JPH07222485A - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
- Publication number
- JPH07222485A JPH07222485A JP6010960A JP1096094A JPH07222485A JP H07222485 A JPH07222485 A JP H07222485A JP 6010960 A JP6010960 A JP 6010960A JP 1096094 A JP1096094 A JP 1096094A JP H07222485 A JPH07222485 A JP H07222485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- energization
- switching
- drive coil
- brushless motor
- position detecting
- 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.)
- Granted
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- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種家電機器に使用されるブラシレスモータ
において、通電切り替え時の駆動コイル電流の急激な変
化をおさえ、振動の小さなブラシレスモータの提供を目
的とする。 【構成】 複数相のモータ駆動コイルと、永久磁石回転
子と、前記永久磁石回転子の位置を検出する位置検出器
と、前記位置検出器の出力に応じて通電切り替え信号を
出力する通電切り替え回路と、前記通電切り替え信号に
応じて前記モータ駆動コイルの通電切り替えを行うスイ
ッチング素子群とを備えたブラシレスモータにおいて、
前記モータ駆動コイルに流れる電流が階段状の疑似正弦
波とすることで通電切り替え時の駆動コイル電流の急激
な変化をおさえ、振動の小さなブラシレスモータを実現
できる。
において、通電切り替え時の駆動コイル電流の急激な変
化をおさえ、振動の小さなブラシレスモータの提供を目
的とする。 【構成】 複数相のモータ駆動コイルと、永久磁石回転
子と、前記永久磁石回転子の位置を検出する位置検出器
と、前記位置検出器の出力に応じて通電切り替え信号を
出力する通電切り替え回路と、前記通電切り替え信号に
応じて前記モータ駆動コイルの通電切り替えを行うスイ
ッチング素子群とを備えたブラシレスモータにおいて、
前記モータ駆動コイルに流れる電流が階段状の疑似正弦
波とすることで通電切り替え時の駆動コイル電流の急激
な変化をおさえ、振動の小さなブラシレスモータを実現
できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エアコン,給湯器等の
家電機器に使用されるブラシレスモータに関するもので
ある。
家電機器に使用されるブラシレスモータに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、エアコン,給湯器等の家電機器に
おいて機器の高性能化,高機能化が進み、これに伴いこ
れらの機器に使用されるモータとして制御性に優れたブ
ラシレスモータを採用することが多くなっている。
おいて機器の高性能化,高機能化が進み、これに伴いこ
れらの機器に使用されるモータとして制御性に優れたブ
ラシレスモータを採用することが多くなっている。
【0003】ブラシレスモータとしては、従来より以下
のようなものがある。以下図面を参照しながら、従来例
のブラシレスモータについて説明する。
のようなものがある。以下図面を参照しながら、従来例
のブラシレスモータについて説明する。
【0004】図5は従来例のブラシレスモータの構成図
である。図5において、1,2,3はモータ駆動コイル
であり、20は永久磁石回転子である。位置検出手段3
0bは、ホール素子群70と位置検出用磁石100とで
構成され、永久磁石回転子20の位置に応じた信号を出
力する。位置検出手段30bより出力された位置検出信
号は通電切り替え回路40bに入力される。通電切り替
え回路40bは、位置検出信号をロジック処理し通電切
り替え信号を出力する。スイッチング素子群50は、通
電切り替え信号に応じてモータ駆動コイルの通電切り替
えを行いブラシレスモータを駆動する。
である。図5において、1,2,3はモータ駆動コイル
であり、20は永久磁石回転子である。位置検出手段3
0bは、ホール素子群70と位置検出用磁石100とで
構成され、永久磁石回転子20の位置に応じた信号を出
力する。位置検出手段30bより出力された位置検出信
号は通電切り替え回路40bに入力される。通電切り替
え回路40bは、位置検出信号をロジック処理し通電切
り替え信号を出力する。スイッチング素子群50は、通
電切り替え信号に応じてモータ駆動コイルの通電切り替
えを行いブラシレスモータを駆動する。
【0005】ここで、従来例のブラシレスモータにおけ
る駆動コイルの通電方式について説明する。
る駆動コイルの通電方式について説明する。
【0006】図6は、従来例のブラシレスモータにおけ
