JPH03215184A - ブラシレスモータの駆動方式 - Google Patents
ブラシレスモータの駆動方式Info
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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
- Prior art keywords
- phase
- motor
- circuit
- magnet
- signal
- Prior art date
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- Pending
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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】
以下の順序で本発明を説明する。
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。
駆動方式に関するものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
。
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。
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。
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。
,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。
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。
、+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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
タの駆動方式によれば、以下の利点が得られる。
(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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- (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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007977A JPH03215184A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | ブラシレスモータの駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007977A JPH03215184A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | ブラシレスモータの駆動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215184A true JPH03215184A (ja) | 1991-09-20 |
Family
ID=11680513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007977A Pending JPH03215184A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | ブラシレスモータの駆動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03215184A (ja) |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP2007977A patent/JPH03215184A/ja active Pending
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