JPH06209552A - Motor with built-in magnetic position detector - Google Patents
Motor with built-in magnetic position detectorInfo
- Publication number
- JPH06209552A JPH06209552A JP4296547A JP29654792A JPH06209552A JP H06209552 A JPH06209552 A JP H06209552A JP 4296547 A JP4296547 A JP 4296547A JP 29654792 A JP29654792 A JP 29654792A JP H06209552 A JPH06209552 A JP H06209552A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- pole
- stator
- width
- motor
- 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.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000612 Sm alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は磁気位置検出器内蔵モー
タの主要寸法の最適設計技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for optimally designing main dimensions of a motor with a built-in magnetic position detector.
【0002】[0002]
【従来の技術】ブラシレスDCモータは生産自動化シス
テム、産業用ロボット、X−Yテーブル、半導体回路製
造装置や磁気ディスク装置に広く利用される。これらの
装置に対する主な評価基準は高精度、高出力、応答性、
信頼性並びに製造の容易性にある。特に、特開昭62-
244265号に開示されるブラシレスDCモータは精
度、応答特性並びに信頼性の点からして今日最も改善さ
れたブラシレスDCモータの1である。2. Description of the Related Art Brushless DC motors are widely used in production automation systems, industrial robots, XY tables, semiconductor circuit manufacturing devices and magnetic disk devices. The main evaluation criteria for these devices are high accuracy, high output, responsiveness,
It is reliable and easy to manufacture. In particular, JP-A-62-1
The brushless DC motor disclosed in No. 244265 is one of the most improved brushless DC motors today in terms of accuracy, response characteristics and reliability.
【0003】以下、特開昭62-244265号に開示
されるブラシレスDCモータを実施例の説明のために添
付した図1乃至図3を参照して簡単に説明する。図1は
ステータの断面形状及びそのコイル構造を示す。ステー
タ(10)は鋼の薄板を打ち抜いて形成される環状部(12)と
この環状部(12)の内周に等間隔に配列される矩形のステ
ータポール(14)(16)および各ポールに巻回されたコイル
(18)(20)で示される。A brushless DC motor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-244265 will be briefly described below with reference to FIGS. 1 to 3 attached for explaining an embodiment. FIG. 1 shows a sectional shape of a stator and its coil structure. The stator (10) has an annular part (12) formed by punching out a thin steel plate, rectangular stator poles (14) (16) arranged at equal intervals on the inner circumference of the annular part (12) and each pole. Wound coil
It is indicated by (18) and (20).
【0004】2相動作する図示したモータのステータポ
ールは丸数字の1、2、4、5、7、8、9、10、1
1、及び12で示される第1のグループのトルクポール
(14)、同じく13、14、15、16、17、18、1
9、21、22及び24で示される第2のグループのト
ルクポール(14)、さらには3、6、20及び23で示さ
れるセンサポール(16)の3グループに分類される。The stator poles of the illustrated motor operating in two phases are circled numbers 1, 2, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 1.
1st and 12th groups of torque poles
(14), also 13, 14, 15, 16, 17, 18, 1
A second group of torque poles (14) is shown at 9, 21, 22 and 24 and is further divided into three groups of sensor poles (16) at 3, 6, 20 and 23.
【0005】センサポール(16)には図示されるような極
性にコイル(20)が巻回される。このコイル(20)はブリッ
ジ接続され、その端子(50)(52)に100KHZ程度の高
周波が印加される。そして、ロータ(30)の回転に伴うセ
ンサポール(16)のインダクタンス変化が互いにπ/2の
位相差を有し、かつロータ回転角度に対応して変化する
正弦波信号として端子(54)(56)に出力される。A coil (20) is wound around the sensor pole (16) with a polarity as shown in the figure. This coil (20) is bridge-connected, and a high frequency of about 100 kHz is applied to its terminals (50) (52). Then, the inductance change of the sensor pole (16) due to the rotation of the rotor (30) has a phase difference of π / 2 with each other, and the terminal (54) (56) as a sine wave signal that changes corresponding to the rotor rotation angle. ) Is output.