る位置検出手段の構成図である。図6において、71,
72,73はホール素子で、図5におけるホール素子群
70を構成している。また、ホール素子71,72,7
3は互いに60度の間隔で配置されている。100は位
置検出用磁石で4極に着磁されている。ホール素子7
1,72,73は、位置検出用磁石100の着磁されて
いる極に応じて位置検出信号HighまたはLowを出
力する。
る位置検出手段の構成図である。図6において、71,
72,73はホール素子で、図5におけるホール素子群
70を構成している。また、ホール素子71,72,7
3は互いに60度の間隔で配置されている。100は位
置検出用磁石で4極に着磁されている。ホール素子7
1,72,73は、位置検出用磁石100の着磁されて
いる極に応じて位置検出信号HighまたはLowを出
力する。
【0007】図7にホール素子71,72,73の出力
のタイムチャートを示す。ホール素子71,72,73
は互いに60度の間隔で配置され、位置検出用磁石10
0は4極に着磁されているているためホール素子71,
72,73の各出力は60度の位相差を持つ。
のタイムチャートを示す。ホール素子71,72,73
は互いに60度の間隔で配置され、位置検出用磁石10
0は4極に着磁されているているためホール素子71,
72,73の各出力は60度の位相差を持つ。
【0008】ホール素子71,72,73の出力する位
置検出信号は、通電切り替え回路40bに入力されロジ
ック処理される。通電切り替え回路40bは、位置検出
信号をロジック処理することで、図7に示す通電切り替
え信号UH,VH,WH,UL,VL,WLを出力す
る。
置検出信号は、通電切り替え回路40bに入力されロジ
ック処理される。通電切り替え回路40bは、位置検出
信号をロジック処理することで、図7に示す通電切り替
え信号UH,VH,WH,UL,VL,WLを出力す
る。
【0009】通電切り替え信号UH,VH,WH,U
L,VL,WLはスイッチング素子群50に入力され、
スイッチング素子群50は通電切り替え信号UH,V
H,WH,UL,VL,WLに応じて各駆動コイル1,
2,3の通電切り替えを行う。
L,VL,WLはスイッチング素子群50に入力され、
スイッチング素子群50は通電切り替え信号UH,V
H,WH,UL,VL,WLに応じて各駆動コイル1,
2,3の通電切り替えを行う。
【0010】その結果、駆動コイル1には図7に示すI
uのような矩形波状の電流が流れる。また、駆動コイル
2,3にも同様の波形の電流が流れる。
uのような矩形波状の電流が流れる。また、駆動コイル
2,3にも同様の波形の電流が流れる。
【0011】駆動コイル1,2,3に矩形波状の電流が
流れることでブラシレスモータは駆動する。
流れることでブラシレスモータは駆動する。
【0012】しかし、図7に示すIuのような矩形波状
の電流でブラシレスモータを駆動した場合、通電切り替
え時の急激な電流の変化により1回転あたり通電切り替
えの回数分のトルクむらが生じ、それに起因した振動が
生じる。その対策としては、通電切り替え時スイッチン
グ素子を活性領域で使用し、駆動コイルに流れる電流を
滑らかに変化させ、トルクむらを減少させ振動をおさえ
る方法が知られている。このような方法の例としては、
特開平5−68395が挙げられる。
の電流でブラシレスモータを駆動した場合、通電切り替
え時の急激な電流の変化により1回転あたり通電切り替
えの回数分のトルクむらが生じ、それに起因した振動が
生じる。その対策としては、通電切り替え時スイッチン
グ素子を活性領域で使用し、駆動コイルに流れる電流を
滑らかに変化させ、トルクむらを減少させ振動をおさえ
る方法が知られている。このような方法の例としては、
特開平5−68395が挙げられる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のブ
ラシレスモータでは、通電切り替え時の急激な電流の変
化によりトルクむらが生じ、それに起因した振動が生じ
たり振動をおさえるためスイッチング素子を活性領域で
使用することでスイッチング素子のスイッチング損失が
大きくなり、発熱により出力が制約されるなどの問題点
を有していた。
ラシレスモータでは、通電切り替え時の急激な電流の変
化によりトルクむらが生じ、それに起因した振動が生じ
たり振動をおさえるためスイッチング素子を活性領域で
使用することでスイッチング素子のスイッチング損失が
大きくなり、発熱により出力が制約されるなどの問題点
を有していた。
【0014】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、スイッチング素子のスイッチング損失を大きくする
ことなく、通電切り替え時の駆動コイル電流の急激な変
化をおさえトルクむらを減少することで、振動の小さな
ブラシレスモータを提供することを目的とする。
で、スイッチング素子のスイッチング損失を大きくする
ことなく、通電切り替え時の駆動コイル電流の急激な変
化をおさえトルクむらを減少することで、振動の小さな
ブラシレスモータを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のブラシレスモータは、複数相のモータ駆動コ
イルと、永久磁石回転子と、6個のホール素子と2個の
位置検出用磁石からなる位置検出手段と、通電切り替え
回路と、スイッチング素子群とにより構成したものであ
る。
に本発明のブラシレスモータは、複数相のモータ駆動コ
イルと、永久磁石回転子と、6個のホール素子と2個の
位置検出用磁石からなる位置検出手段と、通電切り替え
回路と、スイッチング素子群とにより構成したものであ
る。
【0016】
【作用】この構成によって、スイッチング素子のスイッ
チング損失を大きくすることなく、通電切り替え時の駆
動コイル電流の急激な変化をおさえることで、トルクむ
らを減少し振動を小さくすることができるものである。
チング損失を大きくすることなく、通電切り替え時の駆
動コイル電流の急激な変化をおさえることで、トルクむ
らを減少し振動を小さくすることができるものである。
【0017】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【0018】図1は本発明の一実施例におけるブラシレ
スモータの構成図である。図1において、1,2,3は
モータ駆動コイルであり、20は永久磁石回転子であ
る。位置検出手段30aは、ホール素子群60と第一位
置検出用磁石80と第二位置検出用磁石90とからな
り、永久磁石回転子20の位置に応じた信号を出力す
る。位置検出手段30aより出力された位置検出信号は
通電切り替え回路40aに入力される。通電切り替え回
路40aは、位置検出信号をロジック処理し通電切り替
え信号を出力する。スイッチング素子群50は、通電切
り替え信号に応じてモータ駆動コイルの通電切り替えを
行いブラシレスモータを駆動する。
スモータの構成図である。図1において、1,2,3は
モータ駆動コイルであり、20は永久磁石回転子であ
る。位置検出手段30aは、ホール素子群60と第一位
置検出用磁石80と第二位置検出用磁石90とからな
り、永久磁石回転子20の位置に応じた信号を出力す
る。位置検出手段30aより出力された位置検出信号は
通電切り替え回路40aに入力される。通電切り替え回
路40aは、位置検出信号をロジック処理し通電切り替
え信号を出力する。スイッチング素子群50は、通電切
り替え信号に応じてモータ駆動コイルの通電切り替えを
行いブラシレスモータを駆動する。
【0019】ここで、本発明の一実施例におけるブラシ
レスモータの駆動コイルの通電方式について説明する。
レスモータの駆動コイルの通電方式について説明する。
【0020】図2は、本発明の一実施例におけるブラシ
レスモータの位置検出手段の構成図である。図2におい
て、20は永久磁石回転子である。61,62,63,
64,65,66はホール素子で、図1におけるホール
素子群60を構成している。ホール素子61,62,6
3は互いに60度の間隔で配置され、ホール素子64,
65,66も互いに60度の間隔で配置されている。8
0は第一位置検出用磁石で4極に着磁されており、90
は第二位置検出用磁石で8極に着磁されている。また、
第一位置検出用磁石80の着磁境界面80aと第二位置
検出用磁石90の着磁境界面90aとの角度のずれ89
bは、ホール素子61とホール素子64との角度ずれ1
4bと等しい。ホール素子61,62,63は、第二位
置検出用磁石90の着磁されている極に応じて位置検出
信号HighまたはLowを出力する。また、ホール素
子34,35,36は、第一位置検出用磁石80の着磁
されている極に応じて位置検出信号HighまたはLo
wを出力する。
レスモータの位置検出手段の構成図である。図2におい
て、20は永久磁石回転子である。61,62,63,
64,65,66はホール素子で、図1におけるホール
素子群60を構成している。ホール素子61,62,6
3は互いに60度の間隔で配置され、ホール素子64,
65,66も互いに60度の間隔で配置されている。8
0は第一位置検出用磁石で4極に着磁されており、90
は第二位置検出用磁石で8極に着磁されている。また、
第一位置検出用磁石80の着磁境界面80aと第二位置
検出用磁石90の着磁境界面90aとの角度のずれ89
bは、ホール素子61とホール素子64との角度ずれ1
4bと等しい。ホール素子61,62,63は、第二位
置検出用磁石90の着磁されている極に応じて位置検出
信号HighまたはLowを出力する。また、ホール素
子34,35,36は、第一位置検出用磁石80の着磁
されている極に応じて位置検出信号HighまたはLo
wを出力する。
【0021】図3に、ホール素子61,62,63,6
4,65,66の出力のタイムチャートを示す。
4,65,66の出力のタイムチャートを示す。
【0022】ホール素子61,62,63は互いに60
度の間隔で配置され、第二位置検出用磁石90は8極に
着磁されているているため、ホール素子61,62,6
3の各出力は30度の位相差を持つ。
度の間隔で配置され、第二位置検出用磁石90は8極に
着磁されているているため、ホール素子61,62,6
3の各出力は30度の位相差を持つ。
【0023】また、ホール素子64,65,66は互い
に60度の間隔で配置され、第一位置検出用磁石80は
4極に着磁されているているため、ホール素子64,6
5,66の各出力は60度の位相差を持つ。
に60度の間隔で配置され、第一位置検出用磁石80は
4極に着磁されているているため、ホール素子64,6
5,66の各出力は60度の位相差を持つ。
【0024】ホール素子61,62,63,64,6
5,66の出力する位置検出信号は、通電切り替え回路
40aに入力されロジック処理される。通電切り替え回
路40aは、位置検出信号をロジック処理することで図
3に示す通電切り替え信号UH,VH,WH,UL,V
L,WLを出力する。
5,66の出力する位置検出信号は、通電切り替え回路
40aに入力されロジック処理される。通電切り替え回
路40aは、位置検出信号をロジック処理することで図
3に示す通電切り替え信号UH,VH,WH,UL,V
L,WLを出力する。
【0025】通電切り替え信号UH,VH,WH,U
L,VL,WLはスイッチング素子群50に入力され、
スイッチング素子群50は通電切り替え信号UH,V
H,WH,UL,VL,WLに応じて各駆動コイル1,
2,3の通電切り替えを行う。
L,VL,WLはスイッチング素子群50に入力され、
スイッチング素子群50は通電切り替え信号UH,V
H,WH,UL,VL,WLに応じて各駆動コイル1,
2,3の通電切り替えを行う。
【0026】この通電切り替え信号UH,VH,WH,
UL,VL,WLによると、各駆動コイル1,2,3の
通電モードは、図4に示す3通りのモードとなる。
UL,VL,WLによると、各駆動コイル1,2,3の
通電モードは、図4に示す3通りのモードとなる。
【0027】モード1は、図4(a)のように電源電圧
VDC側のスイッチング素子が1個オンし、グランド側の
スイッチング素子が2個オンする場合で、駆動コイル1
には図3のIuaの電流が流れる。モード2は、図4
(b)のように電源電圧VDC側のスイッチング素子が1
個オンし、グランド側のスイッチング素子が1個オンす
る場合で、駆動コイル1には図3のIubの電流が流れ
る。モード3は、図4(c)のように電源電圧VDC側の
スイッチング素子が2個オンし、グランド側のスイッチ
ング素子が1個オンする場合で、駆動コイル1には図3
のIucの電流が流れる。
VDC側のスイッチング素子が1個オンし、グランド側の
スイッチング素子が2個オンする場合で、駆動コイル1
には図3のIuaの電流が流れる。モード2は、図4
(b)のように電源電圧VDC側のスイッチング素子が1
個オンし、グランド側のスイッチング素子が1個オンす
る場合で、駆動コイル1には図3のIubの電流が流れ
る。モード3は、図4(c)のように電源電圧VDC側の
スイッチング素子が2個オンし、グランド側のスイッチ
ング素子が1個オンする場合で、駆動コイル1には図3
のIucの電流が流れる。
【0028】以上のように駆動コイルを流れる電流は、
図3のIua,Iub,Iucの3値をとることにな
り、電流波形は図3に示すIuのような階段状の疑似正
弦波となる。
図3のIua,Iub,Iucの3値をとることにな
り、電流波形は図3に示すIuのような階段状の疑似正
弦波となる。
【0029】その結果、駆動コイルに流れる電流は3段
階に分けて変化するため、通電切り替え時における駆動
コイル1,2,3に流れる電流の急激な変化はおさえら
れ、トルクむらは減少しモータ駆動時の振動を小さくす
ることができる。さらに、スイッチング素子は飽和領域
で使用するため、スイッチング損失は矩形波駆動時と同
等であり発熱による出力の制約はなくなる。
階に分けて変化するため、通電切り替え時における駆動
コイル1,2,3に流れる電流の急激な変化はおさえら
れ、トルクむらは減少しモータ駆動時の振動を小さくす
ることができる。さらに、スイッチング素子は飽和領域
で使用するため、スイッチング損失は矩形波駆動時と同
等であり発熱による出力の制約はなくなる。
【0030】なお、図1および図2の本発明の一実施例
におけるブラシレスモータの構成では、永久磁石回転子
20が4極着磁の場合について述べたが、2のべき乗の
極の着磁の場合でも同様の効果が得られる。
におけるブラシレスモータの構成では、永久磁石回転子
20が4極着磁の場合について述べたが、2のべき乗の
極の着磁の場合でも同様の効果が得られる。
【0031】また、図1および図2の本発明の一実施例
におけるブラシレスモータの構成では、位置検出手段3
0aをホール素子61,62,63,64,65,66
と第一位置検出用磁石80と第二位置検出用磁石90と
で構成したが、ホール素子をホールICに置き換えた構
成にしても同様の効果が得られる。
におけるブラシレスモータの構成では、位置検出手段3
0aをホール素子61,62,63,64,65,66
と第一位置検出用磁石80と第二位置検出用磁石90と
で構成したが、ホール素子をホールICに置き換えた構
成にしても同様の効果が得られる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明は、ブラシレスモー
タの位置検出手段をホール素子またはホールIC6個と
第一位置検出用磁石と第二位置検出用磁石とで構成し、
位置検出手段から出力される位置検出信号を通電切り替
え回路でロジック処理し、通電切り替え回路より出力さ
れる通電切り替え信号によってスイッチング素子群がモ
ータ駆動コイルの通電切り替えを行い、ブラシレスモー
タを駆動することで駆動コイルに流れる電流の急激な変
化がおさえられることでトルクむらが減少し、モータ駆
動時の振動が小さく、かつスイッチング損失による発熱
で出力の制約を受けない優れたブラシレスモータを実現
できるものである。
タの位置検出手段をホール素子またはホールIC6個と
第一位置検出用磁石と第二位置検出用磁石とで構成し、
位置検出手段から出力される位置検出信号を通電切り替
え回路でロジック処理し、通電切り替え回路より出力さ
れる通電切り替え信号によってスイッチング素子群がモ
ータ駆動コイルの通電切り替えを行い、ブラシレスモー
タを駆動することで駆動コイルに流れる電流の急激な変
化がおさえられることでトルクむらが減少し、モータ駆
動時の振動が小さく、かつスイッチング損失による発熱
で出力の制約を受けない優れたブラシレスモータを実現
できるものである。
【図1】本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
構成図
構成図
【図2】本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
位置検出手段の構成図
位置検出手段の構成図
【図3】本発明の一実施例における位置検出信号,通電
切り替え信号,モータ駆動電流波形のタイムチャート
切り替え信号,モータ駆動電流波形のタイムチャート
【図4】本発明の一実施例における駆動コイルの通電モ
ード図
ード図
【図5】従来例のブラシレスモータの構成図
【図6】従来例のブラシレスモータの位置検出手段の構
成図
成図
【図7】従来例の位置検出信号,通電切り替え信号,モ
ータ駆動電流波形のタイムチャート
ータ駆動電流波形のタイムチャート
1,2,3 駆動コイル 20 永久磁石回転子 30a 位置検出手段 40a 通電切り替え回路 50 スイッチング素子群 60 ホ−ル素子群 61,62,63,64,65,66 ホ−ル素子 80 第一位置検出用磁石 90 第二位置検出用磁石
Claims (3)
- 【請求項1】複数相のモータ駆動コイルと、永久磁石回
転子と、前記永久磁石回転子の位置を検出する位置検出
手段と、前記位置検出器の出力に応じて通電切り替え信
号を出力する通電切り替え回路と、前記通電切り替え信
号に応じて前記モータ駆動コイルの通電切り替えを行う
スイッチング素子群とを備えたブラシレスモータにおい
て、前記モータ駆動コイルに流れる電流が階段状の疑似
正弦波であることを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項2】位置検出手段を磁石とホール素子とで構成
した請求項1記載のブラシレスモータ。 - 【請求項3】位置検出手段を磁石とホールICとで構成
した請求項1記載のブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01096094A JP3543349B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01096094A JP3543349B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07222485A true JPH07222485A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3543349B2 JP3543349B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=11764753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01096094A Expired - Fee Related JP3543349B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3543349B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007148480A1 (ja) * | 2006-06-23 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corporation | ブラシレスモータ装置 |
-
1994
- 1994-02-02 JP JP01096094A patent/JP3543349B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007148480A1 (ja) * | 2006-06-23 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corporation | ブラシレスモータ装置 |
| US8040085B2 (en) | 2006-06-23 | 2011-10-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Brushless motor apparatus |
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