JPH0328148B2 - - Google Patents
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- JPH0328148B2 JPH0328148B2 JP56091845A JP9184581A JPH0328148B2 JP H0328148 B2 JPH0328148 B2 JP H0328148B2 JP 56091845 A JP56091845 A JP 56091845A JP 9184581 A JP9184581 A JP 9184581A JP H0328148 B2 JPH0328148 B2 JP H0328148B2
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- JP
- Japan
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- magnetized
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- pole
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- differential circuit
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Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 11
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は実質的に２個のホール素子により回転
位置の検出がなされる３相の無整流子電動機に関
するものである。
位置の検出がなされる３相の無整流子電動機に関
するものである。
従来、３相無整流子電動機においては、３個の
ホール素子を電気角で2π/3間隔に配置し、ロー
タの位置に対応した３相の位置信号を検出し、そ
れらの検出信号を用いて３相の励磁巻線を2π/3
（rad）の回転毎に順次励磁する方法が多く採用
されている。このように３相無整流子電動機にお
いては３個のホール素子を必要とするが、コスト
低減のために２個のホール素子を用いた３相無整
流子電動機が提案されている。しかし２個のホー
ル素子から得られる位置信号を用いて３相の固定
子巻線を2π/3（rad）の回転毎に精度良く順次励
磁することが困難なためモータトルク変動するた
めに安定した回転をえることが出来ないと言う問
題を有していた。
ホール素子を電気角で2π/3間隔に配置し、ロー
タの位置に対応した３相の位置信号を検出し、そ
れらの検出信号を用いて３相の励磁巻線を2π/3
（rad）の回転毎に順次励磁する方法が多く採用
されている。このように３相無整流子電動機にお
いては３個のホール素子を必要とするが、コスト
低減のために２個のホール素子を用いた３相無整
流子電動機が提案されている。しかし２個のホー
ル素子から得られる位置信号を用いて３相の固定
子巻線を2π/3（rad）の回転毎に精度良く順次励
磁することが困難なためモータトルク変動するた
めに安定した回転をえることが出来ないと言う問
題を有していた。
本発明は２個のホール素子により検出される電
動機の位置信号を用いて３相の固定子巻線を2π/
３（rad）毎に精度よく順次励磁することが可能
な無整流子電動機を提供するものである。
動機の位置信号を用いて３相の固定子巻線を2π/
３（rad）毎に精度よく順次励磁することが可能
な無整流子電動機を提供するものである。
以下、本発明を図示の実施例に基いて説明す
る。第１図は本発明の一実施例に係る３相無整流
子電動機の要部構成斜視図である。同図におい
て、１は強磁性体よりなる位置信号回転体で回転
軸６と一体に回転するものであり、リング状の第
１の着磁帯２と第２の着磁帯３が同心円状に形成
されている。上記第１の着磁帯２および第２の着
磁帯３は各々Ｎ極とＳ極が各々コード化されて着
磁されている。４は第１のホール素子であり、こ
れは前記第１の着磁帯２のコード化された磁極を
検出するように適当な固定部に配設されている。
５は前記第２の着磁帯３のコード化された磁極を
検出するための第２のホール素子であり、これも
適当な固定部に配設されている。７は外周面が４
極に着磁された円注状の永久磁石よりなる回転子
で、回転軸６と一体に回転する。８は３相の励磁
巻線Ma，Mb，Mcをもつてなる固定子であり、
これは固定子鉄芯を含めても良い。上記位置信号
