JPS5958314A - デジタル回転検出器 - Google Patents
デジタル回転検出器Info
- Publication number
- JPS5958314A JPS5958314A JP57168882A JP16888282A JPS5958314A JP S5958314 A JPS5958314 A JP S5958314A JP 57168882 A JP57168882 A JP 57168882A JP 16888282 A JP16888282 A JP 16888282A JP S5958314 A JPS5958314 A JP S5958314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- control circuit
- phase difference
- generator
- rotation detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明ｔ」２、無整流子電動機の回転位置を高精度で検
出しイ！Ｉるようにしたデジタル回転検出器に関するも
のである。
出しイ！Ｉるようにしたデジタル回転検出器に関するも
のである。
電子整流形（ブラシレス） ’？Ｉ’ｉ、動槻ν」２、
永久磁石形シンクロナスモータに位置検出器（ｐｓ ）
と、半導体スイッチインパ〜りを組み合わせてイｈ間成
したものが一般的である。
永久磁石形シンクロナスモータに位置検出器（ｐｓ ）
と、半導体スイッチインパ〜りを組み合わせてイｈ間成
したものが一般的である。
第１図は、この無整流子電動機の原理を示すものであり
、２極シンクロナスモータと３相半彼氏インバータから
構成している。また第２図は該インバータのタイムヂャ
ート図を示すものである。第１図において、直流電臨Ｉ
Ｃのプラス側（よ半導体スイッチであるトランジスタＱ
ｌｌＱ２ 、Ｑ３のコレクタ側にそれぞれ接続され、
トランジスタＱＩ Ｐ Ｑ２ ＋ Ｑ３のエミッタ
側は、それぞれ１２０°の位相差を設けて配置された電
機ｊ′−巻純ＷＩ ｒ ｗ、、、Ｗ３の−）’１ｉ、
ｊにそれぞれ接ＩｒＡ；され、且つこの電機子巻線Ｗ
Ｈ＋ Ｗ ２ ＋ Ｗ ３の他端は全て共通に直流電
源Ｅのマーイナス側に接続されている。また、トランジ
スタＱ＋ ｒＱ２ 、Ｑ３のベース側は、図示の如
く着磁した永久磁石回転子Ｒの位置を検出するために、
それぞれ１２０°の位相差を有して配置されプと磁束検
出器としてのホールＩＣＨ，、Ｈ２，■■３の出力ψｉ
’ｓ Ｋ ｔａ続されている。これらのンｊニールＩＣ
Ｈ，。
、２極シンクロナスモータと３相半彼氏インバータから
構成している。また第２図は該インバータのタイムヂャ
ート図を示すものである。第１図において、直流電臨Ｉ
Ｃのプラス側（よ半導体スイッチであるトランジスタＱ
ｌｌＱ２ 、Ｑ３のコレクタ側にそれぞれ接続され、
トランジスタＱＩ Ｐ Ｑ２ ＋ Ｑ３のエミッタ
側は、それぞれ１２０°の位相差を設けて配置された電
機ｊ′−巻純ＷＩ ｒ ｗ、、、Ｗ３の−）’１ｉ、
ｊにそれぞれ接ＩｒＡ；され、且つこの電機子巻線Ｗ
Ｈ＋ Ｗ ２ ＋ Ｗ ３の他端は全て共通に直流電
源Ｅのマーイナス側に接続されている。また、トランジ
スタＱ＋ ｒＱ２ 、Ｑ３のベース側は、図示の如
く着磁した永久磁石回転子Ｒの位置を検出するために、
それぞれ１２０°の位相差を有して配置されプと磁束検
出器としてのホールＩＣＨ，、Ｈ２，■■３の出力ψｉ
’ｓ Ｋ ｔａ続されている。これらのンｊニールＩＣ
Ｈ，。
Ｈ２、Ｈ，の出力波形は、それぞれ第２図の８１ ｔ
８２ ＋ ８３のようになる。
８２ ＋ ８３のようになる。
かかも構成において、回転子Ｒが第１図の位Ｉｔ？にあ
るときホールＩＣｌ−１１の出力化、、ｉ９． ｓｌは
第２図の如くトランジスタＱ１省−オンし、トランジス
タＱ３をメツにする。したがって、電４（、″、子巻線
Ｗ、 Ｋ′Ｔｆ、流が流れ、これに」、って電機子起磁
力が第１０對）−■の如く発生ずる。そして、この起イ
１」力（ハ）Ｊ−■と回転−Ｊ）（の界イ献起イ１攻力
Ｎ−８の相互作用により、回Ｑｉ＋； −Ｔ ＋ｃ ｐ
よ図示矢印の方向に回転する。このようにして、１１１
、気相で２π／３ジノアン回転したときに、ホール■Ｃ
ｌＩ２の出力４−を号５２Ｉｉ、第２図の如くトランジ
スタＱ２をオンしトランジスタＱ ｌ をオフにする。
るときホールＩＣｌ−１１の出力化、、ｉ９． ｓｌは
第２図の如くトランジスタＱ１省−オンし、トランジス
タＱ３をメツにする。したがって、電４（、″、子巻線
Ｗ、 Ｋ′Ｔｆ、流が流れ、これに」、って電機子起磁
力が第１０對）−■の如く発生ずる。そして、この起イ
