JPH09252592A - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
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- JPH09252592A JPH09252592A JP8087193A JP8719396A JPH09252592A JP H09252592 A JPH09252592 A JP H09252592A JP 8087193 A JP8087193 A JP 8087193A JP 8719396 A JP8719396 A JP 8719396A JP H09252592 A JPH09252592 A JP H09252592A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出素子の検出信号の振幅にばらつきあって
も、それにより発生トルクに受ける悪影響が極めて少な
くなるようなブラシレスモータを、より簡易な構成にて
提供することを目的とする。 【解決手段】 界磁と3相コイルとの相対位置を検出し
て電気的に位相の異なる2相のみの検出信号を得る位置
検出手段を設け、その2相の検出信号に応じて滑らかに
変化する3相の切換信号を生成する切換作成手段を設け
る。こうして生成された切換信号に応じて、指令信号に
相当する出力電流信号を分配し、それに基づいて駆動信
号を得る構成とする。
も、それにより発生トルクに受ける悪影響が極めて少な
くなるようなブラシレスモータを、より簡易な構成にて
提供することを目的とする。 【解決手段】 界磁と3相コイルとの相対位置を検出し
て電気的に位相の異なる2相のみの検出信号を得る位置
検出手段を設け、その2相の検出信号に応じて滑らかに
変化する3相の切換信号を生成する切換作成手段を設け
る。こうして生成された切換信号に応じて、指令信号に
相当する出力電流信号を分配し、それに基づいて駆動信
号を得る構成とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロータの位置を検
出してコイルへの通電を行うブラシレスモータに関する
ものである。
出してコイルへの通電を行う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、ロータの回転位置をホール素子で
検出して、その検出出力に応じて3相コイルへの通電を
切り換えるブラシレスモータが使用されている(例え
ば、特開昭55−166495号公報参照)。図29は
従来のブラシレスモータの構成を示すブロック図であ
る。ロータ回転磁石2001の磁極をホール素子201
1、2012及び2013が検出して、回転位置に応じ
た3相の検出信号を出力する。各ホール素子2011、
2012及び2013の出力は、それぞれ増幅器202
1、2022及び2023によって所定倍の出力に増幅
される。乗算器2031、2032及び2033はそれ
ぞれ、増幅器2021、2022及び2023の出力を
指令器2050の指令信号と乗算し、指令信号に応じた
振幅の3相の乗算信号を得る。電力増幅器2041、2
042及び2043はそれぞれ、乗算器2031、20
32及び2033の出力を電力増幅して3相のコイル2
002、2003及び2004に印加する。こうして、
ロータ磁石2001の回転に伴って変化する3相の駆動
信号が3相コイル2002、2003及び2004に加
えられ、ロータ磁石2001は所定方向への回転を持続
する。
検出して、その検出出力に応じて3相コイルへの通電を
切り換えるブラシレスモータが使用されている(例え
ば、特開昭55−166495号公報参照)。図29は
従来のブラシレスモータの構成を示すブロック図であ
る。ロータ回転磁石2001の磁極をホール素子201
1、2012及び2013が検出して、回転位置に応じ
た3相の検出信号を出力する。各ホール素子2011、
2012及び2013の出力は、それぞれ増幅器202
1、2022及び2023によって所定倍の出力に増幅
される。乗算器2031、2032及び2033はそれ
ぞれ、増幅器2021、2022及び2023の出力を
指令器2050の指令信号と乗算し、指令信号に応じた
振幅の3相の乗算信号を得る。電力増幅器2041、2
042及び2043はそれぞれ、乗算器2031、20
32及び2033の出力を電力増幅して3相のコイル2
002、2003及び2004に印加する。こうして、
ロータ磁石2001の回転に伴って変化する3相の駆動
信号が3相コイル2002、2003及び2004に加
えられ、ロータ磁石2001は所定方向への回転を持続
する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような来の構成では、以下の問題があった。駆動信号の
振幅は、指令器2050の指令信号とホール素子201
1、2012及び2013の出力を増幅した信号との乗
算結果に比例する。ところが、ホール素子の感度のばら
つきやロータ磁石2001の磁界のばらつきによって、
ホール素子2011、2012及び2013の検出信号
の振幅にばらつきが生じ、その結果、乗算器2031、
2032及び2033の出力、さらには駆動信号の振幅
にばらつきを生じる。とりわけ、ホール素子の感度のば
らつきは非常に大きく、ホール素子出力の振幅のばらつ
きが駆動信号の大きな振幅ばらつきを引き起こす大きな
要因となっていた。従来、個々のモータ内の3個のホー
ル素子について、ホール素子の感度範囲を互いに一致さ
せるようにマッチングを取り、相対的な感度ばらつきの
影響が少なくなるように調整している。しかしながら、
量産された多数のモータ群の中で見れば、各モータ間
に、ホール素子の感度のばらつきによる駆動信号の大き
な振幅ばらつきが残っていた。この振幅ばらつきは、指
令器2050の指令信号に対するモータの発生トルクの
ばらつきになり、ブラシレスモータの使用上において大
きな問題になっていた。また、3個のホール素子をモー
タに取り付ける構造であるため、部品点数が多く、構成
が複雑で製造工程も煩雑になっていた。
ような来の構成では、以下の問題があった。駆動信号の
振幅は、指令器2050の指令信号とホール素子201
1、2012及び2013の出力を増幅した信号との乗
算結果に比例する。ところが、ホール素子の感度のばら
つきやロータ磁石2001の磁界のばらつきによって、
ホール素子2011、2012及び2013の検出信号
の振幅にばらつきが生じ、その結果、乗算器2031、
2032及び2033の出力、さらには駆動信号の振幅
にばらつきを生じる。とりわけ、ホール素子の感度のば
らつきは非常に大きく、ホール素子出力の振幅のばらつ
きが駆動信号の大きな振幅ばらつきを引き起こす大きな
要因となっていた。従来、個々のモータ内の3個のホー
ル素子について、ホール素子の感度範囲を互いに一致さ
せるようにマッチングを取り、相対的な感度ばらつきの
影響が少なくなるように調整している。しかしながら、
量産された多数のモータ群の中で見れば、各モータ間
に、ホール素子の感度のばらつきによる駆動信号の大き
な振幅ばらつきが残っていた。この振幅ばらつきは、指
令器2050の指令信号に対するモータの発生トルクの
ばらつきになり、ブラシレスモータの使用上において大
きな問題になっていた。また、3個のホール素子をモー
タに取り付ける構造であるため、部品点数が多く、構成
が複雑で製造工程も煩雑になっていた。
【0004】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決するためになされたもので、検出素子の検出信号の振
幅にばらつきあっても、それにより発生トルクに受ける
悪影響が極めて少なくなるようなブラシレスモータを、
より簡易な構成にて提供することを目的とする。
決するためになされたもので、検出素子の検出信号の振
幅にばらつきあっても、それにより発生トルクに受ける
悪影響が極めて少なくなるようなブラシレスモータを、
より簡易な構成にて提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のブラシレスモー
タは、界磁と3相コイルとの相対位置を検出して電気的
に位相の異なる2相の検出信号を得る位置検出手段を設
け、その2相の検出信号に応じて滑らかに変化する3相
の切換信号を生成する切換作成手段を設ける。こうして
生成された切換信号に応じて、指令信号に相当する出力
電流信号を分配し、それに基づいて駆動信号を得る構成
とする。これにより、分配された信号の振幅は、位置検
出手段の検出信号の振幅変化には殆ど影響されなくなる
ので、確実に指令信号に対応した値になる。その結果、
3相コイルの端子に供給される駆動信号は、位置検出手
段の検出出力ばらつきの影響を受けなくなり、指令信号
に応じた正確な駆動信号を与えることができる。また、
位置検出手段は2相分しか設けないので部品点数が少な
く、モータ構成は極めて簡素になる。
タは、界磁と3相コイルとの相対位置を検出して電気的
に位相の異なる2相の検出信号を得る位置検出手段を設
け、その2相の検出信号に応じて滑らかに変化する3相
の切換信号を生成する切換作成手段を設ける。こうして
生成された切換信号に応じて、指令信号に相当する出力
電流信号を分配し、それに基づいて駆動信号を得る構成
とする。これにより、分配された信号の振幅は、位置検
出手段の検出信号の振幅変化には殆ど影響されなくなる
ので、確実に指令信号に対応した値になる。その結果、
3相コイルの端子に供給される駆動信号は、位置検出手
段の検出出力ばらつきの影響を受けなくなり、指令信号
に応じた正確な駆動信号を与えることができる。また、
位置検出手段は2相分しか設けないので部品点数が少な
く、モータ構成は極めて簡素になる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明のブラシレスモータは、界
磁磁束を発生させる界磁手段と、前記界磁磁束に鎖交す
る3相コイルと、電気的に互いに所定位相分異なる2つ
の位置にのみ配置され、前記界磁手段と前記3相コイル
との相対位置を検出して電気的に互いに位相の異なる2
相の検出信号を得る位置検出手段と、前記位置検出手段
において得られた2相の検出信号に応じて滑らかに変化
する少なくとも1組の3相の切換信号を得る切換作成手
段と、指令信号に応じた電流信号を得る指令手段と、前
記指令手段の第1の出力電流信号を前記切換作成手段の
3相の切換信号に応じて滑らかに変化する3相の第1分
配電流信号に分配する第1分配手段と、前記指令手段の
第2の出力電流信号を前記切換作成手段の3相の切換信
号に応じて滑らかに変化する3相の第2分配電流信号に
分配する第2分配手段と、前記第1分配電流信号と前記
第2分配電流信号とを合成して3相の分配信号を得る合
成手段と、前記合成手段において得られた3相の分配信
号に応じた駆動信号を前記3相コイルの端子に供給する
駆動手段とを具備する。
磁磁束を発生させる界磁手段と、前記界磁磁束に鎖交す
る3相コイルと、電気的に互いに所定位相分異なる2つ
の位置にのみ配置され、前記界磁手段と前記3相コイル
との相対位置を検出して電気的に互いに位相の異なる2
相の検出信号を得る位置検出手段と、前記位置検出手段
において得られた2相の検出信号に応じて滑らかに変化
する少なくとも1組の3相の切換信号を得る切換作成手
段と、指令信号に応じた電流信号を得る指令手段と、前
記指令手段の第1の出力電流信号を前記切換作成手段の
3相の切換信号に応じて滑らかに変化する3相の第1分
配電流信号に分配する第1分配手段と、前記指令手段の
第2の出力電流信号を前記切換作成手段の3相の切換信
号に応じて滑らかに変化する3相の第2分配電流信号に
分配する第2分配手段と、前記第1分配電流信号と前記
第2分配電流信号とを合成して3相の分配信号を得る合
成手段と、前記合成手段において得られた3相の分配信
号に応じた駆動信号を前記3相コイルの端子に供給する
駆動手段とを具備する。
【0007】前記第1分配手段は、前記切換作成手段か
ら供給された3相の切換信号が印加されるべき3個の第
1ダイオードと、前記第1ダイオードの一端にベース端
子側が接続され、前記指令手段の出力電流信号が供給さ
れるべきエミッタ端子側が共通接続され、コレクタ端子
側から3相の第1分配電流信号を得る3個の第1分配ト
ランジスタとを含んで構成することができる。
ら供給された3相の切換信号が印加されるべき3個の第
1ダイオードと、前記第1ダイオードの一端にベース端
子側が接続され、前記指令手段の出力電流信号が供給さ
れるべきエミッタ端子側が共通接続され、コレクタ端子
側から3相の第1分配電流信号を得る3個の第1分配ト
ランジスタとを含んで構成することができる。
【0008】前記第2分配手段は、前記切換作成手段か
ら供給された3相の切換信号が印加されるべき3個の第
2ダイオードと、前記第2ダイオードの一端にベース端
子側が接続され、前記指令手段の出力電流信号が供給さ
れるべきエミッタ端子側が共通接続され、コレクタ端子
側から3相の第2分配電流信号を得る3個の第2分配ト
ランジスタとを含んで構成することができる。
ら供給された3相の切換信号が印加されるべき3個の第
2ダイオードと、前記第2ダイオードの一端にベース端
子側が接続され、前記指令手段の出力電流信号が供給さ
れるべきエミッタ端子側が共通接続され、コレクタ端子
側から3相の第2分配電流信号を得る3個の第2分配ト
ランジスタとを含んで構成することができる。
【0009】前記第1分配手段は、前記切換作成手段か
ら供給された3相の切換信号が印加されるべき3個の第
1ダイオードと、前記第1ダイオードの一端にベース端
子側が接続され、前記指令手段の第1の出力電流信号が
供給されるべきエミッタ端子側が共通接続され、コレク
タ端子側から3相の第1分配電流信号を得る3個の第1
分配トランジスタとを含んで構成され、前記第2分配手
段は、前記切換作成手段から供給されるべき3相の切換
信号が印加されるべき3個の第2ダイオードと、前記第
2ダイオードの一端にベース端子側が接続され、前記指
令手段の第2の出力電流信号が供給されるべきエミッタ
端子側が共通接続され、コレクタ端子側から3相の第2
分配電流信号を得る3個の第2分配トランジスタとを含
んで構成され、前記合成手段は、前記第1分配電流信号
と前記第2分配電流信号とのそれぞれの相の差電流を得
て、当該差電流に応じた3相の合成分配電流信号が供給
されるべき3個の抵抗を含んで構成することができる。
ら供給された3相の切換信号が印加されるべき3個の第
1ダイオードと、前記第1ダイオードの一端にベース端
子側が接続され、前記指令手段の第1の出力電流信号が
供給されるべきエミッタ端子側が共通接続され、コレク
タ端子側から3相の第1分配電流信号を得る3個の第1
分配トランジスタとを含んで構成され、前記第2分配手
段は、前記切換作成手段から供給されるべき3相の切換
信号が印加されるべき3個の第2ダイオードと、前記第
2ダイオードの一端にベース端子側が接続され、前記指
令手段の第2の出力電流信号が供給されるべきエミッタ
端子側が共通接続され、コレクタ端子側から3相の第2
分配電流信号を得る3個の第2分配トランジスタとを含
んで構成され、前記合成手段は、前記第1分配電流信号
と前記第2分配電流信号とのそれぞれの相の差電流を得
て、当該差電流に応じた3相の合成分配電流信号が供給
されるべき3個の抵抗を含んで構成することができる。
【0010】前記指令手段は、前記位置検出手段の2相
の検出信号に応じた高調波信号を得て、前記指令信号と
前記高調波信号とを乗算して前記高調波信号成分を含ん
だ電流信号を得て、当該電流信号に応じた第1の出力電
流信号と第2の出力電流信号とをそれぞれ第1分配手段
と第2分配手段とに供給する手段を含んで構成すること
ができる。
の検出信号に応じた高調波信号を得て、前記指令信号と
前記高調波信号とを乗算して前記高調波信号成分を含ん
だ電流信号を得て、当該電流信号に応じた第1の出力電
流信号と第2の出力電流信号とをそれぞれ第1分配手段
と第2分配手段とに供給する手段を含んで構成すること
ができる。
【0011】前記指令手段は、前記指令信号に応じた2
つの指令電流信号を得る指令電流手段と、前記位置検出
手段の2相の検出信号に応じた高調波信号を得て、前記
指令電流手段の一方の指令電流信号と前記高調波信号と
を乗算した乗算指令電流信号を得る乗算指令手段と、前
記指令電流手段の他方の指令電流信号と前記乗算指令電
流信号とを合成した合成指令電流信号を得て、当該合成
指令電流信号に応じた第1の出力電流信号と第2の出力
電流信号とをそれぞれ前記第1分配手段と前記第2分配
手段とに出力する電流合成手段とを含んで構成すること
ができる。
つの指令電流信号を得る指令電流手段と、前記位置検出
手段の2相の検出信号に応じた高調波信号を得て、前記
指令電流手段の一方の指令電流信号と前記高調波信号と
を乗算した乗算指令電流信号を得る乗算指令手段と、前
記指令電流手段の他方の指令電流信号と前記乗算指令電
流信号とを合成した合成指令電流信号を得て、当該合成
指令電流信号に応じた第1の出力電流信号と第2の出力
電流信号とをそれぞれ前記第1分配手段と前記第2分配
手段とに出力する電流合成手段とを含んで構成すること
ができる。
【0012】前記指令手段は、前記位置検出手段の2相
の検出信号に応じて前記検出信号の一周期当たり6回変
化する高調波信号と前記指令電流手段の一方の指令電流
信号とを乗算した乗算指令電流信号を得る乗算指令手段
を含んで構成することができる。
の検出信号に応じて前記検出信号の一周期当たり6回変
化する高調波信号と前記指令電流手段の一方の指令電流
信号とを乗算した乗算指令電流信号を得る乗算指令手段
を含んで構成することができる。
【0013】前記乗算指令手段は、前記位置検出手段の
2相の検出信号に応じた3相の絶対値信号を得る絶対値
手段と、当該3相の絶対値信号を比較して前記絶対値信
号の最小値に応じた高調波信号を得る高調波手段とを含
んで構成することができる。
2相の検出信号に応じた3相の絶対値信号を得る絶対値
手段と、当該3相の絶対値信号を比較して前記絶対値信
号の最小値に応じた高調波信号を得る高調波手段とを含
んで構成することができる。
【0014】前記合成手段は、前記第1分配手段の第1
分配電流信号と前記第2分配手段の第2分配電流信号と
の各相の差電流を得て、少なくとも2相分の差電流を合
成した分配信号を作り出すようにしても良い。
分配電流信号と前記第2分配手段の第2分配電流信号と
の各相の差電流を得て、少なくとも2相分の差電流を合
成した分配信号を作り出すようにしても良い。
【0015】前記切換作成手段は、前記位置検出手段の
2相の検出信号を演算合成して、電気的に実質的に12
0度の位相差を有する3相の切換信号を作り出すように
しても良い。
2相の検出信号を演算合成して、電気的に実質的に12
0度の位相差を有する3相の切換信号を作り出すように
しても良い。
【0016】また、本発明のブラシレスモータは、界磁
磁束を発生させる界磁手段と、前記界磁磁束に鎖交する
3相のコイルと、前記界磁手段と前記3相コイルとの相
対位置に応じた2相の検出信号のみを得て、当該2相の
検出信号に応じた少なくとも1組の3相の切換信号を得
る位置手段と、前記位置手段の2相の検出信号に同期し
て前記検出信号の一周期当たり6回変化する高調波信号
と所定の指令信号との乗算信号を用いて、前記指令信号
に比例し、かつ、前記乗算信号に応じた高調波成分を所
定比率含んだ出力電流信号を作り出す指令手段と、前記
指令手段の出力電流信号と前記位置手段の3相の出力信
号との乗算結果に応じた3相の分配信号を得る分配手段
と、前記分配手段の3相の分配信号に応じた電圧波形の
駆動信号を前記3相コイルの端子に供給する駆動手段と
を具備する。
磁束を発生させる界磁手段と、前記界磁磁束に鎖交する
3相のコイルと、前記界磁手段と前記3相コイルとの相
対位置に応じた2相の検出信号のみを得て、当該2相の
検出信号に応じた少なくとも1組の3相の切換信号を得
る位置手段と、前記位置手段の2相の検出信号に同期し
て前記検出信号の一周期当たり6回変化する高調波信号
と所定の指令信号との乗算信号を用いて、前記指令信号
に比例し、かつ、前記乗算信号に応じた高調波成分を所
定比率含んだ出力電流信号を作り出す指令手段と、前記
指令手段の出力電流信号と前記位置手段の3相の出力信
号との乗算結果に応じた3相の分配信号を得る分配手段
と、前記分配手段の3相の分配信号に応じた電圧波形の
駆動信号を前記3相コイルの端子に供給する駆動手段と
を具備する。
【0017】前記指令手段は、前記指令信号に応じ2つ
の指令電流信号を得る指令電流手段と、前記位置手段の
2相の検出信号に応じて前記検出信号の一周期当たり6
回変化する高調波信号を得て、前記指令電流手段の一方
の指令電流信号と前記高調波信号とを乗算した乗算指令
電流信号を得る乗算指令手段と、前記指令電流手段の他
方の指令電流信号と前記乗算指令電流信号とを合成した
合成指令電流を得て、前記合成指令電流信号に応じた出
力電流信号を出力する電流合成手段を含んで構成しても
良い。
の指令電流信号を得る指令電流手段と、前記位置手段の
2相の検出信号に応じて前記検出信号の一周期当たり6
回変化する高調波信号を得て、前記指令電流手段の一方
の指令電流信号と前記高調波信号とを乗算した乗算指令
電流信号を得る乗算指令手段と、前記指令電流手段の他
