JPH01283090A - 3相直流モータの駆動方法 - Google Patents
3相直流モータの駆動方法Info
- Publication number
- JPH01283090A JPH01283090A JP88110371A JP11037188A JPH01283090A JP H01283090 A JPH01283090 A JP H01283090A JP 88110371 A JP88110371 A JP 88110371A JP 11037188 A JP11037188 A JP 11037188A JP H01283090 A JPH01283090 A JP H01283090A
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- JP
- Japan
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- phase
- motor
- transistor
- windings
- stator
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- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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。
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、ハードディスク装置や光デイスク駆動装置の
ように短時間で高速定常回転まで立上がる必要のある装
置に好適な3相直流モータの駆動方法に関する。
ように短時間で高速定常回転まで立上がる必要のある装
置に好適な3相直流モータの駆動方法に関する。
一般に、直流ブラシレスモータの速度−トルク特性は、
Ωを回転数(rpm)、7を発生トルク(g−am)、
Vを供給電圧(V)、K工を逆起電圧定数(V/rpm
)、、Kfをトルク定数(g・cm/A) 、Rsを巻
線抵抗(Ω)としてで与えられる。
Ωを回転数(rpm)、7を発生トルク(g−am)、
Vを供給電圧(V)、K工を逆起電圧定数(V/rpm
)、、Kfをトルク定数(g・cm/A) 、Rsを巻
線抵抗(Ω)としてで与えられる。
また、kを定数、Iaを巻線電流とすると、が成立する
。
。
この種の3相直流モータを、例えば光デイスク装置のス
ピンドルモータとして使用する場合には、比較的低い供
給電圧Vが使用され、一定の巻線電流1aで3相直流モ
ータが駆動される。この場合、装置の小型化の面から小
さな消費電力で駆動され、且つ短時間で所定の高速定常
回転数に達するように駆動することが要求される。
ピンドルモータとして使用する場合には、比較的低い供
給電圧Vが使用され、一定の巻線電流1aで3相直流モ
ータが駆動される。この場合、装置の小型化の面から小
さな消費電力で駆動され、且つ短時間で所定の高速定常
回転数に達するように駆動することが要求される。
−船釣には、(1)式から供給電圧Vを増加し、発生ト
ルクTを小さくすると高い回転数Ωが得られるが、具体
的には与えられる比較的低い供給電圧Vで所望の回転数
Ωと発生トルクTが得られるように(1)、 (2)
式に基づいて駆動法が設定される。
ルクTを小さくすると高い回転数Ωが得られるが、具体
的には与えられる比較的低い供給電圧Vで所望の回転数
Ωと発生トルクTが得られるように(1)、 (2)
式に基づいて駆動法が設定される。
前述した従来の方法では、与えられる比較的低い供給電
圧Vで高い回転数Ωを得るには、(1)式から発生トル
クTを小さくしなくてはならない。
圧Vで高い回転数Ωを得るには、(1)式から発生トル
クTを小さくしなくてはならない。
そこで、(2)式から巻線電流1a、さらにはトルク定
数に7を小さくすると、発生トルクTを小さくすること
が出来る。
数に7を小さくすると、発生トルクTを小さくすること
が出来る。
しかし、このようにして発生トルクTを小さくすると、
起動時に充分なトルクが得られず装置の駆動が円滑に行
なわれないことがある。
起動時に充分なトルクが得られず装置の駆動が円滑に行
なわれないことがある。
一方、起動時に充分なトルクを得るために、巻線電流I
aを増加させると、増加した巻線電流に耐えるように巻
線の線径を大きくすることが必要になる。このように巻
線の線径を大きくすると、必要なターン数を確保するた
めに3相直流モ一タ自体が大型化し、製造コストの上昇
にもつながる。
aを増加させると、増加した巻線電流に耐えるように巻
線の線径を大きくすることが必要になる。このように巻
線の線径を大きくすると、必要なターン数を確保するた
めに3相直流モ一タ自体が大型化し、製造コストの上昇
にもつながる。
本発明は、前述したようなこの種の3相直流モータの現
状に鑑みてなされたものであり、その目的は消¥1を力
が少なく、起動時に充分なトルクが発生し、短時間で高
い回転数に到達する3相直流モータの駆動方法をvl案
することにある。
状に鑑みてなされたものであり、その目的は消¥1を力
が少なく、起動時に充分なトルクが発生し、短時間で高