１」力（ハ）Ｊ−■と回転−Ｊ）（の界イ献起イ１攻力
Ｎ−８の相互作用により、回Ｑｉ＋； −Ｔ ＋ｃ ｐ
よ図示矢印の方向に回転する。このようにして、１１１
、気相で２π／３ジノアン回転したときに、ホール■Ｃ
ｌＩ２の出力４−を号５２Ｉｉ、第２図の如くトランジ
スタＱ２をオンしトランジスタＱ ｌ をオフにする。
この結果、今１更は１１−１、様子を約Ｗ２に霜、流が
流れ、これによって電機子起磁力が電機子巻線Ｗ２に発
生し、回転子Ｒはさらに図示矢印方向に回転する。ぞし
て、尚初の位１首から電気角で４πハラジアン回転し７
た位置では、ホールＩＣ，の出力化′＋ｊＳ ３ ｔｉ
ｔ：第２図の如くトランジスタＱ３をオンし、ｌ・ラン
ノスクＱ２をオフにする。したがって、’ｒｆ、ｉ：
ｌ表子イ≦、線Ｗ３に↑１１．流が流れて電機子起磁力
Ａ力が電機子巻線Ｗ３に発生し、回転子Ｒは図示矢印の
方向・＼回転を続は第１図に示す位置に１回転して戻る
ことになる。以下同様にして回転子Ｒは回転を継わ１１
する。
流れ、これによって電機子起磁力が電機子巻線Ｗ２に発
生し、回転子Ｒはさらに図示矢印方向に回転する。ぞし
て、尚初の位１首から電気角で４πハラジアン回転し７
た位置では、ホールＩＣ，の出力化′＋ｊＳ ３ ｔｉ
ｔ：第２図の如くトランジスタＱ３をオンし、ｌ・ラン
ノスクＱ２をオフにする。したがって、’ｒｆ、ｉ：
ｌ表子イ≦、線Ｗ３に↑１１．流が流れて電機子起磁力
Ａ力が電機子巻線Ｗ３に発生し、回転子Ｒは図示矢印の
方向・＼回転を続は第１図に示す位置に１回転して戻る
ことになる。以下同様にして回転子Ｒは回転を継わ１１
する。
ところで、このような無整流子電動機において、位置決
め制御あるいは速度制御を精度よく行なうためには、一
般に電ｊｌｉＩＩ機の回転子Ｒの位置を常時検出するこ
とが必要である。そして、この回転子Ｒの回転位置を検
１］旨するものとしては、フォトセンサや磁気センサを
用いた回転検出器が使用されている。第３図は、フォト
センサを使用した回転検出器の構成を示すものである。
め制御あるいは速度制御を精度よく行なうためには、一
般に電ｊｌｉＩＩ機の回転子Ｒの位置を常時検出するこ
とが必要である。そして、この回転子Ｒの回転位置を検
１］旨するものとしては、フォトセンサや磁気センサを
用いた回転検出器が使用されている。第３図は、フォト
センサを使用した回転検出器の構成を示すものである。
つまり、電動機１の反直結側シャフト２に固着され、円
周上に刻まれプζスリット３を有する回転円板４が電動
機１の回転により回転すると、回転円板４をはさんで設
けられた発光素子５と受光素子６を支持体７で支Ｆ＋’
Ｌ、 ７’ζフオトセンザは、スリット３を通過して
くる発光素子５からの光を受光素子６が受けて回転パル
スを出力するものである。一方、磁気センサを使用した
回転検出器も略同様の構成であり、いずれも回転円板４
に刻まれたスリット３に対向してセンサが設けられてい
る。ぞの／こめ、１回転当りの分Ｗ（ｆｉｌ ’＜ｃ高
くするためにシー１、センタ感度を上げてスリットの幅
を狭くシ／、−リ、あるいは回転円板４の外径を太きく
する必場ｊがある。
周上に刻まれプζスリット３を有する回転円板４が電動
機１の回転により回転すると、回転円板４をはさんで設
けられた発光素子５と受光素子６を支持体７で支Ｆ＋’
Ｌ、 ７’ζフオトセンザは、スリット３を通過して
くる発光素子５からの光を受光素子６が受けて回転パル
スを出力するものである。一方、磁気センサを使用した
回転検出器も略同様の構成であり、いずれも回転円板４
に刻まれたスリット３に対向してセンサが設けられてい
る。ぞの／こめ、１回転当りの分Ｗ（ｆｉｌ ’＜ｃ高
くするためにシー１、センタ感度を上げてスリットの幅
を狭くシ／、−リ、あるいは回転円板４の外径を太きく
する必場ｊがある。
〔背景技術の間ｌＩ″（）点〕
この結果、高分ＪＷ能で小ノ１つ形状の回転検出器は必
然的に高価であり、ま／、：、商分力’（能て安価な回
転イ６ミ出器Ｃ１、）「状の人きど１ものとイＬっでお
シ、小形の届Ｉ Ｄｉ′Ｊ機（・（′大きな回転検出器
が増刊けもれたり、１（：ｊ、 ！’＋ｒ’Ｊ Ｊｉｂ
、 Ｊ、りも回転検出器の方が高価なものとなったりし
ており、実用上人きな制約となっている。すなわち、小
形の装怖”に内蔵する等−＝１法的に制約がある場合に
Ｑ」高価な回転検出器の使用が必ｌルであり、τＪ法的
、価格的に制約がある場合に６」、？１１：勤イメ、（
そのｆｌｌＪ削１イ’Ｉ： ｒ７１でつ１シ位置検出性
能を情ｆｌ：’Ｉ ｉ＝ζ−しなけれｄ；ならないとい
うような問題がある。
然的に高価であり、ま／、：、商分力’（能て安価な回
転イ６ミ出器Ｃ１、）「状の人きど１ものとイＬっでお