【0006】図2を参照すると、ロータは円筒状コア、
18個のロータポール及びシャフトで示されている。ロ
ータポールはサマリウム/コバルト合金等の高磁力永久
磁石により形成されており、適宜の手段により円筒状コ
アの外周面に極性が交互に異なるように配列、固着され
ている。図3は前記した構造を備えるブラシレスDCモ
ータをデジタルPID制御するためのシステムのブロッ
ク図である。Referring to FIG. 2, the rotor is a cylindrical core,
It is shown with 18 rotor poles and shafts. The rotor pole is formed of a high magnetic force permanent magnet such as samarium / cobalt alloy, and is arranged and fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical core by an appropriate means so that the polarities are alternately different. FIG. 3 is a block diagram of a system for digital PID control of a brushless DC motor having the above structure.
【0007】モータMの前記第1及び第2のグループの
トルクポール(14)にはそれぞれ増幅器HAおよびHBから
第1相および第2相の電力が供給される。また、図1に
示したブリッジ回路の端子(50)(52)には発振回路(60)か
ら100KHZ程度の高周波信号が供給され、ロータの
回転に伴なうセンサポール(16)のインダクタンス変化が
π/2の位相差を有し、ロータの回転に伴って変化する
2つの正弦波信号として端子(54)(56)から出力される。
この2つの正弦波信号は同期検波回路(62)によりロータ
の回転角度の正弦関数、余弦関数に変換され、角度判定
回路(64)によってロータ角度信号に変換される。このロ
ータ角度信号は端子(84)に入力される外部参照信号ある
いはマイクロプロセッサ(66)が内部出力する参照信号と
加算回路(68)で加算され、PID制御回路(70)(72)(74)
に出力されて、周知のディジタルPID制御が行われ
る。The first and second groups of torque poles (14) of the motor M are supplied with first and second phase power from amplifiers HA and HB, respectively. Further, a high frequency signal of about 100 KHz is supplied from the oscillator circuit (60) to the terminals (50) and (52) of the bridge circuit shown in FIG. 1, and the inductance change of the sensor pole (16) due to the rotation of the rotor changes. Two sine wave signals having a phase difference of π / 2 and changing with the rotation of the rotor are output from the terminals (54) and (56).
The two sine wave signals are converted into a sine function and a cosine function of the rotation angle of the rotor by the synchronous detection circuit (62), and converted into a rotor angle signal by the angle determination circuit (64). This rotor angle signal is added to the external reference signal input to the terminal (84) or the reference signal internally output by the microprocessor (66) in the addition circuit (68), and the PID control circuits (70) (72) (74)
And the well-known digital PID control is performed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】特開昭62−2552
65号に開示されるブラシレスDCモータ並びにその制
御システムを試作し、実験を重ねたところ、そのモータ
並びに制御システムの位置制御性、安定性、速応性等の
総合特性が期待値を下回ること、そして、その主な理由
が制御システムにはなくその種のモータに固有の事情に
よることが判明した。詳細には、その種のモータの磁気
回路の主要寸法によることが判明した。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
When the brushless DC motor disclosed in No. 65 and its control system were prototyped and experimented, the overall characteristics of the motor and control system such as position controllability, stability and quick response were below expected values, and , It turned out that the main reason was not in the control system but in the circumstances specific to that kind of motor. In particular, it has turned out to be due to the main dimensions of the magnetic circuit of such a motor.
【0009】従って、本発明が解決しようとする課題は
前記した原因の解明に基づくものであって、モータの磁
気回路の主要寸法の最適化により、磁気検出器内蔵モー
タの総合特性を向上させることにある。Therefore, the problem to be solved by the present invention is based on the elucidation of the above-mentioned cause, and the optimization of the main dimensions of the magnetic circuit of the motor improves the overall characteristics of the motor with a built-in magnetic detector. It is in.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は空間的
に位相差を有する少なくとも2つのグループのトルクポ
ールおよびロータ回転角度検出のためのインダクタンス
の位相差が90度である2つ以上のセンサポールを備え
るステータと、永久磁石によりロータポールが構成され
るロータからなり、ステータポール幅とロータポールの
幅の比を0.2以上、0.5以下としたことを主要な特
徴とする。According to a first aspect of the present invention, at least two groups of torque poles having a spatial phase difference and two or more groups in which the phase difference of the inductance for detecting the rotor rotation angle is 90 degrees. The main feature is that the stator is provided with a sensor pole, and the rotor pole is composed of a permanent magnet, and the ratio of the width of the stator pole to the width of the rotor pole is 0.2 or more and 0.5 or less.
