JPH0568954B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0568954B2 JPH0568954B2 JP59277169A JP27716984A JPH0568954B2 JP H0568954 B2 JPH0568954 B2 JP H0568954B2 JP 59277169 A JP59277169 A JP 59277169A JP 27716984 A JP27716984 A JP 27716984A JP H0568954 B2 JPH0568954 B2 JP H0568954B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- circuit
- command signal
- current
- drive device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は直流無整流子モータの駆動装置に関す
るものである。
るものである。
従来の技術
近年、回転子位置検出器（例えばホール素子）
の出力に応じて電機子の通電相を半導体（例えば
トランジスタ）で順次切換えるように構成した直
流無整流子モータが、音響装置、映像装置に応用
されている。
の出力に応じて電機子の通電相を半導体（例えば
トランジスタ）で順次切換えるように構成した直
流無整流子モータが、音響装置、映像装置に応用
されている。
通常、直流無整流子モータは１相につき１つの
回転子位置検出器と、１つの電機子通電制御回路
が必要であり、モータの相数を増やすことは、制
御回路自体の構成が複雑となり、高価で大型とな
り実用的でない。したがつて一般には２相または
３相の電機子が採用され、その結果、トルクリツ
プルも15〜20％P-P存在するのが通常である。そ
れに対応して直流無整流子モータの回転むらが増
加して、音響装置、映像装置のワウ、フラツタを
増加させている。
回転子位置検出器と、１つの電機子通電制御回路
が必要であり、モータの相数を増やすことは、制
御回路自体の構成が複雑となり、高価で大型とな
り実用的でない。したがつて一般には２相または
３相の電機子が採用され、その結果、トルクリツ
プルも15〜20％P-P存在するのが通常である。そ
れに対応して直流無整流子モータの回転むらが増
加して、音響装置、映像装置のワウ、フラツタを
増加させている。
最近の直流無整流子モータには回転子位置検出
器としてホール素子が多用されているが、よく知
られているようにホール素子は感度のばつきが大
きく、このため、従来からホール素子の感度のば
らつきを回路技術によつて吸収し、さらに直流無
整流子モータのもつトルクリツプルをも補正しよ
うとする試みが盛んに行なわれてきた。
器としてホール素子が多用されているが、よく知
られているようにホール素子は感度のばつきが大
きく、このため、従来からホール素子の感度のば
らつきを回路技術によつて吸収し、さらに直流無
整流子モータのもつトルクリツプルをも補正しよ
うとする試みが盛んに行なわれてきた。
特開昭59−35585号公報（以後、文献１と略記
する）には、回転子位置検出器として３つのホー
ル素子を用いたその代表的な技術が開示されてい
る。その駆動回路の具体的な構成の説明は省略す
るが、その動作のポイントは前記文献１に示され
ているように、コイルの切換わりタイミングをホ
ール素子の出力が零となるタイミングに合わせる
ことによつて、ホール素子出力のばらつきに強く
し、コイルへの供給電流をモータの回転に同期し
た変調信号に応動して部分的に変調することによ
つてトルクリツプルをキヤンセルすることにあ
る。
する）には、回転子位置検出器として３つのホー
ル素子を用いたその代表的な技術が開示されてい
る。その駆動回路の具体的な構成の説明は省略す
るが、その動作のポイントは前記文献１に示され
ているように、コイルの切換わりタイミングをホ
ール素子の出力が零となるタイミングに合わせる
ことによつて、ホール素子出力のばらつきに強く
し、コイルへの供給電流をモータの回転に同期し
た変調信号に応動して部分的に変調することによ
つてトルクリツプルをキヤンセルすることにあ
る。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、前記文献１に示された駆動装置
の構成によれば、ホール素子の零出力時を基準に
回路が働らくようにしたため、ホール素子出力の
ばらつきに強くすることができるが、電機子コイ
ルへの通電制御がオンオフ制御となるため、通電
するコイルの切換えに伴なうスパイク状電圧を低
減するための比較的大きなコンデンサを含むフイ
ルタが電機子コイルへの通電端子に必要となる。
また、電機子コイルに流れる電流が急峻にオン・
オフされるため、振動、騒音を発生しやすいとい
う欠点も有していた。
の構成によれば、ホール素子の零出力時を基準に
回路が働らくようにしたため、ホール素子出力の
ばらつきに強くすることができるが、電機子コイ
ルへの通電制御がオンオフ制御となるため、通電
するコイルの切換えに伴なうスパイク状電圧を低
減するための比較的大きなコンデンサを含むフイ
ルタが電機子コイルへの通電端子に必要となる。
また、電機子コイルに流れる電流が急峻にオン・
オフされるため、振動、騒音を発生しやすいとい
う欠点も有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、回転子位置検出器
としてホール素子を用いるが、ホール素子出力の
感度ばらつきに強く、かつ文献１に示された駆動
装置において必要とされるようなフイルタの不要
な、低振動、低騒音、低トルクリツプルのモータ
駆動装置を提供するものである。
としてホール素子を用いるが、ホール素子出力の
感度ばらつきに強く、かつ文献１に示された駆動