回転体１と第１のホール素子４および第２のホー
ル素子５とで位置検出器を構成している。
る。第１図は本発明の一実施例に係る３相無整流
子電動機の要部構成斜視図である。同図におい
て、１は強磁性体よりなる位置信号回転体で回転
軸６と一体に回転するものであり、リング状の第
１の着磁帯２と第２の着磁帯３が同心円状に形成
されている。上記第１の着磁帯２および第２の着
磁帯３は各々Ｎ極とＳ極が各々コード化されて着
磁されている。４は第１のホール素子であり、こ
れは前記第１の着磁帯２のコード化された磁極を
検出するように適当な固定部に配設されている。
５は前記第２の着磁帯３のコード化された磁極を
検出するための第２のホール素子であり、これも
適当な固定部に配設されている。７は外周面が４
極に着磁された円注状の永久磁石よりなる回転子
で、回転軸６と一体に回転する。８は３相の励磁
巻線Ma，Mb，Mcをもつてなる固定子であり、
これは固定子鉄芯を含めても良い。上記位置信号
回転体１と第１のホール素子４および第２のホー
ル素子５とで位置検出器を構成している。
第２図は上記第１図における位置検出器の詳細
図である。なお、第２図において、第１図で説明
したものと同じものには同一の符号を付してい
る。第２図に於て、第１の着磁帯２は４極着磁が
なされており、電気的１周期間におけるＮ極とＳ
極の着磁角度は略々１対２になる様に着磁されて
いる。それぞれ入力端子イ，ロと出力端子ニ，ハ
を有する第１のホール素子４および第２のホール
素子５は図示のようにθ1の角度差をもつて配置さ
れている。ここで、図示のＡの位置を第１の着磁
帯２の基準位相と称し、Ａの第１のホール素子４
に対する位相を反時計方向にθnとする。第２の着
磁帯３も第１の着磁帯２と同じく４極着磁されて
おり、第１の着磁帯２の着磁極に対する相対的着
磁位置は、θnがほぼπn＋π／３（ただし、ｎは０、 ±１、±２、……）の位置で第２のホール素子５
の磁極の検出状態がＮ極からＳ極に、また、θnが
（πn＋2π／３）＜θn＜（ｎ＋１）πの間でＳ極から
Ｎ 極に変化するように着磁されている。
図である。なお、第２図において、第１図で説明
したものと同じものには同一の符号を付してい
る。第２図に於て、第１の着磁帯２は４極着磁が
なされており、電気的１周期間におけるＮ極とＳ
極の着磁角度は略々１対２になる様に着磁されて
いる。それぞれ入力端子イ，ロと出力端子ニ，ハ
を有する第１のホール素子４および第２のホール
素子５は図示のようにθ1の角度差をもつて配置さ
れている。ここで、図示のＡの位置を第１の着磁
帯２の基準位相と称し、Ａの第１のホール素子４
に対する位相を反時計方向にθnとする。第２の着
磁帯３も第１の着磁帯２と同じく４極着磁されて
おり、第１の着磁帯２の着磁極に対する相対的着
磁位置は、θnがほぼπn＋π／３（ただし、ｎは０、 ±１、±２、……）の位置で第２のホール素子５
の磁極の検出状態がＮ極からＳ極に、また、θnが
（πn＋2π／３）＜θn＜（ｎ＋１）πの間でＳ極から
Ｎ 極に変化するように着磁されている。
第３図は本実施例に関する無整流子電動機を駆
動するための具体的回路図、第４図は第３図にお
ける主要部の信号波形図である。
動するための具体的回路図、第４図は第３図にお
ける主要部の信号波形図である。
第３図において、Ｅは一端が接地された直流電
源である。抵抗器Ｒは一端が直流電源Ｅの接地さ
れていない側の一端に接続され、他端は第２のホ
ール素子５の入力端子イに接続されている。第１
のホール素子４の入力端子の一端ロは接地されて
いるとともに他端の入力端子イは第２のホール素
子５の入力端子ロに接続されている。１０は第１
の差動回路であり、NPNトランジスタTR１と
TR２で構成されており、NPNトランジスタTR
１とNPNトランジスタTR２のエミツタ端子は
共通に接続されているとともに電流源９を介して
接地されている。さらに、NPNトランジスタ
TR１のベース端子は第１のホール素子４の出力
端子ハに、また、NPNトランジスタTR２のベ
ース端子は第１のホール素子４の出力端子ニに
各々接続されている。１１は第２の差動回路であ
り、これはNPNトランジスタTR３とTR４で構
成され、NPNトランジスタTR３およびTR４の
エミツタ端子は共通に接続されているとともに
NPNトランジスタTR２のコレクタ端子に接続
されている。さらにNPNトランジスタTR３の
ベース端子は第２のホール素子５の出力端子ハ
に、またNPNトランジスタTR４のベース端子
は第２のホール素子５の他方の出力端子ニに各々