【0011】請求項2の発明は空間的に位相差を有する
少なくとも2つのグループのトルクポールおよびロータ
回転角度検出のためのインダクタンスの位相差が約90
度である2つ以上のセンサポールを備えるステータと、
永久磁石によりロータポールが構成されるロータからな
り、ステータとロータ間のエアギャップ値を0.4mm
以下としたことを主要な特徴とする。According to a second aspect of the present invention, at least two groups of torque poles having a spatial phase difference and an inductance phase difference for detecting a rotor rotation angle have a phase difference of about 90.
A stator with two or more sensor poles,
The rotor pole is composed of permanent magnets, and the air gap between the stator and rotor is 0.4mm.
The main features are as follows.
【0012】請求項3の発明は空間的に位相差を有する
少なくとも2つのグループのトルクポールおよびロータ
回転角度検出のためのインダクタンスの位相差が90度
である2つ以上のセンサポールを備えるステータと、永
久磁石によりロータポールが構成されるロータからな
り、ステータポール幅とロータポールの幅の比を0.2
〜0.5、ロータポールの厚さと幅の比を0.4〜0.
8、ロータスキューを0.2〜0.5としたことを主要
な特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a stator having at least two groups of torque poles having a spatial phase difference and two or more sensor poles having a phase difference of 90 degrees in inductance for detecting a rotor rotation angle. The rotor pole is composed of permanent magnets, and the ratio of the stator pole width to the rotor pole width is 0.2.
.About.0.5, and the thickness / width ratio of the rotor pole is 0.4.about.0.
8. The main feature is that the rotor skew is 0.2 to 0.5.
【0013】[0013]
【作用】ステータポール幅とロータポールの幅の比を
0.2以上、0.5以下とする請求項1の構成は、セン
サポールのインダクタンス変化を正弦波状として静止角
度誤差を減少させると共に大きな静止トルクを実現す
る。ステータとロータ間のエアギャップ値を0.4mm
以下とする請求項2の構成は、センサポールのインダク
タンス変化を正弦波状として静止角度誤差を減少させる
と共に大きな静止トルクを実現する。According to the structure of claim 1, wherein the ratio of the width of the stator pole to the width of the rotor pole is 0.2 or more and 0.5 or less, the change in the inductance of the sensor pole is made sinusoidal to reduce the static angle error and to reduce a large static angle. Achieve torque. Air gap value between stator and rotor is 0.4mm
In the configuration of claim 2 set forth below, the inductance change of the sensor pole is made sinusoidal to reduce the static angle error and realize a large static torque.
【0014】ステータポール幅とロータポールの幅の比
を0.2〜0.5、ロータポールの厚さと幅の比を0.
4〜0.8、ロータスキューを0.2〜0.5とする請
求項3の構成は静止角度誤差および静止トルクの良好な
現実的なモータを実現する。The ratio of the stator pole width to the rotor pole width is 0.2 to 0.5, and the ratio of the rotor pole thickness to the width is 0.
The configuration of claim 3 in which the rotor skew is 4 to 0.8 and the rotor skew is 0.2 to 0.5 realizes a realistic motor having a good static angle error and static torque.
【0015】[0015]
【実施例】一部重複するが、図1乃至図6を参照して本
発明の一実施例を説明する。なお、本発明に特徴的なモ
ータの主要寸法の説明は実施例の一般構造、動作の説明
の後に行う。図1に実施例のステータ(10)の断面形状及
びそのコイル構造を示す。ステータ(10)は鋼の薄板を打
ち抜いて形成される環状部(12)とこの環状部(12)の内周
に等間隔に配列される矩形のステータポール(14)(16)お
よびこのステータポール(14)(16)に巻回されたコイル(1
8)(20)から構成される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The main dimensions of the motor characteristic of the present invention will be described after the description of the general structure and operation of the embodiment. FIG. 1 shows the cross-sectional shape of the stator 10 of the embodiment and its coil structure. The stator (10) is formed by punching out a thin steel plate, an annular portion (12), rectangular stator poles (14) (16) arranged at equal intervals on the inner circumference of the annular portion (12), and this stator pole. (14) Coil wound around (16) (1
8) Consists of (20).