装置において必要とされるようなフイルタの不要
な、低振動、低騒音、低トルクリツプルのモータ
駆動装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の直流無整
子モータの駆動装置は磁界を検出する磁電変換素
子と、磁電変換素子の各出力を増幅するバツフア
増幅器と、前記バツフア増幅器の各出力の差を合
成する複数個の減算回路と、前記減算回路の各出
力の正部分あるいは負部分の和を合成する整流加
算回路と、モータのトルク指令信号を発生する指
令信号発生回路と、前記整流加算回路の出力が所
定値になるように前記バツフア増幅器の増幅度、
あるいは前記複数子の磁電変換素子の入力供給電
圧の調節する第１の誤差増幅器と、前記減算回路
の出力が入力され複数相の電機子コイルに電流を
供給する電力供給回路と、前記複数相の電機子コ
イルへの供給電流を検出する電流検出手段と、前
記複数相の電機子コイルへの供給電流を変調させ
るための変調信号発生回路と、前記電流検出手段
の出力が前記変調信号発生回路の出力に一致する
ように前記電力供給回路の増幅度を調節する第２
の誤差増幅器より構成されたものである。
子モータの駆動装置は磁界を検出する磁電変換素
子と、磁電変換素子の各出力を増幅するバツフア
増幅器と、前記バツフア増幅器の各出力の差を合
成する複数個の減算回路と、前記減算回路の各出
力の正部分あるいは負部分の和を合成する整流加
算回路と、モータのトルク指令信号を発生する指
令信号発生回路と、前記整流加算回路の出力が所
定値になるように前記バツフア増幅器の増幅度、
あるいは前記複数子の磁電変換素子の入力供給電
圧の調節する第１の誤差増幅器と、前記減算回路
の出力が入力され複数相の電機子コイルに電流を
供給する電力供給回路と、前記複数相の電機子コ
イルへの供給電流を検出する電流検出手段と、前
記複数相の電機子コイルへの供給電流を変調させ
るための変調信号発生回路と、前記電流検出手段
の出力が前記変調信号発生回路の出力に一致する
ように前記電力供給回路の増幅度を調節する第２
の誤差増幅器より構成されたものである。
作 用
本発明は上記した構成によつて、回転子位置検
出器として複数個の磁電変換素子を用いるが、磁
電変換素子出力の感度ばらつきに強く、かつオフ
セツトにも強い回路構成で、低振動、低騒音で、
かつ低トルクリツプルの直流無整流子モータの駆
動装置を実現しようとするものである。
出器として複数個の磁電変換素子を用いるが、磁
電変換素子出力の感度ばらつきに強く、かつオフ
セツトにも強い回路構成で、低振動、低騒音で、
かつ低トルクリツプルの直流無整流子モータの駆
動装置を実現しようとするものである。
実施例
以下本発明の一実施例の直流無整流子モータの
駆動装置について、図面を参照しながら説明す
る。
駆動装置について、図面を参照しながら説明す
る。
第２図は本発明を応用して好適なモータの要部
斜視図を示したものである。図において、７は回
転軸である。上記回転軸７にはバツクヨークとし
ての軟鉄製の円板８が固定され、その円板８の下
面部には円板状の回転子磁石９が固着されて回転
子を構成している。４，５，６は３相の電機子コ
イルであつて、これは軟鉄製の固定子鉄板１０の
面上に接着剤などで固着されている。１１は軸受
で、前記３相の電機子コイル４，５，６の中心位
置となるように固定子鉄板１０に固定され、前記
回転軸７が回転自在に支承される。１，２，３は
ホール素子で、回転子の位置検出器として使用さ
れ、各電機子コイルの中央部に配置され、円板状
の回転子磁石９の磁界を検出できるようになして
いる。
斜視図を示したものである。図において、７は回
転軸である。上記回転軸７にはバツクヨークとし
ての軟鉄製の円板８が固定され、その円板８の下
面部には円板状の回転子磁石９が固着されて回転
子を構成している。４，５，６は３相の電機子コ
イルであつて、これは軟鉄製の固定子鉄板１０の
面上に接着剤などで固着されている。１１は軸受
で、前記３相の電機子コイル４，５，６の中心位
置となるように固定子鉄板１０に固定され、前記
回転軸７が回転自在に支承される。１，２，３は
ホール素子で、回転子の位置検出器として使用さ
れ、各電機子コイルの中央部に配置され、円板状
の回転子磁石９の磁界を検出できるようになして
いる。
第１図は本発明の一実施例におけるモータ駆動
装置の回路構成図を示したものである。図におい
て、１２０は直流電源で、３個のホール素子１，
２，３の入力供給電圧源となる。２１，２２，２
３は各ホール素子１，２，３のバツフア増幅器で
あつて、本実施例では各ホール素子の差動出力に
比例した電流iH1，iH2，iH3に変換し、出力する。
バツフア増幅器２１，２２，２３はそれぞれ３つ
の電流出力（電流の大きさは同一とする）が得ら
れるように構成されている。３１，３２，３３は
減算回路であつて、減算回路３１には、バツフア
増幅器２１の出力とバツフア増幅器２２の出力電
流iH1，iH2が入力され減算されてiP1（＝iH1−iH2）の
電流が出力される。減算回路３２にはバツフア回
路２２，２３の出力電流iH2，iH3が入力され減算
されてiP2（＝iH2−iH3）の電流が出力される。同様
に減算回路３３にはバツフア回路２３，２１の出
力電流iH3，iH1が入力されて減算されてiP3（＝iH3−
iH1）の電流が出力される。
装置の回路構成図を示したものである。図におい
て、１２０は直流電源で、３個のホール素子１，
２，３の入力供給電圧源となる。２１，２２，２
３は各ホール素子１，２，３のバツフア増幅器で
あつて、本実施例では各ホール素子の差動出力に
比例した電流iH1，iH2，iH3に変換し、出力する。
バツフア増幅器２１，２２，２３はそれぞれ３つ
の電流出力（電流の大きさは同一とする）が得ら
れるように構成されている。３１，３２，３３は
減算回路であつて、減算回路３１には、バツフア
