운터에 보내지는 클록신호(Ca)의 주파수 및 제2경사파형발생회로(3b)의 카운터에 보내지는 클록신호(Cb)의 주파수를 변화시키므로서, 제1경사파형신호(st1)의 경사 및 제1경사파형신호(st2)의 경사를 시간기준으로 용이하게 변화시킬 수 있다.

즉, 본 실시예의 전동기는 회전속도가 변화되는 용도에 용이하게 대응할 수 있다. 또한, 선택회로(121a) 및 (121b)는 하나의 유닛으로 함으로써, 클록신호(Ca) 및 (Cb)가 서로 같아지도록 해도 된다.

제16도는 제1도에 도시한 역기전력 검출회로(1)의 또다른 예를 나타내는 회로도이며 그 동작을 이하 설명한다. 여기에서, 중복을 피하기 위하여, 제3도의 것과 같은 기능을 갖는 부분은 동일한 참조번호에 첨자 (a) 대신에 (b)가 사용된 것을 제외하고는 설명을 생략한다. 각 부분으로부터 출력되는 신호파형은 제4도에서의 것과 동일한 이름으로 나타내었다.

제16도에 도시한 실시예에 있어서, 중성점(0)에는 접속하지 않고 전류공급단자(A), (B), (C)에만 접속함으로써, 3상 정형신호(u), (v), (w)을 얻을 수 있다.

제16도에 있어서, 비교기회로(31)는 전류공급단자(A)에 접속된 하나의 입력단자(+)와 각각의 저항(141) 및 (142)을 통하여 전류공급단자(B) 및 (C)에 접속된 다른 입력단자(-)를 가진다. 만일 저항(141) 및 (142)의 저항치가 서로 동일하면, 중성점(0)에서 볼때 저항(141) 및 (142)의 합성전압은 고정자권선(11)의 양단전압의 반전된 전압과 동등해진다. 그 결과, 비교기(31)의 정형신호(u)는 제4도에 도시한 바와 같이, 고정자권선(11)의 역기전력(a)의 영교차점에서 변화하는 신호로 된다. 마찬가지로, 비교기회로(32)는 전류 공급단자(B)에 접속된 하나의 입력단자(+)와 각각의 저항(143) 및 (144)을 개재해서 전류공급단자(C) 및 (A)에 접속된 다른 입력단자(-)를 가진다. 만일 저항(143) 및 (144)의 저항치가 서로 동일하면, 중성점(0)에서 볼때 저항(143) 및 (144)의 합성전압은 고정자권선(12)의 양단전압의 반전된 전압과 동등해진다. 그결과, 비교기(32)의 정형신호(v)는 제4도에 도시한 바와 같이 고정자권선(12)의 역기전력(b)의 영교차점에서 변화하는 신호로 된다. 마찬가지로, 비교기회로(33)는 전류공급단자(c)에 접속된 하나의 입력단자(+)와 각각의 저하(145) 및 (146)을 개재해서 전류공급단자(A) 및 (B)에 접속된 다른 입력단자(-)를 가진다. 만일 각 저항(145) 및 (146)의 저항치가 서로 같다면, 중성점(0)에서 볼때 저항(145) 및 (146)의 합성전압은 고정자권선(13)의 양단전압의 반전된 전압과 동등해진다. 그 결과, 비교기(33)의 정형신호(w)는 제4도에 도시한 바와 같이 고정자권선(13)의 역기전력(c)의 영교차점에서 변화하는 신호로 된다. 3상 정형신호(u), (v), (w)는 AND회로(34), (35) 및 (36)와 OR회로(37)에서 논리적으로 합성되어 정형신호(u), (v), (w)의 각 에지에서 변화하는 정형타이밍신호(m)를 얻는다. 정형타이밍신호(m)의 상승에지는 각 역기전력의 상승측의 영교차점에 대응하고, 정형타이밍신호(m)의 하강에지는 각 역기전력의 하강측의 영교차점에 대응한다.

본 실시예에 있어서는, 전류공급단자에만 접속됨에도 불구하고, 각 역기전력의 영교차점을 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 저항(141)∼(146)의 저항치를 적당하게 설정하므로써, 검출위상을 약간 시프트시키는 것도 가능하다.

