JP4164072B2 - モーターおよびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御方法に関し、特に、ダメージからモーターを防ぐことができる制御方法に関するものである。

図１に示すように、従来のモーターは、固定子１０と回転子１２を含む。センサー１６は、固定子１０の上に設置され、四つのＮ極と四つのＳ極が交互に回転子１２の上に設置されている。センサー１６がＮ極、またはＳ極を感知した時、固定子コイル（未表示）の電流方向が変わり、固定子１０の鉄心の極性を変える。Ｎ極１２１がセンサー１６に感知された時、高レベルの信号が出力され、固定子１０の鉄心１０１の極性がＮに変えられる。よって、回転子１２の回転は、Ｎ極１２１と鉄心１０１間の反発力によって維持される。Ｓ極が固定子１６に感知された時、低レベルの信号が出力され、鉄心１０１の極性がＳに変えられ、固定子１２の回転が維持される。センサー１６の出力信号Ｓ_ｎｏｍは、図３ａに示されている。

回転子１２が停止した時、Ｎ極１２１とＳ極１２２間の境界がセンサー１６の近くに位置した場合、センサー１６は、Ｎ極１２１を始めに感知し、鉄心１０１の極性をＮに変え、モーターが再駆動した時、回転子１２は、時計回りに回転する。Ｓ極１２２がセンサー１６に感知された時、鉄心１０１の極性がＳに変えられる。よって、回転子１２は、Ｓ極１２２と回転子１２間の反発力によって逆時計回りで回転される。逆に、Ｎ極１２１がセンサー１６に感知された時、時計回りの回転が再開する。このような繰返される時計回りと逆時計回りの回転は、回転子を振動させる。図３ｂに示すように、センサー１６が振動した時、出力信号Ｓａｂｎｏｍが発せられる。回転子１２の振動は、荷重電流のために、モーターのダメージを引き起こす。

ＮとＳ極間の境界する数は、Ｎ極またはＳ極の数によって決まる。図１と図２では、回転子１２は、８つの極（ＮとＳ極を含む）が提供されているため、８つの境界が提供される。回転子の境界の数は、直接、振動量に影響する。

これに鑑みて、本発明は、モーター、およびその制御方法を提供し、ダメージからモーターを防ぐ。

本発明は、モーター、およびその制御方法を提供する。モーターの実施例は、固定子と回転子を含む。回転子は、円をなして交互に配置された複数のＮ極とＳ極を有する。実施例のモーター制御方法は、前記回転子の回転の間、ＮとＳ極間の境界を同時に感知することから第一と第二センサーを防ぐ方法で、固定子に第一センサーと第二センサーを提供するステップと、第一持続時間を決めるステップと、前記回転子の回転の間、前記第一センサーが前記Ｎ極のいずれか一つを感知した時、第一信号を出力し、前記第一センサーが前記Ｓ極のいずれか一つを感知した時、第二信号を出力するステップと、前記回転子の回転の間、前記第二センサーが前記Ｎ極のいずれか一つを感知した時、第三信号を出力し、前記第二センサーが前記Ｓ極のいずれか一つを感知した時、第四信号を出力するステップとを含む。

モーターのいくつかの実施例は、回転子、固定子、第一センサー、第二センサーと処理装置を含む。回転子は、複数のＮ極とＳ極を有し、第一センサーは、前記固定子に設置され、第二センサーは、前記固定子に設置され、適当な距離で前記第一センサーから離され、処理装置は、前記第一と第二センサーから信号を受ける。前記第一と第二センサーは、前記回転子の回転の間、前記第一と第二センサーがＮ−Ｓ極間の境界を同時に感知しない方法で前記固定子に設置される。

二つのセンサーが本発明のモーターの固定子に設置され、二つのセンサーは、同時に回転子のＮ−Ｓ境界を感知しない。モーターが駆動した時、センサーの中の一つが回転子のＮ−Ｓ境界を感知した場合、回転子が振動して、正常に回転できないことを暗示している。この場合、その他のセンサーの出力信号は、所定時間、高または低レベルで維持される。よって、モーターが停止され、ダメージを防ぐ。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