増幅器２１の出力とバツフア増幅器２２の出力電
流iH1，iH2が入力され減算されてiP1（＝iH1−iH2）の
電流が出力される。減算回路３２にはバツフア回
路２２，２３の出力電流iH2，iH3が入力され減算
されてiP2（＝iH2−iH3）の電流が出力される。同様
に減算回路３３にはバツフア回路２３，２１の出
力電流iH3，iH1が入力されて減算されてiP3（＝iH3−
iH1）の電流が出力される。
減算回路３１，３２，３３は各々２つの出力電
流（大きさは同一とする）が得られるように構成
されているものとする。そして一方の電流出力
iP1，iP2，iP3はそれぞれ電力供給回路１０１，１
０２，１０３に入力され、もう一方の電流出力は
整流加算回路４０に入力されている。整流加算回
路４０はダイオード４１，４２，４３と抵抗４４
より構成されていて減算回路３１，３２，３３の
出力電流iP1，iP2，iP3の正部分のみを抵抗４４に
通電することにより整流加算結果を電圧出力す
る。８０は指令信号発生回路で入力ETに比例し
た電流iTが２つの出力端子から出力される。一方
の電流出力iTは抵抗８２に通電され、電圧に変換
後第１の誤差増幅器５０に入力される。第１の誤
差増幅器５０のもう一方の入力端子には、整流加
算回路４０の整流加算結果が入力され、２つの入
力電圧が一致するようにバツフア回路２１，２
２，２３の増幅度を調節する。６０は絶対値加算
回路であつて、バツフア回路２１，２２，２３の
電流出力iH1，iH2，iH3が入力されている。４，５，
６は３相の電機子コイルで、星形結線されてい
て、各々電力供給回路１０１，１０２，１０３の
出力側に接続されている。１１４は直流電源で電
力供給回路１０１，１０２，１０３の入力動作点
を決定するもので、抵抗１１１，１１２，１１３
は、減算回路３１，３２，３３の電流出力iP1，
iP2，iP3を電圧に変換するために設けてある。９
０は電流検出抵抗で、３相の電機子コイル４，
５，６への流入電流を電圧の型で検出するための
電流検出手段を構成している。７０は第２の誤差
増幅器であつて、２つの入力端子には電流検出抵
抗９０の検出電圧と、指令信号発生回路８０の出
力電流と絶対値加算回路６０の出力電流を合成し
た合成信号が入力されている。本実施例では、指
令信号発生回路の電流出力iTと絶対値加算回路の
電流出力irを減算させ合成電流ic（＝iT−ir）を作
成して抵抗７１により電圧に変換している。な
お、絶対値加算回路６０と抵抗７１により変調信
号発生回路２００が構成されている。第２の誤差
増幅器７０の出力は３つの電力供給回路１０１，
１０２，１０３に接続され、第２の誤差増幅器７
０の両入力が一致するように電力供給回路１０
１，１０２，１０３の増幅度が調節される。
流（大きさは同一とする）が得られるように構成
されているものとする。そして一方の電流出力
iP1，iP2，iP3はそれぞれ電力供給回路１０１，１
０２，１０３に入力され、もう一方の電流出力は
整流加算回路４０に入力されている。整流加算回
路４０はダイオード４１，４２，４３と抵抗４４
より構成されていて減算回路３１，３２，３３の
出力電流iP1，iP2，iP3の正部分のみを抵抗４４に
通電することにより整流加算結果を電圧出力す
る。８０は指令信号発生回路で入力ETに比例し
た電流iTが２つの出力端子から出力される。一方
の電流出力iTは抵抗８２に通電され、電圧に変換
後第１の誤差増幅器５０に入力される。第１の誤
差増幅器５０のもう一方の入力端子には、整流加
算回路４０の整流加算結果が入力され、２つの入
力電圧が一致するようにバツフア回路２１，２
２，２３の増幅度を調節する。６０は絶対値加算
回路であつて、バツフア回路２１，２２，２３の
電流出力iH1，iH2，iH3が入力されている。４，５，
６は３相の電機子コイルで、星形結線されてい
て、各々電力供給回路１０１，１０２，１０３の
出力側に接続されている。１１４は直流電源で電
力供給回路１０１，１０２，１０３の入力動作点
を決定するもので、抵抗１１１，１１２，１１３
は、減算回路３１，３２，３３の電流出力iP1，
iP2，iP3を電圧に変換するために設けてある。９
０は電流検出抵抗で、３相の電機子コイル４，
５，６への流入電流を電圧の型で検出するための
電流検出手段を構成している。７０は第２の誤差
増幅器であつて、２つの入力端子には電流検出抵
抗９０の検出電圧と、指令信号発生回路８０の出
力電流と絶対値加算回路６０の出力電流を合成し
た合成信号が入力されている。本実施例では、指
令信号発生回路の電流出力iTと絶対値加算回路の
電流出力irを減算させ合成電流ic（＝iT−ir）を作
成して抵抗７１により電圧に変換している。な
お、絶対値加算回路６０と抵抗７１により変調信
号発生回路２００が構成されている。第２の誤差
増幅器７０の出力は３つの電力供給回路１０１，
１０２，１０３に接続され、第２の誤差増幅器７
０の両入力が一致するように電力供給回路１０
１，１０２，１０３の増幅度が調節される。
以上のように構成された直流無整流子モータの
駆動装置について、第３図、第４図及び第５図を
用いてその動作を説明する。
駆動装置について、第３図、第４図及び第５図を
用いてその動作を説明する。
第３図は回転子の回転角度θを電気角で表わし
て、第１図の駆動装置の各部の波形を示したもの
である。第３図Ａはホール素子１，２，３の差動
出力電圧波形lH1，lH2，lH3である。第３図につい
て、差動出力電圧lH1の０から正への立上り点を
θ＝0゜として差動出力電圧lH2，lH3はそれぞれ120゜
ずつ位相が遅れている。第３図Ａではホール素子
１，２，３の各差動出力には感度ばらつき及びオ
フセツトはないものとする。
て、第１図の駆動装置の各部の波形を示したもの
である。第３図Ａはホール素子１，２，３の差動
出力電圧波形lH1，lH2，lH3である。第３図につい