특히, 역기전력을 검출하여 고정자권선의 통전타이밍을 제어하고, 본 실시예에 기재된 바와 같이 검출신호에 응답해서 사다리꼴파형 전류신호를 고정자권선에 공급하는 경우에는, 저항(141), (143), (145)의 저항치를 각각 저항(142), (144), (146) 보다 조금 크게 설정(약 10%)하여, 검출위상(정형신호가 변화되는 타이밍)을 각 역기전력의 정확한 영교차점보다 다소 빠르게 설정할 수 있어서 바람직한 효과를 얻을 수 있다.

상기의 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 무정류자 직류전동기는 홀센서와 같은 회전자 위치센서를 가지지 않고, 회전자의 고정자권선에 양방향으로 전류를 공급하는 전파구동방식의 전동기를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서는, 사용되는 전동기가 Y(스타) 결선의 3상의 고정자권선에 한정되어 있지만, 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 고정자권선이 △결선인 전동기에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서의 파형발생회로는 정형타이밍신호(m)의 주기에 응답해서 경사파형신호가 2단계로 시간적으로 그 경사를 전환할 수 있도록 구성되어 있지만, 그러나 이것은 2단계에 한정되는 것은 아니고, 3단계 이상으로 증가시킬 수 있으며, 정형타이밍신호(m)의 주기에 응답해서 경사파형신호의 시간적인 경사를 연속적으로 변화시킬 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 본 발명의 논리펄스발생회로는 정형타이밍신호(m)를 사용해서 6상의 논리펄스신호를 작성하는 것이지만, 이것은 이에 한정되지 않고, 예를들면, 논리펄스신호는 3상 정형신호(u), (v), (w)를 직접 사용함으로써 작성될 수 있다. 또한, 그것은 6상의 논리펄스신호에 한정되지 않고, 필요에 따라서 복수상의 논리펄스신호를 작성할 수도 있다.

본 발명의 실시예의 신호합성회로에 있어서, 경사파형신호 및 소정의 전압신호를 합성하여 전압신호로써 합성신호를 얻지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 경사파형신호는 전기신호로 변환될 수 있고, 이와 같이 해서 얻어진 전기신호 및 소정의 전류신호를 합성하여 전류신호로써 합성신호를 얻는다. 또한, 이와 같이 합성된 합성신호가 완전히 사다리꼴파형이 아닌 경우에도, 사다리꼴파형신호는 신호작성회로의 동작에 의해 작성될 수 있다.

본 실시예의 신호작성회로에 있어서도 역시, 네거티브피드백루프가 형성되어 3상의 제1합성신호 또는 3상의 제2합성신호에 응답해서 3상의 피드백합성신호를 얻고, 3상의 피드백합성신호를 일정하게 함으로써, 균일한 사다리꼴파형의 제1 또는 제2위치신호가 작성된다. 그러나, 그것은, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 및 제2합성신호(제10도에서의 (d1), (f1), (h1), (g1), (i1), (e1)가 사다리꼴파형일때, 소정레벨의 3상합성신호를 간단히 시프트하므로써, 원하는 각도의 넓이를 갖는 사다리꼴파형 위치신호를 역시 얻을 수 있다.

또한, 제11도에 도시한 신호작성신호(6)에 있어서, 정전전압(83a) 및 (83b)의 설정전압을 0이 되도록 고정함으로써, 제14도에 도시한 바와 같은 구동파형신호(합성신호(d1), (f1), (h1), (g1), (i1), (e1)의 파형은 위치신호((d), (f), (h), (g), (i), (e)의 파형과 각각 유사함)를 사용해서 항상 동작될때는, 신호작성회로(6)는 특별히 설치되지 않고, 합성신호(d1), (f1), (h1), (g1), (i1), (e1)는 전류회로에 의해 전류신호(d), (f), (h), (g), (i), (e)로 각각 반전된 후, 이들 신호(d), (f), (h), (g), (i), (e)로 각각 반전된 후, 이들 신호(d), (f), (h), (g), (i), (e)는 위치신호로서 전원공급회로(5)에 입력될 수 있다. 이 경우, 신호 작성회로(6)는 생략될 수 있어서, 구동회로를 간단히 할 수가 있다. 상기에 나타낸 바와 같이 변형이나 수정에 의해 얻어지는 이러한 장치는 기술적 범위에 포함된다는 것은 말할 필요도 없다.

