JPS62203589A

JPS62203589A - ホ−ルモ−タ駆動回路

Info

Publication number: JPS62203589A
Application number: JP61043676A
Authority: JP
Inventors: Kazutomo Imakire; 今給黎　一友
Original assignee: Otari Electric Co Ltd
Current assignee: Otari Electric Co Ltd
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1987-09-08
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPH0720387B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はブラシレスＤＣモータの一種であり、ロータの
位置を検出するホール素子を備えたホールモータの駆動
回路に関する。

（従来の技術）一般にこの種モータは第５図及び第６図に示すように構
成されており、同図において１はケースであり、上部に
回転検出コイル２が設けられ、下部に駆動コイル３が設
けられている。４は数種に着磁されたロータであり、回
転軸５を介し前記ケース１に軸支されている。６は多極
に着磁された磁石リングであり、前記回転検出コイル２
と対向して前記ロータ４に設けられている。この場合前
記駆動コイル３は第６図に示すように例えば三相駆動の
ときＵ相コイル７、■相コイル８、Ｗ相コイル９が一組
となって相互に１２０°の電気角ずつずらして重ね合わ
されており、各相のコイル７．８．９の間には各相に対
応するホール素子１０．１１．１２が配置されている。

そして、前記ホール素子ｌ０８１１．１２によってロー
タ４の位置を検出し、各相のコイル７．８．９にその位
置の最適な電流を供給してロータ４を回転するとともに
、回転検出コイル２によりロータ４の回転数を検出して
回転数の制御を行なうものである。

ところで、このようなホールモータにおいては、駆動コ
イル３に正弦波に近い波形の電流を流して振動が生しな
いように構成されており、駆動コイル３に正弦波に近い
波形の電流を供給するために、従来よりロータ４が定常
状態で回転しているときのホール素子１０，１１．１２
からの出力波形が正弦波に近い波形であることを利用し
てホール素子１０，１１．１２の出力信号をそのまま増
幅して駆動コイル３に供給しており、ホールモータの回
転制御は前記回転検出コイル２で検出された回転数（回
転速度）に応じて駆動コイル３に流す電流の振幅を制御
することにより行なっている。

しかし、このような駆動方法ではモータの始動時などに
駆動電圧の波形が正弦波とならず振動を発生する場合が
ある。

（発明が解決しようとする問題点）上記したようにホール素子１０，１１．１２の出力信号
をそのまま増幅し、回転速度に応じてその振幅を可変し
て駆動コイル３に供給した場合、例えば始動時などにモ
ータを最大トルクで駆動するとき、５区動電圧の平均値
が常に電源電圧の中心とは限らないことに起因して、駆
動電圧波形の山又は谷の部分が電源電圧又は零電位で制
限されて歪んだ波形となる場合があり、これによりモー
タに振動が生じるという問題を有していた。

そこで本発明は例えば始動時などのモータを最大１−ル
クで駆動するときにも常に正弦波に近い波形の電流を駆
動コイルに供給できるホールモータ駆動回路を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、各相のホール素子の出力振幅を速度差情報に
基づき振幅制御手段で設定制御した後に、前記速度差情
（Ｕに応じて振幅制御手段の出力振幅の中心が、電源電
圧Ｖｓのほぼ中心電圧１／２ＶＳに一致させる補正手段
を設けて構成している。

（作　用）ホール素子からの正弦波は、回転速度に応じてその振幅
を可変制御する際に、振幅の大小に応じてその振幅中心
も変化してしまう。そこで、本発明は上記の振幅中心の
変化を補正手段によって補正し、出力振幅の中心を常に
″：ｌ源電圧Ｖｓのほぼ中心電圧１／２　Ｖｓに一致さ
せることで、この正弦波の山が電源電圧Ｖｓを越えるこ
とがなく、かつ、正弦波の谷が零電位を下回るごとがな
いようにしている。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照して説
明する。同図において第５図、第６図と同一部分に同一
符号を用いて説明し、本発明の実施例のうち第５図及び
第６図に示す構成と同一のちのについてはその説明を省
略する。

