JP3390703B2

JP3390703B2 - 多相モータの駆動装置

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Publication number: JP3390703B2
Application number: JP23272199A
Authority: JP
Inventors: 敏靖田倉
Original assignee: Toshiba Tec Corp
Current assignee: Toshiba Tec Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2003-03-31
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Also published as: US6249095B1; JP2000175478A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２相、３相、４相
などの多相モータの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、３相モータの速度トルク制御で
は、誘導モータや同期モータのインバータ駆動に見られ
るように、ロータの位置を検出せずに、６個のスイッチ
ング素子によりＨ型ブリッジ回路を構成し、各素子を高
周波数でチョッピングし、その通電デューティを変えて
正弦波状の電流を発生させて駆動し、その疑似的な正弦
波の周波数を制御する方法や、３相の巻線端子に矩形波
電圧を１２０°毎に通電する６ステップインバータ駆動
と呼ばれる駆動方法などが行われている。そして、その
速度トルク制御には、印加電圧の周波数を変えたり、Ｐ
ＷＭ（パルス幅変調）制御と呼ばれる制御法により各相
巻線と直列に接続された微小抵抗間に現れる電圧をフィ
ードバックして主電流を断続することにより平均電流値
を増減させていた。

【０００３】例えば、図２３に示すように、＋Ｅ端子と
接地間にトランジスタ１，２の直列回路、トランジスタ
３，４の直列回路及びトランジスタ５，６の直列回路を
それぞれ接続し、各トランジスタ１，２の接続点、各ト
ランジスタ３，４の接続点及び各トランジスタ５，６の
接続点にそれぞれモータ７の各相の巻線を接続してい
る。そして、マイクロコンピュータ８から回転速度を制
御する速度指令パルスをアンドゲート回路９に入力する
とともにモータ７の回転位置をホール素子を備えた位置
検出信号発生回路１０によりロータが３０度回転する毎
に検出し、その位置検出信号を遅延回路１１を介してア
ンドゲート回路９に入力している。遅延回路１１は、位
置検出信号を遅延制御してアンドゲート回路９にその位
置検出信号を供給するタイミングを調整するもので、そ
の遅延量はマイクロコンピュータ８が負荷状態や加速状
態により制御するようになっている。

【０００４】アンドゲート回路９は、マイクロコンピュ
ータ８からの速度指令パルスと遅延回路１１からの位置
検出信号との論理積を取り、その論理積出力を６ステッ
プリングカウンタ１２に出力し、このリングカウンタ１
２はアンドゲート回路９からの論理積出力の入力に応じ
て６本の出力ラインへの出力を順次変化させ、これを繰
返すもので、その出力をインバータＩＣ１３に供給して
いる。インバータＩＣ１３はリングカウンタ１２からの
出力を取込んで各トランジスタ１〜６をモータ７が相励
磁のステップ順序、又は逆のステップ順序に従って動作
するようにスイッチング制御するようになっている。こ
のような駆動回路を使用すればモータ７のロータの回転
位置と速度指令パルスとの同期をアンドゲート回路９で
取ることができるまた、３相ブラシレスモータにおいて
は、３個の位置検出素子の出力によって各素子に対応し
たコイルに直列接続したトランジスタをスイッチング制
御し、負荷のトルクと釣り合った回転速度となるように
制御していた。そして、この速度制御においてもＰＷＭ
制御が広く採用されていた。また、可変リラクタンスモ
ータを含むステッピングモータの閉ループ制御では、回
転軸の負荷に接続していない側に位置検出用のエンコー
ダを取付け、ロータが相切換えに最適な位置に来たとき
を判別して相の切換えを行う負荷角制御及びＰＷＭ制御
を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】３相モータでは図２３
に示すようにＹ又はΔ結線したＡ，Ｂ，Ｃの各相のリー
ド線をそれぞれ直列回路の各トランジスタの接続点に接
続し、各線間の電圧を正逆方向に切替えて駆動制御した
り、あるいは３個の素子を順次オン、オフする１相励磁
式あるいは１−２相励磁式で駆動制御することになる。

【０００６】しかし、図２３に示すものでは、ハイサイ
ド、すなわち、トランジスタ１，３，５の制御が非常に
複雑で、インバータＩＣ１３に発信回路やトランスを必
要とし、回路スペースが大きくなり、しかもコスト高と
なる問題があった。また、１相励磁式の駆動ではトルク
変動が大きくなり、そのため効率が低下したり、同一の
トルクを出すためのモータサイズが大形化する問題があ
った。また、３相ブラシレスモータではモータ内部に３
個のホールＩＣなどの位置検出部を設ける必要があるた
めモータスペースが増大し、モータが大形化する問題が
あった。

【０００７】そこで、本発明は、広範囲な速度制御とト
ルク制御ができてモータ効率を向上できるとともに配置
スペースが大きい回路部品数を少なくして回路スペース
を小さくでき、しかも経済性に優れた多相モータの駆動
装置を提供する。

【０００８】また、本発明は、さらに、モータスペース
を増大させること無く位置検出ができ、モータの小形化
を図ることができる多相モータの駆動装置を提供する。

【０００９】

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数極を有す
るステータと複数極を有するロータからなる多相モータ
と、この多相モータのロータが電気角で３６０°／２ｎ
（但し、ｎは正の整数）又は３６０°／ｎ回転する毎に
位置検出を行ってパルス信号を発生する位置検出手段
と、この位置検出手段からのパルス信号を入力する毎
に、そのとき行っている処理に優先して割込み処理を行
い、この割込み処理にて多相モータの励磁相切換えを行
うマイクロコンピュータとを備え、マイクロコンピュー
タによる割込み処理は、多相モータの回転速度に応じた
時間待ち調整手段を備え、位置検出手段からのパルス信
号を入力する毎に時間待ち調整手段にて時間待ちを行っ
て最適なタイミングで励磁が開始されるよう多相モータ
の励磁相切換えを行うことにある。

【００１１】

【００１２】また、本発明は、さらに、多相モータを３
相モータとし、位置検出手段は３相モータのロータが電
気角６０°又は１２０°回転する毎に位置検出を行うこ
とにある。

【００１３】また、本発明は、複数極を有するステータ
と複数極を有するロータからなる多相モータと、この多
相モータのロータが電気角で３６０°／２ｎ（但し、ｎ
は正の整数）又は３６０°／ｎ回転する毎に位置検出を
行ってパルス信号を発生する位置検出手段と、この位置
検出手段からのパルス信号を入力する毎に、そのとき行
っている処理に優先して割込み処理を行い、この割込み
処理にて多相モータの励磁相切換えを行うマイクロコン
ピュータとを備え、マイクロコンピュータは、入力する
パルス信号間の時間間隔をカウントするカウント手段
と、速度指令値により定まる目標速度に対応した目標時
間間隔とカウント手段がカウントする実際の時間間隔と
の偏差量を算出する偏差量算出手段と、この偏差量算出
手段が算出した偏差量に比例して次の励磁相の励磁時間
を適正に調整する励磁時間調整手段を設け、この調整手
段で調整した励磁時間に基づいて次の励磁相を励磁する
ことにある。