て、差動出力電圧lH1の０から正への立上り点を
θ＝0゜として差動出力電圧lH2，lH3はそれぞれ120゜
ずつ位相が遅れている。第３図Ａではホール素子
１，２，３の各差動出力には感度ばらつき及びオ
フセツトはないものとする。
一般に永久磁石回転子型のモータではモータの
高効率化と量産性を考慮して永久磁石は台形波着
磁が施されるため、磁界を検出するホール素子の
差動出力電圧には高次の高調波成分まで含まれて
いる。第３図Ａでは、第３次、第５次、第７次の
各成分が基本波に比べて12.6％、2.5％、0.6％含
まれた例を示す。
高効率化と量産性を考慮して永久磁石は台形波着
磁が施されるため、磁界を検出するホール素子の
差動出力電圧には高次の高調波成分まで含まれて
いる。第３図Ａでは、第３次、第５次、第７次の
各成分が基本波に比べて12.6％、2.5％、0.6％含
まれた例を示す。
第３図Ｂはバツフア増幅器２１，２２，２３の
電流出力波形iH1，iH2，iH3であり、第３図Ｃは減
算回路３１，３２，３３の電流出力波形iP1，iP2，
iP3である。
電流出力波形iH1，iH2，iH3であり、第３図Ｃは減
算回路３１，３２，３３の電流出力波形iP1，iP2，
iP3である。
第１図について、バツフア増幅器２１，２２，
２３と減算回路３１，３２，３３と整流加算回路
４０と第１の誤差増幅器５０によつて、制御ルー
プが構成されているので、減算回路３１，３２，
３３の各電流出力iP1，iP2，iP3の波高値は、第３
図Ｃに示したように、モータの指令信号（第３図
Ｅの波形）に比例した一定値となる。上記の制御
ループの動作によつて、ホール素子１，２，３に
感度ばらつき及びオフセツトが存在する場合に
も、バツフア増幅器の増幅度が調節されて、減算
回路３１，３２，３３の各電流出力iP1，iP2，iP3
の波高値は常に一定に保たれる。
２３と減算回路３１，３２，３３と整流加算回路
４０と第１の誤差増幅器５０によつて、制御ルー
プが構成されているので、減算回路３１，３２，
３３の各電流出力iP1，iP2，iP3の波高値は、第３
図Ｃに示したように、モータの指令信号（第３図
Ｅの波形）に比例した一定値となる。上記の制御
ループの動作によつて、ホール素子１，２，３に
感度ばらつき及びオフセツトが存在する場合に
も、バツフア増幅器の増幅度が調節されて、減算
回路３１，３２，３３の各電流出力iP1，iP2，iP3
の波高値は常に一定に保たれる。
第３図Ｄは、絶対値加算回路６０の電流出力波
形irであつて、絶対値加算回路６０への流入方向
を正方向としている。バツフア回路２１，２２，
２３の各電流出力iH1，iH2，iH3と絶対値加算回路
６０の電流出力irの間にはir−｜iH1｜＋｜iH2｜＋
｜iH3｜の関係が存在する。第３図Ｅは指令信号
発生回路８０の電流出力iTを示すもので、モータ
の指令信号に比例した大きさである。第３図Ｆは
抵抗７１に流入する電流icを示したもので指令信
号発生回路８０の電流出力iTと絶対値加算回路６
０の電流出力irの間には、ic＝iT−irの関係があ
る。第３図Ｆには６次のリツプルが含まれてい
る。
形irであつて、絶対値加算回路６０への流入方向
を正方向としている。バツフア回路２１，２２，
２３の各電流出力iH1，iH2，iH3と絶対値加算回路
６０の電流出力irの間にはir−｜iH1｜＋｜iH2｜＋
｜iH3｜の関係が存在する。第３図Ｅは指令信号
発生回路８０の電流出力iTを示すもので、モータ
の指令信号に比例した大きさである。第３図Ｆは
抵抗７１に流入する電流icを示したもので指令信
号発生回路８０の電流出力iTと絶対値加算回路６
０の電流出力irの間には、ic＝iT−irの関係があ
る。第３図Ｆには６次のリツプルが含まれてい
る。
第１図において、電力供給回路１０１，１０
２，１０３と、電機子コイル４，５，６への流入
電流の大きさを電圧に変換する検出抵抗９０と、
２つの入力端子に検出抵抗９０に発生した電圧と
抵抗７１に発生した電圧とが入力され、出力でも
つて電力供給回路１０１，１０２，１０３の増幅
度を調節するように接続された第２の誤差増幅器
７０によつて、制御ループが構成されている。
２，１０３と、電機子コイル４，５，６への流入
電流の大きさを電圧に変換する検出抵抗９０と、
２つの入力端子に検出抵抗９０に発生した電圧と
抵抗７１に発生した電圧とが入力され、出力でも
つて電力供給回路１０１，１０２，１０３の増幅
度を調節するように接続された第２の誤差増幅器
７０によつて、制御ループが構成されている。
上記の制御ループの動作について、第４図及び
第５図を用いて説明する。
第５図を用いて説明する。
第４図は、全体値加算回路６０の出力を開放状
態にしたときの波形図を示したものである。
態にしたときの波形図を示したものである。
第４図Ａはモータの回転子磁石の回転によつて
固定子に配置された３相の電機子コイル４，５，
６にそれぞれ誘起される３相の発電電圧波形l1，
l2，l3を示したものである。第４図について、発
電電圧波形l1の０から正への立上り点はθ＝−30゜
の点にあり、他の発電電圧波形l2，l3はそれぞれ
120゜ずつ位相が遅れている。またホール素子１，
２，３の各差動出力電圧波形lH1，lH2，lH3に比べ
て、発電電圧波形l1，l2，l3はそれぞれ30゜ずつ位
相が進んでいる。第４図Ａにおいて、３相の電機
子コイル４，５，６に誘起される発電電圧波形
l1，l2，l3の波高値はすべて等しいものとする。
実際上、電機子コイルの形状、配置は機械的に精
度よく定められるので、この仮定は現実にほぼ満
足される。また電機子コイルには通常、数10ター
ンの巻線が、ある巻幅をもつて施されるため、電
機子コイルに誘起される発電電圧波形には、含ま
れる高調波成分が比較的少なく、第４図Ａでは第
３次、第５次の各高調波成分が基本波に比べて、