【0016】2相動作する図示の磁気位置検出器内蔵モ
ータ(以下、単にモータと称する)のステータポール(1
4)(16)は図中の丸数字の1、2、4、5、7、8、9、
10、11、および12で示される第1のグループのト
ルクポール(14)、同じく13、14、15、16、1
7、18、19、21、22および24で示される第2
のグループのトルクポール(14)、さらには3、6、20
および23で示されるセンサポール(16)の3グループに
分類される。The stator pole (1) of the illustrated motor with built-in magnetic position detector (hereinafter simply referred to as "motor") that operates in two phases
4) (16) are circled numbers 1, 2, 4, 5, 7, 8, 9,
A first group of torque poles (14), designated 10, 11, and 12, also 13, 14, 15, 16, 1
Second designated 7, 18, 19, 21, 22 and 24
Group of torque poles (14) and even 3, 6, 20
And 23 are classified into three groups of sensor poles (16).
【0017】第1のグループのトルクポール(14)には図
示されるような極性にコイル(18)が巻回され、互いに結
線されて端子(40)(42)に供給される第1相の電力により
付勢される。同様に、第2のグループのトルクポール(1
4)は端子(44)(46)に供給される第2相の電力により付勢
されてそれぞれロータにトルクを発生させる。このモー
タの特徴は隣接する対のトルクポール(14)毎にコイル(1
8)が接続され、かつそのコイル(18)が付勢されるとき、
対のトルクポール(14)間を磁束が流れるように逆方向に
コイル(18)が巻回される点にある。また、この隣接配置
され磁気的に結合する対のトルクポール(14)以外のトル
クポール(14)に隣接配置されるセンサポール(16)は図示
する極性にコイル(20)が巻回され、ブリッジ接続され
る。これらトルクポール(14)とセンサポール(16)の数の
和を相数で割ると偶数となる。A coil (18) is wound around the first group of torque poles (14) with a polarity as shown in the drawing, and the coils (18) are connected to each other and supplied to the terminals (40) and (42). Powered by electricity. Similarly, the second group of torque poles (1
4) is energized by the electric power of the second phase supplied to the terminals (44) and (46) to generate torque in the rotor. The feature of this motor is that each adjacent pair of torque poles (14) has a coil (1
8) is connected and its coil (18) is energized,
The point is that the coil (18) is wound in the opposite direction so that the magnetic flux flows between the pair of torque poles (14). Further, the sensor pole (16) arranged adjacent to the torque pole (14) other than the pair of adjacently arranged magnetically coupled torque poles (14) has a coil (20) wound in the polarity shown in the drawing, and the sensor pole (16) is bridged. Connected. The sum of the numbers of the torque poles (14) and the sensor poles (16) is divided by the number of phases to obtain an even number.
【0018】図2に実施例のロータ(30)の断面構造を示
す。ロータ(30)は円筒状コア(32)、18個のロータポー
ル(34)およびシャフト(36)から構成される。ロータポー
ル(34)はサマリウム/コバルト合金等の高磁力永久磁石
により形成され、適宜の手段により円筒状コア(32)の外
周面に極性が交互に異なるように配列、固着される。前
記したステータポール(14)(16)の数とこのロータポール
(34)の数の比は4:3又は4:5である。なお、後述す
るが、ステータポール(14)(16)の幅とロータポール(34)
の幅との比は0.20〜0.50である。FIG. 2 shows a sectional structure of the rotor (30) of the embodiment. The rotor (30) comprises a cylindrical core (32), 18 rotor poles (34) and a shaft (36). The rotor pole (34) is formed of a high magnetic force permanent magnet such as samarium / cobalt alloy, and is arranged and fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical core (32) by a proper means so that the polarities are alternately different. The number of stator poles (14) (16) and this rotor pole
The ratio of the numbers of (34) is 4: 3 or 4: 5. As will be described later, the width of the stator poles (14) (16) and the rotor poles (34)
To the width of 0.20 to 0.50.