Claims

3상의 고정자권선(11, 12, 13)과, 상기 3상의 고정자권선에 각각 유기되는 역기전력에 응답해서 정형신호를 발생하는 역기전력검출수단(1)과, 상기 정형신호에 응답해서 복수의 펄스신호를 발생하는 논리펄스발생수단(2)과, 상기 정형신호의 에지점(edge point)으로부터 경사가 시작되는 경사파형신호를 발생하는 파형발생수단(3)과, 상기 논리펄스발생수단의 펄스신호 및 상기 파형발생수단의 경사파형신호로부터 6상의 위치신호를 합성하는 신호합성수단(4)과, 상기 신호합성수단의 6상의 위치신호중 3상의 위치신호에 응답해서 통전제어가 가능하고, 직류전원의 한쪽 단자와 상기 고정자권선의 직류급전 단자사이에 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함하는 제1구동트랜지스터군(5a)과, 상기 신호합성수단의 6상의 위치신호중 다른 3상의 위치신호에 응답해서 통전제어가 가능하고, 상기 직류전원의 다른쪽 단자와 상기 고정자권선의 전류급전단자사이에 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함하는 제2구동트랜지스터군(5b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제1항에 있어서, 상기 파형발생수단(3)은 상기 역기전력검출수단(1)에 의해 발생되는 정형신호의 주기에 응답해서 경사파형신호의 경사를 시간축으로 변화되는 수단(54a), (54b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제1항에 있어서, 상기 파형발생수단(3)은 상기 역기전력검출수단(1)의 정형신호에 응답해서 클록신호의 카운트와 리세트를 반복하는 카운트수단(124a), (124b)과, 상기 카운트수단의 내용을 아날로그값으로 변환하는 디지탈아날로그변환수단(125a), (125b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류가 직류전동기.
제3항에 있어서, 상기 파형발생수단(3)은 상기 역기전력검출수단(1)의 정형신호의 주기에 응답해서 클록신호의 주파수를 변경하는 수단(121a), (121b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
3상의 고정자권선(11, 12, 13)과, 상기 3상의 고정자권선에 각각 유기되는 역기전력에 응답해서 정형신호를 발생하는 역기전력검출수단(1)과, 상기 정형신호에 응답해서 복수의 펄스신호를 발생하는 논리펄스발생수단(2)과, 상기정형신호에 응답해서 제1경사파형신호를 발생하는 제1경사파형발생수단(3a)과, 상기 정형신호에 응답해서 상기 제1경사파형신호로부터 다른 타이밍으로 제2경사파형신호를 발생하는 제2경사파형발생수단(3b)과, 상기 논리펄스발생수단의 펄스신호와 상기 제1경사파형발생수단의 제1경사파형신호로부터 3상의 제1위치신호를 합성하는 제1위치신호합성수단(4a)과, 상기 논리펄스발생수단의 펄스신호와 상기 제2경사파형발생수단의 제2경사파형신호로부터 상기 제1위치신호와 다른 타이밍을 가지는 3상의 제2위치신호를 합성하는 제2위치신호합성수단(4b)과, 상기 제1위치신호에 응답해서 통전제어가 가능하고, 직류전원의 한쪽단자와 상기 고정자권선의 전류급전단자사이에 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함하는 제1구동트랜지스터(5a)군과, 상기 제2위치신호에 응답해서 통전제어가 가능하고, 상기 직류전원의 다른쪽 단자와 상기 고정자권선의 전류급전단자사이에 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함하는 제2구동트랜지스터군(5b)을 포함하는 것을 특징으로하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제5항에있어서, 상기 제1경사파형발생수단(3a)과 상기 제2경사파형발생수단(3b)의 각각은, 상기 역기전력검출수단(1)의 정형신호의 주기에 응답해서 제1경사파형신호(st1) 또는 제2경사파형신호(st2)의 경사를 시간축으로 변화하는 수단(54a), (54b)을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제5항에 