い回転数に到達する3相直流モータの駆動方法をvl案
することにある。
前記目的を達成するために、本発明では、3相の巻線が
施されたステータと、このステータの励磁相の切り換え
に応じて回転するロータとを備えた3相直流モータの駆
動方法において、前記3相の巻線の共通接続端部に共通
端子を設け、前記3相直流モータの起動時には、2相の
巻線に通電を行なうバイポーラ駆動を行ない、前記3相
直流モータが予め設定された回転数に達すると、前記共
通端子を用いて1相の巻線に通電してユニポーラ駆動が
行なわれる。
施されたステータと、このステータの励磁相の切り換え
に応じて回転するロータとを備えた3相直流モータの駆
動方法において、前記3相の巻線の共通接続端部に共通
端子を設け、前記3相直流モータの起動時には、2相の
巻線に通電を行なうバイポーラ駆動を行ない、前記3相
直流モータが予め設定された回転数に達すると、前記共
通端子を用いて1相の巻線に通電してユニポーラ駆動が
行なわれる。
本発明では、ステータの3相の巻線の共通接続端部に共
通端子が設けられている。
通端子が設けられている。
先ず、起動時においてはこの共通端子を使用した通電は
行なわれず、バイポーラ駆動が行なわれる。この場合、
各相の巻線抵抗をr、とすると、(1)式及び(2)式
から、回転数Ω及び発生トルクTは、それぞれ次式で与
えられる。
行なわれず、バイポーラ駆動が行なわれる。この場合、
各相の巻線抵抗をr、とすると、(1)式及び(2)式
から、回転数Ω及び発生トルクTは、それぞれ次式で与
えられる。
T”KtIa ・・・・・・・・・
(4)次に、3相直流モータの回転数が、予め設定され
た所定値に達すると、前記共通端子を使用した通電が行
なわれる。この場合、通電される巻線の巻数が1/2に
なるので、トルク定数に?及び逆起電圧定数に、は1/
2となり、(1)、(2)式から回転数Ω′及び発生ト
ルクT′は、それぞれ次式で与えられる。
(4)次に、3相直流モータの回転数が、予め設定され
た所定値に達すると、前記共通端子を使用した通電が行
なわれる。この場合、通電される巻線の巻数が1/2に
なるので、トルク定数に?及び逆起電圧定数に、は1/
2となり、(1)、(2)式から回転数Ω′及び発生ト
ルクT′は、それぞれ次式で与えられる。
Kt KtKt
T””−Ktla ・・・・・・・・・
(6)このようにして得られた(4)式と(6)式の比
較で明らかなように、起動時の発生トルクTはユニポー
ラ駆動時の2倍で充分なトルクにより、円滑に始動し短
時間で定常時の高い回転数に到達する。また、(3)式
と(5)式の比較で明らかなように、最高回転数に達し
発生トルクが充分に小さくなると、バイポーラ駆動時の
2倍の回転数で回転する。
(6)このようにして得られた(4)式と(6)式の比
較で明らかなように、起動時の発生トルクTはユニポー
ラ駆動時の2倍で充分なトルクにより、円滑に始動し短
時間で定常時の高い回転数に到達する。また、(3)式
と(5)式の比較で明らかなように、最高回転数に達し
発生トルクが充分に小さくなると、バイポーラ駆動時の
2倍の回転数で回転する。
以下、本発明の実施例を第1図ないし第3図(a)、
(b)、 (c)に基づいて詳細に説明する。
(b)、 (c)に基づいて詳細に説明する。
ここで、第1図は実施例に係る3相直流モータの制御回
路を示す回路図、第2図は実施例に係る3相直流モータ
の概略構成を示す説明図、第3図(a)、 (b)、
(c)はそれぞれ巻線の結線状態と電流の流れを示
す説明図である。
路を示す回路図、第2図は実施例に係る3相直流モータ
の概略構成を示す説明図、第3図(a)、 (b)、
(c)はそれぞれ巻線の結線状態と電流の流れを示
す説明図である。
第2図に示すように、3相直流モータlは12臘のステ
ータ2と8鴇のロータ3とからなり、ステータ2には巻
線L+ 、Lx 、L3が巻回され、第3図(a)〜(
c)に示すようにYifi!線されている。ロータ3は
、S極とN極が交互に磁化されて形成された永久磁石か
らなり、このロータ3はステータ2の外周に回転自在に
配されている。実施例は、3相直流モータ1が120度
通電される場合で、ロータ3の直下にステータ2の2相
毎に機械的に60度即ち電気角で120度の間隔で3個
のホール素子Hu 、Hv、Hwが配設されている。
ータ2と8鴇のロータ3とからなり、ステータ2には巻
線L+ 、Lx 、L3が巻回され、第3図(a)〜(
c)に示すようにYifi!線されている。ロータ3は
、S極とN極が交互に磁化されて形成された永久磁石か
らなり、このロータ3はステータ2の外周に回転自在に
配されている。実施例は、3相直流モータ1が120度
通電される場合で、ロータ3の直下にステータ2の2相
毎に機械的に60度即ち電気角で120度の間隔で3個
のホール素子Hu 、Hv、Hwが配設されている。
−mに、3相直流モータの駆動に際しては、ボール素子
Hu 、Hv 、Hwの出力が、図示せぬ駆動回路に入
力されて所定の信号処理が行なわれ、駆動回路の出力端
子h1□、hv、h、から巻線L1.LZ、L3に駆動
電流が供給される。この駆動電流によって巻vAL1の
U端子、巻線L2の■端子、巻線り、のW端子が、位相