方の指令電流信号と前記乗算指令電流信号とを合成した
合成指令電流を得て、前記合成指令電流信号に応じた出
力電流信号を出力する電流合成手段を含んで構成しても
良い。
【0018】前記指令手段は、前記位置手段の2相の検
出信号に応じた3相の絶対値信号を得る絶対値手段と、
当該3相の絶対値信号を比較して前記絶対値信号の最小
値に応じた高調波信号を得る高調波手段とを含んで構成
しても良い。
出信号に応じた3相の絶対値信号を得る絶対値手段と、
当該3相の絶対値信号を比較して前記絶対値信号の最小
値に応じた高調波信号を得る高調波手段とを含んで構成
しても良い。
【0019】また、本発明のブラシレスモータは、界磁
磁束を発生させる界磁手段と、前記界磁磁束に鎖交する
3相コイルと、電気的に互いに所定位相分異なる2つの
位置にのみ配置され、前記界磁手段と前記3相コイルと
の相対位置を検出して電気的に互いに位相の異なる2相
の検出信号を得る位置検出手段と、前記位置検出手段に
おいて得られた2相の検出信号に基づいて3相の切換信
号を作成する切換作成手段と、所定の指令信号に応じた
電流信号を出力する指令手段と、前記切換作成手段の3
相の切換信号に応じて、前記指令手段の出力電流信号
を、総和が当該出力電流信号に等しくなるような3相の
分配電流信号に分配する分配手段と、前記分配電流信号
に比例した電圧波形の駆動信号を前記3相コイルの端子
に供給する駆動手段とを具備する。
磁束を発生させる界磁手段と、前記界磁磁束に鎖交する
3相コイルと、電気的に互いに所定位相分異なる2つの
位置にのみ配置され、前記界磁手段と前記3相コイルと
の相対位置を検出して電気的に互いに位相の異なる2相
の検出信号を得る位置検出手段と、前記位置検出手段に
おいて得られた2相の検出信号に基づいて3相の切換信
号を作成する切換作成手段と、所定の指令信号に応じた
電流信号を出力する指令手段と、前記切換作成手段の3
相の切換信号に応じて、前記指令手段の出力電流信号
を、総和が当該出力電流信号に等しくなるような3相の
分配電流信号に分配する分配手段と、前記分配電流信号
に比例した電圧波形の駆動信号を前記3相コイルの端子
に供給する駆動手段とを具備する。
【0020】
《実施例1》以下、本発明の実施例1について、図面を
参照しながら説明する。図1から図6は実施例1による
ブラシレスモータに関する図面である。図1は全体の構
成を示すブロック図である。図1の界磁部10は、ロー
タもしくは移動体に取り付けられ、永久磁石磁極の発生
磁束により複数個の界磁磁極を形成し、界磁磁束を発生
している。3相のコイル11A、11B及び11Cは、
ステータもしくは固定体に取り付けられ、界磁部10の
発生磁束との鎖交に関して電気的に互いに所定角度(1
20度相当)ずらされて配置されている。
参照しながら説明する。図1から図6は実施例1による
ブラシレスモータに関する図面である。図1は全体の構
成を示すブロック図である。図1の界磁部10は、ロー
タもしくは移動体に取り付けられ、永久磁石磁極の発生
磁束により複数個の界磁磁極を形成し、界磁磁束を発生
している。3相のコイル11A、11B及び11Cは、
ステータもしくは固定体に取り付けられ、界磁部10の
発生磁束との鎖交に関して電気的に互いに所定角度(1
20度相当)ずらされて配置されている。
【0021】図2は、界磁部10や3相コイル11A、
11B及び11Cの具体的な配置構成を示す図である。
ロータ101の内側に取り付けられた円環状の永久磁石
102は、その内面及び端面が4極に着磁されており、
図1の界磁部10を形成している。永久磁石102の磁
極に対向するステータ位置に電機子鉄心103が配置さ
れ、電機子鉄心103には3個の突極部104a、10
4b及び104cが120度間隔で設けられている。3
相コイル11A、11B及び11Cは、それぞれ突極部
104a、104b及び104cに巻装されている。突
極部104a、104b及び104cの間にそれぞれ形
成された巻線用溝106a、106b及び106cは巻
装時の作業空間として使用している。各コイル11A、
11B及び11Cは、永久磁石102からの鎖交磁束に
関して電気的に120度の位相差が設けられている(N
極及びS極の1組分が電気角の360度に対応する)。
ステータ側には2個の位置検出素子107a及び107
b(例えば、磁電変換素子であるホール素子を用い
る。)が配置され、永久磁石102の端面の磁極を検出
することにより、界磁部とコイルの相対的な位置に対応
した2相の検出信号を得るようにしている。本実施例で
は、コイルの中心と位置検出素子の中心の位相を電気角
で90度ずらしている。
11B及び11Cの具体的な配置構成を示す図である。
ロータ101の内側に取り付けられた円環状の永久磁石
102は、その内面及び端面が4極に着磁されており、
図1の界磁部10を形成している。永久磁石102の磁
極に対向するステータ位置に電機子鉄心103が配置さ
れ、電機子鉄心103には3個の突極部104a、10
4b及び104cが120度間隔で設けられている。3
相コイル11A、11B及び11Cは、それぞれ突極部
104a、104b及び104cに巻装されている。突
極部104a、104b及び104cの間にそれぞれ形
成された巻線用溝106a、106b及び106cは巻
装時の作業空間として使用している。各コイル11A、
11B及び11Cは、永久磁石102からの鎖交磁束に
関して電気的に120度の位相差が設けられている(N
極及びS極の1組分が電気角の360度に対応する)。
ステータ側には2個の位置検出素子107a及び107
b(例えば、磁電変換素子であるホール素子を用い
る。)が配置され、永久磁石102の端面の磁極を検出
することにより、界磁部とコイルの相対的な位置に対応
した2相の検出信号を得るようにしている。本実施例で
は、コイルの中心と位置検出素子の中心の位相を電気角
で90度ずらしている。
【0022】図1の指令部15は指令電流器50によっ
て構成され、指令信号Rに応じた第1及び第2の出力電
流信号を出力し、分配部13内の第1分配器31及び第
2分配器32に供給する。図3は指令電流器50の具体
的な構成を示す回路図である。+Vcc(=9V)及び−
Vcc(=−9V)が印加された回路において、トランジ
スタ121及び122並びに抵抗123及び124は差
動回路を形成し、指令信号Rに応じて定電流源120の
電流値をトランジスタ121及び122のコレクタ側に
分配する。トランジスタ125及び126のカレントミ
ラーによりトランジスタ121及び122のコレクタ電
流を比較し、その差電流をトランジスタ127、128
及び129のカレントミラーを介して出力する。こうし
て、第1の出力電流信号d1と第2の出力電流信号d2
とを得る(d1及びd2は流出電流)。従って、出力電
流信号d1及びd2は指令信号Rに応じた互いに同一の
電流値を保っている。なお、指令信号Rがアース電位0
Vよりも小さくなると出力電流信号d1及びd2は大き
くなる。第1の出力電流信号d1は図1における分配部
13内の第1分配器31に供給され、第2の出力電流信
号d2は第2分配器32に供給される。
て構成され、指令信号Rに応じた第1及び第2の出力電
流信号を出力し、分配部13内の第1分配器31及び第
2分配器32に供給する。図3は指令電流器50の具体
的な構成を示す回路図である。+Vcc(=9V)及び−
Vcc(=−9V)が印加された回路において、トランジ
スタ121及び122並びに抵抗123及び124は差
動回路を形成し、指令信号Rに応じて定電流源120の
電流値をトランジスタ121及び122のコレクタ側に
分配する。トランジスタ125及び126のカレントミ
ラーによりトランジスタ121及び122のコレクタ電
流を比較し、その差電流をトランジスタ127、128
及び129のカレントミラーを介して出力する。こうし
て、第1の出力電流信号d1と第2の出力電流信号d2
とを得る(d1及びd2は流出電流)。従って、出力電
流信号d1及びd2は指令信号Rに応じた互いに同一の
電流値を保っている。なお、指令信号Rがアース電位0
Vよりも小さくなると出力電流信号d1及びd2は大き
くなる。第1の出力電流信号d1は図1における分配部
13内の第1分配器31に供給され、第2の出力電流信
号d2は第2分配器32に供給される。
【0023】図1の位置部12は位置検出器21と切換
作成器22とによって構成されている。位置検出器21
は2個の位置検出素子107a及び107bによる2相
の検出信号を用いて後述のように3相の切換信号を作り
出し、分配部13の第1分配器31と第2分配器32と
に供給する。図4は位置検出器21及び切換作成器22
の具体的な構成を示す回路図である。位置検出器21の
2個の位置検出素子107a及び107bは互いに並列
に接続され、抵抗131を介して電圧が供給されてい
る。位置検出素子107aの出力端子には界磁部10
(図2の永久磁石102に相当)から検出した磁界に対
応した差動の検出信号e1及びe2が出力される(e1
とe2とは互いに逆相で変化する。)。検出信号e1及
びe2は、切換作成器22の差動トランジスタ141及
び142のベース並びに差動トランジスタ161及び1
62のベースにそれぞれ供給されている。同様に、位置
検出素子107bの出力端子には界磁部10から検出し
た磁界に対応した差動の検出信号f1及びf2が出力さ
れ、差動トランジスタ151及び152のベース並びに
差動トランジスタ164及び165のベースにそれぞれ
供給されている。
作成器22とによって構成されている。位置検出器21
は2個の位置検出素子107a及び107bによる2相
の検出信号を用いて後述のように3相の切換信号を作り
出し、分配部13の第1分配器31と第2分配器32と
に供給する。図4は位置検出器21及び切換作成器22
の具体的な構成を示す回路図である。位置検出器21の
2個の位置検出素子107a及び107bは互いに並列
に接続され、抵抗131を介して電圧が供給されてい
る。位置検出素子107aの出力端子には界磁部10
(図2の永久磁石102に相当)から検出した磁界に対
応した差動の検出信号e1及びe2が出力される(e1
とe2とは互いに逆相で変化する。)。検出信号e1及
びe2は、切換作成器22の差動トランジスタ141及
び142のベース並びに差動トランジスタ161及び1
62のベースにそれぞれ供給されている。同様に、位置
検出素子107bの出力端子には界磁部10から検出し
た磁界に対応した差動の検出信号f1及びf2が出力さ
れ、差動トランジスタ151及び152のベース並びに
差動トランジスタ164及び165のベースにそれぞれ
供給されている。
【0024】2個の位置検出素子107a及び107b
は電気的に互いに120度の位相差を有する2相の検出
信号e1及びf1並びにe2及びf2を出力し、この2
相の検出信号e1及びf1又はe2及びf2は界磁部1
0の回転移動に伴って正弦波状もしくは略正弦波状に滑
らかに変化する。なお、検出信号e1及びe2もしくは
f1及びf2はそれぞれ互いに逆相関系にあるので、取
扱上、実質的に独立な相数は2相である。
は電気的に互いに120度の位相差を有する2相の検出
信号e1及びf1並びにe2及びf2を出力し、この2
相の検出信号e1及びf1又はe2及びf2は界磁部1
0の回転移動に伴って正弦波状もしくは略正弦波状に滑
らかに変化する。なお、検出信号e1及びe2もしくは
f1及びf2はそれぞれ互いに逆相関系にあるので、取
扱上、実質的に独立な相数は2相である。
【0025】切換作成器22の定電流源140、14
7、148、150、157、158、160、16
3、170及び171は、それぞれ所定の電流値を回路
に流入する。差動トランジスタ141及び142は、そ
れぞれ検出信号e1及びe2に応動して定電流源140
の電流値をコレクタ側に分配する。トランジスタ141
のコレクタ電流はトランジスタ143及び144のカレ
ントミラーによって2倍に増幅され、トランジスタ14
4のコレクタ出力と定電流源147との接続点から切換
信号h1を得ている。トランジスタ142のコレクタ電
流はトランジスタ145及び146のカレントミラーに
よって2倍に増幅され、トランジスタ146のコレクタ
出力と定電流源148との接続点に接続されたトランジ
スタ174及び175のカレントミラーを介して、切換
信号i1を得ている。
7、148、150、157、158、160、16
3、170及び171は、それぞれ所定の電流値を回路
に流入する。差動トランジスタ141及び142は、そ
れぞれ検出信号e1及びe2に応動して定電流源140
の電流値をコレクタ側に分配する。トランジスタ141
のコレクタ電流はトランジスタ143及び144のカレ
ントミラーによって2倍に増幅され、トランジスタ14
4のコレクタ出力と定電流源147との接続点から切換
信号h1を得ている。トランジスタ142のコレクタ電
流はトランジスタ145及び146のカレントミラーに
よって2倍に増幅され、トランジスタ146のコレクタ
出力と定電流源148との接続点に接続されたトランジ
スタ174及び175のカレントミラーを介して、切換
信号i1を得ている。
【0026】同様に、差動トランジスタ151及び15
2は、それぞれ検出信号f1及びf2に応動して定電流
源150の電流値をコレクタ側に分配する。トランジス
タ151のコレクタ電流はトランジスタ153及び15
4のカレントミラーによって2倍に増幅され、トランジ
スタ154のコレクタ出力と定電流源157との接続点
から切換信号h2を得ている。トランジスタ152のコ
レクタ電流はトランジスタ155及び156のカレント
ミラーによって2倍に増幅され、トランジスタ156の
コレクタ出力と定電流源158との接続点に接続された
トランジスタ176及び177のカレントミラーを介し
て、切換信号i2を得ている。
2は、それぞれ検出信号f1及びf2に応動して定電流
源150の電流値をコレクタ側に分配する。トランジス
タ151のコレクタ電流はトランジスタ153及び15
4のカレントミラーによって2倍に増幅され、トランジ
スタ154のコレクタ出力と定電流源157との接続点
から切換信号h2を得ている。トランジスタ152のコ
レクタ電流はトランジスタ155及び156のカレント
ミラーによって2倍に増幅され、トランジスタ156の
コレクタ出力と定電流源158との接続点に接続された
トランジスタ176及び177のカレントミラーを介し
て、切換信号i2を得ている。
【0027】差動トランジスタ161及び162は、そ
れぞれ検出信号e1及びe2に応動して定電流源160
の電流値をコレクタ側に分配する。差動トランジスタ1
64及び165は、検出信号f1及びf2に応動して定
電流源163の電流値をコレクタ側に分配する。トラン
ジスタ162及びトランジスタ165の各コレクタ電流
は合成され、トランジスタ166及び167のカレント
ミラーによって2倍に増幅される。そして、トランジス
タ167のコレクタ出力と定電流源170との接続点か
ら切換信号h3を得ている。トランジスタ161及びト
ランジスタ164の各コレクタ電流は合成され、トラン
ジスタ168及び169のカレントミラーによって2倍
に増幅される。トランジスタ169のコレクタ出力と定
電流源171との接続点に接続されたトランジスタ17
8及び179のカレントミラーを介して、切換信号i3
を得ている。なお、定電流源140、147、148、
150、157、158、160及び163の電流値は
同一であり、定電流源170及び171はその2倍の電
流値に設定されている。
れぞれ検出信号e1及びe2に応動して定電流源160
の電流値をコレクタ側に分配する。差動トランジスタ1
64及び165は、検出信号f1及びf2に応動して定
電流源163の電流値をコレクタ側に分配する。トラン
ジスタ162及びトランジスタ165の各コレクタ電流
は合成され、トランジスタ166及び167のカレント
ミラーによって2倍に増幅される。そして、トランジス
タ167のコレクタ出力と定電流源170との接続点か
ら切換信号h3を得ている。トランジスタ161及びト
ランジスタ164の各コレクタ電流は合成され、トラン
ジスタ168及び169のカレントミラーによって2倍
に増幅される。トランジスタ169のコレクタ出力と定
電流源171との接続点に接続されたトランジスタ17
8及び179のカレントミラーを介して、切換信号i3
を得ている。なお、定電流源140、147、148、
150、157、158、160及び163の電流値は
同一であり、定電流源170及び171はその2倍の電
流値に設定されている。
【0028】切換信号h1、h2及びh3は、2相の検
出信号に応じて滑らかに変化する3相の電流信号(切換
電流信号)になり、図1の第1分配器31に供給され
る。なお、後述の第1分配器31の構成により、切換信
号h1、h2及びh3は切換作成器22からみて流出電
流信号になる。切換信号i1、i2及びi3は、2相の
検出信号に応じて滑らかに変化する3相の電流信号(切
換電流信号)になり、第2分配器32に供給される。な
お、後述の第2分配器32の構成により、切換信号i
1、i2及びi3は切換作成器22からみて流入電流信
号になる。切換信号h1とi1とは交互に電流値を大き
くする。同様に、切換信号h2とi2とは交互に電流値
を大きくし、切換信号h3とi3とは交互に電流値を大
きくする(後述の図7の波形(b)及び(c)参照)。
このようにして、位置部12の切換作成器22は、2相
の検出信号を演算合成して、電気的に120度もしくは
略120度の位相差を有する2組の3相の切換電流信号
を作り出している。
出信号に応じて滑らかに変化する3相の電流信号(切換
電流信号)になり、図1の第1分配器31に供給され
る。なお、後述の第1分配器31の構成により、切換信
号h1、h2及びh3は切換作成器22からみて流出電
流信号になる。切換信号i1、i2及びi3は、2相の
検出信号に応じて滑らかに変化する3相の電流信号(切
換電流信号)になり、第2分配器32に供給される。な
お、後述の第2分配器32の構成により、切換信号i
1、i2及びi3は切換作成器22からみて流入電流信
号になる。切換信号h1とi1とは交互に電流値を大き
くする。同様に、切換信号h2とi2とは交互に電流値
を大きくし、切換信号h3とi3とは交互に電流値を大
きくする(後述の図7の波形(b)及び(c)参照)。
このようにして、位置部12の切換作成器22は、2相
の検出信号を演算合成して、電気的に120度もしくは
略120度の位相差を有する2組の3相の切換電流信号
を作り出している。
【0029】図1の分配部13内の第1分配器31は、
切換作成器22の切換信号h1、h2及びh3に応動し
て第1の出力電流信号d1を分配した3相の第1分配電
流信号を得る。第2分配器32は切換作成器22の切換
信号i1、i2及びi3に応動して第2の出力電流信号
d2を分配した3相の第2分配電流信号を得る。合成器
33は第1分配電流信号と第2分配電流信号とを合成し
て3相の分配信号を作りだし、駆動部14に供給する。
図5は、分配部13内の第1分配器31、第2分配器3
2及び合成器33の具体的な構成を示す回路図である。
図5において、第1分配器31に入力された切換信号h
1、h2及びh3は、それぞれ第1ダイオード180、
181及び182に電流を流入し、h1、h2及びh3
の流入電流値に対応した電圧信号を発生する。第1ダイ
オード180、181及び182の各一端は共通接続さ
れ、各他端はそれぞれ第1分配トランジスタ185、1
86及び187の各ベース端子に接続されている。
切換作成器22の切換信号h1、h2及びh3に応動し
て第1の出力電流信号d1を分配した3相の第1分配電
流信号を得る。第2分配器32は切換作成器22の切換
信号i1、i2及びi3に応動して第2の出力電流信号
d2を分配した3相の第2分配電流信号を得る。合成器
33は第1分配電流信号と第2分配電流信号とを合成し
て3相の分配信号を作りだし、駆動部14に供給する。
図5は、分配部13内の第1分配器31、第2分配器3
2及び合成器33の具体的な構成を示す回路図である。
図5において、第1分配器31に入力された切換信号h
1、h2及びh3は、それぞれ第1ダイオード180、
181及び182に電流を流入し、h1、h2及びh3
の流入電流値に対応した電圧信号を発生する。第1ダイ
オード180、181及び182の各一端は共通接続さ
れ、各他端はそれぞれ第1分配トランジスタ185、1
86及び187の各ベース端子に接続されている。
【0030】指令部15(図1)からの第1の出力電流
信号d1はトランジスタ188及び189のカレントミ
ラーを介して、第1分配トランジスタ185、186及
び187の共通接続されたエミッタ端子側に供給され
る。従って、第1分配トランジスタ185、186及び
187は、切換信号h1、h2及びh3に応動して第1
の出力電流信号d1を分配し、滑らかに変化する3相の
第1分配電流信号j1、j2及びj3(流入電流)を作
り出す。なお、ダイオード183及び184は電圧バイ
アスを与えている。
信号d1はトランジスタ188及び189のカレントミ
ラーを介して、第1分配トランジスタ185、186及
び187の共通接続されたエミッタ端子側に供給され
る。従って、第1分配トランジスタ185、186及び
187は、切換信号h1、h2及びh3に応動して第1
の出力電流信号d1を分配し、滑らかに変化する3相の
第1分配電流信号j1、j2及びj3(流入電流)を作