接続されている。電流増幅用のPNPトランジス
タTR５，TR６，TR７の各々のエミツタ端子は
各々直流電源Ｅの接地されていない方の端子に接
続されているとともに、各々のコレクタ端子は図
示の如く３相の励磁巻線Ma，Mb，Mcを介して
接地されている。さらにPNPトランジスタTR５
のベース端子はNPNトランジスタTR１のコレ
クタ端子に、PNPトランジスタTR６のベース端
子はNPNトランジスタTR３のコレクタ端子に、
さらにPNPトランジスタTR７のベース端子は
NPNトランジスタTR４のコレクタ端子に接続
されている。
源である。抵抗器Ｒは一端が直流電源Ｅの接地さ
れていない側の一端に接続され、他端は第２のホ
ール素子５の入力端子イに接続されている。第１
のホール素子４の入力端子の一端ロは接地されて
いるとともに他端の入力端子イは第２のホール素
子５の入力端子ロに接続されている。１０は第１
の差動回路であり、NPNトランジスタTR１と
TR２で構成されており、NPNトランジスタTR
１とNPNトランジスタTR２のエミツタ端子は
共通に接続されているとともに電流源９を介して
接地されている。さらに、NPNトランジスタ
TR１のベース端子は第１のホール素子４の出力
端子ハに、また、NPNトランジスタTR２のベ
ース端子は第１のホール素子４の出力端子ニに
各々接続されている。１１は第２の差動回路であ
り、これはNPNトランジスタTR３とTR４で構
成され、NPNトランジスタTR３およびTR４の
エミツタ端子は共通に接続されているとともに
NPNトランジスタTR２のコレクタ端子に接続
されている。さらにNPNトランジスタTR３の
ベース端子は第２のホール素子５の出力端子ハ
に、またNPNトランジスタTR４のベース端子
は第２のホール素子５の他方の出力端子ニに各々
接続されている。電流増幅用のPNPトランジス
タTR５，TR６，TR７の各々のエミツタ端子は
各々直流電源Ｅの接地されていない方の端子に接
続されているとともに、各々のコレクタ端子は図
示の如く３相の励磁巻線Ma，Mb，Mcを介して
接地されている。さらにPNPトランジスタTR５
のベース端子はNPNトランジスタTR１のコレ
クタ端子に、PNPトランジスタTR６のベース端
子はNPNトランジスタTR３のコレクタ端子に、
さらにPNPトランジスタTR７のベース端子は
NPNトランジスタTR４のコレクタ端子に接続
されている。
以上の様な構成により、位置信号回転体１の回
位置に対応して、第１のホール素子４の出力端子
ハおよびニには、第４図に示す様にバイアス電位
がV1で互に逆相関係にある信号ａおよびが、
また、２のホール子５の出力端子ハおよびニには
第４図に示す様に、バイアス電位がV2（ただし、
V2＞V1）で互に逆相関係にある信号ｂおよび
が各々出力される。すなわち、NPNトランジス
タTR１のベース電位は、（πn＋2π／３）＜θn＜π（
ｎ ＋１）の期間はNPNトランジスタTR２のベー
ス電位より高くなり、πn＜θn＜（πn＋2π／３）の期 間は低くなる。また、NPNトランジスタTR３
のベース電位は、（πn＋θa）＜θn＜π（ｎ＋１）＋
4π／３、｛πn＋2π／３＜θa＜π（ｎ＋１）｝の期間
は NPNトランジスタTR４のベース電位より高く
なり、（πn＋π／３）＜θn＜（πn＋θa）の期間は低
く なる。そして、電流源９の出力電流は第１の差
動回路１０によりNPNトランジスタTR１およ
びTR２のコレクタ電流iaおよびaとして差動出
力される。さらに、電流aは第２の差動回路１
１により、トランジスタTR３およびTR４のコ
レクタ電流ibおよびicとして差動出力される。す
なわち電流ia，ib，icは第４図に示す様に電気角
で2π/3度θnではπ/3）の位相差を有した３相電流
となる。この電流ia，ib，icを各々PNPトランジ
スタTR５，TR６，TR７に順次供給することに
より、励磁巻線Ma，Mb，Mcは各々回転子を構
成する回転子７の回転位置と対応し、各々ほぼ電
気角で1200゜期間づつ順次励磁されることになる。
位置に対応して、第１のホール素子４の出力端子
ハおよびニには、第４図に示す様にバイアス電位
がV1で互に逆相関係にある信号ａおよびが、
また、２のホール子５の出力端子ハおよびニには
第４図に示す様に、バイアス電位がV2（ただし、
V2＞V1）で互に逆相関係にある信号ｂおよび
が各々出力される。すなわち、NPNトランジス
タTR１のベース電位は、（πn＋2π／３）＜θn＜π（
ｎ ＋１）の期間はNPNトランジスタTR２のベー