角360”(1周′M)ごとに信号の論理値“0”の状
態、0PEN状態、信号の論理値“1”の状態、0PE
N状態を繰り返す。このために、U端子−■端子間、U
端子−W端子間、■端子−W端子間において、60°ご
とに励磁極の切換が行われ、形成される【は界によって
ロータ3が回転する。
Hu 、Hv 、Hwの出力が、図示せぬ駆動回路に入
力されて所定の信号処理が行なわれ、駆動回路の出力端
子h1□、hv、h、から巻線L1.LZ、L3に駆動
電流が供給される。この駆動電流によって巻vAL1の
U端子、巻線L2の■端子、巻線り、のW端子が、位相
角360”(1周′M)ごとに信号の論理値“0”の状
態、0PEN状態、信号の論理値“1”の状態、0PE
N状態を繰り返す。このために、U端子−■端子間、U
端子−W端子間、■端子−W端子間において、60°ご
とに励磁極の切換が行われ、形成される【は界によって
ロータ3が回転する。
実施例においては、第3図(a)に示すように、各相の
巻線L+ 、L! 、Lsの共通接続端子部に共通端子
Cが設けられ、第1図に示すように駆動回路の出力端子
hu、hv、h、と巻線Ll。
巻線L+ 、L! 、Lsの共通接続端子部に共通端子
Cが設けられ、第1図に示すように駆動回路の出力端子
hu、hv、h、と巻線Ll。
Lt、L3のU端子、■端子、W端子間に、アナログス
イッチ5とトランジスタのスイッチ回路とからなる制御
回路が接続されている。すなわち、出力端子hu、hv
、h、がアナログスイッチ5を介して、それぞれトラン
ジスタ6.7.8のベースに接続され、トランジスタ6
.7.8のコレクタは、それぞれ巻線L+ 、Lt 、
L、sのU端子。
イッチ5とトランジスタのスイッチ回路とからなる制御
回路が接続されている。すなわち、出力端子hu、hv
、h、がアナログスイッチ5を介して、それぞれトラン
ジスタ6.7.8のベースに接続され、トランジスタ6
.7.8のコレクタは、それぞれ巻線L+ 、Lt 、
L、sのU端子。
V 3:N子、W端子に接続されている。
また、共通端子Cがトランジスタ9のエミッタに接続さ
れ、このトランジスタ9のコレクタと前述のトランジス
タG、7.8のエミッタには所定のバイアス電圧VCC
が印加されている。そして、トランジスタ6.7.8の
コレクタが、ぞれぞれトランジスタ10.11.12の
コレクタに!2続され、トランジスタ10,11.12
のエミッタはアースされている。
れ、このトランジスタ9のコレクタと前述のトランジス
タG、7.8のエミッタには所定のバイアス電圧VCC
が印加されている。そして、トランジスタ6.7.8の
コレクタが、ぞれぞれトランジスタ10.11.12の
コレクタに!2続され、トランジスタ10,11.12
のエミッタはアースされている。
このような構成の第1図に示す制御回路において、3相
直流モータの起動時にはトランジスタ9はOFFとなっ
ているが、起動後3相直流モータの回転数が所定の回転
数(例えば1800rpm)に達すると、図示せぬ検出
器がこれを検出してトランジスタ9のベースに端子t4
から切換信号が入力され、トランジスタ9がONとなる
ようになっている。また、アナログスイッチ5によって
、トランジスタ6.7.8の一つが選択されてONとな
り、これに同期して端子Ll+ j!+ i3の一
つにON信号が入力されることにより、トランジスタ1
0,11.12の一つが選択されてONとなるようにな
っている。
直流モータの起動時にはトランジスタ9はOFFとなっ
ているが、起動後3相直流モータの回転数が所定の回転
数(例えば1800rpm)に達すると、図示せぬ検出
器がこれを検出してトランジスタ9のベースに端子t4
から切換信号が入力され、トランジスタ9がONとなる
ようになっている。また、アナログスイッチ5によって
、トランジスタ6.7.8の一つが選択されてONとな
り、これに同期して端子Ll+ j!+ i3の一
つにON信号が入力されることにより、トランジスタ1
0,11.12の一つが選択されてONとなるようにな
っている。
起動時において、トランジスタ6とトランジスタ11が
ONとなると、トランジスタ9はOFFなので、巻線L
+、Ltに巻線電流が流れて励磁極が形成される。同様
にして、トランジスタ6とトランジスタ12がONとな
ると、巻線り、、L3で励磁極が形成され、トランジス
タ7とトランジスタ12がONになると、巻線Lt、L
iで励磁極が形成される。また、トランジスタ7とトラ
ンジスタ10がONになると、巻線り、、L、により、
トランジスタ8とトランジスタ10がONになると、巻
’1aLs 、Ltにより、トランジスタ8とトランジ
スタ11がONとなると、巻its。
ONとなると、トランジスタ9はOFFなので、巻線L
+、Ltに巻線電流が流れて励磁極が形成される。同様
にして、トランジスタ6とトランジスタ12がONとな
ると、巻線り、、L3で励磁極が形成され、トランジス
タ7とトランジスタ12がONになると、巻線Lt、L
iで励磁極が形成される。また、トランジスタ7とトラ
ンジスタ10がONになると、巻線り、、L、により、
トランジスタ8とトランジスタ10がONになると、巻
’1aLs 、Ltにより、トランジスタ8とトランジ
