JPH03215184A - Driving system of brushless motor - Google Patents

Driving system of brushless motor

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JPH03215184A
JPH03215184A JP2007977A JP797790A JPH03215184A JP H03215184 A JPH03215184 A JP H03215184A JP 2007977 A JP2007977 A JP 2007977A JP 797790 A JP797790 A JP 797790A JP H03215184 A JPH03215184 A JP H03215184A
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JP
Japan
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phase
motor
circuit
magnet
signal
Prior art date
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Application number
JP2007977A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Miura
三浦 有二
Yuuichi Nanae
裕一 名苗
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To widen the working range of a brushless motor by switching the electrification angles and phases of respective driving phases based on 5-phase magnet position detecting signal, to perform 5-phase driving, and by switching the static characteristic of the motor. CONSTITUTION:When a brushless motor composed of 5 coils and 6 poles is 5-phase-driven, then a magnet 1 is forned in the shape of a disk, and on its plate surface, the 6 poles of the poles-N and the poles-S are alternately magnetized radially at equal pitches. Besides, the magnet 1 and coils LA-LE are confronted with each other with a uniform gap between them and are arranged. When the electrification signals of respective driving phases are created with the use of the 2 or more of the detecting signals of the magnet position detecting means of the 5-phase brushless-motor, then the input of the detecting signals to be provided to a means for creating the electrification signals of the respective driving phases is switched, and the electrification angles and phases of the electrification signals are contrived to be changed. As a result, the static characteristic of the motor can be changed according to a using situation.

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。[Detailed description of the invention] The present invention will be explained in the following order.

A産業上の利用分野 B 発明の概要 C従来の技術 D発明が解決しようとする課題 E課題を解決するための手段 F.作用 G.実施例 Gr.第lの実施例の構成と作用 G,.第2の実施例の説明 G3.第3の実施例と応用例の説明 H.発明の効果 A.産業上の利用分野 本発明は、ブラシレスモータの動作範囲を広げるための
駆動方式に関するものである。
A. Industrial field of application B. Outline of the invention C. Prior art D. Problem to be solved by the invention E. Means for solving the problem F. ActionG. Example Gr. Configuration and operation of the first embodiment G, . Description of second embodiment G3. Description of third embodiment and application example H. Effect of invention A. INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a drive system for expanding the operating range of a brushless motor.

B,発明の概要 本発明は、ブラシレスモータの駆動方式において、 多相のマグネット位置検出信号を基に各駆動相の通電角
を切り替えて多相駆動を行い、モータの静特性を切り替
えることにより、 ブラノレスモー夕の動作範囲を広げるようにしたもので
ある。
B. Summary of the Invention The present invention provides a brushless motor drive system that performs multi-phase drive by switching the energization angle of each drive phase based on multi-phase magnet position detection signals, and by switching the static characteristics of the motor. This is designed to expand the range of motion of the branoless motor.

C.従来の技術 VTR (ビデオテープレコーダ)のキャプスタンモー
タは、キャプスタンを回転させてテープ走行を制御する
以外にリールも駆動している。従って、早送り・巻き戻
しの時は高速回転を必要とし、スロー再生の時はステッ
プ送りを行うために高トルクを必要とし、通常の再生時
はモータの負荷が小さくなる。このように、VTRのキ
ャプスタンモー夕は、広い動作領域が必要とされていた
。このような広い動作領域を得るためには、電力制御を
行えば良いが、それらの電カ制御をモータ駆動用IC(
集積回路)に負担させることは困難なため、従来のセッ
トでは、モータに与える電源電圧を2段に切り替えて負
担(発熱)を小さくする方法や、それらの電力制御をす
べて外郎のパワートランジスタで行い、セットシャーシ
にて放熱するという駆動電圧(Vs)制御などの方法が
採用されていた。
C. A capstan motor in a conventional VTR (video tape recorder) not only rotates the capstan to control tape travel, but also drives a reel. Therefore, fast forwarding and rewinding require high speed rotation, slow playback requires high torque to perform step forwarding, and during normal playback, the load on the motor is small. Thus, the capstan motor of a VTR is required to have a wide operating range. In order to obtain such a wide operating range, it is sufficient to perform power control, but such power control is performed using a motor drive IC (
Since it is difficult to place a burden on the integrated circuit (integrated circuit), conventional sets have a method of reducing the burden (heat generation) by switching the power supply voltage applied to the motor in two stages, and controlling all of this power using Uiro's power transistors. , methods such as driving voltage (Vs) control were adopted in which heat was radiated in the set chassis.

D.発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の技術におけるキャプスタンモ
ー夕の駆動方法では、部品点数の増加を招き、コストの
増加とセットの小型化の妨げになっていた。
D. Problems to be Solved by the Invention However, the conventional method for driving a capstan motor described above increases the number of parts, which increases cost and hinders miniaturization of the set.

本発明は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、小信号系でブランレスモー夕の静特性を制御できる
ようにしてIC化を可能にし、セットの小型化とコスト
低減を可能にするブランレスモー夕の駆動方式を提供す
ることを目的とする。
The present invention was created in order to solve the above problems, and allows the static characteristics of a branless motor to be controlled using a small signal system, making it possible to use an IC, making it possible to miniaturize the set and reduce costs. The purpose of the present invention is to provide a drive system for a branless motor.