り出す。なお、ダイオード183及び184は電圧バイ
アスを与えている。
【0031】第1分配器31の第1分配電流信号j1
は、切換信号h1(流入電流値)と指令部15の第1の
出力電流信号d1(電流値)との乗算結果h1・d1に
応じて変化する。同様に、第1分配電流信号j2は切換
信号h2と第1の出力電流信号d1との乗算結果h2・
d1に応じて変化し、第1分配電流信号j3は切換信号
h3と第1の出力電流信号d1との乗算結果h3・d1
に応じて変化する。なお、第1分配電流信号の合成電流
値j1+j2+j3は第1の出力電流信号d1に等し
い。
は、切換信号h1(流入電流値)と指令部15の第1の
出力電流信号d1(電流値)との乗算結果h1・d1に
応じて変化する。同様に、第1分配電流信号j2は切換
信号h2と第1の出力電流信号d1との乗算結果h2・
d1に応じて変化し、第1分配電流信号j3は切換信号
h3と第1の出力電流信号d1との乗算結果h3・d1
に応じて変化する。なお、第1分配電流信号の合成電流
値j1+j2+j3は第1の出力電流信号d1に等し
い。
【0032】第2分配器32に入力された切換信号i
1、i2及びi3は、それぞれ第2ダイオード200、
201及び202から電流を流出させ、i1、i2及び
i3の流出電流値に対応した電圧信号を発生する。第2
ダイオード200、201及び202の各一端は共通接
続され、各他端はそれぞれ第2分配トランジスタ20
5、206及び207の各ベース端子に接続されてい
る。指令部15の第2の出力電流信号d2は、第2分配
トランジスタ205、206及び207の共通接続され
たエミッタ端子側に供給される。従って、第2分配トラ
ンジスタ205、206及び207は、それぞれ切換信
号i1、i2及びi3に応動して第2の出力電流信号d
2を分配し、滑らかに変化する3相の第2分配電流信号
k1、k2及びk3(流出電流)を作り出す。なお、ダ
イオード203及び204は電圧バイアスを与えてい
る。
1、i2及びi3は、それぞれ第2ダイオード200、
201及び202から電流を流出させ、i1、i2及び
i3の流出電流値に対応した電圧信号を発生する。第2
ダイオード200、201及び202の各一端は共通接
続され、各他端はそれぞれ第2分配トランジスタ20
5、206及び207の各ベース端子に接続されてい
る。指令部15の第2の出力電流信号d2は、第2分配
トランジスタ205、206及び207の共通接続され
たエミッタ端子側に供給される。従って、第2分配トラ
ンジスタ205、206及び207は、それぞれ切換信
号i1、i2及びi3に応動して第2の出力電流信号d
2を分配し、滑らかに変化する3相の第2分配電流信号
k1、k2及びk3(流出電流)を作り出す。なお、ダ
イオード203及び204は電圧バイアスを与えてい
る。
【0033】第2分配器32の第2分配電流信号k1
は、切換信号i1(流出電流値)と指令部15の第2の
出力電流信号d2(電流値)との乗算結果i1・d2に
応じて変化する。同様に、第2分配電流信号k2は切換
信号i2と第2の出力電流信号d2との乗算結果i2・
d2に応じて変化し、第2分配電流信号k3は切換信号
i3と第2の出力電流信号d2との乗算結果i3・d2
に応じて変化する。なお、第2分配電流信号の合成電流
値k1+k2+k3は第2の出力電流信号d2に等しく
なる。
は、切換信号i1(流出電流値)と指令部15の第2の
出力電流信号d2(電流値)との乗算結果i1・d2に
応じて変化する。同様に、第2分配電流信号k2は切換
信号i2と第2の出力電流信号d2との乗算結果i2・
d2に応じて変化し、第2分配電流信号k3は切換信号
i3と第2の出力電流信号d2との乗算結果i3・d2
に応じて変化する。なお、第2分配電流信号の合成電流
値k1+k2+k3は第2の出力電流信号d2に等しく
なる。
【0034】図5において、合成器33内のトランジス
タ220及び221、222及び223、並びに224
及び225による3個のカレントミラーは、それぞれ第
1分配電流信号j1、j2及びj3を反転して出力す
る。合成器33のトランジスタ230及び231、23
2及び233、並びに234及び235による3個のカ
レントミラーは、それぞれ第2分配電流信号k1、k2
及びk3を反転して出力する。第1分配電流信号j1と
第2分配電流信号k1とは、カレントミラーの出力端の
接続点(トランジスタ221のコレクタとトランジスタ
231のコレクタとの接続点)において合成され、差電
流(j1−k1)に応じた合成分配電流信号を作りだ
す。この合成分配電流信号は抵抗241に供給され、抵
抗241の電圧降下として分配信号m1を作り出す。
タ220及び221、222及び223、並びに224
及び225による3個のカレントミラーは、それぞれ第
1分配電流信号j1、j2及びj3を反転して出力す
る。合成器33のトランジスタ230及び231、23
2及び233、並びに234及び235による3個のカ
レントミラーは、それぞれ第2分配電流信号k1、k2
及びk3を反転して出力する。第1分配電流信号j1と
第2分配電流信号k1とは、カレントミラーの出力端の
接続点(トランジスタ221のコレクタとトランジスタ
231のコレクタとの接続点)において合成され、差電
流(j1−k1)に応じた合成分配電流信号を作りだ
す。この合成分配電流信号は抵抗241に供給され、抵
抗241の電圧降下として分配信号m1を作り出す。
【0035】同様に、第1分配電流信号j2と第2分配
電流信号k2とは、カレントミラーの出力端の接続点に
おいて合成され、差電流(j2−k2)に応じた合成分
配電流信号を作りだす。この合成分配電流信号は抵抗2
42に供給され、抵抗242の電圧降下として分配信号
m2を作り出す。同様に、第1分配電流信号j3と第2
分配電流信号k3とは、カレントミラーの出力端の接続
点において合成され、差電流(j3−k3)に応じた合
成分配電流信号を作りだす。この合成分配電流信号は抵
抗243に供給され、抵抗243の電圧降下として分配
信号m3を作り出す。このようにして、分配信号m1、
m2及びm3は、それぞれ切換信号h1及びi1、h2
及びi2、並びにh3及びi3に応じた3相の電圧信号
となり、その振幅値は指令部15の出力電流信号d1及
びd2の安定した電流値によって決まる所定の振幅にな
る。すなわち、分配信号m1、m2及びm3の各振幅値
は、検出信号や切換信号の振幅値には影響されない。
電流信号k2とは、カレントミラーの出力端の接続点に
おいて合成され、差電流(j2−k2)に応じた合成分
配電流信号を作りだす。この合成分配電流信号は抵抗2
42に供給され、抵抗242の電圧降下として分配信号
m2を作り出す。同様に、第1分配電流信号j3と第2
分配電流信号k3とは、カレントミラーの出力端の接続
点において合成され、差電流(j3−k3)に応じた合
成分配電流信号を作りだす。この合成分配電流信号は抵
抗243に供給され、抵抗243の電圧降下として分配
信号m3を作り出す。このようにして、分配信号m1、
m2及びm3は、それぞれ切換信号h1及びi1、h2
及びi2、並びにh3及びi3に応じた3相の電圧信号
となり、その振幅値は指令部15の出力電流信号d1及
びd2の安定した電流値によって決まる所定の振幅にな
る。すなわち、分配信号m1、m2及びm3の各振幅値
は、検出信号や切換信号の振幅値には影響されない。
【0036】図1の駆動部14は、第1駆動器41、第
2駆動器42及び第3駆動器43により構成され、分配
部13からの分配信号m1、m2及びm3をそれぞれ電
力増幅した駆動信号Va、Vb及びVcを3相コイル1
1A、11B及び11Cの端子に供給する。図6は、駆
動部14内の第1駆動器41、第2駆動器42及び第3
駆動器43の具体的な構成を示す回路図である。分配信
号m1は第1駆動器41の増幅器260の非反転端子に
入力され、抵抗261及び262により決まる増幅率で
電圧増幅される。電圧増幅されて作り出された駆動信号
Vaは、コイル11Aの給電端子に供給される。
2駆動器42及び第3駆動器43により構成され、分配
部13からの分配信号m1、m2及びm3をそれぞれ電
力増幅した駆動信号Va、Vb及びVcを3相コイル1
1A、11B及び11Cの端子に供給する。図6は、駆
動部14内の第1駆動器41、第2駆動器42及び第3
駆動器43の具体的な構成を示す回路図である。分配信
号m1は第1駆動器41の増幅器260の非反転端子に
入力され、抵抗261及び262により決まる増幅率で
電圧増幅される。電圧増幅されて作り出された駆動信号
Vaは、コイル11Aの給電端子に供給される。
【0037】同様に、分配信号m2は第2駆動器42の
増幅器270の非反転端子に入力され、抵抗271及び
272により決まる増幅率で電圧増幅される。こうして
駆動信号Vbを作りだし、コイル11Bの給電端子に供
給する。同様に、分配信号m3は第3駆動器43の増幅
器280の非反転端子に入力され、抵抗281及び28
2により決まる増幅率で電圧増幅される。こうして駆動
信号Vcを作りだし、コイル11Cの給電端子に供給す
る。なお、増幅器260、270及び280の各々には
+Vm(=+15V)と−Vm(=−15V)の電源電
圧が供給されている。駆動信号Va、Vb及びVcによ
り3相コイル11A、11B及び11Cには3相の駆動
電流が通電され、界磁部10との電磁作用により所定方
向への駆動力が発生する。
増幅器270の非反転端子に入力され、抵抗271及び
272により決まる増幅率で電圧増幅される。こうして
駆動信号Vbを作りだし、コイル11Bの給電端子に供
給する。同様に、分配信号m3は第3駆動器43の増幅
器280の非反転端子に入力され、抵抗281及び28
2により決まる増幅率で電圧増幅される。こうして駆動
信号Vcを作りだし、コイル11Cの給電端子に供給す
る。なお、増幅器260、270及び280の各々には
+Vm(=+15V)と−Vm(=−15V)の電源電
圧が供給されている。駆動信号Va、Vb及びVcによ
り3相コイル11A、11B及び11Cには3相の駆動
電流が通電され、界磁部10との電磁作用により所定方
向への駆動力が発生する。
【0038】図7は本実施例のブラシレスモータの動作
に関する波形を示すグラフである。グラフの横軸は回転
位置を表す。界磁部10の回転(もしくは、3相コイル
との相対的な移動)に伴って、界磁部10の磁界を検出
する2個の位置検出素子107a及び107bは正弦波
状の2相の検出信号(e1−e2)及び(f1−f2)
を得る(図7の(a))。切換作成器22は、2相の検
出信号に応じて滑らかに変化する第1組の3相の切換信
号h1、h2及びh3(第1ダイオード180〜182
への電流、図7の(b))と、第2組の3相の切換信号
i1、i2及びi3(第2ダイオード200〜202へ
の電流、図7の(c))を作り出す。
に関する波形を示すグラフである。グラフの横軸は回転
位置を表す。界磁部10の回転(もしくは、3相コイル
との相対的な移動)に伴って、界磁部10の磁界を検出
する2個の位置検出素子107a及び107bは正弦波
状の2相の検出信号(e1−e2)及び(f1−f2)
を得る(図7の(a))。切換作成器22は、2相の検
出信号に応じて滑らかに変化する第1組の3相の切換信
号h1、h2及びh3(第1ダイオード180〜182
への電流、図7の(b))と、第2組の3相の切換信号
i1、i2及びi3(第2ダイオード200〜202へ
の電流、図7の(c))を作り出す。
【0039】第1分配器31は、切換信号h1、h2及
びh3の信号値(第1ダイオード180、181及び1
82への電流値)に応動して第1分配トランジスタ18
5、186及び187によって指令部15の第1の出力
電流信号d1を分配し、3相の第1分配電流信号j1、
j2及びj3を得る(図7の(d))。第1分配電流信
号j1、j2及びj3は、切換信号h1、h2及びh3
と第1の出力電流信号d1との乗算結果h1・d1、h
2・d1及びh3・d1にそれぞれ応じて、その加算値
h1・d1+h2・d1+h3・d1が第1の出力電流
信号d1に等しくなるように分配された3相の電流信号
である。同様に、第2分配器32は、切換信号i1、i
2及びi3の信号値(第2ダイオード200、201及
び202への電流値)に応動して第2分配トランジスタ
205、206及び207によって指令部15の第2の
出力電流信号d2を分配し、3相の第2分配電流信号k
1、k2及びk3を得る(図7の(e))。
びh3の信号値(第1ダイオード180、181及び1
82への電流値)に応動して第1分配トランジスタ18
5、186及び187によって指令部15の第1の出力
電流信号d1を分配し、3相の第1分配電流信号j1、
j2及びj3を得る(図7の(d))。第1分配電流信
号j1、j2及びj3は、切換信号h1、h2及びh3
と第1の出力電流信号d1との乗算結果h1・d1、h
2・d1及びh3・d1にそれぞれ応じて、その加算値
h1・d1+h2・d1+h3・d1が第1の出力電流
信号d1に等しくなるように分配された3相の電流信号
である。同様に、第2分配器32は、切換信号i1、i
2及びi3の信号値(第2ダイオード200、201及
び202への電流値)に応動して第2分配トランジスタ
205、206及び207によって指令部15の第2の
出力電流信号d2を分配し、3相の第2分配電流信号k
1、k2及びk3を得る(図7の(e))。
【0040】第2分配電流信号k1、k2及びk3は、
切換信号i1、i2及びi3と第2の出力電流信号d2
との乗算結果i1・d2、i2・d2及びi3・d2に
応じて、その加算値i1・d2+i2・d2+i3・d
2が第2の出力電流信号d2に等しくなるように分配さ
れた3相の電流信号である。合成器33は、第1分配電
流信号j1、j2及びj3と第2分配電流信号k1、k
2及びk3を合成して、3相の分配信号m1、m2及び
m3を得る(図7の(f))。分配信号m1、m2及び
m3は、第1分配電流信号と第2分配電流信号の相毎の
差電流j1−k1、j2−k2及びj3−k3にそれぞ
れ応じている。駆動部14の第1駆動器41、第2駆動
器42及び第3駆動器43は、それぞれ分配信号m1、
m2及びm3に応じた電圧波形の駆動信号Va、Vb及
びVc(図7の(g))を3相コイル11A、11B及
び11Cに供給する。
切換信号i1、i2及びi3と第2の出力電流信号d2
との乗算結果i1・d2、i2・d2及びi3・d2に
応じて、その加算値i1・d2+i2・d2+i3・d
2が第2の出力電流信号d2に等しくなるように分配さ
れた3相の電流信号である。合成器33は、第1分配電
流信号j1、j2及びj3と第2分配電流信号k1、k
2及びk3を合成して、3相の分配信号m1、m2及び
m3を得る(図7の(f))。分配信号m1、m2及び
m3は、第1分配電流信号と第2分配電流信号の相毎の
差電流j1−k1、j2−k2及びj3−k3にそれぞ
れ応じている。駆動部14の第1駆動器41、第2駆動
器42及び第3駆動器43は、それぞれ分配信号m1、
m2及びm3に応じた電圧波形の駆動信号Va、Vb及
びVc(図7の(g))を3相コイル11A、11B及
び11Cに供給する。
【0041】本実施例のごとき構成にするならば、2個
の位置検出素子に得られる2相の検出信号を用いて3相
の切換信号を作りすことができる。また、検出信号に応
じた切換信号の振幅に変化があっても、第1分配器31
や第2分配器32による第1分配電流や第2分配電流は
指令部15の第1の出力電流信号d1や第2の出力電流
信号d2に対応した振幅に確実に制限される。従って、
分配信号m1、m2及びm3(もしくは駆動信号Va、
Vb及びVc)が検出信号や切換信号の振幅に影響され
なくなる。すなわち、位置検出器21の位置検出素子1
07a及び107bの感度ばらつきや界磁部10の磁界
ばらつきや切換作成器22の回路利得ばらつきの影響が
極めて小さくなり、実質的にはほとんど影響を受けなく
なる。
の位置検出素子に得られる2相の検出信号を用いて3相
の切換信号を作りすことができる。また、検出信号に応
じた切換信号の振幅に変化があっても、第1分配器31
や第2分配器32による第1分配電流や第2分配電流は
指令部15の第1の出力電流信号d1や第2の出力電流
信号d2に対応した振幅に確実に制限される。従って、
分配信号m1、m2及びm3(もしくは駆動信号Va、
Vb及びVc)が検出信号や切換信号の振幅に影響され
なくなる。すなわち、位置検出器21の位置検出素子1
07a及び107bの感度ばらつきや界磁部10の磁界
ばらつきや切換作成器22の回路利得ばらつきの影響が
極めて小さくなり、実質的にはほとんど影響を受けなく
なる。
【0042】従って、本実施例のブラシレスモータは位
置検出素子の部品点数が少なくて構成が簡素であると共
に、本実施例のブラシレスモータを用いて速度制御やト
ルク制御を行った場合に、モータ間における速度制御利
得やトルク制御利得のばらつきがなくなり、量産時のモ
ータ制御性能が極めて安定になる(モータの利得ばらつ
きによる制御不安定現象は生じない)。すなわち、第1
分配器や第2分配器が非線形な乗算分配動作をしている
ので、検出信号や切換信号に歪みやばらつきが生じて
も、駆動信号への影響は少なくなる。なお、本実施例で
は、位置検出器の検出信号が滑らかな正弦波状に変化す
る場合であっても、分配信号や駆動信号が図7に示した
ように台形波状に歪んでしまう。この程度の歪みは多く
の用途では許容できるが、より高性能なブラシレスモー
タを実現するためには歪みをなくした方が好ましい。次
に、この点を改良した実施例を示す。
置検出素子の部品点数が少なくて構成が簡素であると共
に、本実施例のブラシレスモータを用いて速度制御やト
ルク制御を行った場合に、モータ間における速度制御利
得やトルク制御利得のばらつきがなくなり、量産時のモ
ータ制御性能が極めて安定になる(モータの利得ばらつ
きによる制御不安定現象は生じない)。すなわち、第1
分配器や第2分配器が非線形な乗算分配動作をしている
ので、検出信号や切換信号に歪みやばらつきが生じて
も、駆動信号への影響は少なくなる。なお、本実施例で
は、位置検出器の検出信号が滑らかな正弦波状に変化す
る場合であっても、分配信号や駆動信号が図7に示した
ように台形波状に歪んでしまう。この程度の歪みは多く
の用途では許容できるが、より高性能なブラシレスモー
タを実現するためには歪みをなくした方が好ましい。次
に、この点を改良した実施例を示す。
【0043】《実施例2》以下、本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図8〜11に
第2の実施例によるブラシレスモータの構成を示す。図
8は全体の構成を示すブロック図である。実施例1に対
する本実施例2の特徴は、図8の指令部15を指令電流
器301と乗算指令器302と電流合成器303とによ
って構成し、滑らかに変化する分配信号や駆動信号を作
り出すようにしていることにある。なお、実施例1と同
様な部分は、同じ番号を付した。図9は指令部15内の
指令電流器301の具体的な構成を示す回路図である。
トランジスタ321、322及び、抵抗323、324
は指令信号Rに応動して定電流源320の電流値をトラ
ンジスタ321及び322のコレクタ側に分流し、トラ
ンジスタ325及び326のカレントミラーによってコ
レクタ電流が比較される。そして、その差電流がトラン
ジスタ327、328及び329のカレントミラーを介
して指令電流信号p1及びp2として出力される。従っ
て、指令電流器301は指令信号Rに応動した2つの指
令電流信号p1及びp2(p1とp2とは比例関係にあ
る。)を作りだし、第1の指令電流信号p1は電流合成
器303に供給され、第2の指令電流信号p2は乗算指
令器302に供給される。
について、図面を参照しながら説明する。図8〜11に
第2の実施例によるブラシレスモータの構成を示す。図
8は全体の構成を示すブロック図である。実施例1に対
する本実施例2の特徴は、図8の指令部15を指令電流
器301と乗算指令器302と電流合成器303とによ
って構成し、滑らかに変化する分配信号や駆動信号を作
り出すようにしていることにある。なお、実施例1と同
様な部分は、同じ番号を付した。図9は指令部15内の
指令電流器301の具体的な構成を示す回路図である。
トランジスタ321、322及び、抵抗323、324
は指令信号Rに応動して定電流源320の電流値をトラ
ンジスタ321及び322のコレクタ側に分流し、トラ
ンジスタ325及び326のカレントミラーによってコ
レクタ電流が比較される。そして、その差電流がトラン
ジスタ327、328及び329のカレントミラーを介
して指令電流信号p1及びp2として出力される。従っ
て、指令電流器301は指令信号Rに応動した2つの指
令電流信号p1及びp2(p1とp2とは比例関係にあ
る。)を作りだし、第1の指令電流信号p1は電流合成
器303に供給され、第2の指令電流信号p2は乗算指
令器302に供給される。
【0044】図10は指令部15の乗算指令器302の
具体的な構成を示す回路図である。トランジスタ342
及び343はそれぞれ位置検出素子の検出信号e1及び
e2に応動して定電流源341の電流値をコレクタ側に
分配し、トランジスタ344及び345のカレントミラ
ーによって差電流を求める。この差電流の絶対値に応じ
た電圧信号s1を、トランジスタ346、347、34
8、349、350及び351並びに抵抗411によっ