【００１４】また、本発明は、複数極を有するステータ
と複数極を有するロータからなる多相モータと、この多
相モータのロータが電気角で３６０°／２ｎ（但し、ｎ
は正の整数）又は３６０°／ｎ回転する毎に位置検出を
行ってパルス信号を発生する位置検出手段と、この位置
検出手段からのパルス信号を入力する毎に、そのとき行
っている処理に優先して割込み処理を行い、この割込み
処理にて多相モータの励磁相切換えを行うマイクロコン
ピュータとを備え、マイクロコンピュータは、入力する
パルス信号間の時間間隔をカウントするカウント手段
と、速度指令値により定まる目標速度に対応した目標時
間間隔とカウント手段がカウントする実際の時間間隔と
の偏差量を算出する偏差量算出手段と、この偏差量算出
手段が算出した偏差量に比例して次の励磁相の励磁時間
を適正に調整する励磁時間調整手段と、トルク指令値に
対応した相電流の通電デューティを格納した対比テーブ
ルとを設け、励磁時間調整手段で調整した励磁時間に基
づいて次の励磁相を励磁するとともにそのときの相電流
をトルク指令値により対比テーブルから読出した通電デ
ューティに基づいて制御することにある。

【００１５】また、本発明は、さらに、位置検出手段
は、ロータに固定され、外周部に電気角６０°又は１２
０°ピッチで複数の凸部を設け、ロータの回転とともに
回転する円盤状磁性体と、この円盤状磁性体の各凸部の
通過による磁気抵抗変化を検出して信号を出力する検出
素子とで構成したことにある。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。（第１の実施の形態）なお、この実施の形態は多相モー
タとして３相モータを使用した場合の例を述べる。

【００２０】図１はロータとステータを縦に切欠して示
す斜視図、図３は３相モータ全体の縦断面図、図４はロ
ータの磁極とステータの励磁相との関係を示す平面図
で、２１は６ポールの磁極を６０度間隔に配置し、各ポ
ールにそれぞれ巻線を集中巻きし、反時計方向にＡ相、
Ｂ相、Ｃ相、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相を形成したステータで、
このステータ２１内に４ポールの凸極ロータ２２を回転
軸２３に固定して回転自在に配置している。

【００２１】前記凸極ロータ２２は、１対のＩ形積層コ
ア２４，２５を間に軸方向に着磁した円形のサマリウム
・コバルト磁石などの希土類のマグネット２６を介して
十字形状に重ねて回転軸２３と一体に形成したもので、
上側のＩ形コア２４はＮ極のポールを形成し、下側のＩ
形コア２５はＳ極のポールを形成している。

【００２２】前記ステータ２１は円筒状の中央ケーシン
グ２７の内部に収納固定され、前記凸極ロータ２２は前
記ステータ２１内に収納されるとともに、回転軸２３の
一端が前記中央ケーシング２７の一端に装着される凹状
の端部ケーシング２８の中央部に取付けられた軸受２９
に回転自在に軸支し、他端が前記中央ケーシング２７の
他端に装着される凹状の端部ケーシング３０の中央部に
取付けられた軸受３１に貫通して回転自在に軸支してい
る。

【００２３】前記凸極ロータ２２の他端側と端部ケーシ
ング２８との間の空間部にこの凸極ロータ２２の位置検
出を行ってパルス信号を発生する位置検出手段としての
位置検出器３２を収納している。前記位置検出器３２
は、前記凸極ロータ２２の回転軸２３に、図２に示すよ
うに、外周部に電気角６０°（角度３０°）のピッチで
１２個の凸部を設けた円盤状磁性体３３を固定するとと
もに、前記端部ケーシング２８の内壁に永久磁石と磁性
体によりコ字状に構成されたヨークコアにサーチコイル
を巻装し、前記円盤状磁性体３３の各凸部の通過による
磁気抵抗変化を検出して信号を出力する検出素子３４を
取付けている。

【００２４】なお、前記円盤状磁性体３３の各凸部は図
に示すように凸極ロータ２２の外周側に延出していて
も、あるいは回転軸の他端側に折り曲がった構成であっ
てもよい。但し、折り曲がった構成の場合は検出素子３
４は横向きに配置することになる。

【００２５】この３相モータは、構造上から分類すると
一種の３相ハイブリッド形ステッピングモータと見なす
ことができるもので、表１に示すシーケンスに従って２
相励磁制御するようになっている。なお、この励磁順序
を逆にすればモータを逆回転することができる。

【００２６】

【表１】

【００２７】図５は、この３相モータにおいて、ステー
タ２１のＡ相を無励磁、Ｂ相をＮ極、Ｃ相をＳ極とした
ときの凸極ロータ２２の平衡状態を示している。これは
表１におけるステップ１又は７の状態で、凸極ロータ２
２には、図中矢印で示すように、一方のＣ相のステータ
ポールと対向するＮ極に時計方向のトルクＴn1が発生
し、一方のＢ相のステータポールと対向するＳ極に反時
計方向のトルクＴs1が発生し、また、他方のＣ相のステ
ータポールと対向するＮ極に時計方向のトルクＴn2が発
生し、他方のＢ相のステータポールと対向するＳ極に反
時計方向のトルクＴs2が発生して平衡状態を保ってい
る。

【００２８】図５の平衡状態において、２相励磁の状態
を表１のステップ２の状態、すなわち、Ｂ相をＮ極のま
ま、Ａ相をＳ極、Ｃ相を無励磁に切替えると、図６に示
すように、凸極ロータ２２のＮ極に発生するトルクＴn
1、Ｔn2の向きが反転し、凸極ロータ２２を反時計方向
に回転させるトルクが発生する。このとき発生するトル
クは凸極ロータ２２が他の位置にある場合に比較して最
も大きなトルクとなる。従って、図５の位置に凸極ロー
タ２２が到達したときにＡ相の電流が最大になるように
制御すれば、最も効率を高くすることができる。これに
対し、図５の位置に凸極ロータ２２が到達した場合でも
引き続きＢ相とＣ相を励磁し続ければ銅損のみが発生す
る状態になる。

【００２９】また、図７に示すように凸極ロータ２２の
Ｎ極がステータ２１の磁極と１対１に対向したり、図８
に示すように凸極ロータ２２のＳ極がステータ２１の磁
極と１対１に対向する状態では、トルクの発生が略半減
するので、その位置を境に励磁切換えを行うことで発生
トルクを最大の状態に導くことが可能になる。すなわ
ち、凸極ロータ２２がこの位置に到達したことを前記位
置検出器３２で検出し、凸極ロータ２２が３０°（電気
角では６０°）回転する毎にこの位置検出器３２からパ
ルス信号を発生してマイクロコンピュータに外部割込み
処理を行わせ、励磁相の切換えと励磁時間の修正を行わ
せる。この割込み処理では、位置検出器３２からのパル
ス信号に基づいて３相モータの回転速度に応じた待ち時
間を設けて励磁相の切換え開始時間を調整するようにな
っている。