E課題を解決するための手段 上記の目的を達成するための本発明のブラノレスモー夕
の駆動方式の構成は、 多相のブラシレスモータのマグネット位置検出手段と、 上記マグネット位置検出手段の2以上の検出信号を入力
して各駆動相の通電信号を作成する手段とを具備し、 上記各駆動相の通電信号を作成する手段への上記2以上
の検出信号の入力を切り替えることにより上記ブランレ
スモー夕の静特性を変えることを特徴とする。
E Means for Solving the Problems The configuration of the drive system of the brushless motor of the present invention to achieve the above object includes: a magnet position detection means of a multi-phase brushless motor; and detection of two or more of the above magnet position detection means. means for inputting a signal to create an energization signal for each drive phase, and switching the input of the two or more detection signals to the means for creating an energization signal for each drive phase, It is characterized by changing the static characteristics of

F 作用 本発明は、多相のブラシレスモータのマグネット位置検
出手段の検出信号を2つ以上用いて各駆動相の通電信号
を作成する際に、その各駆動相の通電信号を作成する手
段に入力する上記検出信号を切り替えて、通電信号の通
電角を変えることにより、モータの静特性を使用状況に
応じて変えられるようにし、ブランレスモータの動作範
囲を広fる。
F. Effect The present invention provides an input signal to the means for creating the energization signal for each drive phase when creating the energization signal for each drive phase using two or more detection signals of the magnet position detection means of a multi-phase brushless motor. By switching the detection signal and changing the energization angle of the energization signal, the static characteristics of the motor can be changed depending on the usage situation, thereby widening the operating range of the branless motor.

G.実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
G. Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

G1.第1の実施例の構成と作用 第1図(a),(b).(c)は本発明の第lの実施例
を示す扁平型のブラシレスモータの磁気回路系の構成図
を示し、(a)はロー夕を形成するマグネットの着磁状
態を示し、(b)はステータ側のコイル配置を示し、(
c)は上記マグネットとコイルの位置関係を横方向から
見た図を示している。本実施例は、5コイル6極構成の
扁平型のブラシレスモータを5相駆動する場合を例とす
る。マグネットIは、円板状に形成され、その板面上に
放射状に等ピッチ角でN極とS極が交互に6極着磁され
て成る。これに対してステータ側は、扁平に形成した5
個のコイルLA. LB. LC, LoLEを、例え
ば基板1上に円環状に等ピッチ角で配置する。このよう
に形成し配置したマグネットIとコイルL A − L
 Eとは、(c)に示すように均一なギャップを設けて
対向して配置する。
G1. Structure and operation of the first embodiment FIGS. 1(a) and (b). (c) shows a block diagram of the magnetic circuit system of a flat brushless motor showing the first embodiment of the present invention, (a) shows the magnetized state of the magnet forming the rotor, and (b) shows the magnetized state of the magnet forming the rotor. The coil arrangement on the stator side is shown (
c) shows a diagram of the positional relationship between the magnet and the coil viewed from the lateral direction. In this embodiment, a flat brushless motor having a five-coil, six-pole configuration is driven in five phases. The magnet I is formed in the shape of a disk, and has six north poles and six south poles magnetized radially at equal pitch angles on the disk surface. On the other hand, on the stator side, the 5
coil LA. LB. The LC and LoLE are arranged, for example, on the substrate 1 in an annular shape at equal pitch angles. Magnet I and coil LA formed and arranged in this way
E and E are arranged opposite to each other with a uniform gap as shown in (c).

第2図は、以上のように構成したブラシレスモータの駆
動回路図である。本実施例の駆動回路は、5相スター結
線を行った各相コイルL A’= L Eに対し両方向
に通電する各相駆動回路部3a.3b3c.3d.3e
 (以下、代表する場合は各相駆動回路部3と記す)と
、第1図のマグネットlの着磁極による各相の鎖交磁束
を検出するホール素子HA, He, Hc. Ho,
 Heと、このホール素子H A − H Eの検出出
力を増幅した信号+A,+B,十〇.+D,+Eおよび
その反転信号−A,−B,−C,−D,−Eを作成して
各相駆動回路部3に人力するアンプ回路4a,4b,4
c,4d,4eとを有している。各相駆動回路部3a〜
3eとアンプ回路4a〜4eのそれぞれは、各相毎に同
一に構成されるので、以下、コイルLAを駆動するA相
の各相駆動回路3aとアンプ回路4aを例に回路構成を
説明する。
FIG. 2 is a drive circuit diagram of the brushless motor configured as described above. The drive circuit of this embodiment has each phase drive circuit section 3a. 3b3c. 3d. 3e
(hereinafter referred to as each phase drive circuit section 3 in a representative case), and Hall elements HA, He, Hc. Ho,
He and signals +A, +B, 10. Amplifier circuits 4a, 4b, 4 that create +D, +E and their inverted signals -A, -B, -C, -D, -E and manually input them to each phase drive circuit section 3
c, 4d, and 4e. Each phase drive circuit section 3a~
Since each of the amplifier circuits 3e and the amplifier circuits 4a to 4e is configured in the same manner for each phase, the circuit configuration will be described below using the phase A drive circuit 3a and the amplifier circuit 4a as examples for driving the coil LA.