第１図は本発明のホールモータ駆動回路１００を示すブ
ロック図である。１３．１４．１５は各相のホール素子
１０，１ｍ　　１２の出力信号を増幅する各相の増幅回
路である。１６は検出コイル２の出力信号を増幅する増
幅回路、１７はごの増幅回路の出力信号の波形を整形す
る波形整形回路であり、両者で回転速度信号発生手段４
（）を構成している。１８はロータ４の回転速度の基阜
となる周期の信号を発生する基準回転速度信号発生手段
の一例である基準発振回路である。１９は前記波形整形
回路１７の出力信号と基準発振回路１８の出力信号との
位相を比較し双方の位相差に応じた信号を出力する位相
比較回路、２０はこの位相比較回路１９の出力信号を平
滑し直流電圧に変換するローパスフィルタであり、両者
で速度差情報検出手段５０を構成している。

２２．２３．２４は前記各相の増幅回路１３゜１４．１
５の出力信号の振幅を前記ローパスフィルタ２０の出力
電圧に応じて変化させて出力する各相の乗算回路であり
、これらは振幅制御手段６０の一例である。

２１はこのローパスフィルタ２０の出力電圧に基づいて
予め設定された補正電圧を発生する補正電圧発生回路、
２５，２６．２７は各相の乗算回路２２，２３．２４の
出力信号と前記補正電圧発生回路２１からの補正電圧と
を加算する各相の加算回路であり、駆動コイル７．８．
．９に接続されている。そして、前記補正電圧発生回路
２１および各加算器２５，２６．２７で補正手段７０を
構成している。

以上のように構成された実施例の動作を第２図〜第４図
の波形図にしたがって説明する。

第２図〜第４図は第１図に示したブロック図の主要部分
の波形を示しており、同図においてａはは増幅回路１６
により増幅された検出コイル２の出力信号の波形、ｂは
ａの波形が波形成形回路１７によって整形された波形、
Ｃは基準発振回路１８から出力される基準信号の波形、
ｄはｂの波形とＣの波形の位相を比較し、その位相差に
よってパルス幅が変化する位相比較回路１９の出力波形
、ｅはｄの波形が直流電圧に変換されたローパスフィル
タ２０からの出力波形、ｆはｅの波形に基づいて補正電
圧発生回路２１から出力される補正電圧の波形、ｇは増
幅回路１３，１４．　１５により増幅されたホール素子
１０，１１．１２の出力信号の波形である。この場合波
形ｇのＵ、　　Ｖ。

Ｗは第１図のブロック図の各相に対応しており、以下の
説明ではＵのみを考えている。ｈは増幅回路１３の出力
であるｇの波形とローパスフィルタ２０の出力であるｅ
の波形との乗算を行なった乗算回路２２の出力波形、ｉ
は補正電圧であるｆの波形と乗算回路２２の出力である
ｈの波形との加算を行なっ−た加算回路２５の出力波形
である。なお駆動コイル７に流れる電流の波形はｉの波
形と位相は異なるが相似である。

第２図は基準信号の波形Ｃと波形整形回路１７の波形す
との位相が同じであるモータが定常状態で回転している
ときの波形を示し、この場合には波形整形回路１７の出
力の位相、（、基準発振回路１８の出力の位相との位相
差に応じた直流電圧の波形ｅは１／２Ｈの電圧である。

そしてｅの波形と増幅回路１３の出力であるｇの波形と
を乗算すると振幅の中心が電源電圧Ｖｓの振幅の中心よ
りずれたｈの波形となる。そこでｈの波形に補正電圧の
ｒの波形を加算するとｈの波形のずれが補正され、ｉに
示すように振幅の中心が電′ｒＡ電圧Ｖｓの振幅の中心
１／２　Ｖｓと同一になる波形が形成される。

第３図は基準信号の波形Ｃの位相に比べ波形整形回路１
７の出力波形すの位相が遅れている場合を示し、この場
合には位相比較回路１９の出力波形ｄのパルス幅が第２
図の定常状態より広くなり、ローパスフィルタ２０の出
力波形ｅの電圧は定常状態の１／２Ｈより高くなる。す
ると乗算回路２２の出力波形りの振幅も定常状態より大
となり、その振幅の中心と電源電圧Ｖｓの振幅の中心と
のずれも定常状態より大となる。そこで補正電圧発生回
路２１から出力されるずれ分の補正電圧の波形［を加算
するとｉに示すように振幅の中心が電源電圧Ｖｓの振幅
の中心１／２　Ｖｓと同一になる波形が得られる。