モーター、およびその制御方法を以下、詳細に説明する。図４は、モーター実施例の概略図である。モーターは、回転子１２と固定子１０を含む。回転子１２は、複数のＮ極とＳ極（この実施例では、８つの極が提供される）を有する。センサー１６と１８は、固定子１０の周りに設置される。図４に示されるモーターでは、センサー１８とセンサー１６は、同時に８つの位置（回転子１２の８つのＮ極とＳ極間の境界）のＮ極とＳ極間の境界（これよりＮ−Ｓ境界と称す）を感知する。センサー１８が８つの位置のどの一つにも位置しない場合、センサー１６と１８は、Ｎ−Ｓ境界を同時に感知しない。

いくつかの実施例では、センサー１６と１８は、例えば、分流器、変流器、ホールセンサー、または磁気抵抗器などの磁場センサーである。

図５は、モーター制御方法の実施例を示すブロック図である。図５では、センサー１６、１８からの出力信号Ｓ_１６、Ｓ_１８は、処理装置４２に入力される。センサー１６の出力信号Ｓ_１６は、Ｎ極を感知した時、第一信号（高レベル）と称され、Ｓ極を感知した時、第二信号（低レベル）と称される。センサー１８の出力信号Ｓ_１８は、Ｎ極を感知した時、第三信号（高レベル）と称され、Ｓ極を感知した時、第四信号（低レベル）と称される。

図４を参照する。モーターが駆動し、回転子１２のＮ−Ｓ境界がセンサー１６の近くに位置された時、Ｎ極とＳ極は、センサー１６に交互に感知されることで固定子１０の極性が交互に変わり、その時に第一信号と第二信号がセンサーによって交互に出力される。しかし、センサー１８は、この時にも常にＮ極を感知するため、センサー１８の出力信号は、所定時間、高レベルで維持される。

センサー１６の出力信号が交互に変えられ、センサー１８の出力信号が所定時間を越えて高レベルで維持された時、処理装置４２は、イネーブル信号を出力し、モーターを止めるため、荷重電流によるダメージを防ぐ。

図６ａ、６ｂは、回転子が振動した時の波形図である。モーターが駆動し、センサー１６が回転子１２のＮ−Ｓ境界を感知した時、Ｓ_１６は、交互に変わり、Ｓ_１８は、高レベルを維持する。この時、処理装置４２は、出力信号を受け、イネーブル信号に出力し、モーターを止める。どの出力信号も所定時間を超えて高レベルで持続されなければ、センサーは回転子の極性を正確に感知することができる。

所定時間は、モーターの回転速度によって決まる。モーターの回転速度が速ければ、所定時間ｔ_１は、短い。例えば、マイクロコントローラーユニット（ＭＣＵ）などの処理装置４２は、出力信号に従ってモーターをコントロールする。

図７は、モーターを制御する方法のフローチャートである。実施例のモーターは、複数のＮ極とＳ極を有する固定子と回転子を含む。実施例の制御方法は以下のステップを含む。

ステップ１００では、ローターが停止した時、固定子１０の二つの提供されたセンサー１６、１８は、Ｎ−Ｓ境界を同時に感知せず、ステップ１１０を行う。

ステップ１１０では、第一、第二、第三または第四信号が感知される。
第一、第二、第三または第四信号のうちのいずれかが、モーターが駆動した時に高レベル、または低レベルで所定時間ｔ_１維持された時、ステップ１３０、が行われる。そうでなければ、ステップ１２０が行われる。

図４のモーターが駆動し、センサー１６が回転子１２のＮ−Ｓ境界を感知した時、センサー１６は、ジッタ信号を出力し、センサー１８は、Ｎ極を常に感知し、所定時間ｔ_１、高レベル信号を出力する。

ステップ１２０では、モーターの回転が維持される。モーターが駆動した時、センサー１６の近くに回転子１２のＮ−Ｓ境界が位置されない場合、センサー１６は、回転子１２のＮ極、またはＳ極を正確に感知することができる。処理装置４２は、固定子１０の極性を正確に変え、回転子１２を持続して回転させる。