アンプ回路4aは、オペアンプ4lから成る差動アンブ
と、オペアンブ42から成る反転アンプとが縦属に接続
されて成る。オペアンプ4lには、ホール素子HAの検
出出力(ホール電圧)がそれぞれ抵抗R,,R2を通し
て、反転入力端子(−)と非反転入力端子(+)に接続
される。オペアンプ4lの出力は前述の信号一Aとなり
、その出力−Aは抵抗R3を通して反転入力端子(一)
に接続されるととらに、抵抗R4を通してオペアンプ4
2の反転入力端子(−)に接続される。オペアンプ42
の出力は前述の信号十Aとなり、各相駆動回路部3に入
力されるとともに、抵抗R,を通してオペアンプ42の
反転入力端子(−)に接続される。オペアンブ41の非
反転入力端子(+)は抵抗R6を通し、オペアンブ42
の非反転入力端子(+)は抵抗R,を通して、各アンプ
回路4a〜4eに共通なオペアンプ43と抵抗R a 
, R aから成るゼロバランス回路の出力に接続され
る。
The amplifier circuit 4a includes a differential amplifier consisting of an operational amplifier 4l and an inverting amplifier consisting of an operational amplifier 42, which are connected in series. In the operational amplifier 4l, the detection output (Hall voltage) of the Hall element HA is connected to an inverting input terminal (-) and a non-inverting input terminal (+) through resistors R, , R2, respectively. The output of the operational amplifier 4l becomes the aforementioned signal 1A, and the output -A is connected to the inverting input terminal (1) through the resistor R3.
When connected to , operational amplifier 4 is connected through resistor R4.
It is connected to the inverting input terminal (-) of No.2. operational amplifier 42
The output becomes the aforementioned signal 10A, which is input to each phase drive circuit section 3, and is also connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 42 through the resistor R. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 41 is connected to the operational amplifier 42 through the resistor R6.
The non-inverting input terminal (+) of is connected to an operational amplifier 43 common to each amplifier circuit 4a to 4e and a resistor R through a resistor R.
, R a is connected to the output of a zero balance circuit.

オペアンプ43の回路は、2つの抵抗R s , R 
9が回路電源Vccとグランドの間に直列に接続され、
両抵抗R.,R.の接続点がオペアンプ43の非反転入
力端子(+)に接続され、オペアンプ43の出力がその
反転入力端子(−)に接続されて成る。
The circuit of the operational amplifier 43 consists of two resistors R s and R
9 is connected in series between the circuit power supply Vcc and ground,
Both resistances R. ,R. The connection point of the operational amplifier 43 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 43, and the output of the operational amplifier 43 is connected to its inverting input terminal (-).

ホール素子HAには、他のホール素子H e − H 
Eとともに、並列にオペアンプ44の出力でマグネット
位置検出用の一定電流が流される。オペアンプ44の回
路は、抵抗R1。と可変抵抗VR,か回路電源V。Cと
グランドの間に接続され、この可変抵抗VR,に並列に
ツェナーダイオードZD.が接続され、可変抵抗VR,
の可変端子がオペアンブ44の非反転入力端子(+)に
接続され、オペアンブ44の出力がその反転入力端子(
−)に接続されて成る。以下同様に、アンプ回路4bは
ホール素子HBの検出出力を入力して信号十B.−Bを
作成し、アンプ回路4cはホール素子Heの検出出力を
入力して信号十C.−Cを作成し、アンプ回路4dはホ
ール素子HDの検出出力を入力して信号十D,−Dを作
成し、アンプ回路4eはホール素子HEの検出出力を入
力して信号十E, −Eを作成する。
The Hall element HA includes other Hall elements H e - H
A constant current for magnet position detection is passed in parallel with E through the output of an operational amplifier 44. The circuit of the operational amplifier 44 includes a resistor R1. and variable resistor VR, or circuit power supply V. C and ground, and a Zener diode ZD. is connected, variable resistor VR,
The variable terminal of the operational amplifier 44 is connected to the non-inverting input terminal (+), and the output of the operational amplifier 44 is connected to the inverting input terminal (+) of the operational amplifier 44.
−). Similarly, the amplifier circuit 4b inputs the detection output of the Hall element HB and receives the signal 1B. -B, and the amplifier circuit 4c inputs the detection output of the Hall element He to generate a signal 1C. -C, the amplifier circuit 4d inputs the detection output of the Hall element HD and generates signals 1D and -D, and the amplifier circuit 4e inputs the detection output of the Hall element HE and generates signals 1E and -E. Create.