【0019】図3は前記した構造を備えるモータMをデ
ジタルPID制御するためのシステムのブロック図であ
る。モータMの前記第1及び第2のグループのトルクポ
ール(14)にはそれぞれ増幅器HAおよびHBから第1相お
よび第2相の電力が供給される。また、図1に示したブ
リッジ回路の端子(50)(52)には発振回路(60)から100
KHZ程度の高周波信号が供給され、ロータの回転に伴
なうセンサポール(16)のインダクタンス変化がπ/2の
位相差を有し、ロータの回転に伴って変化する2つの正
弦波信号として端子(54)(56)から出力される。この2つ
の正弦波信号は同期検波回路(62)によりロータの回転角
度の正弦関数、余弦関数に変換され、ROMテーブル等
により構成される角度判定回路(64)によってロータ角度
信号に変換される。このロータ角度信号は端子(84)に入
力される外部参照信号あるいはマイクロプロセッサ(66)
が内部出力する参照信号と加算回路(68)で加算され、P
ID制御回路(70)(72)(74)に出力されて、周知のディジ
タルPID制御が行われる。FIG. 3 is a block diagram of a system for digital PID control of the motor M having the above structure. The first and second groups of torque poles (14) of the motor M are supplied with first and second phase power from amplifiers HA and HB, respectively. The bridge circuit terminals (50) and (52) shown in FIG.
A high frequency signal of about KHZ is supplied, and the inductance change of the sensor pole (16) due to the rotation of the rotor has a phase difference of π / 2, and the terminals are two sine wave signals that change with the rotation of the rotor. Output from (54) and (56). The two sine wave signals are converted into a sine function and a cosine function of the rotation angle of the rotor by the synchronous detection circuit (62), and converted into a rotor angle signal by the angle determination circuit (64) composed of a ROM table or the like. This rotor angle signal is an external reference signal or microprocessor (66) input to the terminal (84).
Is added to the reference signal internally output by the adder circuit (68), and P
It is output to the ID control circuits (70) (72) (74) and the well-known digital PID control is performed.
【0020】次に、図4乃至図6を参照して本発明に特
徴的なステータとロータ間のエアギァップ値、ステータ
ポールの幅とロータポールの幅の比、ロータポールの厚
さとその幅の比およびスキューピッチ等の主要寸法を説
明する。PID制御システムにより駆動されるモータの
性能評価は通常、極めて困難である。しかし、本件発明
者は、第1に、上記した方式のモータの静止角度誤差と
主要寸法との関係を明らかにすることに成功した。即
ち、互いにπ/2の位相差を有し、ロータの回転に伴っ
て変化する正弦波信号からロータの回転角度の正弦関
数、余弦関数を得て、ロータの回転角度を導びく方式の
モータでは正弦波信号に含まれる高調波が静止角度誤差
の一因となることを発見した。そして、ステータポール
(14)(16)の幅αとロータポール(34)の幅β(図4参照)
の比α/βが1に近づくと、センサポール(16)のインダ
クタンス変化が正弦的でなくなることを発見した。そこ
で、本件発明者は、センサポールのインダクタンス変化
が正弦的になり、高出力モータと予測される範囲にステ
ータポール幅を設計した数種のサンプルを試作し、静止
角度誤差と静止トルクを実測した。Next, referring to FIGS. 4 to 6, the air gap value between the stator and the rotor, the ratio of the width of the stator pole to the width of the rotor pole, and the ratio of the thickness of the rotor pole to its width, which are characteristic of the present invention. The main dimensions such as the skew pitch will be described. Performance evaluation of a motor driven by a PID control system is usually extremely difficult. However, the present inventor succeeded firstly in clarifying the relationship between the static angle error and the main dimension of the motor of the above-described system. That is, in a motor that has a phase difference of π / 2 with each other and derives the rotation angle of the rotor by obtaining a sine function and a cosine function of the rotation angle of the rotor from a sine wave signal that changes with the rotation of the rotor. It was discovered that the harmonics contained in the sine wave signal contribute to the static angle error. And the stator pole
(14) (16) width α and rotor pole (34) width β (see Fig. 4)
It has been found that the inductance change of the sensor pole (16) becomes non-sinusoidal when the ratio α / β of 1 approaches 1. Therefore, the inventor of the present application prototyped several kinds of samples in which the stator pole width was designed in a range where the inductance change of the sensor pole became sinusoidal and was predicted to be a high output motor, and the static angle error and static torque were measured. .