【００３０】図９は３相モータ２０の駆動装置を示す回
路図で、＋Ｅ1 端子と接地間に第１のＦＥＴ（電界効果
型トランジスタ）４１と第２のＦＥＴ４２との直列回路
を接続し、第３のＦＥＴ４３と第４のＦＥＴ４４との直
列回路を接続し、第５のＦＥＴ４５と第６のＦＥＴ４６
との直列回路を接続している。そして、３相モータ２０
のＡ相巻線を前記第１のＦＥＴ４１と第２のＦＥＴ４２
との接続点に接続し、Ｂ相巻線を前記第３のＦＥＴ４３
と第４のＦＥＴ４４との接続点に接続し、Ｃ相巻線を前
記第５のＦＥＴ４５と第６のＦＥＴ４６との接続点に接
続している。

【００３１】前記第１、第３、第５のＦＥＴ４１，４
３，４５に対応してそれぞれ発信回路４７，４８，４９
を設け、その各発信回路４７，４８，４９をそれぞれ第
１、第２、第３のＮＰＮ形トランジスタ５０，５１，５
２のオン、オフ動作により駆動、駆動停止の制御を行う
ようになっている。そして、前記各発信回路４７，４
８，４９の発信出力をそれぞれトランス５３，５４，５
５の１次巻線に供給するようになっている。

【００３２】前記各トランス５３，５４，５５の２次巻
線をそれぞれコンデンサ５６，５７，５８を介して前記
各ＦＥＴ４１，４３，４５のゲート、ソース間に接続し
ている。なお、前記各ＦＥＴ４１，４３，４５のゲー
ト、ソース間には、また、定電圧ダイオード５９，６
０，６１が接続されている。

【００３３】また、前記第２のＦＥＴ４２に対応して第
４のＮＰＮ形トランジスタ６２並びに第５のＮＰＮ形ト
ランジスタ６３と第６のＰＮＰ形トランジスタ６４との
直列回路を設け、前記第４のＦＥＴ４４に対応して第７
のＮＰＮ形トランジスタ６５並びに第８のＮＰＮ形トラ
ンジスタ６６と第９のＰＮＰ形トランジスタ６７との直
列回路を設け、前記第６のＦＥＴ４６に対応して第１０
のＮＰＮ形トランジスタ６８並びに第１１のＮＰＮ形ト
ランジスタ６９と第１２のＰＮＰ形トランジスタ７０と
の直列回路を設けている。

【００３４】そして、前記第４のトランジスタ６２のコ
レクタを抵抗７１を介して＋Ｅ2 端子に接続するととも
に前記第５、第６のトランジスタ６３，６４のベースに
接続し、エミッタを接地している。前記第５、第６のト
ランジスタ６３，６４の直列回路は、トランジスタ６３
のコレクタを＋Ｅ2 端子に接続し、トランジスタ６４の
コレクタを接地し、各トランジスタ６３，６４のエミッ
タ接続点を抵抗７２を介して前記第２のＦＥＴ４２のゲ
ートに接続している。

【００３５】また、前記第７のトランジスタ６５のコレ
クタを抵抗７３を介して＋Ｅ2 端子に接続するとともに
前記第８、第９のトランジスタ６６，６７のベースに接
続し、エミッタを接地している。前記第８、第９のトラ
ンジスタ６６，６７の直列回路は、トランジスタ６６の
コレクタを＋Ｅ2 端子に接続し、トランジスタ６７のコ
レクタを接地し、各トランジスタ６６，６７のエミッタ
接続点を抵抗７４を介して前記第４のＦＥＴ４４のゲー
トに接続している。

【００３６】また、前記第１０のトランジスタ６５のコ
レクタを抵抗７５を介して＋Ｅ2 端子に接続するととも
に前記第１１、第１２のトランジスタ６９，７０のベー
スに接続し、エミッタを接地している。前記第１１、第
１２のトランジスタ６９，７０の直列回路は、トランジ
スタ６９のコレクタを＋Ｅ2 端子に接続し、トランジス
タ７０のコレクタを接地し、各トランジスタ６９，７０
のエミッタ接続点を抵抗７６を介して前記第６のＦＥＴ
４６のゲートに接続している。

【００３７】一方、マイクロコンピュータ７７を設け、
このマイクロコンピュータ７７の入力ポートに前記位置
検出器３２からのパルス信号をコンパレータ７８を介し
て入力している。前記コンパレータ７８は入力パルス信
号が所定の閾値レベル以上のときパルス信号をインデッ
クスパルスとして前記マイクロコンピュータ７７に供給
するようになっている。

【００３８】前記マイクロコンピュータ７７は、出力ポ
ート７〜０を設け、出力ポート５からの信号を前記第１
のトランジスタ５０のベースに供給し、出力ポート４か
らの信号を前記第４のトランジスタ６２のベースに供給
し、出力ポート３からの信号を前記第２のトランジスタ
５１のベースに供給し、出力ポート２からの信号を前記
第７のトランジスタ６５のベースに供給し、出力ポート
１からの信号を前記第３のトランジスタ５２のベースに
供給し、出力ポート０からの信号を前記第１０のトラン
ジスタ６８のベースに供給している。

【００３９】この駆動装置は、第１のトランジスタ５０
のベース電圧をハイ（Ｈ）レベルにすると発信回路４７
が動作を開始し、それにより、第１のＦＥＴ４１のゲー
ト、ソース間に電圧が印加されてこのＦＥＴ４１がオン
動作する。また、第７のトランジスタ６５のベース電圧
をロー（Ｌ）レベルにするとこのトランジスタ６５がオ
フするので、第８のトランジスタ６６がオン、第９のト
ランジスタ６７がオフし、第４のＦＥＴ４４がオン動作
する。これにより、第１のＦＥＴ４１と第４のＦＥＴ４
４を介して３相モータ２０のＡ相巻線とＢ相巻線に図中
矢印で示す方向の電流が流れ、Ａ相とＢ相が同時に励磁
される。

【００４０】次に第７のトランジスタ６５のベース電圧
をハイ（Ｈ）レベルにするとこのトランジスタ６５がオ
ンするので、第８のトランジスタ６６がオフ、第９のト
ランジスタ６７がオンし、第４のＦＥＴ４４が高速でオ
フ動作する。これと同時に、第１０のトランジスタ６８
のベース電圧をロー（Ｌ）レベルにするとこのトランジ
スタ６８がオフするので、第１１のトランジスタ６９が
オン、第１２のトランジスタ７０がオフし、第６のＦＥ
Ｔ４６がオン動作する。これにより、Ａ相はそのままで
Ｂ相がオフし、Ｃ相がオンすることになる。

【００４１】さらに、第１のトランジスタ５０をオフ
し、第１のＦＥＴ４１のゲート電位をソース電位よりも
下げてこのＦＥＴ４１をオフさせ、第２のトランジスタ
５１をオンさせることで第３のＦＥＴ４３をオンさせ、
また、それに先立って第７のトランジスタ６５をオン
し、第４のＦＥＴ４４をオフすると、Ａ相がオフし、Ｂ
相が逆極性にオンする。表２は、励磁相切換えによりモ
ータを回転させるときのマイクロコンピュータ７７の出
力ポートの出力と励磁相スティタスＳ１〜Ｓ６との関係
を８ビットの２進数と１６進数の両方で表わしたもので
ある。