ステップ１３０では、モーターが停止される。
処理装置４２が所定時間ｔ_１、センサー１６、または１８の中の１つから高レベル、または低レベルの信号を受けた時、モーターは停止され、荷重電流によるダメージを防ぐ。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

時計回りの時の従来のモーターの概略図である。 逆時計回りの時の従来のモーターの概略図である。 通常の状態の従来のモーターを示すセンサーの信号図である。 異常な状態の従来のモーターを示すセンサーの信号図である。 実施例のモーターの概略図である。 実施例のモーターを制御する方法を示すブロック図である。 実施例のモーターのセンサーの出力信号を表している。 実施例のモーターのもう一つのセンサーの出力信号を表している。 実施例のモーター制御方法のフローチャートである。

符号の説明

１０ 固定子
１２ 回転子
１６、１８ センサー
４２ 処理装置
１０１ 固定子１０の鉄心
１２１ 回転子のＮ極
１２２ 回転子のＳ極
Ｓ_ｎｏｍ、Ｓ_{ａｂｎｏｍ}、Ｓ_１６、Ｓ_１８ センサーの出力信号

Claims (16)

1. 固定子と、複数のＮ極とＳ極を有する回転子と、前記固定子に設けられた二つのセンサーであって、前記ＮとＳ極間の境界を同時に感知する位置に配置されていない第一センサーと第二センサーとを含むモーターの制御方法であって、
   前記回転子の回転の間、前記第一センサーが前記Ｎ極のいずれか一つを感知した時、第一信号を出力し、前記第一センサーが前記Ｓ極のいずれか一つを感知した時、第二信号を出力するステップと、
   前記回転子の回転の間、前記第二センサーが前記Ｎ極のいずれか一つを感知した時、第三信号を出力し、前記第二センサーが前記Ｓ極のいずれか一つを感知した時、第四信号を出力するステップと、
   前記第一、第二、第三と第四信号の内のいずれか一つの信号が所定時間より長く連続して出力した場合、前記モーターを停止するステップとを含む制御方法。
2. 前記所定時間は、前記回転子の回転速度によって決められる請求項１に記載の制御方法。
3. 前記第一と第二センサーは、磁場センサーである請求項１に記載の制御方法。
4. 前記磁場センサーは、分流器である請求項３に記載の制御方法。
5. 前記磁場センサーは、変流器である請求項３に記載の制御方法。
6. 前記磁場センサーは、ホールセンサーである請求項３に記載の制御方法。
7. 前記モーターを停止する前に前記モーターにイネーブル信号を出力するステップを更に含む請求項１に記載の制御方法。
8. 前記イネーブル信号は、処理装置によって生成される請求項７に記載の制御方法。
9. 前記処理装置は、マイクロコントローラーユニット（ＭＣＵ）である請求項８に記載の制御方法。
10. 複数のＮ極とＳ極を有する回転子と、
    固定子と、
    前記固定子に設けられた二つのセンサーであって、前記ＮとＳ極間の境界を同時に感知する位置に配置されていない第一センサー及び第二センサーと、
    前記回転子の回転の間、前記第一センサーが前記Ｎ極のいずれか一つを感知した時、第一信号を出力し、前記第一センサーが前記Ｓ極のいずれか一つを感知した時、第二信号を出力し、前記第二センサーが前記Ｎ極のいずれか一つを感知した時、第三信号を出力し、前記第二センサーが前記Ｓ極のいずれか一つを感知した時、第四信号を出力し、前記第一、第二、第三と第四信号の内のいずれか一つの信号が所定時間より長く連続して出力した場合、前記モーターを停止する制御を行う処理装置とを含むモーター。
11. 前記第一と第二センサーは、磁場センサーである請求項１０に記載のモーター。
12. 前記磁場センサーは、分流器である請求項１１に記載のモーター。
13. 前記磁場センサーは、変流器である請求項１１に記載のモーター。
14. 前記磁場センサーは、ホールセンサーである請求項１１に記載のモーター。
15. 前記磁場センサーは、磁気抵抗器である請求項１１に記載のモーター。
16. 前記処理装置は、マイクロコントローラーユニット（ＭＣＵ）である請求項１０に記載のモーター。
    

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