【0021】図5はロータ径30mm、ロータスキュー
0.33およびエアギャップ値を固定とし、ステータポ
ール(14)(16)の幅αとロータポール(34)の幅β(図4参
照)の比α/βを0.20、0.36、0.39、0.
50に変化させた複数のモータの静止角度誤差と静止ト
ルクをプロットしたものである。図示するように、α/
β=0.20以下での静止トルクの減少が大きく、α/
β=0.20〜0.50において、静止角度誤差および
静止トルク共に実用的なモータが得られた。なお、静止
角度誤差は角度誤差の最大値max、最小値minを用
いてmax/2−min/2(単位:分)で定義され、
α/β=0.50以上では先の正弦波信号に含まれる高
調波成分の増加により急激に悪化する。In FIG. 5, the rotor diameter is 30 mm, the rotor skew is 0.33, and the air gap value is fixed, and the ratio between the width α of the stator poles (14) and (16) and the width β of the rotor pole (34) (see FIG. 4). α / β is 0.20, 0.36, 0.39, 0.
It is a plot of static angle error and static torque of a plurality of motors changed to 50. As shown, α /
When β = 0.20 or less, the static torque decreases greatly, and α /
At β = 0.20 to 0.50, a practical motor was obtained for both static angle error and static torque. The static angle error is defined by max / 2-min / 2 (unit: minutes) using the maximum value max and the minimum value min of the angle error,
When α / β = 0.50 or more, the harmonic components contained in the above sine wave signal increase rapidly, resulting in a sharp deterioration.
【0022】本件発明者は、第2に、ステータポール(1
4)(16)とロータポール(34)間のエアギァップ値g(図4
参照)と静止角度誤差との関係を明らかにすることにも
成功した。図6はロータスキュー0.33、ステータポ
ール(14)(16)の幅αとロータポール(34)の幅β(図4参
照)の比α/β=0.36を固定し、ロータ径を変更し
て、エアギァップ値gを0.15mm、0.25mm、
0.35mm、0.7mmとした4種のモータの静止ト
ルクおよび静止角度誤差をプロットしたものである。図
示するように、エアギァップ値g=0.4mm以上にお
いて静止角度誤差の悪化および静止トルクの減少が顕著
であり、エアギァップ値g=0.4mm以下、製造限界
のエアギァップ値のモータの優位性が確認された。Secondly, the present inventor
4) Air gap value g (Fig. 4) between (16) and rotor pole (34)
We also succeeded in clarifying the relationship between the reference angle) and the static angle error. FIG. 6 shows that the rotor skew is 0.33, the ratio α / β = 0.36 of the width α of the stator poles (14) (16) and the width β of the rotor poles (34) (see FIG. 4) is fixed, and the rotor diameter is fixed. Change the air gap value g to 0.15mm, 0.25mm,
It is a plot of the static torque and static angle error of four types of motors of 0.35 mm and 0.7 mm. As shown in the figure, when the air gap value g = 0.4 mm or more, the static angle error worsens and the static torque decreases remarkably, and the superiority of the motor with the air gap value g = 0.4 mm or less and the manufacturing limit air gap value is confirmed. Was done.
【0023】さらに、本件発明者はロータスキューに関
して同様な実験を行うと共にロータポールの厚さと幅と
の比とモータ特性の関係も導いた。この結果、ロータス
キューに関してはロータスキューを0.2〜0.5とす
ることによって静止角度誤差の少ないモータが得られる
ことが判明し、ロータポールの厚さと幅との比を0.4
〜0.8とすることにより静止角度誤差の少なく、かつ
高出力モータが得られることが判明した。Further, the inventor of the present invention conducted a similar experiment with respect to the rotor skew, and also derived the relationship between the ratio of the thickness and the width of the rotor pole and the motor characteristic. As a result, regarding the rotor skew, it was found that by setting the rotor skew to 0.2 to 0.5, a motor with a small static angle error can be obtained, and the ratio of the rotor pole thickness to the width is 0.4.