【００４２】

【表２】

【００４３】すなわち、励磁相スティタスＳ１では出力
ポート７〜０の８ビットは「０，０，１，１，０，０，
０，１」となり、このときには、第１のトランジスタ５
０がオン、第４のトランジスタ６２がオン、第２のトラ
ンジスタ５１がオフ、第７のトランジスタ６５がオフ、
第３のトランジスタ５２がオフ、第１０のトランジスタ
６８がオンになり、また、第１のＦＥＴ４１がオン、第
２のＦＥＴ４２がオフ、第３のＦＥＴ４３がオフ、第４
のＦＥＴ４４がオン、第５のＦＥＴ４５がオフ、第６の
ＦＥＴ４６がオフになる。

【００４４】励磁相スティタスＳ２では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，０，１，１，０，１，０，０」と
なり、このときには、第１のトランジスタ５０がオン、
第４のトランジスタ６２がオン、第２のトランジスタ５
１がオフ、第７のトランジスタ６５がオン、第３のトラ
ンジスタ５２がオフ、第１０のトランジスタ６８がオフ
になり、また、第１のＦＥＴ４１がオン、第２のＦＥＴ
４２がオフ、第３のＦＥＴ４３がオフ、第４のＦＥＴ４
４がオフ、第５のＦＥＴ４５がオフ、第６のＦＥＴ４６
がオンになる。

【００４５】励磁相スティタスＳ３では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，０，０，１，１，１，０，０」と
なり、このときには、第１のトランジスタ５０がオフ、
第４のトランジスタ６２がオン、第２のトランジスタ５
１がオン、第７のトランジスタ６５がオン、第３のトラ
ンジスタ５２がオフ、第１０のトランジスタ６８がオフ
になり、また、第１のＦＥＴ４１がオフ、第２のＦＥＴ
４２がオフ、第３のＦＥＴ４３がオン、第４のＦＥＴ４
４がオフ、第５のＦＥＴ４５がオフ、第６のＦＥＴ４６
がオンになる。

【００４６】励磁相スティタスＳ４では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，０，０，０，１，１，０，１」と
なり、このときには、第１のトランジスタ５０がオフ、
第４のトランジスタ６２がオフ、第２のトランジスタ５
１がオン、第７のトランジスタ６５がオン、第３のトラ
ンジスタ５２がオフ、第１０のトランジスタ６８がオン
になり、また、第１のＦＥＴ４１がオフ、第２のＦＥＴ
４２がオン、第３のＦＥＴ４３がオン、第４のＦＥＴ４
４がオフ、第５のＦＥＴ４５がオフ、第６のＦＥＴ４６
がオフになる。

【００４７】励磁相スティタスＳ５では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，０，０，０，０，１，０，１」と
なり、このときには、第１のトランジスタ５０がオフ、
第４のトランジスタ６２がオフ、第２のトランジスタ５
１がオフ、第７のトランジスタ６５がオン、第３のトラ
ンジスタ５２がオフ、第１０のトランジスタ６８がオン
になり、また、第１のＦＥＴ４１がオフ、第２のＦＥＴ
４２がオン、第３のＦＥＴ４３がオフ、第４のＦＥＴ４
４がオフ、第５のＦＥＴ４５がオン、第６のＦＥＴ４６
がオフになる。

【００４８】励磁相スティタスＳ６では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，０，０，１，０，０，１，１」と
なり、このときには、第１のトランジスタ５０がオフ、
第４のトランジスタ６２がオン、第２のトランジスタ５
１がオフ、第７のトランジスタ６５がオフ、第３のトラ
ンジスタ５２がオン、第１０のトランジスタ６８がオン
になり、また、第１のＦＥＴ４１がオフ、第２のＦＥＴ
４２がオフ、第３のＦＥＴ４３がオフ、第４のＦＥＴ４
４がオン、第５のＦＥＴ４５がオン、第６のＦＥＴ４６
がオフになる。この表２で示す励磁相スティタスＳ１〜
Ｓ６をこの順序あるいはこの逆順序で実行すれば３相モ
ータ２０を正逆の任意の方向に回転させることができ
る。

【００４９】励磁相スティタスは、前記マイクロコンピ
ュータ７７のＲＯＭに図１０に示すテーブル７７ａとし
て格納している。すなわち、このテーブル７７ａには番
地Ｆ０８１〜Ｆ０８６にデータ「３１Ｈ」、「３４
Ｈ」、「１ＣＨ」、「０ＤＨ」、「０５Ｈ」、「１３
Ｈ」を格納し、番地Ｆ０８０、Ｆ０８７に無励磁のため
のデータ「１５Ｈ」を格納している。前記マイクロコン
ピュータ７７は、図１３に示すメイン処理を行うととも
に、前記コンパレータ７８からインデックスパルスの入
力があると、図１４に示すインデックス割込み処理を行
うようになっている。

【００５０】図１３のメイン処理では、電源が投入され
ると、Ｓ１にて、ＲＡＭ内のＬレジスタにＦ０８番地、
すなわち、図１０のテーブル７７ａから出力スティタス
Ｓ１、Ｓ６以外の、例えばＦ０８３番地のデータ「１Ｃ
Ｈ」を読込む。続いて、Ｓ２にて、外部信号が停止指示
か、回転指示かを判定する。もし、停止指示であれば、
Ｓ３にて、Ｆ０８７番地のデータ「１５Ｈ」をＬレジス
タに読出して出力ポート７〜０に１５Ｈ、すなわち「０
００１０１０１」を出力し、全てのＦＥＴ４１〜４６を
オフ状態にして処理を終了する。

【００５１】また、Ｓ２にて回転指示が判定されると、
続いて、Ｓ４にて、回転方向の判定が行われ、時計回り
の回転であれば、Ｓ５にて、Ｌレジスタの内容をインク
リメントし、続いて、Ｓ６にて、Ｌレジスタの内容が無
励磁のＦ０８７番地まで進んだか否かを判定し、もし、
Ｆ０８７番地になっていれば、Ｓ７にて、Ｌレジスタの
内容をＦ０８１Ｈ番地に書き替える。また、反時計回り
の回転であれば、Ｓ８にて、Ｌレジスタの内容をデクリ
メントし、続いて、Ｓ９にて、Ｌレジスタの内容が無励
磁のＦ０８０番地まで戻ったか否かを判定し、もし、Ｆ
０８０番地になっていれば、Ｓ１０にて、Ｌレジスタの
内容をＦ０８６Ｈ番地に書き替える。

【００５２】次に、Ｓ１１にて、Ｌレジスタが指定する
ＲＯＭの番地のデータ（メモリ内容）をＲＡＭ内のＡレ
ジスタに読出し、Ｓ１２にて、ソフトウエアタイマで時
間間隔を取り、Ｓ１３にて、Ａレジスタの内容を出力ポ
ートに出力する。次に、Ｓ１４にて、予め初期条件とし
て記憶してある励磁時間Ｔc をＲＡＭ内のＢレジスタに
読出し、Ｓ１５にて、そのＢレジスタの内容Ｔc をＲＡ
Ｍ内のタイマカウンタにセットする。このタイマカウン
タへのＴc のセットにより、Ｔc時間経過後にはタイマ
割込みが行われるようになる。

