JPH01190286A

JPH01190286A - ３相ブラシレスモータ装置

Info

Publication number: JPH01190286A
Application number: JP63014321A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Yamazaki; 克也山崎
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1989-07-31
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JP2536010B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、停止制御即ちブレーキ制御を行うことができ
る３相ブラシレスモータ装覆に関する。

［従来の技術］３相ブラシレスモータの固定子巻線と直流電源との間に
３相インバータ（直流−交流変換器）を接続し、直流を
３相交流に変換して３相Ｙ結線の固定子巻線に供給する
ことは、例えば米国特許第４．２４９，１１６号明細書
等で公知である。

また、この種の３相ブラシレスモータの停止制御を行う
ために、第４図に示す如く、３相固定子巻線１ａ、１ｂ
、１ｃが接続されている３相電源ライン２ａ、２ｂ、２
ｃの間に機械的スイッチＳ１、Ｓ２を接続し、電源オフ
時にリレーＲＶに応答してスイッチＳ１、Ｓ２をオンに
なし、固定子巻線１ａ、１ｂ、１ｃを含む閉回路を形成
して電気的にブレーキをかけることも行われている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、第４図に示すブレーキ専用のスイッチＳ１．３
２には比較的大きな電流が流れるので、スイッチＳ１、
Ｓ２が高価になるばがってなく、装置が大型になった。

また、スイッチＳ１、Ｓ２は機械的スイッチであるので
、信頼性が低かった。

そこで、本発明の目的は、停止制御を容易且つ確実に行
うことができる３相ブラシレスモータ装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するための本発明は、永久磁石から成る
回転子と、第１、第２及び第３の固定子巻線を含む固定
子とから成るモータと、直流電圧を供給するための第１
及び第２の電源端子と、前記第１の電源端子と前記第１
の固定子巻線との間に接続された第１のトランジスタと
、前記第１の固定子巻線と前記第２の電源端子との開に
接続された第２のトランジスタと、前記第１の電源端子
と前記第２の固定子巻線との闇に接続された第３のトラ
ンジスタと、前記第２の固定子巻線と前記第２の電源端
子との間に接続された第４のトランジスタと、前記第１
の電源端子と前記第３の固定子巻線との間に接続された
第５のトランジスタと、前記第３の固定子巻線と前記第
２の電源端子との間に接続された第６のトランジスタと
、前記第１及び第２の電源端子間の直流電圧を前記第１
、第２及び第３の固定子巻線に印加するための３相交流
電圧に変換するための前記第１、第２、第３、第４、第
５及び第６のトランジスタの制御信号を形成し、前記第
１、第２、第３、第４、第５及び第６のトランジスタに
供給する直流−交流変換制御回路とから成る３相ブラシ
レスモータ装置において、前記モータを停止ｆｆｉ制御
する時に、前記第１、第３及び第５のトランジスタをオ
フ状態になし、前記第２、第４及び第６のトランジスタ
の内の少なくとも２つを同時にオン制御゛する手段を設
けたことを特徴とする３相ブラシレスモータ装置に係わ
るものである。

［作　用コ上記発明における第１、第２及び第３のトランジスタは
、直流を３相交流に変換するためのスイッチ素子として
働くのみでなく、第１、第２及び第３の固定子巻線を含
む閉回路を形成して停止制御を行うためのスイッチ素子
としても働く。

［実施例コ次に、本発明の実施例に係わる３相ブラシレスモータ装
置を第１図〜第３図を参照して説明する。

第１図においてモータＭは、Ｙｗ！Ｊ線され且つ３相電
源ライン２ａ、２ｂ、２Ｃに接続された第１、第２及び
第３の固定子巻線１ａ、１ｂ、ＩＣを含む固定子と、モ
ータ軸３に結合された永久磁石から成る回転子４とを有
する。固定子磁心（図示せず）に巻かれた第１、第２及
び第３の固定子巻線１ａ、１ｂ、１ｃに３相交流電圧が
印加されると、回転磁界が生じ、３相同期電動機の原理
で回転子４が回転する。

モータＭを駆動するためのインバータ回路５は、３相ブ
リツジ型インバ一タ回路であって、第１の電源端子６と
第１の固定子巻線１ａとの間に接続された第１のトラン
ジスタＱ１と、第１の固定子巻線１ａと第２の電源端子
７との間に接続された第２のトランジスタＱ２と、第１
の電源端子６と第２の固定子巻線１ｂとの間に接続され
た第３のトランジスタＱ３と、第２の固定子巻線１ｂと
第２の電源端子７との間に接続された第４のトランジス
タＱ４と、第１の電源端子６と第３の固定子巻線ＩＣと
の間に接続された第５のトランジスタＱ５と、第３の固
定子巻線ＩＣと第２の電源端子７との間に接続された第
６のトランジスタＱ６とから成る。なお、各トランジス
タＱ１〜Ｑ６に並列に第１〜第６の保護用ダイオードＤ
１〜Ｄ６が接続されている。