It was found that a high output motor with a small static angle error can be obtained by setting it to 0.8.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上の述べたように本発明は、ステータ
ポールの幅とロータポールの幅の比を0.2〜0.5、
ステータとロータ間のエアギァップ値を0.4mm以
下、ロータポールの厚さとの幅の比を0.4〜0.8、
ロータスキューを0.2〜0.5としたため、センサポ
ールのインダクタンス変化が正弦波状となり、静止角度
誤差、静止トルク等総合特性の良好な磁気位置検出器内
蔵モータを実現できる。As described above, according to the present invention, the ratio of the width of the stator pole to the width of the rotor pole is 0.2 to 0.5,
The air gap value between the stator and the rotor is 0.4 mm or less, the width ratio to the thickness of the rotor pole is 0.4 to 0.8,
Since the rotor skew is set to 0.2 to 0.5, the inductance change of the sensor pole becomes sinusoidal, and it is possible to realize a motor with a built-in magnetic position detector having good overall characteristics such as static angle error and static torque.
【図1】本発明の一実施例のステータの断面図。FIG. 1 is a sectional view of a stator according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例のロータの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a rotor according to an embodiment of the present invention.
【図3】実施例の制御回路図。FIG. 3 is a control circuit diagram of the embodiment.
【図4】実施例のステータおよびロータの部分拡大図。FIG. 4 is a partially enlarged view of a stator and a rotor according to an embodiment.
【図5】ステータポール幅とロータポール幅の比とモー
タ特性の関係を説明する実測図。FIG. 5 is an actual measurement diagram illustrating a relationship between a ratio of a stator pole width and a rotor pole width and a motor characteristic.
【図6】ステータとロータ間のエアギャップとモータ特
性の関係を説明する実測図。FIG. 6 is an actual measurement diagram illustrating a relationship between an air gap between a stator and a rotor and motor characteristics.
10 ステータ 12 環状部 14、16 ステータポール 18、20 コ
イル 30 ロータ 32 ロータコ
ア 34 ロータポール 36 ロータシ
ャフトDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 stator 12 annular part 14, 16 stator pole 18, 20 coil 30 rotor 32 rotor core 34 rotor pole 36 rotor shaft
Claims (3)
のグループのトルクポールおよびロータ回転角度検出の
ためのインダクタンスの位相差が約90度である2つ以
上のセンサポールを備えるステータと、 永久磁石によりロータポールが構成されるロータからな
り、 ステータポール幅とロータポールの幅の比が0.2以
上、0.5以下であることを特徴とする磁気位置検出器
内蔵モータ。1. A stator comprising at least two groups of torque poles having a spatial phase difference and two or more sensor poles having a phase difference of inductance of about 90 degrees for detecting a rotor rotation angle, and a permanent magnet. A motor with a built-in magnetic position detector, characterized in that the rotor pole comprises a rotor, and the ratio of the width of the stator pole to the width of the rotor pole is 0.2 or more and 0.5 or less.
のグループのトルクポールおよびロータ回転角度検出の
ためのインダクタンスの位相差が約90度である2つ以
上のセンサポールを備えるステータと、 永久磁石によりロータポールが構成されるロータからな
り、 ステータとロータ間のエアギャップ値が0.4mm以下
であることを特徴とする磁気位置検出器内蔵モータ。2. A stator comprising at least two groups of torque poles having a spatial phase difference and two or more sensor poles having a phase difference of inductance of about 90 degrees for detecting a rotor rotation angle, and a permanent magnet. A motor with a built-in magnetic position detector, characterized in that the rotor pole is composed of a rotor, and the air gap value between the stator and the rotor is 0.4 mm or less.