【００５３】次に、外部信号としてマイクロコンピュー
タ７７に与えられる速度指令値を、Ｓ１６にて、ＲＡＭ
内のＣレジスタに読込む。この速度指令値は前記位置検
出器３２の検出素子３４が円盤状磁性体３３の突起部を
検出して得られる電気角６０°のパルス出力の時間間隔
Ｔt として与えられている。続いて、Ｓ１７にて、Ｂレ
ジスタの内容からＣレジスタの内容を減算して目標時間
からの偏差量ΔＴ＝Ｔc −Ｔt を求め、その結果をＳ１
８にて、Ｃレジスタに格納する。この偏差量ΔＴは、起
動時が最大で、指定時間を越えた速度に達した場合には
負数となる。

【００５４】続いて、Ｓ１９にて、Ｂレジスタの内容Ｔ
c からＫ・ΔＴを減算し、これをＢレジスタに格納して
新たなＴcsとする。但し、ＫはＴt とΔＴの値によって
定められる１以下の正数である。このように、Ｔcs＝Ｔ
c −Ｋ・ΔＴの演算を行うことにより各相の励磁時間は
相切換えが行われる毎に調整され、目標速度に一致する
ようにフィードバック制御される。

【００５５】続いて、トルク制御が行われる。すなわ
ち、Ｓ２０にて、外部信号としてマイクロコンピュータ
７７に与えられるトルク指令値をＲＡＭ内のＥレジスタ
に読込む。

【００５６】マイクロコンピュータ７７のＲＯＭ内に図
１１に示すトルクレベル１０〜１に対応する相電流平均
値及びデューティ比を格納したテーブル７７ｂを設ける
とともに図１２に示すトルクレベルに相当する番地Ｆ１
１１〜Ｆ１１Ａと対応するデューティ比を格納したテー
ブル７７ｃを設ける。すなわち、番地がＦ１１１〜Ｆ１
１Ａに増加する毎にデューティ比も０．３〜１へと増加
する。ここで言うデューティ比とは、全励磁期間に対す
る電圧が印加されている期間の割合を示し、その一例を
示すと図１５に示すようになる。

【００５７】すなわち、全励磁期間を任意の区間にほぼ
等分割し、その各区間の電圧印加デューティを変えたと
きの全励磁期間での平均電流値を定め、その値がトルク
レベルと比例するように定めている。従って、このデュ
ーティ比は制御対象となるモータのコイルインダクタン
スによって異なる値となる。図１５では全励磁期間を５
分割にした場合を示している。

【００５８】次に、Ｓ２１にて、トルク指令値に対する
通電期間のデューティ比をＥレジスタに読込み、Ｓ２２
にて、ソフトウエアタイマによる時間待ちを行い、続い
て、Ｓ２３にて、出力ポートに「１５Ｈ」を出力して無
励磁制御を行い、Ｓ２４にて、ソフトウエアタイマによ
る時間待ちを行い、続いて、Ｓ２５にて、Ａレジスタの
内容を出力ポートに出力して励磁制御を行い、さらに、
Ｓ２６にて、全励磁期間の励磁時間Ｔc が経過したか否
かを判定し、励磁時間Ｔc が経過してなければ、Ｓ２２
の時間待ちに戻る。すなわち、ソフトウエアタイマを使
用して無励磁状態と励磁復帰状態の時間間隔を取りなが
ら無励磁制御と励磁制御を繰返す。

【００５９】そして、全励磁期間の励磁時間Ｔc が経過
すると、Ｓ２７にて、タイマ割込みを実行し、処理をＳ
２の停止か回転かの判定に戻す。このようなメイン処理
を行っている最中に位置検出器３２からコンパレータ７
８を介してインデックスパルス信号を取込むと、図１４
に示すインデックス割込み処理を実行する。このインデ
ックス割込み処理では励磁相の切換えと出力変更を行っ
た後メインルーチンへリターンする。

【００６０】すなわち、Ｓ３０にて、Ｂレジスタに格納
されたＴc に対応して最適なタイミングで励磁が開始さ
れるように定められた一定の時間の時間待ちを行った後
（時間待ち調整手段）、Ｓ３１にて、インデックスパル
スと次のインデックスパルスとのパルス間隔を測定し、
その測定値Ｔc ′をタイマレジスタに格納する。続い
て、Ｓ３２にて、タイマレジスタの内容Ｔc ′を読出
し、Ｔc ′＞０であれば、Ｓ３３にて、タイマカウンタ
の値Ｔc をＴc ′に置き換え、Ｓ３４にて、新たなＴc
をＢレジスタに格納する。

【００６１】次に、Ｓ３５にて、モータの回転が時計回
りの回転か反時計回りの回転かを判定し、時計回りの回
転であれば、Ｓ３６にて、Ｌレジスタの内容をインクリ
メントし、続いて、Ｓ３７にて、Ｌレジスタの内容が無
励磁のＦ０８７番地まで進んだか否かを判定し、もし、
Ｆ０８７番地になっていれば、Ｓ３８にて、Ｌレジスタ
の内容をＦ０８１Ｈ番地に書き替える。また、反時計回
りの回転であれば、Ｓ３９にて、Ｌレジスタの内容をデ
クリメントし、続いて、Ｓ４０にて、Ｌレジスタの内容
が無励磁のＦ０８０番地まで戻ったか否かを判定し、も
し、Ｆ０８０番地になっていれば、Ｓ４１にて、Ｌレジ
スタの内容をＦ０８６Ｈ番地に書き替える。

【００６２】続いて、Ｓ４２にて、Ｌレジスタが指定す
るＲＯＭの番地のデータ（メモリ内容）をＡレジスタに
読出し、Ｓ４３にて、Ａレジスタの内容を出力ポートに
出力してからメインルーチンへリターンする。

【００６３】このような構成においては、位置検出器３
２でモータ２０の発生トルクが一定値以下となる凸極ロ
ータ２２とステータ２１の位置関係を電気角６０°の周
期で検出し、その検出出力をインデックスパルスとして
マイクロコンピュータ７７に取込む。マイクロコンピュ
ータ７７は割込み処理によって各ＦＥＴ４１〜４６及び
各トランジスタ５０，５１，５２，６２，６５，６８を
直接オン、オフ制御して相電流の切換え処理を行う。従
って、配置スペースが大きいインバータＩＣ等を不要に
でき、回路スペースを小さくできるとともにコスト低下
を図ることができる。

【００６４】そして、位置検出器３２で凸極ロータ２２
が電気角６０°回転する毎に位置検出を行い、コンパレ
ータ７８を介してマイクロコンピュータ７７にインデッ
クスパルスを入力し、マイクロコンピュータ７７では入
力するインデックスパルスのパルス時間間隔をカウント
し、その時間と速度の指令値によって定まる目標時間と
の偏差量で次の相の適正な励磁時間を演算し、目標の時
間よりも検出時間が大きい場合には励磁時間を増大させ
るように調整し、逆に目標の時間よりも検出時間が小さ
い場合には励磁時間を減少させるように調整して速度制
御を行う。また、発生トルクに対応する電流値と電流の
デューティ比の関係を与えるデータを対比テーブルとし
てＲＯＭ内に格納し、目標トルクと発生トルクとの偏差
量に基づいて電流デューティを増減させてトルク制御を
行っている。