次に、各相駆動回路部3の構成を述べる。各相駆動回路
部3λは、各アンプ回路41〜4eから、各相の鎖交磁
束を示す信号とその反転信号のうち、信号−l−A,−
A,+B,4−C.−C,+D,−D,+Eを人力し、
これらの信号をスイッチSWI,SW,.SW3,SW
.て切り替えて、信号比較手段としてのオペアンプ31
,32.33.34に人力し、それらの出力からエクス
クルーシブオアCEXOR)回路35とノア(NOR)
回路によって?電信号を得、回路電源VCC側をオン/
オフするトランジスタQ.,Q,.Q3の組とグランド
側をオン/オフするトランジスタQ4,Q5.Qaの組
とでスイッチング回路を形成し、コイルLAに対してス
イッチSWl−SW,の設定で定まる通電角で両方向通
電を行う。各スイッチSW,〜S W sとしては、ア
ナログスイッチが使用できる。信号十Aは、オペアンプ
3lの非反転入力端子(+)と、スイッチSW,および
SW4の一方の切り替え端子U側と、オペアンプ34の
反転入力端子(−)とに接続する。信号一八は、オペア
ンプ3lの反転入力端子(−)と、オペアンプ34の非
反転入力端子(+)に接続する。信号十BはスイッチS
W■の一方の切り替え端子V側に、信号十Cは同じくス
イッチS W +の他方の切り替え端子U側に接続する
。以下、信号一CはスイッチS W aの切り替え端子
V側に、信号十DはスイッチS W tの切り替え端子
U側に、信号一DはスイッチSW4の切り替え端子V側
に、信号±EはスイッチSW,の切り替え端子V側にそ
れぞれ接続する。オベアンブ32において、反転入力端
子(−)にはスイッチSW1のコモン端子を接続し、非
反転入力端子(+)にはスイッチSW3のコモン端子を
接続し、その出力Xはエクスクルーシブオア回路35の
一方の入力へ接続する。オペアンプ33において、反転
入力端子(−)にはスイッチSW,のコモン側を接続し
、非反転入力端子(+)にはスイッチSW4のコモン側
を接続し、その出力Yはエクスクルーシブオア回路35
の他方の入力へ接続する。このエクスクルーシブオア回
路35の出力は、ノア回路36および37の一方の入力
に接続する。ノア回路36の他方の入力には、オペアン
ブ3lの出力を接続し、ノア回路37の他方の入力には
、オペアンブ34の出力を接続する。
Next, the configuration of each phase drive circuit section 3 will be described. Each phase drive circuit section 3λ receives signals -l-A, - from among the signals indicating the interlinkage magnetic flux of each phase and their inverted signals from the respective amplifier circuits 41 to 4e.
A, +B, 4-C. -C, +D, -D, +E manually,
These signals are sent to switches SWI, SW, . SW3, SW
.. Operational amplifier 31 as signal comparison means
, 32.33.34 and from their outputs exclusive OR (CEXOR) circuit 35 and NOR
By circuit? Get the electric signal and turn on the circuit power supply VCC side/
Transistor Q. turned off. ,Q,. Transistors Q4, Q5, which turn on/off the pair of Q3 and the ground side. A switching circuit is formed with the set Qa, and the coil LA is energized in both directions at a energization angle determined by the settings of switches SWl-SW. An analog switch can be used as each switch SW, to SWs. The signal 10A is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 3l, the switching terminal U side of one of the switches SW and SW4, and the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 34. The signal 18 is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 3l and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 34. Signal 10B is switch S
The signal 10C is connected to one switching terminal V side of the switch W■, and the signal 10C is similarly connected to the other switching terminal U side of the switch S W +. Hereinafter, the signal 1C is connected to the switching terminal V side of the switch SW a, the signal 1D is connected to the switching terminal U side of the switch SW t, the signal 1D is connected to the switching terminal V side of the switch SW4, and the signal ±E is connected to the switch Connect to the switching terminal V side of SW, respectively. In the OBE 32, the common terminal of the switch SW1 is connected to the inverting input terminal (-), the common terminal of the switch SW3 is connected to the non-inverting input terminal (+), and the output X is connected to one side of the exclusive OR circuit 35. Connect to input. In the operational amplifier 33, the common side of the switch SW is connected to the inverting input terminal (-), the common side of the switch SW4 is connected to the non-inverting input terminal (+), and the output Y is connected to the exclusive OR circuit 35.
Connect to the other input of The output of exclusive OR circuit 35 is connected to one input of NOR circuits 36 and 37. The output of the operational amplifier 3l is connected to the other input of the NOR circuit 36, and the output of the operational amplifier 34 is connected to the other input of the NOR circuit 37.