て得る。すなわち、検出信号e1−e2の絶対値に応じ
た電圧信号s1(絶対値信号)を作り出す。同様に、ト
ランジスタ362及び363はそれぞれ位置検出素子の
検出信号f1及びf2に応動して定電流源361の電流
値をコレクタ側に分配し、トランジスタ364及び36
5のカレントミラーによって差電流を求め、トランジス
タ366、367、368、369、360及び361
並びに抵抗412によってこの差電流の絶対値に応じた
電圧信号s2を得る。すなわち、検出信号f1−f2の
絶対値に応じた電圧信号s2(絶対値信号)を作り出
す。
具体的な構成を示す回路図である。トランジスタ342
及び343はそれぞれ位置検出素子の検出信号e1及び
e2に応動して定電流源341の電流値をコレクタ側に
分配し、トランジスタ344及び345のカレントミラ
ーによって差電流を求める。この差電流の絶対値に応じ
た電圧信号s1を、トランジスタ346、347、34
8、349、350及び351並びに抵抗411によっ
て得る。すなわち、検出信号e1−e2の絶対値に応じ
た電圧信号s1(絶対値信号)を作り出す。同様に、ト
ランジスタ362及び363はそれぞれ位置検出素子の
検出信号f1及びf2に応動して定電流源361の電流
値をコレクタ側に分配し、トランジスタ364及び36
5のカレントミラーによって差電流を求め、トランジス
タ366、367、368、369、360及び361
並びに抵抗412によってこの差電流の絶対値に応じた
電圧信号s2を得る。すなわち、検出信号f1−f2の
絶対値に応じた電圧信号s2(絶対値信号)を作り出
す。
【0045】トランジスタ376及び377はそれぞれ
検出信号e1及びe2に応動して定電流源375の電流
値をコレクタ側に分配し、トランジスタ379及び38
0はそれぞれ検出信号f1及びf2に応動して定電流源
378の電流値をコレクタ側に分配する。トランジスタ
377及びトランジスタ380のコレクタ電流を合成
し、トランジスタ381及び382のカレントミラーを
介して合成電流が出力される。そして、トランジスタ3
76及びトランジスタ379のコレクタ電流の合成値と
トランジスタ382の出力電流との差電流を求め、トラ
ンジスタ386、387、388、389、390及び
391並びに抵抗413によってこの差電流の絶対値に
応じた電圧信号s3を得る。すなわち、2相の検出信号
e1−e2及びf1−f2を演算合成した合成信号の絶
対値に応じた電圧信号s3(絶対値信号)を作り出す。
従って、電圧信号s1、s2及びs3は、2相の検出信
号に応じた3相の絶対値信号になっている。また、s
1、s2及びs3は3相の切換信号に同期している。な
お、電流源341、361、375及び378は所定の
電流値に設定されている。
検出信号e1及びe2に応動して定電流源375の電流
値をコレクタ側に分配し、トランジスタ379及び38
0はそれぞれ検出信号f1及びf2に応動して定電流源
378の電流値をコレクタ側に分配する。トランジスタ
377及びトランジスタ380のコレクタ電流を合成
し、トランジスタ381及び382のカレントミラーを
介して合成電流が出力される。そして、トランジスタ3
76及びトランジスタ379のコレクタ電流の合成値と
トランジスタ382の出力電流との差電流を求め、トラ
ンジスタ386、387、388、389、390及び
391並びに抵抗413によってこの差電流の絶対値に
応じた電圧信号s3を得る。すなわち、2相の検出信号
e1−e2及びf1−f2を演算合成した合成信号の絶
対値に応じた電圧信号s3(絶対値信号)を作り出す。
従って、電圧信号s1、s2及びs3は、2相の検出信
号に応じた3相の絶対値信号になっている。また、s
1、s2及びs3は3相の切換信号に同期している。な
お、電流源341、361、375及び378は所定の
電流値に設定されている。
【0046】トランジスタ414、415、416及び
417並びにダイオード419及び420は、3相の絶
対値信号s1、s2及びs3と定電圧源418の所定電
圧値(0Vも含む。)とを比較し、その差電圧に応じて
指令電流器301(図9)の指令電流信号p2を各コレ
クタ側に分流する。トランジスタ414、415及び4
16のコレクタ電流は合成され、トランジスタ421及
び422のカレントミラーによって合成電流とトランジ
スタ417のコレクタ電流とを比較する。その差電流は
トランジスタ423及び424のカレントミラーを介し
て乗算指令電流信号qとして出力される(流入電流)。
乗算指令電流信号qは、検出信号に応じた3相の絶対値
信号s1、s2及びs3と指令信号に応じた指令電流信
号p2との乗算結果に対応している。特に、トランジス
タ414、415、416及び417並びにダイオード
419及び420の構成により、3相の絶対値信号s
1、s2及びs3の最小値と指令電流信号p2との乗算
結果に応じて乗算指令電流信号qは変化する。2相の検
出信号に応じた3相の絶対値信号s1、s2及びs3の
最小値は、検出信号に同期し、検出信号の一周期の変化
に対して6回変化する高調波信号である。従って、乗算
指令電流信号qは、指令電流信号p2に比例した振幅を
有し、検出信号の一周期当たり6回変化する高調波信号
になる。
417並びにダイオード419及び420は、3相の絶
対値信号s1、s2及びs3と定電圧源418の所定電
圧値(0Vも含む。)とを比較し、その差電圧に応じて
指令電流器301(図9)の指令電流信号p2を各コレ
クタ側に分流する。トランジスタ414、415及び4
16のコレクタ電流は合成され、トランジスタ421及
び422のカレントミラーによって合成電流とトランジ
スタ417のコレクタ電流とを比較する。その差電流は
トランジスタ423及び424のカレントミラーを介し
て乗算指令電流信号qとして出力される(流入電流)。
乗算指令電流信号qは、検出信号に応じた3相の絶対値
信号s1、s2及びs3と指令信号に応じた指令電流信
号p2との乗算結果に対応している。特に、トランジス
タ414、415、416及び417並びにダイオード
419及び420の構成により、3相の絶対値信号s
1、s2及びs3の最小値と指令電流信号p2との乗算
結果に応じて乗算指令電流信号qは変化する。2相の検
出信号に応じた3相の絶対値信号s1、s2及びs3の
最小値は、検出信号に同期し、検出信号の一周期の変化
に対して6回変化する高調波信号である。従って、乗算
指令電流信号qは、指令電流信号p2に比例した振幅を
有し、検出信号の一周期当たり6回変化する高調波信号
になる。
【0047】図11は指令部15内の電流合成器303
の具体的な構成を示す回路図である。乗算指令器302
の乗算指令電流信号qはトランジスタ431及び432
のカレントミラーに入力され、その電流値を約1/2に
減少された後に指令電流器301の第1の指令電流信号
p1と加算合成される。この結果の合成指令電流信号を
トランジスタ433及び434のカレントミラーとトラ
ンジスタ435、436及び437のカレントミラーと
を介して2つの出力電流信号d1及びd2として出力す
る。これにより、指令部15の第1の出力電流信号d1
及び第2の出力電流信号d2は、指令信号に応じた、か
つ、高調波信号成分を所定比率含んだ電流信号となる。
第1の出力電流信号d1は分配部13(図8)の第1分
配器31に供給され、第2の出力電流信号d2は第2分
配器32に供給される。
の具体的な構成を示す回路図である。乗算指令器302
の乗算指令電流信号qはトランジスタ431及び432
のカレントミラーに入力され、その電流値を約1/2に
減少された後に指令電流器301の第1の指令電流信号
p1と加算合成される。この結果の合成指令電流信号を
トランジスタ433及び434のカレントミラーとトラ
ンジスタ435、436及び437のカレントミラーと
を介して2つの出力電流信号d1及びd2として出力す
る。これにより、指令部15の第1の出力電流信号d1
及び第2の出力電流信号d2は、指令信号に応じた、か
つ、高調波信号成分を所定比率含んだ電流信号となる。
第1の出力電流信号d1は分配部13(図8)の第1分
配器31に供給され、第2の出力電流信号d2は第2分
配器32に供給される。
【0048】図8の位置部12(位置検出器21及び切
換作成器22)、分配部13(第1分配部31、第2分
配部32及び合成器33)並びに駆動部14(第1駆動
器41、第2駆動器42及び第3駆動器43)の具体的
な構成及び動作は、前述の図4、図5及び図6に示した
ものと同様であり、ここでは詳細な説明は省略する。
換作成器22)、分配部13(第1分配部31、第2分
配部32及び合成器33)並びに駆動部14(第1駆動
器41、第2駆動器42及び第3駆動器43)の具体的
な構成及び動作は、前述の図4、図5及び図6に示した
ものと同様であり、ここでは詳細な説明は省略する。
【0049】図12は本実施例における各信号の波形を
示すグラフである。グラフの横軸は回転位置を表す。界
磁部10(図8)の回転(もしくは、3相コイルとの相
対的な移動)に伴って、界磁部10の磁界を検出する位
置検出素子107a及び107bは正弦波状の2相の検
出信号e1−e2及びf1−f2を得る(図12の
(a)参照)。所定値の指令信号R(図12の(b))
に対して、指令部15の乗算指令器302や電流合成器
303の動作により、指令部15の第1の出力電流信号
d1及び第2の出力電流信号d2は検出信号に応じた高
調波信号成分を所定比率含んだものになる(図12の
(c))。切換作成器22は、2相の検出信号に応じて
滑らかに変化する3相の切換信号h1、h2及びh3と
i1、i2及びi3とを作り出す。第1分配器31は、
切換信号h1、h2及びh3の信号値(第1ダイオード
180、181及び182への電流値)に応動して第1
分配トランジスタ185、186及び187によって指
令部15の第1の出力電流信号d1を分配し、3相の第
1分配電流信号j1、j2及びj3を得る(図12の
(d))。
示すグラフである。グラフの横軸は回転位置を表す。界
磁部10(図8)の回転(もしくは、3相コイルとの相
対的な移動)に伴って、界磁部10の磁界を検出する位
置検出素子107a及び107bは正弦波状の2相の検
出信号e1−e2及びf1−f2を得る(図12の
(a)参照)。所定値の指令信号R(図12の(b))
に対して、指令部15の乗算指令器302や電流合成器
303の動作により、指令部15の第1の出力電流信号
d1及び第2の出力電流信号d2は検出信号に応じた高
調波信号成分を所定比率含んだものになる(図12の
(c))。切換作成器22は、2相の検出信号に応じて
滑らかに変化する3相の切換信号h1、h2及びh3と
i1、i2及びi3とを作り出す。第1分配器31は、
切換信号h1、h2及びh3の信号値(第1ダイオード
180、181及び182への電流値)に応動して第1
分配トランジスタ185、186及び187によって指
令部15の第1の出力電流信号d1を分配し、3相の第
1分配電流信号j1、j2及びj3を得る(図12の
(d))。
【0050】第1分配電流信号j1、j2及びj3は、
切換信号h1、h2及びh3と第1の出力電流信号d1
との乗算結果h1・d1、h2・d1及びh3・d1に
それぞれ応じて、その加算値h1・d1+h2・d1+
h3・d1が第1の出力電流信号d1に等しくなるよう
に分配された電流信号である。同様に、第2分配器32
は、切換信号i1、i2及びi3の信号値(第2ダイオ
ード200、201及び202への電流値)に応動して
第2分配トランジスタ205、206及び207によっ
て指令部15の第2の出力電流信号d2を分配し、3相
の第2分配電流信号k1、k2及びk3を得る(図12
の(e))。第2分配電流信号k1、k2及びk3は、
切換信号i1、i2及びi3と第2の出力電流信号d2
との乗算結果i1・d2、i2・d2及びi3・d2に
応じて、その加算値i1・d2+i2・d2+i3・d
2が第2の出力電流信号d2に等しくなるように分配さ
れた電流信号である。
切換信号h1、h2及びh3と第1の出力電流信号d1
との乗算結果h1・d1、h2・d1及びh3・d1に
それぞれ応じて、その加算値h1・d1+h2・d1+
h3・d1が第1の出力電流信号d1に等しくなるよう
に分配された電流信号である。同様に、第2分配器32
は、切換信号i1、i2及びi3の信号値(第2ダイオ
ード200、201及び202への電流値)に応動して
第2分配トランジスタ205、206及び207によっ
て指令部15の第2の出力電流信号d2を分配し、3相
の第2分配電流信号k1、k2及びk3を得る(図12
の(e))。第2分配電流信号k1、k2及びk3は、
切換信号i1、i2及びi3と第2の出力電流信号d2
との乗算結果i1・d2、i2・d2及びi3・d2に
応じて、その加算値i1・d2+i2・d2+i3・d
2が第2の出力電流信号d2に等しくなるように分配さ
れた電流信号である。
【0051】合成器33は、第1分配電流信号j1、j
2及びj3と第2分配電流信号k1、k2及びk3とを
合成して、3相の分配信号m1、m2及びm3を得る
(図12(f))。分配信号m1、m2及びm3は、第
1分配電流信号と第2分配電流信号の相毎の差電流j1
−k1、j2−k2及びj3−k3にそれぞれ応じた信
号となる。駆動部14の第1駆動器41、第2駆動器4
2及び第3駆動器43は、それぞれ分配信号m1、m2
及びm3を電力増幅した電圧波形の駆動信号Va、Vb
及びVc(図12の(g))を3相コイル11A、11
B及び11Cに供給する。
2及びj3と第2分配電流信号k1、k2及びk3とを
合成して、3相の分配信号m1、m2及びm3を得る
(図12(f))。分配信号m1、m2及びm3は、第
1分配電流信号と第2分配電流信号の相毎の差電流j1
−k1、j2−k2及びj3−k3にそれぞれ応じた信
号となる。駆動部14の第1駆動器41、第2駆動器4
2及び第3駆動器43は、それぞれ分配信号m1、m2
及びm3を電力増幅した電圧波形の駆動信号Va、Vb
及びVc(図12の(g))を3相コイル11A、11
B及び11Cに供給する。
【0052】本実施例のごとき構成にするならば、2相
の検出信号を用いて作り出された3相の分配信号m1、
m2及びm3(もしくは駆動信号Va、Vb及びVc)
は、位置検出器21の位置検出素子107a及び107
bの感度ばらつきや界磁部10の磁界ばらつき、さらに
は切換作成器22の回路利得ばらつき、の影響を受けな
くなり(影響が極めて小さくなり)、指令信号に応じた
振幅に制限される。また、指令部において、指令信号に
比例し、かつ、検出信号の高調波信号に応じた高調波信
号成分を所定比率含んだ出力電流信号を作り出し、この
出力電流と切換信号(検出信号に応じた信号)との乗算
結果に応じた分配信号を作るならば、分配信号m1、m
2及びm3(もしくは駆動信号Va、Vb及びVc)
は、検出信号に応じて滑らかに変化する正弦波状の3相
信号にすることができる。
の検出信号を用いて作り出された3相の分配信号m1、
m2及びm3(もしくは駆動信号Va、Vb及びVc)
は、位置検出器21の位置検出素子107a及び107
bの感度ばらつきや界磁部10の磁界ばらつき、さらに
は切換作成器22の回路利得ばらつき、の影響を受けな
くなり(影響が極めて小さくなり)、指令信号に応じた
振幅に制限される。また、指令部において、指令信号に
比例し、かつ、検出信号の高調波信号に応じた高調波信
号成分を所定比率含んだ出力電流信号を作り出し、この
出力電流と切換信号(検出信号に応じた信号)との乗算
結果に応じた分配信号を作るならば、分配信号m1、m
2及びm3(もしくは駆動信号Va、Vb及びVc)
は、検出信号に応じて滑らかに変化する正弦波状の3相
信号にすることができる。
【0053】従って、分配信号や駆動信号の歪みは著し
く小さくなり、均一な発生トルクを得て、モータを円滑
に駆動することができる。このとき、指令電流器によっ
て指令信号に応じた2つの指令電流信号を作り、乗算指
令器によって一方の指令電流信号と検出信号の高調波信
号とを乗算した乗算指令電流信号を作り、電流合成器に
よって他方の指令電流信号と乗算指令電流信号を合成し
た出力電流信号を得るならば、検出信号(及び高調波信
号)の振幅ばらつきが生じても乗算指令電流信号の振幅
ばらつきを小さくでき(乗算指令器においてトランジス
タ414、415及び416を非線形差動動作)、指令
部の出力電流信号d1及びd2に含まれる高調波信号成
分の比率のばらつきを小さくすることができる。すなわ
ち、位置検出素子の感度のばらつきや界磁部の磁界のば
らつきに強い構成になる。さらに、本実施例に示すよう
に、検出信号に応じた3相の絶対値信号を得て、3相の
絶対値信号の最小値に応動する高調波信号を得るように
構成するならば、非常に簡単な構成で、検出信号に同期
して一周期当たり6回変化する高調波信号を精度良く作
ることができる。
く小さくなり、均一な発生トルクを得て、モータを円滑
に駆動することができる。このとき、指令電流器によっ
て指令信号に応じた2つの指令電流信号を作り、乗算指
令器によって一方の指令電流信号と検出信号の高調波信
号とを乗算した乗算指令電流信号を作り、電流合成器に
よって他方の指令電流信号と乗算指令電流信号を合成し
た出力電流信号を得るならば、検出信号(及び高調波信
号)の振幅ばらつきが生じても乗算指令電流信号の振幅
ばらつきを小さくでき(乗算指令器においてトランジス
タ414、415及び416を非線形差動動作)、指令
部の出力電流信号d1及びd2に含まれる高調波信号成
分の比率のばらつきを小さくすることができる。すなわ
ち、位置検出素子の感度のばらつきや界磁部の磁界のば
らつきに強い構成になる。さらに、本実施例に示すよう
に、検出信号に応じた3相の絶対値信号を得て、3相の
絶対値信号の最小値に応動する高調波信号を得るように
構成するならば、非常に簡単な構成で、検出信号に同期
して一周期当たり6回変化する高調波信号を精度良く作
ることができる。
【0054】《実施例3》以下、本発明の第3の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図13〜21
に実施例3によるブラシレスモータを示す。本実施例で
は、コイルと位置検出素子との取り付け位置関係に電気
角で30度程度のシフトをさせ、検出素子をコイルの間
に配置するようにして、モータを作りやすくしている。
なお、位置検出素子とコイルとの位相関係を電気角で3
0度ずらせて配置したので、位置検出素子の検出信号か
らみて30度シフトさせた駆動信号をコイルに印加する
構成にしている。図13は全体の構成を示すブロック図
である。図13の界磁部510は、ロータもしくは移動
体に取り付けられ、永久磁石磁極の発生磁束により複数
個の界磁磁極を形成し、界磁磁束を発生している。3相
のコイル511A、511B及び511Cは、ステータ
もしくは固定体に取り付けられ、界磁部510の発生磁
束との鎖交に関して電気的に所定角度(120度相当)
ずらされて配置されている。
について、図面を参照しながら説明する。図13〜21
に実施例3によるブラシレスモータを示す。本実施例で
は、コイルと位置検出素子との取り付け位置関係に電気
角で30度程度のシフトをさせ、検出素子をコイルの間
に配置するようにして、モータを作りやすくしている。
なお、位置検出素子とコイルとの位相関係を電気角で3
0度ずらせて配置したので、位置検出素子の検出信号か
らみて30度シフトさせた駆動信号をコイルに印加する
構成にしている。図13は全体の構成を示すブロック図
である。図13の界磁部510は、ロータもしくは移動
体に取り付けられ、永久磁石磁極の発生磁束により複数
個の界磁磁極を形成し、界磁磁束を発生している。3相
のコイル511A、511B及び511Cは、ステータ
もしくは固定体に取り付けられ、界磁部510の発生磁
束との鎖交に関して電気的に所定角度(120度相当)
ずらされて配置されている。
【0055】図14は、界磁部510並びに3相コイル
511A、511B及び511C等の具体的な構成を示
す図である。ロータ601の内側に取り付けられた円環
状の永久磁石602はその内面を4極に着磁されてお
り、図13の界磁部510を形成している。永久磁石6
02の磁極に対向するステータ位置に電機子鉄心603
が配置されている。電機子鉄心603には3個の突極部
604a、604b及び604cが互いに120度間隔
で設けられ、各突極部には3相のコイル511A、51
1B及び511Cが各突極部604a、604b及び6
04cにそれぞれ巻装されている。コイル605a、6
05b及び605cは、永久磁石602からの鎖交磁束
に関して電気的に120度の位相差が設けられている
(N極とS極の1組分が電気角の360度に対応す
る)。ステータには2個の位置検出素子607a及び6
07b(たとえば、磁電変換素子であるホール素子を用
いる。)が配置され、永久磁石602の磁極を検出する
ことにより、界磁部とコイルの相対的な位置に対応した
3相の検出信号を得ている。本実施例では、コイルの中
心と位置検出素子の中心との位相を電気角で120度ず
らしている。これにより、永久磁石の内面部分の磁界を
検出するように、各位置検出素子は電機子鉄心の各巻線
用溝部分に配置でき、モータ構造を小形にできる。
511A、511B及び511C等の具体的な構成を示
す図である。ロータ601の内側に取り付けられた円環
状の永久磁石602はその内面を4極に着磁されてお