7.1％、0.4％含まれた例を示した。
固定子に配置された３相の電機子コイル４，５，
６にそれぞれ誘起される３相の発電電圧波形l1，
l2，l3を示したものである。第４図について、発
電電圧波形l1の０から正への立上り点はθ＝−30゜
の点にあり、他の発電電圧波形l2，l3はそれぞれ
120゜ずつ位相が遅れている。またホール素子１，
２，３の各差動出力電圧波形lH1，lH2，lH3に比べ
て、発電電圧波形l1，l2，l3はそれぞれ30゜ずつ位
相が進んでいる。第４図Ａにおいて、３相の電機
子コイル４，５，６に誘起される発電電圧波形
l1，l2，l3の波高値はすべて等しいものとする。
実際上、電機子コイルの形状、配置は機械的に精
度よく定められるので、この仮定は現実にほぼ満
足される。また電機子コイルには通常、数10ター
ンの巻線が、ある巻幅をもつて施されるため、電
機子コイルに誘起される発電電圧波形には、含ま
れる高調波成分が比較的少なく、第４図Ａでは第
３次、第５次の各高調波成分が基本波に比べて、
7.1％、0.4％含まれた例を示した。
第４図Ｂは電機子コイル４，５，６に通電され
る電流i1，i2，i3を示したものである。電力供給
回路１０１，１０２，１０３の入力側には減算回
路３１，３２，３３の電流出力iP1，iP2，iP3が入
力され、一方電力供給回路１０１，１０２，１０
３の増幅度は絶対値加算回路６０の出力が開放状
態のため指令信号に応じた一定値に保持されるた
め、入力がそのまま線形増幅されて３相の電機子
コイル４，５，６に通電される電流波形i1，i2，
i3は減算回路３１，３２，３３の電流出力波形
iP1，iP2，iP3と相似波形となる。また減算回路３
１，３２，３３の電流出力iP1，iP2，iP3は３組の
ホール素子の各出力を増幅するバツフア増幅器２
１，２２，２３の３組の出力電流iH1，iH2，iH3の
うち２組どおしの差を出力するものであるから iP1＋iP2＋iP3＝（iH1−iH2）＋（iH2−iH3）＋（iH3
−iH1）＝０ の関係が常に成立する。したがつて、電力供給回
路１０１，１０２，１０３によつて、線形増幅さ
れて３相の電機子コイル４，５，６に通電された
出力電流i1，i2，i3の間にも i1＋i2＋i3＝０ の関係が常に成立する。ななわち３相電機子コイ
ルへ流入する電流和と３相電機子コイルから流出
する電流和が等しく、本実施例に示したような星
形結線された３相電機子コイルにも何ら支承なく
電流を供給することが可能となる。なお、３相の
電機子コイルに流入する電流の和は指令信号に比
例した一定値となる。
る電流i1，i2，i3を示したものである。電力供給
回路１０１，１０２，１０３の入力側には減算回
路３１，３２，３３の電流出力iP1，iP2，iP3が入
力され、一方電力供給回路１０１，１０２，１０
３の増幅度は絶対値加算回路６０の出力が開放状
態のため指令信号に応じた一定値に保持されるた
め、入力がそのまま線形増幅されて３相の電機子
コイル４，５，６に通電される電流波形i1，i2，
i3は減算回路３１，３２，３３の電流出力波形
iP1，iP2，iP3と相似波形となる。また減算回路３
１，３２，３３の電流出力iP1，iP2，iP3は３組の
ホール素子の各出力を増幅するバツフア増幅器２
１，２２，２３の３組の出力電流iH1，iH2，iH3の
うち２組どおしの差を出力するものであるから iP1＋iP2＋iP3＝（iH1−iH2）＋（iH2−iH3）＋（iH3
−iH1）＝０ の関係が常に成立する。したがつて、電力供給回
路１０１，１０２，１０３によつて、線形増幅さ
れて３相の電機子コイル４，５，６に通電された
出力電流i1，i2，i3の間にも i1＋i2＋i3＝０ の関係が常に成立する。ななわち３相電機子コイ
ルへ流入する電流和と３相電機子コイルから流出
する電流和が等しく、本実施例に示したような星
形結線された３相電機子コイルにも何ら支承なく
電流を供給することが可能となる。なお、３相の
電機子コイルに流入する電流の和は指令信号に比
例した一定値となる。
第４図Ｃはモータの３相電機子コイルに第４図
Ｂに示すような電流を通電したときにモータが発
生するトルク波形を示したものである。モータの
発生トルクは第４図Ａに示される電機子コイルに
誘起される発電電圧l1，l2，l3と、第４図Ｂに示
される電機子コイルに通電される電流i1，i2，i3
のそれぞれの積の和（l1・i1＋l2・i2＋l3・i3）に
比例する。第４図Ｃにおいて、発生トルクの最大
値は、θ＝30゜、90゜、150゜、210゜、……の点に現
われ、最小値はθ＝0゜、60゜、120゜、180゜の点に現
われ、トルクリツプルの主成分は６次高調波成分
である。
Ｂに示すような電流を通電したときにモータが発
生するトルク波形を示したものである。モータの
発生トルクは第４図Ａに示される電機子コイルに
誘起される発電電圧l1，l2，l3と、第４図Ｂに示
される電機子コイルに通電される電流i1，i2，i3
のそれぞれの積の和（l1・i1＋l2・i2＋l3・i3）に
比例する。第４図Ｃにおいて、発生トルクの最大
値は、θ＝30゜、90゜、150゜、210゜、……の点に現
われ、最小値はθ＝0゜、60゜、120゜、180゜の点に現
われ、トルクリツプルの主成分は６次高調波成分
である。
本実施例で絶対値加算回路６０の出力側を開放
したとき、すなわち３相電機子コイルに流入する
電流和が指令信号に比例した一定値となるように
電力供給回路１０１，１０２，１０３の増幅度を
調節したときにはトルクリツプルの大きさは約14
％P-P発生することになる。
したとき、すなわち３相電機子コイルに流入する
電流和が指令信号に比例した一定値となるように
電力供給回路１０１，１０２，１０３の増幅度を
調節したときにはトルクリツプルの大きさは約14
％P-P発生することになる。
このトルクリツプルを抑制するには、３相電機