シ、小形の届Ｉ Ｄｉ′Ｊ機（・（′大きな回転検出器
が増刊けもれたり、１（：ｊ、 ！’＋ｒ’Ｊ Ｊｉｂ
、 Ｊ、りも回転検出器の方が高価なものとなったりし
ており、実用上人きな制約となっている。すなわち、小
形の装怖”に内蔵する等−＝１法的に制約がある場合に
Ｑ」高価な回転検出器の使用が必ｌルであり、τＪ法的
、価格的に制約がある場合に６」、？１１：勤イメ、（
そのｆｌｌＪ削１イ’Ｉ： ｒ７１でつ１シ位置検出性
能を情ｆｌ：’Ｉ ｉ＝ζ−しなけれｄ；ならないとい
うような問題がある。
本発明は上記のような従）（・二技術のイ］する問題点
を解決するために成されたもので、その目的は無！ｉ＋
４流子電動機の回転位置を高′Ａｉ’？度にて検出する
ことができる小形で軽量しかも安価な無整流子電動機の
デジタル回転検出器を提イ１１、することにある。
を解決するために成されたもので、その目的は無！ｉ＋
４流子電動機の回転位置を高′Ａｉ’？度にて検出する
ことができる小形で軽量しかも安価な無整流子電動機の
デジタル回転検出器を提イ１１、することにある。
−に記［１的を達成するだめに本発明で（弓２、前８１
２ホールＩＣＨ１＋ ）１２ ｒ Ｈ３とは別に互い
にπ／２位相差でホール素子を取付け、夫々のホール素
子の電流、７ｊＡｊ子にπ／２位相差の正弦波ｔｉｉＬ
流を流すＳｌｌ＋発生器および蔚発生器と、夫々のホー
ル素子の出力値を入力［２て減ｎすると共にこの減算値
を零となるように制御する制御回路と、この制御回路の
出力値に応じた周波数のパルスを出力する電圧制御発振
器と、この出力・千ルスを計数して上記ｓｉｎ発生器、
μｓ発生器」？よび回転位ＩＫ六出力端へ出力するカウ
ンタとから構成し、高精度なデジタル回転位置信号を得
ることを！トチ徴とする。
２ホールＩＣＨ１＋ ）１２ ｒ Ｈ３とは別に互い
にπ／２位相差でホール素子を取付け、夫々のホール素
子の電流、７ｊＡｊ子にπ／２位相差の正弦波ｔｉｉＬ
流を流すＳｌｌ＋発生器および蔚発生器と、夫々のホー
ル素子の出力値を入力［２て減ｎすると共にこの減算値
を零となるように制御する制御回路と、この制御回路の
出力値に応じた周波数のパルスを出力する電圧制御発振
器と、この出力・千ルスを計数して上記ｓｉｎ発生器、
μｓ発生器」？よび回転位ＩＫ六出力端へ出力するカウ
ンタとから構成し、高精度なデジタル回転位置信号を得
ることを！トチ徴とする。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説、明
する。第４図は、本発明によるデジタル回転検出器の構
成例をブロック的に示したものである。図において、Ｒ
Ｈ１図示の如く着磁した無整流子電動機の永久磁石回転
子、１０゜１ノは互いにπ々間隔の位相差で回転子Ｒに
対向して？１１１機子に配置され、電流端子１θ♂。
する。第４図は、本発明によるデジタル回転検出器の構
成例をブロック的に示したものである。図において、Ｒ
Ｈ１図示の如く着磁した無整流子電動機の永久磁石回転
子、１０゜１ノは互いにπ々間隔の位相差で回転子Ｒに
対向して？１１１機子に配置され、電流端子１θ♂。
１１ｉと電圧端子１０υ、１１ｖを有するホール素子、
１２はホール素子１０．１１の電圧端子１０υ、１１υ
からの出力値を入力しでこの差の値を比例積分して出力
するオペアンプ等で構成した制御回路である。また、１
３は制御回路１２の出カイ１ｆ１に応じた周波数の・や
ルスを出力する電圧制御発振器、１４は制御回路１２の
出力値が正のときレベル゛１”を２負のときレベル°゛
０＃を出力する極性判別回路、１５は電圧制御発振器１
３の出力パルス数を極性判別回路１４の出力レベルが°
゛１”のときアップカウントし。
１２はホール素子１０．１１の電圧端子１０υ、１１υ
からの出力値を入力しでこの差の値を比例積分して出力
するオペアンプ等で構成した制御回路である。また、１
３は制御回路１２の出カイ１ｆ１に応じた周波数の・や
ルスを出力する電圧制御発振器、１４は制御回路１２の
出力値が正のときレベル゛１”を２負のときレベル°゛
０＃を出力する極性判別回路、１５は電圧制御発振器１
３の出力パルス数を極性判別回路１４の出力レベルが°
゛１”のときアップカウントし。
出力レベルが°゛０”のときダウンカウントしこの計数
値θ′を回転位置信号として出力するカウンタである。
値θ′を回転位置信号として出力するカウンタである。
さらに、１６および１７は夫々カウンタ１５の割数値θ
′を入力して匪θ′の値およびｓｌｎθ′の値を出力す
るリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）等で（ν■成した郭
発生器およびｓｉｎ発生器、１８および１９＆ま夫々弼
発生器１６およびｓｉｎ発生器１７からのデジタル出力
値を入力し２てアナログ値に変換し、夫々ホール素子１
０．１１の電流端子１θｉ、１１ｉに出力するプ′ノタ
ルアナログ（Ｄ／Ａ ）変換器を示すものである。
′を入力して匪θ′の値およびｓｌｎθ′の値を出力す
るリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）等で（ν■成した郭
発生器およびｓｉｎ発生器、１８および１９＆ま夫々弼
発生器１６およびｓｉｎ発生器１７からのデジタル出力
値を入力し２てアナログ値に変換し、夫々ホール素子１
０．１１の電流端子１θｉ、１１ｉに出力するプ′ノタ
ルアナログ（Ｄ／Ａ ）変換器を示すものである。
次に、上記の如く＋１ｑ成したデジタル回転検出器の作
用について述べる。
用について述べる。
い憾、回転子Ｒが回転角度θだり回転すると、ホール素
子１０．１１にかかる磁束密度Ｂ１ 。
子１０．１１にかかる磁束密度Ｂ１ 。
Ｂ２は次式で表わされる。
ｎ １ ＝ Ｂ ｓｉｎθ
・・（１，）Ｂ２＝Ｂ弼θ
・・・（２）ここで、Ｂは定数である。
・・（１，）Ｂ２＝Ｂ弼θ
・・・（２）ここで、Ｂは定数である。
このホール素子１０．１１の電流端子１０ｉ。
ｊＪｌ、に夫々電流’Ｉ＋’２を印加すると、ホール素
子は乗算機能を有しているので、その電圧端子１０ｖ、
ｌ１ｊ）には夫々Ｂ■×ｉ１ 。
子は乗算機能を有しているので、その電圧端子１０ｖ、
ｌ１ｊ）には夫々Ｂ■×ｉ１ 。
Ｂ２×♂２に比例した市、圧が発生する。例えば、”
１ ＝ Ａ ｃ＋１＜θ′、フ’、 ２ ＝ Ａ ５ｉ
１１θ′なる正弦波型１１ｃ（Ａは定数）を流すと、ｊ
Ｊｌ、圧）゛ベニトｊ′１０ ｖ 、 １１ｖにｄｌ、 １） ｌ ＝ ｎ ｌ Ｘ Ｚ Ｈ”
” Ａ Ｂ ｓｉｎ θ・（シロｒ； θ’
−１：１）ｖｌ？−１１２Ｘ Ｚ ２
＝ ＡＩ（ｃｒｙθ・＜ｉｌ＋θ′ ゛（４）なる出
力１１ｊ、 ＩＩ：が発生する。
１ ＝ Ａ ｃ＋１＜θ′、フ’、 ２ ＝ Ａ ５ｉ
１１θ′なる正弦波型１１ｃ（Ａは定数）を流すと、ｊ
Ｊｌ、圧）゛ベニトｊ′１０ ｖ 、 １１ｖにｄｌ、 １） ｌ ＝ ｎ ｌ Ｘ Ｚ Ｈ”
” Ａ Ｂ ｓｉｎ θ・（シロｒ； θ’
−１：１）ｖｌ？−１１２Ｘ Ｚ ２
＝ ＡＩ（ｃｒｙθ・＜ｉｌ＋θ′ ゛（４）なる出
力１１ｊ、 ＩＩ：が発生する。
これらの出力電圧ｖ１．ｕｚは、制御ｉ′ｌＩｊ回路１
２にお・いて差分をとりこの値を比例積分して出力する
。すなわち、 υ＝υ、 −？Ｊ ２ ： Ａ ＩＳ ｓｉｑ （θ−
θ’） −（５）の如く、差分Ｖ、ｌ、角度差（θ
−θ′）のＩＥ弦吉しで求する。：Ｉｆ制御回路Ｉ２の
出力値ｔ＝１１、電圧制御発振器１３においてその値に
応じた周波数に変換されたパルスとしてカウンタ１５に
出力される。
２にお・いて差分をとりこの値を比例積分して出力する
。すなわち、 υ＝υ、 −？Ｊ ２ ： Ａ ＩＳ ｓｉｑ （θ−
θ’） −（５）の如く、差分Ｖ、ｌ、角度差（θ
−θ′）のＩＥ弦吉しで求する。：Ｉｆ制御回路Ｉ２の
出力値ｔ＝１１、電圧制御発振器１３においてその値に
応じた周波数に変換されたパルスとしてカウンタ１５に
出力される。
また、制御回路Ｉ２のｖｉ力値は極性判別回路１４にお
いて止、負の判別が行なわれ、正のとき正転信シ）のレ
ベル“１”を、負のとき逆転信号のレベル°°０”をカ
ウンタ１５に出力する。電圧制御発振ｉ！：ｙ 、７
ｓからの出力パルスシ」２、カウンタ１５において極性
判別回路１４の出力レベルが１”のときアップカウント
され、出力レベルが°゛０”のときダウンカウントされ
る。この割数値θ′は、回転位置信号として出力される
と共に、ＲＯＭで構成しだ房発生器１６とｓｌｎ ”’
＋’ｉ生器１７のアドレス信号となり、該当するアトｌ
メスに記憶したデータ四〇′およびｓｉｎθ′が夫々Ｄ
／Ａ変換器１８および１９に出力される。このＤ／Ａ変
換器１８および１９で定数へ倍したアナログ値に変換さ
れたＡｃｏｓθ′の値Ｃ」：ホール素子１０の電流ψ；
１４子１ｏｉに、Ａ ｓｉｎθ′の値はホール素子１ノ
の電流端子１１ｉに夫々入力され、夫々ホール素子１０
および１１において磁束密度Ｂ、およびＢ２と乗算され
、（３）式および（４）式が得られる。
いて止、負の判別が行なわれ、正のとき正転信シ）のレ
ベル“１”を、負のとき逆転信号のレベル°°０”をカ
ウンタ１５に出力する。電圧制御発振ｉ！：ｙ 、７
ｓからの出力パルスシ」２、カウンタ１５において極性
判別回路１４の出力レベルが１”のときアップカウント
され、出力レベルが°゛０”のときダウンカウントされ
る。この割数値θ′は、回転位置信号として出力される
と共に、ＲＯＭで構成しだ房発生器１６とｓｌｎ ”’
＋’ｉ生器１７のアドレス信号となり、該当するアトｌ
メスに記憶したデータ四〇′およびｓｉｎθ′が夫々Ｄ
／Ａ変換器１８および１９に出力される。このＤ／Ａ変
換器１８および１９で定数へ倍したアナログ値に変換さ
れたＡｃｏｓθ′の値Ｃ」：ホール素子１０の電流ψ；
１４子１ｏｉに、Ａ ｓｉｎθ′の値はホール素子１ノ
の電流端子１１ｉに夫々入力され、夫々ホール素子１０
および１１において磁束密度Ｂ、およびＢ２と乗算され
、（３）式および（４）式が得られる。
このように制御ルーズを構成することは、一般にフユー
ズ・ロック・ルーｆ （ＰＬＬ）制御と称されており、
回転角度差（θ−θ′）の値が零となるように制御され
る。この結果、回転子Ｒの回転角度θの値ｆｄ： ツノ
ランク１５の出力値θ′と略等しくなり、回転位置信号
が容易に得られることになる。（シ１１えば、カウンタ
１５に１０ビツトのアップダウンカウンタを使用すると
、回転子Ｒの１回転を１０２４分割す２．ことができる
。この時、無整１１１孔子電動機の回転数が１５０ Ｏ
ｒ、ｐ、ｍ、であるとすると、電圧制御発Ｊル器１３の
出力周波数ｄ、２５． （ｉ ｋｌ１７．となるように
、制御１回路１２の出力電圧を比例積分定数を調整し７
て設定すればよい。
ズ・ロック・ルーｆ （ＰＬＬ）制御と称されており、
回転角度差（θ−θ′）の値が零となるように制御され
る。この結果、回転子Ｒの回転角度θの値ｆｄ： ツノ
ランク１５の出力値θ′と略等しくなり、回転位置信号
が容易に得られることになる。（シ１１えば、カウンタ
１５に１０ビツトのアップダウンカウンタを使用すると
、回転子Ｒの１回転を１０２４分割す２．ことができる
。この時、無整１１１孔子電動機の回転数が１５０ Ｏ
ｒ、ｐ、ｍ、であるとすると、電圧制御発Ｊル器１３の
出力周波数ｄ、２５． （ｉ ｋｌ１７．となるように
、制御１回路１２の出力電圧を比例積分定数を調整し７
て設定すればよい。
なお、回転子Ｒの停止位置の検出は回転角度差（θ−θ
′）の値が零となる甘で、電圧制御発振器１３が・やル
スを出力してカウンタ１５のｎ１数値を進めるか戻すか
することに」：り容易に行なうことができる。
′）の値が零となる甘で、電圧制御発振器１３が・やル
スを出力してカウンタ１５のｎ１数値を進めるか戻すか
することに」：り容易に行なうことができる。
尚、本発明は上記実Ｍｌｊ例に限定されるものではなく
、次のようにしても実施することができるものである。
、次のようにしても実施することができるものである。
（’） Ｊ、−、、ｉｌ、では、ホール素子１０．１
１を無整流子電動機の電機子巻線の磁束の影響の少ない
部所に配置１〆Ｃして、永久磁石回転子Ｒ５の磁束を検
出するようにしたが、第５図に示す如く電動機１の反１
α結側のシーヤフト２に１ツ１示の如＜ Ｘ２磁した永
久磁石の円板Ｌ）を固’Ｉ′ｊ Ｌ、この円板りに対向
してホール素子１０．１１を金Ｊｌ、９を用いて配置す
るようにしてもよい。
１を無整流子電動機の電機子巻線の磁束の影響の少ない
部所に配置１〆Ｃして、永久磁石回転子Ｒ５の磁束を検
出するようにしたが、第５図に示す如く電動機１の反１
α結側のシーヤフト２に１ツ１示の如＜ Ｘ２磁した永
久磁石の円板Ｌ）を固’Ｉ′ｊ Ｌ、この円板りに対向
してホール素子１０．１１を金Ｊｌ、９を用いて配置す
るようにしてもよい。
かようにすれば、磁束密度の検１１０１５度が向上する
だめ、回転位置の検出Ｔｌ１ｉ度の向」二がし１れるこ
とになる。なお、回転円板りおよびホール素子１０．１
１は小形なものであり、電動機１全体の外形寸法にさほ
どの増大を招かないものである。
だめ、回転位置の検出Ｔｌ１ｉ度の向」二がし１れるこ
とになる。なお、回転円板りおよびホール素子１０．１
１は小形なものであり、電動機１全体の外形寸法にさほ
どの増大を招かないものである。
（１）） また、ホール素子１０．１１の出力！侍性
に温度依看性が問題となる場合には、電動機に温度検出
器を設けその出力信号に基づき、制御回路１２内におい
て、１チツプマイコン幻・で構成した図示しない温度補
正回路を１−１・用して、ホール素子１０．１１の出力
電圧υｌ＋’・２の差分（ｔ’＋−υ２）の値を補正す
るようにすればよく、温度変化に対しても十分に対応す
ることができるものである。
に温度依看性が問題となる場合には、電動機に温度検出
器を設けその出力信号に基づき、制御回路１２内におい
て、１チツプマイコン幻・で構成した図示しない温度補
正回路を１−１・用して、ホール素子１０．１１の出力
電圧υｌ＋’・２の差分（ｔ’＋−υ２）の値を補正す
るようにすればよく、温度変化に対しても十分に対応す
ることができるものである。
（ｃ）さらに、回転子Ｒの１回転当りの分割数を決定す
るカウンタ１５は１０ビツトのアップダウンカウンタと
して述べたが、これに限られるものではなくデジタル回
転検出器として要求される分解能に適合するビット数の
カウンタを選定すればよい。但し、このとき電圧制御発
振器１３の出力周波数、および亦発生器１６＋ ｓｉｎ
発生器１７を構成するＲＯＭの容Ｆｊｌ−は、このカウ
ンタ１５のビット数に適合するものを選定する必要があ
る。
るカウンタ１５は１０ビツトのアップダウンカウンタと
して述べたが、これに限られるものではなくデジタル回
転検出器として要求される分解能に適合するビット数の
カウンタを選定すればよい。但し、このとき電圧制御発
振器１３の出力周波数、および亦発生器１６＋ ｓｉｎ
発生器１７を構成するＲＯＭの容Ｆｊｌ−は、このカウ
ンタ１５のビット数に適合するものを選定する必要があ
る。
（ｄ） 無整流子１［を動機の３相半波インバータを
構成するトランジスタＱ１ ｒ Ｑ２ ｔ Ｑ３のベ
ース化＋」を、カウンタ１５の割数値に応じて形成する
ようにすれば、前述したホールＩＣＨｌ＋ Ｈ２ｒ１１
３を省略することができると共に、電動機の制御精度を
向」ニさせることができる。
構成するトランジスタＱ１ ｒ Ｑ２ ｔ Ｑ３のベ
ース化＋」を、カウンタ１５の割数値に応じて形成する
ようにすれば、前述したホールＩＣＨｌ＋ Ｈ２ｒ１１
３を省略することができると共に、電動機の制御精度を
向」ニさせることができる。
（ｅ） 無整流子電動機は、２極シンクロナスモータ
と３相半波インバータの構成に限定されるものではなく
、壕だ半導体スイッチはトランジスタに限定されるもの
ではなく、第６図に示す如く４極シンクロナスモータと
３相全波インノ々−夕とダートターンオフサイリスク０
１〜Ｇ６の構成と、π／３位相差の３組のホール素子を
１１「″１次切換るような構成のものとしても、種々に
変形して実施することが可能である。なお、第６図にお
いて２０は切換スイッチ、２ノは本デジタル回転検出器
、２２は速度制御回路を示すものである。
と３相半波インバータの構成に限定されるものではなく
、壕だ半導体スイッチはトランジスタに限定されるもの
ではなく、第６図に示す如く４極シンクロナスモータと
３相全波インノ々−夕とダートターンオフサイリスク０
１〜Ｇ６の構成と、π／３位相差の３組のホール素子を
１１「″１次切換るような構成のものとしても、種々に
変形して実施することが可能である。なお、第６図にお
いて２０は切換スイッチ、２ノは本デジタル回転検出器
、２２は速度制御回路を示すものである。
（ｆ） 電動機回転軸以外の回転軸においても回転位
ＩＣイを検出する必要がある場合は、２６４図の如く永
久磁石の円板りを回転軸に固１’ｆ Ｌ−１この円板に
対向してホール素子１０．１１を配置することにより、
電動機回転軸２と同様に高精度のデジタル回転検出を行
々うことか可能である。
ＩＣイを検出する必要がある場合は、２６４図の如く永
久磁石の円板りを回転軸に固１’ｆ Ｌ−１この円板に
対向してホール素子１０．１１を配置することにより、
電動機回転軸２と同様に高精度のデジタル回転検出を行
々うことか可能である。
以上説明したように本発明によれば、無整流子電動機の
永久磁石回転子の磁束を検出する一対のホール素子を電
機子鉄心にπ々間隔の位相差で股部することのみで、高
精度にデジタル回転位置を検出することができ、小形、
軽量、安価なデ・ノタル回転検出器が提供できる。もっ
てｈその結果無整流子■１動槻の回転子位１べの検出用
ポールＩＣを不要とすると共に、辿度制御や位値決め制
御を高精度に行ないイ：、、 さらに電動機の取イ；
」けスペースに制約のある場合にはその効果は極め−ご
絶大なものとなる。才だ、市、圧制御発振器の入力′市
川ｔよ回転速度信号として、出力・やルスは回り（１、
パルス信号とし゛ｌ使用できるものであり、σ（四１．
）ｉ４ｊ出ン：：やノＰルスソエネレータをも不」７つ
とする。イ」用件を有するものである。
永久磁石回転子の磁束を検出する一対のホール素子を電
機子鉄心にπ々間隔の位相差で股部することのみで、高
精度にデジタル回転位置を検出することができ、小形、
軽量、安価なデ・ノタル回転検出器が提供できる。もっ
てｈその結果無整流子■１動槻の回転子位１べの検出用
ポールＩＣを不要とすると共に、辿度制御や位値決め制
御を高精度に行ないイ：、、 さらに電動機の取イ；
」けスペースに制約のある場合にはその効果は極め−ご
絶大なものとなる。才だ、市、圧制御発振器の入力′市
川ｔよ回転速度信号として、出力・やルスは回り（１、
パルス信号とし゛ｌ使用できるものであり、σ（四１．
）ｉ４ｊ出ン：：やノＰルスソエネレータをも不」７つ
とする。イ」用件を有するものである。