のグループのトルクポールおよびロータ回転角度検出の
ためのインダクタンスの位相差が約90度である2つ以
上のセンサポールを備えるステータと、 永久磁石によりロータポールが構成されるロータからな
り、 ステータポール幅とロータポールの幅の比が0.2〜
0.5であり、ロータポールの厚さと幅の比が0.4〜
0.8であり、ロータスキュー0.2〜0.5であるこ
とを特徴とする磁気位置検出器内蔵モータ。3. A stator having at least two groups of torque poles having a spatial phase difference and two or more sensor poles having a phase difference of inductance of about 90 degrees for detecting a rotor rotation angle, and a permanent magnet. The rotor pole is composed of a rotor, and the ratio of the stator pole width to the rotor pole width is 0.2-
0.5, and the rotor pole thickness-width ratio is 0.4-
A magnetic position detector built-in motor having a rotor skew of 0.2 to 0.5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4296547A JPH06209552A (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Motor with built-in magnetic position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4296547A JPH06209552A (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Motor with built-in magnetic position detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209552A true JPH06209552A (en) | 1994-07-26 |
Family
ID=17834949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4296547A Pending JPH06209552A (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Motor with built-in magnetic position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06209552A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106357017A (en) * | 2015-07-13 | 2017-01-25 | 日本电产三协株式会社 | Motor, motor device, and pointer type display device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62244265A (en) * | 1986-03-17 | 1987-10-24 | セイバ−コ インコ−ポレ−テツド | Multiphase dc motor and controller for the same |
| JPS633638A (en) * | 1986-06-23 | 1988-01-08 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Brushless dc motor |
| JPS63171151A (en) * | 1987-01-07 | 1988-07-14 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Brushless DC motor |
| JPH0469037A (en) * | 1990-06-30 | 1992-03-04 | Oriental Motor Co Ltd | Motor incorporating position detector |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP4296547A patent/JPH06209552A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62244265A (en) * | 1986-03-17 | 1987-10-24 | セイバ−コ インコ−ポレ−テツド | Multiphase dc motor and controller for the same |
| JPS633638A (en) * | 1986-06-23 | 1988-01-08 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Brushless dc motor |
| JPS63171151A (en) * | 1987-01-07 | 1988-07-14 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Brushless DC motor |
| JPH0469037A (en) * | 1990-06-30 | 1992-03-04 | Oriental Motor Co Ltd | Motor incorporating position detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106357017A (en) * | 2015-07-13 | 2017-01-25 | 日本电产三协株式会社 | Motor, motor device, and pointer type display device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4882511A (en) | Brushless three-phase D.C. motor | |
| US4949000A (en) | D.C. motor | |
| US7425785B2 (en) | Permanent magnet motor | |
| US6031304A (en) | Motor structure | |
| US4745312A (en) | Stepping motor | |
| JPWO2017046953A1 (en) | Rotor, permanent magnet synchronous motor, method for manufacturing permanent magnet synchronous motor, and air conditioner | |
| EP0183277B1 (en) | Brushless motor | |
| IE56810B1 (en) | Brushless dc motor | |
| US4725752A (en) | 1-phase self starting disk-type brushless motor with cogging element | |
| JP4280590B2 (en) | Abduction type hybrid stepping motor | |
| JPH06209552A (en) | Motor with built-in magnetic position detector | |
| JPH1169679A (en) | Permanent magnet type motor | |
| JP2001333560A (en) | Magnetic pole position detector | |
| JP3505164B2 (en) | Angle detector | |
| JPH0469037A (en) | Motor incorporating position detector | |
| JPS6176056A (en) | Direct drive dc servo-motor | |
| JP3395147B2 (en) | Magnetic pole position detector | |
| JPH01308153A (en) | Brushless motor | |
| US4100443A (en) | Electrical rotary machine | |
| JPS6223353A (en) | Brushless motor | |
| JPS62163553A (en) | 10-phase permanent magnet stepping motor | |
| JP2639521B2 (en) | No-collection three-phase DC motor | |
| JPH0417557A (en) | Single-phase brushless motor having iron core | |
| JPS6260457A (en) | Flat type motor | |
| JPH01243837A (en) | Less cogging radial void cored dc motor |