回転子位置検出器８は量定子側に電気角１２０度間障で
配置されたホール素子から成る周知のものであり、ホー
ル素子の出力に基づいて第３図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示
す回転子位置信号Ｈａ、Ｈｂ　、Ｈｃを出力する。

直流−交流変換制御回路９は、回転子位置検出器８に接
続され、ここから供給される回転子位置信号Ｈａ　、Ｈ
ｂ　、Ｈｃに応答して第３図（Ｄ＞（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）
（Ｈ）（Ｉ＞に示す第１〜第６のトランジスタＱ１〜Ｑ
６の制御信号を形成し、第１〜第６のトランジスタＱ１
〜Ｑ６のベースに供給する。この直流−交流変換制御回
路９の電源端子は第１及び第２の電源端子６．７に接続
されている。第３図（Ｄ）〜（Ｉ）に示す制御信号を形
成する制御回路９は、３相ブラシレスモータ及び３相イ
ンバータにおいて周知なものであるので、詳しい説明は
省略する。

第３図（Ｄ）〜（Ｉ）の制御信号に基づいて第１及び第
４のトランジスタＱｉ　、Ｑ４が同時にオン、第１及び
第６のトランジスタＱ１　、Ｑ６が同時にオン、第３及
び第６のトランジスタＱ３　、Ｑ６が同時にオン、第３
及び第２のトランジスタＱ３、Ｑ２が同時にオン、第５
及び第２のトランジスタＱ５　、Ｑ２が同時にオン、第
５及び第４のトランジスタＱ５　、Ｑ４が同時にオンの
状態がこの順番で生じると、電源ライン２ａ、２ｂ、２
Ｃに３相交流が得られる。

停止制御回路１０は本発明に従って設けられたものであ
り、この電源ライン１１．１２がインバータ回路５の第
１及び第２の電源端子６．７に接続され、またこの出力
ライン１３が逆流阻止ダイオードＤ７　、Ｄ８　、Ｄ９
を介して第２、第４及び第６のトランジスタＱ２　、Ｑ
４　、Ｑ６のベースに接続されている。この停止制御回
８８１０は電源オフに応答して第２、第４及び第６のト
ランジスタＱ２　、、Ｑ４　、Ｑ６をオン駆動し、モー
タＭに電気的ブレーキをかけるように構成されている。

第２図は第１図の停止制御回！！１ｓ１０を詳しく示す
。一対の電源ライン１１．１２間には電源電圧検出用抵
抗１４．１５が接続され、更に、逆流阻止用ダイオード
１６を介して電源用コンデンサ１７が接続されている。

コンデンサ１７の両端間には抵抗１８を介して基準電圧
を得るためのツェナーダイオード１９が接続されている
。電圧比較器２０は電源オフ又は低下を検出するための
ものであり、この一方の入力端子は電源電圧検出用抵抗
１４．１５の分圧点に接続され、他方の入力端子はツェ
ナーダイオード１９のカソードに接続されている。また
、比較器２０の電源端子はコンデンサ１７の両端に接続
されている。駆動用トランジスタ２１のベースは比較器
２０の出力端子に接続され、エミッタはコンデンサ１７
の一端に接続され、コレクタは出力ライン１３に接続さ
れている。

（動　作）インバータ回路５に駆動電圧が正常に供給されている時
には、直流−交流変換制御回路９から第３図（Ｄ）〜（
Ｉ）に示すような制御信号が発生し、第１及び第２の電
源端子６．７の直流電圧が交流電圧に変換されてモータ
Ｍに供給される。

その後、第１及び第２の電源端子６．７による電力供給
が遮断されると、直流−交流変換制御回路９に基づく制
御信号の形成も不可能になり、トランジスタＱ１〜Ｑ６
に第３図（Ｄ）〜（Ｉ）に示すような制御信号が供給さ
れなくなる。

ところで、第２図のコンデンサ１７は電源遮断前に充電
されているので、電源遮断後においても電源として機能
する。比較器２０は抵抗１４．１５の分圧点の電圧がツ
ェナーダイオード１９で与えられる基準電圧よりも低く
なったことを検出し、低レベル出力を送出し、停止駆動
用トランジスタ２１がオンになる。この結果、コンデン
サ１７を電源としてインバータ回＃１５の第２、第４及
び第６のトランジスタＱ２　、Ｑ４　、Ｑ６にベース電
流が供給され、これ等のトランジスタＱ２　、Ｑ４、Ｑ
６が同時にオンになる。このため、固定子巻線１ａ、１
ｂ、ＩＣが第２、第４及び第６のトランジスタＱ２　、
Ｑ４　、Ｑ６によって短絡された状態になり、電気的制
動状態が生じ、回転子４の回転が急速に停止する。