以下、コイルLAに通電を行うスイッチング回路の構成
を述べる。回路電源■。C側をオン/オフする組のnp
n形のトランジスタQ1において、そのベースは抵抗R
 I lを通してノア回路36の出力へ接続するととも
に、抵抗R+tを通してグランドGNDに接続し、エミ
ッタはグランドGNDへコレクタは抵抗R,3を通して
pnp形のトランジスタQ,のベースへそれぞれ接続す
る。このトランジスタQ,において、上記ベースはまた
抵抗R.4を通して回路電源V。Cにプルアップし、エ
ミッタは回路電源Vccへ、コレクタはnpn形のトラ
ンノスタQ3のベースへ直結する。このトランジスタQ
3において、コレクタは回路電源V。Cに接続し、エミ
ソタはコイルLAに接続する。次に、グランド側をオン
/オフする組のnpn形のトランジスタQ4において、
そのベースは抵抗R 1 5を通してノア回路37の出
力へ接続するとともに、抵抗R,6を通してグランドG
NDに接続し、エミッタはグランドGNDへ、コレクタ
は抵抗R,7を通してpnp形のトランジスタQ5のベ
ースへそれぞれ接続する。このトランジスタQ5におい
て、上記ベースはまた抵抗Rl8を通して回路電源V(
(にブルアップし、エミッタは回路電源■cCへ、コレ
クタはnpn形のトランジスタQ6のベースへ直結する
。このトランジスタQ8において、エミッタはグランド
GNDに接続し、コレクタはコイルLAに接続する。ト
ランジスタQ..Q.はパワートランジスタで構成する
。その他の各相駆動回路部3b,3c,3d.3eにつ
いては、回路的には上記と全く同様に構成されるが、入
力される信号は記号がそれぞれA→B−40−4D→E
→A→・・・というように順送りで変化するとともに、
各スイッチング回路の出力は順に5相スター結線のコイ
ルLB,Lc.Lo,LEに接続される。
The configuration of the switching circuit that energizes the coil LA will be described below. Circuit power supply■. Set of np to turn on/off C side
In the n-type transistor Q1, its base is connected to the resistor R
It is connected to the output of the NOR circuit 36 through Il, and to the ground GND through a resistor R+t, with its emitter connected to the ground GND and its collector connected through resistors R and 3 to the base of a pnp transistor Q. In this transistor Q, the base is also connected to a resistor R. 4 through the circuit power supply V. The emitter is directly connected to the circuit power supply Vcc, and the collector is directly connected to the base of the npn transistor Q3. This transistor Q
3, the collector is connected to the circuit power supply V. Connect it to C, and connect the emitter to coil LA. Next, in the npn type transistor Q4 of the set that turns on/off the ground side,
Its base is connected to the output of the NOR circuit 37 through a resistor R15, and to the ground G through resistors R and 6.
ND, its emitter is connected to ground GND, and its collector is connected to the base of a pnp transistor Q5 through resistors R and 7, respectively. In this transistor Q5, the base is also connected to the circuit power supply V(
(The emitter is directly connected to the circuit power supply ■cc, and the collector is directly connected to the base of an npn transistor Q6. In this transistor Q8, the emitter is connected to the ground GND, and the collector is connected to the coil LA.Transistor Q ..Q is composed of power transistors.The other phase drive circuit sections 3b, 3c, 3d, and 3e are constructed in the same manner as above, but the input signals have different symbols. A→B-40-4D→E
→A→... and so on, as it changes sequentially,
The output of each switching circuit is sequentially connected to five-phase star-connected coils LB, Lc. Connected to Lo and LE.

以上のように構成した実施例の動作および作用を述べる
The operation and effect of the embodiment configured as above will be described.

第3図.第4図.第5図.第6図,第7図,第8図はそ
の動作を説明するタイミング図であって、第3図.第4
図.第5図はA相について通常の通電で通電角を切り替
える場合を示し、第6図,第7図.第8図は同じくA相
について鉄心型のブラシレスモータにおける電流遅れを
改善するために位相を進めて通電角を切り替える場合を
示している。各図に示すA.B.C,D,Eは、ホール
に素子による5相分のマグネット位置検出信号であ)、
72゜ずつ位相のずれたほほ正弦波として検出され、増
幅されて第2図の各相駆動回路郎4a〜4eに信号+A
,+B,+C,+D,+Eおよびその反転信号−A,−
B,−C,−D,−Eとして入力される。各相駆動回路
部4a〜4eでは、スイッチsw.−sw.を下表のよ
うに設定するこで各図に示すロジックを実現し、各コイ
ルしA〜Liの通電角を144゜(第3図),108゜
(第4図),72゜ (第5図),位相進みの126゜
(第6図).位相進みの90゜ (第7図).位相進み
の108゜ (第8図)に切り替える。
Figure 3. Figure 4. Figure 5. 6, 7, and 8 are timing diagrams explaining the operation, and FIG. Fourth
figure. Figure 5 shows the case where the energization angle is switched by normal energization for the A phase, and Figures 6 and 7. FIG. 8 similarly shows the case where the phase is advanced and the conduction angle is switched in order to improve the current delay in an iron core type brushless motor for the A phase. A shown in each figure. B. C, D, and E are the five-phase magnet position detection signals by the Hall element),
It is detected as a near sine wave with a phase shift of 72 degrees, and is amplified to send a signal +A to each phase drive circuit 4a to 4e in FIG.
, +B, +C, +D, +E and their inverted signals -A, -
Input as B, -C, -D, -E. In each phase drive circuit section 4a to 4e, the switch sw. -sw. By setting as shown in the table below, the logic shown in each figure is realized, and the conduction angles of each coil A to Li are set to 144° (Fig. 3), 108° (Fig. 4), and 72° (Fig. 5). (Fig. 6), phase lead of 126° (Fig. 6). 90° of phase advance (Figure 7). Switch to phase lead 108° (Fig. 8).

スイッチの切り替え設定表 即ち、まず、コンパレータ32の入力をスイッチsw,
,sw3の設定で信号+A,+B,+C,Cから選んで
信号Xを作り、同様にコンパレータ33の入力をスイッ
チsw,,sw.の設定で信号+A,+D,−D,+E
から選んで信号Yを作り、次にエクスクルーシブオア回
路35で各信号X.Yの排他的論理和X■Yをとり、出
力段(スイッチング回路)のオフ(OFF)区間を定め
る信号としてノア回路36.37に入力し、A相の位置
検出信号+A.−Aとから両方向通電信号を作成する。
The switch switching setting table, that is, first, the input of the comparator 32 is changed to the switch sw,
, sw3 to select from signals +A, +B, +C, and C to generate signal X, and similarly, the input of the comparator 33 is set by switches sw, sw. Signals +A, +D, -D, +E with settings of
Then, the exclusive OR circuit 35 selects each signal X. The exclusive OR of X and Y is input to the NOR circuit 36 and 37 as a signal that determines the OFF period of the output stage (switching circuit), and the A-phase position detection signal +A. -Create a bidirectional energization signal from A.

出力段はスイッチング動作なので、ノア回路36により
、+A信号とオフ区間信号とから上段のパワートランジ
スタQ3のオン信号を作成し、ノア回路37により、−
A信号とオフ区間信号とから下段のパワートランジスタ
Q6のオン信号を作成する。上記スイッチsw,−sw
.の設定テ、第3図てはXがArc.YがA>Dのロジ
ソクで作成されて、パワートランジスタQs.Q6はそ
れぞれ144゜の通電角で交互にオンに制御される。
Since the output stage is a switching operation, the NOR circuit 36 creates an ON signal for the upper stage power transistor Q3 from the +A signal and the OFF period signal, and the NOR circuit 37 creates a -
An on signal for the lower stage power transistor Q6 is created from the A signal and the off period signal. The above switches sw, -sw
.. In Figure 3, X is Arc. Y is created by the logic logic of A>D, and the power transistor Qs. Q6 is controlled to be turned on alternately at a conduction angle of 144°.

以下同様に、第4図ではXかC=L (ローレベル),
D=Lのロジックで作成され、第5図ではXがA>B,
YがAGEのロジックで、第6図ではXがC=L.Yが
ADDのロジックで、第7図ではXがA>B,YがD=
Lのロジックで、第8図ではXがA>B.YがADDの
ロジックでそれぞれ作成されて、前述の異なる通電角で
パワートランジスタQ..Q.が交互にオンされる。
Similarly, in Figure 4, X or C=L (low level),
It is created using the logic of D=L, and in Figure 5, X is A>B,
Y is the logic of AGE, and in FIG. 6, X is C=L. Y is ADD logic, and in Figure 7, X is A>B, Y is D=
With the logic of L, in FIG. 8, X is A>B. Y are respectively created using the ADD logic, and the power transistors Q. .. Q. are turned on alternately.

第9図は上記実施例のモータ特性図であり、実線は第3
図の駆動例で示したようにスイッチ設定により144゜
通電で動作させたときのトルクT対回転数NとトルクT
対電流Iの特性を表わし、破線は第5図の駆動例で示し
たように72゜通電で動作させたときのトルクT対回転
数NとトルクT対電流Iの特性を表わしている。この図
から明らかなように、本実施例はスイッチ設定でコイル
の通電角を変えることにより、モータ特性を種々に変え
られることかわかる。
FIG. 9 is a motor characteristic diagram of the above embodiment, and the solid line is the third
As shown in the drive example in the figure, torque T vs. rotational speed N and torque T when operated with 144° energization by switch setting.
The broken lines represent the characteristics of torque T vs. rotational speed N and torque T vs. current I when operated at 72° current conduction as shown in the driving example of FIG. As is clear from this figure, it can be seen that in this embodiment, the motor characteristics can be varied in various ways by changing the current conduction angle of the coil by setting the switch.

G,.第2の実施例の説明 第lθ図(a).(b).(c)は本発明の第2の実施
例を示す扁平型のプランレスモータの磁気回路系の構成
図を示し、(a)はロー夕を形成するマグネットの着磁
状態を示し、(b)はステータ側のコイル配置を示し、
(c)は上記マグネットとコイルの位置関係を横方向か
ら見た図を示している。本実施例は、コイル配置におい
て間引き空間を設けた5コイル8極構成の扁平型のプラ
ンレスモークを5相駆動する場合の例である。本実施例
では、円板状のマグネットlの端面上にN極とS極を交
互に等ピッチ角で放射状に着磁し、これに対向して配置
するステータ側の扁平形状のコイルLA. LB, L
C, LD, LEを基板2上において配置する際に、
上記マグネット1の2極分(N極とS極)を間引いて配
置する。本実施例は、この間引き空間2aを回路部品の
マウントスペースとして利用できるようにしたものであ
る。5個のコイルし八〜LEはマグネットlの6極に対
向するのて、第1の実施例と同じ位相関係となり、第2
の実繁例も第2図の駆動回路を用いて第3図,第4図.
第5図の通電角の切り替え駆動を行うことができる。
G. Explanation of the second embodiment Fig. lθ (a). (b). (c) shows a configuration diagram of a magnetic circuit system of a flat planless motor showing a second embodiment of the present invention, (a) shows a magnetized state of a magnet forming a rotor, and (b) indicates the coil arrangement on the stator side,
(c) shows a diagram of the positional relationship between the magnet and the coil viewed from the lateral direction. This embodiment is an example in which a flat planar smoke having a five-coil, eight-pole configuration in which a thinning space is provided in the coil arrangement is driven in five phases. In this embodiment, N poles and S poles are radially magnetized alternately at equal pitch angles on the end face of a disk-shaped magnet l, and a flat coil LA on the stator side is disposed opposite to the north pole and south pole. LB, L
When arranging C, LD, and LE on the board 2,
The two poles (N pole and S pole) of the magnet 1 are thinned out and arranged. In this embodiment, this thinning space 2a can be used as a mounting space for circuit components. Since the five coils 8 to LE face the 6 poles of the magnet l, they have the same phase relationship as in the first embodiment, and the second
Actual examples are also shown in Figs. 3 and 4 using the drive circuit shown in Fig. 2.
The energization angle switching drive shown in FIG. 5 can be performed.