り、図13の界磁部510を形成している。永久磁石6
02の磁極に対向するステータ位置に電機子鉄心603
が配置されている。電機子鉄心603には3個の突極部
604a、604b及び604cが互いに120度間隔
で設けられ、各突極部には3相のコイル511A、51
1B及び511Cが各突極部604a、604b及び6
04cにそれぞれ巻装されている。コイル605a、6
05b及び605cは、永久磁石602からの鎖交磁束
に関して電気的に120度の位相差が設けられている
(N極とS極の1組分が電気角の360度に対応す
る)。ステータには2個の位置検出素子607a及び6
07b(たとえば、磁電変換素子であるホール素子を用
いる。)が配置され、永久磁石602の磁極を検出する
ことにより、界磁部とコイルの相対的な位置に対応した
3相の検出信号を得ている。本実施例では、コイルの中
心と位置検出素子の中心との位相を電気角で120度ず
らしている。これにより、永久磁石の内面部分の磁界を
検出するように、各位置検出素子は電機子鉄心の各巻線
用溝部分に配置でき、モータ構造を小形にできる。
【0056】図13の指令部515は、指令電流器55
1、乗算指令器552及び電流合成器553によって構
成され、検出信号の高調波成分に応じた高調波信号成分
を所定比率含んだ出力電流信号を作り出している。図1
9は指令部515内の指令電流器551の具体的な構成
を示す回路図である。トランジスタ821及び822並
びに抵抗823及び824は指令信号Rに応動して定電
流源820の電流値をトランジスタ821及び822の
コレクタ側に分流し、トランジスタ825及び826の
カレントミラーによってコレクタ電流が比較され、その
差電流がトランジスタ827、828及び829のカレ
ントミラーを介して指令電流信号P1及びP2として出
力される。従って、指令電流器551は指令信号Rに応
じた2つの指令電流信号P1及びP2(P1とP2とは
指令信号Rに比例する。)を作りだし、第1の指令電流
信号P1は電流合成器553に供給され、第2の指令電
流信号P2は乗算指令器552に供給される。
1、乗算指令器552及び電流合成器553によって構
成され、検出信号の高調波成分に応じた高調波信号成分
を所定比率含んだ出力電流信号を作り出している。図1
9は指令部515内の指令電流器551の具体的な構成
を示す回路図である。トランジスタ821及び822並
びに抵抗823及び824は指令信号Rに応動して定電
流源820の電流値をトランジスタ821及び822の
コレクタ側に分流し、トランジスタ825及び826の
カレントミラーによってコレクタ電流が比較され、その
差電流がトランジスタ827、828及び829のカレ
ントミラーを介して指令電流信号P1及びP2として出
力される。従って、指令電流器551は指令信号Rに応
じた2つの指令電流信号P1及びP2(P1とP2とは
指令信号Rに比例する。)を作りだし、第1の指令電流
信号P1は電流合成器553に供給され、第2の指令電
流信号P2は乗算指令器552に供給される。
【0057】図20に指令部515の乗算指令器552
の具体的な構成を示す。トランジスタ842及び843
はそれぞれ位置検出素子の検出信号E1及びE2に応動
して定電流源841の電流値をコレクタ側に分配し、ト
ランジスタ844及び845のカレントミラーによって
差電流を求め、トランジスタ846、847、848、
849、850及び851と抵抗911とによって差電
流の絶対値に応じた電圧信号S1を得る。すなわち、検
出信号E1−E2の絶対値に応じた電圧信号S1(絶対
値信号)を作り出す。同様に、トランジスタ862及び
863はそれぞれ位置検出素子の検出信号F1及びF2
に応動して定電流源861の電流値をコレクタ側に分配
し、トランジスタ864及び865のカレントミラーに
よって差電流を求め、トランジスタ866、867、8
68、869、860及び861と抵抗912とによっ
てこの差電流の絶対値に応じた電圧信号S2を得る。す
なわち、検出信号F1−F2の絶対値に応動する電圧信
号S2(絶対値信号)を作り出す。
の具体的な構成を示す。トランジスタ842及び843
はそれぞれ位置検出素子の検出信号E1及びE2に応動
して定電流源841の電流値をコレクタ側に分配し、ト
ランジスタ844及び845のカレントミラーによって
差電流を求め、トランジスタ846、847、848、
849、850及び851と抵抗911とによって差電
流の絶対値に応じた電圧信号S1を得る。すなわち、検
出信号E1−E2の絶対値に応じた電圧信号S1(絶対
値信号)を作り出す。同様に、トランジスタ862及び
863はそれぞれ位置検出素子の検出信号F1及びF2
に応動して定電流源861の電流値をコレクタ側に分配
し、トランジスタ864及び865のカレントミラーに
よって差電流を求め、トランジスタ866、867、8
68、869、860及び861と抵抗912とによっ
てこの差電流の絶対値に応じた電圧信号S2を得る。す
なわち、検出信号F1−F2の絶対値に応動する電圧信
号S2(絶対値信号)を作り出す。
【0058】さらに、トランジスタ876及び877は
それぞれ検出信号E1及びE2に応動して定電流源87
5の電流値をコレクタ側に分配し、トランジスタ879
及び880はそれぞれ検出信号F1及びF2に応動して
定電流源878の電流値をコレクタ側に分配する。トラ
ンジスタ877及びトランジスタ880のコレクタ電流
を合成し、トランジスタ881及び882のカレントミ
ラーを介して合成電流が出力される。そして、トランジ
スタ876及びトランジスタ879のコレクタ電流の合
成値とトランジスタ882の出力電流との差電流を求
め、トランジスタ886、887、888、889、8
90及び891並びに抵抗913によってこの差電流の
絶対値に応じた電圧信号S3を得る。
それぞれ検出信号E1及びE2に応動して定電流源87
5の電流値をコレクタ側に分配し、トランジスタ879
及び880はそれぞれ検出信号F1及びF2に応動して
定電流源878の電流値をコレクタ側に分配する。トラ
ンジスタ877及びトランジスタ880のコレクタ電流
を合成し、トランジスタ881及び882のカレントミ
ラーを介して合成電流が出力される。そして、トランジ
スタ876及びトランジスタ879のコレクタ電流の合
成値とトランジスタ882の出力電流との差電流を求
め、トランジスタ886、887、888、889、8
90及び891並びに抵抗913によってこの差電流の
絶対値に応じた電圧信号S3を得る。
【0059】すなわち、2相の検出信号E1−E2及び
F1−F2を演算合成した合成信号の絶対値に応じた電
圧信号S3(絶対値信号)を作り出す。従って、電圧信
号S1、S2及びS3は、2相の検出信号に応じた3相
の絶対値信号になっている。また、S1、S2及びS3
は3相の切換信号に同期している。なお、電流源84
1、861、875及び878は所定の電流値に設定さ
れている。トランジスタ914、915、916及び9
17並びにダイオード919及び920は、3相の絶対
値信号S1、S2及びS3と定電圧源918の所定電圧
値(0Vも含む)とを比較し、その差電圧に応動して指
令電流器551の指令電流信号P2を各コレクタ側に分
流する。
F1−F2を演算合成した合成信号の絶対値に応じた電
圧信号S3(絶対値信号)を作り出す。従って、電圧信
号S1、S2及びS3は、2相の検出信号に応じた3相
の絶対値信号になっている。また、S1、S2及びS3
は3相の切換信号に同期している。なお、電流源84
1、861、875及び878は所定の電流値に設定さ
れている。トランジスタ914、915、916及び9
17並びにダイオード919及び920は、3相の絶対
値信号S1、S2及びS3と定電圧源918の所定電圧
値(0Vも含む)とを比較し、その差電圧に応動して指
令電流器551の指令電流信号P2を各コレクタ側に分
流する。
【0060】トランジスタ914、915及び916の
コレクタ電流は合成され、トランジスタ921及び92
2のカレントミラーによって合成電流とトランジスタ9
17のコレクタ電流とを比較し、その差電流がトランジ
スタ923及び924のカレントミラーにより1/2倍
されて、乗算指令電流信号Qとして出力される(流入電
流)。乗算指令電流信号Qは、検出信号に応じた電圧信
号S1、S2及びS3と指令信号に応じた指令電流信号
P2との乗算結果に応じたものとなる。特に、トランジ
スタ914、915、916及び917並びにダイオー
ド919及び920の構成により、3相の絶対値信号S
1、S2及びS3の最小値と指令電流信号P2との乗算
結果に応じて乗算指令電流信号Qは変化する。2相の検
出信号に応じた3相の絶対値信号S1、S2及びS3の
最小値は、検出信号に同期し、検出信号の一周期の変化
に対して6回変化する高調波信号である。従って、乗算
指令電流信号Qは、指令電流信号P2に比例した振幅を
有し、検出信号の一周期当たり6回変化する高調波信号
になる。
コレクタ電流は合成され、トランジスタ921及び92
2のカレントミラーによって合成電流とトランジスタ9
17のコレクタ電流とを比較し、その差電流がトランジ
スタ923及び924のカレントミラーにより1/2倍
されて、乗算指令電流信号Qとして出力される(流入電
流)。乗算指令電流信号Qは、検出信号に応じた電圧信
号S1、S2及びS3と指令信号に応じた指令電流信号
P2との乗算結果に応じたものとなる。特に、トランジ
スタ914、915、916及び917並びにダイオー
ド919及び920の構成により、3相の絶対値信号S
1、S2及びS3の最小値と指令電流信号P2との乗算
結果に応じて乗算指令電流信号Qは変化する。2相の検
出信号に応じた3相の絶対値信号S1、S2及びS3の
最小値は、検出信号に同期し、検出信号の一周期の変化
に対して6回変化する高調波信号である。従って、乗算
指令電流信号Qは、指令電流信号P2に比例した振幅を
有し、検出信号の一周期当たり6回変化する高調波信号
になる。
【0061】図21は指令部15内の電流合成器553
の具体的な構成を示す回路図である。乗算指令器552
(図13)の乗算指令電流信号Qはトランジスタ931
及び932のカレントミラーに入力され、電流方向を反
転された後に指令電流器551の第1の指令電流信号P
1と加算合成される。この結果の合成指令電流信号をト
ランジスタ933及び934のカレントミラーとトラン
ジスタ935、936及び937のカレントミラーとを
介して2つの出力電流信号D1及びD2として出力す
る。これにより、指令部515の第1の出力電流信号D
1及び第2の出力電流信号D2は、指令信号に応じた、
かつ、高調波信号成分を所定比率含んだ電流信号とな
る。第1の出力電流信号D1は分配部513の第1分配
器531に供給され、第2の出力電流信号D2は第2分
配器532に供給される。
の具体的な構成を示す回路図である。乗算指令器552
(図13)の乗算指令電流信号Qはトランジスタ931
及び932のカレントミラーに入力され、電流方向を反
転された後に指令電流器551の第1の指令電流信号P
1と加算合成される。この結果の合成指令電流信号をト
ランジスタ933及び934のカレントミラーとトラン
ジスタ935、936及び937のカレントミラーとを
介して2つの出力電流信号D1及びD2として出力す
る。これにより、指令部515の第1の出力電流信号D
1及び第2の出力電流信号D2は、指令信号に応じた、
かつ、高調波信号成分を所定比率含んだ電流信号とな
る。第1の出力電流信号D1は分配部513の第1分配
器531に供給され、第2の出力電流信号D2は第2分
配器532に供給される。
【0062】図13の位置部512は、位置検出器52
1と切換作成器522とによって構成され、位置検出器
521を構成する位置検出素子の2相の検出信号から3
相の切換信号を作り出し、分配部513の第1分配器5
31と第2分配器532とに供給する。図15は位置検
出器521及び切換作成器522の具体的な構成を示す
回路図である。位置検出器521を構成する2個の位置
検出素子607a及び607bは、互いに並列に接続さ
れ、抵抗631を介して電圧を供給されている。位置検
出素子607aの出力端子には界磁部510(図14の
永久磁石602に相当する。)の検出磁界に対応した差
動の検出信号E1及びE2が出力され(E1とE2とは
互いに逆相で変化する。)、切換作成器522の差動ト
ランジスタ641及び642のベース並びに差動トラン
ジスタ661及び662のベースに供給されている。
1と切換作成器522とによって構成され、位置検出器
521を構成する位置検出素子の2相の検出信号から3
相の切換信号を作り出し、分配部513の第1分配器5
31と第2分配器532とに供給する。図15は位置検
出器521及び切換作成器522の具体的な構成を示す
回路図である。位置検出器521を構成する2個の位置
検出素子607a及び607bは、互いに並列に接続さ
れ、抵抗631を介して電圧を供給されている。位置検
出素子607aの出力端子には界磁部510(図14の
永久磁石602に相当する。)の検出磁界に対応した差
動の検出信号E1及びE2が出力され(E1とE2とは
互いに逆相で変化する。)、切換作成器522の差動ト
ランジスタ641及び642のベース並びに差動トラン
ジスタ661及び662のベースに供給されている。
【0063】位置検出素子607bの出力端子には検出
磁界に対応した差動の検出信号F1及びF2が出力さ
れ、切換作成器522の差動トランジスタ651及び6
52のベース並びに差動トランジスタ664及び665
のベースに供給されている。2個の位置検出素子607
a及び607bは電気的に120度の位相差を有する2
相の検出信号E1及びF1(及びE2及びF2)を出力
し、この2相の検出信号E1及びF1は界磁部510の
回転に伴って正弦波状もしくは略正弦波状に滑らかに変
化する。なお、検出信号E1及びE2もしくはF1及び
F2はそれぞれ互いに逆相関係にあるので、取扱上、実
質的に独立な相数は2相である。
磁界に対応した差動の検出信号F1及びF2が出力さ
れ、切換作成器522の差動トランジスタ651及び6
52のベース並びに差動トランジスタ664及び665
のベースに供給されている。2個の位置検出素子607
a及び607bは電気的に120度の位相差を有する2
相の検出信号E1及びF1(及びE2及びF2)を出力
し、この2相の検出信号E1及びF1は界磁部510の
回転に伴って正弦波状もしくは略正弦波状に滑らかに変
化する。なお、検出信号E1及びE2もしくはF1及び
F2はそれぞれ互いに逆相関係にあるので、取扱上、実
質的に独立な相数は2相である。
【0064】切換作成器522の定電流源640、65
0、660及び663は、同一の一定値の電流を流入す
る定電流源である。差動トランジスタ641及び642
は、それぞれ検出信号E1及びE2に応動して定電流源
640の電流値をコレクタ側に分配する。トランジスタ
641及び642のコレクタ電流はトランジスタ643
及び644のカレントミラーによって比較され、その差
電流を切換信号H1として出力する。同様に、差動トラ
ンジスタ651及び652は、それぞれ検出信号F1及
びF2に応動して定電流源650の電流値をコレクタ側
に分配する。トランジスタ651及び652のコレクタ
電流はトランジスタ653及び654のカレントミラー
によって比較され、その差電流を切換信号H2として出
力する。
0、660及び663は、同一の一定値の電流を流入す
る定電流源である。差動トランジスタ641及び642
は、それぞれ検出信号E1及びE2に応動して定電流源
640の電流値をコレクタ側に分配する。トランジスタ
641及び642のコレクタ電流はトランジスタ643
及び644のカレントミラーによって比較され、その差
電流を切換信号H1として出力する。同様に、差動トラ
ンジスタ651及び652は、それぞれ検出信号F1及
びF2に応動して定電流源650の電流値をコレクタ側
に分配する。トランジスタ651及び652のコレクタ
電流はトランジスタ653及び654のカレントミラー
によって比較され、その差電流を切換信号H2として出
力する。
【0065】差動トランジスタ661及び662はそれ
ぞれ検出信号E1及びE2に応動して定電流源660の
電流値をコレクタ側に分配し、差動トランジスタ664
及び665はそれぞれ検出信号F1及びF2に応動して
定電流源663の電流値をコレクタ側に分配する。トラ
ンジスタ662及びトランジスタ665のコレクタ電流
は合成され、トランジスタ666及び667のカレント
ミラーを介して出力される。トランジスタ661及びト
ランジスタ664のコレクタ電流の合成電流とトランジ
スタ667の出力電流とが比較され、その差電流を切換
信号H3として出力する。なお、電流源640、65
0、660及び663は所定の電流値に設定されてい
る。
ぞれ検出信号E1及びE2に応動して定電流源660の
電流値をコレクタ側に分配し、差動トランジスタ664
及び665はそれぞれ検出信号F1及びF2に応動して
定電流源663の電流値をコレクタ側に分配する。トラ
ンジスタ662及びトランジスタ665のコレクタ電流
は合成され、トランジスタ666及び667のカレント
ミラーを介して出力される。トランジスタ661及びト
ランジスタ664のコレクタ電流の合成電流とトランジ
スタ667の出力電流とが比較され、その差電流を切換
信号H3として出力する。なお、電流源640、65
0、660及び663は所定の電流値に設定されてい
る。
【0066】切換信号H1、H2及びH3は、2相の検
出信号に応じて滑らかに変化する3相の電流信号(切換
電流信号)になり、図13の第1分配器531と第2分
配器532とに供給される。図13の分配部513の第
1分配器531は切換作成器522の切換信号H1、H
2及びH3に応動して第1の出力電流信号D1を分配し
た3相の第1分配電流信号を得る。第2分配器532は
切換作成器522の切換信号H1、H2及びH3に応動
して第2の出力電流信号D2を分配した3相の第2分配
電流信号を得る。合成器533は第1分配電流信号と第
2分配電流信号を合成して3相の分配信号を作りだし、
駆動部514に供給する。
出信号に応じて滑らかに変化する3相の電流信号(切換
電流信号)になり、図13の第1分配器531と第2分
配器532とに供給される。図13の分配部513の第
1分配器531は切換作成器522の切換信号H1、H
2及びH3に応動して第1の出力電流信号D1を分配し
た3相の第1分配電流信号を得る。第2分配器532は
切換作成器522の切換信号H1、H2及びH3に応動
して第2の出力電流信号D2を分配した3相の第2分配
電流信号を得る。合成器533は第1分配電流信号と第
2分配電流信号を合成して3相の分配信号を作りだし、
駆動部514に供給する。
【0067】図16に分配部513の第1分配器531
と第2分配器532の具体的な構成を示す。切換信号H
1、H2及びH3の流入側の電流は第1分配器531の
第1ダイオード680、681及び682にそれぞれ流
入し、これらのダイオード680〜682の端子に、そ
れぞれH1、H2及びH3の流入電流値に対応した電圧
信号を発生する。第1ダイオード680、681及び6
82の一端は共通接続され、他端(電流流入側)はそれ
ぞれ第1分配トランジスタ685、686及び687の
ベース端子側に接続されている。トランジスタ683は
第1ダイオードに所定電圧のバイアスを与えている。指
令部515の第1の出力電流信号D1はトランジスタ6
88及び689のカレントミラーを介して、第1分配ト
ランジスタ685、686及び687の共通接続された
エミッタ端子側に供給される。従って、第1分配トラン
ジスタ685、686及び687は、切換信号H1、H
2及びH3の第1ダイオード680、681及び682
への流入電流値に応じて第1の出力電流信号D1を分配
し、滑らかに変化する3相の第1分配電流信号J1、J
2及びJ3(流入電流)を作り出す。
と第2分配器532の具体的な構成を示す。切換信号H
1、H2及びH3の流入側の電流は第1分配器531の
第1ダイオード680、681及び682にそれぞれ流
入し、これらのダイオード680〜682の端子に、そ
れぞれH1、H2及びH3の流入電流値に対応した電圧
信号を発生する。第1ダイオード680、681及び6
82の一端は共通接続され、他端(電流流入側)はそれ
ぞれ第1分配トランジスタ685、686及び687の
ベース端子側に接続されている。トランジスタ683は
第1ダイオードに所定電圧のバイアスを与えている。指
令部515の第1の出力電流信号D1はトランジスタ6
88及び689のカレントミラーを介して、第1分配ト
ランジスタ685、686及び687の共通接続された
エミッタ端子側に供給される。従って、第1分配トラン
ジスタ685、686及び687は、切換信号H1、H
2及びH3の第1ダイオード680、681及び682
への流入電流値に応じて第1の出力電流信号D1を分配
し、滑らかに変化する3相の第1分配電流信号J1、J
2及びJ3(流入電流)を作り出す。
【0068】第1分配器531の第1分配電流信号J1
は切換信号H1の流入側電流値H1P(第1ダイオード
680への流入電流)と指令部515の第1の出力電流
信号D1(電流値)との乗算結果H1P・D1に応じて
変化する。第1分配電流信号J2は切換信号H2の流入
側電流値H2Pと第1の出力電流信号D1との乗算結果
H2P・D1に応じて変化し、第1分配電流信号J3は
切換信号H3の流入側電流値H3Pと第1の出力電流信
号D1との乗算結果H3P・D1に応じて変化する(但
し、第1分配電流信号の合成電流値J1+J2+J3は
第1の出力電流信号D1に等しくなる。)。
は切換信号H1の流入側電流値H1P(第1ダイオード
680への流入電流)と指令部515の第1の出力電流
信号D1(電流値)との乗算結果H1P・D1に応じて
変化する。第1分配電流信号J2は切換信号H2の流入
側電流値H2Pと第1の出力電流信号D1との乗算結果
H2P・D1に応じて変化し、第1分配電流信号J3は
切換信号H3の流入側電流値H3Pと第1の出力電流信
号D1との乗算結果H3P・D1に応じて変化する(但
し、第1分配電流信号の合成電流値J1+J2+J3は
第1の出力電流信号D1に等しくなる。)。
【0069】切換信号H1、H2及びH3の流出側の電
流は第2分配器532の第2ダイオード700、701
及び702に流入し、第2ダイオード700、701及
び702の端子に、H1、H2及びH3の電流値に対応
した電圧信号を発生する。第2ダイオード700、70
1及び702の一端は共通接続され、他端(電流流出
側)はそれぞれ第2分配トランジスタ705、706及
び707のベース端子側に接続されている。トランジス
タ703は第2ダイオードに所定電圧のバイアスを与え
ている。指令部515の第2の出力電流信号D2は、第
2分配トランジスタ705、706及び707の共通接
続されたエミッタ端子側に供給される。従って、第2分
配トランジスタ705、706及び707は、切換信号
H1、H2及びH3の第2ダイオード700、701及
び702への流出電流値に応じて第2の出力電流信号D
2を分配し、滑らかに変化する3相の第2分配電流信号
K1、K2及びK3(流出電流)を作り出す。
流は第2分配器532の第2ダイオード700、701
及び702に流入し、第2ダイオード700、701及
び702の端子に、H1、H2及びH3の電流値に対応
した電圧信号を発生する。第2ダイオード700、70
1及び702の一端は共通接続され、他端(電流流出
側)はそれぞれ第2分配トランジスタ705、706及
び707のベース端子側に接続されている。トランジス
タ703は第2ダイオードに所定電圧のバイアスを与え
ている。指令部515の第2の出力電流信号D2は、第
2分配トランジスタ705、706及び707の共通接
続されたエミッタ端子側に供給される。従って、第2分
配トランジスタ705、706及び707は、切換信号
H1、H2及びH3の第2ダイオード700、701及
び702への流出電流値に応じて第2の出力電流信号D
2を分配し、滑らかに変化する3相の第2分配電流信号
K1、K2及びK3(流出電流)を作り出す。
【0070】第2分配器532の第2分配電流信号K1
は、切換信号H1の流出側電流値H1N(第2ダイオー
ド700からの流出電流)と指令部515の第2の出力
電流信号D2(電流値)との乗算結果H1N・D2に応
じて変化する。第2分配電流信号K2は切換信号H2の
流出側電流値H2Nと第2の出力電流信号D2との乗算
結果H2N・D2に応じて変化する。第2分配電流信号
K3は切換信号H3の流出側電流値H3Nと第2の出力
電流信号D2との乗算結果H3N・D2に応じて変化す
る(但し、第2分配電流信号の合成電流値K1+K2+
K3は第2の出力電流信号D2に等しくなる。)。
は、切換信号H1の流出側電流値H1N(第2ダイオー
ド700からの流出電流)と指令部515の第2の出力
電流信号D2(電流値)との乗算結果H1N・D2に応
じて変化する。第2分配電流信号K2は切換信号H2の
流出側電流値H2Nと第2の出力電流信号D2との乗算
結果H2N・D2に応じて変化する。第2分配電流信号
K3は切換信号H3の流出側電流値H3Nと第2の出力
電流信号D2との乗算結果H3N・D2に応じて変化す
る(但し、第2分配電流信号の合成電流値K1+K2+
K3は第2の出力電流信号D2に等しくなる。)。
【0071】図17は、分配部513内の合成器533
の具体的な構成を示す回路図である。 第1分配電流信
号J1、J2及びJ3は、トランジスタ710、711
及び712のカレントミラーと、トランジスタ715、
716及び717のカレントミラーと、トランジスタ7
20、721及び722のカレントミラーとによってそ
れぞれ電流反転される。第2分配電流信号K1、K2及
びK3は、トランジスタ725、726及び727のカ
レントミラーと、トランジスタ730、731及び73
2のカレントミラーと、トランジスタ735、736及
び737のカレントミラーによってそれぞれ電流反転さ
れる。
の具体的な構成を示す回路図である。 第1分配電流信
号J1、J2及びJ3は、トランジスタ710、711
及び712のカレントミラーと、トランジスタ715、
716及び717のカレントミラーと、トランジスタ7
20、721及び722のカレントミラーとによってそ
れぞれ電流反転される。第2分配電流信号K1、K2及
びK3は、トランジスタ725、726及び727のカ
レントミラーと、トランジスタ730、731及び73
2のカレントミラーと、トランジスタ735、736及
び737のカレントミラーによってそれぞれ電流反転さ
れる。
【0072】これらのカレントミラーの一方の出力端は
相毎に接続され、相毎の差電流を作り出している。ま
た、これらのカレントミラーの他方の出力電流は、トラ
ンジスタ713及び714のカレントミラーと、トラン
ジスタ718及び719のカレントミラーと、トランジ
スタ723及び724のカレントミラーと、トランジス
タ728及び729のカレントミラーと、トランジスタ
733及び734のカレントミラーと、トランジスタ7
38及び739のカレントミラーとによって電流反転さ
れた後に、出力端を相毎に接続されて、相毎の差電流を
作り出している。
相毎に接続され、相毎の差電流を作り出している。ま
た、これらのカレントミラーの他方の出力電流は、トラ
ンジスタ713及び714のカレントミラーと、トラン
ジスタ718及び719のカレントミラーと、トランジ
スタ723及び724のカレントミラーと、トランジス
タ728及び729のカレントミラーと、トランジスタ
733及び734のカレントミラーと、トランジスタ7
38及び739のカレントミラーとによって電流反転さ
れた後に、出力端を相毎に接続されて、相毎の差電流を
作り出している。
【0073】J1とK1との差電流(J1−K1)と、
K3とJ3との差電流(K3−J3)とを加算合成して
合成分配電流信号を作り、この合成分配電流を抵抗74
1に供給し、抵抗741の端子に分配信号M1を作り出
す。同様に、J2、K2の差電流(J2−K2)とK
1、J1の差電流(K1−J1)を加算合成して合成分
配電流信号を作り、この合成分配電流を抵抗742に供
給し、抵抗742の端子に分配信号M2を作り出す。同
様に、J3、K3の差電流(J3−K3)とK2、J2
の差電流(K2−J2)を加算合成して合成分配電流信
号を作り、この合成分配電流を抵抗743に供給し、抵
抗743の端子に分配信号M3を作り出す。
K3とJ3との差電流(K3−J3)とを加算合成して
合成分配電流信号を作り、この合成分配電流を抵抗74
1に供給し、抵抗741の端子に分配信号M1を作り出
す。同様に、J2、K2の差電流(J2−K2)とK
1、J1の差電流(K1−J1)を加算合成して合成分
配電流信号を作り、この合成分配電流を抵抗742に供
給し、抵抗742の端子に分配信号M2を作り出す。同
様に、J3、K3の差電流(J3−K3)とK2、J2
の差電流(K2−J2)を加算合成して合成分配電流信
号を作り、この合成分配電流を抵抗743に供給し、抵
抗743の端子に分配信号M3を作り出す。
【0074】このようにして、分配信号M1、M2及び
M3は、切換信号に応じた3相の電圧信号となり、その
振幅値は指令部515の出力電流信号D1及びD2の電
流値によって決まる所定の振幅になる(切換信号の振幅
値には影響されない。)。図13の駆動部514は、第
1駆動器541、第2駆動器542及び第3駆動器54
3から構成され、分配部513の分配信号M1、M2及
びM3を電力増幅した駆動信号Va、Vb及びVcをそ
れぞれ3相コイル511A、511B及び511Cの端
子に供給する。
M3は、切換信号に応じた3相の電圧信号となり、その
振幅値は指令部515の出力電流信号D1及びD2の電
流値によって決まる所定の振幅になる(切換信号の振幅
値には影響されない。)。図13の駆動部514は、第
1駆動器541、第2駆動器542及び第3駆動器54
3から構成され、分配部513の分配信号M1、M2及
びM3を電力増幅した駆動信号Va、Vb及びVcをそ
れぞれ3相コイル511A、511B及び511Cの端
子に供給する。
【0075】図18は、駆動部514内の第1駆動器5
41、第2駆動器542及び第3駆動器543の具体的
な構成を示す回路図である。分配信号M1は第1駆動器
541の増幅器760の非反転端子に入力され、抵抗7
61及び762で決まる増幅率で電圧増幅して駆動信号
Vaを作りだし、コイル511Aの給電端子に供給す
る。同様に、分配信号M2は第2駆動器542の増幅器
770の非反転端子に入力され、抵抗771及び772
で決まる増幅率で電圧増幅して駆動信号Vbを作りだ
し、コイル511Bの給電端子に供給する。同様に、分
配信号M3は第3駆動器543の増幅器780の非反転
端子に入力され、抵抗781及び782で決まる増幅率
で電圧増幅して駆動信号Vcを作りだし、コイル511
Cの給電端子に供給する。なお、増幅器760、770
及び780には+Vm(=15V)及び−Vm(=−1
5V)の電源電圧が供給されている。
41、第2駆動器542及び第3駆動器543の具体的
な構成を示す回路図である。分配信号M1は第1駆動器
541の増幅器760の非反転端子に入力され、抵抗7
61及び762で決まる増幅率で電圧増幅して駆動信号
Vaを作りだし、コイル511Aの給電端子に供給す
る。同様に、分配信号M2は第2駆動器542の増幅器
770の非反転端子に入力され、抵抗771及び772
で決まる増幅率で電圧増幅して駆動信号Vbを作りだ
し、コイル511Bの給電端子に供給する。同様に、分
配信号M3は第3駆動器543の増幅器780の非反転
端子に入力され、抵抗781及び782で決まる増幅率
で電圧増幅して駆動信号Vcを作りだし、コイル511
Cの給電端子に供給する。なお、増幅器760、770
及び780には+Vm(=15V)及び−Vm(=−1
5V)の電源電圧が供給されている。
【0076】駆動信号Va、Vb及びVcにより3相コ
イル511A、511B及び511Cには3相の駆動電
流が通電され、界磁部510との電磁作用により所定方
向への駆動力が発生する。図22は本実施例における各
信号の波形を示すグラフである。横軸は回転位置を表し
ている。界磁部510の回転(もしくは、3相コイルと
の相対的な移動)に伴って、界磁部510の磁界を検出
する位置検出素子607a及び607bは滑らかに変化
する2相の検出信号E1−E2及びF1−F2を得る
(図22の(a)参照)。切換作成器522は、2相の
検出信号に応じて滑らかに変化する3相の切換信号H
1、H2及びH3(流出・流入電流、図22の(b))
を作り出す。
イル511A、511B及び511Cには3相の駆動電
流が通電され、界磁部510との電磁作用により所定方
向への駆動力が発生する。図22は本実施例における各
信号の波形を示すグラフである。横軸は回転位置を表し
ている。界磁部510の回転(もしくは、3相コイルと
の相対的な移動)に伴って、界磁部510の磁界を検出
する位置検出素子607a及び607bは滑らかに変化
する2相の検出信号E1−E2及びF1−F2を得る
(図22の(a)参照)。切換作成器522は、2相の
検出信号に応じて滑らかに変化する3相の切換信号H
1、H2及びH3(流出・流入電流、図22の(b))
を作り出す。
【0077】第1分配器531は、切換信号H1、H2
及びH3の正側信号値(第1ダイオード680、681
及び682への流入電流値)に応じて第1分配トランジ
スタ685、686及び687によって指令部515の
第1の出力電流信号D1(図22の(c))を分配し、
3相の第1分配電流信号J1、J2及びJ3を得る(図
22の(d))。第1分配電流信号J1、J2及びJ3
は、切換信号H1、H2及びH3の正側信号H1P、H
2P及びH3Pと第1の出力電流信号D1との乗算結果
H1P・D1、H2P・D1及びH3P・D1にそれぞ
れ応じて、その加算値H1P・D1+H2P・D1+H
3P・D1が第1の出力電流信号D1に等しくなるよう
に分配された電流信号である。
及びH3の正側信号値(第1ダイオード680、681
及び682への流入電流値)に応じて第1分配トランジ
スタ685、686及び687によって指令部515の
第1の出力電流信号D1(図22の(c))を分配し、
3相の第1分配電流信号J1、J2及びJ3を得る(図
22の(d))。第1分配電流信号J1、J2及びJ3
は、切換信号H1、H2及びH3の正側信号H1P、H
2P及びH3Pと第1の出力電流信号D1との乗算結果
H1P・D1、H2P・D1及びH3P・D1にそれぞ
れ応じて、その加算値H1P・D1+H2P・D1+H
3P・D1が第1の出力電流信号D1に等しくなるよう
に分配された電流信号である。
【0078】同様に、第2分配器532は、切換信号H
1、H2及びH3の負側信号値(第2ダイオード70
0、701及び702からの流出電流値)に応じて第2
分配トランジスタ705、706及び707によって指
令部515の第2の出力電流信号D2を分配し、3相の
第2分配電流信号K1、K2及びK3を得る(図22の
(e))。第2分配電流信号K1、K2及びK3は、切
換信号H1、H2及びH3の負側信号値H1N、H2N
及びH3Nと第2の出力電流信号D2との乗算結果H1
N・D2、H2N・D2及びH3N・D2に応じて、そ
の加算値H1N・D2+H2N・D2+H3N・D2が
第2の出力電流信号D2に等しくなるように分配された
電流信号である。合成器533は、第1分配電流信号J
1、J2及びJ3と第2分配電流信号K1、K2及びK
3とを合成して、3相の分配信号M1、M2及びM3を
得る(図22の(f))。
1、H2及びH3の負側信号値(第2ダイオード70
0、701及び702からの流出電流値)に応じて第2
分配トランジスタ705、706及び707によって指
令部515の第2の出力電流信号D2を分配し、3相の
第2分配電流信号K1、K2及びK3を得る(図22の
(e))。第2分配電流信号K1、K2及びK3は、切
換信号H1、H2及びH3の負側信号値H1N、H2N
及びH3Nと第2の出力電流信号D2との乗算結果H1
N・D2、H2N・D2及びH3N・D2に応じて、そ
の加算値H1N・D2+H2N・D2+H3N・D2が
第2の出力電流信号D2に等しくなるように分配された
電流信号である。合成器533は、第1分配電流信号J
1、J2及びJ3と第2分配電流信号K1、K2及びK
3とを合成して、3相の分配信号M1、M2及びM3を
得る(図22の(f))。
【0079】分配信号M1、M2及びM3は、第1分配
電流信号と第2分配電流信号の相毎の差電流J1−K
1、J2−K2及びJ3−K3の2相分を合成して、そ
れぞれ作り出されている。すなわち、分配信号M1は
(J1−K1)と(K3−J3)とを合成して作られ、
分配信号M2は(J2−K2)と(K1−J1)とを合
成して作られ、分配信号M3は(J3−K3)と(K2
−J2)とを合成して作られている。駆動部514の第
1駆動器541、第2駆動器542及び第3駆動器54
3は、それぞれ分配信号M1、M2及びM3を電力増幅
した駆動信号Va、Vb及びVc(図22の(g))を
それぞれ3相コイル511A、511B及び511Cに
供給する。
電流信号と第2分配電流信号の相毎の差電流J1−K
1、J2−K2及びJ3−K3の2相分を合成して、そ
れぞれ作り出されている。すなわち、分配信号M1は
(J1−K1)と(K3−J3)とを合成して作られ、
分配信号M2は(J2−K2)と(K1−J1)とを合
成して作られ、分配信号M3は(J3−K3)と(K2
−J2)とを合成して作られている。駆動部514の第
1駆動器541、第2駆動器542及び第3駆動器54
3は、それぞれ分配信号M1、M2及びM3を電力増幅
した駆動信号Va、Vb及びVc(図22の(g))を
それぞれ3相コイル511A、511B及び511Cに
供給する。
【0080】本実施例のごとき構成にするならば、2相
の検出信号を用いて3相の切換信号を作り出せる。ま
た、検出信号に応じた3相の切換信号H1、H2及びH
3の振幅に大小のばらつきがある場合であっても、第1
分配器531や第2分配器532による第1分配電流や
第2分配電流は指令部515の第1の出力電流信号D1
や第2の出力電流信号D2に対応した振幅に確実に制限
される。従って、分配信号M1、M2及びM3(もしく
は駆動信号Va、Vb及びVc)が検出信号や切換信号
の振幅に影響されなくなる。すなわち、位置検出器52
1の位置検出素子607a及び607bの感度ばらつき
や界磁部510の磁界ばらつきや切換作成器522の回
路利得ばらつきの影響が極めて小さくなり、実質的には
影響を受けなくなる。従って、本実施例のブラシレスモ
ータは位置検出素子の部品点数が少なく構成が簡素であ
る。また、本実施例のブラシレスモータを用いて速度制
御やトルク制御を行った場合に、モータ間における速度
制御利得やトルク制御利得の変化がなくなり、量産時の
モータ制御性能が極めて安定したものになる(モータの
利得ばらつきによる制御不安定現象は生じない)。すな
わち、第1分配器や第2分配器が非線形な乗算分配動作
をしているので、検出信号や切換信号に歪みやばらつき
が生じても、駆動信号への影響は少なくなる。
の検出信号を用いて3相の切換信号を作り出せる。ま
た、検出信号に応じた3相の切換信号H1、H2及びH
3の振幅に大小のばらつきがある場合であっても、第1
分配器531や第2分配器532による第1分配電流や
第2分配電流は指令部515の第1の出力電流信号D1
や第2の出力電流信号D2に対応した振幅に確実に制限
される。従って、分配信号M1、M2及びM3(もしく
は駆動信号Va、Vb及びVc)が検出信号や切換信号
の振幅に影響されなくなる。すなわち、位置検出器52
1の位置検出素子607a及び607bの感度ばらつき
や界磁部510の磁界ばらつきや切換作成器522の回
路利得ばらつきの影響が極めて小さくなり、実質的には
影響を受けなくなる。従って、本実施例のブラシレスモ
ータは位置検出素子の部品点数が少なく構成が簡素であ
る。また、本実施例のブラシレスモータを用いて速度制
御やトルク制御を行った場合に、モータ間における速度
制御利得やトルク制御利得の変化がなくなり、量産時の
モータ制御性能が極めて安定したものになる(モータの
利得ばらつきによる制御不安定現象は生じない)。すな
わち、第1分配器や第2分配器が非線形な乗算分配動作
をしているので、検出信号や切換信号に歪みやばらつき
が生じても、駆動信号への影響は少なくなる。
【0081】また、本実施例の構成によれば、分配信号
M1、M2及びM3(もしくは駆動信号Va、Vb及び
Vc)は、2相の検出信号に応じて正弦波状に滑らかに
変化する。従って、歪みの少ない分配信号や駆動信号を
得ることができるので、均一な発生トルクを得て、モー
タを円滑に駆動することができる。さらに、本実施例の
ごとき構成にするならば、位置検出素子の個数が少ない
と共に、その配置が、ある程度自由である。従って、位
置検出素子を電機子鉄心の突極部の間に容易に配置する
ことができ、かつ、その配線数も少ないので、モータ構
造を小形にすることができる。
M1、M2及びM3(もしくは駆動信号Va、Vb及び
Vc)は、2相の検出信号に応じて正弦波状に滑らかに
変化する。従って、歪みの少ない分配信号や駆動信号を
得ることができるので、均一な発生トルクを得て、モー
タを円滑に駆動することができる。さらに、本実施例の
ごとき構成にするならば、位置検出素子の個数が少ない
と共に、その配置が、ある程度自由である。従って、位
置検出素子を電機子鉄心の突極部の間に容易に配置する
ことができ、かつ、その配線数も少ないので、モータ構
造を小形にすることができる。
【0082】《実施例4》以下、本発明の第4の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図23〜26
に実施例4によるブラシレスモータに関する図を示す。
本実施例においても、コイルと位置検出素子の取り付け
位置関係に電気角で30度のシフトをさせ、検出素子を
コイルの間に配置するようにして、モータを作りやすく
している。図23は全体の構成を示すブロック図であ
る。本実施例では、位置検出素子の検出信号から電気角
で30度程度位相シフトした切換信号を切換作成器10
22において作り、分配部513の合成器1033は位
相シフトを行わないようにしている。また、指令部51
5の電流合成器1053を、指令電流信号と乗算指令電
流信号とを減算合成するように構成している。なお、前
述の実施例3と同様な部分は、同じ番号を付した。
について、図面を参照しながら説明する。図23〜26
に実施例4によるブラシレスモータに関する図を示す。
本実施例においても、コイルと位置検出素子の取り付け