【００６５】従って、発生トルクが最大となるタイミン
グでより大きな電流を投入でき、逆に電流をいくら流し
てもほとんどトルクが得られない状態や逆トルクが発生
するタイミングでの通電を回避させることができ、しか
も、これを正逆回転を含む広い速度範囲にわたって実行
でき、広範囲な速度制御とトルク制御ができてモータ効
率を向上できる。特に、任意のトルクで運転するモータ
ではモータ効率を常に最高の状態に維持して運転させる
ことができる。

【００６６】また、３相モータ２０内に設ける位置検出
器３２は１個のみであり、しかも、位置検出器３２は、
凸極ロータ２２の回転軸２３に、外周部に電気角６０°
のピッチで１２個の凸部を設けた円盤状磁性体３３を固
定するとともに、端部ケーシング２８の内壁に永久磁石
と磁性体によりコ字状に構成されたヨークコアにサーチ
コイルを巻装した検出素子３４を取付けているので、凸
極ロータ２２とケーシング２８との間のデットスペース
を利用して取付けることができる。従って、位置検出器
を設けることでモータスペースが大きくなることはな
く、モータの小形化を図ることができる。また、円盤状
磁性体３３は軸受へゴミの侵入を防止するスリンガとし
て機能させることができる。

【００６７】また、モータの起動時には凸極ロータ２２
の回転速度が低く位置検出器３２からの検出信号レベル
が低いので、コンパレータ７８からマイクロコンピュー
タ７７にインデックスパルスが入力することはない。す
なわち、起動時には、マイクロコンピュータ７７は割込
み処理を行わずに設定に基づいてモータを駆動制御す
る。そして、モータの速度がある程度高くなるとコンパ
レータ７８からマイクロコンピュータ７７にインデック
スパルスが入力し、以降、マイクロコンピュータ７７は
インデックス割込み処理によってモータを駆動制御する
ようになる。

【００６８】従って、起動時には、割込みのないオープ
ンループでの正逆運転ができ、また、位置検出器３２か
らの信号処理もモータの速度が高まってからであり、信
号処理が容易かつ効率的にできる。

【００６９】（第２の実施の形態）なお、この実施の形
態は多相モータとして３相モータを使用した場合の他の
例について述べる。前述した第１の実施の形態と異なる
点は、ステータの各磁極に対する巻線の巻き方と駆動装
置に使用するＦＥＴの数である。

【００７０】図１６に示すようにステータ２１の各磁極
に対して、Ａ相とＢ相、Ｂ相とＣ相、Ｃ相とＡ相の巻線
を同時に集中巻きし、１８０度対称の構造になってい
る。すなわち、１本の巻線を、図１７の(a) に示すよう
に、一方のＡ相の磁極に巻装し、続いて一方のＢ相の磁
極に巻装し、続いて対向する他方のＢ相の磁極に巻装
し、最後に他方のＡ相の磁極に巻装している。また、別
の１本の巻線を、図１７の(b) に示すように、一方のＢ
相の磁極に巻装し、続いて一方のＣ相の磁極に巻装し、
続いて対向する他方のＣ相の磁極に巻装し、最後に他方
のＢ相の磁極に巻装している。さらに、別の１本の巻線
を、図１７の(c) に示すように、一方のＣ相の磁極に巻
装し、続いて一方のＡ相の磁極に巻装し、続いて対向す
る他方のＡ相の磁極に巻装し、最後に他方のＣ相の磁極
に巻装している。そして、各巻線の一端を＋Ｅ端子に接
続し、他端をそれぞれ第７、第８、第９のＦＥＴ（電界
効果形トランジスタ）８１，８２，８３のドレインに接
続している。前記各ＦＥＴ８１，８２，８３のソースは
接地されている。

【００７１】前記第７のＦＥＴ８１に対応して第１３の
ＮＰＮ形トランジスタ８４並びに第１４のＮＰＮ形トラ
ンジスタ８５と第１５のＰＮＰ形トランジスタ８６との
直列回路を設け、前記第８のＦＥＴ８２に対応して第１
６のＮＰＮ形トランジスタ８７並びに第１７のＮＰＮ形
トランジスタ８８と第１８ＰＮＰ形トランジスタ８９と
の直列回路を設け、前記第９のＦＥＴ８３に対応して第
１９のＮＰＮ形トランジスタ９０並びに第２０のＮＰＮ
形トランジスタ９１と第２１のＰＮＰ形トランジスタ９
２との直列回路を設けている。

【００７２】そして、前記第１３のトランジスタ８４の
コレクタを抵抗９３を介して＋Ｅ2端子に接続するとと
もに前記第１４、第１５のトランジスタ８５，８６のベ
ースに接続し、エミッタを接地している。前記第１４、
第１５のトランジスタ８５，８６の直列回路は、トラン
ジスタ８５のコレクタを＋Ｅ2 端子に接続し、トランジ
スタ８６のコレクタを接地し、各トランジスタ８５，８
６のエミッタ接続点を抵抗９４を介して前記第７のＦＥ
Ｔ８１のゲートに接続するとともに抵抗９５を介して接
地している。

【００７３】また、前記第１６のトランジスタ８７のコ
レクタを抵抗９６を介して＋Ｅ2 端子に接続するととも
に前記第１７、第１８のトランジスタ８８，８９のベー
スに接続し、エミッタを接地している。前記第１７、第
１８のトランジスタ８８，８９の直列回路は、トランジ
スタ８８のコレクタを＋Ｅ2 端子に接続し、トランジス
タ８９のコレクタを接地し、各トランジスタ８８，８９
のエミッタ接続点を抵抗９７を介して前記第８のＦＥＴ
８２のゲートに接続するとともに抵抗９８を介して接地
している。

【００７４】また、前記第１９のトランジスタ９０のコ
レクタを抵抗９９を介して＋Ｅ2 端子に接続するととも
に前記第２０、第２１のトランジスタ９１，９２のベー
スに接続し、エミッタを接地している。前記第２０、第
２１のトランジスタ９１，９２の直列回路は、トランジ
スタ９１のコレクタを＋Ｅ2 端子に接続し、トランジス
タ９２のコレクタを接地し、各トランジスタ９１，９２
のエミッタ接続点を抵抗１００を介して前記第９のＦＥ
Ｔ８３のゲートに接続するとともに抵抗１０１を介して
接地している。

【００７５】そして、前記第１３、第１６、第１９のト
ランジスタ８４，８７，９０のベースに対してマイクロ
コンピュータの出力ポート６，４，５からビット信号を
供給するようになっている。表３は、励磁相切換えによ
りモータを回転させるときのマイクロコンピュータの出
力ポートの出力と励磁相スティタスＳ１〜Ｓ６との関係
を８ビットの２進数と１６進数の両方で表わしたもので
ある。

【００７６】

【表３】

【００７７】すなわち、励磁相スティタスＳ１では出力
ポート７〜０の８ビットは「０，１，１，０，０，０，
０，０」となり、このときには、第１３のトランジスタ
８４がオン、第１９のトランジスタ９０がオン、第１６
のトランジスタ８７がオフになり、また、第７のＦＥＴ
８１がオフ、第９のＦＥＴ８３がオフ、第８のＦＥＴ８
２がオンになる。

【００７８】励磁相スティタスＳ２では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，１，０，０，０，０，０，０」と
なり、このときには、第１３のトランジスタ８４がオ
ン、第１９のトランジスタ９０がオフ、第１６のトラン
ジスタ８７がオフになり、また、第７のＦＥＴ８１がオ
フ、第９のＦＥＴ８３がオン、第８のＦＥＴ８２がオン
になる。