子コイルに流入する電流和が一定となるように制
御するのではなく、第４図Ｃに示したトルク波形
のリツプル分と逆位相の関係になるようにしかも
同じリツプル率で上記電流和を変調させればよ
い。
子コイルに流入する電流和が一定となるように制
御するのではなく、第４図Ｃに示したトルク波形
のリツプル分と逆位相の関係になるようにしかも
同じリツプル率で上記電流和を変調させればよ
い。
第１図の直流無整流子モータの駆動装置では、
第４図Ｃに示すトルクリツプルを抑制するため
に、変調信号を全体値加算回路６０によつて作成
するものである。そして、この絶対値加算回路６
０の出力電流irは第３図Ｄに示す如く、第４図Ｃ
のトルク波形のリツプル分と同位相の関係にある
ため、位相を反転させるため指令信号に比例した
一定電流iT（第４図Ｅ）から出力電流irを減算させ
ることにより変調信号ic（第４図Ｆ）を作成して
いる。さらに第２の誤差増幅器７０の２つの入力
端子には、モータの３相電機子コイルに流入する
電流和を電圧値に変換する電流検出抵抗９０の検
出電圧と、指令信号発生回路８０の出力電流iTと
絶対値加算回路６０の出力電流irの差を合成した
変調信号icを抵抗７１で電圧値に変換した電圧と
が入力されていて、第２の誤差増幅器７０の両入
力が一致するように電力供給回路１０１，１０
２，１０３の増幅度が調節される。そして上記変
調信号icのリツプル率を第４図Ｃのトルク波形の
リツプル率と等しくすることによつて、トルクリ
ツプルを抑制しようとするものである。
第４図Ｃに示すトルクリツプルを抑制するため
に、変調信号を全体値加算回路６０によつて作成
するものである。そして、この絶対値加算回路６
０の出力電流irは第３図Ｄに示す如く、第４図Ｃ
のトルク波形のリツプル分と同位相の関係にある
ため、位相を反転させるため指令信号に比例した
一定電流iT（第４図Ｅ）から出力電流irを減算させ
ることにより変調信号ic（第４図Ｆ）を作成して
いる。さらに第２の誤差増幅器７０の２つの入力
端子には、モータの３相電機子コイルに流入する
電流和を電圧値に変換する電流検出抵抗９０の検
出電圧と、指令信号発生回路８０の出力電流iTと
絶対値加算回路６０の出力電流irの差を合成した
変調信号icを抵抗７１で電圧値に変換した電圧と
が入力されていて、第２の誤差増幅器７０の両入
力が一致するように電力供給回路１０１，１０
２，１０３の増幅度が調節される。そして上記変
調信号icのリツプル率を第４図Ｃのトルク波形の
リツプル率と等しくすることによつて、トルクリ
ツプルを抑制しようとするものである。
なお、上記変調信号icのリツプル率は、第１図
に示す直流無整流子モータの駆動装置では、抵抗
８２と抵抗４４の抵抗比でもつて任意に決定する
ことが可能である。本実施例では、抵抗８２の抵
抗値を抵抗４４の抵抗値の0.35倍に設定すること
により、トルクリツプルを最小にしている。とこ
ろで、ホール素子の差動出電圧波形及び電機子コ
イルに誘起される発電電圧波形それぞれに含まれ
る高調波の含有率が前記の場合と異なる場合に
は、それに適した抵抗４４と抵抗８２の抵抗値の
比を決定することによりトルクリツプルを最小に
することができる。
に示す直流無整流子モータの駆動装置では、抵抗
８２と抵抗４４の抵抗比でもつて任意に決定する
ことが可能である。本実施例では、抵抗８２の抵
抗値を抵抗４４の抵抗値の0.35倍に設定すること
により、トルクリツプルを最小にしている。とこ
ろで、ホール素子の差動出電圧波形及び電機子コ
イルに誘起される発電電圧波形それぞれに含まれ
る高調波の含有率が前記の場合と異なる場合に
は、それに適した抵抗４４と抵抗８２の抵抗値の
比を決定することによりトルクリツプルを最小に
することができる。
ただし、この決定作業は同一構造のモータにお
いて一台一台行なう必要はない。それは同一構造
のモータでは、ホール素子の差動出力電圧波形及
び電機子コイルに誘起される発電電圧波形それぞ
れに含まれる高調波の含有率はほぼ同一と考えら
れるからである。
いて一台一台行なう必要はない。それは同一構造
のモータでは、ホール素子の差動出力電圧波形及
び電機子コイルに誘起される発電電圧波形それぞ
れに含まれる高調波の含有率はほぼ同一と考えら
れるからである。
第５図は、第１図の構成でモータの３相電機子
コイルに流入する電流の和を上記変調信号icによ
り変調させることによつて、トルク波形のリツプ
ルを抑制させたときの波形図を示したものであ
る。第５図Ａは３相の電機子コイル４，５，６に
それぞれ誘起された３相発電波形l1，l2，l3を示
したものである。第５図Ｂは、モータの３相電機
子コイルに流入する電流の和を変調信号icにより
変調させたときに３相の電機子コイル４，５，６
に通電される電流波形i1，i2，i3を示したもので
ある。第５図Ｃはモータの３相電機子コイルに第
５図Ｂに示すような電流を通電したときにモータ
が発生するトルク波形を示したものである。
コイルに流入する電流の和を上記変調信号icによ
り変調させることによつて、トルク波形のリツプ
ルを抑制させたときの波形図を示したものであ
る。第５図Ａは３相の電機子コイル４，５，６に
それぞれ誘起された３相発電波形l1，l2，l3を示
したものである。第５図Ｂは、モータの３相電機
子コイルに流入する電流の和を変調信号icにより
変調させたときに３相の電機子コイル４，５，６
に通電される電流波形i1，i2，i3を示したもので
ある。第５図Ｃはモータの３相電機子コイルに第
５図Ｂに示すような電流を通電したときにモータ
が発生するトルク波形を示したものである。
本実施例では、トルクリツプルの主成分は第12
次成分であり、トルクリツプルの大きさは2.8％P
−Ｐまで抑制されている。
次成分であり、トルクリツプルの大きさは2.8％P
−Ｐまで抑制されている。
なお、第１図の実施例において、第１の誤差増