本実施例は次の利点を有する。

（１）　インバータ回路５の変換用トランジスタＱ２　
、Ｑ４　、Ｑ６を兼用してモータＭの停止制御を行うの
で、停止制御専用のスイッチが不要になり、モータ装！
の小形化及び低コスト化が達成される。

（２）　停止制御に機械的スイッチを使用しないで、ト
ランジスタＱ２　、Ｑ４　、Ｑ６を使用するので、信頼
性が高くなる。

〈３）　コンデンサ１７を設けたので、電源遮断後のト
ランジスタＱ２　、Ｑ４　、Ｑ６の駆動が可能になる。

（４）　比較器２０によって電源遮断を検出するので、
自動的にブレーキをかけることができる。

［変形例］本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

〈１）　停止創世時に、３つのトランジスタＱ２、Ｑ４
、Ｑ６から選択された２つを同時にオンにしてもブレー
キ効果を得ることができる。

（２）　回転子位置検出器８をホール素子等の磁気感応
素子を使用しないで、近接スイッチ、光電変換素子（ホ
トカプラー）、回転トランス等を使用して構成してもよ
い。

（３）　モータＭに加える電圧を制御するために、第３
図（Ｄ）〜（Ｉ）に示す制御信号のパルス幅を制御する
か、又はインバータ回路５の入力段に高周波チョッパ回
路を設け、この出力パルスのデユティ比を制御してもよ
い。

（４）　回転子位置検出器８の出力に顆らないで、矩形
波パルス発生回路に基づいて第３図（Ｄ）〜（Ｉ）の制
御信号を形成するように直流−交流変換制御回路９を構
成してもよい。

（５）　電源遮断時以外の停止制御にも適用可能である
。この場合には、インバータ回路５の第１、第３及び第
５のトランジスタＱ１　、Ｑ３　、Ｑ５をオフ制御し、
第２、第４及び第６のトランジスタＱ２、Ｑ４、Ｑ６を
オン制御すればよい。

（６）　トランジスタＱ１〜Ｑ６を電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）としてもよい。

（７）　コンデンサ１７の代りに第１及び第２の電源端
子６．７に接続される電源とは別の電源としてもよい。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、直流を３相交流に変換
するためのトランジスタを停止ＩＩ御に兼用するので、
装置の低コスト化、小型化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる３相ブラシレスモータ
装置を示す回路図、第２図は第１図の停止制御回路を詳しく示す回路図、第３図は第１図の各部の状態を示す電圧波形図、第４図
は従来の３相ブラシレスモータの一部を示す回路図であ
る。Ｑ１〜Ｑ６・・・トランジスタ、１ａ・・・第１の固定
子巻線、１ｂ・・・第２の固定子巻線、ＩＣ・・・第３
の固定子巻線、４・・・回転子、５・・・インバータ回
路、９・・・直流−交流変換制御回路、１０・・・停止
制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】［１］　永久磁石から成る回転子と、第１、第２及び第
３の固定子巻線を含む固定子とから成るモータと、直流電圧を供給するための第１及び第２の電源端子と、前記第１の電源端子と前記第１の固定子巻線との間に接
続された第１のトランジスタと、前記第１の固定子巻線と前記第２の電源端子との間に接
続された第２のトランジスタと、前記第１の電源端子と前記第２の固定子巻線との間に接
続された第３のトランジスタと、前記第２の固定子巻線と前記第２の電源端子との間に接
続された第４のトランジスタと、前記第１の電源端子と前記第３の固定子巻線との間に接
続された第５のトランジスタと、前記第３の固定子巻線と前記第２の電源端子との間に接
続された第６のトランジスタと、前記第１及び第２の電源端子間の直流電圧を前記第１、
第２及び第３の固定子巻線に印加するための３相交流電
圧に変換するための前記第１、第２、第３、第４、第５
及び第６のトランジスタの制御信号を形成し、前記第１
、第２、第３、第４、第５及び第６のトランジスタに供
給する直流−交流変換制御回路とから成る３相ブラシレスモータ装置において、前記モー
タを停止制御する時に、前記第１、第３及び第５のトラ
ンジスタをオフ状態になし、前記第２、第４及び第６の
トランジスタの内の少なくとも２つを同時にオン制御す
る手段を設けたことを特徴とする３相ブラシレスモータ
装置。