JP3242823B2 - センサレス・ブラシレス直流モータ - Google Patents
センサレス・ブラシレス直流モータInfo
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Description
ータ(BLDM)、より詳細には、回転磁石の回転によ
って駆動コイルに発生される逆起電力を利用して、直接
スイッチングパルスを発生するようにしたセンサレス・
ブラシレス直流モータに関する。
理を説明するための図で、図中、Rは磁極回転子、W1
〜W3はモータの駆動コイル、H1〜H3はホール素子、
Q1〜Q3はトランジスタで、ブラシレス直流モータは、
図示のように、磁極回転子Rを有し、その回転子Rの位
置(磁極)を無接触で検出し、その検出信号に基づいて
駆動コイルに駆動パルスと順次印加する直流モータであ
る。回転子Rの位置を無接触で検出する方法としては、
空間を伝搬する光,音,電界,磁界,熱などを検出する
方法等、種々あるが、図3には、電界を検出するホール
素子を用いる例が示してある。
機構部の構造は、回転部分と固定部分に大別でき、回転
部分は、磁極回転子Rと、外部にトルクを伝達するシャ
フト(図示せず)から構成され、固定部分は、磁極回転
子Rとの相互作用により該磁極回転子Rに回転トルクを
発生させるコイルW1〜W3と、磁極回転子Rの磁極(位
置)を検出するホール素子H1〜H3から構成されてい
る。
転子Rの磁極のNを検知すると、トランジスタQ1がオ
ンし、電源Eから矢印のように電流が流れ、コイルW1
に磁極Sができる。すると、回転子の磁極Nが引き付け
られ、回転子Rは矢印の方向に回転する。すると、ホー
ル素子H2が回転子Rの磁極のSを検知して、トランジ
スタQ2がオンする。今度は、電源EからQ2を通してコ
イルW2に電流が流れ、磁極Sができ、回転子のNが引
き付けられ、回転子は更に矢印の方向に回転する。以
下、順次、これを繰り返し、回転子Rは回転を続ける。
いては、回転子の位置を検知することが必要であり、そ
のため、位置センサを必要とし、更には、該センサのた
めの配線を必要とし、特に、小型の直流モータを使用し
たい場合において、これらセンサの配設やそのための配
線はモータの小型化を防げる大きな要因となっていた。
るセンサの使用をなくすための一手段とし、現在、磁極
回転子の位置検出にCPUを使用し、モータコイルに発
生する逆起電力のゼロクロス(逆起電力がマイナスから
プラスもしくはプラスからマイナスに移り変わる場所)
を検出した後、タイマを使用して回転子の位置を予測し
て駆動用のスイッチングパルスを出力することが行われ
ている。
たブラシレス直流モータは、CPUの性能により回転限
界、負荷がかかった時の追従性が決まってしまうので、
高回転域での使用においては、実用的ではない。
れたもので、特に、CPUを使用することなく駆動用の
スイッチングパルスが得られるようにし、低回転域から
高回転域までブラシレス直流モータの性能を充分に引き
出すことを目的としてなされたものである。
をもって配設された2個の駆動コイルと、該駆動コイル
に駆動電圧を供給するための直流電圧源と、該駆動コイ
ルへの通電によって回転される磁極回転子より成り、前
記2個の駆動コイルに交互に通電することによって前記
磁極回転子を回転させるブラシレス直流モータにおい
て、前記直流電圧源を電源として0レベルを中心とする
正及び負の基準電圧を発生する手段と、前記磁極回転子
が一方のコイル上にある時の他方のコイルに発生される
逆起電力を検出し、該逆起電力を前記正及び負の基準電
圧と比較し、該逆起電力の0レベルを中心に含み該逆起
電力が前記正及び負の基準電圧と交差する点間をパルス
幅とするパルス信号を得る手段とを有し、該パルス信号
にて前記駆動コイルを駆動する直流電圧源の電圧をスイ
ッチングすることを特徴としたものである。
するためのブロック図、図2は、本発明の動作説明をす
るためのタイミングチャートで、図1において、1はブ
リッジサーボ付可変電源ユニット、2はモータ駆動用ス
イッチングユニット、3はブラシレス直流モータの回転
機構部で、該回転機構部は、駆動コイルW1,W2が90
゜の間隔を持って配設され、該駆動コイルへ交互に通電
することによって磁石回転子Rが回転されるようになっ
ている。4は基準電圧発生回路、5はコンパレータユニ
ット、6はスイッチングパルス発生用ロジック回路で、
図2において、正弦波L1,L2は、磁極回転子Rが回転
した時にモータコイルW1,W2に発生する逆起電力を示
し、図1に示した各部信号と図2に示した信号とが同一
のものを表わす場合には、同一の参照番号が付してあ
る。
3の磁極回転子Rが矢印(反時計)方向に回転するもの
とすると、各コイルW1,W2には、図2にL1,L2にて
示すような逆起電力が順次発生する。ここで、基準電圧
発生回路4より+V0,−V0の基準電圧を発生し、コン
パレータ5にて該基準電圧+V0,−V0と前記逆起電力
L1,L2とを、逆起電力のゼロクロスが起きる場所を中
心に比較すると、各コンパレータ51〜54の出力には、
L1Sens+,L1Sens-;L2Sens+,L2Sens-の出力信号を
得ることができる。
おいて、各コンパレータ51〜54より得られた信号L1S
ens+,-及びL2Sens+,-は、次のスイッチングパルス発生
用ロジック回路6に供給され、ここで、図2に示すごと
き、L1+,L1-及びL2+,L2-となるパルス信号を得るこ
とができる。ここで、まず、L1+について説明すると、
このL1+は、L1(コイルW1に発生する逆起電力)が+
電圧領にある時であって、磁極回転子がコイルW1を通
過する時点を中心に、コイルW2の出力電圧からL1+に
て示すタイミングの出力パルス信号が得られることを表
わしている。
場合は、磁極回転子が90°回転してコイルW1上にお
ける磁極回転子の磁極が、前述のL1+の信号を発生した
時と逆の極性になっている場合の、コイルW2からの信