幅器５０の出力はバツフア増幅器２１，２２，２
３に接続して、バツフア増幅器２１，２２，２３
の増幅度を調節するように構成したが、第１の誤
差増幅器５０の力で直接ホール素子１，２，３の
入力供給電圧を制御してもよい。
幅器５０の出力はバツフア増幅器２１，２２，２
３に接続して、バツフア増幅器２１，２２，２３
の増幅度を調節するように構成したが、第１の誤
差増幅器５０の力で直接ホール素子１，２，３の
入力供給電圧を制御してもよい。
発明の効果
以上のように本発明は、固定子上に配置されて
回転子磁石による磁界を検出する複数個の磁電変
換素子と、前記磁電変換素子の各出力を増幅する
バツフア増幅器と、前記バツフア増幅器の各出力
の差を合成する複数個の減算回路と、前記減算回
路の各出力の正部分あるいは負部分の和を合成す
る整流加算回路と、モータのトルク指令信号を発
生する指令信号発生回路と、前記整流加算回路の
出力が所定値になるように前記バツフア増幅器の
増幅度、あるいは前記複数個の磁電変換素子の入
力供給電圧を調節する第１の誤差増幅器と、前記
減算回路の出力が入力され複数相の電機子コイル
に電流を供給する電力供給回路と、前記複数相の
電機子コイルへの供給電流を検出する電流検出手
段と、前記複数相の電機子コイルへの供給電流を
変調させるための変調信号発生回路と、前記電流
検出手段の出力が前記変調信号発生回路の出力に
一致するように前記電力供給回路の増幅度を調節
する第２の誤差増幅器を設けることにより、回転
子位置検出器として複数個の磁電変換素子を用い
るが、磁電変換素子出力の感度ばらつきに強く、
かつオフセツトにも強い回路構成で、低振動、低
騒音、低トルクリツプルの直流無整流子モータの
駆動装置を提供するものである。
回転子磁石による磁界を検出する複数個の磁電変
換素子と、前記磁電変換素子の各出力を増幅する
バツフア増幅器と、前記バツフア増幅器の各出力
の差を合成する複数個の減算回路と、前記減算回
路の各出力の正部分あるいは負部分の和を合成す
る整流加算回路と、モータのトルク指令信号を発
生する指令信号発生回路と、前記整流加算回路の
出力が所定値になるように前記バツフア増幅器の
増幅度、あるいは前記複数個の磁電変換素子の入
力供給電圧を調節する第１の誤差増幅器と、前記
減算回路の出力が入力され複数相の電機子コイル
に電流を供給する電力供給回路と、前記複数相の
電機子コイルへの供給電流を検出する電流検出手
段と、前記複数相の電機子コイルへの供給電流を
変調させるための変調信号発生回路と、前記電流
検出手段の出力が前記変調信号発生回路の出力に
一致するように前記電力供給回路の増幅度を調節
する第２の誤差増幅器を設けることにより、回転
子位置検出器として複数個の磁電変換素子を用い
るが、磁電変換素子出力の感度ばらつきに強く、
かつオフセツトにも強い回路構成で、低振動、低
騒音、低トルクリツプルの直流無整流子モータの
駆動装置を提供するものである。
第１図は本発明の実施例における直流無整流子
モータの駆動装置の回路構成図、第２図は本発明
を応用して好適なモータの要部斜視図、第３図、
第４図及び第５図は本発明の直流無整流子モータ
の駆動装置の動作を説明するための信号波形図で
ある。 １，２，３……ホール素子、２１，２２，２３
……バツフア増幅器、３１，３２，３３……減算
回路、４０……整流加算回路、６０……絶対値加
算回路、５０……第１の誤差増幅器、７０……第
２の誤差増幅器、１０１，１０２，１０３……電
力供給回路、４，５，６……電機子コイル。
モータの駆動装置の回路構成図、第２図は本発明
を応用して好適なモータの要部斜視図、第３図、
第４図及び第５図は本発明の直流無整流子モータ
の駆動装置の動作を説明するための信号波形図で
ある。 １，２，３……ホール素子、２１，２２，２３
……バツフア増幅器、３１，３２，３３……減算
回路、４０……整流加算回路、６０……絶対値加
算回路、５０……第１の誤差増幅器、７０……第
２の誤差増幅器、１０１，１０２，１０３……電
力供給回路、４，５，６……電機子コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固定子上に配置されて回転子磁石による磁界
を検出する複数個の磁電変換素子と、前記磁電変
換素子の各出力を増幅するバツフア増幅器と、前
記バツフア増幅器の各出力の差を合成する複数個
の減算回路と、前記減算回路の各出力の正部分あ
るいは負部分の和を合成する整流加算回路と、モ
ータのトルク指令信号を発生する指令信号発生回
路と、前記整流加算回路の出力が所定値になるよ
うに前記バツフア増幅器の増幅度、あるいは前記
複数個の磁電変換素子の入力供給電圧を調節する
第１の誤差増幅器と、前記減算回路の出力が入力
され複数相の電機子コイルに電流を供給する電力
供給回路と、前記複数相の電機子コイルへの供給
電流を検出する電流検出手段と、前記複数相の電
機子コイルへの供給電流を変調させるための変調
信号発生回路と、前記電流検出手段の出力が前記
変調信号発生回路の出力に一致するように前記電
力供給回路の増幅度を調節する第２の誤差増幅器
を具備してなる直流無整流子モータの駆動装置。 ２ 整流加算回路の出力は、指令信号発生回路の
出力する指令信号に一致するように構成された特
許請求の範囲第１項記載の直流無整流子モータの
駆動装置。 ３ 変調信号発生回路は、指令信号発生回路の出
力と、バツフア増幅器の各出力を絶対値に変換し
加算する絶対値加算回路の出力とを合成してなる
合成信号を出力するように構成された特許請求の
範囲第１項記載の直流無整流子モータの駆動装
置。 ４ 合成信号は、指令信号と絶対値加算回路の出
力を減算させることにより合成した特許請求の範
囲第３項記載の直流無整流子モータの駆動装置。 ５ 電流検出手段は、複数相の電機子コイルへの
供給電流のそれぞれを共通抵抗に通電させること