있어서, 상기 제1경사파형발생수단(3a)과 제2경사파형발생수단(3b)의 각각은, 상기 역기 전력검출수단(1)의 정형신호에 응답해서 클록신호의 카운트와 리세트를 반복하는 카운트수단(124a), (124b)과, 상기 카운트수단의 내용을 아날로그값으로 변환하는 디지탈아날로그변화수단(125a), (125b)을 각각 포함한 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제7항에 있어서, 상기 제1경사파형발생수단(3a)과 상기 제2경사파형발생수단(3b)의 각각은, 상기 역기전력검출수단의 정형신호의 주기에 응답해서 클록신호의 주파수를 변경하는 수단(121a), (121b)을 각각 포함한 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
3상의 고정자권선(11, 12, 13)과, 상기 3상의 고정자권선에 각각 유기되는 역기전력에 응답해서 정형신호를 발생하는 역기전력검출수단(1)과, 상기 정형신호에 응답해서 복수의 펄스신호를 발생하는 논리펄스발생수단(2)과, 상기 정형신호의 에지점에서 경사가 시작되는 경사파형신호를 발생하는 파형발생수단(3)과, 상기 논리펄스발생수단의 펄스신호 및 상기 파형발생수단의 경사파형신호로부터, 상기 정형신호의 에지점에서 경사가 시작되는 상승경사부 및 하강경사부를 가지는 6상의 합성신호를 합성하는 신호합성수단(4)과, 상기 6상의 합성신호에 응답해서 6상의 사다리꼴파형 위치신호를 각각 작성하는 신호작성수단(6)과, 상기 신호작성수단으로부터 출력되는 3상의 제1위치신호에 응답해서 통전제어가 가능하고, 직류전원의 한쪽단자와 상기 고정자권선의 전류급전단자사이에 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함하는 제1구동트랜지스터군(5a)과, 상기 신호작성수단의 3상의 제2위치신호에 응답해서 통전제어가 가능하고, 상기 직류전원의 다른쪽 단자와 상기 전류급전단자사이에 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함하는 제2구동트랜지스터군(5b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제9항에 있어서, 상기 파형발생수단(3)은 상기 역기전력검출수단(1)의 정형신호의 주기에 응답해서 경사파형신호의 경사를 시간축으로 변화하는 수단(54a), (54b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제9항에 있어서, 상기 파형발생수단(3)은, 상기 역기전력검출수단(1)의 정형신호에 응답해서 클록신호의 카운트 및 리세트를 반복하는 카운트수단(124a), (124b)과, 상기 카운트수단의 내용을 아날로그값으로 변환하는 디지탈아날로그변환수단(125a), (125b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제11항에 있어서, 상기 파형발생수단(3)은, 상기 역기전력검출수단(1)의 정형신호의 주기에 응답해서 클록신호의 주파수를 변경하는 수단(121a), (121b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제9항에 있어서, 상기 신호작성수단(6)은, 제1네거티브피드백루프수단(85a), (86a), (87a), (88a), (89a)과 제2네거티브피드백루프수단(85b), (86b), (87b), (88b), (89b)을 포함하고, 상기 제1네거티브피드백루프수단은 상기 신호합성수단(88a)의 3상의 합성신호에 응답해서 각각 얻어진 3상의 제1위치신호로부터 제1피드백합성신호를 발생하는 수단(89a)과, 상기 제1피드백합성신호(d3+f3+h3)를 제1명령신호(Va)와 일치시키는 수단(85a), (86a), (87b)을 가지며, 상기 제2네거티브피드백루프수단은, 상기 신호합성수단(88b)의 다른 3상의 합성신호에 응답하여 각각 얻은 3상의 제2위치신호로부터 제2피드백합성신호를 발생하는 수단(89b)과, 상기 제2피드백합성신호와 제2명령신호를 일치하는 수단(85b), (86b), (87b)을 가지는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