スタ11がONとなると、巻its。
L、によりそれぞれ励磁極が形成される。
次に、3相直流モータの回転数が例えば1800rpm
に達したことが検出器で検出されると、切換信号によっ
てトランジスタ9がONとなるので、トランジスタ10
がONになると、巻線L1で励磁極が形成され、トラン
ジスタ11がONになると、巻線Lmで励磁極が形成さ
れ、トランジスタ12がONになると、巻線り、で励磁
極が形成される。
に達したことが検出器で検出されると、切換信号によっ
てトランジスタ9がONとなるので、トランジスタ10
がONになると、巻線L1で励磁極が形成され、トラン
ジスタ11がONになると、巻線Lmで励磁極が形成さ
れ、トランジスタ12がONになると、巻線り、で励磁
極が形成される。
3相直流モータの起動時においては、巻&’iLI。
L、、L3の巻線抵抗をr、とすると、回転数Ωと発生
トルクTは、(1)(2)式から、すでに求めたように
(3)式及び(4)式で与えられる。
トルクTは、(1)(2)式から、すでに求めたように
(3)式及び(4)式で与えられる。
3相直流モータの回転数が、起動後予め設定された回転
数180Orpmに達すると、第1図のトランジスタ9
がONとなるので、巻線L++ LztL、は第3図
(C)に示すようになり、3相直流モータはバイポーラ
駆動からユニポーラ駆動に切換えられる。この場合の3
相直流モータの回転数Ω′と発生トルクT′は、(1)
、 (2)式を用いてすでに求めたように、(5)式
及び(6)のようになる。
数180Orpmに達すると、第1図のトランジスタ9
がONとなるので、巻線L++ LztL、は第3図
(C)に示すようになり、3相直流モータはバイポーラ
駆動からユニポーラ駆動に切換えられる。この場合の3
相直流モータの回転数Ω′と発生トルクT′は、(1)
、 (2)式を用いてすでに求めたように、(5)式
及び(6)のようになる。
このようにして得られた(4)式と(6)式から、T−
27’が得られ、バイポーラ駆動される起動時には、ユ
ニポーラ駆動時の2倍の発生トルクが生じ、充分な起動
力で円滑に起動し短時間で回転数が高くなる。
27’が得られ、バイポーラ駆動される起動時には、ユ
ニポーラ駆動時の2倍の発生トルクが生じ、充分な起動
力で円滑に起動し短時間で回転数が高くなる。
また、(3)式と(5)の比較で明らかなように、3相
直流モータの回転数Ωが最高回転数に達し、発生トルク
が充分に小さくなると、(3)。
直流モータの回転数Ωが最高回転数に達し、発生トルク
が充分に小さくなると、(3)。
(5)式で第1項に対して第2項が無視され、定常時に
は従来よりも2倍の回転数Ω’−360Orpmが得ら
れる。
は従来よりも2倍の回転数Ω’−360Orpmが得ら
れる。
このように、実施例によると少ない消費電力によって、
起動時のトルクを充分大きく取って円滑に起動し、短時
間で高い定常回転数に到達するように、3相直流モータ
を駆動することが出来る。
起動時のトルクを充分大きく取って円滑に起動し、短時
間で高い定常回転数に到達するように、3相直流モータ
を駆動することが出来る。
以上詳細に説明したように、本発明によると少ない消費
電力で、起動時に充分なトルクを発生し、短時間で高い
定常回転数に達することが出来る。
電力で、起動時に充分なトルクを発生し、短時間で高い
定常回転数に達することが出来る。
【図面の簡単な説明】
図は全て本発明の詳細な説明するためのもので、第1図
は3相直流モータの制御回路を示す回路図、第2図は実
施例に係る3相直流モータの概略構成を示す説明図、第
3図(a)(b)(c)はそれぞれjI!!線の結線状
態と電流の流れを示す説明図である。 l・・・・・・・・・3相直流モータ、2・・・・・・
・・・ステータ、3・・・・・・・・・ロータ、5・・
・・・・・・・アナログスイッチ、6〜12・・・・・
・・・・トランジスタ、L+ 、Lm、La・・・・・
・・・・巻線。 第1図 第2図 ヂS w
は3相直流モータの制御回路を示す回路図、第2図は実
施例に係る3相直流モータの概略構成を示す説明図、第
3図(a)(b)(c)はそれぞれjI!!線の結線状
態と電流の流れを示す説明図である。 l・・・・・・・・・3相直流モータ、2・・・・・・
・・・ステータ、3・・・・・・・・・ロータ、5・・
・・・・・・・アナログスイッチ、6〜12・・・・・
・・・・トランジスタ、L+ 、Lm、La・・・・・
・・・・巻線。 第1図 第2図 ヂS w
Claims (1)
- 3相の巻線が施されたステータと、このステータの励磁
相の切り換えに応じて回転するロータとを備えた3相直
流モータの駆動方法において、前記3相の巻線の共通接
続端部に共通端子を設け、前記3相直流モータの起動時
には、2相の巻線に通電を行なうバイポーラ駆動を行な
い、前記3相直流モータが予め設定された回転数に達す
ると、前記共通端子を用いて1相の巻線に通電してユニ
ポーラ駆動を行なうことを特徴とする3相直流モータの
駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP88110371A JPH01283090A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 3相直流モータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP88110371A JPH01283090A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 3相直流モータの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283090A true JPH01283090A (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=14534103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP88110371A Pending JPH01283090A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 3相直流モータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01283090A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5471353A (en) * | 1992-12-18 | 1995-11-28 | Western Digital (Sea), Pte., Ltd. | Disk drive employing multi-mode spindle drive system |
| JP2001271759A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Tokico Ltd | 空気圧縮機およびその制御方法 |
| JP2009095170A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Denso Corp | 回転電機装置 |
| WO2009127471A3 (de) * | 2008-04-15 | 2010-02-25 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Motorpumpenaggregat für kraftfahrzeugbremsenregelungssysteme |
| US8053915B2 (en) | 2007-08-31 | 2011-11-08 | Denso Corporation | On-vehicle rotary electric machine operating on two modes of rectification |
-
1988
- 1988-05-09 JP JP88110371A patent/JPH01283090A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5471353A (en) * | 1992-12-18 | 1995-11-28 | Western Digital (Sea), Pte., Ltd. | Disk drive employing multi-mode spindle drive system |
| US5650886A (en) * | 1992-12-18 | 1997-07-22 | Western Digital Corporation | Disk drive spindle motor start up using an additional motor winding upon startup failure |
| JP2001271759A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Tokico Ltd | 空気圧縮機およびその制御方法 |
| US8053915B2 (en) | 2007-08-31 | 2011-11-08 | Denso Corporation | On-vehicle rotary electric machine operating on two modes of rectification |
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| US8040096B2 (en) | 2007-10-10 | 2011-10-18 | Denso Corporation | Rotary electric system with star-connected multiphase stator windings |
| WO2009127471A3 (de) * | 2008-04-15 | 2010-02-25 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Motorpumpenaggregat für kraftfahrzeugbremsenregelungssysteme |
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