により前記供給電流の総和を電圧値に変換するよ
うに構成した特許請求の範囲第１項記載の直流無
整流子モータの駆動装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277169A JPS61150695A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
| US06/804,259 US4633150A (en) | 1984-12-25 | 1985-12-03 | Driving circuit for brushless DC motors |
| KR1019850009544A KR900005813B1 (ko) | 1984-12-25 | 1985-12-18 | 직류무정류자모우터의 구동장치 |
| DE8585309487T DE3576254D1 (de) | 1984-12-25 | 1985-12-24 | Antriebsschaltung fuer buerstenlose gleichstrommotoren. |
| EP85309487A EP0189676B1 (en) | 1984-12-25 | 1985-12-24 | Driving circuit for brushless dc motors |
| CN85109333.7A CN1004040B (zh) | 1984-12-25 | 1985-12-25 | 无刷直流电动机驱动电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277169A JPS61150695A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61150695A JPS61150695A (ja) | 1986-07-09 |
| JPH0568954B2 true JPH0568954B2 (ja) | 1993-09-30 |
Family
ID=17579763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59277169A Granted JPS61150695A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61150695A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0716312B2 (ja) * | 1985-06-24 | 1995-02-22 | 松下電器産業株式会社 | 直流無整流子モ−タの駆動装置 |
| JPH01234085A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ駆動装置 |
| JP2006006067A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Nidec Shibaura Corp | ブラシレスｄｃモータの駆動装置 |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59277169A patent/JPS61150695A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61150695A (ja) | 1986-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900005813B1 (ko) | 직류무정류자모우터의 구동장치 | |
| US4658190A (en) | Reduced ripple drive circuit for a brushless motor | |
| US4356437A (en) | Control circuit for DC motors | |
| JPH0440959B2 (ja) | ||
| JPH0724472B2 (ja) | サ−ボモ−タの制御装置 | |
| JPH0568954B2 (ja) | ||
| JPH0378491A (ja) | 駆動電動機を備えた駆動装置 | |
| JP4380271B2 (ja) | 同期電動機の制御装置 | |
| JPH0376119B2 (ja) | ||
| JPS6333395B2 (ja) | ||
| JPH0716312B2 (ja) | 直流無整流子モ−タの駆動装置 | |
| JP2917308B2 (ja) | ブラシレスモータの駆動回路 | |
| US5874814A (en) | Brushless motor driven by applying varying driving signals | |
| JP3510534B2 (ja) | モータ制御装置および制御方法 | |
| JPS5836184A (ja) | 直流ブラシレスモ−タ−の速度調整回路 | |
| JPH088786B2 (ja) | 直流無整流子モータの駆動装置 | |
| JPH0336986A (ja) | ブラシレスモータの駆動回路 | |
| JPS6222358B2 (ja) | ||
| JPS63148886A (ja) | モ−タ駆動装置 | |
| JPH07123769A (ja) | モータの速度制御装置 | |
| JPS6217480B2 (ja) | ||
| JPH0470879B2 (ja) | ||
| JPS61218386A (ja) | モ−タ制御装置 | |
| JPS58159687A (ja) | ２相ブラシレスモ−タ− | |
| JPS61196783A (ja) | 直流モ−タの駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |