JPH07337076A - ３相ブラシレスサーボモータ - Google Patents
３相ブラシレスサーボモータInfo
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- JPH07337076A JPH07337076A JP6125309A JP12530994A JPH07337076A JP H07337076 A JPH07337076 A JP H07337076A JP 6125309 A JP6125309 A JP 6125309A JP 12530994 A JP12530994 A JP 12530994A JP H07337076 A JPH07337076 A JP H07337076A
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- Japan
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- motor
- waveform
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- 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
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
-
- 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
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/14—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with speed sensing devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種電気機器に使用される３相ブラシレスサ
ーボモータにおいて、モータにサーボをかけるためのフ
ィードバックデータを別置のエンコーダから得ることな
しに、モータ内部のホール素子信号を加工して疑似的な
エンコーダとすることで、回転速度検出用のエンコーダ
を不要とする低コストで小型の３相ブラシレスサーボモ
ータを実現する。 【構成】 ブラシレスモータ41内部に設けられた電気角
が120度位相のずれた３相のホール素子45a，45b，45cの
出力信号から選択／反転回路４aにおいてのこぎり波を
創出し、さらに前記のこぎり波を微分回路４bで微分
し、その結果としてブラシレスモータ41の回転速度に比
例する信号を得て、モータ駆動回路44におけるモータ速
度制御用の速度情報とする。
ーボモータにおいて、モータにサーボをかけるためのフ
ィードバックデータを別置のエンコーダから得ることな
しに、モータ内部のホール素子信号を加工して疑似的な
エンコーダとすることで、回転速度検出用のエンコーダ
を不要とする低コストで小型の３相ブラシレスサーボモ
ータを実現する。 【構成】 ブラシレスモータ41内部に設けられた電気角
が120度位相のずれた３相のホール素子45a，45b，45cの
出力信号から選択／反転回路４aにおいてのこぎり波を
創出し、さらに前記のこぎり波を微分回路４bで微分
し、その結果としてブラシレスモータ41の回転速度に比
例する信号を得て、モータ駆動回路44におけるモータ速
度制御用の速度情報とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３相ブラシレスサーボ
モータに関する。
モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の３相ブラシレスサーボモー
タの構成を示すものであり、41はブラシレスモータ、42
は回転速度検出用エンコーダ、42aはブラシレスモータ4
1と連動して回転する回転円盤、42bは回転円盤42aの上
に設けられたスリット群、４２ｃは発光素子、４２ｄは
受光素子、142は回転速度検出用エンコーダ42の出力信
号である。43は接続器であり、ブラシレスモータ41と回
転速度検出用エンコーダ42を接続している。
タの構成を示すものであり、41はブラシレスモータ、42
は回転速度検出用エンコーダ、42aはブラシレスモータ4
1と連動して回転する回転円盤、42bは回転円盤42aの上
に設けられたスリット群、４２ｃは発光素子、４２ｄは
受光素子、142は回転速度検出用エンコーダ42の出力信
号である。43は接続器であり、ブラシレスモータ41と回
転速度検出用エンコーダ42を接続している。
【０００３】44はモータ駆動回路、144はモータ駆動回
路44の出力であって、モータコイル印加電圧となる。45
aと45bと45cはホール素子であって、互いに電気角120度
になるように配置されている。145は前記ホール素子の
出力信号である。46aと46bと46cはモータコイルであっ
て、互いに電気角が120度になるように配置されてい
る。47は扇形にＮＳ極が着磁されている磁石、48は磁石
47のバックヨーク、49は周波数を電圧に変換する周波数
／電圧変換器、149は周波数／電圧変換器49の出力信号
である。
路44の出力であって、モータコイル印加電圧となる。45
aと45bと45cはホール素子であって、互いに電気角120度
になるように配置されている。145は前記ホール素子の
出力信号である。46aと46bと46cはモータコイルであっ
て、互いに電気角が120度になるように配置されてい
る。47は扇形にＮＳ極が着磁されている磁石、48は磁石
47のバックヨーク、49は周波数を電圧に変換する周波数
／電圧変換器、149は周波数／電圧変換器49の出力信号
である。
【０００４】図４は前記３相ブラシレスサーボモータの
各部の信号波形を示すものであり、(a)は図３のエンコ
ーダ出力信号142、(b)は図３の変換器出力信号149、(c)
は図３のホール素子出力信号145、(d−1)と(d−2)と(d
−3)は図３のモータコイル印加電圧144をそれぞれ示し
ている。
各部の信号波形を示すものであり、(a)は図３のエンコ
ーダ出力信号142、(b)は図３の変換器出力信号149、(c)
は図３のホール素子出力信号145、(d−1)と(d−2)と(d
−3)は図３のモータコイル印加電圧144をそれぞれ示し
ている。
【０００５】次に前記従来の３相ブラシレスサーボモー
タの動作について図３及び図４を用いて説明する。図３
において、ブラシレスモータ41が回転すると、接続器43
を介して回転速度検出用エンコーダ42内部の回転円盤42
aが回転し、スリット群42bの発光素子42cと受光素子42d
の間を通過する。よって、回転速度検出用エンコーダ42
は、図４の(a)に示すようなパルス波形を発生する。こ
のパルスの周波数はモータの回転速度に比例する。この
信号は周波数／電圧変換器49により電圧に変換される。
この電圧はブラシレスモータ41の回転速度情報となり、
図４の(b)に示すような波形となる。
タの動作について図３及び図４を用いて説明する。図３
において、ブラシレスモータ41が回転すると、接続器43
を介して回転速度検出用エンコーダ42内部の回転円盤42
aが回転し、スリット群42bの発光素子42cと受光素子42d
の間を通過する。よって、回転速度検出用エンコーダ42
は、図４の(a)に示すようなパルス波形を発生する。こ
のパルスの周波数はモータの回転速度に比例する。この
信号は周波数／電圧変換器49により電圧に変換される。
この電圧はブラシレスモータ41の回転速度情報となり、
図４の(b)に示すような波形となる。
【０００６】またブラシレスモータ41が回転すると、ホ
ール素子45a,45b,45cは図４の(c)に示すような、互いに
位相が電気角120度ずれた３相の信号波形を示すホール
素子出力信号145を発生する。このホール素子出力信号1
45はモータ駆動回路44に入り、図４の(d−1)に示すよう
な出力波形を示すモータコイル印加電圧144のタイミン
グ設定に使用される。さらにモータコイル印加電圧144
のレベルは回転速度情報である変換器出力信号149によ
り制御され、高速の場合は低いレベル(図４の(d−2))と
なり、また低速の場合は高いレベル(図４の(d−3))とな
る。よって、ブラシレスモータ41は一定の速度を維持す
ることができる。
ール素子45a,45b,45cは図４の(c)に示すような、互いに
位相が電気角120度ずれた３相の信号波形を示すホール
素子出力信号145を発生する。このホール素子出力信号1
45はモータ駆動回路44に入り、図４の(d−1)に示すよう
な出力波形を示すモータコイル印加電圧144のタイミン
グ設定に使用される。さらにモータコイル印加電圧144
のレベルは回転速度情報である変換器出力信号149によ
り制御され、高速の場合は低いレベル(図４の(d−2))と
なり、また低速の場合は高いレベル(図４の(d−3))とな
る。よって、ブラシレスモータ41は一定の速度を維持す
ることができる。
【０００７】このようにして前記従来の３相ブラシレス
サーボモータでは、回転速度検出用エンコーダ42とブラ
シレスモータ41の組み合わせで定速度サーボが実現す
る。
サーボモータでは、回転速度検出用エンコーダ42とブラ
シレスモータ41の組み合わせで定速度サーボが実現す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のブラシレスサーボモータでは、高価な回転速度検出
用エンコーダを必要とするので、モータコストも高く、
検出器と接続器の分だけ形状も大きくなるという問題を
有していた。
来のブラシレスサーボモータでは、高価な回転速度検出
用エンコーダを必要とするので、モータコストも高く、
検出器と接続器の分だけ形状も大きくなるという問題を
有していた。
【０００９】本発明は、前記従来の問題を解決するもの
で、高価な回転速度検出用エンコーダを不要とした安価
で小型の３相ブラシレスサーボモータを提供することを
目的とする。
で、高価な回転速度検出用エンコーダを不要とした安価
で小型の３相ブラシレスサーボモータを提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の３相ブラシレス
サーボモータは、前記目的を達成するために、電気角が
120度位相のずれた３相のホール素子信号からのこぎり
波を抽出する波形加工手段を有し、さらに前記のこぎり
波を微分する微分回路を有し、その結果としてモータの
回転速度に比例する信号を得て、モータの速度制御用の
速度情報にする構成とする。
サーボモータは、前記目的を達成するために、電気角が
120度位相のずれた３相のホール素子信号からのこぎり
波を抽出する波形加工手段を有し、さらに前記のこぎり
波を微分する微分回路を有し、その結果としてモータの
回転速度に比例する信号を得て、モータの速度制御用の
速度情報にする構成とする。
【００１１】また前記波形加工手段について、以下の
(1)または(2)などの方法で、前記３相のホール素子信号
から速度信号を得る。(1)の方法は、３相のホール素子
信号から２相を選択した３組からなる２相の比較論理演
算手段と、３組分の論理演算結果と３相のホール素子信
号及び前記３相を反転した合計６相を対比する選択表
と、この選択表に基づいて選択した波形を微分する微分
手段とを有する方法であり、(2)の方法は前記３相のホ
ール素子信号を比較する比較手段と、３相のホール素子
信号及び前記３相を反転した合計６相と前記比較結果と
を対比する選択表と、この選択表に基づいて選択した波
形を微分する手段とを有する方法である。
(1)または(2)などの方法で、前記３相のホール素子信号
から速度信号を得る。(1)の方法は、３相のホール素子
信号から２相を選択した３組からなる２相の比較論理演
算手段と、３組分の論理演算結果と３相のホール素子信
号及び前記３相を反転した合計６相を対比する選択表
と、この選択表に基づいて選択した波形を微分する微分
手段とを有する方法であり、(2)の方法は前記３相のホ
ール素子信号を比較する比較手段と、３相のホール素子
信号及び前記３相を反転した合計６相と前記比較結果と
を対比する選択表と、この選択表に基づいて選択した波
形を微分する手段とを有する方法である。
【００１２】また前記のこぎり波がモータの回転位置を
示すため、微分回路がない状態でも、モータの回転位置
制御を実現することができる。
示すため、微分回路がない状態でも、モータの回転位置
制御を実現することができる。
【００１３】
【作用】前記構成によって本発明に係る３相ブラシレス
サーボモータは、ホール素子信号をサーボ用回転位置信
号として用いることで、高価な回転速度検出用エンコー
ダが不要になる。
サーボモータは、ホール素子信号をサーボ用回転位置信
号として用いることで、高価な回転速度検出用エンコー
ダが不要になる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例の構成図であり、
図１の中で図３で説明した部材と同じ部材には同一符号
を付して詳しい説明を省略する。図１において、４は波
形加工回路、４aは論理演算手段である選択／反転回
路、４bは微分回路、104は選択／反転回路４aの出力信
号、105は微分回路４bの出力信号である。
図１の中で図３で説明した部材と同じ部材には同一符号
を付して詳しい説明を省略する。図１において、４は波
形加工回路、４aは論理演算手段である選択／反転回
路、４bは微分回路、104は選択／反転回路４aの出力信
号、105は微分回路４bの出力信号である。
【００１６】図２は前記３相ブラシレスサーボモータの
各部の信号波形を示すものであり、(a)は図１のホール
素子出力信号145、(b)は図１の選択／反転回路出力信号
104、(c)は図１のモータコイル印加電圧144、(d−1)と
(d−2)と(d−3)は図１の選択／反転回路４aの中で処理
される論理をそれぞれ示している。
各部の信号波形を示すものであり、(a)は図１のホール
素子出力信号145、(b)は図１の選択／反転回路出力信号
104、(c)は図１のモータコイル印加電圧144、(d−1)と
(d−2)と(d−3)は図１の選択／反転回路４aの中で処理
される論理をそれぞれ示している。
【００１７】以上のように構成された本実施例の３相ブ
ラシレスサーボモータについて、図１及び図２を用いて
その動作を説明する。
ラシレスサーボモータについて、図１及び図２を用いて
その動作を説明する。
【００１８】まずブラシレスモータ41の磁石47が回転す
ると、従来例と同様にホール素子45a，45b，45cは、図
２の(a)に示すような互いに位相が電気角120度ずれた３
相の信号波形を発生する。このホール素子出力信号145
は、従来例と同様にモータ駆動回路44に入るばかりでな
く、波形加工手段４に入る。
ると、従来例と同様にホール素子45a，45b，45cは、図
２の(a)に示すような互いに位相が電気角120度ずれた３
相の信号波形を発生する。このホール素子出力信号145
は、従来例と同様にモータ駆動回路44に入るばかりでな
く、波形加工手段４に入る。
【００１９】そして選択／反転回路４aでは、図２の(d
−1)と(d−2)と(d−3)に示すように、３ビットの論理演
算を前記３相の信号波形の比較により行い、さらに(表
１)に示すように、３ビットの論理から前記３相及び反
転した３相合計６相の信号波形から選択する相を定義付
けする。
−1)と(d−2)と(d−3)に示すように、３ビットの論理演
算を前記３相の信号波形の比較により行い、さらに(表
１)に示すように、３ビットの論理から前記３相及び反
転した３相合計６相の信号波形から選択する相を定義付
けする。
【００２０】
【表１】
【００２１】前記定義付けにより選択された相の連続波
形は、図２の(b)に示すように、のこぎり波形となる。
図示のように、３相のピークがなだらかな近似三角波
(図２の(a))から、ゼロクロス近辺の近似直線部分を連
続して選択できたことになる。前記３相の信号波形は、
回転する磁石47をホール素子45a，45b，45cが検出して
いるため、前記近似直線部の傾斜がモータの速度を示す
こととなる。続いて前記のこぎり波形の連続波形は微分
回路４bに入り、微分されて傾斜に応じた電圧(c)を出力
する。
形は、図２の(b)に示すように、のこぎり波形となる。
図示のように、３相のピークがなだらかな近似三角波
(図２の(a))から、ゼロクロス近辺の近似直線部分を連
続して選択できたことになる。前記３相の信号波形は、
回転する磁石47をホール素子45a，45b，45cが検出して
いるため、前記近似直線部の傾斜がモータの速度を示す
こととなる。続いて前記のこぎり波形の連続波形は微分
回路４bに入り、微分されて傾斜に応じた電圧(c)を出力
する。
【００２２】図１，図２から明らかなように、本実施例
によるブラシレスサーボモータは、回転速度検出器がな
くとも速度情報が得られるという点で優れた効果が得ら
れる。
によるブラシレスサーボモータは、回転速度検出器がな
くとも速度情報が得られるという点で優れた効果が得ら
れる。
【００２３】なお、前記実施例では、(表１)に示すよう
な相選択の定義付けをして、のこぎり波形を作ったが、
選択の定義は他の方法でもよい。他の選択の定義の例と
して、(表２)に前記ホール素子３相の信号波形からのこ
ぎり波形を取り出す定義を示す。
な相選択の定義付けをして、のこぎり波形を作ったが、
選択の定義は他の方法でもよい。他の選択の定義の例と
して、(表２)に前記ホール素子３相の信号波形からのこ
ぎり波形を取り出す定義を示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】(表２)による選択方法は、３相のレベル比
較を行い、上位，中位，下位に並べた順列を作り、前記
３相及び反転した３相合計６相の信号波形から１相を選
択する定義付けである。
較を行い、上位，中位，下位に並べた順列を作り、前記
３相及び反転した３相合計６相の信号波形から１相を選
択する定義付けである。
【００２６】また前記のこぎり波がモータの回転位置を
示すため、前記微分回路４bがなくても、こののこぎり
波に基づいてモータの回転位置制御を実現することが可
能である。
示すため、前記微分回路４bがなくても、こののこぎり
波に基づいてモータの回転位置制御を実現することが可
能である。
【００２７】以上のように本実施例によれば、３相のホ
ール素子信号を波形加工することにより、従来のような
回転速度検出器がなくとも速度情報が得られ、サーボモ
ータを実現することができる。
ール素子信号を波形加工することにより、従来のような
回転速度検出器がなくとも速度情報が得られ、サーボモ
ータを実現することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明は、請求項１〜４記
載の構成によれば、ブラシレスモータに不可欠であるホ
ール素子信号に対して波形加工手段を設けることによ
り、サーボ用回転位置信号が得られるので、回転速度検
出用エンコーダを不要とすることができ、安価で小型な
３相ブラシレスサーボモータを実現できる。
載の構成によれば、ブラシレスモータに不可欠であるホ
ール素子信号に対して波形加工手段を設けることによ
り、サーボ用回転位置信号が得られるので、回転速度検
出用エンコーダを不要とすることができ、安価で小型な
３相ブラシレスサーボモータを実現できる。
【図１】本発明の３相ブラシレスサーボモータの一実施
例の構成図である。
例の構成図である。
【図２】本実施例における３相ブラシレスサーボモータ
の動作説明のための各部の信号波形図である。
の動作説明のための各部の信号波形図である。
【図３】従来の３相ブラシレスサーボモータの構成図で
ある。
ある。
【図４】従来の３相ブラシレスサーボモータの動作説明
のための各部の信号波形図である。
のための各部の信号波形図である。
４…波形加工手段、 ４a…選択／反転回路、 ４b…微
分回路、 41…ブラシレスモータ、 44…モータ駆動回
路、 45a，45b，45c，…ホール素子、 46a，46b，46
c，…モータコイル、 47…磁石、 48…バックヨー
ク、 104…選択／反転回路の出力信号、 105…微分回
路の出力信号、 144…モータコイル印加電圧、 145…
ホール素子出力信号。
分回路、 41…ブラシレスモータ、 44…モータ駆動回
路、 45a，45b，45c，…ホール素子、 46a，46b，46
c，…モータコイル、 47…磁石、 48…バックヨー
ク、 104…選択／反転回路の出力信号、 105…微分回
路の出力信号、 144…モータコイル印加電圧、 145…
ホール素子出力信号。
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに電気角が120度位相のずれた３相
のホール素子信号を波形加工する波形加工手段と、この
波形加工手段からの加工信号をサーボ用回転位置信号と
して用いるモータ駆動手段とを備えたことを特徴とする
３相ブラシレスサーボモータ。 - 【請求項２】 前記波形加工手段が、３相のホール素子
信号から２相を選択した３組からなる２相を比較する論
理演算手段と、３組分の論理演算結果と３相のホール素
子信号及び前記３相を反転した合計６相を対比する選択
表と、この選択表に基づいて選択した波形を微分する微
分手段とを有することを特徴とする請求項１記載の３相
ブラシレスサーボモータ。 - 【請求項３】 前記波形加工手段が、３相のホール素子
信号を比較する比較手段と、３相のホール素子信号及び
前記３相を反転した合計６相と前記比較手段の比較結果
とを対比する選択表と、この選択表に基づいて選択した
波形を微分する微分手段とを有することを特徴とする請
求項１記載の３相ブラシレスサーボモータ。 - 【請求項４】 前記波形加工手段が請求項２，３記載の
選択表に基づいて選択した波形を、微分することなく前
記サーボ用回転位置信号として用いたことを特徴とする
請求項１記載の３相ブラシレスサーボモータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6125309A JPH07337076A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | ３相ブラシレスサーボモータ |
| US08/457,113 US5942863A (en) | 1994-06-07 | 1995-06-01 | Three-phase brushless servo motor |
| DE69513886T DE69513886T2 (de) | 1994-06-07 | 1995-06-06 | Bürstenloser dreiphasiger Servomotor |
| EP95303839A EP0687054B1 (en) | 1994-06-07 | 1995-06-06 | Three-phase brushless servo motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6125309A JPH07337076A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | ３相ブラシレスサーボモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07337076A true JPH07337076A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14906919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6125309A Pending JPH07337076A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | ３相ブラシレスサーボモータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5942863A (ja) |
| EP (1) | EP0687054B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07337076A (ja) |
| DE (1) | DE69513886T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021022974A (ja) * | 2019-07-25 | 2021-02-18 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 電気角算出装置、電気角算出方法およびプログラム |
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