第１図＆、ｔ ；（１！ｌ整流整流子機動／；１テ′す
原理図、第２図は第１図におけるインバータの一１０作
を示すタイムチャート図、第３図は）Ａトセンザを使用
した回転検出器を示す構成図、第４図は本発明の一実施
例を示すブロック図、第５図および第６図は本発明の他
の実施例を示す＋１１１成図である。 １０．１１・・・ホール素子、１２・・制御回路、１３
・・・電圧開側１発揚器、１４・・・極性判別回路、１
５・・・カウンタ、１６・・・弼発振器、１７・・・ｓ
ｌｎ発振器、１８．１９・・・Ｄ／Ａ変換器。 第１図 第２図 第４図
原理図、第２図は第１図におけるインバータの一１０作
を示すタイムチャート図、第３図は）Ａトセンザを使用
した回転検出器を示す構成図、第４図は本発明の一実施
例を示すブロック図、第５図および第６図は本発明の他
の実施例を示す＋１１１成図である。 １０．１１・・・ホール素子、１２・・制御回路、１３
・・・電圧開側１発揚器、１４・・・極性判別回路、１
５・・・カウンタ、１６・・・弼発振器、１７・・・ｓ
ｌｎ発振器、１８．１９・・・Ｄ／Ａ変換器。 第１図 第２図 第４図
Claims (4)
- （１）永久磁石回転子の磁束に応動しπ／２の位相差で
配置された一対のホール素子と、この各ホール素子の電
流端子にπ／２位相差の正弦波電流を流す５１１１発生
器およびμｓ発生器と、前記各ホール素子の電圧出力値
を入力して減算すると共にこの減算値を零となるように
制ｆｌｉｌｌする制御回路と、この制御回路の出力値を
入力し７この値に応じた周波数のノ＜’レスを出力する
電圧制御発振器と、この電圧制御発振器からの出カッ４
ルスをＴｆｌ数して前記ｓｌｎ発生器、羞発生器および
回転位置出力端へ出力するカウンタとを具媚１して成る
ことを特徴とするデジタル回転検出器。 - （２）夫々１２０°の間隔で設置された一対のホール素
子の３組の電圧出力値をπ／３の位相差で順次切換えて
制御回路に入力するようにした特許請求の範囲第（１）
項記載のデジタル回転検出器。 - （３）無」１（流子電動機の電機子に一対のホール素子
をπ／２の位相差で設置し、永久磁石回転子の位置に対
応した信号を出力するようにした特許請求の範囲第０）
Ｊｉ’Ｉ記載のプ′ジタル回転検出器。 - （４）無す１（流子１１呈動機にｌ’ｉｉｉ’ｔ ＩＬ
Ｌ検出器を設け、その出力（ｉＮ号により制御回路の出
力値を補正して温度袖イＪ１を行なうようにした特許ｉ
ｊ’ｌ’Ｊ求の範囲第（１）項記載のデジタル回転検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57168882A JPS5958314A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | デジタル回転検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57168882A JPS5958314A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | デジタル回転検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5958314A true JPS5958314A (ja) | 1984-04-04 |
Family
ID=15876306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57168882A Pending JPS5958314A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | デジタル回転検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5958314A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003043173A3 (en) * | 2001-11-16 | 2004-02-19 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Motor controller |
| CN102795296A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-11-28 | 成都宽和科技有限责任公司 | 有壳体内多磁块不均匀分布传感器的助力自行车 |
| CN102795301A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-11-28 | 成都宽和科技有限责任公司 | 有壳体内多磁块不均匀分布磁通量传感器的助力自行车 |