ス電位より高くなり、πn＜θn＜（πn＋2π／３）の期 間は低くなる。また、NPNトランジスタTR３
のベース電位は、（πn＋θa）＜θn＜π（ｎ＋１）＋
4π／３、｛πn＋2π／３＜θa＜π（ｎ＋１）｝の期間
は NPNトランジスタTR４のベース電位より高く
なり、（πn＋π／３）＜θn＜（πn＋θa）の期間は低
く なる。そして、電流源９の出力電流は第１の差
動回路１０によりNPNトランジスタTR１およ
びTR２のコレクタ電流iaおよびaとして差動出
力される。さらに、電流aは第２の差動回路１
１により、トランジスタTR３およびTR４のコ
レクタ電流ibおよびicとして差動出力される。す
なわち電流ia，ib，icは第４図に示す様に電気角
で2π/3度θnではπ/3）の位相差を有した３相電流
となる。この電流ia，ib，icを各々PNPトランジ
スタTR５，TR６，TR７に順次供給することに
より、励磁巻線Ma，Mb，Mcは各々回転子を構
成する回転子７の回転位置と対応し、各々ほぼ電
気角で1200゜期間づつ順次励磁されることになる。
第５図は本発明の他の実施例の要部構成斜視図
であり、第１図に示した実施例と同様のものは同
じ符号を付しいる。この第５図の実施例において
は、第１および第２の着磁帯２，３を、回転子７
を構成する永久磁石の無着磁部分に設けたもの
で、この場合も各々先の実施例で説明した比率が
Ｎ極とＳ極の磁極がコード化されて着磁されてい
る。また、第１および第２のホール素子４，５は
同一半径方向に配置されているとともに、担体プ
レート１２に固定されている。
であり、第１図に示した実施例と同様のものは同
じ符号を付しいる。この第５図の実施例において
は、第１および第２の着磁帯２，３を、回転子７
を構成する永久磁石の無着磁部分に設けたもの
で、この場合も各々先の実施例で説明した比率が
Ｎ極とＳ極の磁極がコード化されて着磁されてい
る。また、第１および第２のホール素子４，５は
同一半径方向に配置されているとともに、担体プ
レート１２に固定されている。
本実施例においても先の実施例で説明したよう
な信号ａ，，ｂ，得られるように第１と第２
の着磁帯２，３間の磁極位置が補正されて着磁さ
れている。また、第１および第２のホール素子
４，５の出力から３相電流ia，ib，icを得る方法
は先述の実施例と同様である。
な信号ａ，，ｂ，得られるように第１と第２
の着磁帯２，３間の磁極位置が補正されて着磁さ
れている。また、第１および第２のホール素子
４，５の出力から３相電流ia，ib，icを得る方法
は先述の実施例と同様である。
なお、以上の各実施例においては２つのリング
状の着磁帯を設けているが、第２の着磁帯は永久
磁石７の着磁極を用いても同様の効果が得られ
る。
状の着磁帯を設けているが、第２の着磁帯は永久
磁石７の着磁極を用いても同様の効果が得られ
る。
以上の説明から明らかなように、本発明は上述
のように着磁された第１、第２の着磁帯の磁極を
第１、第２のホール素子で検出し、第１のホール
素子の出力で励磁電流に対応した電流源の出力電
流を差動出力し、その差動出力の一方の出力電流
を第２のホール素子の出力によりさらに差動出力
し３相の励磁巻線を励磁刷るようにしているため
に、３相の励磁巻線をロータの回転位置に対応
し、精度よく電気角で各々120゜に順次励磁するこ
とができるものである。その結果モータトルクの
変動を少なくし得るものである。
のように着磁された第１、第２の着磁帯の磁極を
第１、第２のホール素子で検出し、第１のホール
素子の出力で励磁電流に対応した電流源の出力電
流を差動出力し、その差動出力の一方の出力電流
を第２のホール素子の出力によりさらに差動出力
し３相の励磁巻線を励磁刷るようにしているため
に、３相の励磁巻線をロータの回転位置に対応
し、精度よく電気角で各々120゜に順次励磁するこ
とができるものである。その結果モータトルクの
変動を少なくし得るものである。
また電流ia，ib，icは第１及び第２の差動回路
の出力電流として得られるために励磁電流の切り
替わりが急峻でなくスムースなため電磁音の小さ
い静かな無整流子電動機を実現しうるものであ
る。
の出力電流として得られるために励磁電流の切り
替わりが急峻でなくスムースなため電磁音の小さ
い静かな無整流子電動機を実現しうるものであ
る。
第１図は本発明の一実施例の要部構成斜視図、
第２図は同実施例における位置検出器の詳細図、
３図は同実施例における駆動回路図、第４図は第
３図における各部の信号波形図、第５図は本発明
の他の実施例の要部構成斜視図である。 １……位置信号回転体、２……第１の着磁帯、