【００７９】励磁相スティタスＳ３では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，１，０，１，０，０，０，０」と
なり、このときには、第１３のトランジスタ８４がオ
ン、第１９のトランジスタ９０がオフ、第１６のトラン
ジスタ８７がオンになり、また、第７のＦＥＴ８１がオ
フ、第９のＦＥＴ８３がオン、第８のＦＥＴ８２がオフ
になる。

【００８０】励磁相スティタスＳ４では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，０，０，１，０，０，０，０」と
なり、このときには、第１３のトランジスタ８４がオ
フ、第１９のトランジスタ９０がオフ、第１６のトラン
ジスタ８７がオンになり、また、第７のＦＥＴ８１がオ
フ、第９のＦＥＴ８３がオフ、第８のＦＥＴ８２がオン
になる。

【００８１】励磁相スティタスＳ５では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，０，１，１，０，０，０，０」と
なり、このときには、第１３のトランジスタ８４がオ
フ、第１９のトランジスタ９０がオン、第１６のトラン
ジスタ８７がオンになり、また、第７のＦＥＴ８１がオ
フ、第９のＦＥＴ８３がオン、第８のＦＥＴ８２がオン
になる。

【００８２】励磁相スティタスＳ６では出力ポート７〜
０の８ビットは「０，０，１，０，０，０，０，０」と
なり、このときには、第１３のトランジスタ８４がオ
フ、第１９のトランジスタ９０がオン、第１６のトラン
ジスタ８７がオフになり、また、第７のＦＥＴ８１がオ
ン、第９のＦＥＴ８３がオフ、第８のＦＥＴ８２がオン
になる。

【００８３】この表３で示す励磁相スティタスＳ１〜Ｓ
６をこの順序あるいはこの逆順序で実行すれば３相モー
タ２０を正逆の任意の方向に回転させることができる。
図１８は表３のシーケンスにおける凸極ロータ２２とス
テータス２１の平衡位置の変化を示したもので、この切
換えにより平衡位置が(a) 〜(f) へと機械角で３０°ず
つステップして回転する状態を示している。

【００８４】マイクロコンピュータは、図１９に示すメ
イン処理、図２０に示すタイマ割込み処理、図２１及び
図２２に示すインデックス割込み処理を行うようになっ
ている。図１９のメイン処理では、電源が投入される
と、Ｓ５１にて、外部信号が停止指示か、回転指示かを
判定する。もし、停止指示であれば、Ｓ５２にて、出力
ポート７〜０に７０Ｈ、すなわち「０１１１００００」
を出力して全てのＦＥＴ８１〜８３をオフ状態にして処
理を終了する。

【００８５】また、Ｓ５１にて回転指示が判定される
と、続いて、Ｓ５３にて、Ａレジスタに格納されている
初期値、例えば「１０Ｈ」を出力ポートに出力し、Ｓ５
４にて、Ｂレジスタに励磁期間の初期値Ｔc を読出す。
そして、Ｓ５５にて、Ｂレジスタの内容Ｔc をタイマカ
ウンタにセットする。

【００８６】続いて、Ｓ５６にて、回転方向の判定を行
い、Ｓ５７にて、時計回り、反時計回りのそれぞれにお
いて、そのときの出力状態がどのようなスティタスにな
っているかを判別し、その判別結果に応じてＡレジスタ
の内容を書き換え、Ｓ５８にて、書き換えたＡレジスタ
の内容を出力ポートに出力する。

【００８７】次に、Ｓ５９にて、トルク指令値をＥレジ
スタに読込み、Ｓ６０にて、トルク指令値に対応する電
流の通電期間のデューティ比をＥレジスタに読込む。そ
して、Ｓ６１にて、ソフトウエアタイマによる時間待ち
を行い、続いて、Ｓ６２にて、出力ポートに「７０Ｈ」
を出力して無励磁制御を行い、Ｓ６３にて、ソフトウエ
アタイマによる時間待ちを行い、続いて、Ｓ６４にて、
Ａレジスタの内容を出力ポートに出力して励磁制御を行
い、さらに、Ｓ６５にて、カウンタのカウント値がｎに
達したか否かを判定し、ｎに達していなければ、Ｓ６１
の時間待ちに戻る。すなわち、ソフトウエアタイマを使
用して無励磁状態と励磁復帰状態の時間間隔を取りなが
ら無励磁制御と励磁制御を繰返す。この間に励磁時間Ｔ
c が経過すると、タイマ割込みが行われる。

【００８８】タイマ割込みでは図２０に示すように、Ｓ
６６にて、Ｂレジスタの内容Ｔc をタイマカウンタにセ
ットし、Ｓ６７にて、回転方向の判定を行い、Ｓ６８に
て、時計回り、反時計回りのそれぞれにおいて、そのと
きの出力状態がどのようなスティタスになっているかを
判別し、その判別結果に応じてＡレジスタの内容を書き
換える。そしてルーチンを図１９におけるＳ５８のＡレ
ジスタの内容を出力ポートに出力する処理に戻す。

【００８９】また、Ｓ６５にて、カウンタのカウント値
がｎに達していれば、処理をＳ５１の停止か回転かの判
定に戻す。そして、この間に位置検出器の検出動作によ
りコンパレータからインデックスパルスが入力すると、
図２１及び図２２に示すインデックス割込み処理を開始
する。

【００９０】このインデックス割込み処理では励磁相の
切換えと出力変更を行った後メインルーチンへリターン
する。すなわち、Ｓ７１にて、インデックスパルスと次
のインデックスパルスとのパルス間隔を測定し、その測
定値Ｔc ′をタイマレジスタに格納する。続いて、Ｓ７
２にて、タイマレジスタの内容Ｔc ′を読出し、Ｔc′
＞０であれば、Ｓ７３にて、タイマカウンタの値Ｔc を
Ｔc ′に置き換え、Ｓ７４にて、新たなＴc をＢレジス
タに格納する。

【００９１】次に、Ｓ７５にて、モータの回転が時計回
りの回転か反時計回りの回転かを判定し、時計回りの回
転であれば、Ｓ７６にて、そのときの出力状態がどのよ
うなスティタスになっているかを判別し、その判別結果
に応じてＡレジスタの内容を書き換える。そして、Ｓ７
７にて、Ａレジスタの内容を出力ポートに出力してメイ
ン処理にリターンする。また、反時計回りの回転であれ
ば、図２２のＳ７８にて、そのときの出力状態がどのよ
うなスティタスになっているかを判別し、その判別結果
に応じてＡレジスタの内容を書き換える。そして、Ｓ７
９にて、Ａレジスタの内容を出力ポートに出力してメイ
ン処理にリターンする。

【００９２】このような構成においては、使用するＦＥ
Ｔの数を３個にでき、従って、これを制御するために使
用するトランジスタの数も少なくできる。従って、駆動
装置の回路構成がより簡単となり必要とする回路スペー
スをさらに小さくできる。その他についてはこの実施の
形態においても前述した第１の実施の形態と同様の効果
が得られるものである。