号L2から得られるパルス信号を表わしている。以下、
同様にして、磁極回転子がコイルW2上を通過する時は
L2+,L2-のパルス信号を、図2に示すタイミングで得
ることができる。
イッチングで駆動する場合、逆起電力のゼロクロスが起
きる場所を中心に他の2本のコイルにパルス出力するこ
とになる。そこで、本発明では、パルス(L1Sens;L2
Sens)を出力しなければならない位置の初めと終わりを
ウィンドコンパレータで検出し、コンパレータ5の出力
をロジック回路6でスイッチングパルス(L1+,L1-;
L2+,L2-)に直接変換し、これによってDCモータを
回転するようにしている。したがって、ロジック回路6
の出力がスイッチングパルスになり、CPUが不要にな
る。
の基準電圧をモータ駆動用の供給電圧から取っており、
モータが無負荷で回転している時は、供給電圧と逆起電
力は同じ電圧になる。しかし、モータに負荷がかかった
場合は、逆起電力が下がり、見かけ上コンパレータの基
準電圧が上がったことになり、スイッチングパルス幅も
広がる。スイッチングパルス幅が広がると、電力の供給
量も増え、負荷に対応した電力が供給されることになる
(自己サーボ機能)。
の変動に対して回転が変動しないことが望まれるが、本
発明によると、電力供給用のスイッチング部とコンパレ
ータ及びロジック回路の全部を含めたものをブラシ付の
DCモータと等価の物と見なすことができ、したがっ
て、通常、DCモータの制御回路で使用されているブリ
ッジサーボや比例電流制御が使用でき、回転数の変更は
供給電圧の変更で行うことができる。また、ブラシレス
DCモータの欠点でもある起動回路をロジック回路の中
に組込めることができ、更には、逆転/正転の制御もロ
ジック回路の中に組込むことができる。
によると、CPUを使用することなく、センサレズ・ブ
ラシレスの直流モータを実現することができ、しかも、
自己サーボ機能を有し、低回転から高回転まで使い勝手
のよいセンサレス・ブラシレス直流モータを実現するこ
とができる。
ータの一実施例を説明するためのブロック図である。
ートである。
ための図である。
ユニット、3…モータ、4…基準電圧発生回路、5…コ
ンパレータユニット、6…スイッチングパルス発生用ロ
ジック回路。
Claims (1)
- 【請求項1】 90°の間隔をもって配設された2個の
駆動コイルと、該駆動コイルに駆動電圧を供給するため
の直流電圧源と、該駆動コイルへの通電によって回転さ
れる磁極回転子より成り、前記2個の駆動コイルに交互
に通電することによって前記磁極回転子を回転させるブ
ラシレス直流モータにおいて、前記直流電圧源を電源と
して0レベルを中心とする正及び負の基準電圧を発生す
る手段と、前記磁極回転子が一方のコイル上にある時の
他方のコイルに発生される逆起電力を検出し、該逆起電
力を前記正及び負の基準電圧と比較し、該逆起電力の0
レベルを中心に含み該逆起電力が前記正及び負の基準電
圧と交差する点間をパルス幅とするパルス信号を得る手
段とを有し、該パルス信号にて前記駆動コイルを駆動す
る直流電圧源の電圧をスイッチングすることを特徴とす
るセンサレス・ブラシレス直流モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00119596A JP3242823B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | センサレス・ブラシレス直流モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00119596A JP3242823B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | センサレス・ブラシレス直流モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09191685A JPH09191685A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3242823B2 true JP3242823B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=11494684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00119596A Expired - Fee Related JP3242823B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | センサレス・ブラシレス直流モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3242823B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4226948B2 (ja) * | 2003-05-26 | 2009-02-18 | パナソニック株式会社 | Dcブラシレスモータの制御装置 |
| JP2013229949A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Jtekt Corp | 二相ブラシレスモータの制御装置 |
| JP5995066B2 (ja) * | 2012-07-02 | 2016-09-21 | 株式会社ジェイテクト | 二相ブラシレスモータの制御装置 |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP00119596A patent/JP3242823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09191685A (ja) | 1997-07-22 |
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