第４図は基準信号の波形Ｃの位相に比べ波形整形回路１
７の波形すの位相が進んでいる場合を示し、この場合に
は位相比較回路１９の出力波形ｄのパルス幅が第２図の
定常状態より狭くなり、ローパスフィルタ２０の出力波
形ｅの電圧は定常状態の１／２　Ｈより低くなる。する
と乗算回路２２の出力波形りの振幅も定常状態より小と
なり、その振幅の中心と電源電圧Ｖｓの振幅の中心との
ずれも定常状態より小となる。そこで補正電圧の波形ｆ
を加算するとｉに示すように振幅の中心が電源電圧Ｖｓ
の振幅の中心１／２　Ｖｓと同一になる波形が得られる
。

このように、モータが定常状態より速くなったり遅くな
ったりして基準信号の波形Ｃの位相に比べ波形形成回路
１７の出力波形すの位相がずれた場合でも、補正電圧発
生回路２１からの補正電圧によって常に電源電圧Ｖｓの
振幅の中心と同一の振幅中心をもつ電圧によってモータ
が駆動されるためモータの振動を防止できる。

なお本発明は上記実施例に限らず本発明の要旨の範囲内
で種々の変形実施が可能である。

上述した回転速度信号発生手段４０、速度差情報検出手
段５０、振幅制御手段６０及び補正手段７０は実施例の
構成に限らず同一機能を有する他の等価回路で置き換え
得ることは言うまでもない。

また、上記手段を構成する回路のうち、例えば補正電圧
発生回路は利得をもつ反転増幅回路などで構成してもよ
く、ホールモータの検出コイルは光学的手段などを用い
ることも可能である。

〔発明の効果〕

駆動コイルに加えられるホール素子の出力波形の振幅の
中心が常に電源電圧の振幅の中心に位置するように補正
されることにより常に振動の無いなめらかな回転が得ら
れるホールモータ駆動回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図［
ａｌ〜（ｉｌ、第３図ａ〜（ｇｌ及び第４図ａ〜（ｇｌ
はそれぞれ同上ブロック図の主要部の出力波形を示す図
面、第５図、第６図はぞれぞれホールモータの概略斜視
図である。２・・・回転検出手段、４・・・ロータ、７．８．９・
・・駆動コイル、１０．１１．１２・・・ホール素子、１８・・・基準回転速度信号発生手段、４０・・・回転
速度信号発生手段、５０・・・速度差情報検出手段、６０・・・振幅制御手段、７０・・・補正手段。（０）　ＩＪ’１皿面４（ｂ）凹几り二（Ｃ）ユ［’ 第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　ロータを駆動する複数相の駆動コイルと、前記
ロータの駆動を検出する回転検出手段と、前記ロータの
回転位置を検出する前記駆動コイルと同数相のホール素
子とを備えたホールモータを駆動するホールモータ駆動
回路において、前記回転検出手段の出力に基づき前記ロ
ータの回転速度信号を出力する回転速度信号発生手段と
、前記ロータの基準回転速度信号を出力する基準回転速
度信号発生手段と、前記回転速度信号と基準回転速度信
号との速度差を検出する速度差情報検出手段と、前記各
相のホール素子からの出力信号の振幅を前記速度差情報
に応じて各相毎に制御する振幅制御手段と、前記速度差
情報に基づき前記振幅制御手段からの出力振幅の中心を
、各相の駆動コイルを駆動するための電源電圧Ｖｓのほ
ぼ中心電圧１／２Ｖｓに一致させる補正手段と、この補
正手段からの出力に応じて各相の駆動コイルを通電制御
するコイル駆動手段とを有することを特徴とするホール
モータ駆動回路。
（２）　速度差情報検出手段は、速度差に応じた電圧を
出力するものであり、振幅制御手段は前記速度差電圧を
各相のホール素子からの出力にそれぞれ乗算して振幅を
可変制御する乗算器である特許請求の範囲第１項記載の
ホールモータ駆動回路。（３）　補正手段は、前記速度
差電圧に基づき前記各乗算器の出力振幅の中心を補正す
る電圧を発生する補正電圧発生回路と、この補正電圧を
各乗算器の出力に加算する加算回路とから成るものであ
る特許請求の範囲第２項記載のホールモータ駆動回路。