Gs.第3の実施例と応用例の説明 第1 .1図(a),(b),(c)は本発明の第3の
実施例を示す鉄心型のブラシレスモータの磁気回路系の
構成図であって、(a)はロータ側のマグネットの着磁
状態を示し、(b)ステータ側の鉄心構造を示し、(C
)は上記マグネットと鉄心の配置関係を横方向から見た
断面図を示している。マグネット1は、円筒リング状に
形成され、周方向にN極とS極が等ピッチで16極に着
磁されて成る。このマグネットIは、回動可能なヨーク
5の内周側に鉄心6の周面に、所定ギャップを保って固
定される。鉄心6は円板状の積層鋼板を重ねて20スロ
ットを有する形状に形成されて、そのスロット間に図示
しないコイルが巻かれる。
Gs. Explanation of third embodiment and application example 1. 1 (a), (b), and (c) are configuration diagrams of the magnetic circuit system of an iron-core brushless motor showing a third embodiment of the present invention, in which (a) shows the attachment of the magnet on the rotor side. (b) shows the iron core structure on the stator side, (C
) shows a cross-sectional view of the arrangement relationship between the magnet and the iron core viewed from the side. The magnet 1 is formed in the shape of a cylindrical ring, and has 16 N and S poles magnetized at equal pitches in the circumferential direction. This magnet I is fixed to the circumferential surface of the iron core 6 on the inner circumferential side of the rotatable yoke 5 with a predetermined gap maintained therebetween. The iron core 6 is formed by overlapping disc-shaped laminated steel plates to have 20 slots, and a coil (not shown) is wound between the slots.

このような構成によれば、4個1組のコイル群で5相の
鎖交磁束変化を得ることができ、第2図の駆動回路によ
り、第6図.第7図.第8図に示すように、コイルの誘
導リアクタンス成分(L分)が大きいために起こる電流
遅れを改善した通電角の切り替え駆動を行うことができ
る。本実施例の鉄心型のブラシレスモータでは駆動相数
が多いので、コギングトルクを低減できる利点が得られ
る。
According to such a configuration, it is possible to obtain five-phase interlinkage magnetic flux changes with a group of four coils, and the drive circuit shown in FIG. Figure 7. As shown in FIG. 8, it is possible to perform switching drive of the conduction angle in which the current delay caused by the large inductive reactance component (L component) of the coil is improved. Since the iron-core brushless motor of this embodiment has a large number of drive phases, it has the advantage of reducing cogging torque.

例えば、従来の3相24スロット16極のブランレスモ
ー夕では、1回転に48回(24と16の最小公倍数)
のコギングを発生するため、マグネットに対向するスロ
ット間の鉄心部分に2列に溝を形成してコギング数を1
回転に72回に増やしてコギングトルクの軽減を図って
いたが、本実施例によれば、コギング数が1回転に80
回(20と16の最小公倍数)となり、鉄心6に溝を設
けることなくコギングトルクを軽減することができると
ともに、トルクリソプルを小さくすることができる。
For example, in a conventional 3-phase, 24-slot, 16-pole branless motor, 48 times per revolution (the least common multiple of 24 and 16)
To generate cogging, two rows of grooves are formed in the core between the slots facing the magnet to reduce the number of cogging to 1.
The number of cogging torques was increased to 72 per rotation to reduce the cogging torque, but according to this embodiment, the number of coggings was reduced to 80 per rotation.
(the least common multiple of 20 and 16), the cogging torque can be reduced without providing a groove in the iron core 6, and the torque risopul can be reduced.

なお、第3の実施例では20スロット18極や25スロ
ソト20極等その他にも種々の組み合せて構成すること
かできる。同様に、第1.第2の実施例においても、他
のマグネットの磁極数とコイル数の組み合せにより構成
可能である。また、駆動相数も5相に限るものではなく
、その他の多相駆動にも適用可能である。このように、
本発明はその主旨に沿って種々に応用され、種々の実施
態様を取り得るものである。
In addition, in the third embodiment, various combinations such as 20 slots and 18 poles, 25 slots and 20 poles, etc. can be used. Similarly, the first. The second embodiment can also be configured by combining the number of magnetic poles and the number of coils of other magnets. Further, the number of drive phases is not limited to five, and other multiphase drives are also applicable. in this way,
The present invention can be applied in various ways in accordance with its gist and can take various embodiments.

H.発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明のブラシレスモー
タの駆動方式によれば、以下の利点が得られる。
H. Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the brushless motor drive method of the present invention provides the following advantages.

(1)一つのブラシレスモータを使用し、その使用状況
に合せてモータ特性を選ぶことができ、モータの動作範
囲を広げることができる。
(1) By using one brushless motor, the motor characteristics can be selected according to the usage situation, and the operating range of the motor can be expanded.

(2)小信号系でモータの特性を制御性良く変化させる
ことができ、低速回転等の駆動回路の発熱が小さくなっ
てIC化に有利になる。
(2) The characteristics of the motor can be changed with good controllability using a small signal system, and the heat generation of the drive circuit during low-speed rotation is reduced, which is advantageous for IC implementation.