位置関係に電気角で30度のシフトをさせ、検出素子を
コイルの間に配置するようにして、モータを作りやすく
している。図23は全体の構成を示すブロック図であ
る。本実施例では、位置検出素子の検出信号から電気角
で30度程度位相シフトした切換信号を切換作成器10
22において作り、分配部513の合成器1033は位
相シフトを行わないようにしている。また、指令部51
5の電流合成器1053を、指令電流信号と乗算指令電
流信号とを減算合成するように構成している。なお、前
述の実施例3と同様な部分は、同じ番号を付した。
【0083】図24は、位置部512内の位置検出器5
21及び切換作成器1022の具体的な構成を示す回路
図である。位置検出器521の位置検出素子607a及
び607bは互いに並列に接続され、抵抗631を介し
て電圧が供給されている。位置検出素子607aの出力
端子には界磁部510(図14の永久磁石602)の検
出磁界に対応した差動の検出信号E1及びE2が出力さ
れる(E1及びE2は互いに逆相で変化する。)。切換
作成器1022の差動トランジスタ1141及び114
2のベース並びに差動トランジスタ1161及び116
2のベースに供給されている。位置検出素子607bの
出力端子には検出磁界に対応した差動の検出信号F1及
びF2が出力され、差動トランジスタ1151及び11
52のベース並びに差動トランジスタ1164及び11
65のベースに供給されている。
21及び切換作成器1022の具体的な構成を示す回路
図である。位置検出器521の位置検出素子607a及
び607bは互いに並列に接続され、抵抗631を介し
て電圧が供給されている。位置検出素子607aの出力
端子には界磁部510(図14の永久磁石602)の検
出磁界に対応した差動の検出信号E1及びE2が出力さ
れる(E1及びE2は互いに逆相で変化する。)。切換
作成器1022の差動トランジスタ1141及び114
2のベース並びに差動トランジスタ1161及び116
2のベースに供給されている。位置検出素子607bの
出力端子には検出磁界に対応した差動の検出信号F1及
びF2が出力され、差動トランジスタ1151及び11
52のベース並びに差動トランジスタ1164及び11
65のベースに供給されている。
【0084】2個の位置検出素子607a及び607b
は電気的に互いに120度の位相差を有する2相の検出
信号E1及びF1(並びにE2及びF2)を出力し、こ
の2相の検出信号E1及びF1は界磁部510の回転移
動に伴って滑らかに変化する。切換作成器1022の定
電流源1140、1150、1160及び1063は、
同一の一定値の電流を流入する定電流源である。差動ト
ランジスタ1141及び1142は、検出信号E1及び
E2に応じて定電流源1140の電流値をコレクタ側に
分配し、差動トランジスタ1151及び1152はそれ
ぞれ検出信号F1及びF2に応じて定電流源1150の
電流値をコレクタ側に分配する。差動トランジスタ11
61及び1162はそれぞれ検出信号E1及びE2に応
じて定電流源1160の電流値をコレクタ側に分配し、
差動トランジスタ1164及び1165はそれぞれ検出
信号F1及びF2に応じて定電流源1163の電流値を
コレクタ側に分配する。
は電気的に互いに120度の位相差を有する2相の検出
信号E1及びF1(並びにE2及びF2)を出力し、こ
の2相の検出信号E1及びF1は界磁部510の回転移
動に伴って滑らかに変化する。切換作成器1022の定
電流源1140、1150、1160及び1063は、
同一の一定値の電流を流入する定電流源である。差動ト
ランジスタ1141及び1142は、検出信号E1及び
E2に応じて定電流源1140の電流値をコレクタ側に
分配し、差動トランジスタ1151及び1152はそれ
ぞれ検出信号F1及びF2に応じて定電流源1150の
電流値をコレクタ側に分配する。差動トランジスタ11
61及び1162はそれぞれ検出信号E1及びE2に応
じて定電流源1160の電流値をコレクタ側に分配し、
差動トランジスタ1164及び1165はそれぞれ検出
信号F1及びF2に応じて定電流源1163の電流値を
コレクタ側に分配する。
【0085】トランジスタ1141、1161及び11
64のコレクタ電流は合成され、合成電流と定電流源1
146との差電流がトランジスタ1143、1144及
び1145のカレントミラーによって反転出力される。
トランジスタ1151及び1142のコレクタ電流は合
成され、合成電流がトランジスタ1153、1154及
び1155のカレントミラーによって反転出力される。
トランジスタ1152、1162及び1165のコレク
タ電流は合成され、合成電流と定電流源1169との差
電流がトランジスタ1166、1167及び1168の
カレントミラーによって反転出力される。
64のコレクタ電流は合成され、合成電流と定電流源1
146との差電流がトランジスタ1143、1144及
び1145のカレントミラーによって反転出力される。
トランジスタ1151及び1142のコレクタ電流は合
成され、合成電流がトランジスタ1153、1154及
び1155のカレントミラーによって反転出力される。
トランジスタ1152、1162及び1165のコレク
タ電流は合成され、合成電流と定電流源1169との差
電流がトランジスタ1166、1167及び1168の
カレントミラーによって反転出力される。
【0086】トランジスタ1144、1154及び11
67の出力電流は合成され、トランジスタ1171、1
172、1173及び1174のカレントミラーによっ
て合成電流を約1/3にした電流が出力される。トラン
ジスタ1145と1172との差電流が切換信号H1
(流出・流入電流)として出力される。同様に、トラン
ジスタ1155と1173の差電流が切換信号H2(流
出・流入電流)として出力される。同様に、トランジス
タ1168と1174との差電流が切換信号H3(流出
・流入電流)として出力される。なお、電流源1146
及び1169の電流値は、それぞれ電流源1160の電
流値の1/2にしている。
67の出力電流は合成され、トランジスタ1171、1
172、1173及び1174のカレントミラーによっ
て合成電流を約1/3にした電流が出力される。トラン
ジスタ1145と1172との差電流が切換信号H1
(流出・流入電流)として出力される。同様に、トラン
ジスタ1155と1173の差電流が切換信号H2(流
出・流入電流)として出力される。同様に、トランジス
タ1168と1174との差電流が切換信号H3(流出
・流入電流)として出力される。なお、電流源1146
及び1169の電流値は、それぞれ電流源1160の電
流値の1/2にしている。
【0087】このような構成により、2相の検出信号
(E1−E2)及び(F1−F2)を演算合成して、電
気的に120度もしくは略120度の位相差を有する3
相の切換信号H1、H2及びH3(切換電流信号)を作
りだし、かつ、切換信号H1、H2及びH3は検出信号
E1及びF1を所定位相(約30度)シフトした信号に
している。図23の分配部513内の第1分配器531
は切換作成器1022の切換信号H1、H2及びH3に
応動して電流合成器1053の第1の出力電流信号D1
を分配した3相の第1分配電流信号を得る。第2分配器
532は切換作成器1022の切換信号H1、H2及び
H3に応動して電流合成器1053の第2の出力電流信
号D2を分配した3相の第2分配電流信号を得る。合成
器1033は第1分配電流信号と第2分配電流信号とを
合成して3相の分配信号を作りだし、駆動部514に供
給する。なお、第1分配器531及び第2分配器532
の具体的な構成は、前述の図16と同様であり、説明を
省略する。
(E1−E2)及び(F1−F2)を演算合成して、電
気的に120度もしくは略120度の位相差を有する3
相の切換信号H1、H2及びH3(切換電流信号)を作
りだし、かつ、切換信号H1、H2及びH3は検出信号
E1及びF1を所定位相(約30度)シフトした信号に
している。図23の分配部513内の第1分配器531
は切換作成器1022の切換信号H1、H2及びH3に
応動して電流合成器1053の第1の出力電流信号D1
を分配した3相の第1分配電流信号を得る。第2分配器
532は切換作成器1022の切換信号H1、H2及び
H3に応動して電流合成器1053の第2の出力電流信
号D2を分配した3相の第2分配電流信号を得る。合成
器1033は第1分配電流信号と第2分配電流信号とを
合成して3相の分配信号を作りだし、駆動部514に供
給する。なお、第1分配器531及び第2分配器532
の具体的な構成は、前述の図16と同様であり、説明を
省略する。
【0088】図25は分配部513内の合成器1033
の具体的な構成を示す回路図である。第1分配電流信号
J1、J2及びJ3は、トランジスタ1210及び12
11のカレントミラーと、トランジスタ1212及び1
213のカレントミラーと、トランジスタ1214及び
1215のカレントミラーとによってそれぞれ電流反転
される。第2分配電流信号K1、K2及びK3は、トラ
ンジスタ1220及び1221のカレントミラーと、ト
ランジスタ1222及び1223のカレントミラーと、
トランジスタ1224及び1225のカレントミラーと
によってそれぞれ電流反転される。これらのカレントミ
ラーの出力端は相毎に接続されて相毎の差電流を作り出
している。
の具体的な構成を示す回路図である。第1分配電流信号
J1、J2及びJ3は、トランジスタ1210及び12
11のカレントミラーと、トランジスタ1212及び1
213のカレントミラーと、トランジスタ1214及び
1215のカレントミラーとによってそれぞれ電流反転
される。第2分配電流信号K1、K2及びK3は、トラ
ンジスタ1220及び1221のカレントミラーと、ト
ランジスタ1222及び1223のカレントミラーと、
トランジスタ1224及び1225のカレントミラーと
によってそれぞれ電流反転される。これらのカレントミ
ラーの出力端は相毎に接続されて相毎の差電流を作り出
している。
【0089】J1とK1との差電流(J1−K1)は抵
抗1231に供給され、抵抗1231の端子に分配信号
M1を作り出す。同様に、J2とK2との差電流(J2
−K2)を抵抗1232に供給し、抵抗1232の端子
に分配信号M2を作り出す。同様に、J3とK3との差
電流(J3−K3)を抵抗1233に供給し、抵抗12
33の端子に分配信号M3を作り出す。
抗1231に供給され、抵抗1231の端子に分配信号
M1を作り出す。同様に、J2とK2との差電流(J2
−K2)を抵抗1232に供給し、抵抗1232の端子
に分配信号M2を作り出す。同様に、J3とK3との差
電流(J3−K3)を抵抗1233に供給し、抵抗12
33の端子に分配信号M3を作り出す。
【0090】図23の駆動部514は第1駆動器54
1、第2駆動器542及び第3駆動器543から構成さ
れ、分配部513の分配信号M1、M2及びM3をそれ
ぞれ電力増幅した駆動信号Va、Vb及びVcを3相コ
イル511A、511B及び511Cの端子に供給す
る。駆動部514の第1駆動器541、第2駆動器54
2及び第3駆動器543の具体的な構成は、前述の図1
8と同様であり、説明を省略する。
1、第2駆動器542及び第3駆動器543から構成さ
れ、分配部513の分配信号M1、M2及びM3をそれ
ぞれ電力増幅した駆動信号Va、Vb及びVcを3相コ
イル511A、511B及び511Cの端子に供給す
る。駆動部514の第1駆動器541、第2駆動器54
2及び第3駆動器543の具体的な構成は、前述の図1
8と同様であり、説明を省略する。
【0091】図26は指令部515内の電流合成器10
53の具体的な構成を示す回路図である。指令電流器5
51の第1の指令電流信号P1と乗算指令器552の乗
算指令電流信号Qとを合成して合成指令電流信号を作り
だし、トランジスタ1241及び1242のカレントミ
ラーと、トランジスタ1243、1244及び1245
のカレントミラーとによって合成指令電流信号に応じた
第1の出力電流信号D1と第2の出力電流信号D2とを
作り出す。そして、第1の出力電流信号D1を第1分配
器531に供給し、第2の出力電流信号D2を第2分配
器532に供給する。なお、図23における指令電流器
551と乗算指令器552の具体的な構成は、前述の図
19及び図20の場合と同様であるので、説明を省略す
る。
53の具体的な構成を示す回路図である。指令電流器5
51の第1の指令電流信号P1と乗算指令器552の乗
算指令電流信号Qとを合成して合成指令電流信号を作り
だし、トランジスタ1241及び1242のカレントミ
ラーと、トランジスタ1243、1244及び1245
のカレントミラーとによって合成指令電流信号に応じた
第1の出力電流信号D1と第2の出力電流信号D2とを
作り出す。そして、第1の出力電流信号D1を第1分配
器531に供給し、第2の出力電流信号D2を第2分配
器532に供給する。なお、図23における指令電流器
551と乗算指令器552の具体的な構成は、前述の図
19及び図20の場合と同様であるので、説明を省略す
る。
【0092】本実施例の構成も、分配信号M1、M2及
びM3(もしくは駆動信号Va、Vb及びVc)が検出
信号や切換信号の振幅に影響されなくなる。すなわち、
位置検出器521の位置検出素子607a及び607b
の感度ばらつき、界磁部510の磁界ばらつき、及び、
切換作成器1022の回路利得ばらつき等の影響を受け
なくなる(影響が極めて小さくなる)。また、分配信号
M1、M2及びM3(もしくは駆動信号Va、Vb及び
Vc)は、検出信号に応じて正弦波状に滑らかに変化す
る。従って、歪みの少ない分配信号や駆動信号を得るこ
とができ、均一な発生トルクを得て、モータを円滑に駆
動することができる。さらに、位置検出素子の個数が少
なく、かつ、その配置に自由度ができ、電機子鉄心の突
極部の間に配置することにより、モータ構造を小形にで
きる。
びM3(もしくは駆動信号Va、Vb及びVc)が検出
信号や切換信号の振幅に影響されなくなる。すなわち、
位置検出器521の位置検出素子607a及び607b
の感度ばらつき、界磁部510の磁界ばらつき、及び、
切換作成器1022の回路利得ばらつき等の影響を受け
なくなる(影響が極めて小さくなる)。また、分配信号
M1、M2及びM3(もしくは駆動信号Va、Vb及び
Vc)は、検出信号に応じて正弦波状に滑らかに変化す
る。従って、歪みの少ない分配信号や駆動信号を得るこ
とができ、均一な発生トルクを得て、モータを円滑に駆
動することができる。さらに、位置検出素子の個数が少
なく、かつ、その配置に自由度ができ、電機子鉄心の突
極部の間に配置することにより、モータ構造を小形にで
きる。
【0093】《実施例5》以下、本発明の第5の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図27〜28
は実施例5によるブラシレスモータに関する図である。
図27は全体の構成を示すブロック図である。本実施例
では、駆動部514の第1駆動器1341、第2駆動器
1342及び第3駆動器1343の構成をPWM駆動
(パルス幅変調駆動)にして、駆動部514の省電力化
を図っている。なお、前述の第3の実施例と同様な部分
は、同じ番号を付した。
について、図面を参照しながら説明する。図27〜28
は実施例5によるブラシレスモータに関する図である。
図27は全体の構成を示すブロック図である。本実施例
では、駆動部514の第1駆動器1341、第2駆動器
1342及び第3駆動器1343の構成をPWM駆動
(パルス幅変調駆動)にして、駆動部514の省電力化
を図っている。なお、前述の第3の実施例と同様な部分
は、同じ番号を付した。
【0094】図28に駆動部514の第1駆動器134
1、第2駆動器1342、第3駆動器1343の具体的
な構成を示す。第1駆動器1341のコンパレータ14
02は、三角波発生回路1401の発生する三角波信号
Ntと分配信号M1を比較して、分配信号M1に応じた
パルス幅のPWM信号W1を作り出す。PWM信号W1
のレベルに応じて駆動トランジスタ1403及び140
4を相補的にオン・オフ動作をさせ、駆動トランジスタ
1403及び1404と駆動ダイオード1405及び1
406とによりPWM信号W1に応じてディジタル的に
変化する駆動信号Vaをコイル511Aの給電端子に供
給する。
1、第2駆動器1342、第3駆動器1343の具体的
な構成を示す。第1駆動器1341のコンパレータ14
02は、三角波発生回路1401の発生する三角波信号
Ntと分配信号M1を比較して、分配信号M1に応じた
パルス幅のPWM信号W1を作り出す。PWM信号W1
のレベルに応じて駆動トランジスタ1403及び140
4を相補的にオン・オフ動作をさせ、駆動トランジスタ
1403及び1404と駆動ダイオード1405及び1
406とによりPWM信号W1に応じてディジタル的に
変化する駆動信号Vaをコイル511Aの給電端子に供
給する。
【0095】同様に、第2駆動器1342のコンパレー
タ1412は、三角波発生回路1401の発生する三角
波信号Ntと分配信号M2とを比較して、分配信号M2
に応じたパルス幅のPWM信号W2を作り出す。PWM
信号W2のレベルに応じて駆動トランジスタ1413及
び1414を相補的にオン・オフ動作をさせ、駆動トラ
ンジスタ1413及び1414と駆動ダイオード141
5及び1416とによりPWM信号W2に応じてディジ
タル的に変化する駆動信号Vbをコイル511Bの給電
端子に供給する。同様に、第3駆動器1343のコンパ
レータ1422は、三角波発生回路1401の発生する
三角波信号Ntと分配信号M3を比較して、分配信号M
3に応じたパルス幅のPWM信号W3を作り出す。PW
M信号W3のレベルに応じて駆動トランジスタ1423
及び1424を相補的にオン・オフ動作をさせ、駆動ト
ランジスタ1423及び1424と駆動ダイオード14
25及び1426とによりPWM信号W3に応じてディ
ジタル的に変化する駆動信号Vcをコイル511Cの給
電端子に供給する。
タ1412は、三角波発生回路1401の発生する三角
波信号Ntと分配信号M2とを比較して、分配信号M2
に応じたパルス幅のPWM信号W2を作り出す。PWM
信号W2のレベルに応じて駆動トランジスタ1413及
び1414を相補的にオン・オフ動作をさせ、駆動トラ
ンジスタ1413及び1414と駆動ダイオード141
5及び1416とによりPWM信号W2に応じてディジ
タル的に変化する駆動信号Vbをコイル511Bの給電
端子に供給する。同様に、第3駆動器1343のコンパ
レータ1422は、三角波発生回路1401の発生する
三角波信号Ntと分配信号M3を比較して、分配信号M
3に応じたパルス幅のPWM信号W3を作り出す。PW
M信号W3のレベルに応じて駆動トランジスタ1423
及び1424を相補的にオン・オフ動作をさせ、駆動ト
ランジスタ1423及び1424と駆動ダイオード14
25及び1426とによりPWM信号W3に応じてディ
ジタル的に変化する駆動信号Vcをコイル511Cの給
電端子に供給する。
【0096】このように、分配信号M1、M2及びM3
に応じたPWM動作をする電圧波形の駆動信号Va、V
b及びVcを3相コイル511A、511B及び511
Cにそれぞれ供給するならば、駆動部514(駆動トラ
ンジスタ1403、1404、1413、1414、1
423及び1424や駆動ダイオード1405、140
6、1425、1426、1425及び1426)にお
ける電力損失が大幅に低減される。図27に示した駆動
部514の第1駆動器1341、第2駆動器1342及
び第3駆動器1343以外の部分の構成や動作は前述の
第3の実施例と同様であり、説明を省略する。
に応じたPWM動作をする電圧波形の駆動信号Va、V
b及びVcを3相コイル511A、511B及び511
Cにそれぞれ供給するならば、駆動部514(駆動トラ
ンジスタ1403、1404、1413、1414、1
423及び1424や駆動ダイオード1405、140
6、1425、1426、1425及び1426)にお
ける電力損失が大幅に低減される。図27に示した駆動
部514の第1駆動器1341、第2駆動器1342及
び第3駆動器1343以外の部分の構成や動作は前述の
第3の実施例と同様であり、説明を省略する。
【0097】なお、前述の各実施例の具体的な構成につ
いては、各種の変形が可能である。たとえば、実施例5
で示した駆動部の構成は、実施例1〜4の駆動部として
も使用可能である。また、各相のコイルは複数個のコイ
ルを直列もしくは並列に接続して構成しても良い。各コ
イルは集中巻きでも分布巻きでも、また、突極部のない
空芯コイルでも良い。3相コイルはスター結線に限ら
ず、デルタ結線であってもよい。位置検出素子はホール
素子や磁電変換素子に限定されるものではない。
いては、各種の変形が可能である。たとえば、実施例5
で示した駆動部の構成は、実施例1〜4の駆動部として
も使用可能である。また、各相のコイルは複数個のコイ
ルを直列もしくは並列に接続して構成しても良い。各コ
イルは集中巻きでも分布巻きでも、また、突極部のない
空芯コイルでも良い。3相コイルはスター結線に限ら
ず、デルタ結線であってもよい。位置検出素子はホール
素子や磁電変換素子に限定されるものではない。
【0098】コイルと位置検出素子との相対的な関係
は、各種の変更が可能である。位置検出素子間の位相差