３……第２の着磁帯、４……第１のホール素子、
５……第２のホール素子、６……回転軸、７……
回転子、８……固定子、９……電流源、１０……
第１の差動回路、１１……第２の差動回路、１２
……担体プレート、Ma，Mb，Mc……３相励磁
巻線、TR１，TR２，TR３，TR４……NPNト
ランジスタ、TR５，TR６，TR７……PNPトラ
ンジスタ。
第２図は同実施例における位置検出器の詳細図、
３図は同実施例における駆動回路図、第４図は第
３図における各部の信号波形図、第５図は本発明
の他の実施例の要部構成斜視図である。 １……位置信号回転体、２……第１の着磁帯、
３……第２の着磁帯、４……第１のホール素子、
５……第２のホール素子、６……回転軸、７……
回転子、８……固定子、９……電流源、１０……
第１の差動回路、１１……第２の差動回路、１２
……担体プレート、Ma，Mb，Mc……３相励磁
巻線、TR１，TR２，TR３，TR４……NPNト
ランジスタ、TR５，TR６，TR７……PNPトラ
ンジスタ。
Claims (1)
- １ 永久磁石を含めてなる回転子と、３相の励磁
巻線を含めてなる固定子と、位置信号用の着磁が
なされたリング状の第１の着磁帯および第２の着
磁帯を有し、かつ前記回転子と一体に回転する位
置信号回転体と、前記第１の着磁帯と対向して固
定部に配置された第１のホール素子と、前記第２
の着磁帯に対向して固定部に配置された第２のホ
ール素子とを具備した３相無整流子電動機であつ
て、前記第１の着磁帯は前記永久磁石の極数に対
応した極数でＮ極とＳ極（あるいはＳ極とＮ極）
が略１対２の角度割り合いで順次着磁され、前記
第２の着磁帯は前記回転子が回転し前記第１のホ
ール素子が前記第１の着磁帯のＮ極（あるいはＳ
極）を検出する回転角期間内で前記第２のホール
素子により検出される磁極が１回変化するよう
に、また前記第１のホール素子がＳ極（あるいは
Ｎ極）を検出する回転角期間内においては略中心
において前記第２のホール素子により検出される
磁極が１度変化するように着磁され、前記第１の
ホール素子の出力に応動して電流源の出力電流を
差動出力する第１の差動回路と、前記第２のホー
ル素子の出力に応動して前記第１の差動回路の一
方の出力電流を差動出力する第２の差動回路を構
成し、前記第１の差動回路の他方の出力と前記第
２差動回路の差動出力に従つて前記３相の励磁巻
線を順次励磁するようになしたことを特徴とする
無整流子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56091845A JPS57208851A (en) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | Commutator-less motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56091845A JPS57208851A (en) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | Commutator-less motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57208851A JPS57208851A (en) | 1982-12-22 |
| JPH0328148B2 true JPH0328148B2 (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=14037907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56091845A Granted JPS57208851A (en) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | Commutator-less motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57208851A (ja) |
-
1981
- 1981-06-15 JP JP56091845A patent/JPS57208851A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57208851A (en) | 1982-12-22 |
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