3상의 고정자권선(11, 12, 13)과, 상기 고정자권선에 각각 유기되는 역기전력에 응답해서 정형신호를 발생하는 역기전력검출수단(1)과, 상기 정형신호에 응답해서 복수의 펄스신호를 발생하는 논리펄스발생수단(2)과, 상기 정형신호에 응답해서 제1경사파형신호를 발생하는 제1경사파형발생수단(3a)과 상기 정형신호에 응답해서 상기 제1경사파형신호로부터 다른 타이밍으로 제2경사파형신호를 발생하는 제2경사파형발생수단(3b)과, 상기 3상의 제1합성신호의 상승 및 하강경사부가 상기 제1경사파형신호와 동일한 타이밍에서 시작되는 조건으로 상기 논리펄스발생수단의 펄스신호 및 상기 제1경사파형발생수단의 제1경사파형신호로부터 3상의 제1합성신호를 발생하는 제1합성신호합성수단(4a)과, 상기 3상의 제2합성신호의 상승 및 하강경사부가 상기 제2경사파형신호와 동일한 타이밍에서 시작되는 조건으로 상기 논리펄스발생수단의 펄스신호 및 상기 제2경사파형발생수단의 제2경사파형신호로부터 3상의 제2합성신호를 발생하는 제2합성신호 합성수단(4b)과, 상기 3상의 제1합성신호에 응답해서 각각 사다리꼴파형의 3상의 제1위치신호를 작성하는 제1위치신호작성수단(6a)과, 상기 3상의 제2합성신호에 응답해서 각각 사다리꼴파형의 3상의 제2위치신호를 작성하는 제2위치신호작성수단(6b)과, 상기 3상의 제1위치신호에 응답해서 통전제어가 가능하고, 직류전원의 한쪽 단자와 상기 고정자권선의 전류급전단자사이에 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함하는 제1구동트랜지스터군(5a)과, 상기 3상의 제2위치신호에 응답해서 통전제어가 가능하고, 상기 직류전원의 다른쪽 단자와 상기 전류급전단자사이에 전류루프를 형성하는 3개의 트랜지스터를 포함하는 제2구동트랜지스터군(5b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제14항에 있어서, 상기 제1경사파형발생수단(3a)과 상기 제2경사파형발생수단(3b)의 각각은 상기 역기전력검출수단(1)의 정형신호의 주기에 응답해서 각각 상기 제1경사파형신호(st1) 또는 상기 제2경사파형신호(st2)의 경사를 시간축으로 변화하는 수단(54a), (54b)을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제14항에 있어서, 상기 제1경사파형발생수단(3a)과 상기 제2경사파형발생수단(3b)의 각각은, 상기 역기전력검출수단의 정형신호에 응답해서 클록신호의 카운트 및 리세트를 반복하는 카운트수단(124a), (124b)과, 상기 카운트수단의 내용을 아날로그값으로 변환하는 디지탈아날로그변환수단(125a), (125b)을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제16항에 있어서, 상기 제1경사파형발생수단(3a)과 상기 제2경사파형발생수단(3b)의 각각은, 상기 역기전력검출수단(1)의 정형신호의 주기에 응답해서 클록신호의 주파수를 변경하는 수단(121a), (121b)을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제14항에 있어서, 상기 제1위치신호작성수단(6a)은, 상기 제1합성신호합성수단(88a)의 3상의 제1합성신호에 응답해서 각각 얻어지는 3상의 제1위치신호로부터 피드백합성신호를 발생하는 수단(89a)과, 상기 피드백합성신호를 명령신호와 일치하도록 하는 수단(85a), (86a), (87b)을 가지는 네거티브피드백루프 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서없는 무정류자 직류전동기.
제14항에 있어서, 상기 제2위치신호작성수단(6b)은 상기 제2합성신호 합성수단(88b)의 3상의 제2합성신호에 응답해서 각각 얻어지는 3상의 제2위치신호로부터 피드백합성신호를 발생하는 수단(89b)과, 상기 피드백합성신호를 명령신호와 일치하도록 하는 수단(85b), (86b), (87b)을 가지는 네거티브피드백루프 수단을 포함하는 것을 특징으로하는 센서없는 무정류자 직류전동기.