も120度に限らず、2相の検出信号から3相の切換信
号が作成できれば良い。必要に応じて行う位相シフト
は、合成器や切換作成器の一方に限らず、両方で分担す
るようにしても良い。また、2相の検出信号を得るには
2個以下の位置検出素子を使用することが好ましいが、
位置検出器において2相の検出信号を得て、この2相の
検出信号から3相の切換信号を演算合成する構成ならば
使用可能である。
は、各種の変更が可能である。位置検出素子間の位相差
も120度に限らず、2相の検出信号から3相の切換信
号が作成できれば良い。必要に応じて行う位相シフト
は、合成器や切換作成器の一方に限らず、両方で分担す
るようにしても良い。また、2相の検出信号を得るには
2個以下の位置検出素子を使用することが好ましいが、
位置検出器において2相の検出信号を得て、この2相の
検出信号から3相の切換信号を演算合成する構成ならば
使用可能である。
【0099】モータ構造の構成は界磁部が複数個の磁極
部分(4極に限定されない)を有する場合に限らず、永
久磁石の発生する界磁磁束がコイルに鎖交する構造であ
って、界磁部とコイルの相対移動に伴ってコイルへの鎖
交磁束が変化する構成であればよい。たとえば、永久磁
石によってバイアス磁界を加えられ、界磁側の歯部とコ
イルを巻装された突極先端の歯部が対向しながら回転も
しくは移動する構造であっても良い。さらに、回転形の
ブラシレスモータに限らず、界磁部もしくはコイルが直
進移動するリニア形ブラシレスモータであってもよい。
その他、本発明の主旨を変えずして種々の変形が可能で
あり、それらの変形も本発明に含まれることはいうまで
もない。
部分(4極に限定されない)を有する場合に限らず、永
久磁石の発生する界磁磁束がコイルに鎖交する構造であ
って、界磁部とコイルの相対移動に伴ってコイルへの鎖
交磁束が変化する構成であればよい。たとえば、永久磁
石によってバイアス磁界を加えられ、界磁側の歯部とコ
イルを巻装された突極先端の歯部が対向しながら回転も
しくは移動する構造であっても良い。さらに、回転形の
ブラシレスモータに限らず、界磁部もしくはコイルが直
進移動するリニア形ブラシレスモータであってもよい。
その他、本発明の主旨を変えずして種々の変形が可能で
あり、それらの変形も本発明に含まれることはいうまで
もない。
【0100】
【発明の効果】以上のように、本発明のブラシレスモー
タによれば、2相のみの検出信号を用いて3相の切換信
号を作り、指令信号に応動する第1の出力電流信号を3
相の切換信号により3相の第1分配電流信号に分配し、
指令信号に応動する第2の出力電流信号を3相の切換信
号により3相の第2分配電流信号に分配する。そして、
第1分配電流信号と第2分配電流信号とを合成して3相
の分配信号を作り出し、この分配信号に応じた駆動信号
を3相のコイルに供給するように構成している。このよ
うに構成すれば位置検出素子の感度ばらつきや処理回路
の利得ばらつきがあっても、3相の切換信号は常に全体
としてバランスのとれたものとなり、かつ、分配信号の
生成にあたって3相の信号の構成比率を決定する要素に
はなるが、分配信号の振幅には直接影響しない。従っ
て、量産されたブラシレスモータにおける駆動利得の変
動が非常に少なくなる。さらに、2相のみの検出信号を
得るための位置検出素子の部品点数は少なく、モータの
構成が簡素になる。
タによれば、2相のみの検出信号を用いて3相の切換信
号を作り、指令信号に応動する第1の出力電流信号を3
相の切換信号により3相の第1分配電流信号に分配し、
指令信号に応動する第2の出力電流信号を3相の切換信
号により3相の第2分配電流信号に分配する。そして、
第1分配電流信号と第2分配電流信号とを合成して3相
の分配信号を作り出し、この分配信号に応じた駆動信号
を3相のコイルに供給するように構成している。このよ
うに構成すれば位置検出素子の感度ばらつきや処理回路
の利得ばらつきがあっても、3相の切換信号は常に全体
としてバランスのとれたものとなり、かつ、分配信号の
生成にあたって3相の信号の構成比率を決定する要素に
はなるが、分配信号の振幅には直接影響しない。従っ
て、量産されたブラシレスモータにおける駆動利得の変
動が非常に少なくなる。さらに、2相のみの検出信号を
得るための位置検出素子の部品点数は少なく、モータの
構成が簡素になる。
【0101】また、本発明のブラシレスモータの他の構
成によれば、2相の検出信号に応じて検出信号の一周期
当たり6回変化する高調波信号と所定の指令信号との乗
算信号を用いて、指令信号に比例し、かつ、乗算信号に
応じた高調波成分を所定比率含んだ出力電流信号を作り
出し、これを基に3相の分配信号及び駆動信号を生成す
る構成としている。従って、分配信号及び駆動信号が検
出信号に応じた歪みの少ない滑らかな波形になり、より
変動の少ない均一な駆動力を得ることができる。
成によれば、2相の検出信号に応じて検出信号の一周期
当たり6回変化する高調波信号と所定の指令信号との乗
算信号を用いて、指令信号に比例し、かつ、乗算信号に
応じた高調波成分を所定比率含んだ出力電流信号を作り
出し、これを基に3相の分配信号及び駆動信号を生成す
る構成としている。従って、分配信号及び駆動信号が検
出信号に応じた歪みの少ない滑らかな波形になり、より
変動の少ない均一な駆動力を得ることができる。
【図1】本発明の実施例1における全体構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】実施例1におけるモータの構造を示す図であ
る。
る。
【図3】実施例1における指令電流器50の具体的な回
路図である。
路図である。
【図4】実施例1における位置検出器21及び切換作成
器22の具体的な回路図である。
器22の具体的な回路図である。
【図5】実施例1における第1分配器31、第2分配器
32及び合成器33の具体的な回路図である。
32及び合成器33の具体的な回路図である。
【図6】実施例1における第1駆動器41、第2駆動器
42及び第3駆動器43の具体的な回路図である。
42及び第3駆動器43の具体的な回路図である。
【図7】実施例1における各信号の波形を示す図であ
る。
る。
【図8】本発明の実施例2における全体構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図9】実施例2における指令電流器301の具体的な
回路図である。
回路図である。
【図10】実施例2における乗算指令器302の具体的
な回路図である。
な回路図である。
【図11】実施例2における電流合成器303の具体的
な回路図である。
な回路図である。
【図12】実施例2における各信号の波形を示す図であ
る。
る。
【図13】本発明の実施例3における全体構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図14】実施例3におけるモータの構造図である。
【図15】実施例3における位置検出器521及び切換
作成器522の具体的な回路図である。
作成器522の具体的な回路図である。
【図16】実施例3における第1分配器531及び第2
分配器532の具体的な回路図である。
分配器532の具体的な回路図である。
【図17】実施例3における合成器533の具体的な回
路図である。
路図である。
【図18】実施例3における第1駆動器541、第2駆
動器542及び第3駆動器543の具体的な回路図であ
る。
動器542及び第3駆動器543の具体的な回路図であ
る。
【図19】実施例3における指令電流器551の具体的
な回路図である。
な回路図である。
【図20】実施例3における乗算指令器552の具体的
な回路図である。
な回路図である。
【図21】実施例3における電流合成器553の具体的
な回路図である。
な回路図である。
【図22】実施例3における各信号の波形を示す図であ
る。
る。
【図23】本発明の実施例4における全体構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図24】実施例4における位置検出器521及び切換
作成器1022の具体的な回路図である。
作成器1022の具体的な回路図である。
【図25】実施例4における合成器1033の具体的な
回路図である。
回路図である。
【図26】実施例4における電流合成器1053の具体
的な回路図である。
的な回路図である。
【図27】本発明の実施例5における全体構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図28】実施例5における第1駆動器1341、第2
駆動器1342及び第3駆動器1343の具体的な回路
図である。
駆動器1342及び第3駆動器1343の具体的な回路
図である。
【図29】従来のブラシレスモータの構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【符号の説明】 10、510 界磁部 11A、11B、11C、511A、511B、511
C 3相コイル 12、512 位置部 13、513 分配部 14、514 駆動部 15、515 指令部 21、521 位置検出器 22、522、1022 切換作成器 31、531 第1分配器 32、532 第2分配器 33、533、1033 合成器 41、541、1341 第1駆動器 42、542、1342 第2駆動器 43、543、1343 第3駆動器 50、301、551 指令電流器 107a、107b、607a、607b 位置検出素
子 302、552 乗算指令器 303、553 電流合成器
C 3相コイル 12、512 位置部 13、513 分配部 14、514 駆動部 15、515 指令部 21、521 位置検出器 22、522、1022 切換作成器 31、531 第1分配器 32、532 第2分配器 33、533、1033 合成器 41、541、1341 第1駆動器 42、542、1342 第2駆動器 43、543、1343 第3駆動器 50、301、551 指令電流器 107a、107b、607a、607b 位置検出素
子 302、552 乗算指令器 303、553 電流合成器
Claims (14)
- 【請求項1】 界磁磁束を発生させる界磁手段と、 前記界磁磁束に鎖交する3相コイルと、 電気的に互いに所定位相分異なる2つの位置にのみ配置
され、前記界磁手段と前記3相コイルとの相対位置を検
出して電気的に互いに位相の異なる2相の検出信号を得
る位置検出手段と、 前記位置検出手段において得られた2相の検出信号に応
じて滑らかに変化する少なくとも1組の3相の切換信号
を得る切換作成手段と、 指令信号に応じた電流信号を得る指令手段と、 前記指令手段の第1の出力電流信号を前記切換作成手段
の3相の切換信号に応じて滑らかに変化する3相の第1
分配電流信号に分配する第1分配手段と、 前記指令手段の第2の出力電流信号を前記切換作成手段
の3相の切換信号に応じて滑らかに変化する3相の第2
分配電流信号に分配する第2分配手段と、 前記第1分配電流信号と前記第2分配電流信号とを合成
して3相の分配信号を得る合成手段と、 前記合成手段において得られた3相の分配信号に応じた
駆動信号を前記3相コイルの端子に供給する駆動手段
と、 を具備するブラシレスモータ。 - 【請求項2】 前記第1分配手段は、 前記切換作成手段から供給された3相の切換信号が印加
されるべき3個の第1ダイオードと、 前記第1ダイオードの一端にベース端子側が接続され、
前記指令手段の出力電流信号が供給されるべきエミッタ
端子側が共通接続され、コレクタ端子側から3相の第1
分配電流信号を得る3個の第1分配トランジスタと、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項1に記載の
ブラシレスモータ。 - 【請求項3】 前記第2分配手段は、 前記切換作成手段から供給された3相の切換信号が印加
されるべき3個の第2ダイオードと、 前記第2ダイオードの一端にベース端子側が接続され、
前記指令手段の出力電流信号が供給されるべきエミッタ
端子側が共通接続され、コレクタ端子側から3相の第2
分配電流信号を得る3個の第2分配トランジスタと、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項1に記載の
ブラシレスモータ。 - 【請求項4】 前記第1分配手段は、前記切換作成手段
から供給された3相の切換信号が印加されるべき3個の
第1ダイオードと、前記第1ダイオードの一端にベース
端子側が接続され、前記指令手段の第1の出力電流信号
が供給されるべきエミッタ端子側が共通接続され、コレ
クタ端子側から3相の第1分配電流信号を得る3個の第
1分配トランジスタとを含んで構成され、 前記第2分配手段は、前記切換作成手段から供給される
べき3相の切換信号が印加されるべき3個の第2ダイオ
ードと、前記第2ダイオードの一端にベース端子側が接
続され、前記指令手段の第2の出力電流信号が供給され
るべきエミッタ端子側が共通接続され、コレクタ端子側
から3相の第2分配電流信号を得る3個の第2分配トラ
ンジスタとを含んで構成され、 前記合成手段は、前記第1分配電流信号と前記第2分配
電流信号とのそれぞれの相の差電流を得て、当該差電流
に応じた3相の合成分配電流信号が供給されるべき3個
の抵抗を含んで構成された、 ことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。 - 【請求項5】 前記指令手段は、前記位置検出手段の2
相の検出信号に応じた高調波信号を得て、前記指令信号
と前記高調波信号とを乗算して前記高調波信号成分を含
んだ電流信号を得て、当該電流信号に応じた第1の出力
電流信号と第2の出力電流信号とをそれぞれ第1分配手
段と第2分配手段とに供給する手段を含んで構成された
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1つ
に記載のブラシレスモータ。 - 【請求項6】 前記指令手段は、 前記指令信号に応じた2つの指令電流信号を得る指令電
流手段と、 前記位置検出手段の2相の検出信号に応じた高調波信号
を得て、前記指令電流手段の一方の指令電流信号と前記
高調波信号とを乗算した乗算指令電流信号を得る乗算指
令手段と、 前記指令電流手段の他方の指令電流信号と前記乗算指令
電流信号とを合成した合成指令電流信号を得て、当該合
成指令電流信号に応じた第1の出力電流信号と第2の出
力電流信号とをそれぞれ前記第1分配手段と前記第2分
配手段とに出力する電流合成手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項1から請求
項4のいずれか1つに記載のブラシレスモータ。 - 【請求項7】 前記指令手段は、前記位置検出手段の2
相の検出信号に応じて前記検出信号の一周期当たり6回
変化する高調波信号と前記指令電流手段の一方の指令電
流信号とを乗算した乗算指令電流信号を得る乗算指令手
段を含んで構成されたことを特徴とする請求項5又は請
求項6に記載のブラシレスモータ。 - 【請求項8】 前記乗算指令手段は、前記位置検出手段
の2相の検出信号に応じた3相の絶対値信号を得る絶対
値手段と、当該3相の絶対値信号を比較して前記絶対値
信号の最小値に応じた高調波信号を得る高調波手段とを
含んで構成され、前記検出信号の一周期当たり6回変化
する高調波信号を得るようにしたことを特徴とする請求
項7に記載のブラシレスモータ。 - 【請求項9】 前記合成手段は、前記第1分配手段の第
1分配電流信号と前記第2分配手段の第2分配電流信号
との各相の差電流を得て、少なくとも2相分の差電流を
合成した分配信号を作り出すようにしたことを特徴とす
る請求項1から請求項8のいずれか1つに記載のブラシ
レスモータ。 - 【請求項10】 前記切換作成手段は、前記位置検出手
段の2相の検出信号を演算合成して、電気的に実質的に
120度の位相差を有する3相の切換信号を作り出すよ
うにしたことを特徴とする請求項1から請求項9のいず
れか1つに記載のブラシレスモータ。 - 【請求項11】 界磁磁束を発生させる界磁手段と、 前記界磁磁束に鎖交する3相のコイルと、 前記界磁手段と前記3相コイルとの相対位置に応じた2
相の検出信号のみを得て、当該2相の検出信号に応じた
少なくとも1組の3相の切換信号を得る位置手段と、 前記位置手段の2相の検出信号に同期して前記検出信号
の一周期当たり6回変化する高調波信号と所定の指令信
号との乗算信号を用いて、前記指令信号に比例し、か
つ、前記乗算信号に応じた高調波成分を所定比率含んだ
出力電流信号を作り出す指令手段と、 前記指令手段の出力電流信号と前記位置手段の3相の出
力信号との乗算結果に応じた3相の分配信号を得る分配
手段と、 前記分配手段の3相の分配信号に応じた電圧波形の駆動
信号を前記3相コイルの端子に供給する駆動手段と、 を具備するブラシレスモータ。 - 【請求項12】 前記指令手段は、 前記指令信号に応じ2つの指令電流信号を得る指令電流
手段と、 前記位置手段の2相の検出信号に応じて前記検出信号の
一周期当たり6回変化する高調波信号を得て、前記指令
電流手段の一方の指令電流信号と前記高調波信号とを乗
算した乗算指令電流信号を得る乗算指令手段と、 前記指令電流手段の他方の指令電流信号と前記乗算指令
電流信号とを合成した合成指令電流を得て、前記合成指
令電流信号に応じた出力電流信号を出力する電流合成手
段、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項11に記載
のブラシレスモータ。 - 【請求項13】 前記指令手段は、 前記位置手段の2相の検出信号に応じた3相の絶対値信
号を得る絶対値手段と、 当該3相の絶対値信号を比較して前記絶対値信号の最小
値に応じた高調波信号を得る高調波手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項11に記載
のブラシレスモータ。 - 【請求項14】 界磁磁束を発生させる界磁手段と、 前記界磁磁束に鎖交する3相コイルと、 電気的に互いに所定位相分異なる2つの位置にのみ配置
され、前記界磁手段と前記3相コイルとの相対位置を検
出して電気的に互いに位相の異なる2相の検出信号を得
る位置検出手段と、 前記位置検出手段において得られた2相の検出信号に基
づいて3相の切換信号を作成する切換作成手段と、 所定の指令信号に応じた電流信号を出力する指令手段
と、 前記切換作成手段の3相の切換信号に応じて、前記指令
手段の出力電流信号を、総和が当該出力電流信号に等し
くなるような3相の分配電流信号に分配する分配手段
と、 前記分配電流信号に比例した電圧波形の駆動信号を前記
3相コイルの端子に供給する駆動手段と、 を具備するブラシレスモータ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8087193A JPH09252592A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | ブラシレスモータ |
| US08/718,076 US5767640A (en) | 1995-09-20 | 1996-09-17 | Brushless motor |
| EP96115035A EP0765026B1 (en) | 1995-09-20 | 1996-09-19 | Brushless motor |
| DE69617585T DE69617585T2 (de) | 1995-09-20 | 1996-09-19 | Bürstenlöser Motor |
| US09/007,253 US5969490A (en) | 1995-09-20 | 1998-01-14 | Brushless motor for providing precise driving signal in presence of variations in output amplitude of position detecting signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8087193A JPH09252592A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | ブラシレスモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09252592A true JPH09252592A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13908157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8087193A Pending JPH09252592A (ja) | 1995-09-20 | 1996-03-15 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09252592A (ja) |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8087193A patent/JPH09252592A/ja active Pending
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