| CN102826174A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-12-19 | 成都宽和科技有限责任公司 | 电机壳上设磁块位置不均匀分布传感器的助力自行车 |
-
1982
- 1982-09-28 JP JP57168882A patent/JPS5958314A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003043173A3 (en) * | 2001-11-16 | 2004-02-19 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Motor controller |
| US6906494B2 (en) | 2001-11-16 | 2005-06-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor controller |
| CN102795296A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-11-28 | 成都宽和科技有限责任公司 | 有壳体内多磁块不均匀分布传感器的助力自行车 |
| CN102795301A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-11-28 | 成都宽和科技有限责任公司 | 有壳体内多磁块不均匀分布磁通量传感器的助力自行车 |
| CN102826174A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-12-19 | 成都宽和科技有限责任公司 | 电机壳上设磁块位置不均匀分布传感器的助力自行车 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5408153A (en) | Index position detecting apparatus for an electromagnetic rotary machine | |
| US4874993A (en) | Sensorless brushless motor | |
| US4008425A (en) | Motor servo system with multiplier means to drive and servo the motor | |
| CA1171902A (en) | Brushless dc motor | |
| EP0510723A1 (en) | Control system for a multiphase synchronous machine | |
| US4507590A (en) | Brushless DC motor | |
| CA1057352A (en) | Brushless phase locked servo drive | |
| JP3085884B2 (ja) | ブラシレスモータの速度検出装置 | |
| JP3690338B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JP3427575B2 (ja) | 直流ブラシレスモータ及びその停止方法 | |
| US4468595A (en) | Driving circuit for a Hall motor | |
| CN110063018B (zh) | 励磁绕组型旋转电机 | |
| JPH1141897A (ja) | 回転速度検出手段を有するモータ | |
| JPS624955B2 (ja) | ||
| SU1700736A1 (ru) | Электропривод переменного тока | |
| JPS5996859A (ja) | ブラシレスモ−タ− | |
| JPS6321434B2 (ja) | ||
| EP0068756A1 (en) | Brushless DC motors | |
| JPS62203596A (ja) | 三相交流電動機の速度制御装置 | |
| JPS6021347B2 (ja) | モ−タの位置及び速度の検知装置 | |
| JPS6260457A (ja) | 偏平形電動機 | |
| JPS6359785A (ja) | ブラシレスモ−タ | |
| SU399895A1 (ja) | ||
| JPS6134872Y2 (ja) | ||
| KR960009804Y1 (ko) | 소형정밀모터의 회전주파수 발생장치 |