(3)電源系を切り換える必要がなくなり、特性切り替
えのための部品点数か減少し、セットの小型化とコスト
低減が図られる。
(3) There is no need to switch the power supply system, the number of parts required for switching characteristics is reduced, and the set can be made smaller and costs reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a),(b),(c)は本発明の第lの実施例
を示すブランレスモー夕の磁気回路系の構成図、第2図
はプランレスモータの駆動回路図、第3図,第4図,第
5図,第6図,第7図,第8図は動作説明用のタイミン
グ図、第9図は上記実施例のモータ特性図、第10図(
a),(b),(c)は本発明の第2の実施例のブラシ
レスモータの磁気回路系の構成図、第11図(a).(
b),(C)は本発明の第3の実施例のブラシレスモー
タの磁気回路系の構成図である。 1−・マグネット、 3a,3b,3c,3d,3 e
−アンプ回路、 4a,4b,4c,4d4 e −各
相駆動回路部、 LA, LB. LC, Lo,LE
・−コイル、HA.HB,HC,HD,Ht−ホール素
子。 ((1) (b) (C) 第1の棗方乞4列のアラシしスt一タ 第l図 第7図 量百′ぱ (0) (b) (C) 第3の笑施伊1のフ゛ラシしスt一タ 第11図 トルク T フ゛ラシレスt−y停子オ生月 第9図 (0) (C) 第2の叉2乞l11のフ゛ランしスt一タ第10図 手続補正書(i) 平成3年1月7日 平成2年特許願第7977号 2 発明の名称 ブラシレスモータの駆動方式 3. 補正をする者 事件との関係  出願人 (2 1 8)  ソニ 一株式会社 4. 代 理人〒104 東京都中央区明石町1番29号 掖済会ビル 5. 補正の対象 6.補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)明細書中第2頁第13行目の「多相」とあるのを
「5相」と訂正する。 (3)明細書中第2頁第14行目の「多相」とあるのを
「5相」と訂正する。 (4)明細書中第4頁第13行目の「多相」とあるのを
「5相」と訂正する。 (5)明細書中第5頁第4行目の「多相」とあるのを「
5相」と訂正する。 (6)明細書中第5頁第8行目の「通電角を」とあるの
を「通電角および位相を」と訂正する。 (7)明細書中第20頁第12行目の「小信号系てモー
タの特性を制御性良く」とあるのを「小信号でモータの
特性を」と訂正する。 (別紙) 特許請求の範囲 (1)5相のブラシレスモータのマグネット位置検出手
段と、 上記マグネノト位置検出手段の検出信号を入力して各駆
動相の通電信号を作成する手段とを具備し、 上記通電信号の通電角および位相を切り替えることによ
り上記ブラシレスモータの静特性を変えることを特徴と
するブラシレスモータの駆動方式。
1(a), (b), and (c) are block diagrams of the magnetic circuit system of a planless motor showing the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a drive circuit diagram of the planless motor, and FIG. 3, 4, 5, 6, 7, and 8 are timing diagrams for explaining the operation, FIG. 9 is a motor characteristic diagram of the above embodiment, and FIG. 10 (
a), (b), and (c) are block diagrams of a magnetic circuit system of a brushless motor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 11(a). (
b) and (C) are configuration diagrams of a magnetic circuit system of a brushless motor according to a third embodiment of the present invention. 1-・Magnet, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e
- Amplifier circuit, 4a, 4b, 4c, 4d4 e - Each phase drive circuit section, LA, LB. LC, Lo, LE
- Coil, HA. HB, HC, HD, Ht-Hall element. ((1) (b) (C) First row of 4 rows of rows of dates 1.Flashless t-actor Fig. 11 Torque T.Flashless t-y stop. Document (i) January 7, 1991 Patent Application No. 7977 of 1990 2 Name of the invention Drive system of brushless motor 3. Relationship with the person making the amendment Case Applicant (2 1 8) Sony Corporation 4 . Agent Address: 1-29 Akashi-cho, Chuo-ku, Tokyo 104 Kisaikai Building 5. Subject of amendment 6. Contents of amendment (1) The scope of claims in the specification will be corrected as shown in the attached sheet. (2) Specification (3) The phrase “polyphase” on page 2, line 13 of the specification is corrected to “5-phase.” (4) Correct "polyphase" on page 4, line 13 of the specification to "5-phase." (5) Correct "5-phase" on page 5, line 4 of the specification. "Polymorphic" is replaced with "
5-phase,” he corrected. (6) The phrase "conducting angle" on page 5, line 8 of the specification is corrected to "conducting angle and phase." (7) In the specification, on page 20, line 12, the phrase ``Small signal system is used to control motor characteristics with good controllability'' is corrected to ``Small signal system is used to control motor characteristics.'' (Attachment) Claims (1) A five-phase brushless motor magnet position detection means, and a means for inputting a detection signal of the magneto position detection means to create an energization signal for each drive phase, A brushless motor drive method characterized in that the static characteristics of the brushless motor are changed by switching the energization angle and phase of the energization signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多相のブラシレスモータのマグネット位置検出手
段と、 上記マグネット位置検出手段の2以上の検出信号を入力
して各駆動相の通電信号を作成する手段とを具備し、 上記各駆動相の通電信号を作成する手段への上記2以上
の検出信号の入力を切り替えることにより上記ブラシレ
スモータの静特性を変えることを特徴とするブラシレス
モータの駆動方式。
(1) Comprising a magnet position detection means for a multi-phase brushless motor, and a means for inputting two or more detection signals of the magnet position detection means to create an energization signal for each drive phase, A method for driving a brushless motor, characterized in that static characteristics of the brushless motor are changed by switching input of the two or more detection signals to a means for generating an energization signal.
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