【００９３】なお、前述した各実施の形態はこの発明を
３相モータ駆動装置に適用したものについて述べたが必
ずしもこれに限定するものではなく、２相、４相、５相
等その他の多相モータの駆動装置にも適用できるもので
ある。

【００９４】また、前述した各実施の形態では位置検出
器として凸極ロータが電気角で６０°回転する毎に位置
検出を行うものを使用したが必ずしもこれに限定するも
のではなく、電気角で１２０°回転する毎に位置検出を
行うものであってもよい。要は、使用する多相モータの
種類によってロータが電気角で３６０°／ｎ、あるいは
３６０°／２ｎ（但し、ｎは正の整数）回転する毎に位
置検出を行うものであればよい。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、広範囲な速度制御とト
ルク制御ができてモータ効率を向上できるとともに回路
スペースを小さくでき、しかも経済性に優れた多相モー
タの駆動装置を提供できる。また、本発明によれば、さ
らに、モータスペースを増大させること無く位置検出が
でき、モータの小形化を図ることができる多相モータの
駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す３相モータの
ロータとステータの部分を縦に切欠して示す斜視図

【図２】同実施の形態において使用する位置検出器の円
盤状磁性体の構成を示す図。

【図３】同実施の形態における３相モータ全体の縦断面
図。

【図４】同実施の形態における３相モータのロータの磁
極とステータの励磁相との関係を示す平面図。

【図５】同実施の形態における３相モータの平衡状態で
のロータの磁極とステータの励磁相及び発生トルクの関
係を示す平面図。

【図６】同実施の形態における３相モータの回転時のロ
ータの磁極とステータの励磁相及び発生トルクの関係を
示す平面図。

【図７】同実施の形態における３相モータのロータのＮ
極がステータの磁極と１対１で対向しているときの状態
を示す平面図。

【図８】同実施の形態における３相モータのロータのＳ
極がステータの磁極と１対１で対向しているときの状態
を示す平面図。

【図９】同実施の形態における３相モータの駆動装置の
回路構成図。

【図１０】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
に設定される励磁相スティタスの情報を格納するテーブ
ル構成を示す図。

【図１１】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
に設定されるトルクレベルに対応する相電流平均値及び
デューティ比を格納したテーブル構成を示す図。

【図１２】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
に設定されるトルクレベルに相当する番地と対応するデ
ューティ比を格納したテーブル構成を示す図。

【図１３】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
によるメイン処理を示す流れ図。

【図１４】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
によるインデックス割込み処理を示す流れ図。

【図１５】同実施の形態におけるデューティ比の設定例
を示す通電波形図。

【図１６】本発明の他の実施の形態を示すステータに対
する巻線の配置と駆動装置の回路構成を示す図。

【図１７】同実施の形態におけるステータに対する巻線
の巻き方を説明するための図。

【図１８】同実施の形態における凸極ロータとステータ
スの平衡位置の変化を示した図。

【図１９】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
によるメイン処理を示す流れ図。

【図２０】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
によるタイマ割込み処理を示す流れ図。

【図２１】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
によるインデックス割込み処理の一部を示す流れ図。

【図２２】同実施の形態におけるマイクロコンピュータ
によるインデックス割込み処理の一部を示す流れ図。

【図２３】従来例を示す駆動回路の回路構成図。

【符号の説明】

２０…３相モータ２１…ステータ２２…凸極ロータ２３…回転軸３２…位置検出器４１〜４６…ＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）５０〜５２，６２〜７０…トランジスタ７７…マイクロコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 6/08 H02P 6/10 H02P 8/00 H02P 8/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数極を有するステータと複数極を有す
るロータからなる多相モータと、この多相モータの前記
ロータが電気角で３６０°／２ｎ（但し、ｎは正の整
数）又は３６０°／ｎ回転する毎に位置検出を行ってパ
ルス信号を発生する位置検出手段と、この位置検出手段
からのパルス信号を入力する毎に、そのとき行っている
処理に優先して割込み処理を行い、この割込み処理にて
前記多相モータの励磁相切換えを行うマイクロコンピュ
ータとを備え、前記マイクロコンピュータによる割込み処理は、多相モ
ータの回転速度に応じた時間待ち調整手段を備え、位置
検出手段からのパルス信号を入力する毎に前記時間待ち
調整手段にて時間待ちを行って最適なタイミングで励磁
が開始されるよう前記多相モータの励磁相切換えを行う
ことを特徴とする多相モータの駆動装置。
【請求項２】多相モータを３相モータとし、位置検出
手段は前記３相モータのロータが電気角６０°又は１２
０°回転する毎に位置検出を行うことを特徴とする請求
項１記載の多相モータの駆動装置。
【請求項３】複数極を有するステータと複数極を有す
るロータからなる多相モータと、この多相モータの前記
ロータが電気角で３６０°／２ｎ（但し、ｎは正の整
数）又は３６０°／ｎ回転する毎に位置検出を行ってパ
ルス信号を発生する位置検出手段と、この位置検出手段
からのパルス信号を入力する毎に、そのとき行っている
処理に優先して割込み処理を行い、この割込み処理にて
前記多相モータの励磁相切換えを行うマイクロコンピュ
ータとを備え、前記マイクロコンピュータは、入力するパルス信号間の
時間間隔をカウントするカウント手段と、速度指令値に
より定まる目標速度に対応した目標時間間隔と前記カウ
ント手段がカウントする実際の時間間隔との偏差量を算
出する偏差量算出手段と、この偏差量算出手段が算出し
た偏差量に比例して次の励磁相の励磁時間を適正に調整
する励磁時間調整手段を設け、この調整手段で調整した
励磁時間に基づいて次の励磁相を励磁することを特徴と
する多相モータの駆動装置。
【請求項４】複数極を有するステータと複数極を有す
るロータからなる多相モータと、この多相モータの前記
ロータが電気角で３６０°／２ｎ（但し、ｎは正の整
数）又は３６０°／ｎ回転する毎に位置検出を行ってパ
ルス信号を発生する位置検出手段と、この位置検出手段
からのパルス信号を入力する毎に、そのとき行っている
処理に優先して割込み処理を行い、この割込み処理にて
前記多相モータの励磁相切換えを行うマイクロコンピュ
ータとを備え、前記マイクロコンピュータは、入力するパルス信号間の
時間間隔をカウントするカウント手段と、速度指令値に
より定まる目標速度に対応した目標時間間隔と前記カウ
ント手段がカウントする実際の時間間隔との偏差量を算
出する偏差量算出手段と、この偏差量算出手段が算出し
た偏差量に比例して次の励磁相の励磁時間を適正に調整
する励磁時間調整手段と、トルク指令値に対応した相電
流の通電デューティを格納した対比テーブルとを設け、
前記励磁時間調整手段で調整した励磁時間に基づいて次
の励磁相を励磁するとともにそのときの相電流をトルク
指令値により前記対比テーブルから読出した通電デュー
ティに基づいて制御することを特徴とする多相モータの
駆動装置。
【請求項５】位置検出手段は、ロータに固定され、外
周部に電気角６０°又は１２０°ピッチで複数の凸部を
設け、前記ロータの回転とともに回転する円盤状磁性体
と、この円盤状磁性体の各凸部の通過による磁気抵抗変
化を検出して信号を出力する検出素子とで構成したこと
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１記載の多相モ
ータの駆動装置。